嵌織式滌綸抗靜電織物設(shè)計(jì)與性能分析

林燕燕 陳玉香 張蓮蓮 鄒專勇 占海華 方斌

摘 要：采用導(dǎo)電炭黑錦綸復(fù)合長絲嵌織法制備成滌綸抗靜電織物。研究導(dǎo)電絲含量、組織結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電復(fù)合絲類型及嵌入方式對(duì)織物抗靜電性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：隨著導(dǎo)電絲含量增大，織物的抗靜電性能迅速提高，然后趨于平穩(wěn)；緞紋織物較平紋、斜紋織物擁有更好的抗靜電性能；DTY型導(dǎo)電復(fù)合絲織物較FDY型導(dǎo)電復(fù)合絲織物的抗靜電性好；導(dǎo)電復(fù)合絲經(jīng)緯向雙向嵌入較經(jīng)向單向嵌入的織物抗靜電性更好。

關(guān)鍵詞：抗靜電織物；導(dǎo)電絲；設(shè)計(jì)；性能

中圖分類號(hào)：TS105.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2018）06-0043-04

Abstract：The conductive polyamide composite filaments filled with carbon black were embedded into the polyester antistatic fabric. The influence rules of conductive filament content， weave structure， the types of conductive composite filament and embedding way on the antistatic properties of fabric were studied. The results showed that the antistatic properties of the fabric improve rapidly and then tend to be stable with the increase of the conductive filament content. The satin weave fabric has better antistatic properties than the plain weave fabric and twill weave fabric. The DTY conductive composite filament fabric has better antistatic properties than the FDY conductive composite filament fabric. The antistatic properties of longitude and latitude embedded conductive composite filament fabrics are better than that of longitude one-way embedded conductive composite filament fabric.

Key words：antistatic fabric； conductive filament； design； performance

紡織品在使用過程中，易因摩擦和感應(yīng)產(chǎn)生靜電，不僅影響外觀和舒適性，對(duì)人體健康有害，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)機(jī)器故障和危險(xiǎn)事故[1]。因此，開發(fā)具有優(yōu)良抗靜電性能的紡織品越來越受到人們的重視。目前抗靜電織物主要通過抗靜電劑后整理法、吸濕性纖維混紡法、導(dǎo)電纖維混紡或嵌織等方法獲得[2]。而導(dǎo)電纖維混紡或嵌織法制得的織物，其抗靜電作用不受環(huán)境溫濕度影響，具備優(yōu)良的耐久性和服用性能，生產(chǎn)成本較低，在實(shí)際開發(fā)和應(yīng)用中更為常見[3]。如姚桂珍等[4]采用炭黑復(fù)合型導(dǎo)電長絲制得抗靜電高檔精紡面料，能有效地消除生產(chǎn)及服用中的靜電干擾，產(chǎn)品穿著舒適，耐洗滌、耐摩擦；蔡永東等[5]開發(fā)的抗靜電格子綢，應(yīng)用于電子行業(yè)的工作服，具有較好的消除靜電和防塵效果。

滌綸織物堅(jiān)牢挺括、易洗易干，具有免燙和洗可穿性，但吸濕性差，易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象[6]。本文以普通滌綸為基體織物，嵌織導(dǎo)電炭黑錦綸復(fù)合長絲，探討導(dǎo)電絲含量、組織結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電復(fù)合絲類型及嵌入方式對(duì)滌綸織物抗靜電性能的影響，以掌握該類抗靜電織物設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，為抗靜電織物開發(fā)提供研究支撐。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原料

選擇105.6 dtex普通滌綸長絲為試驗(yàn)樣品的基礎(chǔ)經(jīng)、緯紗。導(dǎo)電長絲編號(hào)為PF401，是以PA6為芯層，碳黑導(dǎo)電母粒為皮層的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電母粒添加比為27%。C1導(dǎo)電復(fù)合絲由PET DTY與導(dǎo)電長絲復(fù)合，C2導(dǎo)電復(fù)合絲由PET FDY與導(dǎo)電長絲復(fù)合，原料由凱泰特種纖維科技有限公司提供，其規(guī)格與特點(diǎn)如表1所示。

1.2 試樣與制備

設(shè)計(jì)導(dǎo)電絲含量、組織結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電復(fù)合絲類型及嵌入方式不同的抗靜電織物，在SGA598型全自動(dòng)劍桿織樣機(jī)上織造，上機(jī)經(jīng)緯密為280根/10 cm×280根/10 cm，試樣結(jié)構(gòu)參數(shù)見表2所示。

1.3 織物抗靜電性能測試

根據(jù)GB/T 12703《紡織品 靜電性能的評(píng)定》，對(duì)織物可通過靜電壓半衰期、電荷面密度、電荷量、電阻率、摩擦帶電電壓、纖維泄露電阻、動(dòng)態(tài)靜電壓等測試完成織物抗靜電性能評(píng)價(jià)。在本試驗(yàn)中采取靜電半衰期評(píng)價(jià)織物的抗靜電性能[7-8]，依照GB/T 12703.1—2008《紡織品 靜電性能的評(píng)定 第1部分：靜電壓半衰期》，測試條件為：溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度（35±5）%，試樣尺寸為45 mm×45 mm，采用YG（B）342E型織物感應(yīng)式靜電儀測試試樣的靜電壓衰減的半衰期，每組試樣測試10次取平均值，以半衰期為評(píng)價(jià)織物抗靜電性能指標(biāo)。

2 結(jié)果與討論

2.1 導(dǎo)電絲含量對(duì)織物抗靜電性影響

根據(jù)紗線配置方式與下機(jī)參數(shù)可計(jì)算出導(dǎo)電絲質(zhì)量含量?？椢锏膶?dǎo)電絲含量對(duì)靜電壓衰減周期的影響規(guī)律如圖1所示。由圖1可知，織入導(dǎo)電絲織物的試樣衰減周期均小于未織入導(dǎo)電絲的試樣，表明嵌織導(dǎo)電長絲能夠改善滌綸織物的抗靜電性。當(dāng)導(dǎo)電長絲的含量由0逐漸增加到2%，織物的衰減周期顯著下降；當(dāng)導(dǎo)電長絲的含量由2%繼續(xù)增加時(shí)織物的衰減周期趨近平穩(wěn)?？椢飭挝幻娣e內(nèi)的導(dǎo)電絲含量增加，靜電逸散的通道增加，電荷逸散的速度加快，因此織物的衰減周期減小[9]。但試樣的靜電積聚量是一定的，當(dāng)導(dǎo)電絲含量超過一定范圍后，試樣的衰減周期不再下降[10]。

抗靜電織物的衰減周期與導(dǎo)電絲含量的關(guān)系，可用式（1）的函數(shù)進(jìn)行擬合。

y=0.890 5+0.240 25e-x/0.833 67（1）

式中：x為自變量，表示織物中導(dǎo)電絲的含量（%）；y為因變量，表示織物靜電壓衰減周期（s），該擬合函數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.975 85，表明該擬合函數(shù)能較好的反映織物抗靜電性能與導(dǎo)電纖維含量的規(guī)律。

2.2 織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)織物抗靜電性影響

織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)織物靜電壓衰減周期的影響規(guī)律如圖2所示。由圖2可知，衰減周期受織物組織結(jié)構(gòu)變化的影響，在織造工藝條件及織物結(jié)構(gòu)參數(shù)相同下，平紋織物的衰減周期最大，斜紋次之，緞紋組織的衰減周期最小，表明緞紋組織結(jié)構(gòu)的織物較平紋、斜紋組織結(jié)構(gòu)的織物具有較好的抗靜電性。緞紋織物抗靜電性能較好的原因可能是緞紋組織的經(jīng)緯交織點(diǎn)少，結(jié)構(gòu)較蓬松，使導(dǎo)電長絲裸露在織物表面的程度增加，靜電泄漏的連續(xù)通道延長，有利于電荷的傳遞和逸散，從而使得織物衰減周期減小，織物的抗靜電性能改善[11-12]。

2.3 導(dǎo)電復(fù)合絲類型對(duì)織物抗靜電性影響

導(dǎo)電復(fù)合絲類型對(duì)織物靜電壓衰減周期的影響規(guī)律如圖3所示。由圖3可知，DTY型復(fù)合導(dǎo)電絲織物的靜電衰減周期小于FDY型復(fù)合導(dǎo)電絲織物?？椢锏目轨o電性能與導(dǎo)電絲的電阻率有關(guān)，導(dǎo)電絲的電阻率越小，導(dǎo)電性能越好，織物的抗靜電性能越高，正如表1所示，DTY型復(fù)合導(dǎo)電絲的電阻率較FDY型復(fù)合導(dǎo)電絲的電阻率小，故DTY型復(fù)合導(dǎo)電絲織物的抗靜電性相對(duì)較好。

而造成DTY型復(fù)合導(dǎo)電絲的電阻率較FDY型復(fù)合導(dǎo)電絲的電阻率小的原因可通過觀察兩種復(fù)合絲中的導(dǎo)電絲掃描電鏡圖加以驗(yàn)證，如圖4所示。由圖4可知，在DTY型復(fù)合絲中導(dǎo)電絲表面有突起的細(xì)小顆粒，主要是因復(fù)合網(wǎng)絡(luò)加工過程導(dǎo)致導(dǎo)電絲皮層的炭黑母粒重新聚集分布，形成不均勻的細(xì)小顆粒凸起；FDY型復(fù)合導(dǎo)電絲中的導(dǎo)電絲表面較光滑，不受加工過程的影響。因此，根據(jù)尖端放電原理，長絲表面的尖銳程度越大，導(dǎo)電性能越好，通過電阻率分析可知，DTY導(dǎo)電復(fù)合絲的電阻率小于FDY型復(fù)合導(dǎo)電絲，因此DTY型導(dǎo)電炭黑復(fù)合絲導(dǎo)電性能較好[13-14]。

2.4 導(dǎo)電復(fù)合絲嵌入方式對(duì)織物抗靜電性影響

在導(dǎo)電絲含量相等的情況下，分別在織物經(jīng)向嵌入導(dǎo)電絲和經(jīng)緯向（網(wǎng)狀）嵌入導(dǎo)電絲，對(duì)織物靜電壓衰減周期的影響規(guī)律如圖5所示。由圖5可知，只在經(jīng)向嵌入導(dǎo)電長絲的織物雖然也具有一定的抗靜電性能，但是在等含量下，采用經(jīng)緯向（網(wǎng)狀）交織方式的導(dǎo)電絲織物具有更好的抗靜電性。當(dāng)織物中導(dǎo)電長絲含量一定時(shí)，從單向織入的導(dǎo)電絲只能產(chǎn)生單向電荷逸散通道，而網(wǎng)狀交織的織物產(chǎn)生雙向電荷逸散通道，形成回路，從而能使織物具有優(yōu)越的抗靜電性能[15-16]。

3 結(jié) 論

導(dǎo)電絲對(duì)滌綸織物的抗靜電改善具有良好作用，一定范圍內(nèi)，導(dǎo)電長絲的含量增加，織物的抗靜電性能提高，但含量繼續(xù)增大時(shí)，織物抗靜電性趨于平穩(wěn)；對(duì)平紋、斜紋、緞紋滌綸織物而言，緞紋組織結(jié)構(gòu)的滌綸織物具有更好的抗靜電性能；導(dǎo)電復(fù)合絲的類型對(duì)織物的抗靜電性能產(chǎn)生影響，DTY型導(dǎo)電復(fù)合絲織物較FDY型導(dǎo)電復(fù)合絲織物具有更優(yōu)的抗靜電性；導(dǎo)電絲網(wǎng)狀嵌入較經(jīng)向嵌入織物，具有更好的抗靜電性能。

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