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技術文章

防靜電工作服知識

一、服裝靜電的產生及危害

操作者在正常生產活動中，所穿的服裝與外界介質表面(例如工作臺面、椅面、工具、器具等)之間、各層衣服之間、內衣與皮膚之間，直至行走時鞋底與地坪之間，都會由于頻繁的接觸分離和摩擦而使得服裝和鞋子帶電，特別是在穿用高絕緣性能的化纖衣料時會使帶電加劇。服裝和鞋子的局部所帶靜電荷按介質上電荷的流散規律而逐漸流散到全表面，達到平衡時形成服裝上一定的靜電壓。當然，由于人體本身是良導體，服裝的帶電會由于靜電感應而使人體皮膚周身帶電，也形成一定的靜電壓。于是對于操作工而言，存在兩個可能的放電通道；一個是指尖(皮膚)與接地導體間的放電，另一個是工作服與接地導體間的放電。這兩種放電都可能對靜電敏感器件造成損害。防靜電腕帶雖能消除放電危險，但卻不能消除放電危險。這是因為腕帶只能消除作為良導體的人體皮膚上的靜電，而不可能泄漏掉絕緣性較強的服裝上的靜電。人們往往只注意到消除人體皮膚靜電，而忽略了或沒有足夠重視消除服裝靜電，這是需要改進的。
下表是操作者進行不同動作時，服裝上靜電壓的實測值的范圍：
帶電的方式
服裝上靜電壓（V）
穿皮鞋在普通水泥地面上行走(通常速度)
l 200~1 500
穿塑料拖鞋在普通水泥地面上行走(通常速度)
2 500~2 600
在合成橡膠工作臺面上伏案工作
750~2 000
在人造革軟椅上輕微晃動
1 500~2 800
在人造革軟椅上滑移
1 500~2 800
從坐椅上突然站起
3 800~4 500
將外衣脫下
5 000~7 000
由上表可以看出，人體在進行各種活動時服裝上的靜電壓值已大大超過許多靜電敏感器件的靜電放電損壞閾值，那么在觸及或接近這些元器件時就有可能造成敏感器件損壞。還需指出，一般認為穿純棉工作服可防止服裝靜電積累，因而就可靠，實際這種觀點具有片面性。只有當空氣相對濕度高于50％時才基本如此；而當相對濕度比較低時，純棉制品的帶電量明顯增大。試驗表明，在相對濕度低于30％時，純棉織物的帶電量與滌綸相當；而當相對濕度低于20％時，棉織物的帶電量甚至會高于某些化纖織物。所以在氣候干燥地區，不能指望在任何情況下都能用純棉制品消除服裝靜電危害。
基于以上原因，為有效防止人體靜電的靜電放電危害，操作者必須穿用防靜電工作服。
下圖給出了標準款式的防靜電工作服式樣，上裝為"三緊式"，下裝為直筒褲。
 

二、防靜電工作服的消電機理

防靜電工作服是指為防止服裝上的靜電積累，用防靜電織物為面料而縫制的工作服。防靜電織物是在紡織時，大致等間隔地或均勻地混入導電纖維或防靜電合成纖維或兩者混合交織而成的織物。導電纖維是指全部或部分使用金屬或有機物的導電材料或亞導電材料制成的纖維的總稱，其體積電阻率ρv～介于104～109Ω·cm之間。接照導電成分在纖維中的分布情況又可將導電纖維分為導電成分均一型、導電成分覆蓋型和導電成分復合型3類。目前，絕大多數防靜電織物是采用導電纖維制作的，其中尤以導電成分復合型，即復合纖維使用較多。
在化纖織物中加入導電纖維制成的防靜電工作服，其消電是基于電荷的泄漏與中和兩種機理。當接地時，織物上的靜電除因導電纖維的電暈放電被中和之外，還可經由導電纖維向大地泄放；不接地時則借助于導電纖維的微弱的電暈放電而消電。
實踐表明，防靜電工作服可有效地抑制服裝靜電，消除或減小靜電放電危害。下表給出了操作者穿用不同工作服時人體帶電的比較。
穿各種工作服時人體的靜電壓(相對濕度15％)
工作服材料
內衣材料
人體靜電壓，V
棉工作服
合成纖維
3 000
棉工作服
滌／棉
3 600
滌／棉工作服
合成纖維
2 000
滌／棉工作服
滌／棉
1 900
防靜電服(滌／棉牛1％不銹鋼纖維)
合成纖維
380
防靜電服(滌／棉牛1％不銹鋼纖維)
滌／棉
370
防靜電服(諾梅克斯十1％不銹鋼纖維)
滌／棉
120
三、防靜電工作服及防靜電織物的主要性能指標
國家標準GBl2014-89《防靜電工作服》對防靜電服的主要技術要求列于下表：
性能參數
A級
B級
帶電量
<0.6/μC/件
<0.6/μC/件
耐洗滌時間
>33.0h
>16.5h
對于制作防靜電工作服的防靜電面料也有一定要求，參見下表：
等級
A
B
C
D
指標
項目
表面電荷密度(μC／m2)
≤1.0
≤3.0
≤5.0
≤7.O
表面比電阻(Ω)
≤105
≤107
≤109
≤1011
靜電半衰期(s)
≤0.1
≤0.5
≤1.6
≤4.O
摩擦靜電壓(V)
≤100
≤250
≤400
≤600

四、防靜電工作服的使用及管理

防靜電工作服在穿用及管理時應注意的事項如下：
a．服裝應全部使用防靜電織物，一般不使用襯里。必須使用襯里時，襯里的露出面積不應超過全部服裝內面面積的20％。
b.應根據不同場所的不同加工對象的靜電敏感度，選用不同等級的防靜電布料和防靜電工作服。
c．禁止在防靜電工作服上附加或佩帶任何金屬物件。
d．不準在操作靜電敏感產品的現場穿上或脫去工作服(應在指定的更衣室進行更衣)。工作服的鈕扣應全部扣上，盡量不使其處于接近脫掉衣服的狀態。
e．工作服的洗滌應盡量采用簡易方法進行，應避免使工作服受到較強的機械和化學操作的洗滌。

f. 批量購回的防靜電工作服在穿用前應隨機地選出數件檢測帶電量。穿用一定時期后，特別是穿用者脫掉衣服時有電擊感時要進行復測。

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