紡織品燃燒性測(cè)試方法及環(huán)境影響分析

　　紡織品燃燒性測(cè)試方法主要有垂直燃燒法、45°燃燒法、水平燃燒法和氧指數(shù)法；根據(jù)火源的不同又分為耐香煙點(diǎn)燃陰燃測(cè)試法和耐火焰燃燒測(cè)試法。同一織物的燃燒性能測(cè)試會(huì)因發(fā)布機(jī)構(gòu)的不同而有多種標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì)（CPSC）、美國(guó)測(cè)試與材料協(xié)會(huì)（ASTM）、加拿大國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（CAN/CGSB）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（EN）、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BS）、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（DIN）、國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）等制定的各種紡織品燃燒性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以及我國(guó)的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）和紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（FZ）等。各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的差異致使可以用不同的測(cè)試方法評(píng)價(jià)織物，而且單一的燃燒測(cè)試方法也不能全面地反映某些材料的燃燒性能，應(yīng)將多種測(cè)試方法結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

　　在國(guó)際紡織品貿(mào)易中，往往需要按照紡織品消費(fèi)國(guó)制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試并具有相關(guān)合格檢驗(yàn)報(bào)告才能進(jìn)入當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)銷(xiāo)售。美國(guó)是我國(guó)服用紡織品的消費(fèi)大國(guó)，而我國(guó)出口美國(guó)的紡織品因燃燒性能不合格而被處罰的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，這應(yīng)該引起相關(guān)企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)的重視。美國(guó)對(duì)紡織品燃燒性能的測(cè)試有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，為分析測(cè)試條件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響，本文以美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì)（CPSC）制定的服用紡織品易燃性法規(guī)———16CFR1610為例進(jìn)行試驗(yàn)分析。

　　在按照16CFR1610法規(guī)測(cè)試紡織品的燃燒性能的過(guò)程中，有很多因素會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。通過(guò)對(duì)16CFR1610的仔細(xì)解讀，從中選出３個(gè)主要影響因素進(jìn)行分析，包括測(cè)試樣品準(zhǔn)備階段進(jìn)行樣品烘干后的冷卻時(shí)間、樣品干洗階段的干洗方法和水洗階段的水溫控制。

一、試驗(yàn)部分：

　　1、樣品準(zhǔn)備

　　選用3種平紋織物、3種棉絨面織物，規(guī)格見(jiàn)表１ 

　　2、測(cè)試原理

　　以織物的燃燒速率進(jìn)行評(píng)判：紡織品按16CFR1610規(guī)定的方法與火焰接觸一定的時(shí)間后，移去火焰，測(cè)定一定長(zhǎng)度織物的燃燒時(shí)間。燃燒時(shí)間越長(zhǎng)，則織物的阻燃性能越好。

　　16CFR1610測(cè)試采用45°燃燒法，其在特定的測(cè)試裝置內(nèi)，將先烘干再冷卻的標(biāo)樣以45°放置，用商業(yè)級(jí)丁烷氣火焰在標(biāo)樣下部表面點(diǎn)火1s，觀察點(diǎn)燃情況并記錄燃燒一定距離所需時(shí)間。16CFR1610規(guī)定分兩步測(cè)定樣品的燃燒性能，即先后對(duì)樣品初始狀態(tài)的易燃性和經(jīng)過(guò)干洗和水洗處理后樣品的易燃性進(jìn)行測(cè)定?？椢锵冉?jīng)過(guò)預(yù)判，找到燃燒速度快的方向，對(duì)速度快的方向進(jìn)行測(cè)試，共5個(gè)樣品，取平均值。每個(gè)樣品大小為150ｍｍ×50ｍｍ。依據(jù)織物的燃燒時(shí)間、燃燒現(xiàn)象對(duì)織物進(jìn)行分級(jí)?？椢锏娜紵阅芊譃?個(gè)等級(jí)：

　?。?）等級(jí)1：對(duì)于表面平滑的紡織品為未點(diǎn)燃，或燃燒時(shí)間≥3.5s；對(duì)于表面有凸起纖維的紡織品為未點(diǎn)燃，或燃燒時(shí)間＞7s，或者燃燒時(shí)間０～7s，但基布不燃燒，只是表面快速燃燒；

　?。?）等級(jí)2：對(duì)于表面平滑的紡織品不適用；對(duì)于表面有凸起纖維的紡織品為4s≤燃燒時(shí)間≤7s，基布燃燒。（3）等級(jí)3：對(duì)于表面平滑的紡織品為燃燒時(shí)間＜3.5s；對(duì)于表面有凸起纖維的紡織品為燃燒時(shí)間＜4s，基布燃燒。如果原樣測(cè)試結(jié)果屬于等級(jí)1或等級(jí)2，則測(cè)試洗后樣。屬于等級(jí)3，直接歸類(lèi)到等級(jí)3，不測(cè)試洗后樣。測(cè)試洗后樣的樣品，取兩步燃燒結(jié)果較差的等級(jí)。

二、環(huán)境影響分析：

　　1、冷卻時(shí)間的影響

　　測(cè)試樣在烘干后的冷卻時(shí)間分別為15和60min，按照16CFR1610法規(guī)規(guī)定在相同條件下進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果如下：燃燒特征均為基布燃燒，樣品A1～5原樣，冷卻15min后，燃燒時(shí)間分別為5.6、5.9、6.3、6.0、6.0s，平均值為6.0，CV值為4.2％；樣品A1～5原樣冷卻60min后的燃燒時(shí)間分別為7.2、6.6、7.1、6.5、6.4s，平均值為6.8，CV值為5.4％；樣品A1～5原樣一次干洗/水洗后，冷卻15min后，燃燒時(shí)間分別為6.2、6.8、6.3、6.3、6.8s，平均值為6.5，CV值為4.6％；樣品A1～5原樣一次干洗/水洗后，冷卻60min后的燃燒時(shí)間分別為7.1、7.5、7.6、7.6、7.5s，平均值為7.5，CV值為2.8％。

　　在16CFR1610法規(guī)中對(duì)冷卻時(shí)間要求為15min以上直至室溫。本試驗(yàn)采用平紋組織的棉織物（樣品Ａ）測(cè)試，冷卻60min的試樣比冷卻15min的試樣的燃燒時(shí)間要長(zhǎng)。有經(jīng)驗(yàn)表明，在毛巾類(lèi)等絨面織物的燃燒測(cè)試中，冷卻時(shí)間不同可能導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)相差5s以上。因此，盡管16CFR1610法規(guī)對(duì)冷卻時(shí)間沒(méi)有明確規(guī)定，但在測(cè)試中應(yīng)將冷卻時(shí)間統(tǒng)一為25～30min為宜。

　　2、水洗溫度的影響

　　測(cè)試樣在水洗過(guò)程中采用的水溫分別為49℃和60℃，在按照16CFR1610法規(guī)規(guī)定在相同條件下進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果如下：燃燒特征均為基布燃燒，樣品B1～5原樣的燃燒時(shí)間分別為5.2、5.0、5.2、5.0、4.9s，平均值5.1，CV值為2.7％；在水洗溫度49℃下進(jìn)行的一次干洗/水洗后，燃燒時(shí)間分別為5.6、5.5、6.1、4.8、5.0s，平均值5。4，CV值為9.5％；在水洗溫度60℃條件下B1～5原樣的燃燒時(shí)間分別為9.3、8.9、8.7、9.1、9.0s，平均值9.0，CV值為2.5％。

　　在16CFR1610法規(guī)中規(guī)定，測(cè)試時(shí)采用的水洗溫度為49℃±3℃，但在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，可能會(huì)由于測(cè)試員操作不當(dāng)或?qū)λ疁刈兓瘞?lái)的影響沒(méi)有引起足夠的重視，從而導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)的偏差。本試驗(yàn)采用平紋粘膠織物（樣品Ｂ）進(jìn)行試驗(yàn)。水洗溫度過(guò)高會(huì)引起織物縮率過(guò)大，導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)與正常測(cè)試值有較大偏差，直接影響對(duì)紡織品的燃燒性能評(píng)級(jí)。16CFR1610法規(guī)選用更貼近實(shí)際洗滌時(shí)的水溫，能更準(zhǔn)確地評(píng)定服用紡織品在使用過(guò)程中的燃燒性能。此次試驗(yàn)驗(yàn)證，試樣檢測(cè)過(guò)程中任何一個(gè)細(xì)節(jié)的失誤均會(huì)使得試驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差甚至錯(cuò)誤，影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)力求試驗(yàn)條件和操作方法與法規(guī)保持一致，這樣才能使測(cè)試數(shù)據(jù)再現(xiàn)性提高。

　　3、干洗方法的影響

　　新修訂的16CFR1610法規(guī)中規(guī)定，服用紡織品燃燒性能測(cè)試采用的干洗方法由干洗罐法修訂為商業(yè)干洗法。為了解兩種干洗方法對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，本研究選用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的平紋純棉織物和3種純棉絨面織物分別進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

　　表2中BB為基布燃燒；DNI為未點(diǎn)燃；SFBBPOI為表面閃燃，基布在點(diǎn)火點(diǎn)燃燒，SFPOI為表面閃燃；僅在點(diǎn)火點(diǎn)處（等同于非起絨織物的DNI）。

　　通過(guò)表2可見(jiàn)，樣品Ｃ采用兩種干洗方法后進(jìn)行燃燒測(cè)試的數(shù)據(jù)相近，而樣品Ｄ、Ｅ和Ｆ的測(cè)試數(shù)據(jù)因干洗方法的不同而有較大差別。分析得出，造成這種結(jié)果的原因是兩種干洗方法的程度不一致。樣品Ｃ因其面料輕薄且組織簡(jiǎn)單，在兩種干洗條件下干洗程度相近，故測(cè)試結(jié)果差別不大。而樣品Ｄ、Ｅ和Ｆ是較厚的純棉絨面織物，在采用干洗罐法進(jìn)行干洗時(shí)，干洗程度低于商業(yè)干洗法，導(dǎo)致兩種干洗方法有較大差別。此外，干洗罐法由于干洗均勻程度較差，易導(dǎo)致樣品測(cè)試數(shù)據(jù)之間有較大差別，如樣品E采用干洗罐法干洗后的測(cè)試數(shù)據(jù)CV值高達(dá)15.6％。與干洗罐法測(cè)試數(shù)據(jù)偏差較大對(duì)比發(fā)現(xiàn)，各樣品在原樣狀態(tài)和采用商業(yè)干洗法干洗后得到的測(cè)試數(shù)據(jù)之間偏差較小，說(shuō)明采用干洗機(jī)干洗能使各樣品干洗的均勻徹底，這也使得測(cè)試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

　　在對(duì)絨面織物進(jìn)行燃燒性能測(cè)試之前，要求對(duì)絨面織物進(jìn)行刷毛。對(duì)比樣品Ｄ、Ｅ和Ｆ3種絨面織物，由于其自身結(jié)構(gòu)等不同會(huì)造成原料一致的情況下仍有數(shù)據(jù)差異。刷毛不勻也會(huì)造成同一樣品各次測(cè)試數(shù)據(jù)之間的偏差。因此在取樣過(guò)程中應(yīng)選取具有代表性的均勻的部位進(jìn)行測(cè)試。

　　16CFR1610法規(guī)根據(jù)服用紡織品的燃燒性能測(cè)試數(shù)據(jù)而對(duì)其進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，試驗(yàn)條件的不同會(huì)使試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大偏差，這會(huì)嚴(yán)重影響試樣的燃燒性能等級(jí)評(píng)定，尤其是試樣燃燒測(cè)試數(shù)據(jù)在各級(jí)臨界點(diǎn)附近徘徊時(shí)，試驗(yàn)條件對(duì)其等級(jí)評(píng)定的重要性更加突出。

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