静電気防止導電性繊維と織物について

抽象的な. 本稿では、主に帯電防止繊維材料の原理と方法について説明し、帯電防止繊維の種類と製造方法、帯電防止布地の製造方法と試験基準を紹介します。BEGOODTEXは、 高性能静電気防止炎難燃性生地産業用防護服などの分野で広く使用されています。.

1. 概要

静電気発生のメカニズム

価電子層の電子の引力（電気陰性度）は、繊維材料を構成する原子によって異なります。電気陰性度の高い材料は、電気陰性度の低い材料から価電子を引き寄せ、移動させます。その結果、一部の材料は正電荷を帯び、他の材料は負電荷を帯びます。材料に電荷が発生するプロセスは帯​​電と呼ばれます。材料の表面に電荷が発生する場合、その電荷は発生または消失します。平衡状態に達した際に、材料が電気的に中性でない場合、その電荷は静電荷と呼ばれます。材料の帯電とその結果生じる挙動は、静電気現象と呼ばれます。.

繊維やその製品の製造、加工、使用の過程では、摩擦、伸張、圧縮、剥離、電界誘導、熱風乾燥などの要因により静電気が発生します。.

静電気の危険性

1. 衣服の着心地に影響を与える

異なる素材の衣類から発生する静電気は、衣類同士の絡み合いを引き起こし、着心地を悪くすることがあります。化学繊維の衣類は静電気の発生が激しいため、空気中の異なる電荷を持つ塵埃を吸着しやすく、衣類を汚染しやすくなります。また、合成繊維の衣類は特にフケを吸着しやすい傾向があります。合成繊維の衣類を着用すると、摩擦によって高い静電気が発生し、金属などの導電性の物体に触れたり、人と握手したりすると放電し、不快な感電感を引き起こす可能性があります。.

2. 事故を起こす

静電気を帯びる衣服を身に着けていると、その電荷が空気中の微細な隙間から漏れ出し、周囲に火花を散らします。この火花は、付近の可燃性・爆発性ガスを爆発させたり、場合によっては爆発を誘発したりするほどのエネルギーを持っています。ガソリン缶の爆発や病院のエーテル麻酔室の火災、工場の粉塵の引火、静電気によるパラシュートの故障、死傷者の発生など、衣服を身に着けていることが事故の原因となる事例が数多く確認されています。.

3. 人間の健康に影響を与える

電気が人体に与える影響は、多くの人にとって未だによく分かっていません。血圧の上昇、血流中のカルシウム減少、皮膚アレルギーなど、その影響については様々な説が唱えられています。しかしながら、人工臓器研究に使用される材料における電気の検討は、人体への潜在的な影響から大きな関心を集めていることは明らかです。.

4. 繊維製品の品質への影響

機械稼働環境における電気の影響で繊維が分離される過程で緩むと、機械フレームや配管などに不均一に付着し、生産された繊維層の厚さにムラが生じ、加圧ローラーなどの機械部品に絡みついて生産の円滑な進行を阻害します。生産工程の選別段階では、帯電した繊維が機械部品に絡みつき、製造工程に支障をきたすだけでなく、短繊維の粉塵が空気中に放出され、汚染につながる傾向があります。.

2. 繊維材料の静電気防止原理と方法

繊維材料の帯電防止原理

静電気は通常、2つの方法で発生します。接触と既存の静電気自体による誘導によって、静電気の蓄積が増加します。したがって、静電気防止とは、帯電防止素材が電荷の移動を抑制し、静電気の発生を抑えて物体との摩擦や接触を最小限に抑え、静電気防止効果を実現する能力を指します。一般的に用いられる技術には、以下のオプションがあります。.

1. 繊維の親水性を向上させます。.

水は電気伝導性に優れています。繊維や布地が一定量の水で濡れると、その上の水を通して電荷が急速に分散し、繊維の高い吸湿性により静電気の蓄積の可能性が減ります。.

2. 電荷中和法

電荷中和のプロセスには、反対の電荷を持つ 2 つの物質を秤で混ぜて、電荷のバランスを取り、極性を変化させますが、telに電荷を除去するのではなく、表面電荷をゼロにします。.

3. コロナ放電

コロナ放電法は、金属繊維や炭素系繊維などのさまざまな種類の導電性繊維を使用したり、合成繊維の外層にカーボンブラックなどの導電性コーティングを施したり、炭素系または金属化合物と繊維形成ポリマーを複合紡糸して導電性材料の複合繊維を生成したりすることで、接地する必要なく布地から電気を方向転換するものです。.

繊維の静電気防止方法

実際の生産現場で静電気を防ぐために一般的に採用されている技術には、主に環境の湿度レベルを上げることと、繊維材料の導電性を高めることが含まれており、基本的なアプローチは繊維の抵抗を下げ、繊維の導電性を高めることです。.

一般的に、繊維製品の静電気対策には3つのアプローチがあります。1つは、生地に静電加工剤を塗布する方法です。.

次の技術は、材料をグラフトし、他の親水性繊維と組み合わせることで繊維を強化することです。.

導電性繊維の混紡や織り込みは、この用途で使用される素材の代表例です。これらの繊維は、生地の水分保持力を高め、静電気の放出を促進する働きをします。.

設定や洗濯機での数回の洗濯後では、処理効果が長く続かなかったり、目立った違いが出なかったりする場合があります。3 番目のアプローチは、布地の静電気の問題に効果的かつ継続的に対処できるため、静電気防止ユニフォームなどの特定の種類の機能服に適しています。.

3. 帯電防止・導電性繊維の製造

帯電防止・導電性繊維の種類

繊維に使用される材料の分類に基づいて、帯電防止配合物、金属の種類、カーボンブラックベースの帯電防止導電性繊維に分類できます。ポリマーベースの導電性繊維やナノスケールの金属酸化物帯電防止繊維も例です。.

1. 帯電防止処方：帯電防止導電性繊維

静電気防止剤配合物に静電気と導電性繊維を組み込むプロセスは簡単で、樹脂本来の特性を大きく変えることはありません。この統合により、材料表面に層が形成され、表面抵抗が効果的に低下し、蓄積された静電気を速やかに放散します。.

2. 金属ベースの帯電防止および導電性繊維

この繊維は、金属の導電性を利用することで製造されます。例えば、金属線を金型に繰り返し通して引き伸ばす直接延伸法などの技術が用いられます。この工程では、鋼、銅、アルミニウムなどの合金に加え、金や銀などの貴金属が一般的に用いられます。また、金属をフィラメント状にスライスし、通常の繊維と組み合わせて導電性繊維を製造する切断法もあります。.

3. カーボンブラック系帯電防止・導電性繊維

カーボン ブラックやグラフェンなどの無機材料は、その静的および導電性の特性を利用して、ドーピング法の適用や繊維の炭化処理などのプロセスを通じて導電性繊維を製造する際によく使用されます。.

4. ポリマー帯電防止・導電性繊維

ポリマー材料は一般的に絶縁体と考えられてきましたが、1970年代にポリアセチレン材料が導入されたことで、この概念は覆されました。その後、ポリアニリンなどのポリマーベースの導電性材料が発見され、ポリマー物質の導電性を探求する研究が急速に進展しました。.

5. ナノスケール金属酸化物帯電防止導電性繊維

金属酸化物粉末の軽量性と透明性を活かし、淡い色で非常に透明感のある帯電防止繊維を製造できます。現在利用可能な導電性繊維の製造方法の中でも、この方法は際立っており、トレンド性と高い可能性を秘めています。.

導電性添加剤の特性比較
フィラーの種類	主な利点と欠点
カーボンブラック	安価で安定している。製品の黒色が外観に影響を与えるため、小さな粒子サイズが必要である。高抵抗
炭素繊維	優れた耐食性と耐放射線性を持ち、高強度、高弾性率を持ち、高抵抗で加工が難しい
銀	安定した特性と低抵抗; 高価で銀の移行問題あり
酸化亜鉛ウィスカー	低用量、良好な安定性、明るい色、高抵抗
チタニア	優れた安定性と明るい色、高い抵抗性
ナノ二酸化スズ（アンチモンドープ）	優れた安定性、明るい色、小さな粒子サイズ、高い透明性

帯電防止・導電性繊維の製造

1. 帯電防止加工

帯電防止繊維は、帯電防止剤を用いて繊維を分類する2つの製造方法、すなわち外部帯電防止法と内部帯電防止法によって製造されます。.

外部帯電防止方法は、繊維の表面に帯電防止剤を塗布する方法で、表面仕上げ方法と呼ばれ、一時的帯電防止仕上げ方法と永続的帯電防止仕上げ方法に分類できます。.

静電気を防止する方法としては、繊維内に静電気防止剤を添加する方法があります。.

2. 繊維の化学修飾

ほとんどの場合、静的繊維を製造するために化学反応を用いて繊維を改質します。最初の方法は化学的な変化によって静的繊維を生成する方法であり、2番目の方法は同じ目的で混紡または複合技術を用いる方法です。.

3. インレイまたはブレンドされた導電性繊維

1960年代に導電性繊維が導入されました。当初はカーボンブラックでコーティングされた有機導電性繊維でしたが、後に表面に金属をコーティングした繊維へと変化しました。これらの金属化繊維の機械的特性は通常の繊維とは大きく異なるため、混合が困難であり、広く使用されていない理由となっています。.

4. の生産 あ静電気防止 Fアブリック

W帯電防止布地の耐久性と設計要件

帯電防止繊維は、通常の衣料素材に典型的な外観と仕様を満たしつつ、静電気防止機能基準を満たす必要があります。これらの帯電防止繊維は、航空宇宙産業や、防衛、石油採掘、鉱業、医療といった産業など、帯電防止性が求められる現場で一般的に使用されています。日常生活においても、これらの繊維はアイテムとして広く利用されています。そのため、繊維デザインにおいては、より高密度な生地を優先する必要があります。.

帯電防止布の製造方法

静電気防止布の作成をケーススタディとして使用し、静電気防止布の製造プロセスを説明します。.

静電アクリル繊維を作成するプロセスでは、通常、繊維表面の処理、複合紡糸、充填材への導電性材料の追加など、さまざまな方法を使用して、アクリル繊維を帯電防止するように変更します。.

1. 繊維表面処理方法

繊維を処理して表面層に蓄積される電気を減らすには、通常、繊維やその生地にスプレーしたりコーティングしたりするなどの方法で、帯電防止剤として知られる導電性金属塩または界面活性剤を使用します。.

2. ブレンド修正方法

カーボンブラックや金属酸化物などの導電性物質をアクリル繊維に少量添加し、アクリル繊維溶液と混合することで、長期にわたる帯電防止効果を持つアクリル繊維が得られます。この特殊な帯電防止繊維は、持続的な静電気防止効果を発揮しますが、添加する帯電防止剤は、加工工程において特定の熱安定性と繊維との適合性を備えている必要があります。.

3. オントロジー化学修飾法

アクリル共重合体材料の製造中にモノマーを組み込み、共重合反応を起こして親水性アクリル繊維を生成することにより、最終製品の吸湿能力が向上し、アクリル繊維に帯電防止特性が付与されます。.

4. 複合紡糸法

複合紡糸によって製造された導電性繊維内の導電要素は、長手方向に沿って連続的に伸びており、蓄積された電荷を容易に放出します。複合構造は、スキンコア構造、単一または複数の点からなる円形構造、サンドイッチ構造など、多岐にわたります。.

5. 導電性材料充填方法

紡糸プロセスでは、導電性コア層に導電性材料と繊維が存在し、導電性を高めるために複合紡糸プロセス自体とはtel繊維紡糸溶液に意図的に添加されます。.

5. アンチの性能試験–静的繊維

繊維製品の静電気性能パラメータおよび関連規格

電気試験には、静電気による危険の潜在的な発生源の特定、材料および製品の静電気特性の評価、可燃性および爆発性物質の静電気に対する感受性の評価など、様々な側面の検討が含まれます。繊維の特性を規定する規格には、GB/T 12703シリーズやFZ/T 01059などのガイドラインが含まれます。.

繊維の静電気特性試験方法

繊維や布地の帯電性試験方法は、大きく分けて定性分析と定量分析の2種類に分けられます。定性分析では、放電火花、感電、放電音、そして吸引力（粉塵の付着、汚染、人体への巻き込み）の有無を観察できます。.

基本的な試験方法には、静電圧半減期法、摩擦帯電電圧法、電荷表面密度法、動的静電圧法、電荷量法、抵抗率法などがあります。.

6. BEGOODTEX 難燃性帯電防止生地の探求

BEGOODTEX生地は、導電性繊維を組み込んだり、塗布したりすることで静電気の蓄積を防ぐ繊維に特化した特別な技術を使用して達成された静電気特性を持っています。 静電気防止 治療この方法は、電荷を放電し、可燃性物質を誘発したり繊細な電子部品を損傷したりする可能性のある火花の発生を最小限に抑えるのに役立ちます。.

BEGOODTEX難燃性生地 静電気防止機能だけでなく、安全規制を効果的に満たすために、最先端の難燃剤を用いた処理も施されています。綿繊維とそれを織り込んだ生地に持続性のある難燃剤を塗布することで、tel50回の洗濯でも耐火性を維持します。.

BEGOODTEX生地は難燃性と帯電防止性を備えているため、次のような用途に最適です。保護作業服 火災や静電気の危険性が大きな懸念となる業界では、これらの多用途繊維が作業員の安全を確保し、職場の安全基準を維持する上で重要な役割を果たしています。.