Chương 1 : Tổng quan Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 3 : Kết quả nghiên cứu và bàn luận Nguyễn Duy Hưng Trang 12 Khóa 2016B Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Ngành công nghệ vật liệu dệt may Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1. Quần áo và vải dệt chống tĩnh điện 1. Tĩnh điện và các tác hại từ tĩnh điện Sự cố gây ra bởi tĩnh điện: Sự phóng tĩnh điện (ESD – Electrostatic Discharge). Tương tự như hiện tượng sét trong tự nhiên.
Tĩnh điện trên bề mặt vật thể sẽ phóng các điện tích xuống đất qua trục máy tạo ra tia lửa điện. Khi tĩnh năng lượng tạo ra của tia lửa điện vượt qua điểm cháy nổ của vật liệu (các dung môi gas, xăng… bay hơi) sẽ làm phát sinh ngọn lửa gây hỏa hoạn Sự bám hút (ESA – Electro Static Atraction): Các hạt bụi nhỏ khi gần từ trường tĩnh điện sẽ bị phân cực trái dấu. Sau đó các hạt bụi này sẽ bị hút vào bề mặt vật thể do lực hút. Điều này gây ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Những tác hại thường thấy là giảm chất lượng sản phẩm, mực in bị nhiễm bẩn, bị lem khi in, kẹt máy, làm hư bản in trên ống đồng… Tác hại đối với con ngƣời Với một lượng điện tích rất lớn trên bề mặt vật thể, tạo ra một từ trường cực mạnh ở môi trường xung quanh. Từ trường này có tác hại về lâu dài với sức khỏe con người, trong đó, ảnh hưởng nhiều nhất là hệ thần kinh, hệ sinh dục, hệ tuần hoàn. Đặc biệt lực tĩnh điện có khả năng giật người thao tác gây ra tai nạn lao động Tác hại của tĩnh điện trong sản xuất Tĩnh điện trên bề mặt của vật thể, khi lớn đến mức độ thích hợp (khoảng 3000 volt) sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện, từ trường này sẽ tác động gây ra sự phân cực của các vật thể khi các vật thể này lọt vào trường tĩnh điện, việc phân cực này tạo ra lực hút Culon đủ lớn để hút cưỡng bức các vật thể này vào bề mặt của vật mang tĩnh điện. Hiện tượng hút bụi này ảnh hưởng tới chất lượng của các qúa trình sản xuất cần sạch bề mặt như: In ấn, lắp đặt, đóng gói thực phẩm, dược phẩm, tráng phủ, sơn, xi mạ và các qui trình sản xuất điện tử… Bởi vậy, trong sản xuất chúng ta thường gặp phải các vấn đề khó chịu như: Màng phim, chai lọ bị bám dính bụi, tích điện làm giảm chất lượng sản phẩm.
Các Nguyễn Duy Hưng Trang 13 Khóa 2016B Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Ngành công nghệ vật liệu dệt may bao bì làm ra không thể xếp ngay hàng. Tĩnh điện cao gây ra tia lửa điện dẫn đến cháy nổ. Hỏa hoạn từ những nơi dễ cháy như dung môi in. Mực in bị lem (vết chân chim, kéo râu…).
Công nhân bị điện giật gây tai nạn lao động. Quy trình đóng rót bị hút bụi, miệng túi bị hở. Các sản phẩm nằm không đúng vị trí vì đẩy nhau do nhiễm tĩnh điện gây phế phẩm. Kẹt màng vào các trục cuốn của máy và nhiều tác hại khác.
Giải quyết vấn đề tĩnh điện Các chất liệu khác nhau sẽ có những giải pháp khác nhau. Đối với các chất liệu dẫn điện thì phương pháp thường gặp nhất là nối đất trực tiếp. Đối với những chất liệu không dẫn tĩnh điện như vật liệu tự nhiên, hỗn hợp thì chỉ có một giải pháp là dùng ionizer. Đây là phương pháp tạo ra các ion trung hoà những vùng bị tĩnh điện, nếu không được trung hòa bởi những điện tích tự do, tĩnh điện mất đi rất chậm.
Những vật liệu cách điện cho phép những nhóm điện tích âm và điện tích dương hình thành. Khi những điện tích không thể di chuyển trên bề mặt của vật liệu này, việc nối đất không thể loại bỏ những điện tích này. Sự ion hóa là phương tiện để loại bỏ tĩnh điện ở những vật liệu cách điện. Sự ion hoá các điện tử tự do trong không khí bằng phương pháp phân cực điện áp cao tạo ra liên tục luồng điện tích âm và điện tích dương.
Những điện tích này sẽ kết hợp với những điện tích trái dấu trên bề mặt của vật liệu do đó triệt tiêu được tĩnh điện trên bề mặt cách điện. Các thiết bị chống tĩnh điện có thể khử được các ion bằng cách trung hoà chúng. Một số thiết bị chống tĩnh điện thông dụng là: thanh khử tĩnh điện, vòi phun chống tĩnh điện, súng chống tĩnh điện, dao khí, quạt ion, bộ nạp tĩnh điện, vòng tay tĩnh điện, dây nối đất, quần áo chống tĩnh điện… Để chống tĩnh điện cho một hệ thống máy in, người ta gắn những thanh khử tĩnh điện lên một số vị trí để nó trung hoà các ion tạo ra từ giấy trong quá trình cọ xát, xả cuộn, sấy khô… Để chống tĩnh điện trong quá trình sơn, người ta sử dụng quạt ion hoặc thanh khử tĩnh điện gắn ở vị trí gần nơi phun sơn để những thiết bị này khử ion trong các hạt sơn. Do không bị nhiễm tĩnh điện, các hạt sơn bám chắc Nguyễn Duy Hưng Trang 14 Khóa 2016B Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Ngành công nghệ vật liệu dệt may chắn vào bề mặt hạt cần sơn, tạo nên lớp sơn thẩm mỹ hơn.Và còn nhiều ứng dụng nữa của các dụng cụ chống tĩnh điện trong việc chống lại tĩnh điện gây thiệt hại cho sản xuất và cuộc sống con người.
Nhu cầu về quần áo và vải chống tĩnh điện Hiện nay người lao động làm việc trong các môi trường điện tử có bức xạ điện rất nguy hiểm tới sức khỏe, đặc biệt là các bạn trẻ [6]. Sử dụng quần áo bảo hộ chống tĩnh điện là cần thiết trong các khu vực có khả năng nổ và bên ngoài khu vực nguy hiểm, trong sản xuất linh kiện điện tử để bảo vệ người lao động khỏi các nguy cơ của tĩnh điện (ESD). Một trong những thành phần cơ bản để bảo vệ người lao động là quần áo bảo hộ. Sự tích điện trên quần áo sử dụng có thể gây ra nguy hiểm cho cơ thể con người, nó có thể gây cháy, nổ hoặc tai nạn.
Tại nơi làm việc có nguy cơ xảy ra hiện tượng cháy, nổ,cần phải sử dụng quần áo bảo hộ làm bằng vật liệu có tính chống tĩnh điện tốt đã được kiểm định bởi các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm chuyên dụng. Quần áo chống tĩnh điện cũng được yêu cầu sử dụng ở ngoài vùng có nguy cơ cháy, nổ, ở đó yêu cầu bảo vệ chống tĩnh điện được sử dụng vì các lý do khác, ví dụ: trong ngành công nghiệp điện tử, trong sản xuất và lắp ráp các thành phần nhạy cảm, cũng như trong khi vận hành dụng cụ đo lường điện tử, máy tính… [1] Chính vì vậy, việc sử các loại vải chống tĩnh điện để may trang phục bảo hộ lao động là giải pháp giúp người lao động được an toàn khi làm việc trong môi trường có liên quan tới bức xạ điện từ hoặc có nguy cơ tĩnh điện cao [1]. Vải dệt chống tĩnh điện Khái niệm về vải chống tĩnh điện [4] Vải chống tĩnh điện chủ yếu bao gồm các sản phẩm phù hợp với các quy định an toàn cho các môi trường có tính dễ cháy hoặc nổ cao. Tuy nhiên, loại này cũng bao gồm các sản phẩm được sử dụng trong các phòng điều hành để ngăn chặn tĩnh điện gây trở ngại cho thiết bị y tế.
Trong môi trường có độ ẩm thấp (rất khô), cơ thể con người có thể tạo ra một lượng điện tích đáng kể. Vải dệt chống tĩnh điện ngăn cơ thể khỏi bị điện giật do tĩnh điện. Các Nguyễn Duy Hưng Trang 15 Khóa 2016B Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Ngành công nghệ vật liệu dệt may sản phẩm này thường bao gồm sợi kim loại được pha trộn với xơ bông, polyester dưới dạng xợi xe hoặc dệt cài trong vải dệt thoi hoặc dưới dạng xơ dệt có thành phần “carbon dẫn điện màu đen”, ví dụ, Nega-Stat® của Barnet làsợi filament 2 thành phần. Đây làtơ filament có thiết diện ngang dạng 3 khía trong đó một lõi là thành phần dẫn điện được bao bọc bởi vỏ bọc bằng polyester, loại sợi này đã được cấp bằng độc quyền.
Để đánh giá vải chống tĩnh điện người ta có thể sử dụng các chỉ tiêu chất lượng sau [4]: 1. Khả năng chống tích điện bề mặt (Surface-charge resistance) 2. Khả năng tĩnh điện ma sát (Friction-charge electrostatic) 3. Thời gian xả tĩnh điện (Decay time) Yêu cầu về chỉ tiêu dẫn điện của vải chống tĩnh điện - Theo tiêu chuẩn FTTS-FA-009 của Đài Loan [4] vải chống tĩnh điện được phân loại theo các tiêu chí sau: + Điện áp tạo ra do ma sát (U): Tích điện ma sát (V) Dệt kim / Dệt thoi Cấp Phân loại Sợi dọc và sợi nang U ＜100 3 Xuất sắc 100 ≤ U < 500 2 Tốt 500 ≤ U < 1000 1 Khá tốt + Điện trở bề mặt (R) Điện trở bề mặt (Ω) Cấp Phân loại 1x104 ≤ R ＜1x106 3 Xuất sắc 1x106 ≤ R ＜1x109 2 Tốt 1x10 9 ≤ R ＜1x10 12 1 Khá tốt Nguyễn Duy Hưng Trang 16 Khóa 2016B Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Ngành công nghệ vật liệu dệt may + Thời gian xả tĩnh điện (S) Thời gian xả (Giây) Cấp Phân loại S ＜ 0.5 ≦ S ＜ 2 1 Khá tốt -Theo các tiêu chuẩn châu Âu [1] Theo PN-EN 1149–5: 2009 tại môi trường có khả năng gây nổ, đòi hỏi phải sử dụng quần áo bảo hộ làm bằng vật liệu có điện trở suất bề mặt Rs≤ 2,5 × 10 9 Ω, được kiểm tra theo PN-EN 1149–1: 2008và / hoặc thời gian bán phân rã T50<4 s, được kiểm tra theo PN-EN 1149–3: 2007.
Theo PN-EN 1149–5: 2009, PN-E- 05204: 1994 và IEC / TS 60079–32–1: 2013 trong các khu vực có khả năng nổ, cấmmặc và cởi quần áo bảo vệ, hành động làm sạch quần áo (phủi bụi…) cũng bị cấm trong khu vực này. Yêu cầu này cũng áp dụng cho các thiết bị bảo hộ cá nhân khác. Theo PN-EN 61340–5–1: 2009 quần áo được sử dụng trong sản xuất, lắp ráp và vận hành các thiết bị điện tử nhạy cảm tĩnh điện phải được làm bằng vật liệu có điện trở điểm-điểm (Rp-p) đáp ứng điều kiện Rp-p <1×10 12 Ω, được kiểm tra theo IEC 61340–4–9: 2013. Theo PN-E-05204: 1994 nhân viên có mặt tại các khu vực trong và ngoài tại các khu vực nguy hiểm được thiết lập 0,1 và 20, phải được trang bị giày dẫn điện có đế có điện trở suất Rv ≤ 1×10 6 Ω.
Trong môi trường với tia lửa điện tối thiểu MIE ≤ 0,1 mJ, phải sử dụng giày có đế Rv ≤1×10 6 Ω bất kể vùng nguy hiểm được xác định.