방직품의 정전기 방지 기술의 중요성에 대한 탐구를 연구하다.

　　방직품정전기현상 및 발생원리

정전기가 발생하는 기능은 여러 가지 해석이 있다.방직 재료정전기는 주로 표면 간의 상호 마찰로 인해 발생한다.방직 재료는 전기의 불량 도체로, 매우 높은 비저항을 가지고 있다.섬유와 그 제품은 생산 가공과 사용 과정에서 마찰, 견신, 압축, 박리 및 전장 감응과 열풍 건조 등의 요소의 작용으로 정전기가 발생하기 쉽다.특히 합성섬유가 방직에서 생산되고 응용됨에 따라 이런 고분자중합물이 고유한 높은 절연성과 증수성은 그로 하여금 정전기가 쉽게 발생하고 축적되게 한다.

1.방직품 정전기의 위해

민용 방면에서 정전기는 방직품을 사용하는 과정에서 먼지를 제거하고 오염시킬 수 있다.복장인체에 얽히면 접착 불편감이 생기고 정전기 자극이 인체 건강에 악영향을 미친다는 연구 결과도 있다.산업응용면에서 정전기는 화공, 화학공업, 석유 등 가공 등 업종에서 화재, 폭발 등 사고를 일으키는 주요유발요소의 하나이며 화학섬유 등 방직업종의 가공과정에서의 품질 및 안전사고의 우환중의 하나이다.첨단 기술의 발전에 따라 정전기 장애로 인한 결과는 이미 안전 문제의 한계를 돌파했다.정전기 방전으로 인한 스펙트럼 교란의 위해는 전자, 통신, 항공, 우주 비행 및 현대 전자 설비, 기기를 응용하는 모든 장소에서 설비의 운행 고장, 신호 분실 등의 결과를 초래할 수 있다.그래서 현재 정전기 방지 방직품의 수요량이 갈수록 커지고 있다.

2 방직품의 정전기 방지 기능

절연체 표면의 정전기는 세 가지 경로를 통해 사라질 수 있다: (1) 공기 (안개) 를 통해 사라진다.(2) 표면을 따라 사라진다.(3) 절연체를 통해 몸 속으로 사라진다.

공기를 통해 정전기를 제거하면 주로 공기 중의 상반된 기호의 대전체 입자가 날아와 절연체 표면의 정전기와 중화되거나 대전체 입자가 동력을 얻어 비산한다.첨단 방전 원리를 이용하여 고압 어지럼식 정전기 제거기를 만들어 이미 화학섬유 생산에 응용되었다.

절연체 표면을 따라 정전기가 사라지는 속도는 절연체 표면 저항률의 크기에 따라 달라진다.공기의 습도를 높이면 친수성 절연체 표면에 연속적인 수막을 형성하고 공기 중의 CO2와 기타 불순물의 용해를 더하여 표면의 전도성을 크게 높일 수 있다.진일보한 방법은 정전기 방지제를 사용하는 것인데, 주로 이온이나 비이온형의 표면활성제이다.

정전기가 절연체를 통과하는 체내의 누출속도는 주로 절연체의 저항률의 크기에 의해 결정되는데 일반적으로 중합물의 저항률이 107오메가·m보다 작을 때 정전하가 생기면 아주 빨리 루락된다.폴리머의 체적 전도도를 높이기 위해 가장 편리한 방법은 카본 블랙, 금속 분말 또는 전도성 섬유를 추가하는 것입니다.

섬유 고분자 재료는 이론적으로 비절연체이지만, 실제 섬유의 전도성은 이론적 추정치보다 높다. 그 이유는 섬유가 순수 고분자 물질이 아니기 때문이다. 그 중에는 수분, 불순물 등 저분자 물질이 함유되어 있다. 즉 섬유의 전도성은 주로 섬유 중의 부속물에 달려 있다. 그 다음은 섬유 분자 자체의 전도성 및 외부 조건의 작용과 관련이 있다.표면의 이온화 물질은 전도성이 비교적 높고 수증기 분압이 비교적 큰 상황에서 섬유의 전도성이 크게 높아진다.

3 방직품의 정전기 저항 경로

정전기 방지 직물은 민간용과 산업용 정전기 방호복 두 종류로 나눌 수 있다.정전기 방호복은 최종 용도에 따라 무진무균 작업복, 방화방폭 작업복, 수술복, 안전작업복(예를 들어 전기공들이 작업할 때 입는 정전기 방호복, 전도복 등) 등으로 나눌 수 있다.

섬유를 정전기 방지 처리하다.

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표면활성제 로 섬유 를 친수화 처리 하다

작용원리는 표면활성제분자 소수단이 섬유표면에 흡착되고 친수성극성기단이 공간을 가리키며 극성표면을 형성하고 공기중의 물분자를 흡착하여 섬유의 표면저항률을 낮추고 전하의 일산을 가속화하는것이다.사용하는 표면활성제는 양리형, 음이온형, 비이온형을 포함하는데 그중 양이온표면활성제는 정전기저항효과가 가장 좋고 고분자량의 비이온형표면활성제는 정전기저항효과의 내구성이 가장 좋다.이 방법의 장점은 간편하고 실행하기 쉬우며, 특히 방직 가공 과정 중의 정전기 간섭을 제거하기에 적합하다;단점은 정전기 방지 효과의 내구성이 떨어지고 계면활성제가 휘발하기 쉬우며 세탁에 더 약하고 저습도 환경에서는 정전기 방지 성능이 나타나지 않는다는 점이다.

성섬유 고중합물에 대해 공혼, 공중합 또는 접지 변성을 진행하다

앞의 방법과 같은 점은 성섬유 고중합체에 친수성 단량체나 중합체를 첨가해 흡습성을 높여 정전기 방지 성능을 얻는 것이다.일반 성섬유 고중합체와 친수성 중합체가 혼합되는 전형적인 공혼방사 방식 외에 중합 과정에 친수성 중합체를 넣어 미다상 분산 체계를 형성하는 공혼 방식도 있다.예를 들어 폴리에틸렌글리콜을 헥사메틸아미드 반응 혼합물에 넣으면 폴리에틸렌글리콜은 원섬유 형태로 PA6에 분산된다.이와 함께 폴리에틸렌글리콜도 소량의 끝단 히드록시와 헥사메틸아미드가 고리를 열면 생성되는 아미노헥산 중 히드록시 반응이 있어 정전기 방지 성능의 내구성을 높였다.

또 PET 대분자에 폴리에틸렌글리콜을 끼워 넣는 등 친수성 극성 단체를 소수성 합성섬유 메인체인에 공중합 방식으로 중합해도 섬유의 흡습성과 정전기 방지 성능을 높일 수 있다.

화학적 유발, 열 유발, 고에너지 방사선과 자외선 투사로 인한 섬유 표면의 접지를 사용하면 합성섬유의 흡습성을 효과적으로 개선할 수 있으며 친수성 단일체의 사용량이 다른 방법보다 훨씬 적어 내구성이 좋다.이러한 정전기 방지 섬유는 여전히 섬유의 친수성을 높여 전하의 누출을 가속화하기 때문에 상대 습도가 40% 미만인 건조한 환경에서 섬유의 정전기 방지 성능이 손실될 것이다.

정전기 방지 생산사선

방적에 소량의 전도성 단섬유를 혼합하면 정전기 방지 방적선을 생산할 수 있으며, 동시에 방적 과정에서 존재하는 정전기 문제를 줄일 수 있고 심지어 제거할 수 있다.방적할 때 일반 방직섬유를 주체섬유로 사용하는데 그중에는 소량의 전도섬유가 섞여있다.전도성 섬유의 혼입량은 제품의 최종 용도와 원가에 따라 결정된다.대량의 실험이 보여준데 따르면 사선에 소량 (몇%) 의 유기전도섬유가 혼입된후 사선의 저항률이 뚜렷이 낮아진다 (전도성이 대폭 제고되였다).

전도성 섬유

전도성 섬유에는 금속 섬유, 도금 금속 섬유, 유기 전도성 섬유가 포함된다.비교적 광범위하게 응용되는 금속섬유는 주로 스테인리스강섬유로서 그 제조방법은 주로 선재신축법, 용융방사법, 절삭법 등이다.스테인리스강섬유는 비교적 좋은 전도성능과 기계성능을 갖고있지만 방직가공에 있어서 금속섬유는 접합력이 작고 방적성능이 비교적 낮으며 또 높은 세도를 만들 때의 가격이 비싸기 때문에 일부 특수한 요구사항을 제외하고 정전기방지제품을 개발할 때 금속섬유의 사용은 아직 광범위하지 못하다.금속도금섬유는 일반 섬유 표면에 금속층을 발라 정전기 방지 효과를 높이는 것으로 금속섬유보다 원가가 크게 떨어지지만 세탁에 견디지 못하고 감촉이 떨어진다.현재 정전기 방지 혼방사를 개발하는 데 쓰이는 것은 대부분 유기전도 섬유를 사용한다.

유기전도섬유는 일반 성섬유 고중합체를 기체로 피복 또는 복합방식으로 전도물질을 첨가하는 전도섬유다.현재 사용되는 유기전도섬유는 주로 나일론기, 폴리에스테르기, 아크릴기로서 전도물질은 탄소와 금속화합물 두가지가 있다.이 중 탄소전도물로 만든 섬유는 짙은 색 (검은색, 회색), 금속화합물이 전도물인 섬유는 흰색으로 후자는 전도성이 약간 떨어지지만 후도정리공정의 가공 (염색 등) 에 유리하다.

방적 공정

전도성 섬유는 원가가 비교적 높고 혼입 비율이 작기 때문에 일반적으로 수공으로 풀어지는 형식을 채택한다.혼합을 균일하게 하기 위하여 미리 계산하고 측정한 무게에 따라 전도섬유와 주체섬유를 동시에 정리기에 먹이고 여러갈래의 정리공정을 거친다.또한 선택한 전도성 섬유는 가능한 한 본체 섬유의 재질과 일치해야 한다.혼방의 공정은 소면(1도)→소면(2도)→두병→2병→3병→거친 방적→가는 방적→락통이다.

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직조 시 전도성 장사 또는 정전기 방지 실을 끼워 넣다

정전기 방지 방직품을 개발하는 것은 원료를 개선하는 것 외에도 직물을 기계로 직조할 때 전도성 긴 실(또는 전도성 섬유 복합 실)을 일정한 간격으로 직물에 끼워 넣을 수 있다.경적 또는 위적 또는 위적 임베디드를 따라 메쉬 모양을 형성할 수 있습니다.대량의 실험을 통해 어떤 방식으로 전도사를 끼워 넣든 직물의 정전기 저항 효과는 뚜렷하게 개선되었지만, 격자 형식으로 전도사나 정전기 저항사를 끼워 넣을 때 효과가 가장 좋다는 것이 증명되었다.또한 직물의 정전기 저항 성능은 내장 전도사 간격이 증가함에 따라 약화된다.전도사 내장 간격 (또는 직물의 전도성 섬유 함량) 은 정전기 방지 제품의 최종 용도 및 전도성 요구에 따라 결정됩니다.구체적으로 다음 표를 참조하십시오.

전도성 섬유의 가격이 비교적 높고 직물을 만드는 원가가 비교적 높기 때문에 설계할 때 가장 적은 전도성 섬유를 사용하여 가장 좋은 정전기 저항 성능을 얻는 것을 고려해야 한다.각 영향 요소(전도사 간격, 직물 밀도 등)를 최적화 분석하여 제품 사용 요구를 만족시키는 최적의 내장 간격(전도섬유 함량)을 얻을 수 있다.또한 사용하는 전도성 긴 실은 대부분 검은색이기 때문에 직물 조직을 설계할 때 전도성의 경조직점이 기초조직 경조직점 아래에 숨겨져 정면의 직물 조직 구조가 파괴되지 않도록 해야 한다.직물의 반대편에서는 전도사를 가능한 한 직물 표면에 드러내어 방전에 유리하게 한다.

정전기 방지제 로 직물 을 뒷정리 하다

계면활성제로 직물 표면에 직접 정전기 방지 처리를 하는 방법은 1950년대에 시작되었는데, 이 방법은 각종 섬유 재료에 적합하다.정전기 방지제는 대부분 정리된 섬유와 구조가 비슷한 고분자물로 침출, 압연, 건조를 거쳐 합성섬유나 그 직물에 달라붙는다.이러한 고분자물은 친수이기 때문에 표면에 코팅하면 흡습을 통해 섬유의 전도도를 증가시켜 섬유가 비교적 많은 정전하를 축적하여 해를 끼치지 않게 할 수 있다.이런 방법은 직물로 하여금 정전기 방지 효과를 가지게 하는 것 외에 처리된 직물은 흡습, 오염 방지, 먼지 제거 등의 기능을 가지고 있다.정전기 방지 방법이 비교적 간단하기 때문에 완제품 가격도 비교적 싸다.

공정 절차는 반제품 → 침출 압연 정전기 방지 수지(2침 2압연) → 건조(100~110℃) → 건조(150~160℃, 2min) → 라폭 → 완제품 정전기 방지 정리 방법이 비교적 많으며, 현재 주로 세 가지가 있다.

(1) 조제 흡부 고착법

(2) 표면 접지 중합법

(3) 저온 플라즈마 표면 처리법

뒤의 두 가지 방법은 비교적 많은 특수 유발제나 고에너지 방사선을 필요로 하거나 플라즈마로 처리하는 등 공예가 복잡하고 조작이 복잡하기 때문에 일반적으로 첫 번째 방법을 채택한다.그것은 뒷정리 중에 정전기 방지 가공을 할 수도 있고, 염색 과정 중에 동욕 처리를 할 수도 있어 모두 이상적인 효과를 얻을 수 있다.

4 방직품 정전기 방지 기술의 발전 현황과 전망

국내외 정전기 방지 기술의 현황 및 존재하는 문제점

현재 민간 방직품의 정전기 저항은 주로 사용 후 정리하는 방법이다.정전기 보호 직물 중 전도성 섬유는 일정한 간격으로 직물에 세로 또는 가로 또는 세로 방향으로 동시에 분포하여 세로 막대, 가로 막대 또는 칸을 형성하며, 정전기 저항 성능의 요구에 따라 간격 범위는 항상 3mm~15mm로 선택한다. 왜냐하면 좋은 내세척성, 내마찰성, 내열성, 내광조성 및 영구적인 정전기 저항성을 가지고 있으며 환경온도와 습도의 변화에 영향을 받지 않기 때문이다.점점 더 광범위한 개발과 응용을 얻고 있다.방직품 개발의 관점에서 볼 때, 전도성 섬유를 채용하여 다시 정전기 방지 후 처리하는 것이 좋으며, 우수한 정전기 방지 성능을 달성할 수 있다.

전도성 섬유를 사용해 개발한 정전기 방지 직물의 문제점은 직물의 뒷정리(염색 등) 문제인데, 전도성 섬유의 대다수가 짙은 색이어서 염색 성능이 문제가 되고 있다.

전망

사람들이 의류의 성능에 대한 요구가 높아지고 생산상의 정밀도와 안전성에 대한 고려에 따라 정전기 방직품에 대항하는 요구가 점점 높아지고 있다. 현재의 정전기 저항 기술은 끊임없이 개선되고 향상되어야 한다. 현재의 형세를 보면 상술한 몇 가지 정전기 저항 경로의 혼합 사용을 우수한정전기 방지효과.