第一节 产品定义及发展历程
一、产品定义
导电布(金属化织物)是以纤维布(一般常用聚醋纤维布)经过前置处理后施以电镀金属镀层使其具有金属特性而成为导电纤维布。它既具有金属的导电和电磁屏蔽等物理特性也具有织物的柔软、光滑、透气、易加工等特性,还有非常好的耐磨性。与常用的金属相比,导电布具有重量轻、易裁剪、柔软性好等特点。
导电布按表面金属镀层的不同可分为:镀铜镍Cu-Ni,镀铜钴Cu-Co,镀铜锡Cu-Sn,镀铜银Cu-Ag,镀铜铁镍Cu-Fe-Ni,镀铜金Cu-Au,镀铜Cu等镀层的各型导电布,其中超薄导电布厚度仅0.06mm.
按基材分类有网格布和平织布,无纺导电布,全方位导电泡棉。
按颜色分类有灰色导电布,紫红色导电布,银色导电布,金色导电布,黑色导电布。
二、发展历程
进入90年代,国外金属化织物材料在各个领域的应用上已获得重大的进展,新的制造方法也随之产生,金属化织物的制品也已在市场商品化。国内对这种新技术的研发则刚刚起步,针对未来产业用纺织品市场的快速增长,相对的金属化织物的需求量也会逐步的增加。
随着磁波遮蔽性产品逐渐兴起,起因于人们对于电磁波的危害意识日渐高涨,医学单位也相继投入这方面的 研究 ,国内外皆发表了不少与电磁波具危害性的相关文章。目前所发展出电磁波遮蔽性防护织物的方法,除了时下最盛行的以不锈钢纤维为主体所形成的复合型织物外,尚有以金属镀层等方式,来形成磁波屏蔽的织物,凡以织物(或非织物)为底布,采用各种方法金属化,使织物具有金属光泽、导电、磁波遮蔽等功能,同时又保持纺织品原有的柔软性、耐弯曲、耐折迭的特性者,皆可称为金属化织物。
第二节 产品特点及应用领域 分析
导电布所具备的极高的性价比使得它在电子工业中的广泛应用成为可能。导电布能够成功的解决机箱屏蔽、自制屏蔽线、PCB板接地、狭小位置的电流导通、关键部件的局部屏蔽等很多电子设计中常见的问题。
可用于从事电子、电磁等高辐射工作的专业屏蔽工作服、屏蔽室专用屏蔽布、IT 行业 屏蔽件专用布等。广泛用于通讯、计算机、自动控制设备和手机等产品上。
第三节 产业链概述
一、在产业链中的位置
导电布
行业
产业链简图
二、相关 行业 简述
导电布广泛应用于电子信息产业。2009年是我国电子信息产业发展较为困难的一年。受国际金融危机影响,产业在新世纪以来首次出现负增长,成为国民经济中受冲击最明显的 行业 。在全 行业 的共同努力下,随着国内政策效应不断显现和世界经济逐步回暖,电子信息产业自下半年起开始呈现企稳向好的迹象,生产增速低位回升、出口下滑速度放缓、经济效益降幅收窄,总体回升态势基本明朗。未来产业发展形势总体向好,但不确定因素依然较多,产业转型升级要求迫切,需要加强形势监测并加大调整力度,才能确保产业平稳协调发展。
1、产业规模继续扩大
2009年,规模以上电子信息制造业实现收入51305亿元,同比增长0.1%;利润1791亿元,同比增长5.2%;出口交货值28932亿元,同比下降5.6%。软件业务收入9513亿元,同比增长25.6%。
2009年主要电子信息产品产量完成情况
3、外贸出口下滑明显
2009年,电子信息产品进出口7719亿美元,同比下降12.8%,这是本世纪以来首次负增长。其中出口4572亿美元,下降12.5%,占全国出口的38%;进口3147亿元,下降13.5%,占全国进口的31%。出口降幅逐步收窄,11、12月连续正增长。基础产品下滑明显,电子元件、材料分别下降23.6%、36.3%;整机产品降幅相对较小,通信、视听、计算机产品出口分别下降3.8%、12%、8.9%。
4、投资增速出现回落
2009年,全 行业 500万元以上项目累计完成投资4147亿元,同比增长17.5%,增幅低于上年15.8个百分点。新增固定资产2621亿元,同比增长34.9%,增幅高于上年3.4个百分点。通信设备 行业 投资增长较快,增速达到36.5%;电子器件 行业 投资增长2.8%,其中集成电路 行业 下降21.7%。全年新开工项目4443个,同比增长41.4%,占全部施工项目的63.5%,主要集中在光电器件、通信设备、光纤光缆等领域。
2010年,我国经济形势将好于2009年,国务院调整完善了促进消费的政策措施,中央工作经济会议上预计全年GDP将保持8%的增长水平,社会消费品市场将保持两位数增长。电子信息产品市场依然看好。
2010年是3G全面商用的一年,各大运营商均投入资金用于营销和终端补贴,预计全年新增移动电话用户1亿户,加上用户更新手机,预计全年国内市场需求超过2.5亿部。家电下乡、以旧换新政策不断落实,实施产品和地域范围逐步扩大,有力促进乡镇和农村市场的发展,预计全年彩电市场将增长20%。彩电、手机等整机市场增长将带动国内集成电路 行业 增长,预计国内集成电路市场将增长15%以上。
第四节 产品生产技术发展现状
1、蒸发沉积法
蒸发沉积法是纤维织物进行金属化处理所采用的较早方法,它是将基材(或织物)放入真空箱内,抽出箱内空气,把金属丝加热到一定的温度,在这个温度下,当金属蒸气的压力超过真空箱内残留的空气压力时,熔融的金属接近沸点,就会发生实质性的蒸发沉积,将气化的金属沉积在基布表面,形成均匀的涂层。
例如对铝而言,温度大约在1200~1250℃,基材(或织物)通过水冷式滚筒,暴露在作为涂层剂的金属蒸气中,金属蒸气冷凝在基材(或织物)的表面,转变成固体。这种设备的投资比较高,生产速度500~1500ft/min。而其加工过程比较简单,但是采用蒸发沉积法所制得的金属化织物,其基布和金属之间的结合力较弱,金属层易由织物的表面剥离脱落。
2、喷涂法
喷涂法虽然也是在真空环境下进行,但在许多方面仍不同于蒸发沉积法,其乃利用强大的磁场,在金属周围形成离子云,使金属本身处于负压,吸引正离子。使金属原子获得能量而被弹射出去,沉积在邻近的被涂物体上,形成喷涂的金属。这种加工方法速度较慢,优点是能精确地控制涂布量,不同的金属、合金、氧化物也能够在同一通道中混合、沉积,形成均匀的涂层膜(在蒸发沉积法中得不到这种均匀混合物),从而可以精确地控制涂层膜的性能,基本上喷涂法可应用于任何基材,范围相当广泛。
例如,获得高导电率【10ohm/square以下】的金属化织物,在特殊应用上可作为防止电磁波干扰的屏障,作为遮蔽计算机和其它电子仪器的帷幕或覆盖物,防止电子窃听。在聚酯织物涂布上银和钯,可为航天工业的材料。
3、化学镀法
通过化学处理方法使纤维表面金属化,也就是无电极电镀法,可以镀银、镀铜和镀镍,由于银的价格高,难以普及,所以目前采用镀铜、镀镍为多,应用于微波防护服方面较多。
一般化学镀的加工流程如下:
洗净→化学粗化→敏化或活化→还原→化学镀→烘干
化学镀所使用的基布可为聚酯、聚氯乙烯、聚丙烯月青及T/C。如以T/C混纺织物为基布须经脱脂→化学粗化→敏化或活化等预处理。脱脂是用煮练、漂洗加工除去纤维上的油脂,因为油脂会影响镀层和纤维的结合牢度。用T/C混纺布是因为聚酯纤维的强力高,在酸性溶液中强力损失小,但是聚酯纤维表面光滑,不利于镀层和纤维的结合,所以要用碱减量的方法将聚酯纤维表面刻蚀,使其变得粗糙,即称粗化。碱减量加工是将基布在60~70℃,80g/L的NaOH溶液中处理30min。另外因纤维不是导电的材料,所以电镀前要在纤维表面上加一层极薄的重金属催化层,使它能引发还原反应,使溶液中的铜(或镍)离子在纤维表面发生还原反应生成金属,沉积在纤维表面,这个程序称为敏化或活化。
4、离子电镀法
离子电镀是以低温等离子处理后,连续进行表面沉积处理为特殊的纤维织物金属化处理方法。该加工过程简单有效,无污水处理问题,金属化处理后的织物具有良好的机械性能和耐热性,基布与金属层之间结合力强。采用此方法进行纤维织物金属化处理,可克服真空沉积法存在的金属层与基布之间结合力弱的缺点,且避免了化学镀的废液处理问题。
纤维基布在没有等离子聚合性的气体存在下,1.33~1330Pa的压力下,进行低温等离子处理,所采用气体可以是氦、氢、氖、NO2、O2、CO、CO2、NO、H2、Cl2以及卤素化合物或硫化物。低温等离子处理是靠阳极与加热冷却转鼓阴极之间的高频放电而产生的作用。该过程大大提高了纤维基布与金属层沉积层的结合力,虽然其机理尚未十分清楚,但原因很可能是低温等离子处理时的溅蚀作用去除了纤维基布表面附着的污染物或异物,使基布表面妨碍与金属结合的浆剂、油剂等低分子挥发物产生改质,同时使得纤维表面凹凸不平,也使得纤维自身表面因高能量的等离子体冲击产生改质,表面活化能增大,与金属间的亲和力也就增强。
经过低温等离子处理后的基布,再经过压力在0.001~13.3Pa,惰性气体高频放电的等离子状态下,完成表面金属化处理。可用于离子电镀的金属有:Al、Ti、Cr、Ni、Cu等金属元素;ZnO、MgO等金属氧化物;MoS等金属硫化物。
第五节 产品生产工艺特点或流程
1、真空溅镀对设备、工艺技术要求较高,选择的材料所具备的特性,镀层均匀无明显色差,抗氧化层在高压状态下完成,抗氧化膜渗透力和附着力增强,屏效稳定,屏蔽频段范围大。导电布厚度只有化学镀产品的1/3,混纺的1/5,电镀的1/2。手感柔软,轻薄透气,非常适合作为高级防护服的生产材料。缺点是原料昂贵导致成本上升。
2、化学镀的优点在于原材料使用上的节约使产品成本大副降低,导电布整体柔软舒适,手感好,适合制作要求不高的民用产品。由于基料和生产环境温度、湿度等条件不同,产品性能的不稳定性非常突出。镀膜均匀性较差,色差明显,从而影响整体屏蔽表现。化学镀的抗氧化层通常采用常温常压的简单喷涂工艺生产,很难保证在物理摩擦、潮湿环境中抗氧化层及镀膜的完整性,造成屏蔽下降。
3、电镀导电布的优点是工艺成熟,镀层均匀,屏效稳定。但需要注意的是,电镀产品中通常含有重金属镍(抗氧化作用),长期接触容易发生重金属中毒。尤其对孕妇等敏感人群产生重大伤害。国家明文规定不可使用含重金属的材料生产服装等产品。产品柔韧度很差,手感发硬,不耐摩擦,用手抚摩表面即会有金属粉末脱落。屏效随物理摩擦增加而明显下降,通常应用在摩擦条件很小的工业、电子仪器生产中。
4、混纺不锈钢丝是将不锈钢丝纤维、矿物质纤维与普通纤维纺织成型制成混纺织物。通常含量介于7%——15%之间。本产品优点在于手感柔软,透气性好,并且可以机洗水洗方式洗涤(金属纤维及矿物质会断裂,外观不受影响),通过提高金属丝纤维和矿物质纤维的含量方式可以提升产品的屏效,当含量超过20%时,织物明显手感粗糙,重量大幅增加,不易贴身穿着。
第六节 国内外生产技术发展趋势 分析
目前,三维金属化屏蔽织物在发达国家已成为环保要求的绿色纺织品新兴产物,而在我国才刚刚起步。为适应国际环保纺织品发展趋势的要求,在我国引进, 研究 和开发防电磁波辐射的屏蔽织物——三维银金属化织物(纤维),无论是在航空航天、军事领域还是工业和民用领域都具有广泛的市场和应用前景。
三维银金属化织物(纤维)除了具有一般金属(镍,铜,锡等)优良的导电和电磁屏蔽等物理特性而且金属银在热性能,RF及抗菌领域有着一些独特的性质,而其他有类似性能的金属却不能像银一样有效的表现出这些特性来.,而且银在自然环境中可以保持稳定,不氧化,无毒,具有环保性。
三维银金属化织物(纤维)是Shieldex公司的技术,Shieldex公司具有直接在织物上进行连续工业生产三维银金属化纤维和织物的能力。其产品既保持了纺织品原有的柔软、耐弯曲、耐折叠、易加工、重量轻等特性,同时也具备了导电、防电磁波屏蔽、热能管理等金属特性。可以广泛应用于军事、交通、通讯、建筑、医学、工业和家庭等方面,同时在高科技、网络和安全、反恐的发展中也崭露头角,是目前业界公认的各种性能最好的金属化织物。
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