GB/T 12703.1—2021《纺织品静电性能试验方法第1部分：电晕充电法》解析

2023-03-13郑园园

大众标准化 2023年4期

章睿，郑园园

（中纺标检验认证股份有限公司，北京 100025）

静电是人们日常生活中常见的现象。纺织品在使用过程中经过摩擦往往会积聚电荷产生静电，使纺织品容易沾染细菌和灰尘，或使服装贴附皮肤产生静电放电，从而给使用者带来不适感。此外，静电也会干扰一些精密电子元件，放电过程中产生的瞬间电流甚至会烧毁微电子元器件。因此在精密技术、生物技术、食品、卫生等许多日益发展的领域中，所使用的纺织品、服装等产品在设计时通常要求具有抗静电性，以缓解或者消除静电带来的影响。

用于制作防静电纺织品的织物性能需要进行抗静电测试和评估，很多国家标准和国际标准包括ISO和IEC等发布的标准中，都有抗静电性相关的测试方法。但实验室测量的静电性能与最终使用性能之间的关系相当复杂，需要根据产品的用途来选择适合的方法。目前，国内纺织品静电性能测试共包含8个方法标准，其中第1部分静电压半衰期已实施了十几年，为本次修订对象，纺织品防静电性能标准GB/T 12703.1在测试及评价方面一直起重要作用，但其与国际标准ISO18080-1:2015在测试条件、实验参数、试验装置等方面存在一些差异。为了与国际标准接轨，以便促进国内外贸易顺利进行，同时方便国内国际实验室进行技术比对工作，有必要对GB/T 12703.1-2008进行修订。

GB/T 12703.1—2021《纺织品静电性能试验方法第1部分：电晕充电法》（以下简称新标准）以GB/T 12703.1-2008《纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》（以下简称旧标准）为主，整合ISO 18080-1:2015《纺织品静电性能的评定第1部分：电晕充电法》的部分内容，在试验装备、测试方法以及表述方面均具有较明显的变化，现就新、旧标准中的技术指标和测试方法进行对比分析。

1 适用范围与术语

新、旧标准在适用范围方面均描述为适用于各类纺织物，其中不同之处在于新标准中规定“不适用于涉及个体安全及静电放电敏感装置防护的服装和服装材料的评价”，而旧标准中相应内容为“不适用于铺地织物”。

新标准将术语“静电压半衰期”修改为“半衰期”，定义“在试样上外加电压衰减至峰值电压一半所需的时间”修改为“试样上静电压衰减至原始值一半时所需的时间”，内容表述更加准确，且与国际标准 ISO 18080-1:2015一致。同时，新标准中又增加了抗静电、衰减时间、电晕放电、电晕充电、导电、导电纤维等术语，为更好地理解标准内容和样品性能提供帮助。

2 技术规范及装备

2.1 试验原理

旧标准对原理的描述是“使试样在高压静电场中带电至稳定后断开高压电源使其电压通过接地金属台自然衰减，测定静电压值及其衰减至初始值一半所需的时间”，新标准中将相关内容修改为“通过电晕充电装置对试样进行充电，在停止施加高压电瞬间，试样静电压值达到最大。试样上的静电压值开始自然衰减，但不一定降到零。通过确定峰值电压和半衰期，或者峰值电压衰减到一定百分比，来量化测试试样的静电性能”，新标准对试验原理进行描述时考虑了更多的客观情况，表达更加准确、详细，读者更易于理解。

2.2 引用标准

与国际标准ISO 18080-1:2015相比，新标准修改了国际标准中的部分内容，例如将规范引用文件中的国际标准替换为相应的国家标准，以适应我国的技术条件，例如将ISO 6330替换为国标GB/T 8629，将ISO 3175-2替换为国标GB/T 19981.2，以及将ISO 3175-3替换为国标GB/T 19981.3，并根据标准更新情况修改了纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序标准GB/T 8629的年代号。

基于国际标准ISO 18080-1:2015中内容，新标准在正文中增加了干洗程序，因此在规范引用文件中增加了GB/T 19981中的两项干洗试验标准：《纺织品织物和服装的专业维护、干洗和湿洗第2部分：使用四氯乙烯干洗和整烫时性能试验的程序》《纺织品织物和服装的专业维护、干洗和湿洗第3部分：使用烃类溶剂干洗和整烫时性能试验的程序》。

2.3 试验仪器

新、旧标准所使用的仪器基本相同，新标准基于ISO 18080-1:2015对仪器设备的各部分做了更为详细的规定，如新增了放电电极外观、放电电极尺寸、感应电极外观、感应电极尺寸、转动平台俯视图、转动平台侧视图、垫片、试样夹及试样细节图、垫片尺寸示意图，使标准要求更详细、清晰。

新标准在删除了旧标准中“不锈钢镊子一把、纯棉手套一副、裁样工具”等内容后，新增了“数据采集设备：可记录试验中电压随时间的变化情况；静电消除装置：具有自放电或叠加电压模式；烘箱：可用于70±3 ℃烘干试样”等要求，修改后的内容更符合新标准中的测试要求，表述更加严谨、专业，有助于试验人员规范实验室操作。

3 试验环境和程序

3.1 调湿及试验用大气

新标准将“调湿和试验用大气环境温度（20±2）℃，相对湿度（35±5）%”修改为“调湿和试验用大气环境温度（20±2）℃，湿度为（40±4）%，若选择其他条件调湿或测试，需在测试报告中注明”，新标准中的修订内容与ISO 18080-1:2015中一致，变化主要体现在环境的相对湿度上，为比较相对湿度对纺织品静电性能的影响，随机选取了16个样品，分别在环境相对湿度35%和40%下进行试验，试验结果见表1。

由表1可以看出，在其他条件一致的情况下，相对湿度为40%时，16个样品的半衰期测试值接近或略低于相对湿度为35%时的半衰期测试值，其中变化最大的样品是15#，在两种不同的试验环境下半衰期测试值分别是13 s和17 s，相差4 s，其他样品在两种不同试验环境下测试值基本一致。

表1 两种相对湿度下试验结果

这是因为随着相对湿度增高，吸附在织物纤维表面的水分增加，使织物的导电性增加，因此相对湿度增高时，半衰期测试值会有所降低。GB/T 12703.1-2008中的湿度范围为30%～40%，ISO 18080-1:2015中的湿度范围为36%～44%，二者的湿度范围有交叉，因此虽然数值有所差异，但是变化不大，且对于恒温恒湿实验室的日常使用而言，ISO 18080-1:2015中所述的湿度范围更容易满足，因此试验环境设置为温度（20±2）℃，相对湿度（40±4）%是更加合理的。

3.2 试样制备

新标准中修改了试样的尺寸和平行样数量。旧标准中规定随机取3块试样，每块试样尺寸为4.5 cm×4.5 cm，每块试样测试2次。新标在此部分与ISO 18080-1:2015中内容保持一致，将试样面积修改为（45±1）mm×(45±1) mm，平行样数量修改为5块，每块平行样测试1次。新标准增加了试样尺寸偏差，提高了标准的规范性和可操作性，同时新标准中平行样测试方式的设置更有利于体现试验结果的真实性和准确性。

3.3 试样前处理

本试验方法涉及的试样前处理主要包括试样调湿和洗涤两方面，旧标准及ISO 18080-1:2015中要求试样至少调湿24 h，新标准中将其更改为“调湿至平衡”，因为对于一些回潮率较低的样品，没必要调湿24 h，试样就可以达到平衡，所以这里不再具体规定调湿时间，达到平衡即可进行试验。

根据旧标准中的规定，若试样需要进行洗涤处理，应选择GB/T 8629-2001中的7A程序进行，洗涤次数由各方协商结果而定，可选次数有5、10、30、50次，调湿前在50 ℃下预烘一定时间。ISO 18080-1:2015中内容为试样按ISO 6330中4N或4M程序洗涤试样3遍，或按ISO 3175-2、ISO 3175-3对试样进行干洗，70 ℃的烘箱中保持1 h。新标准关于此处内容修订为“按照GB/T 8629中A型标准洗衣机的4N或4M程序，使用GB/T 8629规定的洗涤剂，将试样在40 ℃条件下洗涤3次，按照GB/T 8629中自然晾干程序干燥样品；或按照GB/T 19981.2或GB/T 19981.3将样品进行干洗3次，调湿时先将样品在70 ℃下预烘1 h。”

通过修改，明确洗涤次数为3次，有利于节水节能，提高结果的一致性水平；4N/4M洗涤程序可更好的模拟服装实际穿着后对洗涤多样化的需求，增强了标准的可操作性；预烘样品主要目的是为了减少织物中含的水份，保证织物在调湿时按照吸湿等温线达到平衡，减少吸湿滞后性所带来的误差，通过修订，明确了样品的预烘时间，以上修改后内容与ISO 18080-1:2015中所述一致。此外，样品洗涤过程中所使用的洗涤剂对试验结果有一定影响，本标准明确规定洗涤试验中所用洗涤剂，以统一试验条件。

3.4 试验结果与评价

新标准中修改了试验停止时间，由“如半衰期＞180 s，停止测量并记录180s时的残余静电电压”修改为与18080-1:2015 中一致的内容，即“如半衰期＞120 s，停止测量并记录半衰期大于120 s”。关于半衰期的评定，旧标准中规定“A级≤2.0 s；B级≤5.0 s；C级≤15.0 s”，ISO 18080-1:2015中规定：“优异：半衰期≤10 s，较好：10 s＜半衰期≤30 s，一般：30 s＜半衰期≤60 s；差：半衰期＞60 s”，由上述可知，在旧标准中半衰期大于15s之后均可判定为不符合C级，在ISO标准中凡是半衰期值大于60 s便可判定为抗静电性能差，因此试验停止时间由180 s改为120 s不影响试验结果的判定，且缩短了试验时间，提高工作效率。

同时，新标准中测试结果的修约由“静电电压修约至1 V，半衰期修约至0.1 s”修改为“结果修约至两位有效数字”。试验结果的评价由标准正文修改为标准的资料性附录A，本标准为方法标准，标准主题内容应为试验方法，结果评价作为参考性内容放在附录位置更加合理。

4 验证试验

为验证新标准中试验的可行性，随机选取10个代表性样品进行验证试验。10个样品在试验前置于70 ℃下预烘1 h，并在相对湿度为40%的大气环境中调湿24 h，验证试验结果见表2。

表2 静电电压及半衰期结果汇总表

验证试验在过程中无异常现象与操作难点，且从表2中显示的验证试验结果可以看出，10个样品的测试值中衰减时间最长为＞120 s，最短时间为0.15 s，静电电压最大值为2.0×103V，最小值为5.0×102V，数据间差异较大，说明本标准方法可以区分不同纺织品的抗静电性能的差异，具有一定的区分度，内容科学合理。