19. del: Ocenitev elektrostatičnega obnašanja

Neustrezne elektrostatične lastnosti tekstilnih talnih oblog občutimo kot neprijeten »električni udarec«. Ljudje smo zanj različno občutljivi. Najmanjša napetost, pri kateri občutimo neugodje, se giblje med 2 in 3 kilovolti. Naboj nastane, kadar se pri hoji podplat loči od talne obloge. Ta naboj se z indukcijo prenaša na telo osebe, ki hodi po oblogi. Količina naboja je odvisna od:    

• relativnega položaja podplata glede na material, s katerim so prekrita tla,
• električnih lastnosti osebe, ki hodi po talni oblogi,
• hitrosti hoje,
• razmika med osebo in zidom,
• hitrosti, s katero se naboj odvaja.

Statična elektrika se pojavlja pri vseh vrstah vlaken, razen pri viskozi, če je relativna vlažnost manjša od 40 odstotkov. Surovinska sestava obloge in podplata vplivata na količino nastale statične elektrike.

Postopkov, s katerimi merimo elektrostatične lastnosti tekstilnih talnih oblog, je kar nekaj. V tem sestavku se bomo omejili na dva standardizirana postopka, ki sta med izdelovalci talnih oblog najbolj priljubljena:

• postopek za ocenitev elektrostatičnega obnašanja talnih oblog (merjenje statičnega električnega naboja) po standardu SIST EN 1815 (ekvivalentno ISO 6356) je med proizvajalci talnih oblog zelo priljubljen in predpisuje, da testna oseba v posebni obutvi koraka po talni oblogi na predpisan način. Rezultati tega preskušanja so običajno zelo subjektivni, odvisni od testne osebe in njenega načina korakanja po talni oblogi ter od razmer, v katerih poteka preskušanje. Korelacija rezultatov med posameznimi laboratoriji je posledično zelo slaba;
• postopek merjenja električne upornosti talnih oblog po standardu ISO 10965 je med proizvajalci talnih oblog prav tako priljubljen in predpisuje uporabo dveh elektrod, ki ju postavimo na vzorec talne obloge. Elektrodi sta povezani z merilnikom upornosti. Te meritve so veliko bolj objektivne, ponovljivost rezultatov je dobra.

OCENITEV ELEKTROSTATIČNEGA OBNAŠANJA TALNIH OBLOG (SIST EN 1815)

Standard navaja dve preskusni metodi merjenja statičnega električnega naboja, ki ga povzroči testna oseba s sprehajanjem po netekstilni ali tekstilni talni oblogi:

• metoda A: merjenje statičnega električnega naboja v laboratorijskih razmerah;
• metoda B: merjenje statičnega električnega naboja v naravnem okolju (in situ).

V obeh primerih mora testna oseba nositi ustrezno, standardizirano testno obutev, opisano v nadaljevanju. Celotna metoda vključuje naslednjo preskuševalno opremo:

• ozemljena kovinska podložna plošča: na primer aluminijasta, mer približno 100 x 200 centimetrov, debela 1 milimeter;
• testna obutev (slika 1): sandali velikosti 42, brez pet in s trakovi za pripenjanje, ki omogočajo nošnjo različnim osebam. Podplat je iz dveh materialov – prevodne naravne gume in polivinilklorida. Električni upor med kovinsko ploščo in testno osebo, ki na njej stoji, mora biti pri gumijastem podplatu od 108 do 109 Ω, pri polivinilkloridnem pa od 1011 do 1012 Ω.

 

Slika 1: Testna obutev – shematski prikaz in primer testne obutve, ki jo ponuja American Association of Textile Chemists and Colorist (AATCC).


Pred vsako serijo preskusov in po vsakem preskusu je treba testno obutev ustrezno očistiti z bombažno krpo in etanolom;

• ionizirajoči izvor za razelektritev vzorca;
• sistem za merjenje napetosti na telesu, ki je sestavljen iz DC statičnega voltmetra, snemalnika in ročne elektrode;
• termometer in vlagomer.

Postopek preskušanja

Metoda A – merjenje statičnega električnega naboja v laboratorijskih razmerah

Ozemljeno kovinsko podložno ploščo položimo na tla v kondicionirani preskusni sobi. Vzorec talne obloge, ki jo preskušamo, razelektrimo. Testno obutev položimo na talno oblogo. Testna oseba stopi v obutev, jo ustrezno zapne in v roko vzame ročno elektrodo, ki je povezana z merilnim sistemom. Osebo ozemljimo, pri čemer zagotovimo začetek preskušanja pri 0 voltih. Testna oseba se nato začne sprehajati po talni oblogi s hitrostjo 2 koraka na sekundo; oseba hodi naprej in nazaj, pri čemer se ne obrača ali vrti, temveč vedno gleda v isto smer. Pri vsakem koraku dvigne testno obutev od 50 do 80 milimetrov visoko ter prehodi čim večjo površino talne obloge. Preskus se konča, ko napetost na telesu ne narašča več oziroma po 60 sekundah. Testna oseba sname obutev na talni oblogi. Preskus ponovimo trikrat z gumijastim podplatom in trikrat s polivinilkloridnim.

Metoda B – merjenje statičnega električnega naboja v naravnem okolju

Pred preskusom izmerimo temperaturo in relativno vlažnost okolja, v katerem je talna obloga. Testno obutev položimo na talno oblogo in izvedemo preskušanje tako, kot je opisano v predhodni metodi A.

Predstavitev rezultatov in zahteve za posamezne tekstilne talne obloge

Rezultat preskusov je diagram, ki prestavlja napetost na telesu v kilovoltih (slika 2).

 
Slika 2: Diagram napetosti na telesu v kilovoltih

Na diagramu odčitamo pet največjih padcev napetosti in izračunamo njihovo povprečje. Rezultat prikažemo do 0,1 kilovolta natančno, pri čemer je treba vedno navesti tudi vrsto metode (A ali B; pri metodi B je treba navesti tudi temperaturo in relativno vlažnost okolice).
Metoda A je opisana še v mednarodnem standardu ISO 6356 z imenom Walking test. Omenjeni standard obsega tudi priloge, v katerih so natančni podatki testne obutve. Teh podatkov v evropskem standardu ni.
Za lasaste preproge (SIST EN 1307) naj bi bila napetost na telesu manj kot oziroma največ 2 kilovolta. Enako velja tudi za iglane talne obloge (SIST EN 1470) in iglane lasaste talne obloge (SIST EN 1307).

DOLOČITEV ELEKTRIČNE UPORNOSTI TALNIH OBLOG (ISO 10965)

Standard opisuje laboratorijsko metodo za določitev električne upornosti tekstilnih talnih oblog. Metoda zajema horizontalno in vertikalno merjenje, pri čemer je:

• horizontalna (površinska) električna upornost izmerjena med dvema elektrodama, ki sta nameščeni na površini talne obloge;
• vertikalna električna upornost izmerjena med površino in hrbtiščem talne obloge.

Da bi izmerili horizontalno oziroma vertikalno upornost, potrebujemo:

• merilnik upornosti, katerega merilni območji sta od 1 x 103 do 1 x 109  pri natančnosti ± 5 odstotkov in nad 1 x 109  pri natančnosti ± 10 odstotkov;
• dve kovinski elektrodi (najbolje iz nerjavečega jekla; slika 3), ki sta povezani z merilnikom upornosti. Kontaktna površina posamezne elektrode, ki jo namestimo na talno oblogo, je premera 65 ± 1,5 milimetra;

Slika 3: Kovinski elektrodi

neprevodna plošča mer 600 ± 10 x 600 ± 10 x 5 ± 1 milimeter.

Postopek preskušanja

Pred preskušanjem izrežemo iz talne obloge tri preskusne vzorce velikosti 500 ± 50 x 500 ± 50 milimetrov. Vse tri kondicioniramo:

• 24 ur v standardni atmosferi (temperatura 20 ± 1 stopinja Celzija, relativna vlažnost 65 ± 2 odstotka),
• nato pa še sedem dni pri temperaturi 23 ± 1 stopinja Celzija in relativni vlažnosti 25 ± 3 odstotke.

Preskus za določanje horizontalne oziroma vertikalne električne upornosti opravimo v zadnjih opisanih razmerah.


Določanje horizontalne električne upornosti: Na ozemljeno kovinsko ploščo namestimo neprevodno ploščo, nanjo pa s hodno površino navzgor preskusni vzorec talne obloge. Elektrodi postavimo diagonalno na vzorec (slika 3) in povežemo z merilnikom upornosti (slika 4). Po 15 sekundah začnemo odčitavati upornost. Iz rezultatov na treh vzorcih izračunamo srednjo vrednost.


Slika 4: Merjenje horizontalne električne upornosti talnih oblog

Določanje vertikalne električne upornosti: Na ozemljeno kovinsko ploščo namestimo neprevodno ploščo, nanjo pa s hodno površino navzgor preskusni vzorec talne obloge. Eno od elektrod namestimo na preskusni vzorec (vsaj 100 milimetrov od njegovega roba). Elektrodo in kovinsko ploščo povežemo z merilnikom upornosti. Po 15 sekundah začnemo odčitavati upornost. Iz rezultatov na treh vzorcih izračunamo srednjo vrednost. 

Zahteve za posamezne tekstilne talne obloge

Za lasaste preproge (SIST EN 1307) se navaja vertikalna električna upornost pri 25-odstotni relativni vlažnosti, in sicer kot ≤ 1010 ali > 1010 . Enako velja tudi za iglane talne obloge (SIST EN 1470) in iglane lasaste talne obloge (SIST EN 1307).




izr. prof. Urška Stankovič Elesini
Naravoslovnotehniška fakulteta, Oddelek za tekstilstvo
Fotografije: arhiv avtorice in IMC, d. o. o.



Viri
SIST EN 1815 : 1999 Netekstilne in tekstilne talne obloge – Ocenitev elektrostatičnega obnašanja
SIST EN 1307 : 2005 Tekstilne talne obloge – Razvrščanje lasastih preprog
SIST EN 1470 : 1999 Tekstilne talne obloge – Razvrščanje iglanih talnih oblog, razen iglanih lasastih talnih oblog
SIST EN 13297 : 2001 Tekstilne talne obloge – Razvrščanje iglanih lasastih talnih oblog
ISO 6356:2000 Textile floor coverings – Assessment of static electrical propensity – Walking test
Electrostatic properties [online]. University of Gent, Department od Textiles, 2007 [citirano 1. 8. 2008]. Dostopno na spletu: <http://textiles.ugent.be/IndServ_Tests.asp?ProefTypeID=10>
ISO 10965 : 1998 Textile floor coverings – Determination of electrical resistance
Carpet testing [online]. American Association of Textile Chemists and Colorist (AATCC) [citirano 1. 8. 2008]. Dostopno na spletu: https://www.aatcc.org/eseries/Source/Orders/index.cfm