1 引言

 

紡織品在使用過程中，由于纖維材料之間或纖維與其他材料之間接觸摩擦作用，紡織品會發(fā)生電荷積聚的靜電現(xiàn)象。一方面靜電使得紡織品吸附塵埃從而影響美觀，另一方面使得紡織品之間或紡織品與人體粘附，服裝的舒適性降低，甚至嚴(yán)重時，人體觸及導(dǎo)體時有觸電感或因靜電放電產(chǎn)生火花，在某些場合會間接引發(fā)重大事故。因此紡織品的靜電現(xiàn)象所潛在的危害性必須引起重視。目前，我國現(xiàn)行紡織工業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均有紡織品靜電性能測試和評價的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其中，GB/T 12703《紡織品 靜電性能的評定》的7個部分從若干方面為檢測機(jī)構(gòu)表征紡織品的靜電性能提供評定依據(jù)。但GB/T 12703各部分測試的內(nèi)容不同，所采用的表征紡織品靜電性能的指標(biāo)也不同。本文從GB/T 12703系列整體出發(fā)，詳細(xì)分析了各部分標(biāo)準(zhǔn)的測試方法、技術(shù)指標(biāo)和表征的物理意義，比較各部分標(biāo)準(zhǔn)的差異性，同時分析了開展相關(guān)測試所需的實驗  室內(nèi)部控制要素。

 

靜電衰減測定儀

 

適用于測量膠卷、薄板、絲線、布料、地毯、玻璃等所有薄片狀試樣。

 

符合標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12703，JIS L 1094-1980。

 

2 GB/T 12703七部分標(biāo)準(zhǔn)比較

 

GB/T 12703《紡織品 靜電性能的評定》分為7個部分，其中，GB/T 12703.1～6可概述為紡織品試樣經(jīng)預(yù)處理準(zhǔn)備后，在一定的測試環(huán)境條件下，或經(jīng)消電處理后，再促使其帶電，采用帶電后的一系列指標(biāo)表征紡織品的靜電性能。感應(yīng)帶電、摩擦帶電和接觸充電是目前最常見的三種紡織纖維制品靜電性能測試中的帶電原理。感應(yīng)帶電是利用高壓放電極產(chǎn)生的高壓電場，使試樣在高壓靜電場中感應(yīng)帶電；摩擦帶電指接觸摩擦的相互作用，材料間經(jīng)過一系列的電子轉(zhuǎn)移，分離后織物存在殘留的剩余電荷量；接觸充電則是通電電極或類似電源裝置對試樣直接進(jìn)行充電。GB/T 12703.7則是利用儀器測試已經(jīng)帶電的紡織品，并根據(jù)相關(guān)指標(biāo)評價紡織品的靜電性能。GB/T 12703的整體測試情況如表1所示。

 

具體而言，GB/T 12703.1—2008通過放電針?biāo)�形成的高壓靜電場中促使試樣穩(wěn)定帶電后斷開高壓電源，測試試樣的初始靜電電壓自然衰減到一半所需的時間。靜電電壓是在外在靜電場刺激作用下試樣產(chǎn)生靜電和同時消散靜電的動態(tài)平衡的結(jié)果，靜電電壓自然衰減到一半所需的時間，即半衰期越短，則反映靜電散逸得越快，即使靜電電壓比較大，在服用過程中若能迅速散逸靜電，所造成的靜電危害也會相應(yīng)地降低。相反，若靜電電壓比較小而對應(yīng)的半衰期大，反映了紡織品消散靜電能力弱，在服用時電荷積聚從而影響服用性。

 

表1 GB/T 12703《紡織品 靜電性能的評定》七部分標(biāo)準(zhǔn)的比較

 

注：GB/T 12703.7—2010測試不涉及起電問題。

 

GB/T 12703.2—2009采用人工摩擦的方法使試樣在一定的摩擦裝置上摩擦后迅速投入法拉第筒中，通過測試試樣的電量值，并換算成試樣單位面積的電量，反映織物在摩擦使用過程中起電的難易程度。GB/T 12703.3—2009、GB/T 12703.5—2010與GB/T 12703.2—2009相類似，均為摩擦起電。GB/T 12703.3—2009紡織產(chǎn)品在滾筒轉(zhuǎn)動下，隨機(jī)摩擦一定時間后投入法拉第筒中，測試產(chǎn)品的電荷值。同樣電荷值反映產(chǎn)品在摩擦使用過程中起電難易程度。而GB/T 12703.5—2010是試樣在一定張力條件下與標(biāo)準(zhǔn)布摩擦，以一定時間的最大靜電電壓衡量紡織織物的靜電性能。摩擦帶電電壓越大，使用過程中越容易引起電弧，甚至產(chǎn)生火花。

 

GB/T 12703.4—2010通過外加電極使試樣接觸帶電，測試試樣的電阻率間接表征紡織材料導(dǎo)電性能。電阻率越大，紡織材料表現(xiàn)出對電荷流動的阻礙作用越強(qiáng)，從而靜電電荷越容  易積聚。

 

GB/T 12703.6—2010使用于各類短纖維，以電容接觸充電的方式，衡量與電容對纖維放電的速度有關(guān)的纖維泄漏電阻。纖維泄漏電阻越大，纖維體現(xiàn)出對電容的放電即電流的阻礙能力越大，但是并不能反映出材料產(chǎn)生靜電的難易程度。GB/T 12703.7—2010則是規(guī)定了紡織廠生產(chǎn)中的各道工序動態(tài)靜電壓測試方法。利用儀器測量生產(chǎn)中本身所產(chǎn)生的靜電壓，因此，此方法不涉及使試樣起電的問題。

 

3 實驗室內(nèi)部控制要素

 

紡織品的靜電性能反映出纖維材料的電學(xué)性質(zhì)，在以GB/T 12703為檢驗依據(jù)的實際檢測工作中，建議實驗室內(nèi)部對以下要素進(jìn)行控制，從而確保檢測結(jié)果的可靠性和穩(wěn)定性。  

 

3.1 調(diào)濕和試驗環(huán)境條件  

 

紡織品的含水率大小大體上因纖維的種類而異，而一定的含水率對靜電性能測試結(jié)果影響非常大。因此，在GB/T 12703各部分明確規(guī)定的情況下，試樣需預(yù)烘，使其在規(guī)定的調(diào)濕環(huán)境中達(dá)到吸濕平衡。同時，需嚴(yán)格控制溫度、相對濕度、風(fēng)速，防止外來環(huán)境如溫度、濕度和風(fēng)速等敏感要素改變材料本身電學(xué)性質(zhì)，從而影響靜電性能的評定。

 

3.2 測試操作產(chǎn)生的誤差  

 

GB/T 12703.1—2008為感應(yīng)帶電，重現(xiàn)性好，操作簡便，可觀察和記錄靜電壓衰減過程，但是其靜電電壓受材料與放電針之間的距離影響，其自然衰減到初始值的一半的測量值受感應(yīng)電極與材料的距離的影響，因而在測試靜電半衰期時需注意針電極及感應(yīng)電極與試樣上表面的距離，做到符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。GB/T 12703.2—2009采用人工摩擦起電的方法，受檢驗員的操作影響較大，實驗室內(nèi)部應(yīng)注意檢驗員的操作手法，避免人員的操作造成測試結(jié)果的波動。GB/T 12703.2—2009、GB/T 12703.3—2009和GB/T 12703.5—2010采用儀器摩擦起電，雖避免了人為的誤差，但所采用的標(biāo)準(zhǔn)摩擦布更換問題在標(biāo)準(zhǔn)中尚未提及，在測試時因避免標(biāo)準(zhǔn)摩擦布的使用情況造成一定時期內(nèi)測試結(jié)果的波動。

 

3.3 消電效率影響測試結(jié)果  

 

GB/T 12703.4—2010和  GB/T 12703.6—2010評定指標(biāo)均為與材料的內(nèi)部和外部性質(zhì)有關(guān)的電阻值，標(biāo)準(zhǔn)未明確提及消電處理。GB/T 12703.7—2010本身測試生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電電壓，不涉及消電。除了這三個部分，GB/T 12703的其他部分均明確要求消電處理，消電的效率間接  影響了測試值的大小。

 

3.4 試樣準(zhǔn)備等接觸問題

 

靜電測試操作時佩戴口罩和手套，應(yīng)避免手或其他可能玷污試樣，造成試樣的表面特性變化，進(jìn)而影響材料的靜電性能。

 

4結(jié)論

 

紡織品的靜電現(xiàn)象是因纖維材料之間或纖維材料與其他材料接觸摩擦產(chǎn)生電荷積聚的外在表現(xiàn)。因此，從表征紡織品的靜電性能的角度，一方面可測試與其產(chǎn)生電荷能力相關(guān)的物理量，如GB/T 12703.2—2009《紡織品 靜電性能的評定 第2部分：電荷面密度》，GB/T 12703.3—2009《紡織品 靜電性能的評定 第3部分：電荷量》，GB/T 12703.5—2010《紡織品 靜電性能的評定  第5部分：摩擦帶電電壓》，GB/T 12703.7—2010《紡織品 靜電性能的評定 第7部分：動態(tài)靜電壓》；另一方面可測試與其泄漏電荷能力相關(guān)的物理量，如GB/T 12703.1—2008《紡織品  靜電性能的評定 第1部分：靜電壓半衰期》，GB/T 12703.4—2010《紡織品 靜電性能的評定  第4部分：電阻率》，GB/T 12703.6—2010《紡織品  靜電性能的評定  第6部分：纖維  泄漏電阻》。但由于靜電性能與材料本身的特性、環(huán)境條件、測試手段等因素有關(guān)。實驗室進(jìn)行測試時需以檢驗標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)的前提下，遵循電學(xué)測量的原則，科學(xué)合理評價。