有机导电纤维是以普通成纤高聚物为基体,以被覆或复合方式添加导电物质的导电纤维。目前使用的有机导电纤维主要是尼龙基、涤纶基和腈纶基,导电物质有碳和金属化合物两种。其中碳导电物制成的纤维为深色(黑色、灰色),金属化合物为导电物的纤维为白色,后者导电性稍差,但是利于后道整理工序的加工(染色等)。
3.2.2 纺纱工艺流程
由于导电纤维成本较高,混入比例小,一般采用手工开松的形式。为使混合均匀,按照预先计算并称量好的重量将导电纤维和主体纤维同时喂入梳理机,经多道梳理工序。另外,所选用的导电纤维应尽量与主体纤维的材质一致。混纺的工艺流程为:梳棉(一道)→梳棉(二道)→头并→二并→三并→粗纱→细纱→络筒。
3.3 织造时嵌入导电长丝或抗静电纱线
开发抗静电纺织品除了在原料上进行改进之外,还可以在织物上机织造时,将导电长丝(或导电纤维复合纱线)以一定间距嵌入织物。可以沿经向或纬向嵌入,也可以同时沿经向和纬向嵌入形成网格状。经大量的实验证明,不管以哪种方式嵌入导电丝,织物的抗静电效果均有明显的改善,但是以网格形式嵌入导电丝或抗静电纱时效果最佳。而且织物的抗静电性能都随嵌入导电丝间距的增加而减弱。导电丝嵌入间距(或织物中导电纤维的含量)应根据抗静电产品的最终用途及对导电性能要求来决定。具体可参考下表:
由于导电纤维价格较高,制成织物成本较高,在设计时应考虑到使用最少的导电纤维获得最佳的抗静电性能。可以通过对各影响因素(导电丝间距、织物密度等)进行最优化分析,得到满足产品使用要求的最佳嵌入间距(导电纤维含量)。另外,由于使用的导电长丝大多为黑色,在设计织物组织时,应尽量使导电丝的经组织点隐藏在基础组织经组织点下面,以保证正面的织物组织结构不被破坏。而在织物反面,使导电丝尽量显露在织物表面,以利于放电。
3.4 用抗静电剂对织物进行后整理
用表面活性剂直接对织物表面进抗静电处理的方法始于上世纪50年代,这种方法适合于各种纤维材料。所用抗静电剂大多数是结构与被整理的纤维相似的高分子物,经过浸、轧、焙烘而粘附在合成纤维或其织物上。这些高分子物是亲水的,因此涂覆在表面上可通过吸湿而增加纤维的导电,使纤维不至于积聚较多的静电荷而造成危害。这种方法除使织物具有抗静电效果外,处理后的织物还具有吸湿、防污、不吸尘等功能。由于抗静电方法较为简单,因此成品价格也较为便宜。
工艺流程为:坯布→浸轧抗静电树脂(二浸二轧)→烘干(100 ~ 110℃)→焙烘(150 ~160℃,2min)→拉幅→成品抗静电整理的方法较多,目前主要有三种。
(1)助剂吸咐固着法
(2)表面接枝聚合法
(3)低温等离子体表面处理法
由于后两种方法需要较多的特种引发剂或高能射线或用等离子体处理等,工艺繁复,操作复杂,因此一般采用第一种方法。它可在后整理中进行抗静电加工,也可在染色过程中进行同浴处理,均能获得理想的效果。
4 纺织品抗静电技术的发展现状和前景展望
4.1 国内外抗静电技术的现状及存在的问题
目前,民用纺织品抗静电主要使用后整理的方法。静电防护织物中,导电性纤维以一定的间隔在织物中沿纵向或横向或纵横向同时分布形成纵条、横条或格子,根据抗静电性能的要求,间隔范围常选择在3mm~15mm,因其具有良好的耐洗性、耐摩擦性、耐热性、耐光照性及永久的抗静电性,且不受环境温湿度变化的影响,正得到愈来愈广泛的开发和应用。从纺织品开发的角度来看,宜采用导电性纤维再经过抗静电后处理,可达到优良的抗静电性能。
使用导电纤维开发的抗静电织物存在的问题是织物的后整理(染色等)问题,由于导电纤维大多数为深色,其染色性能成为一个问题。
4.2 前景展望
随着人们对服装性能的要求的提高及生产上精密度和安全性的考虑,对抗静电纺织品的要求越来越高,目前的抗静电技术需要不断的改进和提高,从目前形势来看,将上述几种抗静电途径的混合使用能达到优良的抗静电效果。
参考文献:
[1]高绪珊,童俨等 导电纤维及抗静电纤维,北京:纺织工业出版社,1991.
[2]姚穆纺织材料学,北京:中国纺织出版社,2001(二版).
[3]张宝铭 林文荻 静电防护技术手册,电子工业出版社,2001.
[4]施楣梧 刘俊卿 南燕 有机导电纤维的应用方法研究,毛纺科技,2001,(2):9~12.
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