目前来看,纺织品抗静电的基本实现方式主要有以下几种:
(1)提高湿度,使织物表面具备水分保持性能可降低表面电阻。
此种方法多用于纺织加工中,为了降低车间的静电危险,提高加工场地内的湿度,在降低静电的同时也降低尘埃、飞花毛羽等。在纺织成品中此方法由于难以维持一定湿度,所以纺织产品的抗静电使用较少。
此方法也可通过在纤维表面涂敷一层亲水性聚合物表面活性剂(抗静电剂),使织物易于吸收空气中的水分的方式获得,也可以归入第3种“助剂”法中。其特点是本方法工艺简单,成本低廉,但不耐洗涤,受空气相对湿度影响较大。
(2)降低表面电阻,将导电纤维融入纱线可以使电荷离域(接地)。
该方法事实上是运用了导电纤维作为纺织产品的原材料,加以运用,起到降低纺织织物和服装等产品的表面电阻的作用。早期多被局限的理解为加入金属丝。随着研究的深入,导电纤维不再局限于金属丝,而包括了有机高分子纤维,主要是聚醯胺或聚酯,以及无机纤维,包括较为常用的碳纤维和不锈钢纤维。
导电纤维需经过纺纱后再织成布,纤维导电性的优劣取决于导电物质的种类、添加量和位置来加以调整,碳纤维是较为常用的导电材料,硫化铜、碘化铜和其它氧化金属也常使用。导电物质可以使用类似涂布加工的方式覆盖于纤维外层,或使用复合纺丝使纤维内部含导电材料,亦或一部份分布在表面一部份在纤维内部形成两种介质,导电材料通常添加量在3%~30%之间。近年来,随着生态安全性要求的提高,消费者对纺织品中重金属含量的重视,尤其是国际环保纺织协会(international
association forresearch and testing in the fieldof textile
ecology,简称oeko-tex association)的oeko-texstandard 100标准的推广,原有部分金属导电纤维在抗静电产品的应用有下降的趋势。
(3)加入助剂,包括纺丝油剂中加入抗静电剂,功能性整理助剂,新型抗静电柔软整理剂等等。目前国外市场新推出的抗静电剂有:crostat
pta,这是一种用于合纤地毯纱的临时性抗静电剂,它不影响地毯纱的色牢度;tc-anfistatikum
uk flussig是一种合纤专用抗静电剂,它可使织物手感较柔和;laustat
ct是一种用于浸泡和浸轧的高效抗静电剂;yamsoft-gs是一种假阳离子柔软润滑剂,有抗静电性,专用于棉纱,但也可改善合纤或混纺纱的柔软性和抗静电性;achitoilol
conc是一种非离子型抗静电剂,用于纤维素纤维及其混纺纱,有高润滑功能,而且降低纤维问摩擦力。
对于新型抗静电功能助剂来说,由于其大分子柔软性好,原子间键距大,运动自由度大,分子间作用力较弱,表现出较低的表面张力,有很好的润滑性和柔软性。对羊毛纤维,改变了羊毛纤维的双向摩擦系数,使其接近一致,有效地防止了羊毛纤维的不可逆移动。而对聚酯纤维,由于抗静电剂大分子对聚醋纤维大分子有较大的亲和力,故赋予聚醋纤维更光滑和柔软的手感。实验结果表明,新型抗静电剂除了能降低静电的困扰之外,还能减少纤维屈曲滞后性,改善织物的悬垂性,获得柔软的手感。
2·纺织品抗静电性能的检测
纺织产品的抗静电性能可通过测量织物起电的容易度和织物电荷衰减进行评估。抗静电性能好的纤维和织物不容易产生或聚集起静电,所以用不起电的或电荷衰减快的纤维和织物制成的产品抗静电性能要好。
静电测试包括危险静电源参数测试、材料和制品静电性能检测、以及易燃易爆物品静电感度的测试。表征材料和制品静电性能的主要参数有电阻率、泄漏电阻、电荷面密度及半衰期、摩擦带电电压及半衰期等。纺织材料静电性能的评价有电阻类指标(体积比电阻、质量比电阻、表面比电阻、泄漏电阻、极间等效电阻等)、静电电压及其半衰期、电荷面密度等指标,以及吸灰试验、张帆试验、吸附金属片试验等简易测试方法得到的低精度指标。基于电荷衰减的半衰期和静电荷的聚集,我们可以对纺织品的抗静电性能用以下几种方法进行测试和评价。
3·纺织品抗静电性能的方法标准和产品标准
从以上抗静电性能的测试方法来看,各有不同,差异很大。但目前针对面料织物的抗静电性能,从测试的方法标准来说,主要有半衰期法、摩擦带电电压法、电荷面密度法,以及针对成衣服装的脱衣时衣物带电法、工作服摩擦带电法、极间等效电阻法。以上的6种方法分别对应于国家推荐标准gb/t
12703-1991《纺织品静电测试方法》中的a、b、c、d、e、f
6种方法。分别为:
(1)a法(半衰期法):
用+10kv高压对置于选装金属平台上的试样放电30s,测感应电压的半衰期(s)。fz/t
01042-1996“纺织材料静电性能静电压半衰期的测定”与之完全相同。此法可用于评价织物的静电衰减特性,但含导电纤维的试样在接地金属平台上的接触状态无法控制,导电纤维与平台接触良好时电荷快速泄漏,而接触不良时其衰减速率与普通纺织品类似,同一试样在不同放置条件下得到测试结果差异极大,故不适合于含导电纤维织物的评价。日本1997年修订的jis
l 1094。此法不适合于评价含导电纤维织物的抗静电性能。
(2)b法(摩擦带电电压法):试样(4块,2经,2纬,尺寸4cm×8cm)夹置于转鼓上,转鼓以400r/min的转速与标准布(锦纶或丙纶)摩擦,测试1min内的试样带电电压大值(v)。除磨料规格、子样数等稍有差别外,fz/t01061-1999“织物摩擦起电电压测定方法”与之相同。此法因试样的尺寸过小,对嵌织导电纤维的织物而言,导电纤维的分布会随取样位置的不同而产生很大的差异,故也不适合于含导电纤维纺织品的抗静电性能测试评价。
(3)c法(电荷面密度法):
试样在规定条件下以特定方式与锦纶标准布摩擦后用法拉第筒测得电荷量,据试样尺寸求得电荷面密度(μc/m2)。除在摩擦布规格、试样预处理、摩擦棒直径、摩擦次数等方面略有变化外,fz/t
01060-1999“织物摩擦带电电荷密度测定方法”与之相同。电荷面密度法适合于评价各种织物、包括含导电纤维织物经摩擦积聚静电的难易程度,所测结果与试样的吸灰程度有较密切的相关性。由于试样与标准布间的摩擦起电是人工操作实现的,故测试条件的一致性、测试结果的准确性和重演性易受操作手法的影响。
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