纤维纺织品静电性能的标准与测试

2016-02-23陈晶王文利

现代丝绸科学与技术 2016年2期

关键词：纺织品纤维测试

陈晶，王文利

(1.苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州 215021；2.现代丝绸工程国家实验室，江苏苏州 215123)

纤维纺织品静电性能的标准与测试

陈晶1，王文利2

(1.苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州 215021；2.现代丝绸工程国家实验室，江苏苏州 215123)

摘要：高分子合成纤维的疏水性、绝缘性在织物生产和使用过程中所带来的静电问题日益突出，纤维纺织品静电性能测试方法在实践与理论上也得到了快速的发展。本文将过去的纺织品静电性能的标准与现在的纺织品静电性能的标准进行对比、讨论，并对其测试方法中有待补充与完善的地方进行展望。

关键词：静电性能；标准；测试；纺织品；纤维

静电现象是生活中常见的一种现象，它的产生是由于物体间的摩擦、接触、分离等作用。当两个物体相互接触并摩擦时，其中一种物体的外层电子受原子核引力较弱，经摩擦作用而转移到另一个物体上，正电荷多于负电荷，而显出带正电。另一个物体由于得到电子，负电荷多于正电荷，因而显示出带负电。在纺织加工过程中，静电现象会引发加工困难；在使用过程中，静电现象会使纺织品吸附空气中的灰尘；在服装穿着时，静电现象会使衣物纠缠黏附于人体。静电现象不仅影响美观，而且在一定程度上危害人体健康，有时还会引起火灾和爆炸等事故[1-3]。随着新材料的不断涌出，在纺织工业中合成纤维使用也越来越多。具有良好疏水性、绝缘性高分子合成纤维在织物生产和使用过程中产生的静电问题日益突出，纤维纺织品静电性能测试方法在实践与理论上也得到了快速发展。本文就过去的纺织品静电性能测试标准与现在的纺织品静电性能测试标准展开比较讨论，并对其测试方法中有待补充与完善的地方得以展望。

1纤维纺织品静电性能的测试标准

GB/T 12703-1991[4]规定了测试样品的制备，测试条件，以及测试方法。其中织物静电性能测试方法包括：半衰期法，摩擦带电电压法，电荷面密度，脱衣时的衣物带电，工作服的摩擦带电，极间等效电阻。该标准一是对测试样品的规定比较单一，没有体现不同测试样本间的差异性；二是测试条件范围太过宽泛或者没有清晰的界定；三是测试方法种类有限，不能满足快速发展多样化的纺织品的测试需求。GB/T 12703-2008、GB/T 12703-2011[5-11]在GB/T 12703-1991以及参考其他标准的基础上做了一定程度的改善。

1.1静电压半衰期试验

静电压衰减时间是衡量防静电织物防护性能的一个重要指标。其测试原理是：将试样放在旋转的金属平台上通过高静电压使试样带上感应电荷，在电压稳定后断开高压电源，使试样通过接地的金属释放电荷，试样的半衰期即为试样所带的稳定静电压值减少到初始值的一半时所需要的时间。电荷衰减时间越短，纺织品泄漏电荷能力越强，织物的防静电性能越好。其缺点是对于导电纤维的试样，当其在接地金属平台上接触良好时电荷泄漏的很快，而接触不良时其电荷泄漏速率近似于普通纺织品，而这种接触状态无法严格控制，故不适合于含导电纤维织物的评价。

与原来1991年版本区别，GB/T 12703.1-2008增加了：

(1)在更换试样后，感应电极与试样上表面的距离根据情况调整做出一定调整；

(2)半衰期时间较长，如超过180s就停止试验并记录180s时残静电压的数值。根据实际需要残余静电压数值也可以在60s、120s等时间点记录。

(3)“有关各方可商定执行的”测试前洗涤、烘干、调湿要求；

(4)A、B、C 3个级别和对应的判定要求；

(5)“耐久性抗静电纺织品和非耐久性抗静电纺织品”的概念和要求。

1.2电荷面密度试验

其测试原理是：在规定条件下，用法拉第筒测量试样与标准锦纶布摩擦产生的电荷，跟据试样尺寸求出电荷面密度(μC/m2)。电荷面密度法的应用广泛，可以用来测试各种织物防静电性能，也可用于测试导电纤维织物经摩擦积聚静电的难易程度。其缺点是吸灰程度对测试结果影响较大，同时电荷的产生是由人工操作试，故存在不可避免的环境与人为误差，较难完全保持一致。

与原来1991年版本区别，GB/T 12703．2-2008[6]增加了：

(1)试样的预处理洗涤程序；

(2)将试样数量由4块(经向2块，纬向2块)增加为6块(经向3块，纬向3块) ；

(3)需要时或经有关各方协商一致后，摩擦材料可采用其他材料；

(4)试验结果的表示修改为“取6块试样测试结果中的最大值表示”；

(5)增加了“电荷面密度技术要求”。

1.3电荷量试验

其测试原理是：用法拉第筒测量经摩擦装置模拟带电的试样的电荷量。为了避免人为操作影响实验的准确性，通过滚筒自动摩擦的方法产生电荷，滚筒内衬采用锦纶标准布材质。此方法适用于各类服装及其他纺织制品，其他产品也可参照采用。

与原来1991年版本区别，GB/T 12703.3-2008[7]增加了：

(1)试样的预处理洗涤程序；

(2)需要时或经有关各方协商一致后，摩擦材料可采用其他材料；

(3)电荷量技术要求。

1.4电阻率试验

电阻是衡量材料导电性能的一个重要指标，材料的电阻越小，其积累的电荷越容易释放，防静电性能就越好。表面电阻率法、体积电阻率法、点对点电阻法、垂直电阻法常被用于测量电阻。

其测试原理是：通过直接法或比较法测得织物的电阻值，将测得的电阻值带入公式求得织物电阻率。GB/T 12703-1991没有电阻率实验，GB/T 12703.4-2010参考了GB/T 12703-2009；GB/T 22042-2008；GB/T 24249-2009制定的。除了铺地织物外，各类纺织品的防静电性能都能通过测量电阻值来评定。

1.5摩擦带电电压试验

其测试原理是：先模拟织物摩擦起电，然后测量记录试样带电电压最大值。其缺点是裁取的试样尺寸小，对于导电纤维的织物，其导电纤维的分布因取样位置不同会有很大的差异，故此方法不适合于含导电纤维纺织品的抗静电性能测试评价。

与原来1991年版本区别，GB/T 12703．5-2008[9]增加了：

(1) 术语“摩擦带电电压”；

(2)试样的预处理洗涤程序；

(3)需要时或经有关各方协商一致后，摩擦材料可采用其他材料；

(4)带电电压技术要求。

1.6纤维泄漏电阻试验与动态静电压试验

其试验原理是：根据电容充放电原理，在充满电荷的固定电容两端接上不同的纤维电阻，通过测量试样放电速度得到纤维泄露电阻，此方法适用于各类短纤维。

动态静电压试验是将试样靠近测试电极，经电子电路放大后推动仪表显示出的数值即为测试样的动态静电压。此方法可用于测试纺织厂各道工序中纺织材料和纺织器材静电性。与GB/T 12703-1991相比，这两种试验方法是GB/T 12703-2008、GB/T 12703-2011[5-11]新增加的方法，起到了补充完善的作用。

1.7其他相关静电测试试验

1.7.1工作服防静电性能的要求及试验方法

GB/T 12703-1991中D法(脱衣时衣物带电)和E法(工作服的摩擦带电)对工作服防静电性能做出了规定，国标GB/T 23316-2009根据日本工业标准JIST 8818:2001对工作服防静电性能做相应修订，制定了该标准。[12]

1.7.2防静电毛针织服

GB/T 23464-2009[13]防护服装防静电毛针织服装，对服装的款式与尺寸都做出了相应的要求，规定了技术要求、测试方法、检验规则、标识、包装和储存等。适用于因静电积聚引发电击、火灾及爆炸的危险场所穿用的防静电毛针织服。

1.7.3防静电洁净织物

GB/T 24249-2009[14]防静电洁净织物，规定了防静电洁净织物的技术要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输及贮存。可用于测量电子、半导体、医药、食品等行业的洁净室及相关受控环境使用的服装、帽子、手套、鞋套等产品静电性。

2目前纤维纺织品静电性能测试标准存在的问题与展望

目前纤维纺织品静电性能测试标准存在的问题主要有以下两点：

(1)通过试验测试和对比分析表明，每种抗静电测试方法与评定指标只能反映织物抗静电性能的某一方面，不同的性能和指标在不同的环境下应用存在一定的合理性和局限性[15]。通过电荷面密度法、摩擦带电电压法、静电压半衰期法等方法测试纺织品防静电性能，获得的实验数值之间一般没有明显的等比关系，不能做相互验证[16]。甚至某些防静电产品得出的数据相互矛盾，无法判定测试样防静电性能是否满足要求。

(2)在检测试验过程中，要严格控制环境条件，特别是相对湿度的控制。虽然只有2%左右的相对湿度差别，却会严重影响纺织品抗静电性能的评价结果[17]。

根据材料在使用过程中静电产生、散失与平衡的不同，选用不同的静电测试方法。在实际检测试验过程中，用多种测试方法来综合反映织物的防静电性能是值得借鉴的[18]。建议今后能够推出综合评定防静电性能的检测方法，同时标准修订时可以考虑缩小环境相对湿度范围，增加对试样的预调湿处理，减小试验环境因素对试验结果的影响，使纺织品防静电性能得到准确的表征。

3结束语

随着科技的发展、人们生活水平的提高，对纤维纺织品静电检测标准在深度和广度上都提出了更高、更广泛的要求。在制定纤维纺织品静电标准前，要认真研究《国家标准化体系建设工程指南》、《关于贯彻落实十大重点产业调整和振兴规划，进一步加强标准化工作的意见》对纺织标准化提出的新要求[19]，同时根据实际应用生产的需求，及时开发更新技术方法，积极靠拢国际标准。

参考文献:

[1] 戴晴．抗静电织物及其抗静电性能测试方法 [J] ．中国纤检，2008(8) ：44-46．

[2] 倪玉婷．纺织品的抗静电技术[ J ] ．天津纺织科技，2007 (2) ： 17-20．

[3] 林金堵．静电的产生、危害和预防[J] ．印制电路信息，2005 (4)：3-4．

[4] 北京理工大学．纺织品静电测试方法：GB/T 12703-1991[S] ．北京：中国标准出版社，1991．

[5] 国家纺织制品质量监督检验中心．纺织品静电性能的评定静电压半衰期法：GB/T 12703． 1-2008[S] ．北京：中国标准出版社，2008．

[6] 国家纺织制品质量监督检验中心．纺织品静电性能的评定电荷面密度法：GB/T 12703.2-2009[S] ．北京：中国标准出版社，2009．

[7] 国家纺织制品质量监督检验中心．纺织品静电性能的评定电荷量：GB/T 12703.3-2009[S] ．北京：中国标准出版社，2009．

[8] 国家纺织制品质量监督检验中心．纺织品静电性能的评定电阻率：GB/T 12703.4-2010[S] ．北京：中国标准出版社，2010．

[9] 国家纺织制品质量监督检验中心．纺织品静电性能的评定摩擦带电法：GB/T 12703.5-2010[S]．北京：中国标准出版社，2010.

[10] 国家纺织制品质量监督检验中心．纺织品静电性能的评定纤维泄漏电阻：GB/T 12703． 6-2010[S] ．北京：中国标准出版社，2010．

[11] 国家纺织制品质量监督检验中心．纺织品静电性能的评定动态静电压：GB/T 12703.7-2010[S] ．北京：中国标准出版社，2010．