对于服用纺织品,在加工和使用过程中,因织物之间、织物与皮肤之间或者织物与其他材料之间通过接触、摩擦和分离等作用,会使其表面产生电荷集聚与电荷转移。当纺织品的绝缘性能良好时,将导致电荷无法散逸,使纺织品产生静电。这会导致出现粉尘吸附、织物黏附、纠缠肢体等现象,影响加工和服用性能。在干燥的气候环境下,纺织品中的静电电荷聚集产生较高的静电压,还可能对人体产生电击,甚至静电摩擦产生的火花容易造成粉尘多、近距离接触油品、煤气泄漏等场所起火爆炸。因此纺织品的静电性能不仅事关生产加工的顺利进行和服用舒适性,更关乎人身安全问题。
对于纺织品静电性能实施评定的指标和方法包括:静电压半衰期、电荷面密度、电荷量、体积电阻(率)、表面电阻(率)、摩擦带电电压、纤维泄露电阻等。在这一学习任务中,一是学习GB/T 12703.1-2008《纺织品静电性能的评定第1部分:静电压半衰期》,它是将试样在高压静电场中带电至稳定后断开高压电源,使其电压通过接地金属台自然衰减,测定静电压值及其衰减至初始值一半所需的时间;二是学习GB/T 12703.2-2009《纺织品静电性能的评定第2部分:电荷面密度》,它是将经过摩擦装置摩擦后的试样投入法拉第筒,以测量试样的电荷面密度。
一、试样准备
调湿和试验用大气的环境条件为:温度(20±2)℃,相对湿度35%±5%,环境风速应在0.1m/s以下。
如果需要,样品按照GB/T 8629-2017中4G程序洗涤,由有关各方商定可选择洗涤5次、10次、30次、50次等,多次洗涤时,可将时间累加进行连续洗涤,或者按有关方认可的方法和次数进行洗涤。将样品或洗涤后的样品在50℃下预烘一定时间,并将预烘后的样品在前述环境条件下放置24h以上,不得沾污样品。
1.静电压半衰期
随机采取试样3组,每块试样的尺寸为4.5cm×4.5cm或适宜的尺寸。每组试样数量根据仪器中试样台数量而定。试样应有代表性,无影响试样结果的疵点。条子、长丝和纱线等应均匀、密实地绕在4.5cm×4.5cm或适宜的尺寸的平板上。操作时,应避免手或其他可能沾污试样的物体与试样接触。
2.电荷面密度
试样应在距布边1/10幅宽内,距布端1m以上的部位裁取,随机裁取经向3块纬向3块合计取6块试样,尺寸为250mm×400mm,且不应有影响测试的疵点,按照图6-7将长向一端缝制为套状,未被缝部分长度为270mm(有效摩擦长度260mm)。将绝缘棒插入缝好的套内,放置于垫板上,勿使之产生折皱。
图6-7 摩擦装置示意图
二、检测实施
1.静电压半衰期
(1)图6-8为测试仪器结构示意图,对仪器(图6-9)进行校验并对试样进行表面消电处理。
(2)将试样夹于试验夹中,使针电极与试样上表面相距(20±1)mm,感应电极与试样上表面相距(15±1)mm,当更换试样时,应重新调整针电极及感应电极与试样上表面的距离,以使其达到规定要求。
(3)驱动试验台,待转动平稳后在针电极上加10kV高压。
图6-8 测试仪器结构示意
1—试样2—转动平台3—针电极板4—圆板状感应电极5—电动机6—高压直流电源7—放大器8—示波器或记录仪
图6-9 织物感应式静电测试仪
(4)加压30s后断开高压电,试验台继续旋转直至静电电压衰减至1/2以下时即可停止试验,记录高压断开瞬间试样静电电压(V)及衰减至1/2所需要的时间,也即半衰期(s)。如半衰期大于180s时,停止试验,并记录衰减时间180s时的残余静电电压值,如果需要也可记录60s、120s或其他衰减时间时的残余静电电压值。
2.电荷面密度
(1)双手持缠有标准布的摩擦棒两端,如图6-10所示在摩擦装置上由前端向体侧一方摩擦试样,但需注意不应使摩擦棒转动,约1s摩擦一次,连续5次。
(2)握住绝缘棒的一端,如图6-11所示。使棒与垫板保持平行地由垫板上揭离,并在1s内迅速投入如图6-12所示的法拉第筒,读取静电压或电量值。此时,试样应距人体或其他物体300mm以上。
图6-10 摩擦示意图
1—样品2—垫板
图6-11 揭离试样示意图
1—试样2—垫板
图6-12 织物摩擦带电测试仪
1—外筒2—内筒3—电容器4—静电电压表5—绝缘支架
(3)每块试样进行3次测试,每次测试后应消电直至确认试样不带电时再进行下一次测试。
三、结果与评定
1.静电压半衰期(www.xing528.com)
同一块(组)试样进行2次试验,计算平均值作为该块(组)试样的测量值。对3块(组)试样进行同样试验,计算平均值作为该样品的测量值。将最终静电压修约至1V,半衰期修约至0.1s。
半衰期技术要求见表6-3。对于非耐久型抗静电纺织品,洗前应达到表6-3的要求;对于经多次洗涤仍保持抗静电性能的耐久型抗静电纺织品,洗前、洗后均应达到表6-3的要求。
表6-3 半衰期技术要求
2.电荷面密度
读取静电电压值或电量值,根据式(6-1)计算电荷面密度。
式中:σ——电荷面密度,μC/m2;
Q——电荷量测定值,μC;
C——法拉第系统总电容量,F;
V——电压值,V;
A——试样摩擦面积,m2。
计算每个试样3次测试的平均值,作为该试样的测量值,取6块试样测试结果中的最大值,作为该样品的试验结果。
如果需要,可根据样品的用途提出对电荷面密度的要求。对于非耐久型抗静电纺织品,洗前电荷面密度应不超过7.0μC/m2;对于耐久型抗静电纺织品,洗前、洗后电荷面密度均应不超过7.0μC/m2。如有关各方另有协议,可按协议要求执行。
想一想:查阅资料,请说一说可以采取哪些方式来消除纺织品所产生的静电。
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纺织品静电性能检测(静电压半衰期)
纺织品静电性能检测(电荷面密度)
练一练:
(1)填空:在纺织品静电性能静电压半衰期测试中,应随机取试样()组,试样尺寸为()或()。
(2)填空:在纺织品静电性能电荷面密度测试中,试样尺寸为(),有效摩擦长度()。
(3)判断:在对织物进行静电性能测试时,需要对试样进行消电。()
(4)选择:在纺织品静电性能静电压半衰期测试中,下述说法正确的是()。
A.针电极和感应电极的位置是绝对不能变动的。
B.静电压半衰期越短,说明纺织品的抗静电性能越好。
C.静电压越低,说明纺织品的抗静电性能越好。
D.耐久型抗静电纺织品只要洗后的静电压半衰期符合技术要求即可。
(5)选择:在纺织品静电性能电荷面密度测试中,下述说法正确的是()。
A.摩擦试样时,1s摩擦一次,连续摩擦5次。
B.摩擦试样时,摩擦棒可以转动。
C.每块试样测3次,以其中的最大值作为该试样的测量值。
D.每个样品测6块(经向3块,纬向3块),以平均值作为该样品的试验结果。
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