FZ/T 64083—2021《防熔融金屬飛濺織物》的解析

汪澤幸 楊 敏 劉 超 李文輝

（1.湖南工程學(xué)院，湖南湘潭，411104；2.湖南永霏特種防護用品有限公司，湖南湘潭，411101）

冶金作業(yè)用熔融金屬防護織物及防護服裝的研發(fā)企業(yè)多集中在歐美等國家，形成了以ISO 11612—2015《Protective Clothing—Clothing to Protect against Heat and Flame—Minimum Performance Requirements》（以 下 簡 稱ISO 11612—2015）與ISO 9185—2007《Protective Clothing—Assessment of Resistance of Materials to Molten Metal Splash》（以下簡稱ISO 9185—2007）為核心的標(biāo)準(zhǔn)體系［1-2］。近年來，國內(nèi)一些企業(yè)陸續(xù)實現(xiàn)了該類織物的國產(chǎn)化生產(chǎn)，打破了該類織物高端產(chǎn)品嚴重依賴進口的局面，但缺少相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，影響了我國冶金作業(yè)用熔融金屬防護織物及防護服裝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在國內(nèi)多家單位的共同努力下，F(xiàn)Z/T 64083—2021《防熔融金屬飛濺織物》（以下簡稱本標(biāo)準(zhǔn)）于2021年8月21日 發(fā)布，并 于2022年2月1日實施。為推進本標(biāo)準(zhǔn)實施，促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，本研究對其進行解析，并對比與ISO 11612—2015之間的異同。

1 適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了防熔融金屬飛濺織物的相關(guān)術(shù)語和定義、技術(shù)要求與試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸和貯存等方面的要求?？紤]到國內(nèi)冶金作業(yè)用熔融金屬防護織物多為機織結(jié)構(gòu)，本標(biāo)準(zhǔn)明示適用于鋁、鐵等冶煉工況穿著的機織物，但不包括針織物及皮革。而ISO 11612—2015適用范圍不僅包含機織物，同時還涵蓋針織物、皮革和金屬化織物。此外，ISO 11612—2015還涉及防護服裝用輔料的性能指標(biāo)及防護服裝的設(shè)計要求等。

金屬冶煉、轉(zhuǎn)運、鑄造和加工處理過程中，因高溫熔融金屬與水接觸發(fā)生水汽化爆炸、瞬間產(chǎn)生的反應(yīng)性氣體等，帶動高溫熔融金屬高速運動、外涌，產(chǎn)生“爆炸”性噴射現(xiàn)象，本標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻與GB 2811—2019《頭部防護 安全帽》稱之為“熔融金屬飛濺”［3-6］，但在冶金及特種防護服裝等行業(yè)多稱之為“熔融金屬噴濺”［7-10］，考慮到該現(xiàn)象中噴射的熔融金屬量較多及行業(yè)常用表述，將本標(biāo)準(zhǔn)中“飛濺”修訂為“噴濺”更為合理；但為與本標(biāo)準(zhǔn)表述保持一致，本研究依然采用“熔融金屬飛濺”這一表述。

2 試樣前處理

前處理與測試環(huán)境條件對織物性能影響較明顯，為獲得正確且具有可比較性的結(jié)果，織物性能評價時，需確保前處理和測試環(huán)境條件的一致性。ISO 11612—2015明示，對于可洗滌面料，性能指標(biāo)測試前需按制造商的說明進行洗滌預(yù)處理；當(dāng)制造商未明確規(guī)定可洗滌次數(shù)時，所有性能指標(biāo)測試前均應(yīng)洗滌5次；當(dāng)面料可水洗和干洗時，則按制造商說明進行水洗，并明確規(guī)定1次水洗應(yīng)包含1次洗滌和1次干燥流程，但未明示洗滌標(biāo)準(zhǔn)與程序及干燥方式；只允許干洗時，則按制造商說明進行干洗，且亦未明示依據(jù)的洗滌標(biāo)準(zhǔn)。

目前，防熔融金屬飛濺織物多為含羊毛的混紡織物，采用常規(guī)水洗時，會產(chǎn)生氈縮現(xiàn)象，且羊毛含量越高，氈縮現(xiàn)象越嚴重，因而從織物洗滌尺寸穩(wěn)定性的角度而言，含羊毛的混紡面料宜采用干洗方式進行清洗。但考慮到干洗成本較高，多數(shù)企業(yè)和員工無法承擔(dān)，因而立足我國冶金行業(yè)實際情況，并結(jié)合羊毛混紡織物的洗滌氈縮特性，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)羊毛纖維的含量進行分類選用水洗時的洗滌程序。

本標(biāo)準(zhǔn)要求按GB/T 8628—2013《紡織品 測定尺寸變化的試驗中織物試樣和服裝的準(zhǔn)備、標(biāo)記及測量》、GB/T 8629—2017《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》（以下簡稱GB/T 8629—2017）、GB/T 8630—2013《紡織品 洗滌和干燥后尺寸變化的測定》的規(guī)定執(zhí)行；當(dāng)羊毛含量不低于30%時，選用GB/T 8629—2017中程序4G洗滌，其他織物選用程序6N洗滌，洗滌條件均較為柔和，均選用滾筒烘干法烘干（F法），但未明示洗滌劑類型。

還需注意的是，ISO 11612—2015明示所有性能指標(biāo)測試前的洗滌方式和洗滌次數(shù)均一致，而本標(biāo)準(zhǔn)雖然要求洗滌程序一致，但不同性能指標(biāo)測試前要求的洗滌次數(shù)存在差異；此外，對于需多次洗滌時，未明確是否為連續(xù)洗滌后干燥或每個洗滌循環(huán)均包含1次洗滌和1次干燥程序。

3 技術(shù)要求

對于機織類面料，ISO 11612—2015明示僅要求考核力學(xué)性能（拉伸強力與撕破強力）、洗滌尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性與阻燃性、熱防護性能，而本標(biāo)準(zhǔn)在此基礎(chǔ)上增加甲醛含量、pH值、可分解致癌芳香胺染料、單位面積質(zhì)量偏差、起毛起球、透濕量、色牢度等內(nèi)在質(zhì)量考核指標(biāo)，并考核織物的外觀質(zhì)量，對織物性能的考核更為全面和嚴格。此外，與ISO 11612—2015相比，本標(biāo)準(zhǔn)中部分指標(biāo)的考核要求與測試方法亦存在不同。

3.1 理化性能

織物安全性能。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 18401—2010《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》要求，按直接與非直接接觸皮膚類分類考核甲醛含量和pH值；對于直接接觸皮膚類，要求甲醛含量不高于75 mg/kg，pH值為4.0～8.5；對于非直接接觸皮膚類，要求甲醛含量不高于300 mg/kg，pH值為4.0～6.0；且均要求禁用可分解致癌芳香胺染料。

單位面積質(zhì)量偏差率?？椢飭挝幻娣e質(zhì)量作為防護服裝生產(chǎn)企業(yè)采購的重要依據(jù)，其值會直接影響防護服裝的再加工；考慮到織物單位面積質(zhì)量隨防護服裝形式不同而不同，本標(biāo)準(zhǔn)不要求織物的具體單位面積質(zhì)量，只考核實測值與采購雙方協(xié)商確定值之間的偏差率，以免影響防護服裝的防護性能。本標(biāo)準(zhǔn)明示，依據(jù)GB/T 4669—2008《紡織品 機織物 單位長度質(zhì)量和單位面積質(zhì)量的測定》對織物的單位面積質(zhì)量進行測定，并規(guī)定單位面積質(zhì)量偏差率不超過±5%。

洗滌尺寸變化率。含羊毛的混紡織物洗滌后會產(chǎn)生氈縮現(xiàn)象，導(dǎo)致尺寸收縮，減小防護服裝與人體之間的空氣層厚度，降低防護服裝的熱防護水平，因而對于可反復(fù)洗滌的防熔融金屬飛濺織物，需要考慮其洗滌前后的尺寸變化率，以確保歷經(jīng)多次洗滌后依然具備較高的防護水平。ISO 11612—2015要求機織物5次洗滌后尺寸變化率不超過±3%；考慮到我國防熔融金屬飛濺織物的品質(zhì)現(xiàn)狀和選用的洗滌標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)放寬了對洗滌尺寸變化率的考核，規(guī)定不超過±5%。本標(biāo)準(zhǔn)中雖然未明示具體洗滌次數(shù)，但從試驗方法部分的表述（5.1.5水洗尺寸變化率）來看，按規(guī)定洗滌1次即可。

斷裂強力與撕破強力。本標(biāo)準(zhǔn)要求織物經(jīng)向和緯向斷裂強力不低于400 N/5 cm，撕破強力不低于25 N，但未要求需經(jīng)洗滌預(yù)處理；而ISO 11612—2015明示5次洗滌預(yù)處理后，外層的機織物經(jīng)向和緯向斷裂強力不低于300 N/5 cm，撕破強力不低于10 N。在考核斷裂強力時，本標(biāo)準(zhǔn)與ISO 11612—2015要求的測試方法一致，但考核指標(biāo)存在差異，本標(biāo)準(zhǔn)的考核指標(biāo)更高；而撕破強力考核時，兩者依據(jù)的測試標(biāo)準(zhǔn)不同，本標(biāo)準(zhǔn)采用我國阻燃面料常用的梯形法，而ISO 11612—2015選用的是單縫法；由于兩種撕裂破壞的原理不同，測試結(jié)果無可比性。

起毛起球。因在穿著和使用過程中，織物在膝、肘等部位經(jīng)常承受摩擦作用，影響面料的防護性能、穿著舒適性能以及工作情緒，因而需要考核織物的起毛起球性能。本標(biāo)準(zhǔn)要求依據(jù)GB/T 4802.2—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測定第2部分：改型馬丁代爾法》進行測試［11］，且規(guī)定磨料與織物相同，明示摩擦2 000轉(zhuǎn)后的起毛起球等級不應(yīng)低于3級。

透濕量。以爐前工為代表的冶金作業(yè)人員，其工作環(huán)境溫度高，勞動強度大，如果產(chǎn)生的水汽與熱量無法及時排出，會導(dǎo)致作業(yè)人員長時間處于悶熱、潮濕環(huán)境中，易引發(fā)穿著不舒適和生理上的煩躁、焦慮，甚至導(dǎo)致操作失誤等。為確保防護性能，防護服多采用“三緊式”（緊領(lǐng)口、緊袖口、緊下擺）款式設(shè)計［12］。為確保穿著舒適性，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定依據(jù)GB/T 12704.1—2009《紡織品織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》對織物的吸濕性能進行測定，并要求透濕量不低于6 000 g/（m2·24 h），高于阻燃服不低于5 000 g/（m2·24 h）的要求［13］。值得注意的是，為確保防護性能，本標(biāo)準(zhǔn)并未強制要求透氣率、濕阻等舒適性指標(biāo)。

色牢度?？紤]到冶金作業(yè)環(huán)境的高溫特點，防護服裝穿著者出汗頻繁，汗?jié)n影響織物性能，且在正常使用過程中，面料受到摩擦、光照和洗滌等作用，本標(biāo)準(zhǔn)對織物的色牢度進行了較為全面的考核，要求耐汗?jié)n色牢度（變色、沾色）、耐皂洗色牢度（變色、沾色）均不低于3級；耐干、濕摩擦色牢度不低于3級，對于深色織物不低于2—3級，但未明示考核對象為變色或沾色牢度，或兩者均考核；此外，還要求耐光色牢度（變色）不低于4級。

3.2 熱穩(wěn)定性與阻燃性

熱穩(wěn)定性。由于織物受熱收縮后會減少防護服裝與人體之間夾持的空氣量，從而可能降低防護服裝的熱防護水平，因而織物的熱穩(wěn)定性也是反映熱防護服裝防護性能的重要指標(biāo)之一［14］。作為一類具有特殊防護功能的熱防護織物，需限制防熔融金屬飛濺織物的熱收縮率。本標(biāo)準(zhǔn)與ISO 11612—2015均明示，在（180±5）℃條件下熱處理5 min后，織物洗滌前洗后的熱收縮率均不得超過5%。ISO 11612—2015還要求織物在測試過程中不得產(chǎn)生引燃或熔化等現(xiàn)象，并將（260±5）℃條件下熱處理5 min后的熱穩(wěn)定性作為可選評價項。

阻燃性能。對阻燃性進行評估時，本標(biāo)準(zhǔn)未選用國內(nèi)阻燃面料常用的垂直燃燒法，而參考ISO 11612—2015選用表面點火法（附錄A中方法A），并將底部邊緣點火法（附錄A中方法B）列為可選測試方法，但未明示底部邊緣點火法的考核指標(biāo)。對于表面點火法，本標(biāo)準(zhǔn)與ISO 11612—2015的要求一致，均要求洗滌前洗后試樣的續(xù)燃時間與陰燃時間均不超過2 s，不得熔融滴落和出現(xiàn)破洞；ISO 11612—2015還要求不得出現(xiàn)超過5 mm的破洞，且火焰不得到達試樣上邊緣或者垂直邊緣。

需要注意的是，本標(biāo)準(zhǔn)雖然要求阻燃性指標(biāo)與試驗方法按ISO 11612—2015的要求執(zhí)行，但兩者之間也略有差異。測試環(huán)境溫度方面，本標(biāo)準(zhǔn)附錄A中要求為（23±5）℃，即18℃～28℃，而ISO 11612—2015要求為10℃～30℃，兩者之間并無明顯差異。測試時間限制方面，本標(biāo)準(zhǔn)附錄A中方法A和方法B中均要求在20 min內(nèi)完成6塊試樣的測試，而ISO 11612—2015要求在10 min內(nèi)完成方法A的測試，而對方法B的測試時間要求并未明示。

此外，還應(yīng)注意，熱穩(wěn)定性能和阻燃性能測試時，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的織物洗滌與烘干程序雖然一致，但洗滌次數(shù)存在差異；熱穩(wěn)定性測試前，需按照規(guī)定洗滌5次，而阻燃測試前，雖未明示洗滌次數(shù)，但從標(biāo)準(zhǔn)試驗方法部分（5.1.15阻燃性）的表述來看，按規(guī)定洗滌1次即可。

3.3 熱防護性能

冶金生產(chǎn)過程中存在的主要危險源包括高溫輻射、高溫金屬溶液和爐渣噴濺與爆炸等，因而需要考核織物對流熱傳導(dǎo)、輻射熱傳導(dǎo)、抗熔融沖擊性、接觸熱傳導(dǎo)等指標(biāo)。本標(biāo)準(zhǔn)明示按規(guī)定洗滌5次后，按GB 38453—2019《防護服裝 隔熱服》對織物的流熱傳導(dǎo)、輻射熱傳導(dǎo)與接觸熱傳導(dǎo)測試［15］，依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)附錄B對織物的抗熔融金屬沖擊性進行測試。本標(biāo)準(zhǔn)中熱防護性能的技術(shù)要求與測試方法與ISO 11612—2015及其采用的ISO標(biāo)準(zhǔn)方法一致。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對流熱傳導(dǎo)、輻射熱傳導(dǎo)、接觸熱傳導(dǎo)、抗熔融金屬沖擊性均為必選防護性能指標(biāo)，同時也為防熔融金屬飛濺織物的核心防護性能指標(biāo)。

本標(biāo)準(zhǔn)對各個熱防護性指標(biāo)實行分級考核，對于防鋁液沖擊織物和防鐵水沖擊織物，均需考核對流熱、輻射熱和接觸熱傳導(dǎo)性能。對流熱傳導(dǎo)分為B1級（4 s≤HTI 24＜10 s）、B2級（10 s≤HTI 24＜20 s）和B3級（HTI 24≥20 s）；輻射熱傳 導(dǎo) 分 為C1級（7 s≤RHTI 24＜20 s）、C2級（20 s≤RHTI 24＜50 s）、C3級（50 s≤RHTI 24＜95 s）與C4級（RHTI 24≥95 s）；接觸熱傳導(dǎo)分為F1級（5 s≤閾值時間＜10 s）、F2級（10 s≤閾值時間＜15 s）和F3級（閾值時間≥15 s）。對于防鋁液沖擊織物，僅考核對熔融鋁的抗沖擊性能，并分為D1級（100 g≤熔融鋁質(zhì)量＜200 g）、D2級（200 g≤熔融鋁質(zhì)量＜350 g）和D3級（熔融鋁質(zhì)量≥350 g）3個等級；而對于防鐵水沖擊織物，僅對熔融鐵的抗沖擊性能，亦分為E1級（60 g≤熔融鐵質(zhì)量＜120 g）、E2級（120 g≤熔融鐵質(zhì)量＜200 g）和E3級（熔融鐵質(zhì)量≥200 g）3個等級。同時，本標(biāo)準(zhǔn)還明確要求織物洗后的熱防護性能應(yīng)同時滿足對流熱傳導(dǎo)不低于B1級，輻射熱傳導(dǎo)不低于C1級，接觸熱傳導(dǎo)不低于F1級，且抗熔融鋁（鋁液）沖擊性不低于D1級和（或）抗熔融鐵（鐵水）沖擊性不低于E1級。

此外，本標(biāo)準(zhǔn)基于ISO 11612—2015對選用鋁、鐵金屬成分要求的基礎(chǔ)上，增加了對鋁、鐵的規(guī)格要求。本標(biāo)準(zhǔn)要求鋁應(yīng)選用符合GB/T 3190—2008《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》的要求［16］，明 確 牌 號 為1050，雖 然 該 標(biāo) 準(zhǔn) 已 修 訂 為2020版，即GB/T 3190—2020《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》［17］，但該牌號鋁的化學(xué)成分要求仍保持不變；本標(biāo)準(zhǔn)要求鐵應(yīng)選用符合GB/T 718—2005《鑄造用生鐵》的要求［18］，明確牌號為Z18。

需要注意的是，鋁為最具有代表性的輕熔金屬（體積質(zhì)量小于4.5 g/cm3），能防鋁液噴濺的面料基本上也能防其他輕熔金屬的等量噴濺；鐵是最具代表的重熔金屬（體積質(zhì)量大于4.5 g/cm3），能防鐵水噴濺的面料基本上也能防其他重熔金屬的等量噴濺；此外，現(xiàn)有理論與實踐均表明，能防鋁液噴濺的面料可以防等量鐵水的噴濺，但能防鐵水噴濺的面料卻不一定能防等量鋁液的噴濺。

3.4 外觀質(zhì)量

防熔融金屬飛濺面料制備過程中，通常需對坯布進行預(yù)處理、染色與后整理加工，以獲得常用的藏青色、蔚藍色或深藍色等，為確保防護服裝的外觀質(zhì)量，需對成品織物的色差、緯斜、弓緯、幅寬偏差以及疵點等進行評估。

本標(biāo)準(zhǔn)要求成品織物各批次之間的色差不低于4—5級，緯斜、弓緯均不超過3%。雖未明確織物的幅寬類型及幅寬值，但明確規(guī)定織物成品幅寬與采購雙方協(xié)商確定值之間的偏差量不應(yīng)低于-2 cm。

基于GB/T 17760—2019《印染布布面疵點檢驗方法》，本標(biāo)準(zhǔn)采用4分制評分規(guī)定評價局部性疵點，要求幅寬不低于150 cm時，局部性疵點評分為0.5分/m，幅寬低于150 cm時，為0.6分/m；同時，本標(biāo)準(zhǔn)還對散布性疵點的允許程度進行了限制，織物正面僅存在輕微的散布性疵點。

4 檢驗與標(biāo)志

本標(biāo)準(zhǔn)明示了防熔融金屬飛濺面料的檢驗分批、內(nèi)在質(zhì)量與外在質(zhì)量的抽樣方法，明確了內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量和結(jié)果判定的規(guī)則；并規(guī)定：對于內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)，均需要滿足要求方能判定合格。此外，本標(biāo)準(zhǔn)還明示了標(biāo)志要求與內(nèi)容，并明確要求了包裝、運輸和貯存條件。

5 結(jié)語

本標(biāo)準(zhǔn)在兼顧我國防熔融金屬飛濺織物的實際需求和目前的實際水平基礎(chǔ)上，參考ISO 11612—2015確定了織物的考核項目和指標(biāo)要求，并增加了安全性能（甲醛含量、pH值、可分解芳香胺染料）、基礎(chǔ)性能（單位面積質(zhì)量偏差率）、舒適性能（起毛起球、透濕量）、色牢度（耐汗?jié)n、耐摩擦、耐皂洗、耐光色牢度）等內(nèi)在質(zhì)量以及外觀質(zhì)量考核指標(biāo)，對織物的性能指標(biāo)考核更全面、更嚴格，在充分兼顧我國該類產(chǎn)品的實際需求和實際水平的基礎(chǔ)上，充分體現(xiàn)了行業(yè)平均先進水平。本標(biāo)準(zhǔn)的實施，及時補充了我國現(xiàn)有冶金作業(yè)用熔融金屬防護服裝領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)空白，提高了特種防護服裝標(biāo)準(zhǔn)體系的全面性，有助于更好地保障冶金作業(yè)人員的人身安全和身體健康。