安全生產應急救援防護服抗靜電性能檢測方法的分析

王　穎　廉志軍

本文分析了國內外紡織品抗靜電性能檢測方法的現狀，在此基礎上對現有測試方法進行優化改進，對安全生產領域的應急救援防護服提出了更高的測試條件及性能指標。

Based on the analysis of current tests of antistatic properties of fabrics, optimized methods are discussed in this paper. The test conditions and property requests of protective clothing are proposed to provide the references to establish the test and product standards.

靜電的危害源于力學效應和能量效應。隨著新材料、新工藝的應用，靜電已成為煤礦安全生產的新威脅之一，主要表現在人身觸電、引起火災、引爆瓦斯及煤塵等 3 個方面。因此，在煤礦等瓦斯、煤塵防火防爆領域，應急救援防護服在抗靜電等性能方面應具有嚴格的標準。

1國內外抗靜電性能檢測方法概況

紡織材料抗靜電性能的評價有電阻類指標、靜電電壓及其半衰期、電荷面密度等指標，以及吸灰試驗、張帆試驗、吸附金屬片試驗等簡易測試方法得到的低精度指標。目前，國際上對防火防爆安全生產領域的工作服和防護服的抗靜電性能要求仍沒有統一的標準。我國現行國家標準和各行業標準中，與紡織品抗靜電功能相關的產品標準只有GB 12014 — 1989，與紡織品抗靜電性能有關的測試方法標準有GB/T 12703 — 1991、FZ/T 01042 — 1996、FZ/T 01044 — 1996、FZ/T 01059 — 1999、FZ/T 01060 — 1999、FZ/T 01061 — 1999。其中，GB/T 12073 — 1991是我國目前紡織品靜電測試最系統、最完備的方法標準，共提供了 6 種測試方法。上述現行標準與ISO、AATCC、ASTM、BS、JIS、DIN等同類標準十分相近，而日本對防靜電工作服的要求最嚴格。GB 12014 — 1989基本上等同于日本標準JIS T 8118 — 1983，而GB/T12073 — 1991參照采用JIS L 1094。

在國外標準中，常以織物或纖維的表面電阻率或垂直電阻等指標作為抗靜電性能的測試指標，如BS EN 1149 – 1、BS EN 1149 – 2、DIN 54345 – 4、BS 6524 — 1984以及AATCC 76 — 2000、AATCC 84 — 2000，等等。其電阻率或電阻值的測定，通常是采用歐姆計直接測量得到。

目前，國內外現有標準中用于紡織品抗靜電性能檢測的方法及指標列于表 1。

由表 1 分析可見，如半衰期法、電壓法等方法都不適于含導電纖維的織物或整套服裝的抗靜電性能的測試；在國外標準中，也已經明確提出不適于含導電纖維織物或服裝的檢測。只有電荷面密度法適用于含導電纖維的織物的抗靜電性能檢測。此外，在GB 12014 — 1989中，規定“防靜電織物”為“紡織時大致等間距或均勻地混入導電纖維或防靜電合成纖維或者兩者交織而成的織物”，其測試方法也是采用電荷面密度作為含導電纖維紡織品的評價指標。

郝新敏等研究者通過織物摩擦帶電電荷密度及其服裝摩擦帶電量的對比分析發現，整套服裝帶電量與織物電荷密度具有線性相關性，織物摩擦帶電電荷密度小于 7.0 μC/m2時，其服裝才能滿足小于 0.6 μC/件的防靜電要求。由此可見，對于防護服織物的抗靜電測試，在一定程度上反映了其整體服裝的抗靜電性能。因此，研究防護服的抗靜電性能測試方法應以織物的抗靜電性能測試方法為基礎，并綜合考慮織物及服裝的抗靜電性能。

2應急救援防護服抗靜電性能檢測方法分析

由上述分析可知，電荷面密度是評價含導電纖維的抗靜電織物及防護服抗靜電性能較合適的指標。操作方法簡單，但由于采用人工測試，具有實驗誤差較大等缺點。

2.1摩擦條件

摩擦形式、摩擦速度及摩擦力等摩擦條件都會對纖維材料的抗靜電性能產生影響。現有標準中雖然對摩擦速度及壓力等摩擦條件進行了相關規范，但是由于采用人工操作，沒有定量的儀器檢測，無法真正控制摩擦條件。因此，制定抗靜電性能檢測方法標準時，有必要對與標準布摩擦時的壓力、摩擦速度等進行定量規定，并設計相關的儀器設備控制測試方法的規范性與標準化。同時，應考慮具有復合結構的織物應采用不同的摩擦壓力和摩擦速度。

2.2標準布的纖維原料種類

根據一些材料的摩擦帶電序列，不同的摩擦標準布與測試樣品的摩擦可能產生不同的帶電效果。當在摩擦帶電序列中相近的織物進行摩擦時，摩擦起電電壓較低，帶電電荷較小而影響帶電量；當摩擦帶電序列中相距較遠時，電荷產生中和作用較明顯，分離時間對帶電量的影響將大大增加。因此，對于不同種類的織物進行抗靜電性能測試時，應考慮摩擦帶電序列而選擇不同的標準布，而不能單獨確定一種，如具有機械強度與耐磨性優良的錦綸或丙綸。

2.3整體服裝與織物測試

對于整套服裝的抗靜電性能檢測，帶有襯里的防護服應選取里料和面料兩種測試方法，并取二者較大值作為測試結果。對于防護服的檢測，國外標準中明確提出應選擇不同部位的織物進行反復試驗。因此，對于應急救援防護服的抗靜電性能的檢測，應在整體測試的基礎上，選擇 3 ～ 5 個部位的織物進行測試，并選取試驗最大值作為測試結果。并且，整套服裝與不同部位織物的測試結果都應該滿足相應的性能指標要求。

2.4針對防火防爆應用領域的測試條件與性能指標

GB 12014 — 1989中規定帶電電荷量為 < 0.6μC/件，耐洗滌時間為33 h（A級）與 16.5 h（B級）。實驗表明，隨著洗滌次數增加，電荷面密度增大。GB12059 — 1989《電子工業用合成纖維防靜電性能及試驗方法》中對電學性能中摩擦帶電電荷密度最高等級要求為 < 3 μC/m2。因此，對于煤礦等防火防爆安全生產領域的應急救援防護服，其抗靜電標準應比一般防靜電工作服的要求更高。

為此，在應急救援防護服的抗靜電性能測試指標中，應提高防護服的耐洗性，如耐洗次數 100 次等；測試條件選擇（20 ± 5） ℃，相對濕度 25% ± 5% 等。對于抗靜電性能指標也應該提高，如摩擦帶電電荷面密度 < 3 μC/m2等。

此外，針對現有各測試方法評價指標間無明確的相關關系，在測試時，應根據含導電纖維紡織品在不同側面、不同狀態下的抗靜電特性及實際使用效果，建立合理完整的評價體系。如在摩擦起電及電暈放電等不同方式下，織物接地和不接地兩種狀態下最高電壓、半衰期及特定放電途徑后的半衰期等。

3結論

在分析國內外現有的紡織品抗靜電性能測試方法的基礎上，對防火防爆領域應急救援防護服在測試條件及性能指標方面提出了改進的方法和較高的要求，為建立和完善我國應急救援防護服的抗靜電性能技術規范提供參考。

參考文獻

[1] JIS T 8118—1983 靜電氣帶電防止工作服[S].

[2] JIS L 1094—1988 織物及編織物靜電測試方法[S].

[3] BS EN 1149-1—2006、BS EN 1149-2—1997、AATCC 76—2000、AATCC 84—2000 [S].

[4] 郝新敏，吳志孝. 防靜電織物靜電性能的測試研究[J]. 紡織學報，1993，14（2）：41 – 43.