我國紡織品阻燃檢測標準概況

劉東發(fā)，李曉增

(廣州市質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，廣東 廣州 511442)

1 前 言

世界各國火災不斷增加，我國近十幾年來，平均每年發(fā)生的火災數(shù)為3～4萬起，死亡人數(shù)2～3千人，火災損失折款6～7億[1]?；馂牡囊粋€重要引發(fā)原因是人們在工作、生活環(huán)境中使用了大量的可燃性紡織品。據(jù)統(tǒng)計，由于紡織品不阻燃而引起的火災約占火災發(fā)生總數(shù)的一半以上。因此，紡織品的阻燃功能對消除火災隱患，延緩火勢蔓延，從而降低人民生命財產(chǎn)損失極為重要[2]。許多工業(yè)發(fā)達國家制定了相應的紡織品阻燃標準及測試方法；有些國家還將紡織品阻燃性能標準結(jié)合相關(guān)的法律強制執(zhí)行，競相開發(fā)了阻燃紡織材料和許多適用于纖維及織物的阻燃劑。與此同時，測定纖維及織物燃燒性能的方法及測試儀器應運而生，阻燃標準的確定和阻燃測試方法的推廣和普及在阻燃材料研究中勢在必行[3]。本文主要介紹了目前國內(nèi)現(xiàn)行的關(guān)于紡織品阻燃檢測的標準，測試方法，包括垂直法、45°法、氧指數(shù)、減光系數(shù)法、水平法、可點燃性試驗方法、輻射熱源法。

2 阻燃測試標準試驗方法

2.1 垂直法

GB/T 5455-1997《紡織品 燃燒性能試驗 垂直法》的原理是將一定尺寸的試樣置于規(guī)定的燃燒器下點燃，測量規(guī)定點燃時間后，試樣的續(xù)燃、陰燃時間及損毀長度[4]。用垂直燃燒試驗儀進行試驗，氣源是丙烷或丁烷氣體，樣品縱向和橫向各取五塊試樣，尺寸為300 mm×80 mm,試樣在(20±2)℃，相對濕度為(65±3)%放置8～24 h。試驗在10～30 ℃及相對濕度為30%～80%的大氣中進行。點燃時間設定為12 s，記錄續(xù)燃時間和陰燃時間，讀數(shù)精確到0.1 s，測量試樣撕裂長度即是損毀長度，精確到1 mm，分別計算縱向和橫向五個試樣的續(xù)燃時間、陰燃時間和損毀長度的平均值作為試驗結(jié)果。

GB/T 5456-2009《紡織品 燃燒性能 垂直方向試樣火焰蔓延性能的測定》的原理是用規(guī)定點火器產(chǎn)生的火焰，對垂直方向的試樣表面或底邊點火10 s，測定火焰在試樣上蔓延至三條標記線分別所用的時間[5]。氣源是工業(yè)用丙烷或丁烷或丙烷/丁烷混合氣體。試樣從縱向和橫向至少各取3塊試樣，試樣尺寸為560 mm×170 mm。試樣在(20±2)℃,相對濕度為(65±4)%處理至平衡狀態(tài)(重量變化不超過0.25%)。處理之后如果不立刻進行試驗，應將試樣放在密閉容器中。每一塊試樣從調(diào)濕大氣或密閉容器中取出后，應在2 min之內(nèi)開始試驗。試驗在10～30 ℃和相對濕度為15%～80%的大氣中進行。點火方式包括表面點火和底邊點火，點火10 s，記錄從點火開始到第一條標記線、第二條標記線和第三條標記線被燒斷的時間。

GB/T 8746-2009《紡織品 燃燒性能 垂直方向試樣易點燃性的測定》的原理是用規(guī)定點火器產(chǎn)生的火焰，對垂直方向的試樣表面或底邊點火，測試從火焰施加到試樣上至試樣被點燃所需的時間，并計算平均值[6]。氣源是工業(yè)用丙烷或丁烷或丙烷/丁烷混合氣體。試樣從縱向和橫向至少各取10塊試樣，試樣尺寸為200 mm×80 mm。試樣在(20±2)℃，相對濕度為(65±4)%處理至平衡狀態(tài)(重量變化不超過0.25%)。處理之后如果不立刻進行試驗，應將試樣放在密閉容器中。每一塊試樣從調(diào)濕大氣或密閉容器中取出后，應在2 min之內(nèi)開始試驗。試驗在10～30 ℃和相對濕度15%～80%的大氣中進行。取點燃或未點燃試樣中發(fā)生次數(shù)少的計算點火時間的平均值。如果采用“未點燃”的次數(shù)，平均值要加0.5 s，如果采用“點燃”的次數(shù)，平均值要減0.5 s，最后修約到整數(shù)，該值為此方向的最小點燃時間。

2.2 45°法

GB/T 14768-1993《地毯燃燒性能45°試驗方法及評定》的原理是在規(guī)定的試驗條件下，對45°傾斜放置的試件表面點火一定的時間，測量試樣的續(xù)燃時間、陰燃時間和損毀長度[7]。用45°燃燒試驗儀進行試驗，氣源是丁烷氣或液化石油氣。仲裁性試驗必須采用丁烷氣。樣品縱向和橫向各取三塊試樣，尺寸為400 mm×220 mm,用吸層器和刷子清潔試樣，除去試樣表面的散絨毛、紗頭等物，將試樣表面的絨頭刷起豎立。試樣在(50±2)℃恒溫干燥箱內(nèi)放置24 h或在(105±2) ℃的恒溫干燥箱內(nèi)放置1 h后，將試樣迅速移入干燥器內(nèi)，直至達到室溫。試驗在10～30 ℃及相對濕度20%～65%的大氣中進行。對試樣表面點火30 s，試樣從干燥器取出至點燃應在2 min以內(nèi)，如超過2 min應另取試樣。觀察試樣的燃燒情況，記錄試樣的續(xù)燃時間，陰燃時間和損毀長度。試驗結(jié)果應分別計算試樣縱橫向的續(xù)燃時間，陰燃時間(精確至0.1 s)和損毀長度(精確至1 mm)的算術(shù)平均值。

GB/T 14644-1993《紡織織物 燃燒性能 45°方向燃燒速率測定》的原理是在規(guī)定條件下，將試樣斜放呈45°角，對試樣點火1 s，將試樣有焰向上燃燒一定距離所需的時間，作為評定該紡織品燃燒劇烈程度的量度[8]。具有表面起絨的織物，底布的點燃或融熔作為燃燒劇烈程度的附加指標，但需要加以注明。用燃燒試驗箱進行試驗，氣源為丁烷，試樣至少取5塊，試樣尺寸為150 mm×50 mm。將裝好試樣的試樣夾平放于(105±3) ℃下干燥30 min后取出,置于干燥器中，冷卻不少于30 min。記錄燃燒時間、有無炭化或熔融的跡象。

2.3 水平法

FZ/T 01028-1993《紡織織物燃燒性能測定水平法》的原理是在規(guī)定的試驗條件下，對水平方向的紡織試樣點火15 s，測定火焰在試樣上的蔓延距離和蔓延此距離所用的時間[9]。用燃燒試驗儀進行試驗，氣源是丙烷或丁烷氣體。試樣數(shù)量為橫縱各取5塊，標準尺寸為350 mm×100 mm。對于寬度小于60 mm的試樣，長度取350 mm；對于寬度為60～100 mm的試樣，長度至少取160 mm。試樣在(20±2) ℃,相對濕度為(65±3) %的標準大氣中調(diào)濕，放置8～24 h(視織物厚薄而定)，然后取出放入密閉容器內(nèi)。試驗在15～30 ℃和相對濕度30%～80%的大氣條件下進行。點火時間為15 s，測量火焰蔓延時間(精確至0.1 s)和距離(精確至1 mm)，計算火焰蔓延速率。

2.4 氧指數(shù)法和減光系數(shù)法

GB/T 5454-1997《紡織品 燃燒性能試驗 氧指數(shù)法》的原理是試樣夾于試樣夾上垂直于燃燒筒內(nèi)，在向上流動的氧氮氣流中，點燃試樣上端，觀察其燃燒特性，并與規(guī)定的極限值比較其續(xù)燃時間或損毀長度[10]。通過在不同氧濃度中一系列試樣的試驗，可以測得維持燃燒時氧氣百分含量表示的最低氧濃度值，受試試樣中要有40%～60%超過規(guī)定的續(xù)燃和陰燃時間或損毀長度。氧濃度的初步估計：將試樣在空氣中點燃，如果試樣迅速燃燒，則氧濃度大概在18%～21%。如果試樣緩和地燃燒或燃燒得不穩(wěn)定，則氧濃度大概在21%～25%。若試樣在空氣中不能繼續(xù)燃燒，氧濃度不小于25%。用氧指數(shù)測定儀裝置進行試驗，氣源用的是工業(yè)用氧氣和氮氣。試樣從縱向和橫向至少各取15塊試樣，試樣尺寸為150 mm×58 mm。試樣在(20±2)℃，相對濕度為(65±4) %處理8～24 h，試驗在10～30 ℃和相對濕度30%～80%的大氣中進行，試樣點燃后續(xù)燃、陰燃時間不到2 min，或者損毀長度不到40 mm時，氧濃度過低。反之，試樣點燃后續(xù)燃、陰燃時間超過2 min，或者損毀長度超過40 mm時，氧濃度過高。通過系列試驗之后，計算得出試樣的極限氧指數(shù)。

GB/T 14802-1993《紡織品 煙濃度測定 減光系數(shù)法》的原理是通過紡織品在燃燒時所產(chǎn)生煙對光強度的衰減作用，測定光束在煙中的透過率，根據(jù)最大發(fā)煙時的最小透過率，計算在規(guī)定光路長度下的最大減光系數(shù)[11]。用氧指數(shù)儀和煙濃度測定裝置進行試驗，氣源為氧氣和氮氣。試樣從橫縱方向各取3個，每個試樣的尺寸為150 mm×50 mm。試驗前將已裁好的試樣放在溫度為(20±2)℃,相對濕度為(65±3)%的標準大氣中調(diào)濕24 h以上，然后取出放入密封容器內(nèi)待測，放入密封容器內(nèi)試樣最長時間不要超過2 h。試驗在10～30 ℃和相對濕度30%～80%的大氣條件下進行。先按GB 5454測出試樣的氧指數(shù)值，然后調(diào)整氧、氮流量，使氧濃度高于氧指數(shù)0.5～0.6，點燃試樣，測煙濃度，當試樣全部燃燒完、記錄儀上發(fā)煙量下降時，停止測量。通過最大發(fā)煙時的最小透過率，計算在規(guī)定光路長度下的最大減光系數(shù)。

2.5 可點燃性試驗方法和輻射熱源法

GB/T 11785-2005《鋪地材料的燃燒性能測定 輻射熱源法》的原理是在試驗燃燒箱中，用小火焰點燃水平放置并暴露于傾斜的熱輻射場中的鋪地材料，評估其火焰?zhèn)鞑ツ芰12]。紡織品用于鋪設在地面的上表面時適用此標準，如紡織背襯尼龍地毯。用鋪地材料燃燒性能試驗裝置進行試驗，氣源是丙烷氣體，樣品縱向和橫向各取三塊試樣，尺寸為1 050 mm×230 mm,試樣在溫度(23±2) ℃，相對濕度(50±5) %放置48 h。點火器預熱2 min后，點火10 min，然后每隔10 min鐘觀察火焰前端距離，并記錄試驗過程中明顯的現(xiàn)象，比如閃燃、熔化、起泡、火焰熄滅后再燃時間和位置、火焰將試件燒穿等。試驗進行30 min后結(jié)束，除非委托方要求更長的試驗時間。對于30 min前火焰熄滅的試件，記錄火焰熄滅時的距離。根據(jù)輻射通量曲線，將30 min火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x或者火焰熄滅時距離換算成輻射通量，即為試件的臨界輻射通量。GB/T 117875-2005是GB 8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級》對于鋪地材料(包括紡織品類)比較重要的一個試驗方法，從而臨界輻射通量是一個分級判定關(guān)鍵指標。

GB/T 20390.1-2006《紡織品 床上用品燃燒性能 第1部分：香煙為點火源的可點燃性試驗方法》的原理是試樣放在試驗襯底上，在試樣的上部或下部放置發(fā)煙燃燒的香煙。記錄所發(fā)生的漸進性發(fā)煙燃燒或有焰燃燒[13]。點火源為發(fā)煙燃燒的香煙，試樣應代表最終產(chǎn)品的組成和結(jié)構(gòu)，只需要一塊試樣。一般不折疊的平面材料(如床罩)應截取450 mm×450 mm；需折疊的平面材料(如被單、毯子)應截取450 mm×1 350 mm；長枕和枕頭應截取450 mm的長度，被子和羽絨被應截取450 mm×450 mm(如有必要，建議將邊密封)，應包括產(chǎn)品本身的兩個邊。試樣以及試驗襯底和香煙在試驗前都應在室溫條件下放置72 h，然后在溫度為(20±2)℃，相對濕度為(65±2) %的大氣中調(diào)濕至少16 h。試驗在10～30 ℃和相對濕度15%～80%的自然通風的環(huán)境中進行。點燃香煙使耗掉的煙卷長度應在5～8 mm之間。觀察試樣的點燃情況，判斷是漸進性發(fā)煙燃燒的點燃還是有焰燃燒的點燃，注明試驗中止的時間和原因。因為漸進性發(fā)煙燃燒可能從床上用品的外表沒有發(fā)現(xiàn)，所以在完成試驗程序之后，立即拆開試樣，檢查其內(nèi)部是否有發(fā)煙燃燒。如果有，熄滅試樣并記錄出現(xiàn)點燃。為了安全起見，在試驗結(jié)束后，要確保所有的發(fā)煙燃燒已經(jīng)熄滅。

GB/T 20390.2-2006《紡織品 床上用品燃燒性能 第2部分：小火焰為點火源的可點燃性試驗方法》的原理是試樣放在試驗襯底上，在試樣的上部或下部施加小火焰，記錄所發(fā)生的漸進性發(fā)煙燃燒或有焰燃燒[14]?；鹪礊楸闅怏w火焰。試樣應代表最終產(chǎn)品的組成和結(jié)構(gòu)，只需要一塊試樣。一般不折疊的平面材料(如床罩)應截取450 mm×450 mm；需折疊的平面材料(如被單、毯子)應截取450 mm×1 350 mm；長枕和枕頭應截取450 mm的長度，被子和羽絨被應截取450 mm×450 mm(如有必要，建議將邊密封)，應包括產(chǎn)品本身的兩個邊。試樣以及試驗襯底和香煙在試驗前都應在室溫條件下放置72 h，然后在溫度為(20±2)℃，相對濕度為(65±2)%的大氣中調(diào)濕至少16 h。試驗在10～30 ℃和相對濕度15%～80%的自然通風的環(huán)境中進行。點火15 s后，從試樣上移開點火源。觀察試樣的點燃情況，判斷是漸進性發(fā)煙燃燒的點燃還是有焰燃燒的點燃。因為漸進性發(fā)煙燃燒可能從床上用品的外表沒有發(fā)現(xiàn)，所以在完成試驗程序之后，立即拆開試樣，檢查其內(nèi)部是否有發(fā)煙燃燒。如果有，熄滅試樣并記錄出現(xiàn)點燃。為了安全起見，在試驗結(jié)束后，要確保所有的發(fā)煙燃燒已經(jīng)熄滅。

3 結(jié)語

3.1 測試方法方面

不同的紡織品阻燃標準都有自己的測試方法，有些織物也可以用不同的測試方法來評價其阻燃性能，不同方法的阻燃性能指標之間沒有可比性。我國目前的測試方法中，存在測試指標冗余現(xiàn)象；對采用相同阻燃測試方法的同種紡織品，國內(nèi)較國外指標要求稍低；對產(chǎn)品測試前樣品預處理要求不同，我國現(xiàn)行標準中除特殊要求外一般不做預處理。

3.2 標準靈活性

國外在技術(shù)法規(guī)中，一般不規(guī)定具體的燃燒性能要求，如果有規(guī)定，也只是要求按照技術(shù)法規(guī)執(zhí)行；對于技術(shù)法規(guī)中未規(guī)定燃燒性能的產(chǎn)品，則按雙方的協(xié)議執(zhí)行，這種規(guī)定范圍寬，可包括內(nèi)容全，且可變化。而我國對紡織品燃燒性能的要求主要是以強制性國家標準和行業(yè)標準出現(xiàn)，缺少靈活性和應變能力。

3.3 紡織品阻燃檢測發(fā)展方向

實現(xiàn)阻燃標準從生產(chǎn)型標準向貿(mào)易型標準轉(zhuǎn)變；改進阻燃試驗方法，使其更加接近實際火災情況，并使試驗產(chǎn)品覆蓋面更大；針對試驗方法及產(chǎn)品標準，對阻燃儀器進行適應性改進；規(guī)范通用的紡織品阻燃性能測試方法評價標準；規(guī)范基礎(chǔ)標準相關(guān)術(shù)語；增加測試方法條件方面的要求。同時希望我國法律法規(guī)及標準制定部門充分利用檢測機構(gòu)已有的研究成果，制定出符合我國國情并與世界接軌的法規(guī)及標準，推動我國紡織品阻燃技術(shù)的不斷進步。

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[3] 馬青云.淺談紡織材料的阻燃檢測[J] 廣西紡織科技，2010，39(2)：21.

[4] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 5455-1997紡織品燃燒性能試驗垂直法[S] .中國紡織總會標準化研究所.北京：中國標準出版社，1997.

[5] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 5456-2009紡織品 燃燒性能 垂直方向試樣易點燃性的測定[S].全國紡織品標準化技術(shù)委員會基礎(chǔ)標準分會.北京：中國標準出版社，2009.

[6] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 8746-2009紡織品 燃燒性能 垂直方向試樣易點燃性的測定[S].全國紡織品標準化技術(shù)委員會基礎(chǔ)標準分會.北京：中國標準出版社，2009.

[7] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 14768-1993地毯燃燒性能45°試驗方法及評定[S] .全國地毯標準化技術(shù)委員會.北京：中國標準出版社，1993.

[8] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 14644-1993紡織織物 燃燒性能 45°方向燃燒速率測定[S] .中國紡織總會標準化研究所.北京：中國標準出版社，1993.

[9] 中華人民共和國紡織工業(yè)部.FZ/T 01028-1993紡織織物燃燒性能測定水平法[S] .紡織工業(yè)部標準化研究所.北京：中國標準出版社，1993.

[10] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 5454-1997紡織品 燃燒性能試驗 氧指數(shù)法[S] .全國消防標準化技術(shù)委員會第七分委員會.北京：中國標準出版社，1997.

[11] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 14802-1993紡織品 煙濃度測定 減光系數(shù)法[S] .中國紡織總會標準化研究所.北京：中國標準出版社，1993.

[12] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 11785-2005鋪地材料的燃燒性能測定 輻射熱源法[S] .全國消防標準化技術(shù)委員會第七分委員會.北京：中國標準出版社，2005.

[13] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 20390.1-2006紡織品 床上用品燃燒性能 第1部分：香煙為點火源的可點燃性試驗方法 [S] .全國紡織品標準化技術(shù)委員會基礎(chǔ)標準分會.北京：中國標準出版社，2006.

[14] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 20390.2-2006紡織品 床上用品燃燒性能 第2部分：小火焰為點火源的可點燃性試驗方法[S] .全國紡織品標準化技術(shù)委員會基礎(chǔ)標準分會.北京：中國標準出版社，2006.