1镶嵌式导电丝在防静电面料中的应用现状
2020年以来,功能性纺织品的开发[1]与应用日渐
增多,安全、生态、环保、个性化、舒适等是纺织面料研制的新趋势,功能性面料开发尤为重要。
特殊工种,比如石油、化工、煤炭、加油站、电子等,火灾危险性大,静电放电造成的火灾隐患与事故多。静电给人们日常生活带来不便,会影响人体生理机能如情绪,甚至可能引起爆炸,所以防静电面料的开发与应用尤为重要。面料防静电有3种方式:(1)采用吸湿性抗静电剂对纤维或织物进行表面处理消除
静电;(2)以金属或在表面涂导电物质制成导电纤维,加入织物中消除静电;(3)采用碳黑复合型导电纤维消除静电。前两种防静电效果持久性差、不耐水洗,与普通纤维混纺时抱合性差;第3种方式抗静电性能与耐久性均较好。防静电面料目前采用碳黑复合型导电纤维以包缠、并合加捻、网络等形式镶嵌于织物中,起到良好的抗静电效果。
碳黑复合型导电纤维常见的有锦纶基导电纤维、涤纶基导电纤维两种。锦纶的耐磨性是常见纤维中最好的,考虑到防静电面料的耐久性,一般采用锦纶基导电纤维(如图1所示)以包缠、并合加捻、网络
摘要石油、化工、煤炭、加油站、电子等行业危电、放电造成的火灾隐患与事故多。从安全、持久性、
合理性的
要求出发,开发功能性的防静电面料。在纯棉、T/C、CVC 面料中按一定间距镶嵌锦纶基导电包覆纱,选用锦纶导电包覆纱进行防静电设计,防止出现经条、纬向横档疵点,并对锦纶基导电丝、防静电效果进行合理性评价。
关键词锦纶;导电纤维;防静电面料;疵点;设计评价
中图分类号:TS941.15文献标志码:A 文章编号:1005-9350(2021)04-0046-04
Reasonable design and evaluation of nylon-based
conductive wire Inlaid in anti-static fabric
Abstract There are many fire hazards and accidents caused by dangerous electricity and discharge in petroleum,chemical industry,coal,gas station,electronics and other industries.From the requirements of safety,durability and ratio-nality,functional anti-static fabrics are developed.Nylon based conductive coated yarn was embedded in pure cotton,T/C and CVC fabrics with certain spacing.Nylon conductive covering yarn was selected for anti-static design to prevent warp and weave-direction transverse defects,and the reasonable evaluation of nylon based conductive wire and anti-static effect was carried
out.
Key words nylon;conductive fiber;anti-static fabric;defect;design evaluation
锦纶基导电丝在防静电面料中镶嵌的合理性设计与评价
收稿日期:2020-07-24作者简介:张茹(1979—),女,助理工程师,本科,研究方向为纺织材料与纺织品设计。通信作者:庞明军(1982—),男,山东潍坊人,高级工程师,硕士,主要从事纺织材料与纺织品设计。
茹1,庞明军2
[1.青岛中检纺织品检验有限公司,山东青岛
266199;2.中纺院(浙江)技术研究院有限公司,浙江绍兴
312000]
ZHANG Ru 1,PANG Mingjun 2
[1.Qingdao China Inspection Textile Inspection Co.Ltd.,Qingdao 266199,China;2.China Textile Institute
(Zhejiang)Technology Research Institute Co.Ltd.,Shaoxing 312000,
China]
等形式镶嵌于织物(如图2所示)中。锦纶基导电长丝以一定捻度、间距镶嵌分布在防静电面料(如图2所示,导电包覆纱经向0.5cm/根×纬向0.5cm/根)中,如果捻度、细度、间距不合理,不但会产生经纬向疵点,如182dtex CVC+182dtex T/C+22.2dtex×182dtex CVC+182dtex T/C+22.2dtex×导电
丝经向经柳[2]、纬向横档疵点[3]
(如图3所示);同时会
导致面料的防静电效果不佳,甚至影响服装的穿着舒适度与安全效果。因此,本实验采用锦纶基导电丝,根据面料的功能、服用要求,变化其镶嵌方式,并对面料的防静电性能进行评价。
2
防静电面料导电丝镶嵌设计与工艺控制
[3]
2.1
设计思路与工艺流程
开发的防静电面料产品:22.2dtex 锦纶基导电
丝+棉纱/T/C/CVC→包覆丝机。工艺流程如下:经纱:经
梳棉纱/普梳棉纱(包覆导电包缠纱)→整经→浆纱→穿棕穿筘→喷气织造(纬纱)→匹检→翻布→缝头→烧毛→煮练→氧漂→活性打底→气蒸固→水洗→皂洗→水洗→中检→柔软成品定形→成品包装检验。2.2
原料性能
选择国产22.2dtex 锦纶基导电丝与棉纱、涤棉纱、CVC 纱在包覆丝机上进行包覆,其性能见表1、表2。
包缠在棉纱线表面的导电长丝分布、捻回间距均匀度,如图4
所示。
图118.2tex 棉纱+2.22tex 锦纶基导电丝
图2
锦纶基导电丝防静电面料
经向经柳疵点纬向横档疵点
图3
防静电面料的疵点
序号1234
测试名称线密度/dtex 断裂强度/(cN·dtex -1)沸水收缩率/%表面电阻率/Ω
一等品指标
≥1.7±2.51.0×104~1.0×105
实测21.03
2.159.12.5×104
表1
国产锦纶基导电长丝性能
序号1
2345
细度/dtex 3642781821461296
捻度/捻350400600800850
导电长丝成型评价
良好良好良好良好良好
表2
导电长丝包覆效果
2.3锦纶基导电丝镶嵌织造设计及防静电性能2.
3.1
锦纶基导电丝的反面嵌入式
防静电面料经纬纱原料:C182dtex×2+C129.6
dtex+22.2dtex 导电丝×C182dtex×2+C129.6dtex+22.2dtex 导电丝,上机工艺见表3。
主体面料:3/1右斜纹,锦纶基导电包覆丝:1/3右斜纹,丰田喷气织机织造,如图6所示。正面嵌入的导电丝遮蔽效果良好,见图5。
2.3.2锦纶基导电丝正面嵌入式
防静电面料经纬纱原料:182dtex×2T/C+182
dtex T/C+22.2dtex×182dtex×2T/C+182dtex T/C+22.2dtex 导电丝,上机工艺见表4。主体面料:3/1人字纹,锦纶基导电包覆丝:3/1左斜纹,丰田喷气织机织造完
成(如图6所示)。正面嵌入的导电丝遮蔽效果不好,
并且正面的横档、经条疵点明显。
2.4关键工艺
2.4.1
退煮漂工艺程序条件
平幅进布→1#高效平洗槽(80~85℃)→2#高效
平洗槽(80~85℃)→3#浸液槽(80~85℃)→高给液槽(80~85℃轧余率100%)→双层气蒸箱(100~102℃,时间60~90min )→4#、5#、6#、7#高效平洗槽(85~
90℃)→8#高效平洗槽(室温)→J 型容布箱。2.4.2
全棉防静电面料染
染配方:活性染料0.5%(omf),棉用匀染剂1.0
g/L ,元明粉40g/L ,纯碱12g/L 。
2.4.3
坯布检验
图4
导电长丝均匀分布
正面
反面
图5织物正反面
甲乙经纱排列钢筘头份
经原料组合C182dtex×2C129.6dtex+22.2
dtex 导电丝内:穿入,边:穿入内(6535)+边(40×2)=
6615根
捻度捻向
s s
甲乙纬纱排列
筘幅坯重
纬原料组合
C182dtex×2C129.6dtex+22.2dtex
导电丝
内(166cm )+边(1cm×2)=168cm g/m
捻度捻向
s s
上机纬密21根/cm
表3
防静电面料的织造参数
染正面
染反面
图6织物和染织物的正反面
正面
反面
甲乙
经纱排列:甲40乙1钢筘头份
经原料
组合182dtex×2
T/C
182dtex T/C +22.2dtex 13#内3穿入,边3穿入内(6630)+边(39×2)=
6708根
捻度捻向s s
每米质量/g 2757
甲乙
纬纱排列:甲20乙1筘幅坯重
纬原料组合182dtex×2
T/C
182dtex T/C +22.2dtex
内(170cm )+边(1cm×2)=
172cm g/m
捻度捻向s s
上机纬密每米质量/g 1285
涤纶锦纶
20根/cm
表4
防静电面料工艺单
染料↓1/3
元明粉30℃
60℃×10min
↓2/3元明粉↓1℃/min 皂洗
纯碱匀染剂
↑↑
防静电面料导电丝对面料防静电效果影响大,起关键作用,如果导电丝断裂,防静电性能就会变差,所以坯布入染厂后,首先要进行抽检,按照美标四分制控制;如果导电丝断疵超过5个(含5个)(如表5所示),判定面料不合格,染厂不进行染,需重新安排坯布。
2.5防静电面料的测试与检验
2.5.1连续性断裂疵点[2-3]
导电丝连续性断裂的质量疵点对防静电性能影响大。严格控制导电丝断的坯布疵点(如图7所示),依据美标四分制,超过5个疵点/100码(如表5所示),坯布退回织厂。
2.5.2牢度与防静电性能
防静电面料的性能见表6~7。3结论
(1)锦纶基导电丝反面嵌入,主体面料与锦纶基导电包覆丝采用相反的织物组织,主体面料:3/1左斜纹,锦纶基导电包覆丝1/3左斜纹,面料正面达到了良好的遮蔽效果(导电丝被隐蔽),能达到防静电效果。
(2)锦纶基导电丝正面嵌入,主体面料与锦纶基导电包覆丝采用相同的织物组织,主体面料:3/1人字纹,锦纶基导电包覆丝:3/1左斜纹,面料正面凸显导电丝(导电丝未隐蔽),能达到防静电效果。
(3)布面疵点与风格。锦纶基导电包覆纱细度与主体面料的纱线细度如果接近,易出现经纬向疵点;锦纶基导电包覆纱细度与主体面料的纱线细度如果不同且差异大,导电丝的正面镶嵌遮蔽效果好,且染后遮蔽覆盖效果更优(纤维热缩性),防静电效果良好。
(4)锦纶基导电包覆纱经向0.4cm/根×纬向0.4 cm/根,活性染料染牢度符合国家标准;染后点对点电阻(洗涤100次后)测试值为4.2×107~4.5×107Ω,低于1011Ω,符合国家标准,且持久性好,水洗100次后防静电效果仍明显。
(下转第62页)
规格原长/m 实码长/m 平均门幅/cm 平均折幅/cm 扣分标准疵点断疵纱结头小计总数分数
镶嵌式防静电面料,纯棉C278dtex×C364dtex128×6063”
120
120.1
160.66
91.5
0~7.62cm扣1分;7.62~15.24cm扣2分;
15.24~22.86cm扣3分;22.86cm扣4分
1分
73
2
3
78
78
37
2分3分4分
120
120.6
160.66
91.5
1分
18
2
3
22
22
10
2分3分4分
120
121
160.62
91.5
1分
41
1
45
45
21
2分3分4分表5镶嵌式防静电面料断疵统计
图7防静电坯布导电丝断疵
检测项目
耐干摩擦牢度/级耐湿摩擦牢度/级
点对点电阻
标准值
≥3
≥2
1×107~1×1011
实测值
4~5
3
4.5×107
单项判定
符合
符合
符合
检测标准
GB/T3920—
2008
GB12014—2009
表6蓝11
灰防静电面料性能
检测项目
耐干摩擦
牢度/级
耐湿摩擦
牢度/级
点对点电阻(洗
涤100次后)/Ω
标准值
≥3
≥2
1×107~1×1011
实测值
4
3
4.2×107
单项判定
符合
符合
符合
检测标准
GB/T3920—
2008
GB12014—2009
表7宝蓝防静电面料性能
图8经疵点布
图9
纬疵点布
整体看来,2021年前两个月,我国印染行业运行呈现恢复性增长态势,各项经济运行指标均大幅增长,表明在全球经济缓慢复苏的情况下,国内外市场需求有所改善,但同时需要关注的是,开年的增长是在上年较低基数上的增长,主要运行指标尚未恢复到疫情前的水平。预计全年行业仍将保持复苏态势,但靠极低的同比基数推高增长的趋势不会长期持续,各项指标增幅将逐渐回归正常水平,全年增速走势前高后低,总体好于去年。
品种纯棉染布纯棉印花布棉混纺染布棉混纺印花布
合成长丝织物涤纶短纤织物T/C 印染布
人纤短纤织物合计数量/万m 27108296446204
954
3035962033421398
58059
467297
同比变化/%41.2635.9721.3425.3648.8636.3517.6425.5741.54
金额/万美元5044534036118441811
252763179652584655591450301同比变化/%47.9836.1217.2917.6739.1141.1130.4613.2034.79
单价/(美元∙m -1)1.861.151.911.900.830.881.210.960.96
同比变化/%4.54-0.16-3.09-6.02-6.453.94
10.81-9.67-4.77
表3
2021年1~2月印染八大类产品出口情况
(上接第49页)
参考文献:[1]胡玉玲.高档防静电服装面料的开发[J].上海纺织科技,2005(4):19-20.
[2]庞明军.转杯纺纱纯棉帆布染经向疵点的产生与分析[J].山东纺织科技,2019,60(5):18-20.[3]
庞明军.转杯纺纱纯棉帆布染经向疵点的产生与分析[J].纺织科学研究,2019(9):69-71.图10
宝蓝正常布面
图11
红正常布面
封面
封二
封三插十
封底
插一
插二
插三
插四
封二
上海安诺其集团
股份有限公司
浙江博澳新材料股份有限公司
常州宏大科技(集团)
江苏德美科化工
有限公司
辽宁恒星精细化工有限公司
常熟市辐照应用技术厂
宜兴凯欣化工有限公司
立信染整机械(深圳)有限公司
广州冠志新材料科技有限公司
插六
插七
插八
插九
插十一
插十二
插十三
目录右
插十四
浙江永金生物科技
有限公司
广州特思达有限公司
拓信有机硅科技
有限公司
广州科司达化工
有限公司
上海国际纺织工业展览会
石家庄泰昆化工
有限公司
福建大邦新材料
有限公司
东莞金银丰机械
实业有限公司
上海洁宜康化工科技有限公司