周寶明 ，王 瑞 ，劉建中

（1.天津工業(yè)大學紡織學部，天津 300387；2.天津工業(yè)大學先進紡織復合材料教育部重點實驗室，天津 300387）

滌棉產(chǎn)品以其易洗快干、免燙挺括的優(yōu)點，在人們生活中擔當著重要的角色.制作襯衣、裙褲、床上用品、裝飾用品乃至工裝制服時，滌棉產(chǎn)品都有廣泛的應用.然而，滌棉產(chǎn)品也存在著一定的缺點，如吸濕性差、易產(chǎn)生靜電等，這種現(xiàn)象在滌綸比例高時更加嚴重[1].為解決這一問題，可以在滌棉產(chǎn)品中添加導電纖維，使產(chǎn)品具備抗靜電的性能[2].但是，導電纖維的成本很高，因此，企業(yè)為了獲得最大的經(jīng)濟效益，應在取得產(chǎn)品預期抗靜電性能的同時，使導電纖維的添加比例盡可能低[3-4].這就需要找出導電纖維添加比例與產(chǎn)品抗靜電性能之間的相對關系.本文通過導電纖維、滌綸與棉混紡對這一問題進行研究.

1 實驗部分

1.1 原料選擇

用于混紡的導電纖維應有適當?shù)募毝?、長度、強度和卷曲性能；能與其他普通纖維良好抱合，易于混紡或交織；不影響織物的手感和外觀；具有良好的耐摩擦、耐氧化及耐腐蝕能力；耐受紡織加工和穿著使用中的物理機械作用，耐久性好[5-6].日本鐘紡的B31型棉型滌綸基碳黑復合型導電纖維，各項機械性能與棉型滌綸纖維接近，適合與滌綸、棉纖維混紡，因此，本文選擇B31型滌綸基導電纖維作為實驗原料，其性能如表1所示.

表1 纖維的性能Tab.1 Properties of fiber

1.2 滌/棉/導電纖維混紡

（1）混棉:導電纖維按 0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%的比例分別與滌綸、棉混合，其中滌/棉混比為1∶1；

（2）梳理:用DSCa-01小型數(shù)字式梳理機將纖維梳理成網(wǎng)；

（3）并條:將導電纖維比例為0.4%、0.8%、1.0%、1.4%、1.8%、2.0%的纖維網(wǎng)經(jīng)DSDr-01小型數(shù)字式并條機牽伸、并條；

（4）紡紗:用SDL-Y051G型轉杯紡紗機紡制28 tex轉杯紗，轉杯轉速56000 r/min，分梳輥轉速6000 r/min.

1.3 質量比電阻測試

根據(jù)GB/T14342-93，利用YG321型纖維比電阻試驗儀測試纖維網(wǎng)、紗線的比電阻.

2 結果與分析

2.1 導電纖維含量對纖維網(wǎng)質量比電阻的影響

滌/棉混比相同（1∶1）時，滌/棉/導電纖維混紡纖維網(wǎng)的質量比電阻隨其中導電纖維含量不同變化的情況如圖1所示.

圖1 纖維網(wǎng)的質量比電阻與導電纖維含量的關系Fig.1 Relationship between conductive fiber content and mass specific resistance of fiber layer

從圖1中可以看出，纖維網(wǎng)的質量比電阻與導電纖維含量之間呈指數(shù)關系變化，且相關性很好.導電纖維比例在0～2%這一階段，隨著導電纖維含量的提高，導電纖維的接觸幾率增大，纖維網(wǎng)質量比電阻下降非常明顯；當導電纖維比例大于2%后，盡管導電纖維含量繼續(xù)提高，但此時導電纖維的接觸對纖維網(wǎng)質量比電阻的影響減弱，纖維網(wǎng)質量比電阻下降程度趨于平緩.

2.2 轉杯紗的質量比電阻

滌/棉/導電纖維混紡轉杯紗的質量比電阻與導電纖維含量變化情況之間的關系如圖2所示，并與對應導電纖維含量的同材質纖維網(wǎng)質量比電阻進行對比.

圖2 不同導電纖維含量時纖維網(wǎng)與轉杯紗的質量比電阻Fig.2 Mass specific resistance of fiber layer and rotor span yarn in different conductive fiber contents

由圖2可見，隨著導電纖維含量的提高，纖維網(wǎng)和轉杯紗的質量比電阻都呈下降趨勢.而對于同一導電纖維含量的纖維網(wǎng)和轉杯紗而言，轉杯紗的質量比電阻要顯著低于纖維網(wǎng)，這與纖維網(wǎng)和轉杯紗之間的結構差異有關.纖維網(wǎng)只經(jīng)過了梳理機梳理，纖維含有彎鉤，纖維排列處于無序狀態(tài)；而轉杯紗中纖維經(jīng)過兩次并條之后，纖維更加平行順直，呈伸直有序排列，使得導電纖維有效長度增加，接觸的幾率增大；而且紗線經(jīng)加捻后，纖維之間更加緊密，導電纖維裸露于紗線表面的幾率也隨之增加；隨著導電纖維的繼續(xù)加入，纖維網(wǎng)與轉杯紗的質量比電阻差異逐漸減小，說明轉杯紗的結構優(yōu)勢已不再明顯，導電纖維之間的接觸已經(jīng)足夠充分.

2.3 回歸計算

經(jīng)計算機模擬，可求出圖1的回歸方程為:

式中:ρm為纖維網(wǎng)質量比電阻（Ω·g/cm2）；ω 為混入導電纖維的質量分數(shù).

在實際生產(chǎn)中，可根據(jù)對纖維產(chǎn)品質量比電阻的不同要求，由式（1）推算出要混入的導電纖維比例.由于導電纖維含量相同時，紗線比纖維網(wǎng)的質量比電阻小，因此根據(jù)公式（1）求出的導電纖維混比應為混用上限.要想達到順利生產(chǎn)的目的，纖維質量比電阻一般應控制在1010Ω·cm2左右；產(chǎn)品用于日常生活時，質量比電阻一般應控制在109～1010Ω·cm2之間；產(chǎn)品用于防火防爆工作服時，質量比電阻一般應控制在 109Ω·cm2以下[7].

3 結論

（1）在棉/滌綸的混紡產(chǎn)品中添加適量碳黑復合型導電纖維后，可以使紡織品的抗靜電性能得到顯著提高.

（2）滌/棉混比相同而導電纖維比例不同時，隨著導電纖維加入比例的增加，纖維網(wǎng)和紗線的質量比電阻均有所下降，且下降趨勢都呈先快后慢.

（3）導電纖維比例在0～2%這一階段，纖維質量比電阻的下降變化最為明顯，且由于纖維網(wǎng)與轉杯紗內部的纖維伸直程度、緊密程度等結構差異，轉杯紗要比纖維網(wǎng)的質量比電阻??；當導電纖維比例大于2%后，曲線趨于平緩，轉杯紗與纖維網(wǎng)的質量比電阻之間的差異也明顯減小，說明導電纖維的含量并非越多越好，應以滿足實際需要為前提，合理設計導電纖維混比.

[1]張玉彩，劉 濤，王志紅.滌綸短纖維比電阻的影響因素探討[J].化纖與紡織技術，2005，34（1）:4-6.

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[3]趙書林，張 浩.不同比例的導電纖維對紗線導電性能的影響[J].天津工業(yè)大學報，2005，24（4）:67-68.

[4]來 侃，孫潤軍，陳美玉.有機導電纖維嵌織織物摩擦靜電性能研究[J].紡織高?；A科學學報，2012，25（2）:235-238.

[5]孫茂志，宋洪臣，程玉芝.腈氯綸長絨棉導電纖維混紡紗的開發(fā)[J].棉紡織技術，2012，40（2）:50-52.

[6]李 瑤，陳婷婷，楊旭東.紡織用導電纖維及其應用[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品，2010，28（4）:32-35.

[7]高緒珊，童 儼.導電纖維及抗靜電纖維[M].北京:中國紡織出版社，1991.