中美织物燃烧性技术法规与标准研究

2012-03-20 15:00:00
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148

中美织物燃烧性技术法规与标准研究

 

 

       随着社会的全面发展和人们生活质量的全面提高,各种纺织品遍及国民生产和日常生活的方方面面,从服装到玩具,从帐篷到床上用品,都离不开纺织品,服用面料、产业用面料和家纺面料已形成三足鼎立之势。由于织物本身的结构特点,大多数纺织品都具有易燃特性,是引发室内火灾的主要隐患之一。据统计,因纺织品易燃或阻燃效果差而引起的火灾约占火灾发生总数的一半以上,给人民的生命财产安全造成了巨大的损失。
        为了确保人民的生命财产安全,各个国家都针对纺织品的燃烧性能先后制定了一系列的技术法规和标准,世界各国有关纺织品燃烧性能的技术法规已逐渐成为技术性贸易壁垒的重要组成部分。我国的织物燃烧性技术法规研究和建立起步较晚,但近些年我国也在纺织品的燃烧性能方面也做了很多研究工作,制定实施了数项国家标准和行业标准,并颁布了一些具有法规地位的强制性国家标准,如GB20286-2006、GB50222-2001、GB8965.1~2-2009,这些法规和标准的制定与实施为健全我国的纺织品燃烧性能评价和监管起到了很好的促进作用。美国是我国纺织品出口大国,同时美国也是世界上易燃织物技术法规体系最为健全的国家之一,其技术法规体系的有效运行对纺织品市场的规范管理,织物易燃性的检测和控制,以及确保国民身体健康安全起到了积极的作用。
        本文重点介绍我国纺织品燃烧性能方面的法规和标准及其最新进展,详细介绍了各个标准的适用范围和技术要求,同时也介绍了美国的纺织品燃烧性技术法规体系,从而为我国的阻燃织物法规的研究和建立提供参考和示范,有利于消除国际贸易技术壁垒,便于国际间的贸易和交流。
1 国内纺织品燃烧性法规和标准体系
        起初我国主要是针对纺织品的燃烧性测试方法制订实施了数项国家标准,较少涉及强制执行的法规(强制性标准)。近年来,鉴于公共场所恶性火灾的危害,为了强化管理,进一步减少公共场所恶性火灾事故的发生,公安部和消防局联合组织制定了强制性国家标准GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》,并根据消防法和质量法制定了《阻燃标识管理办法》等文件,明确了阻燃制品的防火阻燃标示管理制度。在GB20286-2006中规定了阻燃建筑制品、阻燃织物、阻燃塑料/橡胶、阻燃泡沫塑料、阻燃家具及组件、阻燃电线电缆等在公共场所使用的制品的燃烧性能要求和标识。此外,GB50222-2001、GB8965.1~2-2009也是分别针对建筑内部装修设计防火规范和消防救援中穿用的阻燃防护服以及焊接作业中穿用的阻燃防护服而建立的强制性标准。
                                                                                         表1 国内有关的纺织品燃烧性能法规

法规及名称

使用范围

测试方法

技术要求

GB 20286-2006

《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》

公共场所使用的装饰墙布(毡)、窗帘、帷幕、装饰包布(毡)、床罩、家具包布等

GB/T 5454 (氧指数法)

GB/T 5455 (垂直燃烧法)

GB/T 8627 (烟密度法)

GB/T 20285 (产烟毒性危险分级)

阻燃织物共分 2 级。

阻燃 1 级:

a )氧指数 ≥32.0

b )损毁长度 ≤150mm ,续燃时间 ≤5s ,阴燃时间 ≤5s

c )燃烧滴落物未引起脱脂棉燃烧或阴燃;

d )烟密度等级( SDR ≤15

e )产烟毒性等级不低于 ZA 2 级。

阻燃 2 级:

a )损毁长度 ≤200mm ,续燃时间 ≤15s ,阴燃时间 ≤15s

b )燃烧滴落物未引起脱脂棉燃烧或阴燃;

c )产烟毒性等级不低于 ZA 3 级。

公共场所使用的床、床垫、沙发等软垫家具 / 组件

GB 20286-2006 附录 B

GB 17927 (软体家具引燃特性)

家具及组件阻燃性能共分 2 级。

阻燃 1 级:

a )热释放速率峰值 ≤150kW

b 5min 内放出的总能量 ≤30MJ

c )最大烟密度 ≤75%

d )无有焰燃烧或阴燃引燃现象。

阻燃 2 级:

a )热释放速率峰值 ≤250kW

b 5min 内放出的总能量 ≤40MJ

c )试件未整体燃烧。

GB 50222-2001

《建筑内部装修设计防火规范》

窗帘、帷幕、床罩、家具包布等家用装饰织物

垂直燃烧法

阻燃性能共分 2 级。

B1 级:损毁长度 ≤150mm ,续燃时间 ≤5s ,阴燃时间 ≤5s

B2 级:损毁长度 ≤200mm ,续燃时间 ≤15s ,阴燃时间 ≤15s

GB 8965.1-2009

《防护服装 阻燃防护 1 部分:阻燃服》

消防救援中穿用的阻燃防护服

垂直燃烧法

阻燃防护等级共分 3 级。

A 级:损毁长度 ≤50mm ,续燃时间 ≤2s ,阴燃时间 ≤2s

B 级:损毁长度 ≤100mm ,续燃时间 ≤2s ,阴燃时间 ≤2s

C 级:损毁长度 ≤150mm ,续燃时间 ≤5s ,阴燃时间 ≤5s

A B C 三级均不允许有熔融、滴落现象。

GB 8965.2-2009

《防护服装 阻燃防护 2 部分:焊接服》

焊接作业中穿用的阻燃防护服

垂直燃烧法

阻燃防护等级共分 3 级。

A 级:损毁长度 ≤50mm ,续燃时间 ≤2s ,阴燃时间 ≤2s

B 级:损毁长度 ≤100mm ,续燃时间 ≤4s ,阴燃时间 ≤4s

C 级:损毁长度 ≤150mm ,续燃时间 ≤5s ,阴燃时间 ≤5s

要求 A B C 三级燃烧均不能蔓延至试样的顶部或两侧边缘,试样不能熔穿形成空洞,不能产生有焰燃烧或熔融碎片。


        在GB/T 20285-2006中材料产烟毒性危险等级分为3级,分别是:安全级(AQ级)、准安全级(ZA级)和危险级(WX级);其中AQ级又分为AQ1级和AQ2级,ZA级又分为ZA1级、ZA2级、ZA3级。ZA2级和ZA3级分别表示产生的烟雾浓度≥12.4mg/L,或≥6.15mg/L时,实验小鼠麻醉性实验30min染毒期内无死亡(包括染毒后1h内);实验小鼠刺激性试验在染毒后3天内平均体重恢复。
GB/T 17591-1998《阻燃机织物》原为强制性标准,2006年修订为推荐性标准,并更名为《阻燃织物》,修订后的标准适用范围由原来的机织物扩大为机织物和针织物,包括装饰用、交通工具内饰用和阻燃防护服用织物,并按产品的最终用途规定了相应的燃烧性能指标。具体要求如表2所示。
                                                                                              表2 GB/T 17591-2006阻燃织物的性能要求

产品类别

项目

试验方法

考核指标

B1

B2

装饰用织物

损毁长度 /mm             ≤

GB/T 5455

(垂直燃烧法)

150

200

续燃时间 /s               ≤

5

15

阴燃时间 /s               ≤

5

15

交通工具内饰用织物

飞机、轮船内饰用

损毁长度 /mm             ≤

GB/T 5455

(垂直燃烧法)

150

200

续燃时间 /s               ≤

5

15

燃烧滴落物

未引燃脱脂棉

未引燃脱脂棉

汽车内饰用

火焰蔓延速率 / mm/min

FZ/T 01028

(水平燃烧法)

0

100

火车内饰用

损毁面积 /cm             ≤

GB/T 14645

A :45° 燃烧法)

30

45

损毁长度 /mm             ≤

20

20

续燃时间 /s               ≤

3

3

阴燃时间 /s               ≤

5

5

接焰次数 /              

GB/T 14645

(B :45° 接焰法 )

3

阻燃防护服用织物

损毁长度 /mm            ≤

GB/T 5455

(垂直燃烧法)

150

续燃时间 /s              ≤

5

阴燃时间 /s              ≤

5

熔融、滴落


        我国针对纺织品的阻燃测试方法制订实施了数项国家标准,不同的测试方法侧重点各不相同,从不同侧面反映织物的燃烧性能,然而由于不同的测试方法、原理、设备和目的各不相同,测试结果难以相互比较,实验结果仅能在一定程度上说明试样燃烧性能的优劣,适用范围也各不相同。当前应用比较成熟的方法有垂直燃烧法、水平燃烧法、45°燃烧法、氧指数法,此外为了评价床上用品的易燃性能,还制定了非等效采用ISO 12952的GB/T 20390,其中GB/T 20390第1部分以香烟为点火源,GB/T 20390第2部分以丙烷气体为小火焰源,记录了试验进程中所发生的渐进性发烟燃烧或有焰燃烧。各个标准的适用范围和主要技术参数如表3所述。
                                                                                            表3 我国纺织品燃烧性能主要测试标准

标准编号及名称

方法类别

适用范围

主要技术参数

测试原理

GB/T 5455-1997 neq JIS 1091-1992

《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》

垂直燃烧法

阻燃机织物、针织物、涂层产品、层压产品等

损毁长度,续燃、阴燃时间

将一定尺寸的试样置于规定的燃烧器下点燃,测量规定点燃时间后,试样的续阴燃时间及损毁长度。

GB/T 5456-2009 MOD ISO 6941:2003

《纺织品 燃烧性能 垂直方向试样火焰蔓延性能的测定》

单组份或多组分的服装、窗帘、帷幔等

火焰蔓延时间

用规定点火器产生的火焰,对垂直方向的试样表面或底边点火 10s ,测定火焰在试样上蔓延至三条标记线分别所用的时间。

GB/T 8745-2001 eqv ISO 10047 1993

《纺织品 燃烧性能 织物表面燃烧时间的测定的测定》

表面有绒毛(起绒、毛圈、簇绒或类似表面)的织物

织物表面燃烧时间

在规定试验条件下,在接近顶部处点燃夹持于垂直板上的干燥试样的起绒表面,测定火焰在织物表面向下蔓延至标记线的时间。

GB/T 8746-2009 MOD ISO 6940:2004

《纺织品 燃烧性能 垂直方向试样易点燃性的测定》

A 法:水平燃烧法(表面点火)

各类单层或多层(如涂层、多层或夹层)织物

最小点燃时间

用规定点火器产生的火焰,对垂直方向的试样表面或底边点火,测定从火焰施加到试样上至试样被点燃所需的时间,并计算并均值。

B 法:垂直燃烧法(底边点火)

GB/T 8410-2006

《汽车内饰材料的燃烧特性》

水平燃烧法

汽车内饰材料

燃烧速度

将试样水平地夹持在 U 形支架上,在燃烧箱中用规定高度火焰点燃试样的自由端 15s 后,确定试样上火焰是否熄灭或何时熄灭,以及试样燃烧的距离和燃烧该距离所用的时间。    

GB/T 14644-1993

《纺织织物 燃烧性能 45° 燃烧速率的测定》

45° 燃烧法

服用纺织品

火焰蔓延时间

在规定条件下,将试样斜放呈 45° 角,对试样点火 1s ,将试样有焰向上燃烧一定距离所需的时间。

GB/T 14645-1993

《纺织织物 燃烧性能 45° 方向损毁面积和接焰次数测定》

各类纺织织物

A 法:损毁面积、长度,续燃、阴燃时间

B 法:接焰次数

在规定的试验条件下,对 45° 方向纺织试样点火,测量织物燃烧后的续燃和阴燃时间、损毁面积及损毁长度,或测量织物燃烧距试样下端 90mm 处需要接触火焰的次数。

GB/T 5454-1997

《纺织品燃烧性能试验 氧指数法》

氧指数法

各类织物

极限氧指数

试样夹于试样夹上垂直固定于燃烧筒内,在向上流动的氧氮气流中,点燃试样上端,观察其燃烧特性,并与规定的极限值比较其续燃时间或损毁长度。通过在不同氧浓度中一系列试样的试验,可以测得维持燃烧时氧气百分含量表示的最低氧浓度值,受试试样中要有 40%~60% 超过规定的续燃和阴燃时间或损毁长度。

GB/T 20390.1-2006

NEQ ISO12952-1~2:1998

《纺织品 床上用品燃烧性能 1 部分:香烟为点火源的可点燃性试验方法》

香烟法

床上用品(如床罩、被单、毯子等)不适用于床垫、床基和褥垫

观察有无渐进性发烟燃烧或有焰燃烧。

试样放在试验衬底上,在试样的上部或下部放置发烟燃烧的香烟。记录所发生的渐进性发烟燃烧或有焰燃烧。

GB/T 20390.2-2006

NEQ ISO12952-3~4:1998

《纺织品 床上用品燃烧性能 2 部分:小火焰为点火源的可点燃性试验方法》

小火焰法(丙烷气体)

试样放在试验衬底上,在试样的上部或下部施加小火焰。记录所发生的渐进性发烟燃烧或有焰燃烧。


2 美国纺织品燃烧性法规和标准体系
        美国易燃织物法规体系主要由《易燃织物法案》(FlammableFabrics Act)及依据该法案而制订的实施条例组成。早在1953年,美国国会就颁布了《易燃织物法案》,以后又多次对其进行了修正,并由美国消费者产品安全委员会(CPSC)强制执行,2008年5月,CPSC对美国《易燃织物法案》进行最近一次修订,并于2008年9月22日生效。该法案主要包含了服装和室内装饰用纺织品的燃烧性技术规范,禁止进口、生产和销售具有高度易燃性的纺织品服装。依据《易燃织物法案》,美国消费者产品安全委员会还制订了针对服用纺织品、儿童睡衣、地毯以及床垫及成套床具等一系列标准,以对纺织品的易燃性加以检测和控制,确保国民身体健康和安全。
                                                                                   表4 美国主要的纺织品燃烧性法规及标准

法规及名称

适用范围

测试方法

技术要求

易燃织物法案( FFA

所有织物,包含室内装饰用纺织品和服装

/

禁止进口、生产和销售具有高度易燃性的纺织品和服装。

服用纺织品的燃烧性标准 CFR1610

除鞋、袜、帽、手套以及衬里布的服用纺织品

水平燃烧法

将服用纺织品的燃烧性能分为 3 级。

1 级:常规可燃性,通常指表面平坦织物火焰蔓延时间 ≥3.5s ,或者表面起绒织物火焰蔓延时间> 7s ,此类纺织品适合用来制衣;

2 级:中等易燃性,通常指表面起绒织物火焰蔓延时间 4 7s ,此类纺织品也可用于服装,但须谨慎;

3 级:快速剧烈燃烧性,通常指表面起绒织物火焰蔓延时间< 4s ,此类纺织品不适合用来制衣。

儿童睡衣燃烧性标准 CFR1615

(尺码: 0 6X

尺码为 0 6X 的儿童睡衣,包括睡衣、睡裤和类似服装,但不包括尿布、内衣、婴儿服(小于 9 个月)和紧身服装

垂直燃烧法

5 个试样的平均炭长不超过 17.8cm ,单个试样的炭长为 24.5 cm 。并要求在儿童睡衣的永久性标签上标明防护要求的所有条款。

儿童睡衣燃烧性标准 CFR1616

(尺码: 7 14X

尺码为 7 14X 的儿童睡衣,包括睡衣、睡裤和类似服装,但不包括尿布、内衣、婴儿服(小于 9 个月)和紧身服装

地毯类产品表面燃烧性标准 CFR1630

家庭、办公室或宾馆使用的,未通过机械的方法 ( 如钉子等 ) 粘附,单向尺寸> 1.83m ,表面积> 2.23m 的地毯

六次甲基四胺 (HMTA) 片剂法

8 个给定的试样(试样尺寸 22 86cm×22 86 cm )中,至少有 7 个试样满足标准要求,单个试样在测试中烧焦部分的孔径< 2.54cm 则认为此地毯合格。试样须经调湿后再进行测试。如果地毯经过了阻燃处理,或含有经阻燃处理的纤维,则应在地毯上标注 “T”

小地毯类产品表面燃烧性标准 CFR1631

家庭、办公室或宾馆使用的,未通过机械的方法 ( 如钉子等 ) 粘附,单向尺寸 ≤1.83m ,表面积 ≤2.23m 的地毯

床垫的燃烧性测试标准 CFR1632

包括成人、青少年、儿童用床垫 ( 包括便携式 ) 、三用沙发床垫、组合沙发床垫、折叠床垫、有轮的矮床垫等。但睡袋、枕头、

充液体和充气体的床垫套、蒙上软垫的家具,以及儿童用品类衬垫诸如婴儿车垫、摇篮垫、婴儿背椅用垫等除外。

香烟法

一般要求点燃 18 支香烟进行测试,要求床垫表面的每支香烟周围任何方向上的炭长均不超过 5.1cm

床垫及成套床具燃烧性测试标准 CFR1633

包括成人、青少年、儿童用床垫 ( 包括便携式 ) 、三用沙发床垫、组合沙发床垫或包含以上产品具有底座的成套床具。

但睡袋、枕头、充液体和充气体的床垫套、蒙上软垫的家具,以及儿童用品类衬垫诸如婴儿车垫、摇篮垫、婴儿背椅用垫等除外。

量热法

床垫或成套产品在点燃一定时间后释放的能量, 30min 内释放的热量峰值不超过 200kw ,开始的 10min 内总热量不超过 15MJ


        以上标准均为美国的强制性技术标准,所有进入美国市场销售的相关纺织品都必须根据这些标准的相关要求进行检测并达到规定的阻燃性能要求。检验不合格者则被视为不安全产品,做退货处理,由此产生的损失全由生产者承担。另外,美国一些州也出台了有关纺织品阻燃性能的技术法规,如:加利福利亚技术公告117号,主要是针对坐垫类家具产品中所用的多孔弹性非人造纤维填充材料、人造纤维填充材料、蓬松材料的阻燃性能和测试方法分别作了具体规定。此外,涉及纺织品燃烧性能或与之相关的法规还有:美国联邦危险物品法、联邦航空局飞机消防规定及加利福尼亚州州法、波士顿消防法、纽约市消防法等。
3 结语
        从中美两国的标准体系来看,美国的法规和标准制定与发布相对集中,其更关注产品的最终用途,详细划分了产品类别,在制订出所有织物通用的《易燃织物法案》的基础上分别制定了针对服装、地毯、小地毯、床垫以及床具等不同类别的纺织品的燃烧性标准,更为系统,既突出了基本安全性能,又考虑到纺织产品使用对象的不同。而我国尚无一部专门法来调整和控制纺织品的燃烧性能,同时存在着部门与部门之间职责重复的矛盾,多个技术委员会都在制定类似但又有差别的测试标准,使用者可以根据需要自由选择,此外也尚未针对产品的类型、危害性的程度而确定相应的处罚,从而导致实施监督的可操作性不高。
我国是纺织品生产大国,同时也是纺织品出口大国,因纺织品破坏性燃烧给国民经济生活造成的损失以及国际贸易造成的损失已经引起了相关方的高度关注。虽然目前与国外一些发达国家相比,我国的织物燃烧法规和标准体系有待进一步健全,但有关国家主管和监管部门都在为完善燃烧性法规和标准积极努力。另一方面,为了降低火灾危险性,减轻火灾危害,除了强化管理外,还必须采用先进的科学理论和技术手段,研究织物阻燃技术,从而从源头上避免恶性火灾事故的发生。
(作者:浙江传化股份有限公司 赵婷)

 

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