金属化织物可视为一种复合织物，一般是在合成纤维梭织物、针织物、非织物或与其它天然纤维混纺织物上进行镍、铜、金或钴等的金属化处理，使织物保有原有的柔软、耐折迭的特点，且性能上并没有明显的改变。经金属化处理的织物具有的抗静电性能、吸收电磁波幅射性能、雷达电波的高反射性、在低压范围内的电热幅射性、对紫外线和红外线具有反射及吸收等性能。另外金属化碳纤维和芳香族聚醯氨纤维织物，可用作飞机上电磁波遮蔽和雷击防护素材。
　　
　　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，因此这方面的课题值得国内相关业者投入研发，以开创出新的高附加价值产品。
　　
　　二、金属化织物的基布种类
　　用来进行金属化处理的基础素材称为基布，基布的结构可为梭织物、针织物、非织物及复合织物等。所使用的纤维种类可分为天然纤维，如棉、麻等，无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、金属纤维等。再生纤维，如嫘萦纤维、铜氨纤维等。合成纤维，如尼龙6、尼龙66、聚酯纤维、丙烯月青纤维、芳香族聚醯氨纤维等。这些纤维可以是短纤维、长丝、膜裂丝、带丝等。
　　
　　三、金属化织物的制造方法
　　贴合(Laminated)所用的金属化膜或金属化织物，主要有蒸发沉积法(凝结)和喷涂两种制造方法，由于制成的产品是一样的，这两种方法很容易混淆。金属化所用的金属，大多数在空气中容易氧化，所以蒸发沉积法和喷涂都必须在真空状态下进行。
　　
　　(一) 蒸发沉积法【Evaporative deposition】
　　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，如图1.所示。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，暴露在做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500~1500 ft/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。
　　影响基布和金属层间结合力的因素相当多，包括基布在制造过程中所使用的黏着剂、油剂及纤维表面所附着的污染物、异物等。因此在真空沉积之前，对基布进行漂煮或洗涤是相当重要的过程，但是能够改善基布与金属层之间的结合力仍然未令人满意。
　　用蒸发沉积法生产的金属膜厚度很小，只有0.02μm，沈积在0.01mm厚的基材上，光的透过率可达75%~85%，如果金属膜更厚一些，透过率减少而反射率、导电率增加(1 ohm/square)。蒸发沉积法通常用铝及其它的金属，例如为了提高导电率和防腐蚀性也可以使用银。
　　贴合织物所需要的金属化聚酯膜厚度由0.01至0.02mm，沈积的金属量取决于贴合织物的终用途，尔后再与梭织物、针织物或非织物贴合，也可选用高科技纤维，如聚醯胺纤维、碳素纤维及PBI纤维等。
　　蒸发沉积法金属化技术的出现是在本世纪初，这种技术初使用于基材是玻璃纸或纸的标签、装饰品、礼品的包装袋等的制作，到目前为止这些产品仍采用金属化膜的主要技术。随着技术的提升和成本的降低，目前热门的产品是制作食品微波炉的反射膜，使反射的微波聚集在被烤食品上。由于能够准确控制金属的沈积量，使得这类产品更加经济。
　　
　　(二) 喷涂法【Sputtering】
　　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，沈积在邻近的被涂物体上，形成喷涂的金属，如图2.所示。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、沈积，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，在特殊应用上可做为防止电磁波干扰的屏障，做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。
　　这种加工方法的速度大约只有蒸发沉积法的十分之一，因而使得成本大大提高。所以由此方法所生产的产品大部分应用于高科技产品的设备上。
　　
　　(三) 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【Electroless plating】，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，沈积在纤维表面，这个程序称为敏化或活化。敏化是将粗化后的基布放置于SnCl2溶液中(10g/LSn Cl2，20~40mL/L盐酸)处理3~5min，使纤维表面吸附Sn Cl2，然后，用清水洗去游离的SnCl2，再浸入氯化钯(PdCl2)的酸性水溶液中(0.2~0.5g/LPd Cl2，2~5mL/L浓盐酸)1~3min，将发生下列反应：Sn++ + Pd++→Sn++++ + Pd↓在纤维表面形成有催化作用的钯微粒层。
　　除了上述方法之外，还有通过化学粘合和快速金属化的方法，把银涂在聚酯纤维织物上。这些金属化织物保持着织物柔软的特点，兼有很好的导电性能。镀层对手感影响较小，即使多次洗涤，仍具有导电性。用这种织物制作衣服时，为了增加耐磨性，表面需加涂聚丙烯酸酯或聚氨酯，这样的织物虽然失去了表面的导电性，但仍然具有遮敝电磁波的能力。
　　近，较为流行的方法是用湿法(化学电镀)制成镀铜、镍、银的导电纤维，再通过纺织工程制成织物。通过化学镀方法所制得的金属化织物，虽然纤维基布与金属层之间结合力强，但过程复杂，还存在废液处理问题。
　　
　　(四) 离子电镀法
　　离子电镀是以低温等离子处理后，连续进行表面沈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，可克服真空沈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。
　　据日本专利文献报导，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沈积层的结合力，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。
　　
　　四、用途
　　(一) 用于低压加热组件
　　镀镍纤维织物的一个很重要的用途是用于低压加热组件。它具有相当于织物的柔性。仅在织物表面镀很薄一层镍，就可以在6V、12V或24V的电压下产生较高的加热功率。
　　Ebneth Harold等人对金属化织物用于加热组件做了大量的工作。他们将一块尺寸为60cm×40cm的金属化弹性织物，用于流体栽培加热垫，在10V/1A 26℃下连续使用了两年多。镀镍织物还可用来加热温床。在30V/15A下使用时，加热垫表面温度大约为26℃，暖房温度为室温(19℃)。依靠织物的内电阻，很小的一块加热垫，在低电压范围内，能够产生高达280℃的温度。长期试验证明，加热垫在固定负载时，温度上没有任何变化。
　　进一步的试验研究，试图将镀镍织物用于加热汽车座垫上。与用多股铜丝制成的传统加热垫不同，这种座垫能用缝纫机精确地缝合，同时也不存在如多股铜丝加热垫的断路等损坏问题。另外一种有趣的现象是，在电压不变的情况下，当织物被拉伸时，电阻下降，结果是座垫使用时表面温度迅速升高。
　　由于被加热的金属块非常小，因此实际上可以说是惯性自由加热。在闭合电路可导致每秒钟温度升高1℃，当电压降低或彻底切断电路时，温度也迅速降低。发现在低于42V时，交流电和直流电之间没有差别。
　　
　　(二) 的抗静电性
　　实际上金属化纤维材料的静电负荷是无法计量的。经过研究证明，非常薄的金属涂层就足以明显降低织物的静电负荷。表面电阻率为10Ω的镀镍非织物，在经聚氨基甲酸酯处理后，表面电阻率为100Ω，并且镍金属层几乎没有磨损，甚至在30℃下水洗或干洗后，用四氯乙烯洗50次，耐磨性没有变化，电阻率仅增加到105Ω。
　　根据以上金属化纤维材枓的特性，已将金属化纤维用于空气过滤方面。例如，将普通的聚丙烯睛纤维按98%的比例与2%的聚丙烯睛纤维镀镍混合制成滤材，可以大大降低滤材的静电负荷。此外还可以用作高压带电作业服等。
　　Shilling Bcrthold把表面金属化聚碳酸酯膜应用于反渗透和过滤，获得了良好的效果。利用其导电性能进行膜分离应用是很有意义的。金属与高分子复合滤膜具有耐菌和提高过滤速度及过滤效果等特点。国外在这方面的研究已取得了相当程度的进展。利用化学镀，将金属银均匀镀在醋酸纤维微孔膜的内外表面，形成了导电微滤膜。该膜在电场作用下，进行膜电动过滤时，由于膜微孔表面具有电场排斥力，因此可以截留比膜孔径小很多的胶体微粒，这样便可大大提高了过滤效率。
　　金属化碳纤维和芳香族聚醯胺织物，具有良好的导电性能和耐高温性能，因此可用于飞机上的雷击防护。采用碳纤维织物作基布，利用化学镀的方法，首先在基布表面镀上一层Ni(厚0.5μm)，第二层镀上高导电性的Cu(厚0.2μm)，将金层化处理后的基布与塑料复合后，可做为飞机上的雷击防护材料。在模拟雷击防护试验中，该材料表现出良好的性能。
　　
　　(三) 理想的防辐射保护材料
　　表面金属化织物，具有良好的机械性能和耐热性。该材料能明显降低因辐射所造成的温度升高，与普通布料相比，可降低太阳热辐射温度8~10℃。因此该材料可用做耐热耐火服、遮热和遮光帷幕，还可以用做旅游帐蓬、晴雨伞、防晒帽、摄影反光设备以及其它装饰保护用品。
　　
　　(四) EMI(ElectroMagnetic Inte-rference) 遮蔽、微波的吸收和反射
　　由于表面金属化织物通常由高分子材料(非导体)与导电性良好的金属复合而成，因此对于不同频率入射的电磁波既具有一定的吸收特性，又具较强的反射性能。
　　Ebneth Harold等人，将辐射频率范围为1.7~24GHz的电磁波通过一块镀镍厚度为0.15~0.75μm的聚丙烯月青纤维织物，其幅值衰减量为9~40dB，甚至更高，实际上仅有千分之十或更少的冲击能量通过织物。因此，将金属化织物用作家用微波炉和干燥器等发射高频辐射装置的护罩和防止辐射的工作服，可以防止电磁波对周围环境及人体的干扰和危害。由于织物表面金属具有较高的电导率，因此它具有良好的电磁波遮蔽作用，可用做计算机屏蔽罩、隔绝电磁波的房屋壁布、以及屏蔽设备泄漏修补用的压带等。
　　金属化织物基本上保持织物原有特性，因此可将其缝制成易被雷达发现的救生衣和救生船等，以便海上和山区的救援工作。Ebneth Harold在微波反射方面的实验结果证明，金属化织能反射99%以超高频率入射的射线。一件救生背心(60cm×45cm)，很容易被以9.47GHz运行的导航雷达系统发现，反应距离可达400m。
　　另外在欧洲金属化织物制作窗帘是有效的节能措施，而且有很好的装饰性。这种窗帘是以薄的聚酯织物为基布，经过染色、印花和三聚氰氨甲醛树脂整理，或用非织造布涂金属铝，再覆盖一层丙烯酸酯，以防止铝的氧化和腐蚀，经过打折、热定形处理，缝制成窗帘。在使用时金属化的表面向着太阳，夏天把阳光反射出去，冬天把室内热量辐射回来。据报导欧洲打折窗帘年销售量有8兆平方码(6.7Mm2)，其中一半是金属化织物。
　　金属化织物的另一个大用途是制作成高温场所的防护服，其中包括消防、炼钢、翻砂等工作的防护服，沈淀的金属液体和高温物体辐射出的大量热能，通过高度光亮的金属化表面，将其中的90%反射，提供工作人员安全防护性。由表1.可见，金属化纤维和织物的应用领域相当广泛。
　　
　　五、结论
　　综合上述金属化织物具有以下几种性能：
　　(一) 对电磁波或雷达的高反射性。
　　(二) 对微波的优异的衰减性(电磁波遮蔽)。
　　(三) 在低伏特范围下的电子产热性。
　　(四) 性抗静电性。
　　(五) 赋与复合材部份的防雷击性能。
　　金属化织物的用途是多种多样的，从基础的窗帘、防寒服到高技术的电子和军事用途，我们所谈及的只是其中的一部份，希望这些信息能帮助业界找到金属化织物适宜的用途。例如目前所用的防护服大都很笨重的，金属化织物的开发，将提供较轻的、整体的、及较高水平的热防护服、辐线防护服等其它防护服。高性能防护服的市场很分散，开发这类产品需要较长时期的投入及昂贵的研究费用，所以为了提升今日台湾的纺织工业技术水准，应掌握这方面的机会，开拓这个市场。