紡織工藝中靜電產(chǎn)生的危害及其消除措施分析

鐘聲

（佛山市凱利德安全技術咨詢有限公司，廣東 佛山528000）

靜電危害泛指靜電對人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)與生活造成的損害現(xiàn)象。在通常情況下，靜電危害分為兩種，其中，第一種便是因靜電產(chǎn)生的火花放電所引發(fā)的突然燃燒爆炸現(xiàn)象，第二種則是因靜電自身力作用，發(fā)生吸附現(xiàn)象對日常生活與生產(chǎn)所帶來的負面影響。前者會造成較大一次性經(jīng)濟財產(chǎn)損失，這一情況一般會發(fā)生于石油廠、化工廠、火工品廠等相關部門，例如，油品發(fā)生靜電爆炸行為會對人民人身造成傷亡事故與財產(chǎn)損失。而后者則往往影響層面較為廣泛，其主要在紡織、塑料、橡膠、造紙等產(chǎn)業(yè)當中時有發(fā)生，其會對生產(chǎn)與產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴重負面影響。

1 紡織工藝中的靜電危害

靜電危害在紡織工藝當中基本屬于上述第二種，靜電對紡織工藝帶來的危害主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝過程與產(chǎn)品質(zhì)量等兩個方面，因紡織所需材料大部分都具備一定絕緣性能，尤其是在其中加入大量化學纖維，再加之不斷高速地生產(chǎn)，便導致靜電問題普遍在紡織業(yè)中存在，在紡織生產(chǎn)過程當中，在纖維材料到紗布產(chǎn)品過程當中需經(jīng)過開松、梳理、合并、牽伸、加捻、卷繞、整經(jīng)、漿紗、織造等多項工序，在產(chǎn)品經(jīng)過不同工序與不同機臺時，每一個步驟都不能避免纖維與纖維之間、纖維與機件之間相互接觸與摩擦，如上文所述因各類材料是不同能級，因此，其在接觸與摩擦過程當中便會產(chǎn)生靜電[1]。例如：在棉紡廠當中，纖維經(jīng)過清棉機械各種打擊與壓輥的延遲壓實后，其會被制作成棉卷，而棉卷則會帶有靜電，因纖維材料具備較高絕緣電阻，其所帶靜電便更加容易泄漏，在棉卷進入梳棉機在刺輥、錫林、蓋板、道夫之間經(jīng)過梳理后，斬刀便會剝下棉網(wǎng)。在這一過程當中，纖維便會受到靜電的影響，并且往往會增加飛花數(shù)量，導致破網(wǎng)現(xiàn)象發(fā)生，而成條在經(jīng)過壓輥與喇叭口等機件時，靜電會持續(xù)積累，從而導致堵塞斷頭現(xiàn)象發(fā)生，而（轉(zhuǎn)下頁）在之后的并條、粗紗、細沙等機臺當中，由于其已經(jīng)過多道牽伸程序，纖維與羅拉、皮輥等便會發(fā)生緊密接觸與摩擦行為，令纖維帶電，從而產(chǎn)生邊纖維擴散、飛花粘附、卷繞皮輥等現(xiàn)象，而這一現(xiàn)象又會引發(fā)斷頭現(xiàn)象，使不均率大幅度增加，制成率大幅度下降，對整個勞動生產(chǎn)率造成極其不利的影響[2]。

2 紡織工藝中靜電現(xiàn)象形成原因

紡織品在使用過程當中會發(fā)生靜電，這一現(xiàn)象也是眾所周知，例如在羊毛衫上脫除的腈綸衫便帶有幾千伏的負電位，將其放置于暗處能夠看見明顯靜電放電火花與放電響聲，而在紡織工藝生產(chǎn)過程當中，靜電現(xiàn)象更是隨處可見，特別是在加工合成纖維這一方面當中，因其具備較好絕緣性與增水性，其靜電發(fā)生現(xiàn)象會更為嚴重，這一點在纖維生產(chǎn)到紡織加工整個過程當中，每一項工序中都有所表現(xiàn)，若在纖維合成加工過程中，因靜電引起排斥與吸引反應，會導致毛羽增加、纖維糾纏等現(xiàn)象，最終演變成為集束不良，為紡織品加工生產(chǎn)帶來極大影響。又如在紡織工藝當中梳理、牽伸、卷繞、整經(jīng)、漿紗、織造等各項工序中，都會存有不同靜電現(xiàn)象，因此，紡織工業(yè)當中大部分工廠皆存有靜電這一現(xiàn)象，而靜電產(chǎn)生原因較為復雜，在諸多方面尚有待進一步研究。而通常靜電發(fā)生原因主要與起電與電荷泄漏兩方面相關，而關于起電機理，一種普遍受到承認的說法便是接觸起電論，而接電起電論泛指兩種不同物質(zhì)之間互相接觸，但是由于彼此間費米能級不同，便會引發(fā)兩種物質(zhì)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，從而令二者接帶有異性電荷，而通常所講的摩擦起電，僅僅是增加了二者之間的接觸，因此摩擦起電是一種接觸起電。而電荷泄漏主要是因材料自身表面形態(tài)、結(jié)晶性、雜質(zhì)含量、受力方向等諸多因素所決定，其與高聚物結(jié)構相連，同時與高分子物理與高分子化學有著極為緊密的聯(lián)系?，F(xiàn)階段，紡織材料大部分屬于高聚物這一介質(zhì)，將纖維加工成為布匹需要經(jīng)過幾十道工序與上百只機件，而在這一過程當中會不可避免發(fā)生摩擦行為，從而發(fā)生起電現(xiàn)象[3]。

3 防止與消除紡織工藝靜電的有效措施

3.1 降低紡織材料自身電阻率

使用并加入各種抗靜電劑，與增加濕度以及輻照變性等方法能夠令靜電有效消除，針對存有嚴重靜電的合成纖維與羊毛等紡織品加工過程當中，則需主要依靠抗靜電劑，抗靜電劑作用機理首先是增加紡織品吸濕性能，在使用表面活性劑等抗靜電劑對合成纖維進行處理時，應先在纖維表面形成一層吸水性薄膜，從而令纖維表面所存有電阻率大幅度降低，而其另一個作用則是增加纖維潤滑性，降低纖維與其他機件的摩擦系數(shù)，減少摩擦起電現(xiàn)象發(fā)生，因此，抗靜電劑具備消除與防治靜電兩種相結(jié)合的功能。除此之外，因紡織生產(chǎn)工藝流程普遍較長，傳統(tǒng)解決方法是在各個部位裝置消除器，這一方式不僅不具備經(jīng)濟性，同時也欠缺便利性，而在其中加入抗靜電劑后能夠令其在整個工藝過程當中皆發(fā)揮作用，并且能夠令紡織產(chǎn)品具備長期抗靜電效應。因此，若想切實解決在紡織工藝當中所存有的靜電危害，首先應使用抗靜電劑，但是這一方式也存在某些不足，其中最為明顯的不足便是理想的抗靜電劑獲取較為不易，其與纖維相融性、穩(wěn)定性都有著一定要求，紡織生產(chǎn)屬于開放性生產(chǎn)，紡織品與人體有著最為直接的接觸，因此紡織產(chǎn)品在加入抗靜電劑后，便能夠令纖維性質(zhì)不會發(fā)生變化同時也不會令機械設備受到腐蝕，從而保證人體健康[4]。

3.2 將帶電體周圍空氣離子化

因帶電體周圍空氣經(jīng)過離子化后，帶電離子便能夠在電子力場作用之下進行移動行為，從而將帶電體吸引到異號電荷當中，從而達到中和與消除靜電這一目的，而產(chǎn)生空氣電力的方法具體如下。

（1）自動感應時靜電消除裝置。通過利用帶電體自身帶電對接的自感應針所提供的感應，引發(fā)中間電暈放電，令周圍空氣產(chǎn)生電離，這一裝置的顯著特性在于其結(jié)構相對簡單、易制作、使用安全、具備一定經(jīng)濟性，在熱定型機、整經(jīng)機，軋光機等靜電位相對較高的紡織機臺之中，若想有效解決工作人員受靜電電擊這一情況，應對其大力推廣與應用，這一消除裝置缺點在于，消除靜電效果會受到帶電體自身靜電位所帶來的制約，因此，對于部分對靜電電位不高且要徹底消除的場合并不適用，這一靜電消除器消除靜電效果與其自身結(jié)構與安裝皆有著密切關聯(lián)，因此，消電極與帶電體之間，應盡量保持靠近距離，同時選用導電纖維、導電橡膠等作為消電材料。（2）利用靜電序列產(chǎn)生異號電荷消除靜電。在通常情況下，纖維、紗線、布匹、各類機件相互接觸摩擦便會產(chǎn)生靜電，因各類紡織材料與機件材料性質(zhì)各不相同，因此，所產(chǎn)生靜電有正極靜電與負極靜電的區(qū)分，若能夠選擇適宜機件材質(zhì)并對其予以具備合理性的配置，例如某紡織物與A 滾筒接觸后帶有正極靜電，而在與B 滾筒接觸后產(chǎn)生負極靜電，這一紡織物在經(jīng)過A、B 兩個滾筒后便能夠?qū)㈧o電加以中和，從而抵消靜電，這也便是起電中和法，如圖所示。

起電中和法

綜合所述，因部分紡織物易攜帶靜電，且容易吸附灰塵，導致紡織物會在視覺效果當中呈現(xiàn)臟臟的狀態(tài)，同時，附著靜電的紡織品極易與人體皮膚相粘連，令人體感覺不適。伴隨工業(yè)自動化技術逐漸發(fā)展，大部分機械傳輸速度愈加快速，導致靜定也容易產(chǎn)生，而靜電對于紡織工藝的危害也極其明顯，只有正確認知到靜電所帶來的危害與使用科學合理的手段才能夠做好充分防護，避免靜電對紡織工藝造成損害。