آنتی استاتیک پارچه چیست و چه تاثیری بر پارچه و لباس دارد؟

آنتی استاتیک پارچه چیست و چه تاثیری بر پارچه و لباس دارد؟

آنتی استاتیک پارچه به عنوان یک ماده رسانا یا جاذب رطوبت در نساجی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده از طریق تغییر رسانایی سطح و هسته الیاف عملکرد آنتی استاتیک قابل توجهی در منسوجات ایجاد می کند. ماده آنتی استاتیک یا عوامل ضد الکتریسیته ساکن افزودنی های شیمیایی هستند که با ایجاد مقداری رسانایی الکتریکی به سطح، از تجمع بارهای الکتریکی روی سطح جلوگیری کرده یا آن را کاهش می دهند. عوامل آنتی استاتیک اغلب به قسمت عمده یا به سطح الیاف اضافه می شوند.

استاتیک یا بار ساکن در نساجی
الکتریسیته ساکن یا بار الکترواستاتیک مشکلات زیادی در پردازش مواد نساجی ایجاد می کند، به ویژه آنهایی که از الیاف مصنوعی آبگریز ساخته شده اند. در اکثر فرآیندهای نساجی خشک، الیاف و پارچه‌ها با سرعت بالایی بر روی سطوح مختلف حرکت می‌کنند که می‌تواند بار الکترواستاتیکی ناشی از نیروی اصطکاک ایجاد کند. این بار الکتریکی می تواند باعث دفع الیاف و نخ تا شود.
در حین ریسندگی، بافتن و پرداخت نخ و پارچه نیز اصطکاک ایجاد می شود و الیاف آبگریز تمایل به ایجاد بار ساکن دارند اما از آنجایی که الیاف سلولزی رسانای خوبی هستند، بار الکتریکی ساکن تولید نمی کنند، در حالی که الیاف مصنوعی که رسانای خوبی نیستند، بار الکتریکی ساکن ایجاد می کنند.

علاوه بر این در حین کار بر روی استنتر ضربه‌ هایی ایجاد می ‌شود و پارچه ‌ها در هم پیچیده می‌ شوند و گرد و خاک را جذب می کنند که این نیز مشکل ‌ساز است. بنابراین به پارچه‌ های مصنوعی برای جلوگیری از تولید بار استاتیک، روکشی از یک ماده شیمیایی زده می ‌شود که به عنوان ضد استاتیک شناخته می شود.
آنتی استاتیک نساجی

آنتی استاتیک برای حذف اثرات ناخواسته بار الکترواستاتیک تولید شده در طول فرآیند تولید و سایش پارچه تا و بافتنی تا در الیاف مصنوعی استفاده می شود. بار الکترواستاتیکی باعث چسبندگی نامطلوب و در نتیجه خرابی منسوجات می شود. به همین دلیل برای برطرف کردن این مشکل از یک ماده شیمیایی آنتی استاتیک یا ضد الکتریسیته ساکن استفاده می شود که اثر آن ممکن است موقت یا دائمی باشد.
پارچه هایی که صرفاً از الیاف آبگریز مانند پلی ‌استر ساخته شده‌ اند، تمایل به ایجاد بار ساکن دارند که منجر به چسبیدن لباس‌ها به بدن و یا صدای آزاردهنده جرقه در هنگام پوشیدن یا درآوردن لباس می‌ شود. الکتریسیته ساکن می تواند مشکلات زیادی در تهیه و تولید مواد نساجی ایجاد کند، به ویژه آنهایی که از الیاف مصنوعی آبگریز ساخته شده اند.
پوشش های آنتی استاتیک به عنوان یک عامل ضد الکتریسیته ساکن روی سطح فیبر و روی سطحی که تماس اصطکاکی با آن باعث تجمع بار بالقوه می شود، اعمال می شود.
بنابراین تمایل به تجمع بار استاتیکی را می توان با افزایش رسانایی پارچه و یا کاهش نیروهای اصطکاک با اعمال مواد روان کننده مناسب کاهش داد. برای افزایش رسانایی پارچه می توان از پوشش های رطوبت گیر استفاده کرد. برخی از نمونه های پوشش های آنتی استاتیک غیر بادوام عبارتند از پلی اتیلن گلیکول و ترکیبات پلی اتیلن اکسید.
برخی از پلی ‌آمین‌ها ممکن است با پلی‌گلیکول ‌ها برای ایجاد گروه آبدوست بادوام منسوجات واکنش دهند. رسوب کربن یا پوشش های فلزی (مثلا نانو نقره) نیز ممکن است منجر به افزایش رسانایی پارچه و کاهش تجمع بار استاتیک شود.

علت ایجاد بار استاتیک در پارچه چیست

بار استاتیک در بسیاری از مراحل تولید منسوجات و در هنگام سایش، یعنی استفاده از محصولات نساجی به وجود می آید. این مشکل در الیافی که دارای رطوبت بسیار کمی هستند بیشتر دیده می شود. بنابراین، اغلب در الیاف مصنوعی آبگریز، به عنوان مثال الیاف پلی استر، پلی آمید و پلی اکریلیک ایجاد می شود.
الیاف طبیعی نیز در صورت خشک شدن بیش از حد به عنوان مثال در محیطی با رطوبت کم یا در زمستان، بار استاتیکی ایجاد می کنند. در طول تولید نخ، استاتیک روی نخ های فیلامنتی منجر به دفع رشته تا و بادکش شدن نخ می شود. بنابراین، مراحل آماده سازی مناسب در طول تولید فیبر برای کاهش استاتیک یا الکتریسیته ساکن اضافه می شود. بارهای ساکن روی پارچه تا می تواند حمل و نقل را دشوار کند و همچنین می تواند منجر به چسبیدن لباس شود که در نهایت راحتی پوشیدن و زیبایی لباس را تحت تاثیر قرار می دهد.
حتی شوک های الکتریکی کوچک نیز می تواند در نتیجه ایجاد بار ساکن ایجاد شود. در انتهای ماشین‌ های خشک کن پیوسته پارچه که در آن پارچه در فاصله طولانی‌ تری بدون تماس مستقیم با هیچ بخش فلزی به ‌عنوان مثال خشک ‌کن‌های چادری حمل می ‌شود، ماده خشک‌ شده دارای بار استاتیک بالایی در خروجی است.
مکانیسم اثر آنتی استاتیک پارچه

خواص آنتی استاتیک در لباس اغلب با استفاده از تکنیک های پرداخت مناسب ایجاد می شود. با افزودن مواد شیمیایی، لایه‌ ای از مواد عایق الکتریکی روی الیلف رسوب می ‌کند که رسانایی الکتریکی قابل ‌توجهی برای خنثی‌ سازی سریع بار استاتیک یا الکتریسته ساکن نشان می ‌دهد.
قسمت مهم مبتنی بر رسوب مواد رطوبت گیر است که مقادیر کافی آب را برای تشکیل یک لایه رسانا جذب می کند. در نتیجه این نوع پوشش های ضد استاتیک به جذب آب و به شرایط آب و هوایی محیط اطراف نمونه الیاف بستگی دارد. مکانیسم اصلی عملکرد ماده آنتی استاتیک با افزایش رسانایی سطح فیبر (معادل کاهش مقاومت سطحی) و کاهش نیروهای اصطکاک از طریق روان کنندگی انجام می شود.
مقاومت سطحی به عنوان یک ویژگی مادی شناخته می شود و مقدار عددی آن برابر با نسبت گرادیان ولتاژ به چگالی جریان است. مقاومت در واقع مقاومت الیاف در برابر جریان الکتریکی است. افزایش رسانایی باعث ایجاد بار کمتر، اتلاف سریع تر و در نتیجه کاهش بار اولیه می شود.
عوامل آنتی استاتیک که رسانایی سطح فیبر را افزایش می دهند یک لایه میانی روی سطح تشکیل می دهند. این لایه معمولا رطوبت گیر است. افزایش محتوای رطوبت منجر به مقاومت بالاتر می شود. وجود یون های متحرک روی سطح برای افزایش رسانایی بسیار مهم است. کارایی بهتر پوشش های آنتی استاتیک جاذب رطوبت تا حدود زیادی به رطوبت محیط اطراف در هنگام استفاده از الیاف بستگی دارد. کم بودن رطوبت منجر به رسانایی کمتر (مقاومت بیشتر) و درنتیجه مشکلات بیشتر در هنگام استفاده از آنتی استاتیک دارد.
بنابراین خاصیت آنتی استاتیک را می توان با کاهش بار خارجی با افزایش قدرت هدایت (مقاومت) سطحی و یا با آبدوست کردن الیاف پارچه اعمال کرد. بسیاری از پارچه تا بر اساس مکانیسم اول یعنی کاهش بار و افزایش رسانش سطحی خاصیت آنتی استاتیک بدست می آورند.
امولسیون های سیلیکونی، امولسیون های پلی اتیلن، پلی اتیلن گلیسرول، نمک های پلی کواترنر، پلیمرهای اکریلیک را می توان برای این منظور استفاده کرد .در واقع امولسیون سیلیکونی در هنگام استفاده با کاهش اصطکاک بین الیاف دارای خاصیت آنتی استاتیک می شود و همچنین مزایای اضافی از جمله خاصیت آزادسازی خاک، نرمی و لطافت را نیز اضافه می کند.
روش های استفاده از آنتی استاتیک پارچه
به طور کلی دو روش استفاده از عوامل آنتی استاتیک وجود دارد:
• با ترکیب مواد آنتی استاتیک در پلیمر در طی ساخت الیاف مصنوعی.
• با استفاده از عوامل آنتی استاتیک موقت و دائم بر روی رشته یا نخ یا پارچه که به روش Exhaust و یا با پد خشک انجام می شود.
مکانیسم اثر آنتی استاتیک پارچه
انواع آنتی استاتیک پارچه
پوشش آنتی استاتیک موقت
پوشش آنتی استاتیک موقت اغلب برای پردازش و آماده سازی الیاف و نخ ترجیح داده می شوند، زیرا سرعت حذف و مقاومت در برابر حرارت و حلالیت روغن از ویژگی های مهم این روش است. این پوشش آنتی استاتیک شامل گروهی از مواد جاذب رطوبت، سورفکتانت ها، نمک های آلی، گلیکول تا، پلی اتیلن گلیکول تا، پلی الکترولیت تا، نمک های آمونیوم چهارتایی با زنجیره های آلکیل چرب، ترکیبات پلی اتیلن اکسید و استرهای نمک های اسیدهای آلکیل فسفونیوم هستند. ویژگی های خاص مواد تشکیل دهنده پوشش آنتی استاتیک موقت عبارتند از:
• دارای نوسانات کم
• قابلیت اشتعال کم
• بدون زرد شدن (پایداری در حرارت)
• غیر خورنده بودن
استرهای اسید فسفریک بزرگترین گروه آنتی استاتیک های موقت هستند. دوام این استرهای اسید فسفریک بر اساس اندازه مولکولی افزایش می یابد. ترکیبات آمونیوم چهارتایی بزرگترین گروه بعدی آنتی استاتیک موقت هستند که پرمصرف ترین آنها دی متیل آمونیوم کلرید است. اینها مواد متداول در نرم کننده های مصرفی در لباسشویی و خشک کن هستند. مانند بسیاری دیگر از آنتی ‌استاتیک های کاتیونی میل ترکیبی خوبی به الیاف نساجی دارند.
آخرین گروه آنتی استاتیک موقت از ترکیبات غیر یونی مانند استرهای چرب اتوکسیله، الکل و آلکیل آمین تا تشکیل شده است. ترکیب سورفکتانت های کاتیونی و غیر یونی می تواند خاصیت آنتی استاتیک نشان دهد زیرا مواد غیر یونی جذب رطوبت را افزایش می دهند و محصولات کاتیونی نیز یون های متحرک متقابل را فراهم می کنند.

پوشش آنتی استاتیک دائم

دستیابی به خواص آنتی استاتیک در پارچه که در برابر شستشوهای مکرر بادوام باشد، دشوار است. این پوشش را می توان با تشکیل یک شبکه پلیمری متقاطع حاوی گروه های آبدوست انجام داد. به طور معمول، پلی آمین تا با پلی گلیکول تا برای ساختن چنین ساختارهایی واکنش می دهند.
این پلیمرها را می توان قبل از اعمال بر روی پارچه تا تشکیل داد یا اینکه می توان آنها را روی سطح الیاف پس از اعمال پد تشکیل داد. همچنین می توان از انواع روش های پیوند متقابل به این منظور استفاده کرد. مقدار ویژگی آبدوست در پلیمر نهایی می تواند برای برآوردن نیازهای فردی متفاوت باشد.
هر چه بخش های آبدوست بزرگتر باشد، رطوبت بیشتری جذب می شود و اثرات آنتی استاتیک بیشتری به دست می آید .با این حال، در سطوح بالای رطوبت جذب شده، لایه پلیمری نرم می‌شود و با سایش در هنگام شستشو راحت ‌تر از بین می‌رود. درجات بالاتر پیوند متقابل جذب رطوبت و تورم بعدی را کاهش می دهد، اما اثر آنتی استاتیک کاهش می یابد .مشکلات اضافی با پلیمرهای آبدوست متقاطع شامل تداخل با انتشار خاک و خواص رسوب مجدد خاک است. به دلیل مشکلاتی که در دستیابی به تعادل کامل خواص مورد نظر وجود دارد، استفاده از روش آنتی استاتیک دائم پارچه محدود است.
فواید استفاده از آنتی استاتیک پارچه

• جلوگیری از ایجاد اصطکاک و بار استاتیک در پارچه
• مقاوم در برابر کثیفی، لکه نشدن، آسان برای تمیز کردن
• از بین بردن آسیب ناشی از الکتریسیته ساکن در محصول
• حذف الکتریسیته ساکن در هنگام استفاده از پارچه به شکل لباس
• می تواند مشکلات پارچه های درگیر استاتیک درهم رفته را از بین ببرد

فواید استفاده از آنتی استاتیک پارچه
محصولات آنتی استاتیک
اگرچه استفاده از مواد آنتی استاتیک پس از رنگرزی یا چاپ اغلب برای الیاف آبگریز رایج است، پارچه های ساخته شده از پنبه، ابریشم مصنوعی و پشم نیز ممکن است بسته به کاربرد مورد نظر، آنتی استاتیک شوند. محصولات نساجی که با پوشش های آنتی استاتیک پردازش می شوند عبارتند از:
• فرش
• روکش پارچه و کیسه هوا برای اتومبیل.
• تسمه نقاله
• پارچه های فیلتراسیون
• کیسه های پست هوایی، چتر نجات
• پارچه های اتاق عمل بیمارستان
• لباس محافظ برای کار با گازهای قابل اشتعال، مایعات و جامدات پودری.
• تهیه پارچه های دارای خاصیت آنتی استاتیک

ویژگی پارچه های آنتی استاتیک حاوی الیاف آنتی استاتیک

استفاده از عوامل آنتی استاتیک خارجی از روش های فیزیکی یا شیمیایی برای پردازش سطح الیاف انجام می شود مانند استفاده از عوامل خارجی آنتی استاتیک یونی یا غیر یونی برای پوشش دادن سطح الیاف برای جذب رطوبت در هوا و کاهش رطوبت. مقدار مقاومت الیاف یا رزین آنتی استاتیک آبدوست از طریق یک سری پردازش به سطح الیاف می چسبد تا یک لایه پیوسته بسیار نازک ایجاد کند که از جاذب رطوبت بودن فیلم برای افزایش رسانایی فیبر استفاده می کند.
البته راه های زیادی برای استفاده از عوامل آنتی استاتیک داخلی برای ساخت الیاف یا پارچه آنتی استاتیک وجود دارد:
در مرحله پلیمریزاسیون، مونومر آنتی استاتیک از طریق روش کوپلیمریزاسیون اضافه می شود
معرفی گروه های آنتی استاتیک رطوبت گیر توسط پیوند کوپلیمریزاسیون
از روش ریسندگی کامپوزیت برای تشکیل یک ساختار پیوسته حاوی یک عامل آنتی استاتیک در داخل الیاف استفاده می شود.
از روش ریسندگی مخلوط برای ایجاد عامل آنتی استاتیک در داخل فیبر در حالت میکروفیبر و غیره استفاده می شود.
از آنجایی که ماده آنتی استاتیک در داخل الیاف به جای سطح الیاف وجود دارد، پوشیدن و از بین رفتن آن در اثر شستشو آسان نیست، بنابراین خاصیت آنتی استاتیک الیاف بادوام است و در بین این روش تا روش ریسندگی ترکیبی بیشترین استفاده را دارد.
الیاف آنتی استاتیک نوعی فیبر متمایز است که علاوه بر داشتن خواص آنتی استاتیک، ویژگی های الیاف اصلی را نیز حفظ می کند. می توان آن را به صورت خالص ریسید یا مخلوط کرد یا با سایر الیاف معمولی در هم آمیخت تا پارچه بتواند آنتی استاتیک باشد و در عین حال استایل و عملکرد الیاف دیگر را نیز دا
روش های استفاده از آنتی استاتیک پارچه

معمولاً سه روش برای پردازش پارچه های معمولی با مواد آنتی استاتیک وجود دارد:
روش padding
پس از غوطه ور شدن پارچه در مایع آنتی استاتیک، برای کنترل مقدار مایع، آن را فشرده و توسط غلتک تا غلت می دهند. تعداد غلتک تا متفاوت است و می توان اشکال مختلفی از مراحل را روی پارچه انجام داد.
روش پوشش
برای خراش دادن پوشش حاوی ماده آنتی استاتیک روی سطح پارچه از یک اسکرابر پوششی استفاده می شود. اسکاج اشکال مختلفی دارد. با انتخاب اسکاج های مختلف می توان لایه های پوششی با ضخامت های مختلف به دست آورد.
روش رزین
مواد آنتی استاتیک رزین ذوب داغ باید مستقیماً توسط تجهیزات ویژه ذوب شوند و سپس روی سطح پارچه ثابت شوند تا یک لایه آنتی استاتیک تشکیل شود.

انواع مواد شیمیایی آنتی استاتیک پارچه

مواد آنتی استاتیک کاتیونی دارای خواص آنتی استاتیک عالی است، اما مقاومت در برابر حرارت آن نسبتا ضعیف است و برای پوست مضر است. بنابراین به طور کلی به عنوان یک نوع پوشش خارجی استفاده می شود. عوامل آنتی استاتیک آنیونیک مقاومت حرارتی و اثرات ضد الکتریسیته ساکن بهتری دارند، اما سازگاری ضعیفی با رزین تا دارند و بر شفافیت محصول تأثیر می گذارند.
مواد آنتی استاتیک غیر یونی سازگاری و مقاومت حرارتی خوبی دارد و هیچ اثر نامطلوبی بر خواص فیزیکی محصول ندارد، اما دوز نسبتا زیادی برای استفاده لازم است. بزرگترین ویژگی عامل آنتی استاتیک آمفوتریک این است که می توان از آن در ترکیب با عامل آنتی استاتیک کاتیونی و عامل آنتی استاتیک آنیونی استفاده کرد و اثر آنتی استاتیک آن شبیه به آنتی استاتیک کاتیونی است، اما مقاومت حرارتی آن به خوبی آنتی استاتیک غیریونی نیست.
به طور کلی بهتر است از یک روش پردازش مناسب پارچه و یک عامل آنتی استاتیک با اثر خوب استفاده کنید تا یک لایه آنتی استاتیک یکنواخت روی سطح الیاف تشکیل شود یا چسبندگی بین ماده آنتی استاتیک و سطح الیاف را بهبود ببخشد و باعث نفوذ ماده پرداخت کننده به داخل الیاف شود
. .