常見(jiàn)紡織品阻燃性能的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求與選用方案

姜 遜 徐桂龍 (.廣州市纖維產(chǎn)品檢測(cè)院，廣州，500;.托爾國(guó)際貿(mào)易有限公司，上海，003)

常見(jiàn)紡織品阻燃性能的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求與選用方案

姜 遜1徐桂龍2(1.廣州市纖維產(chǎn)品檢測(cè)院，廣州，510220;2.托爾國(guó)際貿(mào)易有限公司，上海，200231)

介紹了國(guó)內(nèi)外紡織品阻燃性能的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法和技術(shù)要求，并針對(duì)各類(lèi)阻燃性能測(cè)試方法，討論了何種紡織品能取得較為理想的測(cè)試結(jié)果，以滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

阻燃性能，紡織品，標(biāo)準(zhǔn)

近年來(lái)，各國(guó)政府對(duì)火災(zāi)的危害日益重視，先后在工作服、消防、家具、公共場(chǎng)所、交通、玩具、軍品等領(lǐng)域?qū)徔椘返淖枞夹阅芴岢隽藝?yán)格要求。目前，阻燃性能的測(cè)試方法、測(cè)試儀器、評(píng)判指標(biāo)多種多樣，而且不同阻燃性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之間也不能簡(jiǎn)單地進(jìn)行難易程度的比較。國(guó)內(nèi)外紡織品阻燃性能的要求大多數(shù)是以法律法規(guī)形式頒布的強(qiáng)制性要求或標(biāo)準(zhǔn)，如果供應(yīng)商提供的紡織品不能滿(mǎn)足阻燃性能的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，就會(huì)給使用者帶來(lái)巨大損失。

為了找尋符合標(biāo)準(zhǔn)要求的紡織品，首先應(yīng)了解國(guó)內(nèi)外紡織品的阻燃性能測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求。

1 阻燃性能的測(cè)試方法

阻燃性能的測(cè)試方法繁多，不同的測(cè)試方法之間差別很大。筆者按照測(cè)試時(shí)樣品的擺放方式和測(cè)試部位，將阻燃性能的測(cè)試方法分為四大類(lèi):垂直燃燒、水平燃燒、45°燃燒和各類(lèi)模型燃燒。

1.1 垂直燃燒

將試樣垂直放置，火源在試樣的底部進(jìn)行燃燒。如果火源燒的是試樣底部的邊緣，稱(chēng)為垂直邊緣燃燒，代表性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 5455、16CFR Part 1615、NFPA 2112、CPAI-75、CA TB 117 Section A，B Part II等;如果火源燒的是試樣底部的表面，則稱(chēng)為垂直表面燃燒，代表性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有EN 531、EN 532、EN 533 等。

1.2 水平燃燒

將試樣水平放置，火源對(duì)試樣底面的一端進(jìn)行燃燒，代表性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有FMVSS 302等。

1.3 45°燃燒

將試樣與水平呈45°放置，火源對(duì)試樣底端進(jìn)行燃燒，代表性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有16CFR Part 1610、CA TB 117 Section E Part I、EN 71-2等。

1.4 各類(lèi)模型燃燒

各類(lèi)模型燃燒測(cè)試通常是成品測(cè)試，指按照使用時(shí)的實(shí)際需求將試樣與填充料或其他材料一并制成成品或者成品的縮小版模型進(jìn)行測(cè)試，代表性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有 BS 5852、BS 7175、BS 7176、BS 7177、16CFR Part 1632 等。

表1列出了常見(jiàn)紡織品應(yīng)用領(lǐng)域中阻燃性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試方法、水洗要求和評(píng)價(jià)依據(jù)。

2 阻燃紡織品的選用方案

阻燃紡織品可以是阻燃纖維制成的紡織品，也可以是經(jīng)過(guò)阻燃劑整理得到的紡織品。從表1可知，不同的紡織品阻燃性能的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法、水洗要求和評(píng)判依據(jù)相差很大。同時(shí)，不同紡織材料的燃燒性狀也有很大區(qū)別。例如，阻燃滌綸、丙綸等織物在測(cè)試中很難避免熔融燒穿，不適用于對(duì)燒穿成洞有要求的 ISO 11611、EN 531、英國(guó)家具家私防火安全條例等標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。因此針對(duì)紡織品不同的應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)當(dāng)選用適合的織物來(lái)滿(mǎn)足不同阻燃性能的標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 常見(jiàn)紡織品阻燃性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)概況

2.1 阻燃服裝織物

16CFR Part 1610是針對(duì)美國(guó)服裝織物燃燒性能的一個(gè)法規(guī)。該標(biāo)準(zhǔn)允許織物在測(cè)試中燃燒起來(lái)，以火焰蔓延的時(shí)間作為評(píng)判指標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)的要求相對(duì)較低，通常具備較大面密度、相對(duì)厚實(shí)的織物，即使不經(jīng)過(guò)阻燃劑整理也能滿(mǎn)足要求;如果是絨面織物，則需要進(jìn)行半耐久或耐久的阻燃劑整理才能滿(mǎn)足需求。

2.2 阻燃睡衣

睡衣通常以針織物為主，針織物結(jié)構(gòu)松散，相對(duì)于機(jī)織物來(lái)說(shuō)更容易燃燒。16CFR Part 1615/1616是針對(duì)兒童睡衣的一個(gè)法規(guī)，該法規(guī)的主要評(píng)判指標(biāo)是炭化/損毀長(zhǎng)度。以Nomex為代表的本質(zhì)阻燃纖維能滿(mǎn)足該法規(guī)要求，但價(jià)格太貴，而且手感很硬，穿著不舒服。經(jīng)過(guò)proban工藝及類(lèi)似產(chǎn)品工藝處理的全棉阻燃織物也能滿(mǎn)足該法規(guī)要求，但因甲醛含量較高、手感較硬，不太適合用于阻燃睡衣。經(jīng)過(guò)CP類(lèi)型阻燃劑處理的全棉織物，從技術(shù)上說(shuō)可以滿(mǎn)足該法規(guī)的要求，但因?yàn)?0世紀(jì)90年代美國(guó)曾發(fā)生過(guò)相關(guān)索賠案件，目前市場(chǎng)上很少將CP類(lèi)型阻燃劑處理的全棉織物用于阻燃睡衣。從燃燒性質(zhì)來(lái)說(shuō)，滌綸織物的炭化/損毀長(zhǎng)度有限，比較容易符合該標(biāo)準(zhǔn)要求。通常，阻燃滌綸紗線織成的織物和經(jīng)過(guò)永久阻燃劑整理的輕薄滌綸織物，甚至一部分未經(jīng)阻燃整理的滌綸織物都能滿(mǎn)足16CFR Part 1615/1616的要求。

2.3 阻燃工作服

工作服標(biāo)準(zhǔn) ISO 11611/11612、EN 531/532/533、EN 469、EN 470－1等采用的是垂直表面燃燒的測(cè)試方法，與NFPA 2112、GB/T 5455等使用的垂直邊緣燃燒相比，同樣大小的火源，測(cè)試時(shí)接觸面積小，測(cè)試難度更低。這類(lèi)工作服標(biāo)準(zhǔn)通常不允許在測(cè)試時(shí)燒穿成洞，普通純棉織物和含棉量較高的CVC織物在經(jīng)過(guò)耐久阻燃劑處理后即能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。如果要符合EN 533的1級(jí)水平，允許工作服織物在測(cè)試時(shí)燒穿成洞，那么阻燃滌綸紗線織成的織物和滌綸或丙綸的阻燃劑背涂織物均能滿(mǎn)足要求。

NFPA 2112對(duì)阻燃性能的要求十分嚴(yán)格，要求織物在66℃水溫下水洗100次，水洗后測(cè)試時(shí)續(xù)燃時(shí)間小于2 s，炭化長(zhǎng)度小于100 mm，同時(shí)要求不能燒穿成洞。這樣，燃燒時(shí)會(huì)熔融燒穿的阻燃滌綸等普通阻燃化纖織物就不太能符合該標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，市場(chǎng)上常見(jiàn)的CP類(lèi)型阻燃劑處理的全棉織物也不太符合NFPA 2112的要求，因?yàn)镃P類(lèi)型阻燃劑處理的織物磷含量較低，不耐洗，炭化長(zhǎng)度往往超過(guò)100 mm。而本質(zhì)阻燃纖維(例如杜邦的Nomex)織物以及proban工藝及類(lèi)似工藝處理的全棉阻燃織物能滿(mǎn)足NFPA 2112的要求。

2.4 阻燃家具罩布/襯里布

英國(guó)家具家私防火安全條例規(guī)定了軟墊家具罩布等家具家私的阻燃性能要求，其測(cè)試方法為BS 5852成品模型燃燒，將試樣組合成規(guī)定尺寸的沙發(fā)模型，采用0號(hào)到7號(hào)總共8個(gè)火源進(jìn)行測(cè)試。常用的火源有0號(hào)香煙火源，1號(hào)火柴火源，2號(hào)火源，5號(hào)小木架火源。測(cè)試時(shí)，填充料的使用至關(guān)重要，是否使用阻燃填充料對(duì)軟墊家具罩布的選用具有決定作用。

用0號(hào)香煙火源測(cè)試時(shí)，將軟墊家具的各部分材料取出，按照規(guī)定尺寸組合成一個(gè)小沙發(fā)模型，該測(cè)試難度較低。需注意的是，如果該軟墊家具采用的是不阻燃的填充料，當(dāng)軟墊家具罩布結(jié)構(gòu)緊密、手感厚重時(shí)，有可能出現(xiàn)煙頭滲入沙發(fā)模型內(nèi)部的熱量難以散發(fā)，聚集的熱量引起不阻燃的填充料持續(xù)陰燃，從而通不過(guò)測(cè)試。

1號(hào)火柴火源測(cè)試通常用于家具外罩布。如果是家庭用的軟墊家具，采用的是不阻燃的海綿填充料進(jìn)行測(cè)試(如英國(guó)家具家私防火安全條例)，測(cè)試時(shí)如果織物燒穿成洞，海綿就會(huì)被點(diǎn)著，從而通不過(guò)測(cè)試。家庭用軟墊家具的外罩布通常需要采用全棉織物或以棉為主的棉與化纖混紡織物，如果采用的是阻燃填充料進(jìn)行測(cè)試(如用于公共場(chǎng)合，BS 7176)，即使外罩布燒穿，填充料也不會(huì)點(diǎn)著。常見(jiàn)的多種阻燃織物都可以作為外罩布使用。

2號(hào)火源通常適用于枕頭和靠墊。將枕頭和靠墊的各部分材料取出，按照規(guī)定尺寸組合成一個(gè)小沙發(fā)模型進(jìn)行測(cè)試。如果采用不阻燃的填充料，那么對(duì)外罩布的要求比較高，不能在測(cè)試中燒穿。通常采用阻燃整理的全棉織物作為外罩布，如果枕頭或靠墊采用的是阻燃填充料，可以選用各種類(lèi)型的阻燃織物作為外罩布。

5號(hào)小木架火源用于測(cè)試軟墊家具各種類(lèi)型填充料的阻燃性能，同時(shí)也用于測(cè)試襯里布的阻燃性能。該測(cè)試采用17 g松木小木架，燃燒時(shí)火焰很大，燃燒時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2 min多，在英國(guó)家具家私防火安全條例中規(guī)定的襯里布測(cè)試中，填充料采用的是標(biāo)準(zhǔn)不阻燃聚氨酯海綿。對(duì)于紡織品來(lái)說(shuō)，BS 5852標(biāo)準(zhǔn)中的5號(hào)小木架火源測(cè)試可以說(shuō)是難度最高的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之一。襯里布不但自身要具有很好的阻燃性能，而且還要求結(jié)構(gòu)緊密、均衡，能起到良好的阻隔作用，防止襯里布包覆的聚氨酯海綿被點(diǎn)燃或持續(xù)陰燃。

2.5 阻燃床品

BS 7177，low hazard測(cè)試對(duì)象是家用床墊的成品。通常家用床墊使用的填充料并不要求阻燃，因此，為了防止床墊燒穿、填充料被點(diǎn)燃，一般采用經(jīng)一次性阻燃整理的全棉織物或以棉為主的CVC滌棉織物作為床墊的套布。如果家用床墊使用的填充料本身阻燃，則阻燃的滌綸等化纖織物也可用作床墊套布。

2.6 阻燃汽車(chē)內(nèi)飾織物

FMVSS 302對(duì)阻燃性能的要求相對(duì)較低。一方面，通過(guò)水平燃燒測(cè)試的難度相對(duì)較低(要求織物燃燒時(shí)火焰的蔓延速度小于4英寸/min);另一方面，F(xiàn)MVSS 302對(duì)水洗次數(shù)沒(méi)有要求。通常經(jīng)一次性阻燃劑低濃度配方整理的織物即可滿(mǎn)足要求，常用的織物有滌綸、丙綸或混紡織物等。如果要在汽車(chē)內(nèi)飾織物中使用滌、棉等纖維素纖維與化纖混紡的織物，需要適當(dāng)提高配方中阻燃劑的濃度。

2.7 國(guó)標(biāo)阻燃織物

GB/T 5455是國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的燃燒測(cè)試方法，該方法以續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度為主要評(píng)判指標(biāo)。GB/T 5455本身僅僅是測(cè)試方法，最終用途不同的領(lǐng)域?qū)ι鲜鋈齻€(gè)評(píng)判指標(biāo)以及織物的水洗次數(shù)和條件有不同的要求。總體來(lái)說(shuō)，經(jīng)阻燃整理的全棉織物、阻燃滌綸紗織成的織物、經(jīng)阻燃整理的滌綸織物等多種阻燃面料都能滿(mǎn)足要求。如果是棉、滌等纖維素纖維與化纖混紡織物，需要提高配方中阻燃劑的濃度。

表2從測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的角度給出了對(duì)應(yīng)的推薦阻燃織物信息，可作為應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外各類(lèi)阻燃紡織品的選用方案。

表2 常見(jiàn)阻燃紡織品的選用方案

3 結(jié)語(yǔ)

阻燃性能測(cè)試種類(lèi)繁多，不同阻燃標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法和評(píng)判指標(biāo)相差很大。不同的阻燃織物燃燒性狀不同，適用標(biāo)準(zhǔn)也不同。因此，根據(jù)織物的最終用途以及具體的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選用合適的阻燃織物至關(guān)重要。

需要注意的是，在實(shí)踐中除了織物的阻燃性能外，通常還需要結(jié)合織物的手感、色澤、白度、風(fēng)格、強(qiáng)力、熒光、抗靜電等其他性能來(lái)選用。因此，可借鑒本文內(nèi)容來(lái)綜合考慮如何選擇能滿(mǎn)足客戶(hù)要求的具有合格阻燃性能及其他性能要求的織物。

National＆international standards requirements and recommendation of flame retardant textiles

Jiang Xun1，Xu Guilong2(1.Guangzhou Fibre Product Testing Institutor;2.Thor Specialties Co.，Ltd.)

The test methods and technical requirements of the inflammation properties of textiles in national and international standards were introduced in this paper.The test results of different kinds of textiles，tested in different test methods，were discusesed.How to use the proper textiles to meet the standard requirements was summaurized.

inflammation property，textiles，standard

TS 107.4;TS 107.7;TS107.8

C

1004－7093(2011)04－0041－05

2010－10－08

姜遜，女，1981年生，工程師。主要從事紡織品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化研究。