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紧密纺、网圈和抗静电 陆立秋陆宗源江苏盐城海马纺织机械有限公司( 中国) 摘要：简要阐述了紧密纺纺纱工序中静电产生和控制的基本原理。指出静电不是网 圈吸附灰尘的唯一原因，抗静电网圈也不是解决网圈吸附灰尘问题的唯一方 法。介绍了简单、实用、低成本的抗静电剂处理网圈的原理和方法。 关键词：抗静电剂，表面比电阻，摩擦起电序列 紧密纺普遍推广应用时，高分 子材料制造的网圈的静电问题却 困扰了人们。 初期德国绪森公司的网圈没 有抗静电措施，表面比电阻超过 1 0 1 2 Q ，静电效应明显，网圈容易吸 附灰尘，平均3 5d 就要卸下清 洗。2 0 0 6 年推出了用镀碳、镀银 尼龙丝制的“五星网圈”，表面比电 阻降低至1 0 6 Q ，达到纺织品抗静 电良好级别，清洗周期大为延长， 基本解决了紧密纺用户的“静电。 问题。之后又进一步改进，电阻降 低达到“导体”水平。 网圈是由锦( 涤) 纶单丝机织 制成的“环形网”，属于纺织品范 畴。国内外纺织行业对于纺织品 的抗静电性有详尽研究，经验丰 富，制定了多种抗静电的措施和测 试方法标准。一个共同的结论是： 纺织品的表面比电阻达到1 0 9 Q 以 下，则该纺织品抗静电性能良好， 没有必要把纺织品变成“导体”，更 不可能做到“零电阻”。 现就紧密纺和网圈的静电问 题，进行一些基本原理的探讨。 1 静电的产生 网圈是纤维材料，被加工的絮 条也是纤维材料，它们之间接触、 互相摩擦又分离，外层电子就会发 生转移，物体双方就会带电。物体 表面带电，就存在电压，如果环境 湿度比较高，或周围物体电阻不 大，电子就会以各种形式释放、逸 散。摩擦不断产生电子，又不断释 放，达到动态平衡。但是如果环境 条件不佳，电子释放不畅，电子就 会积累较多，形成一个电场，这就 是静电效应。 因此，抗静电实际上要解决两 个方面的问题：一方面设法减少静 电的产生；另一方面设法加快电子 的逸散。 不同物 质摩擦起电 的程度不同， 存在一个按 介电常数排 列的摩擦起 电序列( 图1 ) 。 排在左面的物质和排在右面的摩 擦，前者带正电，后者带负电。介 电常数相差越大，摩擦起电越是严 重1 圳。 由摩擦起电序列发现，用锦纶 ( 尼龙) 制造的网圈用于纯毛纺时， 由于它们的介电常数很接近，基本 上不会产生静电；但如果是影涤 混纺纱，就会产生静电。 用锦纶( 尼龙) 网圈纺纯棉或 麻时会产生一定静电，但并不严 重，因为它们的介电常数还比较接 近。但如果是涤棉混纺，则静电 会严重些。 胶辊一般由合成橡胶或聚氨 酯制造，介电常数和锦纶( 尼龙) 相 差较大，但由于胶辊在制造过程中 已采取了抗静电措施，只要选用适 当，一般静电不会太严重。 紧密纺的静电问题，在纺织行 业中并不算十分严重，还没有达到 无法生产的程度。但由于静电导 致产品质量下降、生产效率低下的 问题必须加以解决，解决的方法是 多渠道的，关键在于措施的合理性 和经济性。 图1 摩擦起电序列 国际纺织导报2 0 0 9 年第1 2 期 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 还应指出，网圈吸附灰尘静电 是一个因素，但不是全部。即使目 前采用导电丝制作的网圈，表面比 电阻可以达到导体程度，网圈还是 不能完全不吸附灰尘，还是需要定 期清洗。这是因为网圈的多孔性 使它具有比较大的表面积，本身具 有较大的分子吸附力，比较容易吸 附周围空气中的微细灰尘。 2静电控制 静电要全部消除是困难的，也 没有必要，工业上一般将静电控制 在一定范围内，以不影响生产就可 以了。 车间具有良好的空调系统，保 持车间符合纺纱工艺要求的最佳 相对湿度是控制静电的一个重要 条件3 | 。 控制静电的基本原理是减J 、 周围介质的表面电阻，增加一定的 导电性，加速电子释放( 逸散) 的速 度。 工业上控制静电的方法主要 有以下3 种： 一使带静电的材料接地； 一使用抗静电剂处理口1 ； 一使带静电的材料周围空气 电离。 对紧密纺而言，要解决静电问 题可有多种途径，网圈的抗静电措 施只是一个方面，并不是唯一的， 不一定要局限在网圈的制造上。 现就上述3 种途径，分析探讨解决 紧密纺静电问题的方法。 使带静电的网圈直接接地显 然是困难的，因为网圈在不断地运 转中。但是目前紧密纺的负压管 表面的耐磨镀层是不导电的，限制 了电子的逸散。如果机械制造上 能采用既耐磨，又导电的镀层，则 有利于网圈上的电子逸散。另外， 在网圈的非工作区( 下面) 采用接 地良好的碳纤维刷引导电子也是 纺织工业上常用的可靠方法。 目前中国普遍采用的镀碳( 导 电) 丝制造网圈是一有效方法，但 增加了网圈成本，提高了制造难 度。镀碳丝的防静电效果，不仅是 因为降低了表面比电阻，还因为初 期和纤维接触的是碳膜，而不是锦 纶，改变了摩擦条件，减少了摩擦 起电。但是碳膜很薄，使用不久， 镀碳层很快脱落，又恢复了锦纶和 纤维摩擦的原状，降低了网圈的抗 静电效果。 实际上，化纤织物用抗静电剂 处理达到抗静电效果是纺织行业 普遍应用的方法，用在网圈上不失 是种价廉、简便的方法。 用电场使空气中氧分子的电 子游离，从而产生含有带负电的电 子和带正电的氧离子气流。将它 引导到紧密纺的集聚工作区，如果 材料带正电荷，则可被带负电的电 子中和；如果材料带负电荷，则可 被带正电的氧离子中和，这是一种 很科学有效的方法。但在目前的 网圈式紧密纺纱机上无法实现。 目前紧密纺工作区开式结构的严 重缺点是吸入气流来自车间空间， 很难避免空气中灰尘向工作区集 中，增加了网圈堵塞的几率。瑞士 立达公司的卡摩纺采用封闭工作 区结构，吸入空气由送风管送入清 洁空气，大大减少了网孔堵塞的可 能性。预料网圈式紧密纺的技术 发展也将在纺制高级产品中采用 这种方式，并在空气供给系统中采 用电离方法，使清洁空气中含有带 电离子，从而可比较彻底地解决网 圈灰尘堵塞网孔的问题。 3 网圈的抗静电处理 2 0 世纪五六十年代国外就开 始研究化纤织物的抗静电处理问 题，并发明了一系列抗静电方法， 提出了对织物的抗静电要求和测 试方法标准。 中国从2 0 世纪8 0 年代开始， 由于化纤织物的广泛应用，对抗静 电纺织品进行了广泛研究，主要有 两种方法，即：采用导电纤维混纺 或交织；在后整理中采用抗静电剂 处理。后者由于方法简便，成本较 低被广泛采用，目前几乎所有纺织 化学助剂生产企业都有抗静电助 剂的相应产品。 抗静电剂是一种表面活性剂， 以其亲水性物质施加到纤维或织 物表面，增加其表面的亲水吸湿 性，防止静电在纤维上积聚。采用 亲水性物质处理疏水I 性的合成纤 维可提高纤维表面的吸湿性，在纤 维表面形成具有电导性的离子层， 使纤维表面比电阻明显降低，从而 达到防静电效果。在织物后整理 中离子型抗静电剂以其极佳的抗 静电效果、优良的柔软和杀菌作用 而得到了广泛应用。 抗静电剂可分为暂时性抗静 电剂和耐久性抗静电剂。目前工 业上应用的暂时性抗静电剂主要 是离子型表面活性剂，由于离子型 表面活性剂可以直接利用自身的 离子导电性消除静电，所以目前应 用最多。 网圈的抗静电处理，可在清洗 4 2 国际纺织导报2 0 0 9 年第1 2 期 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 过程中采用浸泡、喷雾等方法。表 面比电阻 1 0 1 2 Q 的普通网圈，经 过浸泡法处理后，可以降低到1 0 9 Q 以下，达到标准规定的抗静电良好 级别。 保持较高的相对湿度是使抗 静电处理的网圈更好地控制静电 的重要条件。 为了在网圈清洗过程中进行 抗静电剂的处理，要求清洗彻底， 并且除油，因此必须采用超声波清 洗机清洗网圈。为此要求网圈有 浸水不变形的特性。当然也可采 用喷雾方式将抗静电剂施加到网 圈表面，但效果没有浸泡处理的 纺纱 好。 按照国家标准G B1 4 1 0 织物 表面比电阻测试方法，织物抗静电 效果和表面比电阻值的关系如 表1 所示m 。 表1 织物表面比电阻和 抗静电效果的关系 表面比电融n 1 0 ” 抗静电双果良好般较菱差 镀碳锦纶丝网圈表面比电阻 初期可达到1 0 6 Q ，实践证明用抗 静电剂简单处理的网圈表面比电 阻可达到1 0 9 Q 以下，都可适应纺 织品的抗静电要求。 但网圈的用途和应用环境毕 竟和一般纺织品不同，1 0 9 Q 的表 面比电阻值能否作为网圈的一个 使用标准界限还有待于实践检验 和修正。 参考文献 1 霍瑞亭高性能防护纺织品 M 北 京：中国纺织出版社，2 0 0 8 ：2 3 2 2 姚穆纺织材料学 M 2 版北京：中 国纺织出版社，2 0 0 0 ：4 7 8 ，4 8 0 - 4 8 1 3 瞿才新纺织材料基础 M 北京：中 国纺织出版社，2 0 0 4 ：2 8 0 4 俞大卫化学纤维词典 M 北京：中 国纺织出版社，1 9 9 1 ：3 1 8 C o m p a c ts p i n n i n g ，n e t t ya p r o na n da n t i s t a t i c L uL i q i u ，L uZ o r t g y u a n ， J i a n g s uY a n c h e n gS e a h o r s e sT e x t i l eM a c h i n e r yC o ，l a d ，Y a n e h e n g C h i n a A b s t r a c t ：T h eb a s i cp r i n c i p l eo fe l e c t r o s t a t i cg e n e r a t i o na n dc o n t r o li nc o m p a c ts p i n n i n gi sb r i e f l ys u m m a r i z e d A n di t i sp o i n t i n go u tt h es t a t i co fn e t t y a p r o ni sn o tau n i q u er e a s o no fa d s o r bd u s t ，a n t i s t a t i cn e t t y - a p r o n Si sn o t t h eu n i q u es o l u t i o nm e t h o d T h ep r i n c i p l ea n dm e t h o do fd e M i n gw i t ha n l i s t a t i ga r ei n t r o d u c e d K e y w o r d s ：a n l i s t a t i g ，s u r f a c es p e c i f i cr e s i s t a n c e ，s e q u e n c et r i b o e l e t r i c i t y 欢迎订阅产业用纺织品 产业用纺织品( 月刊) ，大1 6 开，8 0 克双胶纸印刷，定价 8 元，全年9 6 元，国际标准连续出版物号：I S S N1 0 0 4 - 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