GB/T 12703.2—2021《紡織品 靜電性能試驗(yàn)方法第2部分：手動摩擦法》的解析

文/劉麗 王巧智 秦倩 張永波

GB/T 12703.2—2021《紡織品 靜電性能試驗(yàn)方法 第2部分：手動摩擦法》（以下簡稱新標(biāo)準(zhǔn)）以GB/T 12703.2—2009《紡織品 靜電性能的評定 第2部分：電荷面密度》（以下簡稱舊標(biāo)準(zhǔn)）為主，整合了 ISO 18080-3:2015 《紡織品 織物靜電性能評價(jià)的試驗(yàn)方法 第3部分：手動摩擦法》的部分內(nèi)容。在試驗(yàn)裝備、測試方法以及表述方面均具有較明顯的變化，現(xiàn)就新、舊標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)指標(biāo)和測試方法進(jìn)行對比分析。

1 適用范圍與術(shù)語

在適用范圍方面，新、舊標(biāo)準(zhǔn)均適用于各類紡織物；新標(biāo)準(zhǔn)對織物的類型進(jìn)一步明確為“能夠承受摩擦起電操作”，同時(shí)對于織物（如低強(qiáng)度或松結(jié)構(gòu)的織物）可能不能承受測試方法中的機(jī)械摩擦或可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果情況可使用GB/T 12703.1中規(guī)定的方法測試。

新標(biāo)準(zhǔn)在舊標(biāo)準(zhǔn)“不適用于鋪地織物”上，更改為不適用于涉及個(gè)體安全及靜電放電敏感裝置防護(hù)的服裝和服裝材料的評價(jià)。

在術(shù)語方面，新、舊標(biāo)準(zhǔn)共同定義了電荷面密度。新標(biāo)準(zhǔn)在電荷面密度術(shù)語的定義上增加“摩擦”兩字更符合標(biāo)準(zhǔn)的定義，并且新標(biāo)準(zhǔn)新增了抗靜電、導(dǎo)電術(shù)語，為更好地解釋織物性能及評價(jià)提供了幫助。

2 技術(shù)規(guī)范及裝備

2.1 原理表述

新標(biāo)準(zhǔn)較舊標(biāo)準(zhǔn)更明確表述為與另一織物經(jīng)摩擦后帶電，用法拉第筒試驗(yàn)裝置測量試樣產(chǎn)生的電量，并計(jì)算電荷面密度。

2.2 規(guī)范應(yīng)用文件

新標(biāo)準(zhǔn)整合了ISO 18080-3:2015 《紡織品 織物靜電性能評價(jià)的試驗(yàn)方法 第3部分：手動摩擦法》的部分內(nèi)容，將規(guī)范引用文件中的國際標(biāo)準(zhǔn)替換為相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件。以國際標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8629代替了ISO 6330；以國際標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19981.2代替了ISO 3175-2；以國際標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19981.3代替了ISO 3175-3，同時(shí)刪除了IEC 61340-5-1的引用。

另外，新標(biāo)準(zhǔn)增加了干洗程序，因此在規(guī)范引用文件中增加了GB/T 19981.2 《紡織品 織物和服裝的專業(yè)維護(hù)、干洗和濕洗 第2 部分：使用四氯乙烯干洗和整燙時(shí)性能試驗(yàn)的程序》以及GB/T 19981.3《紡織品 織物和服裝的專業(yè)維護(hù)、干洗和濕洗 第3部分：使用烴類溶劑干洗和整燙時(shí)性能試驗(yàn)的程序》，并修改了GB/T 8629《紡織品 試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》的年代號。

2.3 試驗(yàn)裝置

新標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)工具上引用了ISO 18080-3:2015 《紡織品 織物靜電性能評價(jià)的試驗(yàn)方法 第3部分：手動摩擦法》中的描述，但該標(biāo)準(zhǔn)對聚氯乙烯管的外徑、厚度、長度尺寸都只規(guī)定了具體數(shù)值，并沒有提到允差，對墊板上的鋁板、摩擦布以及雙面膠的尺寸也都只規(guī)定了具體數(shù)值，沒有允差值，新標(biāo)準(zhǔn)則對此做了修改，使設(shè)備更具有可行性。

新、舊標(biāo)準(zhǔn)均對試驗(yàn)裝置中的法拉第筒、電壓表、電容器、絕緣支架做了介紹及參數(shù)要求，對試驗(yàn)過程中使用到的摩擦布、摩擦棒、墊板、底座的結(jié)構(gòu)尺寸做了規(guī)定。但較舊標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)做了如下變化：

（1）試驗(yàn)裝置。要求法拉第筒內(nèi)外筒絕緣，為了屏蔽外部磁場和保護(hù)靈敏的電量測量系統(tǒng)，外筒需要接地。電壓表也明確規(guī)定了使用量程為±（10mV～10V）或以上的直流電壓，測量精度5%，輸入電阻大于10Ω～14Ω。電容器和絕緣電阻在其具體性能要求上都做了具體數(shù)值說明。

（2）試驗(yàn)工具。靜電的產(chǎn)生主要原因是摩擦的存在，采用摩擦的方法是最接近實(shí)際使用情況的，該方法的關(guān)鍵點(diǎn)就是對標(biāo)準(zhǔn)摩擦布的選擇。選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)摩擦布將會有完全不同的測試結(jié)果，其結(jié)果不具有可比性。舊標(biāo)準(zhǔn)中采用的摩擦布（標(biāo)準(zhǔn)布）是錦綸平紋布，而GB 12014—2019《防護(hù)服裝 防靜電服》中則采用的是腈綸標(biāo)準(zhǔn)布。標(biāo)準(zhǔn)布是根據(jù)GB/T 7658《紡織品 色牢度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物》系列標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定織物規(guī)格來作為標(biāo)準(zhǔn)摩擦布使用的。而新標(biāo)準(zhǔn)則采用了兩種摩擦布：單位面積質(zhì)量（200±15）g/m的雙羅紋針織結(jié)構(gòu)腈綸摩擦布和單位面積質(zhì)量（230±15）g/m的雙羅紋針織結(jié)構(gòu)錦綸摩擦布，并規(guī)定如果只用一種或使用其他摩擦布，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中詳細(xì)描述。兩種摩擦布的使用則更能體現(xiàn)面料的靜電性能，使結(jié)果更有信服力。

新標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了摩擦棒的外徑、厚度、長度尺寸以及墊板的材質(zhì)、尺寸和墊板上固定摩擦布時(shí)使用的雙面膠規(guī)格，底座的尺寸示意圖也較舊標(biāo)準(zhǔn)做了修改并詳細(xì)標(biāo)注，新標(biāo)準(zhǔn)還增加了靜電消除設(shè)備和烘箱，用于后續(xù)試驗(yàn)中，使整個(gè)試驗(yàn)裝置整體更具體，更詳細(xì)。

3 試驗(yàn)環(huán)境與過程

3.1 調(diào)濕環(huán)境

樣品的調(diào)濕及試驗(yàn)環(huán)境對靜電性能測試結(jié)果影響很大，尤其是濕度的影響。因此，在靜電檢測中，濕度控制至關(guān)重要。紡織纖維制品在靜電性能檢測中，樣品調(diào)濕時(shí)間必須足夠充分，試驗(yàn)環(huán)境必須穩(wěn)定，不同溫濕度條件下，試驗(yàn)結(jié)果差異很大。此次新標(biāo)準(zhǔn)較舊標(biāo)準(zhǔn)修改了相對濕度“（35±5）%”為“（40±4）%”，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 18080-3:2015保持了統(tǒng)一。

3.2 預(yù)處理

在預(yù)處理中如需水洗時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)較ISO 18080-3:2015更具體指明了洗滌劑種類是使用GB/T 8629—2017中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑3。

與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)對洗滌程序、洗滌次數(shù)及干燥方式進(jìn)行了修改。舊標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 8629—2001中7A程序洗滌。次數(shù)可選擇5、10、30、50、100次等，并將洗滌后樣品在50℃下預(yù)烘一段時(shí)間。新標(biāo)準(zhǔn)采用GB/T 8629—2017中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑3按照程序4N或4M在40℃水溫下洗滌，并規(guī)定了洗滌次數(shù)3次，使樣品自然干燥。新標(biāo)準(zhǔn)還增加了干洗要求，可按照GB/T 19981.2或GB/T 19981.3對樣品進(jìn)行干洗預(yù)處理。

對無需水洗或干洗的樣品，新標(biāo)準(zhǔn)對樣品的預(yù)處理采用了ISO 18080-3:2015中將樣品在70℃下預(yù)烘1小時(shí)的步驟，舊標(biāo)準(zhǔn)則無此準(zhǔn)備。然后再將預(yù)烘后的樣品放在規(guī)定的調(diào)濕環(huán)境中調(diào)濕至平衡。新標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)的是“調(diào)濕至平衡”，ISO 18080-3:2015中則是“至少調(diào)濕24小時(shí)”，這點(diǎn)修改更體現(xiàn)了調(diào)濕的目的。

3.3 試驗(yàn)步驟

新、舊標(biāo)準(zhǔn)均要求剪取6塊試樣，但新標(biāo)準(zhǔn)對6塊試樣的方向做了具體說明，除了規(guī)定機(jī)織物經(jīng)緯向各3塊，增加了對針織物和非織造布縱橫向的取樣各3塊，并對樣品的尺寸進(jìn)行更改，由原來的400mm×250mm改為了（350±1）mm×（250±1）mm，這樣樣品折疊縫合部分就能更好與絕緣棒貼合，防止滑動。新標(biāo)準(zhǔn)還對含有條狀或網(wǎng)格狀導(dǎo)電纖維的織物取樣做了規(guī)定，“裁剪試樣時(shí)應(yīng)使導(dǎo)電纖維均勻地分布在試樣的中心線周圍”。

相較于舊標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)增加了試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作的詳細(xì)描述，包括使用靜電消除設(shè)備消除試樣、墊板和摩擦棒上的靜電；在摩擦電荷測量裝置的電容器兩端之間進(jìn)行短路，再打開電路，新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了試驗(yàn)員需穿導(dǎo)電鞋或佩戴接地腕帶與地連接，以免影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在摩擦過程中，新標(biāo)準(zhǔn)增加了摩擦按壓力的推薦使用，沿用了ISO 18080-3:2015中規(guī)定的40N按壓力，不過新標(biāo)準(zhǔn)改為推薦使用，可通過稱重器控制，也可采用機(jī)械手或類似裝置，在報(bào)告中說明即可。

操作時(shí)，新、舊標(biāo)準(zhǔn)均要求按壓拉動摩擦棒時(shí)不應(yīng)轉(zhuǎn)動摩擦棒，約1s摩擦1次，1塊試樣重復(fù)操作5次，但新標(biāo)準(zhǔn)對重復(fù)操作做了要求，要求每一次新的摩擦需要轉(zhuǎn)動摩擦棒，使得摩擦布新的一面摩擦試樣，使用完所有角度后及時(shí)更換摩擦布，這樣就避免了經(jīng)常使用同一部位摩擦降低摩擦性能，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

同時(shí)新標(biāo)準(zhǔn)還增加了每塊試樣的測試次數(shù)，由原來的3次改為了5次，并規(guī)定每次將摩擦后的試樣投進(jìn)法拉第筒前需對法拉第筒進(jìn)行消電處理，清除掉法拉第筒里的殘留電荷，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。在新標(biāo)準(zhǔn)中，摩擦布的使用由原來的一種錦綸摩擦布變?yōu)殄\綸和腈綸兩種摩擦布，則新標(biāo)準(zhǔn)在操作過程中就需兩次過程，在一種摩擦布的徑向/縱向和緯向/橫向各3塊試樣完成后，需使用另一種摩擦布的墊板和摩擦棒，重新取樣再次完成試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后，計(jì)算出試樣每個(gè)測試方向的平均值。

雖然新、舊標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)樣品數(shù)量上有不同，最終結(jié)果的取得卻都是取試樣測試結(jié)果中平均值的最大值。新標(biāo)準(zhǔn)對試驗(yàn)結(jié)果的修約做了規(guī)定“修約至小數(shù)點(diǎn)后一位”。

本試驗(yàn)為手動摩擦法，與任何手動操作程序一樣，對操作員有依賴性，且該依賴性無法消除，則新標(biāo)準(zhǔn)較舊標(biāo)準(zhǔn)增加了實(shí)驗(yàn)室間對比試驗(yàn)結(jié)果作為附錄A，而附錄B給出了試驗(yàn)結(jié)果的評定。對于電荷面密度的評定，新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)保持了一致。

4 結(jié)語

與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)裝備、測試方法以及表述方面均具有較明顯的變化，增加了面料干洗和摩擦布等方面的要求，調(diào)整了調(diào)濕試驗(yàn)環(huán)境及樣品試驗(yàn)次數(shù)求，通過對比試驗(yàn)明確指出了測試條件的一致性、測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性都會受到人工操作的影響，強(qiáng)化了標(biāo)準(zhǔn)的合理性，對規(guī)范企業(yè)安全生產(chǎn)提供了更為有效的參考。