影响纺织品静电性能检测的因素分析

陈伟健

（深圳市计量质量检测研究院，广东深圳 518131）

静电学是一门研究历史比较悠久的学科，不仅经历了大量的实验进行检验，也有相对完善的理论体系。由于静电现象在生活中比较常见，使得许多人对其关注度比较高[1]。日常生活中，静电除尘、静电复印等利用静电的行为不断出现，使得我国现代静电技术有了更广泛的应用范围。但是，如果没有合理应对静电，容易出现火灾等危险。比如纺织品存在的静电，不但会影响到纺织的正常加工，而且人们在穿着衣物的时候也容易吸附灰尘，或者使衣物人体进行粘附，引发皮肤上的不适。长期处于这种情况下，还会导致人们的健康受到影响，出现血液pH值升高、体内钙含量降低等危害。严重的静电甚至导致火灾的出现，影响到人们人身财产的安全，所以抗静电纺织品的开发具有非常重要的作用。为了分析纺织品的静电性能以及相关的影响因素，本研究通过采取方法对多种纺织品进行了静电实验。

1 实验仪器与材料

1.1 实验仪器

1.1.1 实验仪器及研究对象

M402型纺织品摩擦式静电测定仪，仪器主机由检测系统、探头、电晕放电装置等构成，可用于检测多种纺织品的静电性能。本研究涉及的样品主要包含地毯、服装、纱线等。

1.1.2 技术要求

静电电压值的测量范围在0～10 kV，半衰期范围在0～10 000s，误差在1s左右；纺织品的样品盘转速限定为1 500r/min；放电时间在0～99s，可以根据实际情况进行调整，但其放电时间需要在30s左右；针形电极和样品的放电距离为20mm，只有确定距离才能使样品顺利放电；测试探头与纺织品的样品存在的测量间距是15mm；样品所使用的尺寸为40mm×80mm（4块）；磨料所使用的尺寸为20mm×130mm；电源为220V的家用电流。仪器可以自动关停高压，在完成操作之后自动关停电机。

1.1.3 静电压的衰减梯度

静电压的衰减期总共有9档，可以根据实验的需要进行选择，10%～90%。

1.2 样品种类及参数

1.2.1 纺织品的样品及采样要求

在实验中，总共选择了15种纺织品的样品进行检测，样品规格见表1。在选择样品的时候，需要在距布端超过1m的地方进行切割，在切割的时候需要选择距布边1/10幅宽内的布料，这样所选择的样品会较少影响检测结果。在测需要洗涤的样品时，可以依据FJ 549附录B规定的方法进行操作。另外，在样品的经纬向上随意选择3个部位进行取样，数量为3组，每组块数均根据仪器型式进行确定。

(16)安装在管道上的自控系统的各种传感器，要根据自控系统的设计要求及管道走向、流向等确定具体位置，但一定要布置在直管段上，其前后应尽可能保持一定的直线距离。

1.2.2 样品参数

样品参数见表1。

1.3 测试标准

参照GB/T 12703-1991《纺织品静电测试方法》。

表1 纺织品试样规格参数表

2 实验方法

2.1 实验原理

摩擦带电处于一定张力的情况下，让样品与标准布进行多次摩擦，可以使样品快速产生电流。这时，需要对产生的最高电压及平均电压进行记录和评价。

要想感应静电，首先需要设置高压电场，使样品可以完成放电的过程，然后才能使样品顺利产生静电。接着测量静电的电流、电流消失的时间、静电在纺织品上的残留量，使得纺织品样品的静电性能得到有效确定。在进行实际操作的时候，可以使用定时法和定压法进行测试，再使用仪器测量具体的数值，如使用数字表进行显示高压放电时的具体数值以及逐渐衰减的时间[2]。

2.2 磨料及样品的预处理

将样品放在温度为50℃左右、湿度小于25%的的地方，烘燥30min之后，在实验规定的温湿度状态下保持5个小时。对于不同的实验，可以根据情况，合理控制保持温湿度的时间。需要小心操作，避免样品受到污染。

2.3 实验步骤

（1）在进行实验之前需要进行调试仪器，确定仪器可以正常使用才能开展实验。

（2）实验所采用的样品需要选择正确的摩擦方向放置在样品架上，同时尽量夹紧，避免脱落，并且使样品的被测面(一般为布料的正面)和摩擦布相对。在实验当中，对于容易拉长的样品，可以将单面胶布贴在样品的背面，避免样品过度变形。

（3）样品在和磨料进行摩擦操作的时候，需要在力度、速度、接触面等方面保持均匀。

（4）在摩擦1min之后，需要测量和记录样品在摩擦过程所产生的电流，并且确定其正负值。

（5）在磨料和样品分开之后，需要进行记录其电流消失的具体时间，通常采用秒作为单位。

（6）在进行另一种纺织品摩擦的时候，需要准备新的磨料，避免上一个实验的影响。

2.4 实验结果

在完成实验后，需要将纺织品分成3组，每一组有4种纺织品，然后选择3组的平均值作为实验的最终结果，测试数据见表2。

表2 摩擦时静电测试各项参数

3 实验分析与讨论

3.1 实验数据分析

经过针对性的检测，可以发现在厚度、材料等方面存在差异的纺织品，其所产生的静电性能也会出现非常大的不同。在厚、薄不同的纺织品当中就会出现不同程度的静电，比如2号纺织品与13号纺织品，11号毛纺织品与其他化纤纺织品。由于一些纺织品比较厚重，其所感应的电流量比较多，但是其电流消失的速度却比较慢，反之，轻薄纺织品的电流量比较少，而且电流消失的速度比较快。在原料一致的情况下，加工方面的差异而使得其带有的静电性能也出现差异，比如4号纺织品与5号纺织品，其均为涤棉纺织品，但是因为其混纺比存在差异，其存在的静电性能也出现较大的差别；普通涤棉纺织品和7号涤棉涂层纺织品有着明显的差异，这是由于涂层纺织品感应电荷比较多，而且其衰减耗时比较长，因此，静电存在的时间比较长，而一些化纤涂层纺织品，由于表面已经进行涂层，导致这种纺织品具有较好的抗静电性能。

3.2 实验讨论

在实验当中，由于摩擦状态的稳定性无法得到有效控制，容易使所监测的数据出现不同程度的波动，引发重现性较差的问题。

样品和金属盘进行贴合的时候容易引发静电泄漏，特别是在含导电纤维的防静电纺织品上则更加明显，无法有效表现出此类纺织品的实际防静电情况。这主要是由于在纺织品在穿着的时候，几乎无法形成此种比较畅通的导电通道，一般情况下主要采用电晕放电的方式，使静电得到有效解决。

采用此方法确定样品静电衰减性具有较大的困难，即使在电荷衰减速度重现性较好的状态下，也只能有10%～15%。

4 结论

定时法主要应用于对比相同纺织材料的静电性能测量，而定压法则主要应用于不同原料或者规格的纺织品静电性能测量。纺织品的厚度、所采用的原料成分、加工方式对纺织品的静电性有着明显的影响作用。当纺织品的原料、规格等方面较为相同的时候，纺织品的厚度越高，其静电性能则不强，其带电程度越高，而且半衰期比较长。在纺织品的样品厚度明显增加的情况下，单位时间内的起电量出现明显增多，而电荷会向空气以及其他进行接触的物体进行转移，而出现纺织品电荷不断减少的情况。但是纺织品的厚度越高，电荷往其他进行接触的物体进行转移的难度也就越高，导致静电的衰减时间明显加长。为了有效对抗各种静电，则需要根据纺织品原料、结构、厚度等选择针对性的抗静电剂。

参考文献

[1]海 勇, 韩衍英, 王 肖,等. 纺织品防静电性能评价方法的差异性探讨[J]. 中国纤检,2017(3):84-87.

[2]由 瑞, 布 岩, 苏卫东. 纤维纺织品静电性能的标准与测试[J]. 工程技术:文摘版,2016(6):00320-00320.