抗靜電面料服用性能測試分析研究

羅慧澤，王 祎，劉雅玲

（河北科技大學 紡織服裝學院，河北 石家莊 050018）

當前，防靜電織物因功能性優良而受到廣大消費者的喜愛，主要被用于制作某些特殊制造業的防護服，近年來又逐步滲透到更多的行業中。部分工作人員每天要在戶外完成大量工作，所處環境復雜多變，因此，除了良好的防靜電性能，工作服還要具有良好的力學性能和熱濕舒適性能。張昆等[1]研究了錦綸抗靜電織物的導電性能和抗靜電性能，黃曉梅等[2]、伏廣偉等[3]通過嵌織導電纖維來制作抗靜電織物，分析導電絲含量、組織結構等因素對織物抗靜電性能的影響規律，主要研究的是織物抗靜電性能的變化，強調服裝的功能性，忽視了穿著舒適性。同時，嵌織導電絲對材料本身的服用性能有較大影響，在防靜電織物的設計開發中，往往會忽略這種影響[4-5]。本研究通過比較分析有無嵌入導電絲的滌棉混紡織物的力學特性和熱濕舒適性能，探究導電絲對織物服用性能的影響，旨在為設計和開發服用性能優異的防靜電織物提供參考。

1 試驗材料

試驗原面料規格如表1所示。

表1 原面料規格

以原面料為基礎，在經紗中嵌織120 tex與450 tex混紡的碳纖維導電絲織成面料做對比試驗。

2 力學性能測試及分析

2.1 試驗儀器及方法

依據國家標準GB/T 21196.3—2007《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測定 第3部分：質量損失的測定》[6]，采用耐磨儀將試樣摩擦1 000轉，檢測質量損失數值的變化，分析耐磨性能。

依據國家標準GB/T 18318—2001《紡織品 織物彎曲長度的測定》，采用溫州際高檢測儀器有限公司YG022D型硬挺度儀[7]，將面料裁剪成6塊試樣（3塊經紗方向試樣、3塊緯紗方向試樣），測定經向、緯向、正面、反面等角度的彎曲長度。

依據國家標準GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復性的測定 回復角法》[8]，采用YG(B)541E型智能式織物折皺彈性儀，通過折皺急彈回復角度和緩彈回復角度測試折皺回復能力。

依據國家標準GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》[9]，采用YG(B)026P-250織物斷裂強力機，經紗、緯紗方向各裁剪30 cm試樣3塊，測試經紗和緯紗的強力以及斷裂伸長率，判斷其拉伸斷裂性能。

依據國家標準GB/T 3917.2—2009《紡織品 織物撕破性能 第2部分 褲形試樣（單縫）撕破強力的測定》[10]，采用XQ-1型纖維強伸度儀，裁剪經向試樣和緯向試樣各5塊，依據撕裂強力的大小評價織物的撕破性能。

2.2 耐磨性能結果分析

總體而言，嵌入導電絲面料平均質量減少量小于原面料平均質量減少量，兩者大約相差0.001 6 g，說明嵌入導電絲的面料耐磨性優于原面料。導電絲的原料是碳纖維，碳纖維所制紗線的強度比滌棉混紡所制紗線大，因此，在相同轉速和轉數條件下，嵌織導電絲的面料質量損失率小、面料耐穿性高，避免了工作過程中重復動作產生的外部摩擦造成的損壞。

2.3 硬挺度結果分析

與原面料相比，嵌織導電絲的面料無論是各個試樣的平均彎曲長度還是6塊試樣總平均彎曲長度都較長，其中，平均彎曲長度相差0.97 cm。平均彎曲長度越長，硬挺度越高，嵌織導電絲的面料硬挺度更高、抗彎曲能力更強。這是因為碳纖維導電絲本身的硬度較大，嵌織導電絲可以提升織物的硬挺度，使服裝更加挺括。對戶外工作服而言，硬挺度十分重要，硬挺度越高，服裝的保型性越好、更易于打理。

2.4 折皺回復性能結果分析

試驗發現，原面料經緯紗的折皺彈性回復角度相差不大，但嵌織導電絲面料經紗回復角度明顯小于緯紗回復角度，其中，急彈回復角度相差78°、緩彈回復角度相差97°。說明導電絲對織物的折皺回復性能影響較大，主要是因為碳纖維導電絲的硬度和剛度比滌棉纖維大，因此，抗折皺性能非常好。換言之，導電絲會增強織物的抗折皺性能，提升服裝的外觀性能。

2.5 拉伸斷裂性能結果分析

導電絲對織物拉伸斷裂性能的影響如表2—3所示。

表2 試樣經紗拉伸斷裂性能測試結果

表3 試樣緯紗拉伸斷裂性能測試結果

由試驗可得，嵌織導電絲面料經紗的平均斷裂強力比緯紗大506.677 N，嵌織導電絲面料經紗的平均斷裂伸長率比緯紗高5.720%。原面料經紗的平均斷裂強力比緯紗大691.033 N，原面料經紗的平均伸長率比緯紗高10.355%。經向緊度比緯向緊度大，經紗又嵌織導電絲，提高了強度，因此，織物經紗更難拉伸斷裂。同時，雖然緯紗比經紗粗，但是經向緊度比緯向緊度大，所以，原面料經紗的平均斷裂強力和平均斷裂伸長率也比緯紗高，因此，嵌織導電絲面料和原面料緯紗的拉伸斷裂性能都優于經紗。

原面料經紗的拉伸斷裂性能比嵌織導電絲面料經紗好，原面料經紗的平均斷裂強力比嵌織導電絲面料大187.445 N、斷裂伸長率比嵌織導電絲面料大3.585%。這是因為在面料經紗中嵌織導電絲使面料緊度下降，在經向施加力量時，纖維容易抽出進而斷裂。緯紗嵌織導電絲有剪切變形的制約力量，使嵌織導電絲緯紗斷裂性能稍強于原面料，服裝更加結實耐用、使用壽命更長。

2.6 撕破性能結果分析

由于經紗緊度比緯紗大，且經紗織入導電絲提高了經紗的強度，嵌織導電絲面料經紗的平均撕破強力比緯紗的平均撕破強力大，且兩者相差14.200 N，換言之，經紗的撕破性能比緯紗好。原面料經紗的撕破強力也比緯紗的撕破強力大，出現這種現象主要是因為經紗緊度大于緯紗緊度。后續制作服裝時，需要考慮到這一點，結合工作人員的工作特點，合理運用織物的經緯方向。

試驗發現，嵌織導電絲面料經紗和緯紗的平均撕破強力比原面料經紗和緯紗的平均撕破強力大，主要是因為經紗織入導電絲制約了緯向施加的力，所以織入導電絲可以預防在工作過程中因尖銳物品刮傷服裝使工作人員受到傷害的風險。

3 熱濕舒適性能測試及分析

3.1 試驗儀器與方法

依據國家標準GB/T 35762—2017《紡織品 熱傳遞性能試驗方法 平板法》[11]，采用TG606型平板式保溫儀，將試樣充分覆蓋測試板，測試板及底板和周圍的保護板均以恒溫保溫裝置控制，使測試板的熱量不受外界環境影響，只能通過試樣本身散發，讀取一定時間內試樣的保溫率，分析織物的保溫性能。

依據國家標準GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》[12]，采用YG(B)461G織物透氣性能測試儀，在規定的壓差條件下，測定一定時間內垂直通過試樣單位面積的氣流流量，計算透氣率，確定織物的透氣性。

3.2 保溫性能結果分析

試驗發現，嵌織導電絲面料的保溫率比原面料的保溫率高16.78%，嵌織導電絲面料的經紗密度增大，導致緊度變大，在一定時間內通過織物傳輸的熱量減少，保溫率提高。因此，設計工作服時，根據天氣溫度調整嵌織導電絲的數量及間隔距離，可適當提升織物的保暖性。

3.3 透氣性能結果分析

試驗發現，原面料單位時間、單位面積通過的氣流流量大于嵌織導電絲面料，原面料的透氣率比嵌織導電絲面料高18.600%，即原面料的透氣性較好。主要是因為嵌織導電絲面料密度大、緊度大，孔隙分布較少，空氣透過織物的能力減弱，透氣率減小。為了保證服裝的透氣性不影響穿著舒適性，就要控制嵌織導電絲的密度及數量。

4 結論

（1）在力學性能方面，嵌織導電絲面料的耐磨性能、硬挺度、折皺回復性能、拉伸斷裂性能、撕破性能優于原面料，換言之，嵌織導電絲可以提高織物的力學性能，提高耐用性。

（2）在熱濕舒適性能方面，嵌織導電絲面料的保溫率高于原面料，但是導電絲會降低織物的透氣性。

（3）嵌織導電絲不僅可以增強織物的抗靜電性能，還可以增強織物的力學性能和保溫性能，但是會影響織物的透氣性。因此，在制作戶外工作服時，要考慮季節、天氣等因素，通過改變特殊部位的材料、織物的組織、服裝的結構或者嵌織導電絲的密度，提高服裝的透氣性，提升穿著舒適性。