Antistatische Fasern sind eine Art Chemiefaser, die sich nicht so leicht statisch auflädt. Unter Standardbedingungen müssen antistatische Fasern einen spezifischen Volumenwiderstand von weniger als 10¹⁰ Ω·cm oder eine Halbwertszeit der statischen Ladungsableitung von weniger als 60 Sekunden aufweisen.

Textilmaterialien sind größtenteils elektrische Isolatoren mit relativ hohem spezifischem Widerstand, insbesondere synthetische Fasern mit geringer Feuchtigkeitsaufnahme wie Polyester-, Acryl- und Polyvinylchloridfasern. Bei der Textilverarbeitung führt der enge Kontakt und die Reibung zwischen Fasern oder zwischen Fasern und Maschinenteilen zu Ladungsübertragungen an der Oberfläche und damit zur Erzeugung statischer Elektrizität.

Statische Elektrizität kann viele negative Auswirkungen haben. Beispielsweise stoßen sich gleich geladene Fasern ab, während sich unterschiedlich geladene Fasern an Maschinenteilen anlagern. Dies führt zu Faserflusen, verstärkter Garnhaarigkeit, schlechterer Spulenbildung, Anhaften von Fasern an Maschinenteilen, erhöhtem Garnbruch und Streifenbildung auf der Stoffoberfläche. Aufgeladene Kleidung zieht leicht Staub an und verschmutzt. Es kann zu Verwicklungen zwischen Kleidung und Körper oder zwischen Kleidungsstücken untereinander kommen, und es können sogar elektrische Funken entstehen. In extremen Fällen kann die statische Spannung mehrere tausend Volt erreichen, und die durch Entladung entstehenden Funken können Brände mit schwerwiegenden Folgen verursachen.

Es gibt verschiedene Methoden, um synthetischen Fasern und ihren Geweben dauerhafte antistatische Eigenschaften zu verleihen. Beispielsweise können hydrophile oder leitfähige Polymere mit niedrigem Molekulargewicht während der Polymerisation oder des Spinnprozesses synthetischer Fasern hinzugefügt werden. Mithilfe der Kompositspinntechnologie lassen sich Kompositfasern mit einer hydrophilen Außenschicht herstellen. Im Spinnprozess können synthetische Fasern mit stark hygroskopischen Fasern oder positiv und negativ geladene Fasern entsprechend der Potenzialreihenfolge gemischt werden. Zusätzlich können dauerhafte hydrophile Ausrüstungen auf die Gewebe aufgebracht werden.

Zur Herstellung von Fasern mit relativ dauerhafter antistatischer Wirkung werden dem Spinnvlies für Mischspinnen häufig Tenside zugesetzt. Nach der Faserbildung wandern und diffundieren die Tenside aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften kontinuierlich vom Faserinneren an die Oberfläche und erzielen so den antistatischen Effekt. Alternativ können die Tenside mittels Klebstoffen auf der Faseroberfläche fixiert oder zu Filmen vernetzt werden. Der Effekt ist vergleichbar mit dem Aufpinseln von antistatischem Lack auf Kunststoffoberflächen.

Die antistatische Wirkung solcher Fasern hängt eng mit der Luftfeuchtigkeit zusammen. Bei hoher Luftfeuchtigkeit erhöht die Feuchtigkeit die Ionenleitfähigkeit des Tensids, wodurch die antistatische Wirkung deutlich verbessert wird; in trockener Umgebung nimmt die Wirkung ab.

Der Kern dieser Art antistatischer Fasern besteht in der Modifizierung des faserbildenden Polymers und der Erhöhung der Hygroskopizität der Faser durch Zugabe hydrophiler Monomere oder Polymere, wodurch ihr antistatische Eigenschaften verliehen werden. Zusätzlich kann Kupfersulfat der Acrylspinnlösung beigemischt und nach dem Spinnen und Koagulieren mit einem schwefelhaltigen Reduktionsmittel behandelt werden. Dies kann die Produktionseffizienz und die Leitfähigkeitsbeständigkeit der leitfähigen Fasern verbessern. Neben dem herkömmlichen Mischspinnen hat sich zunehmend die Methode etabliert, hydrophile Polymere während der Polymerisation zuzugeben, um ein mikro-mehrphasiges Dispersionssystem zu bilden. Beispielsweise kann Polyethylenglykol der Caprolactam-Reaktionsmischung zugesetzt werden, um die Beständigkeit der antistatischen Eigenschaften zu erhöhen.

Metallleitfähige Fasern werden üblicherweise aus Metallen durch spezielle Faserbildungsverfahren hergestellt. Gängige Metalle sind beispielsweise Edelstahl, Kupfer, Aluminium und Nickel. Diese Fasern weisen eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit auf, leiten Ladungen schnell ab und eliminieren statische Elektrizität effektiv. Gleichzeitig sind sie hitze- und chemikalienbeständig. Bei der Anwendung in Textilien ergeben sich jedoch einige Einschränkungen. So besitzen Metallfasern beispielsweise eine geringe Kohäsion, und die Bindungskraft zwischen den Fasern beim Spinnen ist unzureichend, was zu Problemen mit der Garnqualität führen kann. Die Farbe der fertigen Produkte ist durch die Farbe des Metalls selbst begrenzt und relativ eintönig. In der Praxis werden sie daher häufig mit herkömmlichen Fasern gemischt. Die Leitfähigkeit der Metallfasern wird genutzt, um den Mischprodukten antistatische Eigenschaften zu verleihen, während die herkömmlichen Fasern die Spinnleistung verbessern und die Kosten senken.

Die Herstellungsverfahren für leitfähige Kohlenstofffasern umfassen im Wesentlichen Dotierung, Beschichtung und Karbonisierung. Bei der Dotierung werden leitfähige Verunreinigungen in das Fasermaterial eingemischt, um dessen elektronische Struktur zu verändern und die Faser so leitfähig zu machen. Die Beschichtung dient dazu, eine leitfähige Schicht zu erzeugen, indem eine Schicht aus einem kohlenstoffhaltigen Material mit guter Leitfähigkeit, wie beispielsweise Ruß, auf die Faseroberfläche aufgebracht wird. Bei der Karbonisierung werden üblicherweise Viskose, Acryl, Pech usw. als Ausgangsmaterialien verwendet und durch Hochtemperaturkarbonisierung in leitfähige Kohlenstofffasern umgewandelt. Die so hergestellten leitfähigen Kohlenstofffasern weisen eine gewisse Leitfähigkeit auf und behalten gleichzeitig einen Teil ihrer ursprünglichen mechanischen Eigenschaften. Obwohl karbonisierte Kohlenstofffasern eine gute Leitfähigkeit, Hitzebeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit aufweisen, besitzen sie einen hohen Elastizitätsmodul, eine harte Textur, geringe Zähigkeit, sind nicht biegefest und weisen keine Wärmeschrumpfung auf. Daher ist ihre Anwendbarkeit in Bereichen, in denen eine hohe Flexibilität und Verformbarkeit der Fasern erforderlich ist, eingeschränkt.

Organische leitfähige Fasern aus leitfähigen Polymeren besitzen eine spezielle konjugierte Struktur, in der sich Elektronen relativ frei entlang der Molekülkette bewegen können, was zu ihrer Leitfähigkeit führt. Aufgrund ihrer einzigartigen Leitfähigkeit und der Eigenschaften organischer Materialien bieten diese Fasern Potenzial für Anwendungen in anspruchsvollen Bereichen mit besonderen Anforderungen an die Materialeigenschaften und geringem Kostendruck, wie beispielsweise in der Elektronik und der Luft- und Raumfahrt.

Diese Faserart erzielt antistatische Eigenschaften durch die Beschichtung herkömmlicher Kunstfasern mit leitfähigen Substanzen wie Ruß und Metall mittels Oberflächenveredelung. Die Metallbeschichtung ist ein relativ komplexer und kostspieliger Prozess und kann die Trageeigenschaften, wie beispielsweise den Griff der Faser, beeinträchtigen.

Das Kompositspinnverfahren erzeugt in einem einzigen Spinnprozess eine einzelne Faser aus zwei oder mehr verschiedenen Komponenten. Hierfür werden zwei oder mehr Polymere mit unterschiedlicher Zusammensetzung oder Eigenschaften in einer speziellen Kompositspinnanlage verwendet. Bei der Herstellung antistatischer Fasern werden üblicherweise leitfähige Polymere oder Polymere mit leitfähigen Zusätzen als eine Komponente eingesetzt und mit herkömmlichen faserbildenden Polymeren vermischt. Im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren für antistatische Fasern weisen die mittels Kompositspinnverfahren hergestellten Fasern stabilere antistatische Eigenschaften auf und beeinträchtigen die ursprünglichen Fasereigenschaften weniger.

Im Alltag, insbesondere bei trockener Winterluft, kann es zwischen Haut und Kleidung zu statischer Aufladung kommen. Die dabei entstehende Spannung kann in Extremfällen Zehntausende Volt erreichen und unangenehme Empfindungen hervorrufen. Beispielsweise können beim Gehen auf Teppichen 1500 bis 35000 Volt statische Elektrizität entstehen, auf Vinylböden 250 bis 12000 Volt und beim Reiben an einem Stuhl in Innenräumen über 1800 Volt. Die Stärke der statischen Aufladung hängt maßgeblich von der Luftfeuchtigkeit ab. Ab einer Spannung von 7000 Volt ist in der Regel ein elektrischer Schlag spürbar.

Statische Elektrizität ist schädlich für den menschlichen Körper. Anhaltende statische Elektrizität kann den pH-Wert des Blutes erhöhen, den Kalziumgehalt im Blutserum senken und die Kalziumausscheidung über den Urin steigern. Dies betrifft insbesondere Kinder im Wachstum, ältere Menschen mit sehr niedrigem Kalziumspiegel im Blut sowie Schwangere und Stillende, die einen hohen Kalziumbedarf haben. Eine übermäßige Ansammlung statischer Elektrizität im Körper kann zu einer gestörten Stromleitung in den Nervenzellmembranen des Gehirns führen, das zentrale Nervensystem beeinträchtigen, den pH-Wert und die Sauerstoffversorgung des Blutes verändern, das physiologische Gleichgewicht stören und Symptome wie Schwindel, Kopfschmerzen, Reizbarkeit, Schlaflosigkeit, Appetitlosigkeit und Benommenheit hervorrufen. Statische Elektrizität kann außerdem die Durchblutung, das Immun- und das Nervensystem beeinträchtigen, die normale Funktion verschiedener Organe (insbesondere des Herzens) stören und Herzrhythmusstörungen sowie Herzrasen verursachen. Im Winter ist etwa ein Drittel aller Herz-Kreislauf-Erkrankungen auf statische Elektrizität zurückzuführen. Darüber hinaus kann statische Elektrizität am Körper in explosionsgefährdeten Bereichen Brände auslösen.