嵌織式滌綸抗靜電織物設計與性能分析

林燕燕 陳玉香 張蓮蓮 鄒專勇 占海華 方斌

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

關鍵詞：抗靜電織物；導電絲；設計；性能

中圖分類號：TS105.1

文獻標志碼：A

文章編號：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，易因摩擦和感應產生靜電，不僅影響外觀和舒適性，對人體健康有害，嚴重時還會引發機器故障和危險事故[1]。因此，開發具有優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、導電纖維混紡或嵌織等方法獲得[2]。而導電纖維混紡或嵌織法制得的織物，其抗靜電作用不受環境溫濕度影響，具備優良的耐久性和服用性能，生產成本較低，在實際開發和應用中更為常見[3]。如姚桂珍等[4]采用炭黑復合型導電長絲制得抗靜電高檔精紡面料，能有效地消除生產及服用中的靜電干擾，產品穿著舒適，耐洗滌、耐摩擦；蔡永東等[5]開發的抗靜電格子綢，應用于電子行業的工作服，具有較好的消除靜電和防塵效果。

滌綸織物堅牢挺括、易洗易干，具有免燙和洗可穿性，但吸濕性差，易產生靜電現象[6]。本文以普通滌綸為基體織物，嵌織導電炭黑錦綸復合長絲，探討導電絲含量、組織結構、導電復合絲類型及嵌入方式對滌綸織物抗靜電性能的影響，以掌握該類抗靜電織物設計的一般規律，為抗靜電織物開發提供研究支撐。

1 試 驗

1.1 試驗原料

選擇105.6 dtex普通滌綸長絲為試驗樣品的基礎經、緯紗。導電長絲編號為PF401，是以PA6為芯層，碳黑導電母粒為皮層的皮芯復合結構，導電母粒添加比為27%。C1導電復合絲由PET DTY與導電長絲復合，C2導電復合絲由PET FDY與導電長絲復合，原料由凱泰特種纖維科技有限公司提供，其規格與特點如表1所示。

1.2 試樣與制備

設計導電絲含量、組織結構、導電復合絲類型及嵌入方式不同的抗靜電織物，在SGA598型全自動劍桿織樣機上織造，上機經緯密為280根/10 cm×280根/10 cm，試樣結構參數見表2所示。

1.3 織物抗靜電性能測試

根據GB/T 12703《紡織品 靜電性能的評定》，對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、動態靜電壓等測試完成織物抗靜電性能評價。在本試驗中采取靜電半衰期評價織物的抗靜電性能[7-8]，依照GB/T 12703.1—2008《紡織品 靜電性能的評定 第1部分：靜電壓半衰期》，測試條件為：溫度（20±2）℃，相對濕度（35±5）%，試樣尺寸為45 mm×45 mm，采用YG（B）342E型織物感應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，以半衰期為評價織物抗靜電性能指標。

2 結果與討論

2.1 導電絲含量對織物抗靜電性影響

根據紗線配置方式與下機參數可計算出導電絲質量含量。織物的導電絲含量對靜電壓衰減周期的影響規律如圖1所示。由圖1可知，織入導電絲織物的試樣衰減周期均小于未織入導電絲的試樣，表明嵌織導電長絲能夠改善滌綸織物的抗靜電性。當導電長絲的含量由0逐漸增加到2%，織物的衰減周期顯著下降；當導電長絲的含量由2%繼續增加時織物的衰減周期趨近平穩。織物單位面積內的導電絲含量增加，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，當導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電絲含量的關系，可用式（1）的函數進行擬合。

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），該擬合函數的相關系數為0.975 85，表明該擬合函數能較好的反映織物抗靜電性能與導電纖維含量的規律。

2.2 織物組織結構對織物抗靜電性影響

織物組織結構對織物靜電壓衰減周期的影響規律如圖2所示。由圖2可知，衰減周期受織物組織結構變化的影響，在織造工藝條件及織物結構參數相同下，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，表明緞紋組織結構的織物較平紋、斜紋組織結構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緯交織點少，結構較蓬松，使導電長絲裸露在織物表面的程度增加，靜電泄漏的連續通道延長，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 導電復合絲類型對織物抗靜電性影響

導電復合絲類型對織物靜電壓衰減周期的影響規律如圖3所示。由圖3可知，DTY型復合導電絲織物的靜電衰減周期小于FDY型復合導電絲織物。織物的抗靜電性能與導電絲的電阻率有關，導電絲的電阻率越小，導電性能越好，織物的抗靜電性能越高，正如表1所示，DTY型復合導電絲的電阻率較FDY型復合導電絲的電阻率小，故DTY型復合導電絲織物的抗靜電性相對較好。

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

2.4 導電復合絲嵌入方式對織物抗靜電性影響

在導電絲含量相等的情況下，分別在織物經向嵌入導電絲和經緯向（網狀）嵌入導電絲，對織物靜電壓衰減周期的影響規律如圖5所示。由圖5可知，只在經向嵌入導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，采用經緯向（網狀）交織方式的導電絲織物具有更好的抗靜電性。當織物中導電長絲含量一定時，從單向織入的導電絲只能產生單向電荷逸散通道，而網狀交織的織物產生雙向電荷逸散通道，形成回路，從而能使織物具有優越的抗靜電性能[15-16]。

3 結 論

導電絲對滌綸織物的抗靜電改善具有良好作用，一定范圍內，導電長絲的含量增加，織物的抗靜電性能提高，但含量繼續增大時，織物抗靜電性趨于平穩；對平紋、斜紋、緞紋滌綸織物而言，緞紋組織結構的滌綸織物具有更好的抗靜電性能；導電復合絲的類型對織物的抗靜電性能產生影響，DTY型導電復合絲織物較FDY型導電復合絲織物具有更優的抗靜電性；導電絲網狀嵌入較經向嵌入織物，具有更好的抗靜電性能。

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