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服装结构对电磁屏蔽性能的影响

12月29日

新时代下,人们在享受电子设备带来便利的同时,也承受着电磁辐射对人体健康造成的危害。电磁辐射防护服可对人体进行有效防护,除产业用电磁辐射防护服外,民用电磁屏蔽服装也备受关注。目前相关研究大多集中在电磁屏蔽材料的开发与测试,对服装结构与电磁屏蔽性能之间关系的研究相对较少。在织物层面,采用金属混纺纤维、金属镀层纤维以及多离子纤维等材料的电磁屏蔽织物均有较好的屏蔽效果,而服装是具有开口和缝隙的三维立体结构,电磁屏蔽织物经过开口处理后其电磁屏蔽性能会受到影响,影响程度根据服装结构的不同而有所差异。

一、单因素服装结构

01 领型

领型是服装结构中不可缺少的元素之一,其款式和大小对电磁防护服屏蔽性能有着显著影响。就现有研究来看,领型对服装电磁屏蔽效能的影响规律尚不明确;相较于无领服装,有领服装使皮肤暴露面积变小,服装电磁屏蔽效能提升。若领口孔洞尺寸与电磁波波长呈整数倍,电磁波会发生衍射,出现“天线效应”现象,增加电磁泄漏,该现象可能出现在服装的任何开口区域。

02 袖型

在产业用电磁辐射防护工作服中,袖型一般为直筒袖和收口袖,但民用电磁辐射防护服中涉及的袖型款式相对较多,故研究袖型对服装整体屏蔽效能的影响也十分重要。袖型对电磁屏蔽效能的影响主要取决于袖长与袖口围度:袖长越长,屏蔽性能越好;当袖口处出现褶皱时,服装的屏蔽效能提升。


图 袖子款式图

03 门襟

门襟对电磁屏蔽性能影响的相关研究较少,就现有研究来看,门襟处存在缝隙易导致电磁泄漏,当增加门襟宽度时,从缝隙中泄漏的电磁波不易到达皮肤,故门襟宽度越宽,电磁屏蔽性能越好。

04 下摆

下摆对电磁屏蔽性能影响的研究,对于电磁辐射防护孕妇服的设计与生产至关重要。研究表明:随下摆尺寸增加,其电磁屏蔽性能下降。相关研究结果给孕妇服的设计生产带来启发,即尽量减小下摆开口尺寸,如在下摆加入抽绳式设计。

二、多元服装结构

为综合探究领口、袖口、下摆等服装开口对服装电磁屏蔽性能的影响,部分研究者将多个结构因素作为实验对象,探讨各元素之间影响屏蔽效能的强弱关系。

目前,不少研究者认为织物的屏蔽性能并不能代表服装的屏蔽性能。有研究者以服装结构形成的孔洞为研究对象,证明孔洞对电磁屏蔽存在影响,如KUROKAWA等证实不同服装结构形成的孔洞会显著影响服装的屏蔽性能。也有研究者通过仿真模型来探究服装结构对电磁屏蔽性能的影响,以ZHANG等的研究为例,研究者通过仿真模型,模拟了领口、袖口和下摆,得出结论:电磁屏蔽效能随开口面积的增加而大幅下降;服装的电磁屏蔽效能不仅与开口面积有关,也与开口形状有关。

部分研究发现,衣长、袖长、门襟宽等服装结构因素对屏蔽效能影响显著;另一部分研究认为领型是影响屏蔽效能的主要因素。

受到实验对象、实验条件等因素的影响,研究者所得结论存在部分差异,但核心结论总体趋同。在开发民用电磁辐射防护服时,服装结构设计应考虑生活和工作环境中的电磁辐射频率,结合人体工效学,考虑生产成本,选择合适的面料与服装结构,既考虑到服装对人体舒适性的需求,又保证电磁屏蔽效果。

更多内容,请关注纺织导报2025年第6期《服装结构对电磁屏蔽性能影响的研究进展》一文。


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