有机导电纤维抗静电织物设计及性能测试

初始最大 静电压半
衰期/ s
洗后半涤静衰电5期0压/次s 最试荷大μ样面C值·初密m平始度-均2电/值最洗电大/涤μ荷值C面5·平0m密次均- 度2后值
1 13. 26 11. 4
2 10. 67 9. 57
3 10. 55 9. 44
4
15
13. 7
5 10. 98
9. 8
6
8. 78
7. 63
7
在设计织物组织结构时 ,主要考虑经纬向密 度 、经纬纱所用的纱线规格 。在设计有机导电纤 维的混纺比例时 ,主要是以普通合成纤维为主体 , 混入少量的有机导电短纤维 。为了确定合理而有 效的混纺比 ,以摩擦带电电荷面密度作为设计依
作者简介 :马洪才 ,男 ,1971 年生 ,讲师 ,硕士 ,德州 ,253015 收稿日期 :2003206228
在选用主体纤维时 ,以涤纶短纤维作为主体 纤维 ,要求主体纤维与导电纤维的材质相一致 ,便 于纺纱 、织造 、染整加工 。有机导电短纤维的混和 采用条混的方法 ,使有机导电短纤维与涤纶纤维 混纺 ,并制做抗静电面料 ,使有机导电纤维显露于 织物表面 ,以提高抗静电性能 。
1 抗静电织物的服用性能与设计要求
14 7. 58
6. 9 1. 1 0. 6 0. 9 0. 5
15 8. 22
7. 1 1. 3 0. 7 1. 1 0. 6
注 ;静电压半衰期均为最大值 。
从上述数据还可以看出 ,织物组织的变化也 影响织物的抗静电效果 。由试样 1 、2 和试样 4 、 5 、6 、8 、11 、12 、14 的试验结果可以得出 ,平纹组织 抗静电效果比斜纹组织差 ,有机导电纤维含量高 的抗静电效果比有机导电纤维含量低的好 。其中 以试样 7 的抗静电效果为最好 ,试样 4 抗静电效 果最差 。从试样 2 、9 、10 、11 、14 、15 的试验结果可 以看出 ,经纱密度对抗静电效果的影响不大 ,但也 有影响 ;纬纱密度影响较大 ,当纬纱密度增加时 , 抗静电效果变好 ,这主要是由于纬纱多浮于织物 表面 ,有机导电纤维显露的几率大 ,织物更易发生 电晕放电的缘故 。
2 2/ 2 斜纹 1. 7 18. 7 ×2 10 427 208
3 2/ 2 斜纹 1. 7 18. 7 ×2 14. 5 295 220
4 2/ 2 斜纹 1. 06
T 25 14. 5 295 272
5 1/ 1 平纹 1. 7 18. 7 ×2 14. 5 295 172
6 1/ 1 平纹 2. 1 18. 7 ×2 25. 5 427 144
Perf ormance Test and Design of Organic Conductive Fibre Antistatic Fabric
M a Hongcai M a Huiyi ng
(Dezhou College) ( Tianjin Polytechnic University)
有机导电纤维抗静电织物经纱采用有机导电 纤维混纺 1817 tex ×2 ,纬纱分别采用有机导电纤 维混纺 1817 tex ×2 、T/ C 65/ 35 13 tex ×2 股线或 T 25 tex 纱 ,在 L F Y282A 型小样织机上织成 15 块不同组织 、不同密度 、不同结构和规格的抗静电 织物 (见表 1) 。
7 2/ 2 斜纹 2. 1 18. 7 ×2 25. 5 427 216
8 2/ 2 斜纹 2. 1 18. 7 ×2 25. 5 427 146
9 2/ 2 斜纹 1. 59
T 25 25. 5 427 220
10 1/ 1 平纹 1. 7 18. 7 ×2 28 295 196
11 2/ 2 斜纹 1. 7 18. 7 ×2 28 295 216
12 2/ 2 斜纹 1. 13 T/ C 65/ 35 28 295 216
13 ×2
13 1/ 1 平纹 2. 1 18. 7 ×2 28 295 168
14 2/ 2 斜纹 2. 1 18. 7 ×2 28 295 216
15 2/ 2 斜纹 2. 1 18. 7 ×2 28 295 176
3 抗静电性能测试
据 。日本等国家规定抗静电织物的摩擦带电量应 控制在 7μC/ m2 以下 ,这可满足在大多数可燃性 气体的环境下穿着 。通过测试织物的实际带电量 与设计带电量作以比较 ,从而合理增加或减小有 机导电纤维的混用比例 ,以达到最小的比例取得 最佳的抗静电效果 。文中采用了 117 %和 211 % 的混比 ,可达到抗静电织物的抗静电要求 。
7. 65
6. 8
8 10. 21
9. 0
9 10. 70
9. 9
10 11. 32 10. 1 1. 5 0. 9 1. 2 0. 7
11 10. 11
8. 8 1. 6 0. 8 1. 4 0. 6
12 12. 93 11. 55 1. 7 1. 0 1. 5 0. 8
13 9. 24
8. 7 1. 4 0. 8 1. 2 0. 6
由于试样 1～9 尺寸较小 ,采用静电压半衰期 测试法 ,试样 10～15 尺寸较大 ,采用电荷面密度 测试法和静电压半衰期测试法 ,以便于比较和分 析 。其中静电压半衰期测试法 ,试样加入了绝缘 层 ,为了找到可比较的参照值 ,在试验时用一铜片 加绝缘层测试 ,得出铜片的静电压半衰期为 3 s～ 10 s 左右 。从表 2 可以看出 ,无论是平纹织物还 是斜纹织物 ,加入有机导电纤维后抗静电性能均 得到提高 ,均满足 GB/ T 12014 —1989 防静电工 作服标准规定的电荷面密度不大于 7 μC/ m2 的
Textile Technology
·657· 【 17 】
生产工艺 、指导此类纺织品的合理应用的基础性
工作 。
表 1 抗静电织物的基本特征
试样 编号
织物 组织
有机导 电纤维 含量/ %
纬纱 / tex
织物幅 宽/ cm
密度/ 根·(10 cm) - 1 经向 纬向
1 1/ 1 平纹 1. 7 18. 7 ×2 10 427 176
织部工艺无特殊要求 ,可按照普通涤棉混纺 工艺进行生产 。实践证明 ,在主体纤维中混用少 量的有机导电纤维 ,对于提高织物的抗静电性能 效果显著 。但与常规纺织品相比 ,含有有机导电 纤维纺织品的抗静电性能测试方法极为重要 。选 择合理的测试方法 ,正确评价含有机导电纤维织 物的抗静电性能 ,是深入研究有机导电纤维混纺 织物的加工技术 、探讨含有机导电纤维纺织品的
【 16 】 ·656·
棉
Cotton
纺织
Textile
技术
Technolo
gy
第
31 卷 第 2003 年 11
11 月
期
有机导电纤维抗静电织物设计及性能测试
马洪才
马会英
(德州学院)
(天津工业大学)
摘要 : 介绍了有机导电纤维与棉型涤纶短纤维混纺织物的设计 ,并对织物进行了抗静电性能测试 。有
目前提高织物的抗静电性能主要有织物表面 整理 、纤维化学改性 、嵌织导电纤维 。这三种方法 各有利弊 ,织物表面整理主要有抗静电持久性差 、 应用范围小 ;嵌织导电长丝有导电长丝断裂后抗 静电性能下降等问题 。笔者采用有机导电短纤维 与棉型涤纶纤维混纺纱线织成织物 ,利用电晕放 电原理 ,不仅可消除纺纱 、织造过程中的静电问 题 ,并且解决了织物在低湿度条件下抗静电性能 低 、受磨损后抗静电性减效和染色不匀等问题 。 有机导电短纤维与棉型涤纶纤维混纺织物 ,经测 试其抗静电性能在洗涤 50 次后 ,仍能满足 GB/ T 12703 —1991 防静电工作服标准规定的电荷面密 度不大于 7μC/ m2 的要求 。
31 卷 第 2003 年 11
11 月
期
4 结论
由于有机导电纤维的主要成分中含有碳黑 , 所以有导电纤维的颜色较深 ,且不容易褪色 ,使产 品在染色加工时 ,色泽的选择空间变小 。但是采 用有机导电纤维与涤纶纤维混纺的方法比嵌织导 电长丝织制的抗静电织物更容易解决染色不匀的 问题 ,同时可延长织物的抗静电性能 。有机导电 纤维的价格比较昂贵 ,在生产中要提高制成率 ,以 降低产品的成本 。通过以上试验可知 ,平纹组织
从织物洗涤后的抗静电效果看 ,织物在洗涤 50 次后 ,抗静电效果反而增加了 ,这是由于在洗 涤后 ,织物中有机导电纤维头端显露织物表面的 几率增加了 ,有机导电纤维中的碳黑有所裸露而 并不丧失 ,织物更易发生电晕放电 ,使织物的电荷 面密度减少的缘故 。
从表 2 还可以看出 ,静电电压半衰期 、电荷面 密度十分接近 ,由此可见 ,使用碳黑复合型有机导 电纤维可以有效地解决织物的静电干扰问题 ,并 且抗静电效果持久 。
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
【 18 】 ·658·
棉
Cotton
纺织
Textile
技术
Technolo
gy
第
Abstract The design of organic conductive fibre and cotton type staple polyester blended fab2 ric is int roduced , and fabric antistatic performance is tested. The aut hor get s conclusion : t he anti2 static performance of organic conductive fibre blended fabric has relation wit h t he content of organic conductive fibre and t he fabric text ure. The more content of organic conductive fibre , t he better an2 tistatic performance. The antistatic performance of twill weave is superior to t hat of plain weave. The weft density has more effect on antistatic performance , but t he warp density has a little.
抗静电效果比斜纹组织差 ,经向密度对抗静电效 果也有影响 ,但影响不大 ;纬向密度对抗静电性能 影响较大 。有机导电纤维混纺织物在洗涤 50 次 后 ,抗静电效果反而增加 。使用碳黑复合型有机 导电纤维可以有效地解决织物的静电干扰问题 , 并且抗静电效果持久 。
参考文献 :
[ 1 ] 马洪才. 含有机导电纤维织物的研制与性能分析 〔D〕: (硕士学位论文) 1 天津工业大学 ,20021
要求 。由于有机导电纤维在混纺时的均匀性有差
异 ,纱线中有机导电纤维分布的不均匀性和织物
抗静电性能检测的不稳定性 ,所得数据稍有随机
波动 ,但可以确定有机导电纤维添加量的多少 ,直
接影响织物的抗静电效果 ,且随着有机导电纤维
添加量的减少 ,抗静电效果会变差 。
表 2 不同织物的抗静电性能比较
试样 编号
2 抗静电织物的基本特征
抗静电织物在满足普通服用织物外观等要求 的同时 ,必须满足其抗静电性能要求 。由于抗静 电织物主要应用于有抗静电要求的特殊环境 。如 航天航空 、国防 、石油 、采矿 、化工 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电子 、医疗卫生 以及人们日常生活诸多方面都有广泛的应用 ,而 大多作为外衣用产品 ,所以织物组织设计应以府 绸 、哔叽 、华达呢 、卡其等为主 。
机导电纤维混纺织物的抗静电性能与有机导电纤维的含量和织物组织结构有关 ,有机导电纤维的含量高 ,抗静 电性能好 ;斜纹组织的抗静电性能优于平纹组织 ;纬向密度对抗静电性能影响较大 ,经向密度对抗静性能有影 响 ,但影响不大 。
关键词 : 有机导电纤维 ;混纺比 ;织物 ;组织 ;抗静电性能 ;测试 中图分类号 : TS101192 + 3 文献标识码 :A 文章编号 :100127415 (2003) 1120016203
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 31 卷 第 11 期 2003 年 11 月
Cot棉ton
纺织技术
抗静电性能测试包括危险静电参数测试 、材 料和制品的抗静电性能检测 、易燃易爆物品静电 感度的测试 。表征材料和制品抗静电性能的主要 参数有电阻率 、泄露电阻 、电荷面密度及半衰期 、 摩擦带电电压及半衰期等 。纺织材料抗静电性能 的评价有电阻类指标 (体积比电阻 、质量比电阻 、 表面比电阻 、泄露电阻 、极间等效电阻等) 、静电电 压 、半衰期 、电荷表面密度等指标 ,同时还有吸灰 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 。我国现行纺织工业国家标准 和行业标准中与纺织品抗静电性能有关的产品标 准有 GB/ T12014 —1989 防 静 电 工 作 服 、GB/ T 12703 —1991 纺织品静电测试方法 。不同试样的 抗静电性能见表 2 。