國內外抗靜電紡織品與抗靜電劑的開發應用

     一、抗靜電紡織品介紹
    電子及半導體制造業者對靜電釋放與微粒污染損害所需付出的費用相當驚人，從統計資料中知悉，全球每年因靜電釋放(Electrostatic Discharge, ESD)所釀成之損壞成本負擔估計高達9億美元，有些專家認為實際上的損失還會更高。因此對于環境控制室(無塵室)的要求與品質與日俱僧。
    由于無塵室內的空氣通常須保持在相對濕度45%的干燥狀態，因此容易產生靜電；靜電在半導體制程上誘發不良的作用主要有兩大類，一為引發微粒污染，在各種無塵室的微粒污染源中占第五位，約5%，另一為靜電釋放(ESD)，其所引發的失效率，在產品早期各種失效發生源中占首位，超過50%；為了克服靜電釋放的問題，許多制造商已著手研究各種靜電控制計畫，內容包括制程機儀及人體所產生的靜電危害。
    無塵室用靜電釋放防護衣著必須具有：(1)靜電/靜電逸散、(2)微塵粒子產生機會低(低發塵量)、(3)織造強度夠、(4)耐用性好、(5)抗特定化學藥劑及(6)穿著性舒適等特性。
    目前抗靜電無塵衣大都由人造長纖維織造。這些織物可以是針織、梭織或紡黏合方式織造。聚酯長纖是目前無塵室織物最主要之原料。為了使織物賦予持久性抗靜電/靜電逸散的效果，一般是于織造過程中嵌入(大概占織物重之0.1-0.5%)導電紗。這些導電紗通常在成品布上顯現條或格子狀樣式(3-10mm，視最終用途而定)。
    目前市面上有很多種抗靜電纖維可供選擇，這些纖維的織造通常是在纖維制造過程中加入些許導電物質，分別由以下兩種生產方式而得：
    1.有機高分子纖維(主要是聚醯胺或聚酯)
    (a)　熔融紡絲時加入導電物質添加物 (例如碳黑)。
    (b)　熔融紡絲后以導電物質當作纖維后處理。
    2.無機纖維(例如不銹鋼纖維)：導電性纖維需經過紡紗后再織成布，纖維導電性之優劣必須視導電物質之種類、添加量和位置來加以調整，碳纖維是最常用之導電材料，硫化銅、碘化銅和其它氧化金屬也常使用。導電物質可以使用類似涂布加工的方式覆蓋于纖維外層，或使用復合紡絲使纖維內部含導電材料，亦或一部份分布在表面一部份在纖維內部形成兩種介質，導電材料通常添加量在3%～30%之間。
    二、國外抗靜電劑開發
    無塵室紡織品采用高密度織法的聚酯長纖紡織品來作為微?？刂祁H為普遍，其較混紡的聚酯棉與其它使用在非無塵室ESD應用的紡織品更不能釋放靜電，由于棉花具有吸收水氣的能力，它較聚酯更能釋放靜電，但它卻會產生棉絨。除此之外，做為無塵室使用的紡織品必需兼具耐久、非污染的導電性紗線來達到抗靜電。
    隨著高速紡絲和變形加工設備的推廣應用，紗線表面較易積聚摩擦產生靜電荷，因此必須在紡絲油劑中加入抗靜電劑。
    目前國外市場新推出的抗靜電劑有：Crostat PTA，這是一種用于合纖地毯紗的臨時性抗靜電劑，它不影響地毯紗的色牢度；TC-Anfistatikum Uk flussig是一種合纖專用抗靜電劑，它可使織物手感較柔和；Laustat cT是一種用于浸泡和浸軋的高效抗靜電劑；Yamsoft-GS是一種假陽離子柔軟潤滑劑，有抗靜電性，專用于棉紗，但也可改善合纖或混紡紗的柔軟性和抗靜電性；Achitoil OL Conc是一種非離子型抗靜電劑，用于纖維素纖維及其混紡紗，有高潤滑功能，而且降低纖維問摩擦力。
    日本東京Kanebo Ltd.生產Belltron碳纖維系目前最廣泛使用在無塵室紡織品上面的導電性紗線，它擁有每平方公分107至1011歐姆的平均表面電阻系數。典型的特定ESD紡織品，使用有更多導電性但有時卻會污染的ESD紗線，具有105至107歐姆的表面電阻系數?！?
    Precision Fabrics Group Inc. (Greensboro，NC)供應一系列抗靜電布料，包括供給ISO Class 3應用的Integrity 2000紡織品、供I