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1、j 芏细介绍了高级抗静电洁净面料的性能要求，并根据这些性能要求，着重 十从主体原料选择、导电丝选用和配置、组织结构确定织造工艺等关键 技术分析探讨了高级抗静电洁净面料的设计和开发过程。 T h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h ed e s i g no fa na n t i s t a t i c c l e a n r o o mf a b r i ca sw e l la si t s p r o d u c t i o n ，a n de m p h a t i c a l l ya n a l y z e dt h et e c h n i q
2、u ea n dt h ek e ym e a s u r e st od e s i g n a n d d e v e l o pt h ea n t i s t a t i c c l e a n r o o mf a b r i c - _ I t = ， 同级机织洁净面料的设计与织造 D e v e l o p m e n to ft h eH i g h - g r a d eA n t i s t a t i c - C l e a n r o o mF a b r i c 一般的洁净面料丰要是指抗静电的而料，主要用在煤 矿天然气、油田、化工厂等易燃易爆的工作场所的工作服。 但是
3、随着现代科技产业的发展，住微电子、精密加T 、生物 制药等行业对清净面料的功能要求越来越高，这些行业的 的车间和洁净室的洁净服小但要求有优良持久的抗静电性 能，而且要求洁净服对人体散发的大量伞粒起到良好的屏 蔽和过滤作用，同时自身又不能成为发尘源。 国内的抗静电织物从2 0 世纪9 0 年代初发展迅速，但相 对国外，产品还是比较低档，功能比较单一，适合10 0 0 级 及以上的洁净室用的洁净服而料比较少见，高端的洁净面 料大多进口于日本和欧美国家。因而开发高级洁净服面料具 有广阔市场前景。 1 高级洁净面料的性能要求 1 。1 无尘性、滤尘性、舒适性 无尘性是指洁净服装本身不能成为发尘源，这就
4、要求 洁净服的面料住设计和牛产过程中选择不发尘的原料和辅 料，并且在面料的裁剪、缝制中减少发尘和积尘的叮能性。 作为洁净服洁净性能的另一个重要指标滤尘率， 在日本也被业界称为捕尘率，是指洁净服阻隔人体微粒向 外扩散的效果，这要求洁净面料不能透过皮屑、头屑等身体 l 作者简介：罗炳金，男，1 9 6 6 年生，副教授，从事纺织品开发研究 l 和教学。 I 作者单位：浙江纺织服装职业技术学院。 6 2 文罗炳金林晓云 散落粒子以及1 人】衣等散m 的纤维屑粒子 高级洁净服的人性化设计必须要考虑舒适性的冈素， 这就要求洁净服的面料具有良好透眭、透淞陛，以避免穿 着时的闷热。一般来说，提高洁净服面料的
5、透气性和透泄性 是以牺牲滤尘性为代价的，因此，洁净服的透气性和透混陛 必须控制在一定范围之内。 1 2 抗静电性和耐久性 抗静电织物的加工方法主要有以下3 种类型：一是 涂敷法，就是在纤维表面涂敷一层亲水性聚合物表面活性剂 ( 抗静电剂) ，这种方法上艺简单，但易 物f i 耐洗涤；二是 加入法，即住合纤原料巾加入抗静电剂或碳黑微粒，然后纺 丝、织布，这种方法生产方便，但织物残留电压偏高，黑色抗 静电纤维存浅色织物中无法掩盖；第二种方法是嵌织导电 纤维法，采用此种方法获得的抗静电面料的抗静电性能耐 久性强，能适应低湿环境，织物成用而r 洁净服抗静电降能的耐久性主要通过选择合适的防静 电纤维来实
6、现，目前常见有两种防静电纤维表面渗碳 型和复合纺丝犁防静电纤维。表面渗碳型防静电纤维凶为 其导电成分涂覆住基体表面，经洗涤后导电成分易剥落，增 加面料的发尘量；而复合纺丝型防静电纤维则是将导电成 分与熔融状的基体材料充分混合后，再经特殊喷丝q Lc f i i 成， 因此耐磨耐洗，适合用在高级浩净服面料中。 洁净性能耐久眭的另一个主要指标是面料的起毛起球 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to r
7、emove the watermark 等级。摩擦起毛起球等级低的面料，在使用过程中容易产生 微粒，污染洁净室的环境。 2 高级洁净面料的设计 根据洁净服的性能要求、实际的生产条件、产品的价格 情况，形成高级洁净服面料的设计思路。 2 1 主体原料选择 在洁净宅里使用的织物不能产生绒毛和灰尘，而棉、 麻等天然纤维因为是短纤维，在纤维末端很容易产生颗粒 物，再牛切片纺制的纤维含有一定比例的同收料，其中杂质 较多，会增加面料的发尘儿率，所以聚酯和聚酰胺的合成纤 维成为首选。而聚酯材料在耐热性、尺寸稳定性，耐自然老 化( 变黄) 、洗涤耐久性及纤维加上等方面都优于聚酰胺纤 维。 据资料报道，选用超细
8、纤维( 单丝纤度在0 5d t e x 以 下) 能够发挥其优异的过滤性能，并且超细纤维织物的吸 湿透气性能也优于普通合成纤维织物。经对比试验，采用单 丝纤度在0 6 0 7d t e x 范围内的细旦聚酯纤维作为基本材 料，一方面满足了过滤的要求，与普通合成纤维织物相比其 透气性、舒适性也火为提高，其成本与超细纤维相比也下降 ，许多。 2 2 导电丝的选择和使用 电阻率小于1 0 7 L ) c m 的纤维定义为导电纤维，高级的 洁净服面料要求电导率相对要高，导电耐久性好、导电介质 不易脱落、织造性能良好、强度及热学性能与主体材料基本 一致，I _ | 时导电纤维以较低的混用率( 一般混用0
9、 5 2 ) ，即能使涤纶、锦纶等织物具有良好的抗静电效果， 牛产成本较低。 考虑到主体材料是选用聚酯纤维，而聚酯纤维与聚酰 胺纤维的热学性能不尽相同，两者的沸水收缩率有一定的 差异。为了防止后整理时导电丝因收缩率不同而造成卷曲 或断裂，从而造成抗静电性能下降和影响织物的外观及手 感，应选用聚酯基的复合导电丝。 现国内多采用E t 本K A N A B O ( 钟纺) 、德国B A S F ( 巴斯 夫) 及美国S O L U T I A ( 首诺) 等公司的复合纺丝导电纤维。 导电纤维的使用方式采用“嵌织导电纤维法”，即在织 物中，嵌织一定比例的导电纤维，以此使织物在服用过程中 摩擦产生的静
10、电迅速释放。导电纤维嵌入织物中的距离有： 5 、1 0m m 条纹状；1 5m m 1 5m m 、2 5m mX2 5m m 、 5m mX5m m 、1 0m mX1 0m m 、1 5m mX1 5m m 网格 状。导电丝在织物嵌织的距离越小，织物表面的电阻就越 小，织物的抗静电性也就越好，但织物的成本和织造的难度 则越高，所以根据产品的要求和现有的生产条件选择合适 的导电幺乏的间距是比较关键的。经过多种洁净面料的测试 与数理统计分析，织物嵌织导电丝的间距与织物表面的电 阻及织物成本的关系如图1 所示。从图1 可以看剑织物中 导电纤维嵌入的距离为5m mX5m m 时，织物的表面电阻 和
11、织物的成本都相对较低。 暖 佃】 导电丝间距( m m ) 一导电丝间距与织物成本关系曲线 r 一导电丝间距与织物表面电阻关系曲线 图1导电丝与织物表面的电阻和织物成本的关系 幡 懂 2 3 组织结构设计 高级洁净服面料一般采用平纹或斜纹组织。斜纹织物 在其耐磨性及外观上较平纹为优，并且适宜于高密织物。 平纹类或2 2 斜纹类织物：导电丝浮于织物表面，使织 物更易发生电晕放电，提高抗静电性能，主要用于加工抗静 电工作服。 2 1 + 1 2 或3 1 - I - 1 3 联合组织类织物：该类织物采用地经 为2 1 或3 1 斜纹组织，嵌织的导电丝为1 2 或1 3 组织隐藏于 织物背面，使产品
12、具有抗静电性能，且导电纤维隐蔽、不外 漏，织物外表美观，适于制作高级洁净服的面料。 2 4 织物规格总表 根据上述的设计思路，设计出高级机织抗静电浩净织 物规格如表1 。 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r - 2 0 0 9N o 36 3 砌加卯加m o O 8 6 4 2 O 8 6 4 2 O 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 表1高级机织抗静电洁净织物规格表 布幅：1 8 05c m ： 经密：7 5
13、 根c m ，纬密：4 0 根c m ： 成品规格织物克重1 0 5g m 2 ： 导电纤维间距：5 i n l nx5 m m ： 适用等级10 0 0 级。 筘外幅：2 l I 5c m ( 其中两边宽8c m ) ； 筘号：1 6 0 齿1 0c m 筘穿入数：4 ： 经组合：甲为7 5D 2 4 绦纶网络丝乙为2 0D 3 f B e l l t r o n 导电丝 织造规格 ( 网络丝) 甲：乙= 3 5 ：l ： 纬组合甲为7 5 D 2 4 睬纶网络丝乙为2 0 D 3 f B e l l t r o n 导电 丝网络丝) 甲：乙= 2 1 ：1 j 织物组织2 1 + 1 2
14、甲经与甲纬以2 1 斜纹交织乙经与乙纬以 l ，2 斜纹交织) 。 织造机械T w N 整经机日本津E t 驹Z W 4 0 5 型喷水织机。 3 生产的关键技术 具体的工艺流程如下： ( 1 ) 经纱：原料一网络一整经一穿经一一, l l i l 造一后处理 ( 2 ) 纬丝：原料 织物r 机后要进行机械处理，使经纱与经纱之间产生 一定程度的重霍( 使纬向的缩率达到1 5 左右) ，使织物的 经向紧度大干1 0 0 ，并H 要进行热定形整理。 3 1 网络工序 普通的抗静电洁净面料的牛产都需要上浆或加捻工 艺，以便于织造。但上浆也给织物带来了附加的禽尘粒子或 离了，这些含尘粒子或离子在织物经
15、过退浆丁序后还是很 难伞部消除的，于是影响了抗静电洁净面料的性能；而加捻 将影响高支高密织物的手感和面料的滤尘性。因此住开发 高级洁净服而料时，可使用网络上艺。在采用网络j 二艺时， 最关键的是控制好网络度( 网络点之间的距离) 和网络牢度 ( 也称交络牢度，指网络结在一定张力作用下不解体的能 力) 。网络牢度越好，网络丝的后加T 性越好。但是从织物外 观考虑，网络牢度过大，织物上残留的网络结较多，织物硬 挺、弹性不好，影响织物的滤尘性；网络牢度过小，在织造 的各道工序中易出现断头，起毛，起球现象。网络牢度与网 络度、网络加上时的压缩空气的压强、加工速度、预加张力 和超喂率等有直接关系。 根据
16、高级洁净服面料的性能和织造要求，经过反复的 实验，确定网络工序的主要工艺：甲经的网络点之间的距离 控制在1 2m m ，乙经控制在1 0m m ，压缩空气压强为0 1 5 o 3 5M P a ，加工速度为4 0 0m m i n ，网络加工的预加张力为 4 4 1m N ，超喂率为3 左右。 3 2 整经工序 整经速度适当降低，以保证经丝弹性、减少断头，并使 经轴达到张力、排列和卷绕三均匀。整经时，张力的控制尤 为重要，若张力过大，会损伤经丝的物理机械性能；若张力 过小，会造成经丝间的相互缠绕。在不影响整经及后道工 序生产的前提下，张力以小为好，一般甲经长丝的整经张力 为( 2 1 2 )
17、c N ，乙经的整经张力为( 1 6 2 ) c N ，1 4 要保证 丝线退解时张力盘完好，导纱器清洁，经丝间张力均匀，以 免宽急经产生。 3 3 织造工序 该织物为高密度的薄型织物，总经根数较多，加之嵌织 比较细的导电纤维，所以应适当降低织机的车速，这样有利 于减少经丝起毛或断头以及引纬失误。 织造时宜采取“早开口、迟引纬、卜机张力宜火”的工 艺措施。由于经纱采用涤纶长丝，故可适当加大织造上机 张力，来满足组 造要求。上机张力一般控制在其断裂强力的 1 9 左右，比在其它织机上制织要高4 。这样可减少梭口 上、下层经纱的伸长差异，有利于喷水引纬时梭U 清晰。 将梭口尽可能调成等张力梭n ，
18、这样既保证了梭口的 清晰度，又住一定程度上减小了开口时上、下层经丝张力的 差异，梭U 大小为9m m 。喷水! t l t l 的经位置线凋整主要靠 改变后梁的f i ) = 置参数来实现，经位置线的变化决定了开口 时上，下层经丝张力差异程度。根据Z W 4 0 5 型喷水织机的 机构特点和品种结构要求，确定后梁的高度调在8c m 档， 深度调在4c m 档；停经架的的高度调在5c m 档，深度调在 1c m 档，这样减小r 上、下层经丝的张力差异，满足了喷水引 纬要求。为避免纬丝喷射巾易m 现的纬丝扭嘲、纬缩等疵 点，可采取适当加人喷射压力的措施来解决。 具体织造上机工艺参数如下：车速4 5
19、 0r m i n ，喷射时 间8 5 。，综平时I 日j3 4 0 。，夹持器动程0 8m m ，夹持器闭合 时间3 4 0 。，开放时间1 0 8 。，左绞边闭合时I 日】2 0 。，右绞边 闭合时间2 8 0 。，水泵动程3 0m m ，喷嘴方向正中，探纬信号 3 2 0 。，拘束飞行2 2 0 。，残留纬丝长8m m ，上机张力2 9 3 4c N 。 为避免温湿度不当造成毛丝多、开口不清、织造效率 低等问题，车间温、湿度应严格控制，适宜的温度为2 0 2 5 ，湿度为6 8 7 5 。卿 参考文献 【l 】蛊东晓高级洁净服的研制洁净与空调技术，2 0 0 2 ( 4 ) ：1 9 2
20、 2 2 1 马洪才，马会英有机导电纤维抗静电织物设计及性能测试【J 1 棉纺 织技术，2 0 0 3 。3 1 ( 1 1 ) ：6 5 6 6 5 8 f 3 1 蔡永东抗静电格子绸的生产技术【J 】- 丝绸，2 0 0 5 ( 1 2 ) ：1 4 一1 6 【4 】董俊霞抗静电织物的设计与开发棉纺织技术，2 0 0 7 ，3 5 ( 5 ) ： 7 9 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark