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防静电面料

防静电面料


防静电面料是经过防静电加工处理的面料,广泛用于石油工业;矿冶工业;化学工业;电子工业;特种工业,如:原子能、航天航空、兵器等及其它工业,如:食品、烟花爆竹、医药等。

中文名防静电面料适用行业石油工业;矿冶工业;化学工业等作用防静电性质面料

目录

1静电概述

什么是静电

静电的特性

静电的危害

2静电防止

静电的预防

如何消除静电

3加工方法

4分类

5纺织静电材料

纺织材料

面料对比

防静电服装

6法律规定

性能测试

技术规范

静电概述

什么是静电

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物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子儿而侵入其他的原子B,A原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。

造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。

当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电,而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和,电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电,在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。

固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。这是因为气体也是由分子、原子组成,当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。

人身上的静电主要由衣物之间或则衣物与身体的摩擦照成的,因此穿着不同材质的衣服时“带电”多少是不同的,比如穿化学纤维制成的衣物就比较容易产生静电,而棉质衣物产生的就较少。而且由于干燥的环境更有利于电荷的转移和积累,所以冬天的时候人们会觉得身上的静电比较大。

在干燥和多风的秋天,在日常生活中,我们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光,见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱,拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪、啪”的声响,这就是发生在人体的静电,上述的几种现象就是体内静电对外“放电”的结果。

人体活动时,皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦,便会产生静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服,家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来,加之居室内墙壁和地板多属绝缘体,空气干燥,因此更容易受到静电干扰。

在没有进行防静电治理的生产环境里,电子工厂人员日常工作的产生静电强度和湿度的关系如表-1所示。

表1生静电强度和湿度的关系

人身的活动情形

静电电压(V)

10~20%RH

65%~90%RH

走过化纤地毯

35000

1500

拿TEFLON硅片架

30000

1200

走过塑料地板

12000

250

坐在椅子上工作

6000

100

翻看塑料面说明文件

7000

600

拿起普通聚乙烯袋

20000

1000

坐在聚氨酯泡沫垫上

18000

1500

由表1可见,增加工作环境的湿度,可以降低静电电压。

静电的特性

静电电压高:静电能量不大,但其电压很高。固体静电可达20×104V以上,液体静电和粉体静电可达数万伏,气体和蒸气静电可达10000V以上,人体静电也可达10000V以上。静电泄漏慢:由于积累静电的材料的电阻率都很高,其上静电泄漏很慢。静电的影响因素多:静电的产生和积累受材质、杂质、物料特征、工艺设备(如几何形状、接触面积)和工艺参数(如作业速度)、湿度和温度、带电历程等因素的影响。

静电的危害

任何物体内部都是带有电荷的,一般状态下,其正,负电荷数量是相等的,对外不显出带电现象,但当两种不同物体接触或摩擦时,一种物体带负电荷的电子就会越过界面,进入另一种物体内,静电就产生了。而且因它们所带电荷发生积聚时产生了很高静电压,当带有不同电荷的两个物体分离或接触时出现电火花,这就是静电放电的现象。产生静电的原因主要有摩擦、压电效应、感应起电、吸附带电等。

在工农业生产中,静电具有很大的作用,如静电植绒、静电喷漆、静电除虫等,同时由于静电的存在,也往往会产生一些危害,如静电放电造成的火灾事故等。随着石化工业的飞速发展,易产生静电的材料的用途越来越广泛,其火灾危险性也随之加大。

静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,使飞机变成聋子和瞎子;在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里。由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼。静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚,我们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“叭叭”的响声,这对人体基本无害。但在手术台上,除电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废。

静电的产生在工业(相关产品)生产中是不可避免的,其造成的危害主要可归结为以下两种机理:其一:静电放电(ESD)造成的危害。(1)引起电子设备的故障或误动作,造成电磁干扰。(2)击穿集成电路和精密的电子元件,或者促使元件老化,降低生产成品率。(3)高压静电放电造成电击,危及人身安全。(4)在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。

(1)电子工业(相关产品):吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。(2)胶片和塑料工业(相关产品):使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。

以下列举一些静电在生产中的具体危害:

1.当物体产生的静电荷越积越多,形成很高的电位时,与其他不带电的物体接触时,就会形成很高的电位差,并发生放电现象。当电压达到300伏以上,所产生的静电火花,即可引燃周围的可燃气体、粉尘。此外,静电对工业生产也有一定危害,还会对人体造成伤害。

2、固体物质在搬运或生产工序中会受到大面积摩擦和挤压,如传动装置中皮带与皮带轮之间的摩擦;固定物质在压力下接触聚合或分离;固体物质在挤出、过滤时与管道。过滤器发生摩擦;固体物质在粉碎。研磨和搅拌过程及其他类似工艺过程中,均可产生静电。而且随着转速加‘快。所受压力的增大,以及摩擦。挤压时的接触面过大、空气干燥且设备无良好接地等原因,致使静电荷聚集放电,出现火灾危险性。

3、一般可燃液体都有较大的电阻,在灌装、输送、运输或生产过程中,由于相互碰撞、喷溅与管壁摩擦或受到冲击时,都能产生静电。特别是当液体内没有导电颗粒、输送管道内表面粗糙、液体流速过快等,都会产生很强摩擦,所产生的静电荷在没良好导除静电装置时,便积聚电压而发生放电现象,极易引发火灾。

4.粉尘在研磨、搅拌、筛分等工序中高速运动,使粉尘与粉尘之间,粉尘与管道壁、容器壁或其他器具、物体问产生碰撞和摩擦而产生大量的静电,轻则妨碍生产,重则引起爆炸。

5.压缩气体和液化气体,因其中含有液体或固体杂质,从管道口或破损处高速喷出时,都会在强烈摩擦下产生大量的静电,导致燃烧或爆炸事故。

6.静电造成的电击可能发生在人体接近带静电物质的时候,也可能发生在带静电荷的人体接近接地体的时候,此刻人体所带静电可高达上万伏。静电电击的严重程度与带静电体储存的能量有关,能量越大,电击越严重。带静电体的电容越大或电压越高,则电击程度越严重。在生产工艺过程中产生的静电能量很小,所以由此引起的电击不会直接使人致命。但人体可能因电击坠落、摔倒,引起二次事故。此外,电击还能引起工作人员精神紧张,影响工作。

7.静电会妨碍生产,或降低产品质量。在纺织行业,静电使纤维缠结、吸附尘土,降低纺织品质量,造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。;在印刷行业,静电使纸线不齐、不能分开,影响印刷速度和印刷质量;在感光胶片行业,静电火花使胶片感光,降低胶片质量;在粉体加工行业,静电使粉体吸附于设备上,影响粉体的过滤和输送;静电还可能引起电子元件的误动作;干扰无线电通讯等。

总之,静电危害起因于用电力和静电火花,静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引人大地,避免静电积累。细心的乘客大概会发现;在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线;以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链,这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。

静电对人体也存在一定的危险,据医学专家介绍,静电会给人体带来一定的危害。人体产生的静电干扰可以改变人体体表的正常电位差,影响心肌正常的电生理过程及心电在无干扰下的正常传导。这种静电能使病人加重病情或诱发早搏等,持久的静电还会使血液的碱性升高,导致血清中的钙含量下降,钙的排泄增加,从而引起皮肤瘙痒、色素沉着,影响人的机体生理平衡,干扰人的情绪等。

不少电脑工作者脸部多发红斑、色素沉着等面部疾病,由于电脑屏幕产生的静电吸引大量悬浮的灰尘,使面部受到刺激引起的。此外,由于老年人的皮肤比年轻人相对干燥,加上心血管系统老化、抗干扰能力减弱等因素,更容易受静电的危害,引发心血管疾病。

冬天空气过于干燥,人体皮肤和服装之间还容易产生静电,高者瞬间静电压可达上万伏,造成人体不适。有人对日常生活产生的静电做过调查和实测,在地毯上走动可产生1500~35000伏静电,在乙烯树酯地板上走动时可产生250~12000伏静电,室内屁股在椅子上一蹭就会产生1800伏以上的静电。静电的高低主要取决于周围空气的湿度。通常静电干扰超过7000伏,人就会有电击感。相关资料表明,静电对人体有非常大的危害。持久的静电可使血液中的碱性升高,血清中钙含量减少,尿中钙排泄量增加,这对于正在生长发育的儿童,血钙水平甚低的老年人,以及需钙量甚多的孕妇和乳母无疑是雪上加霜。过多的静电在人体内堆积,还会引起脑神经细胞膜电流传导异常,影响中枢神经,从而导致血液酸碱度和机体氧特性的改变,影响机体的生理平衡,使人出现头晕、头痛、烦躁、失眠、食欲不振、精神恍惚等症状。静电也会干扰人体血液循环、免疫和神经系统,影响各脏器(特别是心脏)的正常工作,有可能引起心率异常和心脏早搏。在冬季,约三分之一心血管疾病的发生与静电有关。在易燃易爆地区,人体带有静电还会引起火灾。

静电已经危害到人民生产生活的各个领域,如军工、火工、石油、天然气、化工、海运、感光材料、煤矿、橡胶、医药、煤气等生产;再如,余杭燃料罐储部门、电子器件制造业、微电子相关产业、机械电子、光电子、办公自动化、信息通讯、电子医疗、计算机等产业。

静电产生的危害在化工行业生产部门已受到了相当的重视,但在这些行业的仓储部门中对静电造成的危害与防治的研究还是—个薄弱环节。随着仓储的功能和规模的不断扩展,如何控制和防范静电带来的危害已逐渐引起人们的瞩目。

仓储环节中的静电产容易生。静电的产生有其内因和外因。内因取决于物质的导电特性,外因最为常见的是物质相互的摩擦造成起电现象。如储运过程中物质间的摩擦、滚动、撞击等。其次是附着带电、感应带电等。就仓储部门而言,许多商品和包装物都具备了静电产生的内部条件,同时在仓储业务中都离不开搬运、堆码、苫垫、覆盖等操作,因而商品之间不可避免地会产生摩擦、滚动、撞击等。例如石油或有机溶媒仓库内的输送和向罐内排放时,这些物料与管道壁及设备之间就会产生摩擦,这些都会产生很高的静电积累。一般商品的塑料包装在堆码过程中由于相互摩擦也会产生静电。

仓储中静电的危害。静电在仓储活动中造成的危害主要是由于它能在物体表面上聚集形成很高的静电位并容易发生静电放电火花,其危害主要在两个方面:

易引发燃爆事故。例如仓库中存放的易燃液体(如汽油、煤油、柴油)、有机溶媒(苯类、醚类、酮类),它们挥发出的蒸气与空气混合达一定比例、或固体粉尘达一定浓度即爆炸极限时,一旦遇静电放电火花即会成为点火源引发燃爆。

易产生电击现象。如在搬运过程中产生静电高电位放电给操作人员带来电击的不适感,这在仓库搬运塑料包装物品的工人中屡有发生,搬运、堆码过程中由于强烈的摩擦产生了静电高电位放电,甚至发生过操作工人被静电放电击倒的现象。

油品在储、运、灌、加的过程中,不可避免地发生搅拌、沉降、过滤、摇晃、冲击、喷射、飞溅以及流动等接触、磨擦、分离的相对运动而产生静电积聚。油品在流动过程中,静电的多少不仅取决于静电的产生,还取决静电的消散。当静电荷的产生速度高于静电荷的消散速度时,便形成同性电荷的积聚。油库的油品属于低电导率物质,汽油电阻率为2.5*1013,煤油、柴油的电阻率为7.3*1014,都比较容易产生和积聚静电。

油品产生静电的类型按其状态可分为3种:1、油品与固体之间的静电,如油品在管道中流动、搅拌、固体颗粒在油品中沉降产生的静电;2、油品与气体之间的静电,如油品从管道口或喷嘴喷出、气泡在油品中上升产生的静电;3、油品与不相容液体之间的静电,如水滴在油品中沉降、高压水冲洗储罐产生的静电。

按机械运动形式分为6种:1、流动带电。低电导率的轻质油品在管道中流动,油品与管道壁发生磨擦运动,使油品带有静电荷。2、喷射带电。油品从管口或喷嘴高速喷出时,粒子和喷嘴之间存在迅速接触和分离过程,接触时界面处形成双电层,分离时粒子把双电层中的一层电荷带走,另一层电荷留在喷嘴上,结果使微粒和喷嘴上分别带上正电荷和负电荷。3、油品冲击、飞溅带电。轻质油品从顶部孔口注入储罐、油罐车内,油粒下落后对罐壁发生冲击,引起飞溅、气泡和雾滴而带电。4、液体的沉降带电。由于油品含有固体颗粒和水分等杂质,这些颗粒或水滴向下沉降使油品带电。5、人体带电。人体活动时,衣服与衣服、人体与衣服、鞋底与地面的磨擦而使人体带电。6、感应带电。带电体与绝缘导体互相靠近而使绝缘导体带电。

静电的危害有目共睹,越来越多的厂家已经开始实施各种程度的防静电(相关产品)措施和工程。但是,要认识到,完善有效的防静电(相关产品)工程要依照不同企业和不同作业对象的实际情况,制定相应的对策。防静电(相关产品)措施应是系统的、全面的,否则,可能会事倍功半,甚至造成破坏性的反作用。在家居以及生活的各个环节,人们注意到了静电对人体的危害。

静电防止

静电的预防

静电最为严重的危险是引起爆炸和火灾,因此,静电安全防护主要是对爆炸和火灾的防护。这些措施对于防止静电电击和防止静电影响生产也是有效的。

1.环境危险程度控制,静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。为了防止静电的危险,可采取取代易燃介质、降低爆炸性混合物的浓度、减少氧化剂含量等控制所在环境爆炸和火灾危险程度的措施。

2.工艺控制,为了有利于静电的泄漏,可采用导电性工具;为了减轻火花放电和感应带电的危险,可采用阻值为107~109Ω左右的导电性工具。为了限制产生危险的静电,烃类燃油在管道内流动时,流速与管径应满足以下关系:

ν2D≤0.64

式中ν——流速,m/s;D——管径,m。

为了防止静电放电,在液体灌装过程中不得进行取样、检测或测温操作。进行上述操作前,应使液体静置一定的时间,使静电得到足够的消散或松弛。为了避免液体在容器内喷射和溅射,应将注油管延伸至容器底部;装油前清除罐底积水和污物,以减少附加静电。

3.接地,接地的作用主要是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。为了防止火花放电,应将可能发生火花放电的间隙跨接连通起来,并予以接地。防静电接地电阻原则上不超过lMΩ即可;对于金属导体,为了检测方便,可要求接地电阻不超过100Ω~l000Ω。对于产生和积累静电的高绝缘材料,宜通过106Ω或稍大一些的电阻接地。

4.增湿,为防止大量带电,相对湿度应在50%以上;为了提高降低静电的效果,相对湿度应提高到65%~70%。增湿的方法不宜用于防止高温环境里的绝缘体上的静电。

5.抗静电添加剂,抗静电添加剂是化学药剂。在容易产生静电的高绝缘材料中加入抗静电添加剂之后,能降低材料的体积电阻辛或表面电阻率以加速静电的泄露,消除静电的危险。

6.静电中和器,静电中和器又称静电消除器。静电中和器是能产生电子和离子的装置。由于产生了电子和离子,物料上的静电电荷得到异性电荷的中和,从而消除静电的危险。静电中和器主要用来消除非导体上的静电。

7.加强静电安全管理,静电安全管理包括制订关联静电安全操作规程、制订静电安全指标、静电安全教育、静电检测管理等内容。

8.防静电工作服装,针对石油、石化、加油站、电子元件等行业的生产以及易燃易爆工作场所中,统一穿着防静电工作服装,而且要对防静电服装的各方面指标以及性能严格要求。防静电服装可以在穿着过程中消除静电隐患,避免生产事故的发生。

如何消除静电

根据国家颁发的《防止静电事故通用导则》,可以通过以下两类措施消除静电。

1抑制静电的产生

首先在设计、制造生产设备时,必须要要注意材料的选择。根据物质带电极性不同,可排出静电起电序列。在生产系统中,如有两种相互接触、发生摩擦的物质,应尽量选用在静电起电序列中相近的物质。其次要限制流体在管道中的流速。流速越快,产生静电的可能就越大。

2限制静电的积累

加速工艺过程所产生的静电的泄漏或中和,限制静电的积累,使它不超过安全的限度也可以防止静电火花。

设备、管线接地是最简单、最常用,也是最基本的防静电措施,但它只能消除导体上的静电,而不能消除绝缘体上的静电。在绝缘体中,添加导电填料或抗静电剂,就可以加速静电的导出和泄放,避免静电积聚。同时可以适当增加空气湿度。当空气相对湿度大于70%时,物体表面往往会形成一层极薄的水膜。水膜能溶解空气中的二氧化碳,使表面电阻率大大降低,加速静电逸散。最好能够使用静电中和器,静电中和器能中和物体所带静电,极大地消除静电危险。

加工方法

面料的防静电加工方法通常有:

①织物用抗静电整理剂作后整理;②以提高织物吸湿性为目的的纤维接枝改性、亲水性纤维的混纺和交织;③混纺或嵌织导电纤维;前二类方法的作用机理均属提高织物回潮率、降低绝缘性,加速静电泄漏。因此如果在干燥环境中或经过多次洗涤后,加工效果或不耐久、或不显著,通常在普通服装用织物上应用。唯有第三种方法可持久、高效地解决纺织品的静电问题,故被广泛应用于生产防静电工作服。织物用抗静电整理剂作后整理。

分类

1.防静电绸(导电绸)及防静电超净面料。

2.防静电TC面料。

3.防静电TR面料。

4.防静电CVC面料等。

5.防静电全棉面料。

纺织静电材料

纺织材料

纺织材料是电的绝缘体材料,比电阻一般很高,尤其是吸湿性能低涤纶、晴纶、氯纶等合成纤维。因此,在纺织加工过程中,由于纤维与纤维或纤维与机件间的密切接触和摩擦。造成电荷在物体表面的转移,结果产生静电。带相同电荷的纤维之间相互排斥,带不同电荷的纤维与机件之间发生吸引,结果造成条子发毛,纱线毛羽增多,卷装成型不良,纤维粘缠机件,纱线断头增加,以及在布面上形成分散性条影等。服装带电后,大量吸附尘土,容易沾污,而且服装与人体、服装与服装也会发生缠附现象或者产生电火花。因此,静电干扰,影响加工的顺利进行,影响产品的质量和织物的服用性能等。静电现象严重时,静电压高达几千伏,会因放电产生火花,引起火灾,造成严重后果。

很早就已经发现,当两个绝缘体相互摩擦并分开时,介电系数,较高的物体带正电荷,介电系数较低的带负电荷。这是十九世纪末就发现的规律,这个规律和许多实验结果是相符的,。由实验所获得的各种纤维的静电电位序列,如表3-32(实验条件是温度和空气相对湿度33%)。当表中两种纤维发生摩擦时,排在表中上面的纤维带正电荷,下面的点负电荷。

表1纤维静电电位序列

羊毛锦纶粘胶纤维棉蚕丝聚酯纤维聚乙烯醇涤纶腈纶氯纶腈氯纶偏氯纶聚乙烯丙纶氟纶

+-

1757年的第一个电位序列表,只包含羊毛一种纺织材料,排列在表的靠近正电的一端。以后很多人在这个方面做过研究。在已发表的一些电位序列中,各种纤维的排列顺序,不是完全相同的,有的差别还是比较大。但大体上可以说,聚酰胺类纤维(羊毛、蚕丝和锦纶)排在表的靠近正电荷的一端,纤维素纤维排在表的中间,碳链纤维排在表的负电荷一端。需要说明,实验条件的微小变化,可能引起纤维电位的变化。并且纺织材料带电后,材料各部位的电位并不相同,有的部位带正电荷,有的部位可能带负电荷,情况比较复杂。

纺织材料所带的静电的“强度”,用单位重量(或单位面积)的材料的带电量(库仑或静电单位)表示。各种纤维的最大带电量是接近相等的,而静电衰减速度却大不相同。决定静电衰减速度的主要因素,是材料的表面比电阻。一些织物上的静电衰减到原始数值的一半,所需要的时间一半衰期与织物的表面比电阻的关系。

各种织物的电荷半衰期与表面的电阻的对数关系,是直线关系,表面比电阻越大,半衰期越长,一些织物表面比电阻与电荷半衰期的关系表1(试验条件是温度30oC和空气相对湿度33%)。当表中两种纤维发生摩擦时,排在表面上的纤维带正电荷,下面的带负电荷。

纺织材料所带静电的“强度”,用单位重量(或单位面积)的材料的带电量(库仑或者静电单位)表示。各种纤维的最大带电量是接近相等的,而静电的衰减速度却大不相同。决定静电衰减速度的主要因素是材料的表面比电阻。

织物的表面比电阻越大,电荷半衰期越长。因此,如果把纺织面料的比电阻降低到一定程度,静电现象就可以防止。

生产实践表明,在纺织厂加工纤维素纤维,很少受到静电干扰。加工如羊毛和蚕丝,就存在一定的静电干扰。而加工聚酯纤维、锦纶、涤纶以及其他合成纤维,受静电干扰最大。

为了解决合成纤维织物在穿用过程中的静电干扰,必须使合成纤维及其织物具有耐久性抗静电性能。使合成纤维以及其织物具有耐久性抗静电性能的方法很多。例如,在合成纤维的聚合或者纺丝时,加入亲水性聚合物或则导电性低分子聚合物;或则利用复合纺丝法,制成外层具有亲水性的复合纤维等。又如,可以在纺纱的过程中,可以将合成纤维与吸湿性强的纤维进行混纺,或者按照电位序列,使带正电荷的纤维与带负电荷的纤维进行混纺,以及对织物进行耐久性的亲水性助剂整理。

市场上现有的抗静电面料有三大类:导电丝防静电面料、导电纤维防静电面料和助剂整理防静电面料。

面料对比

市场上现有的几类型防静电面料中主要是导电丝面料、导电纤维面料,针对两种种面料的各方面对比如表4.

由表4可以直观的看出3种防静电面料的各方面性能以及特征的对比。

在具体使用方面,导电丝面料中的导电丝主要是嵌织在织物的背面,以利于织物的美观和平整,面料的背面是半导体,面料的正面是绝缘体。所以制成成衣以后,主要消除的仅仅是服装与人体摩擦产生的静电,无法消除与外界设备等摩擦产生的静电,服装正面依然有电荷积聚。混纺面料由于是将导电纤维在纺织过程中加入到纱线中,面料的正面和背面均属于半导体,而且可以使布面表面正负电荷可以传导并相互抵消,能快速均匀的消除人体与服装产生的静电以,以及与外界接触所服装表面产生的静电,服装没有电荷积聚。

在油田,石化,炼化,化工等行业,穿着防静电服装以及相关防护用品的目的主要就是消除外界与人体产生的静电,同时避免电荷积聚,消除静电放电时产生的火花引起的安全隐患。

因此,在大部分高危行业,已经接受了混纺防静电面料的防护性能。采用混纺防静电面料,既提高了防静电性能,又降低了安全隐患。

防静电服装

采用不锈钢纤维、亚导电纤维、防静电合成纤维与涤棉混纺或混织布,能自动电晕放电或泄漏放电,可消除衣服及人体带电,同时供防静电的帽子、袜子、鞋。其性能指标符合GB12014-2009标准:

布料电荷密度≤5μC/m2

上衣带电荷量≤0.5μC/m2

防静电服装十大标准:

1、防静电工作服:为了防止衣服的静电积聚,用防静电织物为面料而缝制的工作服。

2、防静电织物:防止衣物的静电积聚,在纺织时,大致间隔或均匀地混入导电纤维的织物。

3、导电纤维:采用金属氧化物或碳黑进行复合纺丝方法而制成的纤维。

4、服装外观要求:无破损、斑点、污物以及其他影响服装性能上的缺陷。

5、防静电面料性能:在温度20±5℃、湿度30~40%的环境下,经水洗100次后,面料电荷面密度平均值≤7.0μc/m2。

6、防静电服装性能:每件防静电服的带电电荷量<0.6μc/件,耐洗涤性能(A级≥33.0h,B级≥16.5h)。

7、防静电服装检验标准:中华人民共和国防静电服装国标(GB12014—2009)。

8、防静电服装检验依据:GB/T12703-1991《纺织品静电测试方法》。

9、防静电面料染色要求:轻丝光,不磨毛。氧漂剂请尽量控制在剂量的80%。

10、防静电服穿用要求:禁止在易燃易爆场所穿脱;禁止在防静电服装上佩戴任何金属物件;与防静电鞋配套穿用。

防静电服装

防静电服装(14张)

法律规定

性能测试

有机导电纤维在防静电工作服面料和普通民用纺织品的静电消除方面发挥了有效的作用,但与常规纺织品相比,含导电纤维纺织品的静电性能测试,在正确性和重视性方法显著恶化。选择合理的测试方法、正确评价含导电纤维织物的静电性能,是深入研究有机导电纤维的加工技术、含导电纤维纺织品的生产工艺、指导此类纺织品的合理应用所必需的基础性工作。我们分析我国现行相关测试方法标准对含导电纤维纺织品抗静电性能测试的适应性。

技术规范

静电测试包括危险静电源参数测试、材料和制品静电性能检测、以及易燃易爆物品静电感度的测试。表征材料和制品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)、静电电压及其半衰期、电荷面密度等指标,以及吸灰试验、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功能有关的产品标准有:

GB/T12014-2009防静电工作服:

与纺织品静电性能有关的测试方法标准有:

GB12703-1991纺织品静电测试方法;

FZ/T01042-1996纺织材料静电性能静电压半衰期的测定(代替FJ549-1985);

FZ/T01044-1996纺织材料静电性能纤维泄露电阻的测定(代替FJ551-1985);

FZ/T01059-1999织物摩擦静电性吸附测定方法(代替ZBW04007-1989);

FZ/T01060-1999纺织摩擦带电电荷密度测定方法(代替ZBW04008-1989);

FZ/T01061-1999纺织摩擦起电电压测定方法(代替ZBW04009-1989);

上述现行标准与ISO,AATCC,ASTM,BS,JIS,DN等同类标准非常相似。其中GB/T12014-1989基本上等同于JIST8118“静气带电防止作服”(1983);GB/T12703-1991参照采用JISL1094“物及物带电性能测试方法”(1988)。

AATCC76-1995织物抗静电试验检验方法。

2、我国现行测试方法标准的适应性分析

GB/T12703-1991纺织品静电测试方法提供了6种测试方法:

A法(半衰期法):用+10kV高压对置于选装金属平台上的试样放电30s,测感应电压的半衰期(s)。FZ/T01042-1996“纺织材料静电性能静电高压半衰期的测定”与之完全相同。此法可用于评价织物的静电衰期特性,但含导电纤维的试样在接地金属平台上的接触状态无法控制,导电纤维与平台接触良好的电荷快速泄露,而接触不良时其衰减速率与普通的纺织品类似,同一试样在不同放置条件下得到测试结果差异极大,故不合适于含导电纤维织物的评价。日本1997年修订的JISL1094“物及び物の带电性能测试方法”。在文本中已列专门的条款指出此法不合适于评价含导电纤维织物的抗静电性能。

B法(摩擦带电电压法):试样(4块,2经,2纬,尺寸4㎝×8㎝)夹置于转鼓上,转鼓以400r/min的转速与标准布(锦纶或丙纶)摩擦,测试1min内的试样带电电压最大值(V)。除磨料规格、子样数等稍有差别外,FZ/T01061-1999“织物摩擦起电电压测定方法”与之相同。此法因试样的尺寸过小,对嵌织导电纤维的织物而言。导电纤维的分布会随取样位置的不同而产生很大的差异,故也布适合于含导电纤维纺织品的抗静电性能测试评价。

C法(电荷面密度法):试样在规定条件下以特定方式与锦纶标准布摩擦后用法拉第筒测得电荷量,据试样尺寸求得电荷面密度(μC/m2)。除在摩擦布规格、试样预处理、摩擦棒直径、摩擦次数等方面略有变化外,FZ/T01061-1999“织物摩擦带点电荷密度测定方法”与之相同。电荷面密度法适合于评价各种织物、包括含导电纤维织物经摩擦积聚静电的难易程度,所测结果与试样的吸灰程度有较密切的相关性。由于试样与标准布间的摩擦起电是人工操作实现的,故测试条件的一致性,测试结果的准确性和重演性易受操作手法的影响。

D法(脱衣时的衣物带电量法):按特定方式将工作服与化纤内衣摩擦后脱下工作服,投入法拉第筒,求得带电量(μC/件)。此法的测试对象限于服装,且内衣材质未作规定、摩擦手法难以一致,缺乏可比性。

E法(工作服摩擦带电量法):用内衬锦纶或丙纶标准的滚筒烘干装置(45r/min以上)对工作服试样摩擦起电15min,投入法拉第筒测得工作服带电量(μC/件)。此法与“静电工作服”产品标准GB/T12014-2009所规定的电荷量测量方法基本一致,适合于服装的摩擦带电量测试;其技术实质与C法(电荷面密度法)也相一致。

F法(极间等效电阻法):织物试样与接地导电胶版良好接触,按规定间距和压力将专门的电极夹持于试样,经短路放电后施加电压,据电流值求得极间等效电阻(Ω)。含导电纤维织物与导电胶板接触时会引起导电纤维暴露的局部区域之间的短路,难以测得真实的等效电阻。FZ/T01044-1996“纺织材料静电性能纤维泄露电阻的测定”等电阻类测试方法的主要检测对象为纤维。

FZ/T01059-1999“织物摩擦静电性吸附测定方法”将织物以规定方法摩擦后吸附于金属斜面,据吸附时间评价织物抗静电性能。此法设备简单,适合于反映服用织物因静电吸附肢体程度。但测试结果受操作手法的影响过大,属简易测试方法。对含导电纤维的织物试样而言,金属于裸露导电纤维的接触状态的不确定性也将导致测试结果的失稳。

2009年12月1日开始执行的GB12014-2009代替了GB12014-1989成为新的防静电服国标。

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