Morphology and Electromagnetic Shielding Effectiveness of PP Nonwovens Modified with Metallic Layers

• Autorzy: Koprowska J. , Dobruchowska E. , Reszka K. , Szwugier A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1161763

Warianty tytułu

PL

Morfologia i skuteczność ekranowania elektromagnetycznego włóknin polipropylenowych modyfikowanych warstwami metalicznymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Polypropylene (PP) nonwoven was used as a substrate for CuSn and CuZnNi deposited layers. Nonwoven metallization was carried out using the DC magnetron sputtering process at various process parameters (e.g. effective power dissipated in the target, velocity of the substrate drift, number of cycles). The studies aimed at defining the surface morphology of PP nonwoven modified by metallic deposition, the crystallographic structure of the thin metallic layers and the effect of the layers’ crystallinity on the electromagnetic (EM) shielding effectiveness of the two-component metal/PP composites. The morphology studies were covered by scanning electron microscopy. Furthermore the crystalline character of components CuSn and CuZnNi was examined in grazing-incidence angle X-ray diffraction experiments. It was found that CuSn/PP composites with a crystalline structure of the metallic layer exhibit the highest values of shielding effectiveness (44-45 dB at 27,12 MHz and 38-39 dB at 1795 MHz).

PL

Do napylania warstw CuSn i CuZnNi jako podłoże (substrat) użyto włókninę polipropylenową (PP). Metalizację włókniny prowadzono stosując proces rozpylania magnetronowego DC przy różnych parametrach procesowych (takich, jak na przykład: moc efektywna wydzielana na targecie, prędkość przesuwu podłoża, ilość cykli). Badania miały na celu określenie: morfologii powierzchni włókniny PP modyfikowanej przez osadzania metali, krystalograficznej struktury cienkich warstw metalicznych i wpływu efektu krystalizacji warstw na skuteczność elektromagnetycznego (EM) ekranowania dwuskładnikowych kompozytów metal/PP. Badania morfologiczne zostały wykonane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Ponadto, krystaliczną postać CuSn i CuZnNi składników i skład fazowy warstw metalicznych osadzonych na podłożu z włókniny polipropylenowej oceniano w oparciu o pomiary dyfrakcji rentgenowskiej. Stwierdzono, że kompozyty CuSn/PP o strukturze krystalicznej warstwy metalicznej wykazują najwyższe wartości skuteczności ekranowania (44 - 45 dB przy 27,12 MHz i 38 - 39 dB przy 1795 MHz).

Słowa kluczowe

EN

polypropylene nonwoven; metallic thin layers; magnetron deposition; surface morphology; crystalline structure; EM shielding effectiveness

PL

polipropylenowa włóknina; cienkie warstwy metaliczne; osadzanie magnetronu; morfologia powierzchni; struktura krystaliczna; skuteczność elektromagnetycznego (EM) ekranowania

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 23, no. 5 (113)
• Strony: 84--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Koprowska J.

• Textile Research Institute, Łódź, Poland

autor

Dobruchowska E.

• Institute of Technology and Education, Koszalin University of Technology, Koszalin, Poland

autor

Reszka K.

• Institute of Technology and Education, Koszalin University of Technology, Koszalin, Poland

autor

Szwugier A.

• Textile Research Institute, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Pawlak R, Korzeniewska E, Frydrysiak M, et al. Using Vacuum Deposition Technology for the Manufacturing of Electro-Conductive Layers on the Surface of Textiles. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 2(91): 68-72.
• 2. Wei Q, Yu L, Wu N, Hong S. Preparation and characterization of cooper nanocomposite textiles. J. of Industrial Textiles 2008; 37: 275.
• 3. Jiang SX, Qin WF, Guo RH, Zhang L. Surface functionalization of nanostructured silver-coated polyester fabric by magnetron sputtering. Surface & Coating Technology 2010; 204: 3662-3667.
• 4. Bula K, Koprowska J, Janukiewicz J. Application of Cathode Sputtering for Obtaining Ultra-thin Metallic Coatings on Textile Products. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2006; 14, 5(59): 75 – 79.
• 5. Koprowska J, Ziaja J, Janukiewicz J. Plasma metallization textiles as shields for electromagnetic fields - EMC Europe. In: 12th International Symposium on Electromagnetic Compatibility 2008. 10.1109/EMC EUROPE.2008.4786933; 2008, pp. 1 – 4.
• 6. Ziaja J, Koprowska J, Janukiewicz J. Using Plasma Metallisation for manufacture of Textile Screens Against Electromagnetic Fields. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2008; 16, 5(70): 64-66.
• 7. Ziaja J, Ozimek M, Koprowska J. Metallic and oxide Zn and Ti layers on textile as shields for electromagnetic fields. In: EMC Europe 2009, Workshop. Athens, Greece, 11-12 June 2009, pp. 30-33.
• 8. Reszka K, Dobruchowska E, Koprowska J, Wiśniewski B. Surface Modification of Polypropylene Nonwoven with Composite Metallic Layers. Journal of KONES Powertrain and Transport 2012; 19/4: 539-547.
• 9. Li T, Huang ZY, Xi ZC, Lacour SP, Wagner S, Suo Z. Delocalizing strain in a thin metal film on a polymer substrate. Mech. Mater. 2005; 37: 261-273.
• 10. Alaca BE, Saif MTA, Sehitoglu H. On the Interface Debond at the Edge of a Thin Film on a Thick Substrate. Acta Mater. 2002; 50: 1197-1209.
• 11. Lacour SP, Wagner S, Suo ZY. Stretchable gold conductors on elastomeric substrates. Appl. Phys. Lett. 2003; 82: 2404-2406.
• 12. Shim J-H, Oh C-S, Lee B-J, Lee DN. Thermodynamic assessment of the Cu-Sn system. Metallkde. 1996; 87: 205-212.
• 13. EN 1149-1 Electrostatic properties. Surface resistivity (test methods and requirements).
• 14. Ramírez A, Zehe A. Mole fraction modification of binary alloys during thermal evaporation. Superficies y Vacío 2000; 11: 32-35.
• 15. Więckowski T, Janukiewicz J. Methods for Evaluating the Shielding Effectiveness of Textiles. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2006; 5(59): 18-22