检 测 织物的防静 电性能, 我国制定了国 标G B / T 127 0 3一91 纺 织 品静 电测试方法, 该标准包括半衰期( A 法 )、 摩擦带电电压 ( B 法 )、 电荷面 密度 ( C 法 ) 和极间等效电阻 (F 法 ) 等四种测试方法。 在实际工 作中, 一般仅采用其中的一、二 种测试方法,不 同的测试 方 法对 于 相同 的织物, 在相同的环境条件下能否 给 出一致的评 价结果。笔 者通过 实验对这一 间题 进行 了研究. 并从 理 论 上 对 现 行 的 四种测 试 方法 作了全 面分析,提 出了新的测试方法。

一
、 试样的选取
一般 认为,织 物中加 入导 电纤维时, 消散静电的方式 以电晕放电为主 l[], 仅仅经过抗静电处 理 的织 物, 消散静电的方 式 以静 电泄漏为主。 通 过对不 同服装 的静电性能和抗静 电机理试验研 究发现仁3〕:( A ) 无论 身穿何种服装, 仅靠服装的电晕放电均不 能有 效地 消散人体静 电;( B ) 电晕放电作用突 出表现 在 剥离 过 程 中;( C ) 静 电泄漏对服装的静电消散起 主要作用。上述四种测试方法; 对 同一试样, 用不 同的测试 方法有时 得 出相 互矛盾 的结果 41[。 因此, 为全面 检验现行的织物静电测 试方法对 织物静 电性能测试 的相关性, 分析各种测 试方法的优缺点, 选 取了 5 类、18 种有代表性 的织物 作为实验 对象, 其中: A 类 含 不锈钢纤维、B 类含 腑纶铜 络合纤维、C 类含碳 家纤维、D 类含抗静电改性剂、E 类 为 市 购普 通织 物。 其面 料分 别为:A l、A Z 涤棉, A 4、A 6、E 4 为纯 棉, B 3 为毛涤 ;其 余为化纤。

二、 现行织物静电测试方法相关性研究
一、 试样的选取
一般 认为,织 物中加 入导 电纤维时, 消散静电的方式 以电晕放电为主、, 仅仅经过抗静电处 理 的织 物, 消散静电的方 式 以静 电泄漏为主。 通 过对不 同服装 的静电性能和抗静 电机理试验研 究发现仁3〕:( A ) 无论 身穿何种服装, 仅靠服装的电晕放电均不 能有 效地 消散人体静 电;( B ) 电晕放电作用突 出表现 在 剥离 过 程 中;
( C ) 静 电泄漏对服装的静电消散起 主要作用。
上述四种测试方法; 对 同一试样, 用不 同的测试 方法有时 得 出相 互矛盾 的结果 41[。 因此, 为全面 检验现行的织物静电测 试方法对 织物静 电性能测试 的相关性, 分析各种测 试方法的优缺点, 选 取了 5 类、18 种有代表性 的织物 作为实
验 对象, 其中: A 类 含 不锈钢纤维、B 类含 腑纶铜 络合纤维、C 类含碳 家纤维、D 类含抗静电改性剂、E 类 为 市 购普 通织 物。 其面 料分 别为:按 国 标 G B / T 1 2 7 0 3~9 1 规 定实验 的温 湿度条件为:R T 20 士 l e、R H 32 % 士 1 %。一在上 述温 湿度环境中同化 24 小时以上, 使试样实验环境达到平衡。 每种织 物经、纬方 向各取三 块试样,用 国标规定进行静电性 能对 比侧试,结果 如表 1 所示。 并分别以某种测试 方法所 得的平均值为 自变量, 以 另一 方法 测试平均 值为因变量进行线性 回归, 相关系数 如表 2 所示,其 中, 半衰期 ( 1 )、 半衰 期 ( 2) 分 别表 示 测 试 电 压 为1·。k v、。.sk v 时的半衰期测试值,表 面 电阻 率法 取经 向值计算。查 相 关 系 数检 验表 可 知 〔5 〕: 当 样 本 量 为1 8,置 信度为 90 %、95 % 时, 临界相关系数分别为 。、。.4 6 8, 由表 2 数据可知 除半衰期法与表 面 电阻率法 相关 较 显著外,其他方法 之 间的相关性均不 显著。 由此可见 , 不同的测试方 法对 同一织 物静 电性能的评价结果是 不 同的, 如E 3 织物从其电荷面密度值和摩擦 电压值来看,其静 电性能较好, 在十八 种被测 织物 中处于 中间位里, 而其半衰期值和表面 电阻率值大, 评价结果差。相反,A 4 织物用表面 电阻率法评价其静电性能较 好, 但用 电荷面 密度法评价其静电性能却很差。 总之, 单纯 用上述某一种测 试方法均不能全面反映 织物的静 电性能。

三、 现行织物协电测 试方法优缺点分析研究
1.电荷面密度法该方法 的起 电方式 较好地 反映 了织物实际穿着 时 的摩擦起 电情 况, 剥离 过 程 与脱 衣过 程类似, 能够反映 织物起电时的电晕放 电能力。 但是,G B / T 1 2 7 0 3一 91 中规 定 仅 采 用单 一 的 尼龙绸摩料, 这样 就产 生了一 个缺点, 当被测织 物在带 电序列 中的位置 接近 尼 龙绸 时, 即 使其 防静 电性 能很差,用 此 方法 测 量的 电荷面 密度 值也较小, 上述 E 3 织物就是 这 样。 只有采用 不同的摩料布, 以 测试产 生 的 大 电荷面密 度值作为评价被测 织物静电性能 的指标, 才能 克服 摩料布对测试结果的影响。另外, 由于剥离过程较短, 试样又 不 直接静电接地, 对电阻率处 于静电亚导体上端的织物,测 试 时未 能提供足够 的 (与人 们的脱衣时间相比 ) 静 电泄漏时 间, 使其 电荷面 密度值偏高。如上述 A 4 织物 (纯 棉含 不锈 钢纤 维 ),摩 擦 带 电电压、 半衰期、 表面 电阻率三 项 指 标均不错, 而电荷 面密度 指标 却很差。除此之 外,这 种 方 法所 需测 试 装置体积较大, 而 且 不能 对成 衣、 批布进行 无 损测 试,其摩擦压力、 摩擦速度等因 素完全决 定于操作者, 在试 样 摩擦剥离 后迅 速 投入 法拉 第筒的过 程 中,对 带 电较 高 的试 样难 免 有放电现 象发 生,使测试结果 受人 为因素影响大、重复性差, 不能真正反映被测织物的静电性 能。
2.摩擦 带电电压法G B / T 1 27 0 3~91 虽 然规 定 采用 尼 龙、丙纶两种标准布, 但丙纶布市场上难以 买 到, 在实 际工作中, 大多仅采用 尼龙摩料布, 摩料布对测试结果 的影响也 就难以避 免了。这一缺 点通过采用 合适 的标准布 ( 如纯羊毛、 纯棉聚 丙烯睛、 尼龙等 ) 即可克 服。 该方 法 的缺点在 于〔6〕 : 试样 利用 夹 片固 定在旋转体的窗 口 上,试 样的有效 摩擦 部分 呈悬 空状 态, 摩擦时使试 样 与标准摩擦布贴 紧的力等于试样接触处微小的曲率与摩擦布张 力 ( 约 S N ) 之 积, 这个 力 极微弱 且 不 稳定(试 样悬 空,曲率变 化 ), 加上 标准摩 徐布本身也很窄 ( 25 m m ), 摩擦 过 程 中两 者之 间 的接触状态随时间改变,使 测量值变化大、再 现性差。试 样 与摩擦布之 间 压力 微弱 的另 一 缺 点是
: 对 表 面状 态光 滑、 质地 较硬 的布料,试 样与摩擦 布之 间 不能 有效地接触, 致使这类织 物 的摩擦 带电电压测 量值远 比实 际值小,给织 物静电性能 的评价带来不利的影 响。
如 A 3、B Z、C Z、E l、E Z 等织 物, 尽管都用 尼 龙 布作摩料, 用电荷面密度值评价、其静电性能 很差 ; 而用摩擦 带电 电压值评价, 其静电性能 却不错, 其差异 的根本原 因在于 摩擦带电电压值测 试时,试样 与摩擦布未能有效 地接触。试 样本 身面 积小 ( 2.5 x 3.oc m ), 一 般接 近固 定器具 的部分, 由于受 金属 干 扰而 得 不到 充分 的摩擦,即 使带 电, 与金属 产生放 电的可 能性也大, 因此, 有效的摩擦 面积 是与金属 固定 器具有 一定距 离 的部 分。 而 离固 定器 具 s m m 以 上的部分只有 c3 mZ ,因接触面 积的微小变动就 会使测 量值产 生大的变动。用这种方 法若想使试样 与摩擦布 适度地 贴 紧, 又 不得 不 缩小试样 尺寸。这 样, 就无法从根 本上提高测试数据的再现性, 也 不能对 成衣和 批布进 行测试。另外,试样与 摩擦布 之 间反复 摩 擦分 离, 改变 了织 物表 面的 原始状 态,与织 物的实 际应用情况不 同, 对其静电性能 的评价也有一 定的影响。
3.半衰期法目前
国 内外 测 试半衰期 的仪器基 本上有两 类, 一 类是 日本生产 的 S一5 1 09 及 其 仿制 品;另 一类 是 英国 生 产 的 JC I一1 5 电荷衰减试 验仪。前 者 只能 测试小块 试样 (旋转 ) 且 半衰期值只能 通过记录 的 电 压衰 减 曲线由人 工计算; 后者测 试时无需 试 样运 动,对成 衣 及批布等均可测 量, 可人为地控制测试 电压 且 自动显示 半衰期值, 是 较理 想的半衰期 测试仪 器。笔 者利用后者 对 半衰期法进 行了实验研究〔,·“ 〕 :
( 1) 此方法操 作简便、 数据重现性好, 可以 对被 测织物实现非破 坏性测 量, 测 试 电 压和极 性均 可人 为地进行 控制, 测试结果 在 一 定程 度上 反 映 了织物 静电性能的好坏。
( 2) 一般情况 下, 织 物电荷衰减不符 合指数规 律,对 不同织 物,其 电荷衰减速 率随 电压的变 化规律不同。 因此, 半衰期值与测试电压 紧诱相关。c B / T 12 7 0 3 一 91 仅规 定 了喷电 电源 的 电压,未规定被 测织 物的测 试 电压, 这样会导致 错误 的测量结果。 因此, 在测 量中应 针对织物 使用场 所的要求, 选择合适的测试 电压,只有这 样,测得 的半衰期值才具 有可 比性。
( 3)织物电晕带电后的表面 电位衰减会 出现 Cr o s sOv e r E f fe e t [, 〕, 即样 品 的初 始表 面 电位高 时 电荷衰减快, 初 始表面 电位低时电荷衰减慢, 样品的初始表面 电位不 同时, 表面 电位与时间的关系 曲线 出现 交叉。因此, 在测 试织 物的半衰期时, 不仅要选择合适 的测试 电压,还 要考虑织 物初始表 面 电压 对测试 结果 的 影响。
( 4) 摩擦带
电与电晕喷电的 电荷 衰减规律不 同。 织物表 面电位高时, 摩擦带电方式衰减快; 织 物表面 电位低 时则 出现两 种情况, 即 织物带负电时, 摩擦带电方 式衰减慢, 而织 物带正 电时情况则相反。因此, 用电晕喷电带电方 式测 量的织 物表面 电荷半衰期不能对 织物的实际 防静电性能进行 正确的评价。
4.表面 电阻率法该方
法操作简便, 测 试仪器 价格低廉,适宜成 衣、批 布和现 场测试,对 静电性能均匀的静电泄漏型织物 测量 效果好。对含 导 电纤维的非均匀 织物,测试 电极距离大 时,测量值不 能反映导电纤维的作用,距 离小时, 测量值受导 电纤维 的影响重复性较差。 另外, 此 方法 只反映 织物的低压泄漏特性, 不能反 映织 物在摩擦剥 离过 程 中的 电晕放 电特性, 因 而 不能正 确 评价其实际 叶静 电效 果。 但是, 国内外研 究结果表 明
〔3 〕: 只 ,织物的表面 电阻率小于 5 X I口“ 口, 就 具有良好的防静 电性能, 反之 则不然。总 之, 国标规定 的四 种织物静 电测试 方沽均存在一定的间题, 每种测 试方法仅反 映织 牛防静 电机理 的某一 侧面, 只用其 中某一 种测 知方法 不能真 正反映 织物的静 电性能。 因此, 应叮收现行 四 种测 试方法的优点, 克服其不 足,研 左新的测 试方法。

四、断测试方法的提
面的研究和服 装抗静 电机理 的研分结 果「3 〕, 笔者 提 出了摩擦 电压衰减 法: 被测织 物置 于 支撑平板上 并 静 电接 地, 用标准 摩擦 布 由与其摩擦若干 次, 然后支 撑平板 与其 分离, 检测织物的带电电压, 以 剥离后一 定时间间隔 △t 的电压 值作为评价其静电性 能 的主参 数,峰值 电压作 为参 考,兼顾 电晕放 电与静电泄 漏 两种 防静电机理。同时, 采用羊毛、纯 棉、 聚丙烯睛等多种摩料 布进行 摩擦, 以 衰 减 △ t 时刻 测定 的高电压 评价其 防 静电性 能,消除 摩料布 对 不 同试样静电性能评价带来的不利 影响。根据以上 测 试方 法,研制 了 ZJ Y一1 织物 静电测 试仪, 经 大量 的织 物静电性 能测 试 和测 试数据 的 合理性检 验,证 明 新方 法 吸收 了现行 四种 主要 测试 方法 的优点
, 能够全 面反 映织物、服装 的防静 电性 能。zJ Y一1 织物静电测试仪, 测试重 复性好, 对 被测织 物几 何尺 寸无过 高的要 求,实现 了试样、成衣 和匹布 测试方法 的统一, 适宜于现场 或实验 室测试 ( 详情将另文报道 )。

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