陳晶，王文利

(1.蘇州大學紡織與服裝工程學院，江蘇 蘇州 215021；2.現(xiàn)代絲綢工程國家實驗室，江蘇 蘇州 215123)

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纖維紡織品靜電性能的標準與測試

陳晶1，王文利2

(1.蘇州大學紡織與服裝工程學院，江蘇 蘇州 215021；2.現(xiàn)代絲綢工程國家實驗室，江蘇 蘇州 215123)

摘要：高分子合成纖維的疏水性、絕緣性在織物生產(chǎn)和使用過程中所帶來的靜電問題日益突出，纖維紡織品靜電性能測試方法在實踐與理論上也得到了快速的發(fā)展。本文將過去的紡織品靜電性能的標準與現(xiàn)在的紡織品靜電性能的標準進行對比、討論，并對其測試方法中有待補充與完善的地方進行展望。

關鍵詞：靜電性能；標準；測試；紡織品；纖維

靜電現(xiàn)象是生活中常見的一種現(xiàn)象，它的產(chǎn)生是由于物體間的摩擦、接觸、分離等作用。當兩個物體相互接觸并摩擦時，其中一種物體的外層電子受原子核引力較弱，經(jīng)摩擦作用而轉(zhuǎn)移到另一個物體上，正電荷多于負電荷，而顯出帶正電。另一個物體由于得到電子，負電荷多于正電荷，因而顯示出帶負電。在紡織加工過程中，靜電現(xiàn)象會引發(fā)加工困難；在使用過程中，靜電現(xiàn)象會使紡織品吸附空氣中的灰塵；在服裝穿著時，靜電現(xiàn)象會使衣物糾纏黏附于人體。靜電現(xiàn)象不僅影響美觀，而且在一定程度上危害人體健康，有時還會引起火災和爆炸等事故[1-3]。隨著新材料的不斷涌出，在紡織工業(yè)中合成纖維使用也越來越多。具有良好疏水性、絕緣性高分子合成纖維在織物生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的靜電問題日益突出，纖維紡織品靜電性能測試方法在實踐與理論上也得到了快速發(fā)展。本文就過去的紡織品靜電性能測試標準與現(xiàn)在的紡織品靜電性能測試標準展開比較討論，并對其測試方法中有待補充與完善的地方得以展望。

1纖維紡織品靜電性能的測試標準

GB/T 12703-1991[4]規(guī)定了測試樣品的制備，測試條件，以及測試方法。其中織物靜電性能測試方法包括：半衰期法，摩擦帶電電壓法，電荷面密度，脫衣時的衣物帶電，工作服的摩擦帶電，極間等效電阻。該標準一是對測試樣品的規(guī)定比較單一，沒有體現(xiàn)不同測試樣本間的差異性；二是測試條件范圍太過寬泛或者沒有清晰的界定；三是測試方法種類有限，不能滿足快速發(fā)展多樣化的紡織品的測試需求。GB/T 12703-2008、GB/T 12703-2011[5-11]在GB/T 12703-1991以及參考其他標準的基礎上做了一定程度的改善。

1.1靜電壓半衰期試驗

靜電壓衰減時間是衡量防靜電織物防護性能的一個重要指標。其測試原理是：將試樣放在旋轉(zhuǎn)的金屬平臺上通過高靜電壓使試樣帶上感應電荷，在電壓穩(wěn)定后斷開高壓電源，使試樣通過接地的金屬釋放電荷，試樣的半衰期即為試樣所帶的穩(wěn)定靜電壓值減少到初始值的一半時所需要的時間。電荷衰減時間越短，紡織品泄漏電荷能力越強 ，織物的防靜電性能越好。其缺點是對于導電纖維的試樣，當其在接地金屬平臺上接觸良好時電荷泄漏的很快，而接觸不良時其電荷泄漏速率近似于普通紡織品，而這種接觸狀態(tài)無法嚴格控制，故不適合于含導電纖維織物的評價。

與原來1991年版本區(qū)別，GB/T 12703.1-2008增加了：

(1)在更換試樣后，感應電極與試樣上表面的距離根據(jù)情況調(diào)整做出一定調(diào)整；

(2)半衰期時間較長，如超過180s就停止試驗并記錄180s時殘靜電壓的數(shù)值。根據(jù)實際需要殘余靜電壓數(shù)值也可以在60s、120s等時間點記錄。

(3)“有關各方可商定執(zhí)行的”測試前洗滌、烘干、調(diào)濕要求；

(4)A、B、C 3個級別和對應的判定要求；

(5)“耐久性抗靜電紡織品和非耐久性抗靜電紡織品”的概念和要求。

1.2電荷面密度試驗

其測試原理是：在規(guī)定條件下，用法拉第筒測量試樣與標準錦綸布摩擦產(chǎn)生的電荷，跟據(jù)試樣尺寸求出電荷面密度(μC/m2)。電荷面密度法的應用廣泛，可以用來測試各種織物防靜電性能，也可用于測試導電纖維織物經(jīng)摩擦積聚靜電的難易程度。其缺點是吸灰程度對測試結(jié)果影響較大，同時電荷的產(chǎn)生是由人工操作試，故存在不可避免的環(huán)境與人為誤差，較難完全保持一致。

與原來1991年版本區(qū)別，GB/T 12703．2-2008[6]增加了：

(1)試樣的預處理洗滌程序；

(2)將試樣數(shù)量由4塊(經(jīng)向2塊，緯向2塊)增加為6塊(經(jīng)向3塊，緯向3塊) ；

(3)需要時或經(jīng)有關各方協(xié)商一致后，摩擦材料可采用其他材料 ；

(4)試驗結(jié)果的表示修改為“取6塊試樣測試結(jié)果中的最大值表示”；

(5)增加了“電荷面密度技術要求”。

1.3電荷量試驗

其測試原理是：用法拉第筒測量經(jīng)摩擦裝置模擬帶電的試樣的電荷量。為了避免人為操作影響實驗的準確性，通過滾筒自動摩擦的方法產(chǎn)生電荷，滾筒內(nèi)襯采用錦綸標準布材質(zhì)。此方法適用于各類服裝及其他紡織制品，其他產(chǎn)品也可參照采用。

與原來1991年版本區(qū)別，GB/T 12703.3-2008[7]增加了：

(1)試樣的預處理洗滌程序；

(2)需要時或經(jīng)有關各方協(xié)商一致后，摩擦材料可采用其他材料；

(3)電荷量技術要求。

1.4電阻率試驗

電阻是衡量材料導電性能的一個重要指標，材料的電阻越小，其積累的電荷越容易釋放，防靜電性能就越好。表面電阻率法、體積電阻率法、點對點電阻法、垂直電阻法常被用于測量電阻。

其測試原理是：通過直接法或比較法測得織物的電阻值，將測得的電阻值帶入公式求得織物電阻率。GB/T 12703-1991沒有電阻率實驗，GB/T 12703.4-2010參考了GB/T 12703-2009；GB/T 22042-2008；GB/T 24249-2009制定的。除了鋪地織物外，各類紡織品的防靜電性能都能通過測量電阻值來評定。

1.5摩擦帶電電壓試驗

其測試原理是：先模擬織物摩擦起電，然后測量記錄試樣帶電電壓最大值。其缺點是裁取的試樣尺寸小，對于導電纖維的織物，其導電纖維的分布因取樣位置不同會有很大的差異，故此方法不適合于含導電纖維紡織品的抗靜電性能測試評價。

與原來1991年版本區(qū)別，GB/T 12703．5-2008[9]增加了：

(1) 術語“摩擦帶電電壓”；

(2)試樣的預處理洗滌程序；

(3)需要時或經(jīng)有關各方協(xié)商一致后，摩擦材料可采用其他材料；

(4)帶電電壓技術要求。

1.6纖維泄漏電阻試驗與動態(tài)靜電壓試驗

其試驗原理是：根據(jù)電容充放電原理，在充滿電荷的固定電容兩端接上不同的纖維電阻，通過測量試樣放電速度得到纖維泄露電阻，此方法適用于各類短纖維。

動態(tài)靜電壓試驗是將試樣靠近測試電極，經(jīng)電子電路放大后推動儀表顯示出的數(shù)值即為測試樣的動態(tài)靜電壓。此方法可用于測試紡織廠各道工序中紡織材料和紡織器材靜電性。與GB/T 12703-1991相比，這兩種試驗方法是GB/T 12703-2008、GB/T 12703-2011[5-11]新增加的方法，起到了補充完善的作用。

1.7其他相關靜電測試試驗

1.7.1工作服 防靜電性能的要求及試驗方法

GB/T 12703-1991中D法(脫衣時衣物帶電)和E法(工作服的摩擦帶電)對工作服防靜電性能做出了規(guī)定，國標GB/T 23316-2009根據(jù)日本工業(yè)標準JIST 8818:2001對工作服防靜電性能做相應修訂，制定了該標準。[12]

1.7.2防靜電毛針織服

GB/T 23464-2009[13]防護服裝 防靜電毛針織服裝，對服裝的款式與尺寸都做出了相應的要求，規(guī)定了技術要求、測試方法、檢驗規(guī)則、標識、包裝和儲存等。適用于因靜電積聚引發(fā)電擊、火災及爆炸的危險場所穿用的防靜電毛針織服。

1.7.3防靜電潔凈織物

GB/T 24249-2009[14]防靜電潔凈織物，規(guī)定了防靜電潔凈織物的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標識、包裝、運輸及貯存?？捎糜跍y量電子、半導體、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的潔凈室及相關受控環(huán)境使用的服裝、帽子、手套、鞋套等產(chǎn)品靜電性。

2目前纖維紡織品靜電性能測試標準存在的問題與展望

目前纖維紡織品靜電性能測試標準存在的問題主要有以下兩點：

(1)通過試驗測試和對比分析表明，每種抗靜電測試方法與評定指標只能反映織物抗靜電性能的某一方面，不同的性能和指標在不同的環(huán)境下應用存在一定的合理性和局限性[15]。通過電荷面密度法、摩擦帶電電壓法、靜電壓半衰期法等方法測試紡織品防靜電性能，獲得的實驗數(shù)值之間一般沒有明顯的等比關系，不能做相互驗證[16]。甚至某些防靜電產(chǎn)品得出的數(shù)據(jù)相互矛盾，無法判定測試樣防靜電性能是否滿足要求。

(2)在檢測試驗過程中，要嚴格控制環(huán)境條件，特別是相對濕度的控制。雖然只有2%左右的相對濕度差別，卻會嚴重影響紡織品抗靜電性能的評價結(jié)果[17]。

根據(jù)材料在使用過程中靜電產(chǎn)生、散失與平衡的不同，選用不同的靜電測試方法。在實際檢測試驗過程中，用多種測試方法來綜合反映織物的防靜電性能是值得借鑒的[18]。建議今后能夠推出綜合評定防靜電性能的檢測方法，同時標準修訂時可以考慮縮小環(huán)境相對濕度范圍，增加對試樣的預調(diào)濕處理，減小試驗環(huán)境因素對試驗結(jié)果的影響，使紡織品防靜電性能得到準確的表征。

3結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展、人們生活水平的提高，對纖維紡織品靜電檢測標準在深度和廣度上都提出了更高、更廣泛的要求。在制定纖維紡織品靜電標準前，要認真研究《國家標準化體系建設工程指南》、《關于貫徹落實十大重點產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃，進一步加強標準化工作的意見》對紡織標準化提出的新要求[19]，同時根據(jù)實際應用生產(chǎn)的需求，及時開發(fā)更新技術方法，積極靠攏國際標準。

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收稿日期：2016-01-12