針織物的抗靜電性能研究
     現代紡織品一般都要求具有抗靜電性能,特別是用于煤炭、石油、**等行業的防靜電、防爆服和用于微電子、醫藥、食品、精密儀器、生物工程等領域的無塵服、無菌服,對抗靜電性能要求特別高,按常規工藝采用抗靜電劑處理,無法達到實際應用要求。

現代防靜電工作服面料中普遍使用了導電纖維,其抗靜電原理是通過電子傳導和電暈放電來消除靜電,具有極強的抗靜電性,而且耐洗滌性好,因而其抗靜電作用是穩定而持久的[1,2]。

然而,導電纖維的價格昂貴,其價格大約是普通滌綸絲的50～60倍。為此,在生產中有效地控制導電纖維的含量,對降低抗靜電織物的生產成本,具有極其重要的意義。但是,織物中導電纖維含量的減少將會影響織物的抗靜電性能,因此,必須研究織物中的導電纖維的含量與抗靜電性能的關系,從而找到合適的導電纖維的含量,以此來指導生產實踐。

1　抗靜電針織物的制備

1.1　導電纖維的選擇

選用28ｄｔｅｘ/5ｆ碳黑型滌綸基質復合纖維。為了增加導電纖維編織強度,與13ｔｅｘ滌/棉混紡紗進行合股。

1.2　導電纖維在織物中的配置方向

由于選用緯編針織大圓機編織,基礎組織采用緯平針組織,導電纖維以添紗的方式夾入基礎組織內,這就決定了導電纖維是沿織物的緯向配置在基礎織物內,一改傳統機織物中導電纖維沿織物經向配置的狀態。

1.3　導電纖維在織物中的間隔距離

導電纖維在織物中的間隔距離是影響織物抗靜電性能的主要因素。本課題設計了5種不同的間隔距離,即1.0ｃｍ、1.5ｃｍ、2.0ｃｍ、2.5ｃｍ和3.0ｃｍ,分別上機進行編織,對于無導電纖維夾入的織物也進行了編織,以便進行分析與比較。

1.4　基礎織物

原料用21ｔｅｘ滌/棉(65/35)混紡紗,在筒徑30英寸(762ｍｍ)、機號24針/25.4ｍｍ的單面針織大圓機上編織緯平針織物。織物下機后按常規的染色、后整理工藝制成成品坯布。

各種試樣成品布的規格及物理指標見表1。



2　抗靜電性能測試儀器和方法

測試儀器:ＦＪ-356型動電容靜電計,法拉弟筒;測試環境:溫度為22℃,相對濕度為38%;測試方法:ＧＢ/Ｔ12703-91紡織品靜電測試方法。

3　結果與討論

各種規格的成品布測得的抗靜電性能及對應的導電纖維含量如表2所示。

表2中,試樣1#～5#是導電絲以不同間隔夾入基礎組織的抗靜電織物,試樣6#是無導電絲夾入的普通織物。從表2的測試結果可以看出,凡是織物中夾有導電絲的試樣,其電荷面密度都大大低于無導電絲的試樣所測得的電荷面密度,這充分顯示出導電纖維具有很強的抗靜電作用。



比較夾有導電纖維的幾種試樣(試樣1#～5#),隨著織物中導電絲間隔距離的增加,導電纖維的含量在逐漸減少,而織物的電荷面密度在逐漸增加。
由此可以推論,導電纖維含量的減少使得織物的抗靜電性能降低。

為了求得合適的導電纖維含量,使織物的抗靜電性能既能滿足防靜電工作服的要求,又不致導電纖維含量過高而增加成本,分別作出導電絲間距與導電絲含量的關系曲線和導電絲間距與平均電荷面密度的關系曲線,見圖1和圖2。



從圖1看出,導電絲間距(ｘ)與導電絲含量(Ｙ)的關系是一個二元非線性回歸問題。通過計算機曲線模擬,該曲線為二次拋物線,其回歸方程為:

　

式中,ｘ為導電絲間距(ｃｍ);Ｙ為導電絲含量(%)。

同理,經計算機模擬,圖2的回歸曲線方程為:

(2)
　　式中,ｘ為導電絲間距(ｃｍ);ρｓ為織物的平均電荷面密度(μＣ/ｍ2)。

根據ＧＢ12014-1989防靜電工作服標準規定,作為防靜電工作服面料,其電荷面密度應不大于7μＣ/ｍ2,考慮到防靜電工作服使用過程中要多次反復洗滌,有試驗表明[3],在洗滌50次以上時,電荷面密度會上升1～2μＣ/ｍ2,若計算時取1.5μＣ/ｍ2;另一方面,在服裝裁剪時,有可能使2個衣片的接縫處的導電絲間距加倍,使該處的電荷面密度增大,計算時取增大1倍。則計算織物上允許的平均電荷面密度ρｓ允許=(7-1.5)×0.5=2.75(μＣ/ｍ2)。將計算的ρｓ允許值代入(2)式求得導電絲間距理論值ｘ理=2.74(ｃｍ)。再將ｘ理=2.74代入(1)式,求得此時導電纖維的含量理論值為Ｙ理=0.3056%。

考慮到在編織時導電纖維分布的不均勻性,織物的抗靜電性能測試環境的不穩定性,以及其它不確定因素造成數據的隨機性。為此,對上述的理論值進行適當修正,修正系數可根據織物的濟終用途而定,即根據防靜電工作服的抗靜電要求而定,通常修正系數在0.7～1.0之間。