玩具中織物易燃性測(cè)試方法國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)差異及驗(yàn)證研究

林鵬輝 王璨 張華揚(yáng) 漆志民 紀(jì)盛濱 許翔麒

（汕頭海關(guān)技術(shù)中心，廣東汕頭 515800）

易燃性是評(píng)估玩具中織物安全的重要檢驗(yàn)項(xiàng)目，玩具中的紡織材料、毛絨面料和軟體填充物等如果選用易燃性測(cè)試不合格的材料制成，遇火后可能會(huì)造成意外傷害的發(fā)生。為避免玩具中織物遇火后造成意外傷害，世界各國(guó)和社會(huì)組織通過(guò)制定法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)對(duì)玩具易燃性加以規(guī)范，其中主要國(guó)家和社會(huì)組織的標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)構(gòu)包括中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)制定了GB 6675.3-2014，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了ISO 8124-2:2014，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定了EN 71-2:2020，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)制定了ASTM F963-17 規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)玩具中織物進(jìn)行測(cè)試以評(píng)估其符合性[1]。

上述標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范中均要求不能使用易燃材料制造玩具，如不使用賽璐珞及在火中具有相同特性的材料，不使用遇火后會(huì)產(chǎn)生表面閃爍效應(yīng)的毛絨面料，不能含有易燃?xì)怏w、易燃液體、高度易燃固體和易燃凝膠體等，且玩具中的織物在兒童玩耍過(guò)程中不得構(gòu)成任何危險(xiǎn)的燃燒因素，玩具所采用的材料不得對(duì)其所用的其他材料構(gòu)成引燃風(fēng)險(xiǎn)[2]。但是由于不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于玩具中織物易燃性測(cè)試方法存在較大差異，本文對(duì)國(guó)內(nèi)外檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之間的差異進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)。

1 國(guó)內(nèi)外檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 6675.3-2014《玩具安全 第3 部分：易燃性能》由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2014 年5 月發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了頭戴玩具上的飄拂物、頭巾、頭戴飾物、整體或部分遮蓋面部的模壓玩具、玩具化妝服飾和供兒童進(jìn)入的玩具的測(cè)試方法。

測(cè)試設(shè)備使用特定尺寸的試樣夾固定試樣，并以與水平面成（45±1）°角放置在試樣架上，點(diǎn)火設(shè)備使用符合ISO 6941:2003 附錄A 規(guī)定的燃燒器，測(cè)試火源使用丁烷或丙烷氣，測(cè)試樣品尺寸至少剪裁為610 mm×100 mm，測(cè)試火焰高度調(diào)整至（40±3）mm，測(cè)試時(shí)將燃燒器垂直放置，并確保試樣下邊緣與燃燒器頂端的距離為（30±2）mm，保持火焰接觸試樣（10±1）s。

符合性判定原則為頭戴玩具上的飄拂物、頭巾、頭戴飾物的燃燒速度不應(yīng)超過(guò)10 mm/s；整體或部分遮蓋面部的模壓玩具燃燒區(qū)域的上邊緣距離點(diǎn)火點(diǎn)不應(yīng)大于70 mm；玩具化妝服飾和供兒童進(jìn)入的玩具的燃燒速度不應(yīng)超過(guò)30 mm/s 或火焰在到達(dá)試樣夾上表面頂端標(biāo)記線前自熄，如果燃燒速度超過(guò)10 mm/s 且不超過(guò)30 mm/s，玩具和其包裝上均應(yīng)標(biāo)識(shí)警告，以提醒家長(zhǎng)在遠(yuǎn)離火源下監(jiān)護(hù)兒童玩耍；此外，供兒童進(jìn)入的玩具如果燃燒速度超過(guò)20 mm/s，則不應(yīng)產(chǎn)生燃燒碎片或熔滴，以防滴落在兒童身體上造成灼傷[3]。

1.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8124-2:2014《玩具安全 第2 部分：易燃性能》由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2014 年8 月發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于玩具中織物易燃性測(cè)試方法與GB 6675.3 一致。

1.3 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM F963-17《消費(fèi)者安全規(guī)范：玩具安全》由美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)于2017 年8 月發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)要求玩具中使用的除織物外的其他材料不應(yīng)為易燃材料，玩具中織物易燃性測(cè)試應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)附錄A6 和CPSC 16 CFR Part 1610《美國(guó)聯(lián)邦法規(guī) 第16 部分：1610 服裝織物的易燃性標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

測(cè)試設(shè)備使用一個(gè)內(nèi)含標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)火器、試樣架、自動(dòng)計(jì)時(shí)器的防風(fēng)通氣櫥，測(cè)試櫥內(nèi)部尺寸高35.3 cm、寬36.8 cm、深21.6 cm，試樣架為裝載測(cè)試試樣的試樣夾提供支撐，傾斜角度為45°，點(diǎn)火器由一個(gè)用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的裝有26 號(hào)注射針頭的丁烷氣體噴嘴構(gòu)成并產(chǎn)生測(cè)試火焰，測(cè)試火源使用罐裝化學(xué)純（c.p）正丁烷。調(diào)整試樣架位置，使指示指針的頂端恰好接觸到試樣表面，確保測(cè)試過(guò)程中測(cè)試火焰能觸及試樣。測(cè)試樣品尺寸至少剪裁為152.4 mm×50.8 mm，測(cè)試火焰高度調(diào)整至16 mm，測(cè)試時(shí)調(diào)整試樣架確保測(cè)試火焰頂端恰好接觸到試樣的表面，保持火焰接觸試樣1 s。

符合性判定原則為平面織物的所有試樣應(yīng)沒(méi)有點(diǎn)燃、點(diǎn)燃但自熄或其中任何組合情況，或平均燃燒時(shí)間為3.5 s 或更長(zhǎng)，或5 個(gè)試樣中只有1 個(gè)試樣點(diǎn)燃且用3.5 s 或更長(zhǎng)時(shí)間燒斷停止線，或10 個(gè)試樣中只有1 個(gè)試樣點(diǎn)燃且燒斷停止線。起絨表面織物的所有試樣應(yīng)沒(méi)有點(diǎn)燃、點(diǎn)燃但自熄或其中任何組合情況；或平均燃燒時(shí)間小于4 s，所有試樣以表面閃爍形式燃燒，表面火焰強(qiáng)度不足以點(diǎn)燃、燒焦或熔化襯底織物；或5 個(gè)試樣中只有1 個(gè)試樣點(diǎn)燃，燃燒時(shí)間小于4 s，且襯底織物沒(méi)有點(diǎn)燃或熔化，或5 個(gè)試樣中只有1 個(gè)試樣點(diǎn)燃或燃燒時(shí)間超過(guò)4 s，無(wú)論襯底織物是否點(diǎn)燃或熔化[4]。

1.4 歐洲標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 71-2:2020《玩具安全 第2 部分：易燃性能》由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)于2020 年9 月發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了頭戴玩具、頭巾、含有向上突起的頭戴飾物、整體或部分遮蓋頭部的面具、玩具化妝服飾、穿戴玩具、供兒童進(jìn)入的玩具的測(cè)試方法。

測(cè)試樣品的實(shí)際尺寸可分別剪裁610 mm×100 mm 的全尺寸試樣、310 mm×100 mm 的半尺寸試樣、310 mm×40 mm 的窄材料試樣，測(cè)試設(shè)備、點(diǎn)火設(shè)備、測(cè)試火源和測(cè)試過(guò)程與GB 6675.3 一致。

2 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)差異研究

對(duì)比國(guó)內(nèi)外主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于玩具中織物易燃性測(cè)試方法，歸納總結(jié)存在以下差異：

GB 6675.3 和ISO 8124-2 關(guān)于玩具中織物易燃性測(cè)試方法一致；EN 71-2 新版標(biāo)準(zhǔn)在GB 6675.3 和ISO 8124-2 基礎(chǔ)上增加了測(cè)試樣品的拼接方式，允許測(cè)試更小的樣本；ASTM F963 的差異較大，在附錄A6 中針對(duì)性地規(guī)定了玩具中織物易燃性測(cè)試設(shè)備、樣品制備、測(cè)試程序和結(jié)果評(píng)定原則等，其中易燃性測(cè)試設(shè)備和測(cè)試程序分別引用美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)CPSC 16 CFR Part 1610 中1610.5(a)“易燃性設(shè)備”和1610.6(c)“易燃性測(cè)試程序”，以平均燃燒時(shí)間作為結(jié)果評(píng)定依據(jù)，不同于上述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以燃燒速度作為指標(biāo)[5]。

綜合比較四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于玩具中織物易燃性測(cè)試方法，ASTM F963 標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試設(shè)備、樣品制備和評(píng)定要求方面更具體，且更具有指導(dǎo)性。國(guó)內(nèi)外主要易燃性能標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)實(shí)施時(shí)間及玩具中織物易燃性測(cè)試方法介紹如表1 所示。

表1 國(guó)內(nèi)外主要易燃性能標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)實(shí)施時(shí)間及玩具中織物易燃性測(cè)試方法

3 驗(yàn)證試驗(yàn)

驗(yàn)證試驗(yàn)以ASTM F963 標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法為依據(jù)，同時(shí)參考現(xiàn)行美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)CPSC 16 CFR Part 1610 中1610.5(a)“易燃性設(shè)備”和1610.6(c)“易燃性測(cè)試程序”，易燃性測(cè)試設(shè)備如圖1 所示。

圖1 易燃性測(cè)試設(shè)備示意圖

選取聚酯纖維材質(zhì)制成的兒童玩具帳篷作為驗(yàn)證樣品，樣品為平面織物，首先對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，在105℃溫度下對(duì)所有樣品水平放置30 min，預(yù)處理后在樣品上剪裁152.4 mm×50.8 mm 的5 塊試樣，試樣根據(jù)其出現(xiàn)在玩具帳篷上的方向進(jìn)行測(cè)試，即暴露在外側(cè)的一面朝上固定在試樣夾中。

測(cè)試時(shí)首先將測(cè)試設(shè)備放置在通風(fēng)柜中并關(guān)閉排氣扇，打開(kāi)測(cè)試火源，點(diǎn)燃?xì)怏w并調(diào)整火焰高度至16 mm。將裝載好試樣的試樣夾依次從干燥器中取出，放置在試樣架上。調(diào)整試樣架的位置，令指示指針的頂端剛好接觸到試樣表面。將停止線橫跨試樣上方穿過(guò)試樣夾上板的導(dǎo)線器，將重錘綁上停止線并懸掛在計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)感應(yīng)器的正上方。將計(jì)時(shí)器歸零，并關(guān)閉測(cè)試設(shè)備的門(mén)。從火焰接觸試樣開(kāi)始，到停止線燒斷，重錘落下，整個(gè)過(guò)程自動(dòng)計(jì)時(shí)，記錄每個(gè)試樣的燃燒時(shí)間。兒童玩具帳篷的測(cè)試結(jié)果如表2 所示。

表2 兒童玩具帳篷的測(cè)試結(jié)果

結(jié)果表明，兒童玩具帳篷試樣中1 塊試樣未起燃，1 塊試樣起燃后自熄，其余3 塊試樣的燃燒時(shí)間均小于3.5 s，平均燃燒時(shí)間為2.9 s，燃燒時(shí)有黃色火焰、冒黑煙并產(chǎn)生黑色熔滴物，不符合ASTM F963 “平均燃燒時(shí)間為3.5 s 或更長(zhǎng)”的要求，判定不合格。玩具帳篷為供兒童進(jìn)入的玩具，危害性比較大，帳篷聚酯纖維材料一旦點(diǎn)燃，如果燃燒時(shí)間過(guò)快，兒童來(lái)不及逃離，就有可能造成嚴(yán)重的燒傷。

如果根據(jù)GB 6675.3、ISO 8124-2 和EN 71-2 以燃燒速度作為指標(biāo)，則需測(cè)量試樣點(diǎn)火點(diǎn)到停止線之間的距離，除以燃燒時(shí)間計(jì)算出燃燒速度，與ASTM F963 相比，試驗(yàn)在測(cè)量燃燒時(shí)間的基礎(chǔ)上增加對(duì)燃燒速度的計(jì)算。

4 產(chǎn)品改進(jìn)建議

通過(guò)國(guó)內(nèi)外檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的差異研究和基于ASTM F963 的驗(yàn)證試驗(yàn)，總結(jié)分析涉及玩具帳篷產(chǎn)品中織物易燃性不合格的主要原因，其中采用聚酯纖維制成的玩具帳篷燃燒后極易產(chǎn)生熔滴或燃燒碎片，不符合供兒童進(jìn)入的玩具測(cè)試要求[6]。

建議玩具生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)通過(guò)采用非易燃材料和增加織物縫線密度來(lái)增強(qiáng)織物阻燃性。在確認(rèn)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)通過(guò)提高確認(rèn)檢驗(yàn)頻次，對(duì)照檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的測(cè)試結(jié)果和意見(jiàn)建議及時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高織物安全性。同時(shí)密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外易燃性能標(biāo)準(zhǔn)的更新信息，及時(shí)掌握最新標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

織物易燃性測(cè)試是玩具安全測(cè)試的重要環(huán)節(jié)，本文通過(guò)研究對(duì)比國(guó)內(nèi)外最新易燃性能標(biāo)準(zhǔn)，歸納總結(jié)出標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于玩具中織物易燃性測(cè)試的差異，包括樣品尺寸、測(cè)試火焰高度、點(diǎn)火點(diǎn)位置和火焰接觸試樣時(shí)間等，并以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)為依據(jù)，選用兒童玩具帳篷驗(yàn)證了使用針式燃燒器噴嘴和自動(dòng)計(jì)時(shí)的織物易燃性測(cè)試方法。最后結(jié)合典型案例，分析了不合格的玩具織物可能對(duì)兒童造成的傷害，并提出相應(yīng)改進(jìn)建議，一方面為玩具生產(chǎn)企業(yè)提升質(zhì)量控制能力提供參考，另一方面為保護(hù)廣大消費(fèi)者尤其是兒童消費(fèi)者的人身安全和公共安全，降低玩具中易燃織物引起的風(fēng)險(xiǎn)。