防静电织物研制和投产技术报告yd17308
徐敏 丹东祺光染织有限责任公司，辽宁丹东118000
原载：辽宁丝绸 2014/2；16-17
[文献标识码] B [文章编号] 1671—3389(2014)02—16—02
防静电织物当今已成为石油、化工、电子、煤气等行业工人必须穿用的产品，而且由于其不易吸附灰尘，可以减少洗涤次数，现已逐渐发展到民用领域。我公司为了适应市场的需求，研制开发出一系列防静电性能好、耐久性长、服用性优良的适合各季穿用的防静电产品。
一、防静电机理
纺织纤维基本都属于绝缘体，在穿着或使用中，极易积累电荷而产生很高的静电电压，尤其是回潮率很低的合成纤维纺织品在空气干燥的条件下，此问题更为明显。当电荷积聚到一定程度时，便产生放电现象，可以听到响声，甚至可以看到放电的火花，这样在易燃易爆场所极易造成
灾害。在这些纺织品中加入一定量的导电材料，当织物摩擦产生电荷时，会很快积聚到这些导电材料上，由于这些导电材料体积很小(如颗粒状或纤维状)，积聚少量的电荷后会马上产生电晕放电而将电荷释放掉，使其产生的静电电荷量达不到能形成灾害事故的程度。
二、原料的选用与性能分析
1.防静电原料的选用与性能分析
现在用于防静电纺织品的防静电原料多达十余种，为满足市场各方面的需要，我们选用了碳素导电丝和不锈钢纤维两种导电材料。其原料性能如下：
(1)碳素导电丝
断裂张力：4.3～6.0 g／dtex
断裂伸长：7％～17％
比 重：1.41 g／cm3
电阻率：107Ώ／cm
(2)不锈钢导电丝
比 重：7.96～8.02 g／cm3
纤维根数：10000～12000根／束
单纤维室温电阻： φ6-12 µm的单纤维为220--50 Ώ／cm
勾结强度：50～65kg／mm2
初始模量：10000～11000 kg／mm2
纤维束不匀率：≤3％
耐腐蚀性：完全耐硝酸、磷酸、碱和有机溶剂腐蚀。
2、纺织纤维原料的选用与性能分析
纺织纤维原料主要选择涤纶纤维。因为涤纶纤维品种多、强力高、弹性好、染色艳度好、色牢度高。通过选用不同的涤纶纤维，如低弹丝、全牵伸丝、半牵伸丝、短纤维纱等，可设计出很多不同风格的品种，而且后整理的方法也很多，如碱减量整理、磨毛、砂洗、涂层、浸轧、印花等可以生产出多种风格多种用途的产品。并且价格便宜、原料充足。
涤纶纤维主要性能如下：
断裂强度：4～5.4 g／dtex
断裂伸长：7％～17％
弹性恢复率(伸长3％时)：95％～100％
公定回潮率：0.4％
比 重：1.38 g／cm3
三、防静电织物组织结构和物理指标
1、组织结构
考虑到防静电织物是以制做工作服为主，要求织物牢度要好，要挺括且不易起毛起球，因此织物组织要选用交织紧密的平纹或斜纹以及其它变化组织，其表面最大浮长线不易超过三根。
以96030品种为例，其组织选用斜纹变化组织，
正面为3／2急斜纹，导电丝1／4背衬于织物的后面，以保证既有足够的防静电指标，又不影响正面的美观程度。组织结构如图
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× |
× |
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× |
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× |
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× |
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× |
○ |
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× |
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× |
× |
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× |
× |
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× |
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× |
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× |
× |
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甲 |
甲 |
甲 |
甲 |
甲 |
乙 |
注：甲经为涤纶丝；乙经为导电丝
图1组织结构
2.物理指标
产品品号FD030
表1物理指标
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匹长 |
50m |
幅宽 |
157cm |
匹重 |
14.59kg |
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平方米重 |
200g/m2 |
经密 |
590根／10cm |
纬密 |
329根／10cm |
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径向张力 |
336N／5×20cm |
纬向张力 |
711N／5×20cm |
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径向缩水 |
1.70％ |
纬向缩水 |
0.90％ |
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四、工艺流程
1、碳素导电丝工艺流程
选丝→涂碳纤维→复摇→浸泡→焙烘→检验→包装
2、碳素丝防静电产品织造及后整理工艺流程
以FD030为例
选丝→喷网→络丝→捻丝→定型→整经→卷纬→织造→坯绸检验→订接→预练→高温高压染色→烘干→热定型→检验→测试→包装→入库
3、不锈钢纤维纺纱工艺流程
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不锈钢纤维束→牵切加工↘ |
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并条→粗纺→精纺→络筒→测试→包装 |
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涤纶纤维条↗ |
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4、不锈钢防静电产品织造及后整理工艺流程
选纱→并丝→捻丝→定型→整经→卷纬→织造→坯绸检验→订接→预练→高温高压染色→烘干→热定型→检验测试→包装→入库。
五、防静电产品设计预计达到的防静电技术指标及测试结果
1、设计预计达到的防静电技术指标
根据国家和企业标准(Q／APK001—2004)
(1)电荷面密度(µc/m2 )≤7 (洗前和洗100次)
(2)断裂强力： 径向≥780N 纬向≥390N
2、防静电技术指标测试结果
(1)电荷面密度(µ c／m2 )
表2 电荷密度
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洗涤次数 |
平均值 |
最大值 |
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0 |
0.57 |
0.62 |
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100 |
2.70 |
3.03 |
(2)断裂强力(N)
表3 经纬向强力
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径向 |
1331 |
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纬向 |
711 |
3、性能分析
从该产品测试结果可以看到，洗涤100次后电荷面密度平均值及断裂强力均符合
Q／APK001-2004标准，其中洗涤100次的电荷面密度最大值远远低于标准中的7 c／m2，说明该产品防静电性能优良，安全可靠。
六、存在的问题及解决措施
防静电织品的技术性能指标与导电丝的品种、密度及织物的厚度有密切关系，在设计中经过反复试验得出如下结论：
I.碳素导电丝的导电性好于不锈钢导电丝，而且成本低，但不适合于增白、乳白等浅色织物的防静电。
2.碳素导电丝用于织物厚度为190 g／m2以下的产品，密度可在2-2.3cm。而用于200 g／m2以上的产品，密度要在1～1.5cm。
3.不锈钢导电丝的密度一般是碳素导电丝的2-5倍，而且成本高，故很少使用。
4.产品设计中为使织物美观，一般采用导电丝背衬，这样会降低防静电效果，所以采取加大导电丝密度来解决。
5.染整加工中为防止碳素脱落，影响防静电效果，应避免强酸、强碱长时间高温的加工环境。