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影响织物抗静电性能因素

日期:2019-09-23|作者:admin |人气:

    影响织物抗静电性能因素,常用纺织材料是电的不良导体,在生产加工及服装穿着过程中,由于接触和摩擦造成电荷在织物表面的转移和积累,从而产生静电现象,导致生产加工的不便,影响服用的美观和舒适性。精纺毛织物作为高档纺织面料,存在较严重的静电现象,那么今天就为大家来详细介绍下影响织物抗静电性能因素有哪些?

    1、织物抗静电性能的影响因素
    1.1试验方案
    本文从主体纱线的选择、导电纱的选配、织物组织、紧度四方面研究其对织物抗静电性能的影响。所用的主体纱线、导电纱规格如表1所示。
    按正交试验设计要求及试验条件限制,将导电纱种类、织物紧度作2个水平,主体材料、织物组织作3个水平,因素和水平如表2所示。导电纱沿纬向分布,间距均为0.6cm。
    由于各因素的水平数不相等,故采用拟水平法[2]把水平不等的问题化为水平相等的问题来处理:根据实践经验,从因素B的第1、第2两个水平中选出一个较好的水平作为第3水平的虚拟水平,从因素D的第1、第3两个水平中选出一个较好的水平作为第2水平的虚拟水平,使因素B和D变为三水平,把问题转化为4因素3水平,用正交表共L9(34)安排试验,共做了9次试验,以织物的摩擦静电压作为考察指标,建立如表3所示的正交试验表,括号内的是因素B和D的真正水平安排。
    1.2摩擦静电压的测试测试前对所有试样洗涤处理,消除纺纱油剂、浆料等对测试结果的影响。试样在16℃、相对湿度为55%条件下调湿一天后在LFY-402织物摩擦式静电测试仪上测试,用摩擦静电压来表征织物的抗静电性能。试样大小:6cm×8cm,每次四块试样。磨料尺寸:20cm×2.5cm(锦纶)。为避免导电纱分布随取样位置的不同而产生测试结果的很大差异,本文测试在夹持试样时始终使试样中一根导电纱对准同一直径位置,确保测试数据具有可比性。
    1.3方差分析
    各因素对摩擦静电压影响的方差分析结果如表3所示。由表3可以看出,主体纱线材料(因素A)对织物抗静电性能影响高度显著,导电纱材料(因素B)对织物抗静电性能影响显著,织物组织(因素C)、紧度(因素D)对织物抗静电性能影响不显著。

    2、织物抗静电性能影响因素分析
    2.1主体纱线材料织物的抗静电性能与主体材料的电学性质有关。本文主体纱线选择抗静电工作服常用的涤棉纱、腈纶纱、涤纶网络丝。三种材料的质量比电阻如表4所示,主体材料质量比电阻越大,织物的摩擦静电压越大,抗静电性能越差。
    抗静电织物主要用做特殊工种的工作服,主体纱线材料一般根据抗静电织物使用环境的要求选择。选用主体原料时应注意:
    (1)在超洁净环境下使用的织物不能产生绒毛,应选用长丝类纤维;
    (2)在接触酸类环境下使用的织物,宜用涤纶为主体的纤维;
    (3)在接触碱类的环境中,宜用锦纶为主体原料的织物;
    (4)在无特殊要求的环境下,可选用涤、棉短纤维为主体的织物[3]。

    2.2导电纱材料正交试验的方差分析表明:导电纱材料对抗静电性能影响显著。用于嵌入式抗静电织物的导电纱材料有
    (1)金属纤维,如不锈钢、铜、镍、铝等金属纤维,纤维直径通常在4~16微米;
    (2)炭纤维;
    (3)导电纤维,在化学纤维表面镀层或在其内部添加导电性物质制成。导电纱材料的选择必须以基础织物的物理性能和成品的抗静电性能要求为依据。以导电纤维为例:导电纤维的主要技术指标包括基体材质、导电物质种类、含量、结构形式、色泽、电阻率和细度等
    [3]。导电纤维的基体材质理论上应与基础织物所用的纤维材质相一致为好;导电物质的种类、含量和结构形式决定了导电纤维的颜色和电阻率,故应根据产品的抗静电性能和外观色泽要求合理选用。

    2.3导电纱的分布
    2.3.1不锈钢长丝在织物中的分布状态与抗静电性能本文采用不锈钢长丝和碳黑型导电纱作为导电纱材料安排试验,测试结果表明:碳黑型导电纱织物的摩擦静电压明显低于不锈钢长丝织物。经进一步测试两种导电材料的电阻发现不锈钢长丝的电阻为360.m-1,碳黑型导电纱的电阻为8800.m-1,根据经验常识,应该是的不锈钢长丝织物摩擦静电压低于碳黑型导电纱织物。实测结果与经验常识之间出现矛盾。为进一步探明原委,以涤纶网络丝为主体纱线,两种导电纱纬向间隔2mm,复织两组试样测试,结果碳黑型抗静电织物的摩擦静电压为1094V,小于不锈钢长丝织物的摩擦静电压5134V,依然是碳黑型导电纱织物的摩擦静电压明显低于不锈钢长丝织物。仔细分析试样发现:不锈钢长丝完全沉没在织物里,影响了其优良的导电性能的发挥。也许,导电纱在织物表面的分布状况会影响织物的抗静电性能?为了证实这一观点,本文又将不锈钢长丝与涤纶网络丝并捻后再次试织试样(织物规格同前),测试摩擦静电压结果为476V、472V、526V,低于碳黑型抗静电织物的摩擦静电压1094V,表明:不锈钢长丝与涤纶网络丝并捻后交织成织物,使不锈钢长丝有机会显露在织物表面,从而使织物的抗静电性能得到大大改善。
    2.3.2导电纱在织物中的配置方式与间距导电纱在织物中的配置方式共有纬向、经向、网状配置3种。为探求导电纱配置与织物抗静电性能的关系,本文分别以涤棉纱、腈纶纱、涤纶网络丝为主体纱线,平纹组织,碳黑型导电纱,织物总紧度51%,导电纱以五种间距分别呈经向、纬向和网状配置形成抗静电织物试样,45块试样的摩擦静电压测试结果如图1所示。
    由图可知:
    (1)导电纱的织入,织物的摩擦静电压降低,抗静电性能得到改善。
    (2)织物的摩擦静电压随导电纱间距的减小(即导电纱含量的增加)而下降,抗静电性能增强。
    (3)导电纱间距相等时,不同的基础织物摩擦静电压不等,主体材料比电阻越小的织物摩擦静电压越低,抗静电性能越好,反之越差。
    (4)导电纱网状配置织物的摩擦静电压低于导电纱经向或纬向配置的织物,但其导电纱用量约是经、纬向配置的两倍,而且其织造的复杂程度增加,可根据性价比选择合适的导电纱配置方式。
    2.4织物组织与紧度织物组织与紧度对织物抗静电性能的影响虽然不及主体纱线材料和导电纱材料显著,但会影响织物中导电纱含量。一般,导电纱含量多的,织物的抗静电性能较好。织物组织还影响导电纱在织物表面的显露程度,对正交试验结果进行极值分析表明:平纹组织的极值7402.0<1/3斜纹组织的极值7994.7<2/2斜纹的极值8097.3。虽然差距不大,但在同等织物规格和工艺的前提下,导电纱显露在易摩擦起静电的一面对改善织物的抗静电性能还是有益的。抗静电织物大多作为劳保工装面料,要求织物坚固耐用、手感厚实、挺括而富有弹性,还要求有适宜的刚度和较高的耐磨性能[3],府绸、斜卡织物就具有以上特点。织物组织可选择平纹、3/1斜纹、2/1斜纹、2/2斜纹等。在设计织物规格参数时主要考虑经纬向紧度和经纬纱线密度。

    3、结论
    (1)织物主体纱线材料的比电阻对其抗静电性能影响高度显著,应根据抗静电织物使用环境的要求、抗静电性能的要求选择合适的主体纱线材料。
    (2)导电纱材料对织物抗静电性能影响显著,导电纱材料的选择必须以基础织物的物理性能和成品的抗静电性能要求为依据。
    (3)织物的抗静电性能由主体纱线材料和导电纱材料共同决定。主体纱线材料构成的基础织物比电阻大,与之匹配的导电纱的质量比电阻不能太大,配以导电性能优良的导电纱,才能很好地降低织物的摩擦静电压,使其满足特殊工作环境的抗静电要求。
    (4)其他参数相同的条件下,导电纱在工作表面显露多,抗静电效果为好。
    (5)从降低成本、减少上机织造复杂程度考虑,导电纱在织物中呈经向或纬向分布,较网状分布为好。
    (6)织物组织和紧度对织物抗静电性能影响不显著,但对织物中导电纱的含量有一定影响。导电纱含量高,织物的抗静电性能好。

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