紡織品燃燒性能測試方法概述

潘紅琴　吳文宜

摘要：

阻燃問題一直是人們關注的焦點，阻燃性能測試方法的研究也是科研工作者們的重點。本文較為詳細地介紹了常用的國內外紡織品阻燃測試方法標準，如氧指數法、垂直燃燒法、水平法、45°法等，并將這些方法進行了相互比較。最后，對如何完善我國紡織品阻燃測試標準體系提出了一些建議。

關鍵詞：紡織品；阻燃；標準

1 引言

紡織品常常是造成火災的最初著火物，其易燃性能直接關系著消費者的人身和財產安全，而每年因火災造成的人員傷亡和經濟損失不計其數。因而，建立、健全紡織品阻燃性能測試標準體系的工作就顯得尤為重要。目前，我國紡織品阻燃性能測試方法比較多，常用的測試方法有：氧指數法、垂直燃燒法、水平燃燒法、45°燃燒法、片劑燃燒法、香煙法等。美國關于阻燃性能方面，常見的技術法規要求有：16 CFR part 1610《服用紡織品易燃性標準》、16 CFR part 1615/1616《兒童睡衣易燃性標準》等，加拿大衛生部制定了SOR/2011-22《紡織品易燃性法規》、SOR/2011-15《兒童睡衣法規》、《危險產品（床墊）條例》等來加強對紡織品阻燃性能要求的監管。本文對這些標準的適用范圍、試樣尺寸和測試原理等作了較為詳細的介紹，同時進行了對比和分析，方便各企業、檢驗機構、科研工作者們參閱和學習。在對國內外相關標準對比分析的基礎上，對我國紡織品阻燃性能標準的制定提出了一些建議，希望對標準工作者們有所啟發和幫助。

2 阻燃測試標準試驗方法

2.1 極限氧指數（也稱氧指數）法

GB/T 5454—1997《紡織品 燃燒性能試驗 氧指數法》適用于各種類型的紡織品。氧指數（LOI）是指材料點燃后，在氧-氮大氣里維持燃燒所需要的最低的含氧量體積百分數。一般來說，具有阻燃性能的織物，其LOI值應等于或大于28%。

按照標準規定，準備試樣（經向、緯向各15塊，每塊大小為150mm×38mm），按GB 6529的調濕要求，根據試樣的厚薄程度，調濕8h～24h，調濕后的樣品放入密封容器內待測。試驗時，將試樣夾于試樣夾上垂直放入燃燒筒內，在向上流動的氮氧氣流中，點燃試樣上端，觀察其燃燒特性，并于規定的極限值比較其燃燒時間或損毀長度。

2.2 垂直燃燒法

測試標準有：GB/T 5455—1997《紡織品 燃燒性能試驗 垂直法》、ASTM D 6413-2011《織物阻燃性能的標準試驗方法（垂直法）》，采用此方法的國外技術法規有16 CFR part 1615/1616（0-6X/7-14X）美國消費品安全委員會聯邦法案《兒童睡衣易燃性標準》、加拿大實施的SOR/2011-15《兒童睡衣法規》等。幾個標準的測試原理和適用范圍見表1。

2.3 水平法

FZ/T 01028—1993《紡織織物 燃燒性能測定 水平法》原理為：在規定的試驗條件下，對水平方向的紡織試樣（經向、緯向各5塊，大小為350mm×100mm）點火15s，測定火焰在試樣上的蔓延距離和蔓延此距離所用的時間，以火焰蔓延速率來表示。若試樣寬度<60mm，則長度350mm、若寬度為60mm～100mm，則長度至少160mm。此方法適用于各類紡織品。

2.4 45°燃燒法

GB/T 14644—1993《紡織織物 燃燒性能45°方向 燃燒速率測定》測試原理為：在規定的條件下，將試樣斜放呈45°角斜放，對試樣點火1s，將試樣有焰向上燃燒到一定距離，記錄所需的時間，評定該紡織品燃燒的劇烈程度。對于平面織物，取10塊大小為150mm×50mm的樣測試；對于起絨織物，同樣大小取樣20塊進行測試。對于表面起絨的織物，底布的點燃或熔融現象，作為評定該織物燃燒劇烈程度的附加指標，且需加以注明。該標準規定了服裝用紡織品易燃性的測定方法及評定服裝用紡織品易燃性的三種等級（見表2），適用于測量易燃紡織品穿著時一旦點燃后燃燒的劇烈程度和速度。

采用45°法的常用標準主要有：FZ/T 81001—2007《睡衣套》（4.13.11、附錄D）、16 CFR part 1610《服用紡織品易燃性標準》、加拿大衛生部制定的SOR/2011-22《紡織品易燃性法規》和ASTM D 1230《服用紡織品燃燒試驗方法》。

其中，FZ/T 81001—2007適用于以紡織機織物為主要原料生產的睡衣（套裝）等居家室內穿著服裝。試樣尺寸為150mm×50mm，水（干）洗前、洗后各5塊，要求試樣洗滌前、后的燃燒性能應達到表2中的1級要求；

16 CFR part 1610對于所有穿著用的服飾及材料都適用，除了帽子、手套和鞋子、服裝襯里，克重在88.4g/m?以上的平面織物，以及腈綸、聚酰胺、聚酯和羊毛中任何一種或完全由以上纖維制成的織物。試樣要求和FZ/T 81001—2007相同，要求絨面織物1級判定為火焰蔓延時間>7.0s，其他要求和表2相同。

ASTM D 1230適用于從消費者手中取來、至消費者去的紡織品，不包括兒童睡衣、睡褲或防護服。對織物正、反兩面和經、緯兩向分別進行取樣，5塊為一組，共20塊，試樣大小和FZ/T 81001—2007相同。測試要求試樣燃燒規定的距離，記錄每塊試樣所需的時間，每組試樣的平均燃燒時間，最終結果為各組試樣的最差值。

SOR/2011-22適用于進口、廣告宣傳及銷售的紡織品和褥墊類物品，不適用于兒童睡衣、睡褲、玩具、兒童床、（嬰兒用）搖籃、地毯、帳篷。5塊測試試樣，尺寸同FZ/T 81001—2007。要求非絨類織物，火焰蔓延速度>3.5s；絨類織物，火焰蔓延速度>4s，床上用品，火焰蔓延速度>7s。

2.5 片劑燃燒法

采用片劑燃燒法的國內標準為GB/T 11049—2008《地毯燃燒性能 室溫片劑試驗方法》（等效采用ISO6925：1982），國外標準為16 CFR Part 1630《地毯的表面易燃性標準》和16 CFR Part 1631《小地毯和毯子表面易燃性標準》。endprint

其中，GB/T 11049—2008對于各種組織結構和纖維組分的地毯均適用，方法為在規定條件下，將水平位置的試樣（8塊，大小230mm×230mm）暴露在小火源（六亞甲基四胺片劑）的作用中，測量試樣的損毀長度和火焰蔓延時間。

而16 CFR Part 1630適用于家庭、賓館、辦公場所使用的（小）地毯和墊子（單向尺寸>1.83m，表面積>2.23m2）。按照標準規定，單個試樣燃燒或陰燃范圍未達到距離孔徑邊緣的2.54cm范圍，則判定合格；若8個試樣中，有7個及其以上合格，則判定該地毯試樣合格。

16 CFR Part 1631和16 CFR Part 1630的區別在于，前者明確了小地毯是指單向尺寸不大于1.83m，表面積不大于2.23m2的地毯。除此之外，測試方法和要求均無差別。

2.6 香煙法

采用香煙法較常用的國外標準有16 CFR part 1632《床墊易燃性標準》和加拿大實施的《危險產品（床墊）條例》。

其中，16 CFR part 1632適用于由某種彈性材料或與其他產品組合的套裝床墊，覆蓋床單后可直接用于睡臥。這里的床墊包括成人和青年用床墊、童床墊（包括便攜式）、沙發床墊、有輪的矮床墊等。每一類型試樣表面燃燒3支香煙，要求試樣表面離香煙最近點的炭化長度≤5.1cm。

《危險產品（床墊）條例》適用于所有進口到加拿大，或在其境內銷售、廣告宣傳的床墊，不適用于睡袋、枕墊、充液體或氣體的床，以及交通工具及童車上的墊子。測試時，點燃18支香煙進行測試，如果在香煙周圍任何方向上的炭化長度都不超過50mm，且香煙熄滅后，測試樣品繼續燃燒時間不能超過10min，則該支香煙試驗部位判定為合格，只要有一支香煙的試驗部位不合格則判該床墊不合格。

2.7 噴燃器燃燒試驗法

最常見的采用噴燃器燃燒試驗方法的國外標準是16 CFR part 1633《床墊易燃性標準》，該標準適用于床墊、床架。方法為整個床墊（床架）進行測試，受測樣在30min的測試時間內，其峰值熱釋放值必須≤200kW；并且，在測試前10min內，其熱釋放總量必須≤15MJ。試樣至少3個，若有一個樣品未能滿足上述兩項要求，則判定為不合格。

3 結語

通過以上對國內外常用阻燃性能測試方法的概述和對比可以看出，目前，國內標準還存在一些需要完善的地方，建議標準工作者們從以下幾個方面著手：

（1）樣品的預處理

和國外標準相比，我國現行標準對于阻燃測試前樣品的預處理要求不同，除特殊要求外，測試樣品一般不做預處理。而預處理的過程，如水洗XX次、干洗XX次，這都是非常符合紡織品的實際使用情況的，并且，水（干）洗前、后的測試結果也可以進行相互對比。因此，建議增加對測試樣品進行預處理方面的要求。

（2）測試方法

實際的火災現場中，受害者大多是被燃燒的煙氣窒息或毒害而死，這就需要我們更多地關注紡織材料燃燒時釋放的煙和各種腐蝕性或毒性氣體，建議對煙氣成分、煙氣釋放性能、熱釋放速率等一系列技術參數進行分析，完善這一方面的測試方法，推動和促進紡織品阻燃技術研究的發展。此外，現有的標準體系主要針對面料或成品的阻燃測試方法，纖維和紗線的阻燃性能測試方法和標準可以說是一片空白，如果每次試驗都需要將纖維紡紗織成布，再檢測樣品的燃燒性能，試驗周期很長，成本較高。這就嚴重制約了阻燃纖維產品的開發和市場推廣，因此，亟待建立、完善纖維和紗線阻燃性能測試方法。

（3）測試指標

不同的紡織品阻燃標準都有各自的測試方法，而相同的紡織品也可以用不同的測試方法來評價其阻燃性能，但由于評價阻燃性能的指標繁多且冗余、不統一，對于相同的織物，用不同測試方法測出來的指標之間沒有可比性。比如“火焰蔓延時間、火焰蔓延速率、火焰蔓延距離、燃燒速度”這幾個指標其實反映的都是燃燒速度。因此，建議統一、簡化某些阻燃性能評價指標。

（4）發展方向

我國主要根據標準的指標來評價紡織品的燃燒性能，而國外技術法規卻可按供、需雙方的協議執行，這就顯得更為靈活，更能滿足各企業的不同要求。同時，希望有關部門充分利用科研單位新近的研發成果，制定出符合我國國情的法規或標準，與世界接軌，推動我國紡織品阻燃技術的不斷進步。

隨著阻燃紡織材料和各種阻燃試劑的競相研發，測定紡織品燃燒性能的方法及測試儀器越來越多，因此，阻燃標準的確定、阻燃測試方法的推廣和普及顯得尤為重要。希望科研人員和標準工作者們進一步完善我國的阻燃性能測試標準體系，提升紡織品阻燃性能的檢測水平，促進我國紡織品出口事業的發展。

（作者單位：廣州纖維產品檢測研究院）endprint