抗静电面料服用性能测试分析研究

罗慧泽，王 祎，刘雅玲

（河北科技大学 纺织服装学院，河北 石家庄 050018）

当前，防静电织物因功能性优良而受到广大消费者的喜爱，主要被用于制作某些特殊制造业的防护服，近年来又逐步渗透到更多的行业中。部分工作人员每天要在户外完成大量工作，所处环境复杂多变，因此，除了良好的防静电性能，工作服还要具有良好的力学性能和热湿舒适性能。张昆等[1]研究了锦纶抗静电织物的导电性能和抗静电性能，黄晓梅等[2]、伏广伟等[3]通过嵌织导电纤维来制作抗静电织物，分析导电丝含量、组织结构等因素对织物抗静电性能的影响规律，主要研究的是织物抗静电性能的变化，强调服装的功能性，忽视了穿着舒适性。同时，嵌织导电丝对材料本身的服用性能有较大影响，在防静电织物的设计开发中，往往会忽略这种影响[4-5]。本研究通过比较分析有无嵌入导电丝的涤棉混纺织物的力学特性和热湿舒适性能，探究导电丝对织物服用性能的影响，旨在为设计和开发服用性能优异的防静电织物提供参考。

1 试验材料

试验原面料规格如表1所示。

表1 原面料规格

以原面料为基础，在经纱中嵌织120 tex与450 tex混纺的碳纤维导电丝织成面料做对比试验。

2 力学性能测试及分析

2.1 试验仪器及方法

依据国家标准GB/T 21196.3—2007《纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第3部分：质量损失的测定》[6]，采用耐磨仪将试样摩擦1 000转，检测质量损失数值的变化，分析耐磨性能。

依据国家标准GB/T 18318—2001《纺织品 织物弯曲长度的测定》，采用温州际高检测仪器有限公司YG022D型硬挺度仪[7]，将面料裁剪成6块试样（3块经纱方向试样、3块纬纱方向试样），测定经向、纬向、正面、反面等角度的弯曲长度。

依据国家标准GB/T 3819—1997《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》[8]，采用YG(B)541E型智能式织物折皱弹性仪，通过折皱急弹回复角度和缓弹回复角度测试折皱回复能力。

依据国家标准GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》[9]，采用YG(B)026P-250织物断裂强力机，经纱、纬纱方向各裁剪30 cm试样3块，测试经纱和纬纱的强力以及断裂伸长率，判断其拉伸断裂性能。

依据国家标准GB/T 3917.2—2009《纺织品 织物撕破性能 第2部分 裤形试样（单缝）撕破强力的测定》[10]，采用XQ-1型纤维强伸度仪，裁剪经向试样和纬向试样各5块，依据撕裂强力的大小评价织物的撕破性能。

2.2 耐磨性能结果分析

总体而言，嵌入导电丝面料平均质量减少量小于原面料平均质量减少量，两者大约相差0.001 6 g，说明嵌入导电丝的面料耐磨性优于原面料。导电丝的原料是碳纤维，碳纤维所制纱线的强度比涤棉混纺所制纱线大，因此，在相同转速和转数条件下，嵌织导电丝的面料质量损失率小、面料耐穿性高，避免了工作过程中重复动作产生的外部摩擦造成的损坏。

2.3 硬挺度结果分析

与原面料相比，嵌织导电丝的面料无论是各个试样的平均弯曲长度还是6块试样总平均弯曲长度都较长，其中，平均弯曲长度相差0.97 cm。平均弯曲长度越长，硬挺度越高，嵌织导电丝的面料硬挺度更高、抗弯曲能力更强。这是因为碳纤维导电丝本身的硬度较大，嵌织导电丝可以提升织物的硬挺度，使服装更加挺括。对户外工作服而言，硬挺度十分重要，硬挺度越高，服装的保型性越好、更易于打理。

2.4 折皱回复性能结果分析

试验发现，原面料经纬纱的折皱弹性回复角度相差不大，但嵌织导电丝面料经纱回复角度明显小于纬纱回复角度，其中，急弹回复角度相差78°、缓弹回复角度相差97°。说明导电丝对织物的折皱回复性能影响较大，主要是因为碳纤维导电丝的硬度和刚度比涤棉纤维大，因此，抗折皱性能非常好。换言之，导电丝会增强织物的抗折皱性能，提升服装的外观性能。

2.5 拉伸断裂性能结果分析

导电丝对织物拉伸断裂性能的影响如表2—3所示。

表2 试样经纱拉伸断裂性能测试结果

表3 试样纬纱拉伸断裂性能测试结果

由试验可得，嵌织导电丝面料经纱的平均断裂强力比纬纱大506.677 N，嵌织导电丝面料经纱的平均断裂伸长率比纬纱高5.720%。原面料经纱的平均断裂强力比纬纱大691.033 N，原面料经纱的平均伸长率比纬纱高10.355%。经向紧度比纬向紧度大，经纱又嵌织导电丝，提高了强度，因此，织物经纱更难拉伸断裂。同时，虽然纬纱比经纱粗，但是经向紧度比纬向紧度大，所以，原面料经纱的平均断裂强力和平均断裂伸长率也比纬纱高，因此，嵌织导电丝面料和原面料纬纱的拉伸断裂性能都优于经纱。

原面料经纱的拉伸断裂性能比嵌织导电丝面料经纱好，原面料经纱的平均断裂强力比嵌织导电丝面料大187.445 N、断裂伸长率比嵌织导电丝面料大3.585%。这是因为在面料经纱中嵌织导电丝使面料紧度下降，在经向施加力量时，纤维容易抽出进而断裂。纬纱嵌织导电丝有剪切变形的制约力量，使嵌织导电丝纬纱断裂性能稍强于原面料，服装更加结实耐用、使用寿命更长。

2.6 撕破性能结果分析

由于经纱紧度比纬纱大，且经纱织入导电丝提高了经纱的强度，嵌织导电丝面料经纱的平均撕破强力比纬纱的平均撕破强力大，且两者相差14.200 N，换言之，经纱的撕破性能比纬纱好。原面料经纱的撕破强力也比纬纱的撕破强力大，出现这种现象主要是因为经纱紧度大于纬纱紧度。后续制作服装时，需要考虑到这一点，结合工作人员的工作特点，合理运用织物的经纬方向。

试验发现，嵌织导电丝面料经纱和纬纱的平均撕破强力比原面料经纱和纬纱的平均撕破强力大，主要是因为经纱织入导电丝制约了纬向施加的力，所以织入导电丝可以预防在工作过程中因尖锐物品刮伤服装使工作人员受到伤害的风险。

3 热湿舒适性能测试及分析

3.1 试验仪器与方法

依据国家标准GB/T 35762—2017《纺织品 热传递性能试验方法 平板法》[11]，采用TG606型平板式保温仪，将试样充分覆盖测试板，测试板及底板和周围的保护板均以恒温保温装置控制，使测试板的热量不受外界环境影响，只能通过试样本身散发，读取一定时间内试样的保温率，分析织物的保温性能。

依据国家标准GB/T 5453—1997《纺织品 织物透气性的测定》[12]，采用YG(B)461G织物透气性能测试仪，在规定的压差条件下，测定一定时间内垂直通过试样单位面积的气流流量，计算透气率，确定织物的透气性。

3.2 保温性能结果分析

试验发现，嵌织导电丝面料的保温率比原面料的保温率高16.78%，嵌织导电丝面料的经纱密度增大，导致紧度变大，在一定时间内通过织物传输的热量减少，保温率提高。因此，设计工作服时，根据天气温度调整嵌织导电丝的数量及间隔距离，可适当提升织物的保暖性。

3.3 透气性能结果分析

试验发现，原面料单位时间、单位面积通过的气流流量大于嵌织导电丝面料，原面料的透气率比嵌织导电丝面料高18.600%，即原面料的透气性较好。主要是因为嵌织导电丝面料密度大、紧度大，孔隙分布较少，空气透过织物的能力减弱，透气率减小。为了保证服装的透气性不影响穿着舒适性，就要控制嵌织导电丝的密度及数量。

4 结论

（1）在力学性能方面，嵌织导电丝面料的耐磨性能、硬挺度、折皱回复性能、拉伸断裂性能、撕破性能优于原面料，换言之，嵌织导电丝可以提高织物的力学性能，提高耐用性。

（2）在热湿舒适性能方面，嵌织导电丝面料的保温率高于原面料，但是导电丝会降低织物的透气性。

（3）嵌织导电丝不仅可以增强织物的抗静电性能，还可以增强织物的力学性能和保温性能，但是会影响织物的透气性。因此，在制作户外工作服时，要考虑季节、天气等因素，通过改变特殊部位的材料、织物的组织、服装的结构或者嵌织导电丝的密度，提高服装的透气性，提升穿着舒适性。