Tekstiilimateriaalit
Tekstiilimateriaalit ovat sähköeristysmateriaaleja, joilla on korkea ominaisvastus, erityisesti synteettiset kuidut, kuten polyesteri, akryylikuitu ja kloorikuitu. Siksi tekstiilin käsittelyprosessissa kuidun ja kuidun tai kuidun ja koneen osien välisen läheisen kosketuksen ja kitkan vuoksi. Se aiheuttaa sähkövarauksen siirtymisen esineen pinnalle, mikä johtaa staattiseen sähköön. Saman varauksen omaavat kuidut hylkivät toisiaan ja erivaraiset kuidut vetävät osia puoleensa. Seurauksena on, että suikale on karvaista, langan karvaisuus lisääntyy, rullan muodostus ei ole hyvä, kuitu tarttuu osiin, langan katkeaminen lisääntyy ja kankaan pinnalle muodostuu hajaantunut nauhavarjo. Vaatteiden sähköistymisen jälkeen imeytyy suuri määrä pölyä, joka on helppo saastuttaa. Lisäksi vaatteet ja ihmiskeho, vaatteet ja vaatteet sotkeutuvat tai synnyttävät sähkökipinöitä. Siksi sähköstaattiset häiriöt vaikuttavat sujuvaan käsittelyyn, tuotteiden laatuun ja kankaiden kulumisominaisuuksiin. Kun staattinen sähkö on vakavaa, staattinen jännite on jopa useita tuhansia voltteja, mikä synnyttää purkautumisesta kipinöitä, aiheuttaa tulipalon ja aiheuttaa vakavia seurauksia.
Pitkään on havaittu, että kun kaksi eristettä hierovat toisiaan vasten ja eroavat toisistaan, suuremman dielektrisyyskertoimen kohteissa on positiivinen varaus ja pienemmän dielektrisyyskertoimen kohteissa negatiivinen varaus. Tämä on 1800-luvun lopulla löydetty laki, joka on yhdenmukainen monien kokeellisten tulosten kanssa. Kokeesta saatujen erilaisten kuitujen sähköstaattinen potentiaalisarja on esitetty taulukossa 3-32 (koeolosuhteet ovat lämpötila ja ilman suhteellinen kosteus 33 %). Kun taulukon kahden tyyppiset kuidut ovat kitkassa, pöydän yläosassa olevat kuidut ovat varautuneita positiivisesti ja alla olevat kohdat negatiivisesti varautuneita.
Taulukko 1 kuidun sähköstaattinen potentiaalisekvenssi
Villa, nailon, viskoosi, puuvilla, silkki, polyesteri, polyvinyylialkoholi, polyakryylinitriili, kloori, nitriili, kloori, vinyylipolypropeeni, fluori, kuitu
+ -
Ensimmäinen potentiaalinen järjestystaulukko vuodelta 1757, joka sisältää vain villaa tekstiilimateriaalina, on järjestetty taulukon positiiviseen päähän. Monet ihmiset ovat tehneet tutkimusta tällä alalla tulevaisuudessa. Joissakin julkaistuissa potentiaalisekvensseissä eri kuitujen järjestys ei ole täsmälleen sama, ja jotkut erot ovat suhteellisen suuria. Mutta yleisesti ottaen polyamidikuidut (villa, silkki ja nylon) on järjestetty pinnan positiivisen varauksen päähän, selluloosakuidut pinnan keskelle ja hiiliketjukuidut pinnan negatiivisen varauksen päähän. On huomattava, että koeolosuhteiden pieni muutos voi aiheuttaa kuitupotentiaalin muutoksen. Ja kun tekstiilimateriaali on latautunut, materiaalin jokaisen osan potentiaali ei ole sama, joillakin osilla on positiivinen varaus, joillakin osilla voi olla negatiivinen varaus, tilanne on monimutkaisempi.
Tekstiilimateriaalien kuljettaman staattisen sähkön "lujuus" ilmaistaan materiaalien varautuneella määrällä (Coulomb tai sähköstaattinen yksikkö) painoyksikköä (tai pinta-alayksikköä) kohti. Kaikenlaisten kuitujen maksimi sähkövaraus on lähes yhtä suuri, mutta sähköstaattinen vaimenemisnopeus on aivan erilainen. Pääasiallinen sähköstaattisen hajoamisnopeuden määräävä tekijä on materiaalin pintaominaisvastus. Joidenkin kankaiden pintaominaisvastuksen ja sähköstaattisen heikkenemisen puoliintumisajan välinen suhde puoleen alkuperäisestä arvosta.
Eri kankaiden varauksen puoliintumisajan{0}}ja pintavastuksen välinen logaritminen suhde on lineaarinen. Mitä suurempi pintaominaisvastus on, sitä pidempi on puoliintumisaika. Taulukossa 1 on esitetty joidenkin kankaiden pintaominaisvastuksen ja varauksen puoliintumisajan välinen suhde (testiolosuhteet ovat lämpötila 30 oC ja ilman suhteellinen kosteus 33 %). Kun taulukon kahden kuidun välillä esiintyy kitkaa, pinnalle järjestetyt kuidut ovat varautuneita positiivisesti ja alla olevat kuidut negatiivisesti varautuneita.
Tekstiilimateriaalien kuljettaman staattisen sähkön "lujuus" ilmaistaan materiaalien varautuneella määrällä (Coulomb tai sähköstaattinen yksikkö) painoyksikköä (tai pinta-alayksikköä) kohti. Kaikenlaisten kuitujen maksimivaraus on lähes yhtä suuri, mutta staattisen sähkön hajoamisnopeus on hyvin erilainen. Pääasiallinen sähköstaattisen hajoamisnopeuden määräävä tekijä on materiaalin pintaominaisvastus.
Mitä suurempi kankaan pintaominaisvastus on, sitä pidempi{0}}varauksen puoliintumisaika. Siksi, jos tekstiilikankaan ominaisvastusta pienennetään jossain määrin, sähköstaattinen ilmiö voidaan estää.
Tuotantokäytäntö osoittaa, että staattinen sähkö häiritsee harvoin selluloosakuidun käsittelyä tekstiilitehtaalla. Käsittely, kuten villa ja silkki, on tiettyjä sähköstaattisia häiriöitä. Kuitenkin polyesterin, nailonin, polyesterin ja muiden synteettisten kuitujen käsittely on alttiina suurimmalle sähköstaattiselle häiriölle.
Synteettisen kuitukankaan kulumisprosessin sähköstaattisten häiriöiden ratkaisemiseksi on välttämätöntä tehdä synteettisestä kuidusta ja sen kankaasta kestävyyttä ja antistaattista suorituskykyä. Synteettisiä kuituja voidaan valmistaa monella tapaa ja niiden kankailla on kestäviä antistaattisia ominaisuuksia. Esimerkiksi kun synteettinen kuitu polymeroidaan tai kehrätään, lisätään hydrofiilistä polymeeriä tai johtavaa pienimolekyylistä polymeeriä; tai komposiittikuitu, jossa on hydrofiilinen ulkokerros, valmistetaan komposiittikehruumenetelmällä. Esimerkiksi kehruuprosessissa synteettinen kuitu voidaan sekoittaa vahvan kosteutta imevän kuidun kanssa tai potentiaalisen järjestyksen mukaan positiivisesti varautunut kuitu voidaan sekoittaa negatiivisen varauksen omaavaan kuituun ja kangas voidaan käsitellä kestävällä hydrofiilisellä apuaineella.
Markkinoilla on kolmenlaisia antistaattisia kankaita: antistaattinen kangas johtavalla langalla, antistaattinen kangas johtavalla kuidulla ja antistaattinen kangas lisäviimeistelyllä.
