Materiały tekstylne
Materiały tekstylne to materiały izolacyjne elektryczne o wysokiej rezystancji właściwej, zwłaszcza włókna syntetyczne, takie jak poliester, włókno akrylowe i włókno chlorowe. Dlatego w procesie przetwarzania tekstyliów, ze względu na bliski kontakt i tarcie pomiędzy włóknem a włóknem lub pomiędzy włóknem a częściami maszyny. Powoduje przeniesienie ładunku elektrycznego na powierzchnię przedmiotu, w wyniku czego powstaje elektryczność statyczna. Włókna o tym samym ładunku odpychają się, a włókna o różnych ładunkach przyciągają części. W rezultacie taśma jest owłosiona, zwiększa się włochatość przędzy, nie jest dobre zwijanie się rolki, włókno przykleja się do części, zwiększa się pękanie przędzy i na powierzchni tkaniny tworzy się rozproszony cień paska. Po naelektryzowaniu odzieży zostanie pochłonięta duża ilość kurzu, który łatwo ulega zanieczyszczeniu. Ponadto odzież i ciało ludzkie, odzież i odzież również zostaną zaplątane lub wygenerują iskry elektryczne. Dlatego zakłócenia elektrostatyczne wpływają na płynność przetwarzania, jakość produktów i właściwości użytkowe tkanin. Kiedy elektryczność statyczna jest poważna, napięcie statyczne sięga nawet kilku tysięcy woltów, co powoduje wytworzenie iskier w wyniku wyładowania, pożar i poważne konsekwencje.
Od dawna stwierdzono, że gdy dwa izolatory ocierają się o siebie i rozdzielają, obiekty o wyższym współczynniku dielektrycznym mają ładunek dodatni, a obiekty o niższym współczynniku dielektrycznym mają ładunek ujemny. Jest to prawo odkryte pod koniec XIX wieku, które jest zgodne z wieloma wynikami eksperymentów. Otrzymaną w wyniku eksperymentu sekwencję potencjałów elektrostatycznych różnych włókien przedstawiono w tabeli 3-32 (warunki eksperymentu to temperatura i wilgotność względna powietrza wynosząca 33%). Kiedy dwa rodzaje włókien w stole podlegają tarciu, włókna na górze stołu są naładowane dodatnio, a punkty poniżej są naładowane ujemnie.
Tabela 1. Sekwencja potencjałów elektrostatycznych włókna
Wełna, nylon, wiskoza, bawełna, jedwab, poliester, alkohol poliwinylowy, poliakrylonitryl, chlor, nitryl, chlor, winylopolipropylen, fluor, włókno
+ -
Pierwsza tabela potencjalnej sekwencji z 1757 r., zawierająca wyłącznie wełnę jako materiał tekstylny, jest umieszczona w pobliżu dodatniego końca stołu. Wiele osób w przyszłości prowadziło badania w tej dziedzinie. W niektórych opublikowanych sekwencjach potencjałów kolejność ułożenia różnych włókien nie jest dokładnie taka sama, a niektóre różnice są stosunkowo duże. Ogólnie rzecz biorąc, włókna poliamidowe (wełna, jedwab i nylon) są rozmieszczone w pobliżu dodatniego końca powierzchni, włókna celulozowe są rozmieszczone w środku powierzchni, a włókna łańcucha węglowego są rozmieszczone na końcu powierzchni z ładunkiem ujemnym. Należy pamiętać, że niewielka zmiana warunków doświadczalnych może spowodować zmianę potencjału włókna. A po naładowaniu materiału tekstylnego potencjał każdej części materiału nie jest taki sam, niektóre części mają ładunek dodatni, inne mogą mieć ładunek ujemny, sytuacja jest bardziej złożona.
„Siła” elektryczności statycznej przenoszonej przez materiały tekstylne jest wyrażona jako ilość naładowanego ładunku (kulomb lub jednostka elektrostatyczna) materiałów na jednostkę masy (lub jednostkę powierzchni). Maksymalny ładunek elektryczny wszystkich rodzajów włókien jest prawie równy, ale szybkość zaniku elektrostatycznego jest zupełnie inna. Głównym czynnikiem determinującym szybkość zaniku elektrostatycznego jest rezystancja powierzchniowa materiału. Zależność między oporem właściwym powierzchniowym niektórych tkanin a czasem połowicznym wymaganym do zaniku elektrostatycznego do połowy pierwotnej wartości.
Logarytmiczna zależność między okresem półtrwania- ładunku różnych tkanin a oporem powierzchniowym jest zależnością liniową. Im większy jest opór właściwy powierzchni, tym dłuższy jest okres półtrwania. Tabela 1 pokazuje związek między oporem właściwym powierzchniowym niektórych tkanin a okresem półtrwania-ładunku (warunki badania to temperatura 30oC i wilgotność względna powietrza 33%). Kiedy między dwoma włóknami w stole występuje tarcie, włókna ułożone na powierzchni są naładowane dodatnio, a włókna poniżej są naładowane ujemnie.
„Siła” elektryczności statycznej przenoszonej przez materiały tekstylne jest wyrażona jako ilość naładowanego ładunku (kulomb lub jednostka elektrostatyczna) materiałów na jednostkę masy (lub jednostkę powierzchni). Maksymalny ładunek wszystkich rodzajów włókien jest prawie równy, ale szybkość zaniku elektryczności statycznej jest bardzo różna. Głównym czynnikiem determinującym szybkość zaniku elektrostatycznego jest rezystancja powierzchniowa materiału.
Im większy jest opór powierzchniowy tkaniny, tym dłuższy-okres półtrwania ładunku. Dlatego też, jeśli opór właściwy tkaniny tekstylnej zostanie w pewnym stopniu zmniejszony, można zapobiec zjawisku elektrostatycznemu.
Praktyka produkcyjna pokazuje, że przetwarzanie włókna celulozowego w zakładzie tekstylnym rzadko jest zakłócane przez elektryczność statyczną. Podczas przetwarzania wełny i jedwabiu występują pewne zakłócenia elektrostatyczne. Jednak obróbka poliestru, nylonu, poliestru i innych włókien syntetycznych podlega największym zakłóceniom elektrostatycznym.
Aby rozwiązać problem zakłóceń elektrostatycznych w procesie noszenia tkaniny z włókien syntetycznych, konieczne jest zapewnienie włóknu syntetycznemu i jego tkaninie trwałości i właściwości antystatycznych. Istnieje wiele sposobów wytwarzania włókien syntetycznych, a ich tkaniny mają trwałe właściwości antystatyczne. Na przykład, gdy włókno syntetyczne jest polimeryzowane lub przędzone, dodaje się polimer hydrofilowy lub przewodzący polimer niskocząsteczkowy; lub włókno kompozytowe z hydrofilową warstwą zewnętrzną wytwarza się metodą przędzenia kompozytowego. Na przykład w procesie przędzenia włókno syntetyczne można zmieszać z włóknem o silnym wchłanianiu wilgoci lub zgodnie z sekwencją potencjałów włókno z ładunkiem dodatnim można zmieszać z włóknem o ładunku ujemnym, a tkaninę można poddać działaniu trwałego hydrofilowego środka pomocniczego.
Na rynku dostępne są trzy rodzaje tkanin antystatycznych: tkanina antystatyczna z drutem przewodzącym, tkanina antystatyczna z włóknem przewodzącym i tkanina antystatyczna z wykończeniem pomocniczym.
