Các loại sợi chống tĩnh điện là gì？

Có bốn loại sợi chống tĩnh điện chính được sử dụng trong sản xuất dệt may hiện nay: sợi lõi đen carbon, sợi pha sợi kim loại, sợi sợi hút ẩm và sợi được xử lý bề mặt. Mỗi loại tiêu tán điện tích tĩnh thông qua một cơ chế khác nhau và sự lựa chọn phù hợp tùy thuộc vào mức điện trở suất mà sản phẩm cuối cùng của bạn cần, vải phải tồn tại bao nhiêu chu kỳ giặt và liệu màu sắc hay chi phí có quan trọng hơn đối với ứng dụng của bạn hay không. Đối với hầu hết các loại quần áo phòng sạch, đồng phục làm việc và băng tải, lõi đen cacbon Sợi chống tĩnh điện vẫn là lựa chọn phổ biến và tiết kiệm chi phí nhất, trong khi hỗn hợp sợi kim loại được dành riêng cho các môi trường đòi hỏi điện trở suất thấp nhất có thể.

Sợi lõi đen carbon

Sợi lõi đen carbon, đôi khi được gọi là sợi chống tĩnh điện hai thành phần hoặc lõi vỏ, được chế tạo với lõi polymer chứa carbon đen được bọc trong vỏ bọc polyester hoặc nylon tiêu chuẩn. Lõi thường chứa từ 15% đến 30% trọng lượng cacbon đen, đủ để vượt qua ngưỡng thẩm thấu và tạo ra đường dẫn điện liên tục qua sợi. Lớp vỏ bên ngoài giữ cho vải mềm khi chạm vào và có thể nhuộm thuốc nhuộm bình thường, trong khi lõi ẩn xử lý công việc thực tế là mang điện tích ra khỏi bề mặt.

Cấu trúc này là lý do tại sao sợi lõi đen carbon chiếm ưu thế trong quần áo phòng sạch và quần áo bảo hộ lao động. Theo dữ liệu tìm nguồn cung ứng trong ngành do GC FIBER công bố, loại sợi này được đánh giá có thể chịu được từ 50 đến 100 chu trình giặt công nghiệp mà không giảm hiệu suất đáng kể, giúp loại sợi này đủ bền cho đồng phục sử dụng hàng ngày thay vì đồ bảo hộ sử dụng một lần.

Một ví dụ thực tế của thể loại này là Sợi Polyester chống tĩnh điện màu đen , được sản xuất bởi GC FIBER với số lượng FDY 20D, 40D và 60D với mức điện trở màu đen từ 10 đến 6 ohm trên mỗi cm. Màu đen xuất phát trực tiếp từ lõi nạp carbon và nhà sản xuất lưu ý rằng hiệu ứng triệt tiêu điện trở vẫn ổn định ngay cả trong điều kiện độ ẩm thấp, điều này khiến nó trở nên khác biệt so với các phương pháp chống tĩnh điện dựa vào khả năng hấp thụ độ ẩm.

Sợi Polyester chống tĩnh điện màu đen

Sợi pha trộn sợi kim loại

Sợi sợi kim loại trộn các sợi nhỏ bằng thép không gỉ, mạ bạc hoặc mạ đồng vào nền bông hoặc polyester để đạt được mức điện trở suất thấp nhất hiện có trong các sản phẩm dệt chống tĩnh điện. Theo hướng dẫn kỹ thuật do Viện Nghiên cứu Dệt may Giang Tô công bố, sợi thép không gỉ được sử dụng rộng rãi nhất vì chúng kết hợp độ dẫn điện cao với độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn cao. Sợi được phủ bạc mang lại lợi ích kháng khuẩn ngoài khả năng dẫn điện, trong khi sợi được phủ đồng mang lại khả năng dẫn điện tuyệt vời nhưng dễ bị oxy hóa hơn theo thời gian.

Vì sợi sợi kim loại có thể đạt giá trị điện trở suất bề mặt đủ thấp để hoạt động gần giống như dây nối đất nên nó được dành riêng cho những môi trường đòi hỏi khắt khe nhất, chẳng hạn như chế tạo chất bán dẫn và xử lý hóa học, trong đó ngay cả một lượng phóng tĩnh điện nhỏ cũng có thể làm hỏng thiết bị hoặc đốt cháy hơi. Thành phần điển hình được thấy trong dữ liệu sản phẩm công nghiệp là 80% bông pha trộn với 20% sợi kim loại dẫn điện hoặc tỷ lệ cao tới 70/30, tùy thuộc vào mức độ mạnh mẽ của mục tiêu điện trở suất.

Sợi sợi hút ẩm

Sợi chống tĩnh điện hút ẩm hoạt động theo nguyên lý hoàn toàn khác so với các loại sợi carbon hay sợi kim loại. Thay vì tạo đường dẫn điện vào sợi, nó sử dụng vật liệu hút ẩm như viscose biến tính để giữ một lớp nước mỏng trên bề mặt sợi, giúp cải thiện độ dẫn bề mặt một cách tự nhiên và giúp tiêu tán điện tích trước khi tích tụ. Phương pháp này thân thiện với da và hòa quyện tốt với vải may mặc, đó là lý do tại sao nó thường xuất hiện trong quần áo chống tĩnh điện hàng ngày hơn là đồ bảo hộ công nghiệp.

Sự đánh đổi là sự phụ thuộc vào độ ẩm. Trong điều kiện mùa đông khô hanh hoặc phòng sạch có độ ẩm thấp, sợi hút ẩm mất nhiều màng ẩm và hiệu suất chống tĩnh điện của nó giảm đáng kể. Đây chính xác là hạn chế mà sợi lõi carbon và sợi kim loại được thiết kế để tránh, vì cả hai đều duy trì điện trở suất ổn định bất kể độ ẩm xung quanh.

Các biến thể PET và Polyester có điện trở suất được thiết kế

Trong dòng polyester và PET, các nhà sản xuất có thể điều chỉnh điện trở suất của sợi chống tĩnh điện bằng cách điều chỉnh lượng cacbon và màu sợi. Ví dụ, sợi PET tông màu xám thường hướng tới dải điện trở suất cao hơn sợi lõi cacbon màu đen vì nó sử dụng lượng cacbon nhẹ hơn để duy trì màu cơ bản nhẹ hơn, có thể nhuộm được.

Một ví dụ từ thông số kỹ thuật sản phẩm hiện tại là Sợi PET chống tĩnh điện Màu xám , được cung cấp ở các số lượng FDY 20D, 40D, 60D và DTY 60D với mức điện trở từ 10 đến 9 ohm trên mỗi cm. Điều này đặt nó vào một dải chống tĩnh điện vừa phải phù hợp với quần áo bảo hộ thông thường, rèm cửa và vải kiểm soát bụi, những nơi cần một số điện trở suất nhưng không cần sợi đen dẫn điện hoàn toàn. Nhà sản xuất cho biết sợi này vẫn giữ được hiệu suất khử tĩnh điện khi giặt nhiều lần và không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về độ ẩm xung quanh, sự kết hợp này cho phép sợi phục vụ cả các xưởng điện tử khô ráo và các cơ sở y tế ẩm ướt hơn.

Sợi PET chống tĩnh điện Màu xám

Kết hợp điện trở suất với ứng dụng

Việc lựa chọn giữa các loại sợi chống tĩnh điện phụ thuộc vào dải điện trở suất phù hợp với tiêu chuẩn tuân thủ mà thành phẩm phải đáp ứng. Quần áo được chế tạo để kiểm soát bụi nói chung không cần độ dẫn điện giống như găng tay dùng trên dây chuyền sản xuất chất bán dẫn. Bảng dưới đây tóm tắt cách sắp xếp bốn loại sợi thường phù hợp với các trường hợp sử dụng phổ biến.

Độ bền giặt và nhiệt giữa các loại

Độ bền thông qua quá trình giặt là một trong những yếu tố bị bỏ qua nhiều nhất khi lựa chọn sợi chống tĩnh điện cho quần áo hoặc quần áo bảo hộ lao động có thể tái sử dụng. Lõi đen cacbon và sợi PET kỹ thuật được chế tạo bằng vật liệu dẫn điện bên trong cấu trúc sợi chứ không phải là lớp phủ bề mặt, đó là lý do tại sao hiệu suất chống tĩnh điện của chúng vẫn tồn tại ở nhiệt độ cao và giặt nhiều lần tốt hơn nhiều so với các phương pháp xử lý chỉ áp dụng cho bề mặt vải. Ngược lại, lớp hoàn thiện chống tĩnh điện được áp dụng trên bề mặt sẽ bị trôi đi sau một số chu kỳ giới hạn và cần phải được áp dụng lại, khiến chúng không phù hợp với đồng phục công nghiệp phải giặt hàng ngày.

Đối với người mua so sánh thông số kỹ thuật của sợi, việc yêu cầu dữ liệu về chu trình giặt và khả năng chịu nhiệt trực tiếp từ nhà sản xuất cùng với chỉ số điện trở suất sẽ rất hữu ích, vì hai sợi có cùng chỉ số ohm có thể hoạt động rất khác nhau sau 50 chu trình giặt tùy thuộc vào việc phần tử dẫn điện được nhúng trong lõi hay được phủ trên bề mặt.