電磁保護布的製作方法
2023-09-19 09:03:20 5
專利名稱：電磁保護布的製作方法
技術領域：
本發明涉及例如布片或織物等物品(article)，並且更特別地，涉及提供防止電磁能量的保護的物品，例如布結構。
背景技術：
很多研究領域包含電磁能量以各種形式通過大氣傳播並且可能不希望地衝擊在接收方(例如人、物品、電子設備或生物機體)上這方面。例如，電磁能量汙染可從很多結構、 裝置以及電線散發，通過其流過電流並且生成電磁場。可引起此電磁能量波的此結構、裝置以及電線的示例包含以下類別無線電、電視、電話、蜂窩通信、微波爐、衛星傳送以及電力傳送線。可能有很多其它示例。來自此示例的電磁能量可以認為是被動的或非有意的，這是因為在接收方上的衝擊不是主要目的。此外，可能在接收方上的電磁能量的不希望的衝擊可以基於電磁能量的有意的定向。在定向能量武器或監測設備使用時會發生此情形。
可能的衝擊電磁能量的範圍頻率可大幅變化。例如，電磁能量的頻率可包含用於國內電力的50Hz、用於無線電波的30kHz、用於電視的200MHz (VHF)和800MHz (UHF)、以及用於微波爐和衛星廣播的3-300GHZ。有可能定向能量武器源可具有多個和變化的頻率，例如 50Hz-300GHz。
有可能此電磁能量波對接收方可以是破壞性的。在接收方是人的情況下，關於健康以及可能嚴重的或致命的疾病的問題是可能的。在一定水平上，有可能很多人接收至少一些電磁能量衝擊。然而，合理的是一些人可能基於方位和/或活動而可接收一些更大的量的電磁能量衝擊。作為一個示例，在軍事設置內如果採用定向能量武器，則接收方可經歷更大的量的電磁能量衝擊。再次，接收方可包含人或物品。因此，防止此電磁能量衝擊的保護屏蔽可以是有益的。
在提供電磁能量屏蔽的領域內已經進行了一些有限的工作。例如，已經期待其中具有細金屬絲編織的織物。然而，這些以前的工作可能具有一些限制。例如，保護屏蔽對於電磁能量的一些但不是所有的可能的頻率。因此，在防止電磁能量的保護的領域中存在持續的改進的需要。發明內容
以下呈現了本發明的簡化概要以便提供本發明的一些示例方面的基本的理解。此概要不是本發明的廣泛的綜述。此外，此概要並不旨在識別本發明的關鍵要素或者劃出本發明的範圍。概要的唯一目的是以簡化的形式呈現本發明的一些概念作為後續呈現的更詳細描述的序言。
根據一個示例方面，本發明提供一種用於提供防止電磁能量的保護的物品。該物品包含傳導纖維(conductive fiber),其在物品中延伸；變阻材料，其分散並固定在物品中；以及鐵氧材料，其分散並固定在物品中。
根據其它示例方面，本發明包含一種提供能提供防止電磁能量的保護的物品的方法。該方法包含提供在物品中延伸的傳導纖維，提供分散並固定在物品中的變阻材料，以及提供分散並固定在物品中的鐵氧材料。
在參考附圖閱讀以下描述時，本發明的上文的和其它方面將對與本發明相關的領域的技術人員變得明顯，在附圖中圖I是根據本發明的至少一個方面的作為示例布的示例物品的片段的局部截面的概略透視圖；圖2是圖I的示例物品的放大圖；以及圖3是根據本發明的至少一個方面的用於帳篷的物品的示例使用的概略透視圖。
具體實施方式
描述並且在附圖中圖示了併入本發明的一個或多個方面的示例實施例。這些圖示的示例並不旨在成為本發明的限制。例如，在其它實施例甚至其它類型的裝置中可以利用本發明的一個或多個方面。此外，本文使用的某些術語僅僅是為了方便並且不應理解為本發明的限制。更進一步，在附圖中，採用相同的參考標號來指代相同的要素。
轉到圖I和圖2，根據主題發明的至少一個方面示出示例物品10的片段。應意識到，物品10可採用若干形式，例如布、棉絮、模製品等。物品10的示例在本文呈現為布。然而，應意識到，本發明不必限制於此。應該意識到，在附圖中所示的布的部分可以認為僅是整個布的小部分，並且該布在一定程度上遠大於圖中所示的部分。也應意識到，本發明包含提供或製造物品10的更多方法中的一種。
物品10至少包含在物品中延伸的傳導纖維14，在物品中的變阻材料18，以及在物品中的鐵氧材料20。在所示的示例中，呈現至少一個傳導纖維14。更具體地,在所示的示例中，多個纖維14在物品10中延伸。而且，在該示例中，變阻材料18分散在物品10中。更進一步，在所示的示例中，鐵氧材料20分散在物品10中。應意識到，圖I和圖2中可以僅示出了整個變阻材料18和整個鐵氧材料20的樣本部分。附圖僅作為說明並且不應解釋為變阻材料18和鐵氧材料20的分散/分布的代表。
轉到傳導纖維14，傳導纖維可以是編織的或非編織的。圖I和圖2所示的示例是傳導纖維14的編織排列的一個具體示例。應意識到，可以利用任何所希望的編織圖案、排列、順序。然而，應意識到，本發明並不僅限於圖中所示的示例編織布，並且因此，傳導纖維 14可以以任何均勻/有序的方式來排列或可具有隨機朝向。編織排列只是均勻排列的一個示例。因此，在所示的示例中，傳導纖維14是編織的並且具有一般有序的朝向以提供矩陣外觀。
在所示的示例中，所示的示例中的傳導纖維14的廣度是在物品10的整個區上 (即，在長度內)。然而，應意識到，傳導纖維14的廣度可以小於物品10的整個廣度。例如， 在物品10中可存在著證實為希望省略傳導纖維14的多個區(例如，邊緣區或在物品的範圍內的區)。
轉到傳導纖維14的細節，在傳導纖維內可以利用很多類型的傳導材料。在一個示例中，傳導纖維14由碳組成，以致纖維可以稱作碳纖維。然而，有可能可以利用其它傳導材料(例如，如不鏽鋼、鎳、銅等金屬)或以其它方式製成傳導的(例如，注入傳導材料)。如可以意識到的，傳導纖維14提供電磁能量可通過其沿著物品10移動的傳導路徑。傳導纖維14 可觸摸，並且如果觸摸，則可在纖維之間提供傳導路徑。
轉到變阻材料18，在一個示例中，變阻材料具有可以認為是有損耗的電磁性質。此電磁損耗可用於經由磁損耗或電損耗提供能量耗散。而且在變阻材料18的至少一些示例中，變阻材料具有可取決於施加的電磁能量而變化的電磁性質。例如，性質可取決於所施加的電磁能量的場強而變化。變阻材料18可具有電流和電壓之間的非線性關係的性質。而且，變阻材料18可具有是電介質和磁性的性質。變阻材料18可以響應聞的能量並且響應於高的能量從絕緣狀態改變到傳導狀態。
轉到變阻材料的一些示例，一個示例是金屬氧化物變阻器(MoV)。例如，變阻器可包含其它金屬氧化物(例如鉍、鈷和/或錳)的矩陣(例如，所塗敷的)內的陶瓷質量的氧化鋅。
四個示例變阻材料包含1)ZnO> ZnO-Bi2O3^ ZnO-Bi2O3-Sb2O3^ ZnO-Bi2O3-Sb2O3-CoO-NiO-MnO2 2)SnO2、SnO2-CoO-Nb2O5-Cr2O33)用NbO5 摻雜的 Ti02、Bi2O3 和 SrO、用 Ta2O5 和 CaO 摻雜的 TiO24)用Nb2O5 和 Li2CO3 摻雜的(SrBa) Ti03、(SrBaCa) TiO3應意識到，所示的示例提供變阻材料18呈現在物品10中作為顆粒形式的部分。變阻材料18的顆粒可以經由使用集成進纖維、依附於纖維、和/或懸置在附著於纖維的樹脂內而保持在物品中。應意識到，可以利用其它填充料和/或粘性材料/機制。在所示的示例中，變阻材料18的顆粒懸置在附著於纖維14的樹脂30中。在一個示例中，變阻材料18的顆粒的尺寸在直徑上是近似50納米到50微米。
如所述的，一個具體示例包含變阻材料18在物品10中作為顆粒(例如，變阻材料微粒)分配。這樣在物品10中的散布可以通過使微粒位於遍布物品來實現。一般而言，如果提供的變阻材料18是除顆粒以外的一些形式，則可能仍然希望在物品中分散變阻材料 18，以便變阻材料位於遍布物品。然而，應意識到，變阻材料18的分布的廣度可以小於遍布整個物品10的延伸。例如，在物品10中可存在著可證實為希望省略變阻材料18的多個區 (例如，邊緣區或在物品範圍內的區)。
轉到鐵氧材料20,鐵氧材料是鐵、鐵基或鐵合金。因此，鐵氧材料20可具有磁性。
兩個示例鐵氧材料包含1)(NiZn )Fe204、( NiZnCu )Fe204、(NiMnCo )Fe204、(MnZn)Fe2O4、ZnFe2O4、NiFe2O4、CoFe204、 (CoZn) Fe2O42)Fe3O4鐵氧材料20可以分散在物品10中。在圖1和2所示出的一個示例中，鐵氧材料20經由塗敷在顆粒內的變阻材料18上(B卩，變阻材料18以顆粒形式在鐵氧材料20的塗敷內)而分散在物品10中。在一個示例中，在顆粒內圍繞變阻材料18的鐵氧材料20的殼厚是近似 5納米-100納米。顆粒(即，變阻和鐵氧材料)分散在物品中並且因此鐵氧材料20以與變阻材料18共存的方式分散在物品10中。
鐵氧材料20可充當變阻材料18和/或傳導纖維14的助料以由物品10提供對電磁能量的保護屏蔽效應。整體而言，物品10可提供能量的磁和/或電介質損耗以提供此保護屏蔽。然而，此損耗可能不是由物品10提供的保護的唯一形式。例如，衝擊電磁能量的一些量的反射是可能的。例如，傳導纖維14可具有電磁能量的反射性質。有可能靜態排列中的本發明的使用還可採用將物品10接地的使用。然而，當然對於移動應用，物品10不需要接地。
預計傳導纖維14在電磁能量的第一頻率範圍提供防止電磁能量的保護並且變阻材料18在電磁能量的第二頻率範圍提供防止電磁能量的保護，並且鐵氧材料20在電磁能量的第三頻率範圍提供防止電磁能量的保護，其中第一、第二以及第三頻率範圍彼此不同。 對於此場景，具有三個成分(傳導纖維14、變阻材料18以及鐵氧材料20)的物品10在寬的頻譜上提供整體寬覆蓋。例如，涉及的頻率可包含以下示例近似50-60Hz (例如,來自國內電力)、近似30kHz (例如，來自無線電波)、近似200MHz (VHF)和近似800MHz (UHF)(例如，來自電視廣播)以及近似3-300GHZ (例如，來自微波爐、衛星傳送以及定向能量武器)。
轉到物品10的構造，有可能可以利用不同類型的示例構造。在所示的示例中，作為用鐵氧材料20塗敷的顆粒，變阻材料18散置於傳導纖維14中。應意識到，顆粒(變阻和鐵氧材料)固定於物品10中並且因此相對於傳導纖維14固定。因此，顆粒可以認為是填充料的一部分，顆粒經由應用於傳導纖維的介質來搬運/支撐/附著/固定。例如，顆粒可以在應用於傳導纖維的聚合物溶液內搬運。溶液可以是固定的、凝固的、揮發性的等，從而剩餘的顆粒相對於聚合物材料內的傳導纖維浸入並且固定。而且顆粒可以經由在傳導纖維上塗敷機制的使用來施加。再次，可採用固化、蒸發等以相對於傳導纖維固定並保持顆粒。此可以提供圖I和圖2中所示的示例聚合物/樹脂30。
而且，應意識到，所示的示例指示大多數/所有所示的纖維是傳導纖維14。然而， 有可能是物品10中的一些(多個或很多)纖維是不同於傳導纖維14的纖維。此「其它纖維」 可以散置(例如，交織或以其它方式在其間放置)於傳導纖維14內。作為另一可能性，非傳導纖維可以存在於物品10中的不同的附加層中。「其它」纖維的一些示例可包含聚酯基纖維(散置或單獨的層)。更進一步，物品10可包含芳綸纖維(散置或單獨的層)以提供阻燃功能。更進一步，物品10可包含丙烯酸纖維(散置或單獨的層)，其可提供附加的強度。而且物品10可包含尼龍纖維或烯烴纖維(再次，作為散置或單獨的層)。更進一步，物品10可包含聚丙醇酸作為纖維(例如，對於低水分吸收以及高芯吸，為運動和執行成衣和產品提供益處)的一部分。
更進一步，應意識到，傳導纖維14、變阻材料18以及鐵氧材料20可以僅僅是物品 10中的成分的一部分。例如，物品10可具有不直接參與主要電磁屏蔽功能的其它成分。例如，物品可包含其它纖維(如所述的)、其它層(例如，如隔膜層等非纖維層)等。例如，物品可包含層ePTFE，其是透氣層。
可以在構造的布織物裝置的各種示例中利用物品10。當然布織物是一個示例，在其中作為布的物品的柔性是特性。很多此布織物示例包含各種服裝包含襯衫、夾克、上衣、 褲子、帽子以及手套。要確定，根據本發明的一方面，有可能是可以由人穿戴的任何服裝可以併入物品10。在一件服裝中的此物品10會為服裝的物品的穿戴者提供電磁屏蔽保護。
在項目中的物品10的併入的其它示例包含非服裝項目。非服裝項目的一個具體示例是帳篷100 (圖3)或其它基於布的結構。圖3是使用布10製作的布帳篷結構100的示例。應意識到，帳篷100可容納人以及電磁能量的其它潛在接收方。潛在電磁能量的此接收方的一些具體示例包含設備裝置等，其對電磁能量敏感並且因此希望保護防止電磁能量。一些具體示例包含電子裝置，其對外部電磁能量的接收敏感。
轉回到圖3中所示的示例，預計帳篷100在部件110中可具有各種非織物方式以允許電連接、供暖通風接入等。而且，可以提供其它結構/部件，例如門120。
應意識到，其它結構也可利用本發明。此其它結構的一些示例包含飛行器、軍用車輛以及船舶。還應意識到，本發明可以併入提供其他功能的布置。示例包含提供本發明作為防彈衣等的一部分。
本發明已經參考上述示例實施例進行描述。在閱讀和理解本說明書後其它人將想到修改和變形。併入本發明的一個或多個方面的示例實施例旨在包含所有這樣的修改和改變，這是由於他們落入所附的權利要求的範圍。
權利要求
1.一種用於提供防止電磁能量的保護的物品，所述物品包含 傳導纖維，在所述物品中延伸； 變阻材料，分散並固定在所述物品中；以及 鐵氧材料，分散並固定在所述物品中。
2.如權利要求I所述的物品，其中所述傳導纖維包含碳纖維。
3.如權利要求I所述的物品，其中所述變阻材料在顆粒內。
4.如權利要求3所述的物品，其中所述變阻材料的顆粒的尺寸是在直徑上近似50納米到50微米。
5.如權利要求I所述的物品，其中所述鐵氧材料在顆粒內。
6.如權利要求I所述的物品，其中所述變阻材料和所述鐵氧材料在顆粒內。
7.如權利要求I所述的物品，其中所述變阻材料是微粒並且所述鐵氧材料塗敷在所述變阻材料微粒上。
8.如權利要求7所述的物品，其中所述變阻材料的顆粒的尺寸是在直徑上近似50納米到50微米，並且塗敷在所述變阻材料顆粒上的所述鐵氧材料的厚度是近似5納米-100納米。
9.如權利要求I所述的物品，其中所述變阻材料以及所述鐵氧材料中的至少一個在顆粒內，所述顆粒相對於所述物品內的所述傳導纖維固定。
10.如權利要求9所述的物品，其中所述顆粒在附著於所述物品中的所述傳導纖維的聚合物材料內固定。
11.如權利要求I所述的物品，其中所述傳導纖維在電磁能量的第一頻率範圍上提供防止電磁能量的保護，所述變阻材料在電磁能量的第二頻率範圍上提供防止電磁能量的保護，以及所述鐵氧材料在電磁能量的第三頻率範圍上提供防止電磁能量的保護，並且所述第一頻率範圍、第二頻率範圍以及第三頻率範圍彼此不同。
12.如權利要求I所述的物品，其中所述物品是布。
13.如權利要求I所述的物品，其中所述物品是片材料。
14.如權利要求I所述的物品，其中所述物品是柔性的。
15.如權利要求I所述的物品，其中所提供的保護是對於包含範圍在近似50Hz到近似300GHz的頻率的電磁能量。
16.一種提供能提供防止電磁能量的保護的物品的方法，所述方法包含 提供在物品中延伸的傳導纖維； 提供在所述物品中分散並固定的變阻材料；以及 提供在所述物品中分散並固定的鐵氧材料。
17.如權利要求16所述的方法，其中提供傳導纖維的步驟包含提供碳纖維作為所述傳導纖維。
18.如權利要求16所述的方法，其中提供變阻材料的步驟包含在顆粒內提供所述變阻材料。
19.如權利要求16所述的方法，其中提供鐵氧材料的步驟包含在顆粒內提供所述鐵氧材料。
20.如權利要求16所述的方法，其中提供變阻材料以及提供鐵氧材料的步驟包含提供所述變阻材料作為微粒,所 述鐵氧材料塗敷在所述變阻材料微粒上。
全文摘要
本發明的名稱為「電磁保護布」。本發明涉及用於提供防止電磁能量的保護的物品，以及用於提供此物品的關聯方法。該物品包含傳導纖維，在物品中延伸；變阻材料，分散並固定在物品中；以及鐵氧材料，分散並固定在物品中。
文檔編號H05K9/00GK102984930SQ20121030335
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月24日 優先權日2011年8月26日
發明者D.Q.譚, P.C.歐文, W.張 申請人:Bha 控股公司