Какие бывают типы антистатических нитей?

Сегодня в текстильном производстве используются четыре основных типа антистатической пряжи: пряжа с углеродной сажей, пряжа из смесовых металлических волокон, пряжа из гигроскопических волокон и пряжа с поверхностно-обработанной поверхностью. Каждый тип рассеивает статический заряд с помощью своего механизма, и правильный выбор зависит от уровня удельного сопротивления, который необходим вашему конечному изделию, от того, сколько циклов стирки должна выдержать ткань, а также от того, какое значение для вашего применения имеет цвет или стоимость. Для большинства предметов одежды для чистых помещений, рабочей униформы и конвейерных лент используется сердцевина из технического углерода. Антистатическая пряжа остается наиболее распространенным и экономически эффективным вариантом, в то время как смеси металлических волокон предназначены для сред, требующих минимально возможного удельного сопротивления.

Пряжа с углеродной сажей

Нить с сердечником из технического углерода, иногда называемая двухкомпонентной или антистатической пряжей с сердечником с оболочкой, состоит из полимерного сердечника с содержанием технического углерода, обернутого стандартной полиэфирной или нейлоновой оболочкой. Сердечник обычно содержит от 15 до 30 процентов технического углерода по весу, чего достаточно, чтобы преодолеть порог перколяции и создать непрерывный проводящий путь через волокно. Внешняя оболочка делает ткань мягкой на ощупь и способной нормально впитывать краску, а скрытая сердцевина выполняет фактическую работу по отводу заряда от поверхности.

Именно эта структура является причиной того, что пряжа с углеродистой сердцевиной доминирует в одежде для чистых помещений и защитной спецодежде. Согласно данным отраслевых источников, опубликованным GC FIBER, этот тип пряжи рассчитан на 50–100 циклов промышленной стирки без значительной потери производительности, что делает его достаточно прочным для повседневного использования, а не для одноразового защитного снаряжения.

Практическим примером этой категории является Антистатическая полиэфирная пряжа черная , производства GC FIBER, номиналы FDY 20D, 40D и 60D, с номинальным сопротивлением черного цвета от 10 до 6 Ом на см. Черный цвет исходит непосредственно от наполненного углеродом ядра, и производитель отмечает, что эффект подавления сопротивления сохраняется даже в условиях низкой влажности, что отличает его от антистатических методов, основанных на поглощении влаги.

Антистатическая полиэфирная пряжа черная

Смешанная пряжа из металлического волокна

Нити из металлического волокна смешивают микроволокна из нержавеющей стали, посеребренного или медного покрытия с хлопчатобумажной или полиэфирной основой для достижения самых низких уровней удельного сопротивления, доступных в текстильных антистатических изделиях. Согласно техническому руководству, опубликованному Научно-исследовательским институтом текстиля Цзянсу, волокна из нержавеющей стали используются наиболее широко, поскольку они сочетают в себе высокую проводимость с высокой механической прочностью и устойчивостью к коррозии. Волокна с серебряным покрытием помимо проводимости обладают антимикробными свойствами, тогда как волокна с медным покрытием обеспечивают отличную проводимость, но более склонны к окислению с течением времени.

Поскольку пряжа из металлического волокна может достигать значений удельного поверхностного сопротивления, достаточно низких, чтобы функционировать почти как заземляющий провод, она предназначена для самых требовательных сред, таких как производство полупроводников и химическая обработка, где даже небольшой статический разряд может повредить оборудование или воспламенить пары. Типичный состав, наблюдаемый в данных о промышленной продукции, представляет собой смесь 80 процентов хлопка с 20 процентами проводящего металлического волокна или соотношение до 70/30, в зависимости от того, насколько агрессивным является целевое сопротивление.

Гигроскопичная волокнистая пряжа

Гигроскопичная антистатическая пряжа работает по совершенно иному принципу, чем углеродные или металлические волокна. Вместо того, чтобы прокладывать проводящий путь в волокне, он использует влагопоглощающие материалы, такие как модифицированная вискоза, чтобы удерживать тонкий слой воды на поверхности волокна, что естественным образом улучшает поверхностную проводимость и помогает рассеивать заряд до его накопления. Этот подход приятен для кожи и хорошо сочетается с тканями одежды, поэтому его часто используют в повседневной антистатической одежде, а не в промышленных защитных средствах.

Компромисс – зависимость от влажности. В сухих зимних условиях или в чистых помещениях с низкой влажностью гигроскопическое волокно теряет большую часть своей влагопленки, и его антистатические характеристики заметно падают. Это именно то ограничение, которого призваны избегать пряжи с углеродным сердечником и металлическим волокном, поскольку оба они сохраняют стабильное удельное сопротивление независимо от влажности окружающей среды.

Варианты ПЭТ и полиэстера с заданным удельным сопротивлением

В семействе полиэстера и ПЭТ производители могут регулировать удельное сопротивление антистатической пряжи, регулируя содержание углерода и цвет волокна. Например, пряжа из ПЭТ серого цвета обычно ориентирована на диапазон более высокого удельного сопротивления, чем пряжа с черной углеродной сердцевиной, поскольку в ней используется более легкое содержание углерода для сохранения более светлого, окрашиваемого основного цвета.

Одним из примеров текущих спецификаций продукта является Антистатическая ПЭТ-пряжа серого цвета , предлагаемые в вариантах FDY 20D, 40D, 60D и DTY 60D с номинальным сопротивлением от 10 до 9 Ом на см. Это помещает его в умеренную антистатическую ленту, подходящую для общей защитной одежды, штор и пылеулавливающих тканей, где требуется некоторое удельное сопротивление, но не требуется полностью проводящая черная пряжа. Производитель заявляет, что эта пряжа сохраняет свои характеристики подавления статического электричества при многократной стирке и не подвержена влиянию изменений влажности окружающей среды - сочетание, которое позволяет ей использоваться как в сухих электронных мастерских, так и в более влажных медицинских учреждениях.

Антистатическая ПЭТ-пряжа серого цвета

Согласование удельного сопротивления с применением

Выбор типа антистатической пряжи сводится к согласованию полосы удельного сопротивления со стандартом соответствия, которому должно соответствовать готовое изделие. Одежда, предназначенная для общего контроля пыли, не требует такой же проводимости, как перчатки, используемые на линии по производству полупроводников. В таблице ниже показано, как четыре типа пряжи обычно соотносятся с распространенными случаями использования.

Стирка и термостойкость разных типов

Долговечность при стирке — один из факторов, на который чаще всего упускают из виду при выборе антистатической пряжи для одежды или спецодежды многоразового использования. Сердечник из технического углерода и специальные нити из ПЭТ построены из проводящего материала внутри структуры волокна, а не в качестве поверхностного покрытия, поэтому их антистатические свойства выдерживают нагревание и многократную стирку гораздо лучше, чем обработки, наносимые только на поверхность ткани. Напротив, антистатические покрытия, нанесенные на поверхность, смываются после ограниченного количества циклов и их необходимо наносить повторно, что делает их плохо подходящими для промышленной униформы, которая подвергается ежедневной стирке.

Покупателям, сравнивающим характеристики пряжи, полезно запросить данные о цикле стирки и термостойкости непосредственно у производителя вместе с показателем удельного сопротивления, поскольку две нити с одинаковым сопротивлением могут вести себя по-разному после пятидесяти циклов стирки в зависимости от того, встроен ли проводящий элемент в сердцевину или нанесено покрытие на поверхность.