我国纺织品阻燃检测标准概况

刘东发，李晓增

(广州市质量监督检测研究院，广东 广州 511442)

1 前 言

世界各国火灾不断增加，我国近十几年来，平均每年发生的火灾数为3～4万起，死亡人数2～3千人，火灾损失折款6～7亿[1]。火灾的一个重要引发原因是人们在工作、生活环境中使用了大量的可燃性纺织品。据统计，由于纺织品不阻燃而引起的火灾约占火灾发生总数的一半以上。因此，纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患，延缓火势蔓延，从而降低人民生命财产损失极为重要[2]。许多工业发达国家制定了相应的纺织品阻燃标准及测试方法；有些国家还将纺织品阻燃性能标准结合相关的法律强制执行，竞相开发了阻燃纺织材料和许多适用于纤维及织物的阻燃剂。与此同时，测定纤维及织物燃烧性能的方法及测试仪器应运而生，阻燃标准的确定和阻燃测试方法的推广和普及在阻燃材料研究中势在必行[3]。本文主要介绍了目前国内现行的关于纺织品阻燃检测的标准，测试方法，包括垂直法、45°法、氧指数、减光系数法、水平法、可点燃性试验方法、辐射热源法。

2 阻燃测试标准试验方法

2.1 垂直法

GB/T 5455-1997《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》的原理是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，试样的续燃、阴燃时间及损毁长度[4]。用垂直燃烧试验仪进行试验，气源是丙烷或丁烷气体，样品纵向和横向各取五块试样，尺寸为300 mm×80 mm,试样在(20±2)℃，相对湿度为(65±3)%放置8～24 h。试验在10～30 ℃及相对湿度为30%～80%的大气中进行。点燃时间设定为12 s，记录续燃时间和阴燃时间，读数精确到0.1 s，测量试样撕裂长度即是损毁长度，精确到1 mm，分别计算纵向和横向五个试样的续燃时间、阴燃时间和损毁长度的平均值作为试验结果。

GB/T 5456-2009《纺织品 燃烧性能 垂直方向试样火焰蔓延性能的测定》的原理是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10 s，测定火焰在试样上蔓延至三条标记线分别所用的时间[5]。气源是工业用丙烷或丁烷或丙烷/丁烷混合气体。试样从纵向和横向至少各取3块试样，试样尺寸为560 mm×170 mm。试样在(20±2)℃,相对湿度为(65±4)%处理至平衡状态(重量变化不超过0.25%)。处理之后如果不立刻进行试验，应将试样放在密闭容器中。每一块试样从调湿大气或密闭容器中取出后，应在2 min之内开始试验。试验在10～30 ℃和相对湿度为15%～80%的大气中进行。点火方式包括表面点火和底边点火，点火10 s，记录从点火开始到第一条标记线、第二条标记线和第三条标记线被烧断的时间。

GB/T 8746-2009《纺织品 燃烧性能 垂直方向试样易点燃性的测定》的原理是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，测试从火焰施加到试样上至试样被点燃所需的时间，并计算平均值[6]。气源是工业用丙烷或丁烷或丙烷/丁烷混合气体。试样从纵向和横向至少各取10块试样，试样尺寸为200 mm×80 mm。试样在(20±2)℃，相对湿度为(65±4)%处理至平衡状态(重量变化不超过0.25%)。处理之后如果不立刻进行试验，应将试样放在密闭容器中。每一块试样从调湿大气或密闭容器中取出后，应在2 min之内开始试验。试验在10～30 ℃和相对湿度15%～80%的大气中进行。取点燃或未点燃试样中发生次数少的计算点火时间的平均值。如果采用“未点燃”的次数，平均值要加0.5 s，如果采用“点燃”的次数，平均值要减0.5 s，最后修约到整数，该值为此方向的最小点燃时间。

2.2 45°法

GB/T 14768-1993《地毯燃烧性能45°试验方法及评定》的原理是在规定的试验条件下，对45°倾斜放置的试件表面点火一定的时间，测量试样的续燃时间、阴燃时间和损毁长度[7]。用45°燃烧试验仪进行试验，气源是丁烷气或液化石油气。仲裁性试验必须采用丁烷气。样品纵向和横向各取三块试样，尺寸为400 mm×220 mm,用吸层器和刷子清洁试样，除去试样表面的散绒毛、纱头等物，将试样表面的绒头刷起竖立。试样在(50±2)℃恒温干燥箱内放置24 h或在(105±2) ℃的恒温干燥箱内放置1 h后，将试样迅速移入干燥器内，直至达到室温。试验在10～30 ℃及相对湿度20%～65%的大气中进行。对试样表面点火30 s，试样从干燥器取出至点燃应在2 min以内，如超过2 min应另取试样。观察试样的燃烧情况，记录试样的续燃时间，阴燃时间和损毁长度。试验结果应分别计算试样纵横向的续燃时间，阴燃时间(精确至0.1 s)和损毁长度(精确至1 mm)的算术平均值。

GB/T 14644-1993《纺织织物 燃烧性能 45°方向燃烧速率测定》的原理是在规定条件下，将试样斜放呈45°角，对试样点火1 s，将试样有焰向上燃烧一定距离所需的时间，作为评定该纺织品燃烧剧烈程度的量度[8]。具有表面起绒的织物，底布的点燃或融熔作为燃烧剧烈程度的附加指标，但需要加以注明。用燃烧试验箱进行试验，气源为丁烷，试样至少取5块，试样尺寸为150 mm×50 mm。将装好试样的试样夹平放于(105±3) ℃下干燥30 min后取出,置于干燥器中，冷却不少于30 min。记录燃烧时间、有无炭化或熔融的迹象。

2.3 水平法

FZ/T 01028-1993《纺织织物燃烧性能测定水平法》的原理是在规定的试验条件下，对水平方向的纺织试样点火15 s，测定火焰在试样上的蔓延距离和蔓延此距离所用的时间[9]。用燃烧试验仪进行试验，气源是丙烷或丁烷气体。试样数量为横纵各取5块，标准尺寸为350 mm×100 mm。对于宽度小于60 mm的试样，长度取350 mm；对于宽度为60～100 mm的试样，长度至少取160 mm。试样在(20±2) ℃,相对湿度为(65±3) %的标准大气中调湿，放置8～24 h(视织物厚薄而定)，然后取出放入密闭容器内。试验在15～30 ℃和相对湿度30%～80%的大气条件下进行。点火时间为15 s，测量火焰蔓延时间(精确至0.1 s)和距离(精确至1 mm)，计算火焰蔓延速率。

2.4 氧指数法和减光系数法

GB/T 5454-1997《纺织品 燃烧性能试验 氧指数法》的原理是试样夹于试样夹上垂直于燃烧筒内，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[10]。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。氧浓度的初步估计：将试样在空气中点燃，如果试样迅速燃烧，则氧浓度大概在18%～21%。如果试样缓和地燃烧或燃烧得不稳定，则氧浓度大概在21%～25%。若试样在空气中不能继续燃烧，氧浓度不小于25%。用氧指数测定仪装置进行试验，气源用的是工业用氧气和氮气。试样从纵向和横向至少各取15块试样，试样尺寸为150 mm×58 mm。试样在(20±2)℃，相对湿度为(65±4) %处理8～24 h，试验在10～30 ℃和相对湿度30%～80%的大气中进行，试样点燃后续燃、阴燃时间不到2 min，或者损毁长度不到40 mm时，氧浓度过低。反之，试样点燃后续燃、阴燃时间超过2 min，或者损毁长度超过40 mm时，氧浓度过高。通过系列试验之后，计算得出试样的极限氧指数。

GB/T 14802-1993《纺织品 烟浓度测定 减光系数法》的原理是通过纺织品在燃烧时所产生烟对光强度的衰减作用，测定光束在烟中的透过率，根据最大发烟时的最小透过率，计算在规定光路长度下的最大减光系数[11]。用氧指数仪和烟浓度测定装置进行试验，气源为氧气和氮气。试样从横纵方向各取3个，每个试样的尺寸为150 mm×50 mm。试验前将已裁好的试样放在温度为(20±2)℃,相对湿度为(65±3)%的标准大气中调湿24 h以上，然后取出放入密封容器内待测，放入密封容器内试样最长时间不要超过2 h。试验在10～30 ℃和相对湿度30%～80%的大气条件下进行。先按GB 5454测出试样的氧指数值，然后调整氧、氮流量，使氧浓度高于氧指数0.5～0.6，点燃试样，测烟浓度，当试样全部燃烧完、记录仪上发烟量下降时，停止测量。通过最大发烟时的最小透过率，计算在规定光路长度下的最大减光系数。

2.5 可点燃性试验方法和辐射热源法

GB/T 11785-2005《铺地材料的燃烧性能测定 辐射热源法》的原理是在试验燃烧箱中，用小火焰点燃水平放置并暴露于倾斜的热辐射场中的铺地材料，评估其火焰传播能力[12]。纺织品用于铺设在地面的上表面时适用此标准，如纺织背衬尼龙地毯。用铺地材料燃烧性能试验装置进行试验，气源是丙烷气体，样品纵向和横向各取三块试样，尺寸为1 050 mm×230 mm,试样在温度(23±2) ℃，相对湿度(50±5) %放置48 h。点火器预热2 min后，点火10 min，然后每隔10 min钟观察火焰前端距离，并记录试验过程中明显的现象，比如闪燃、熔化、起泡、火焰熄灭后再燃时间和位置、火焰将试件烧穿等。试验进行30 min后结束，除非委托方要求更长的试验时间。对于30 min前火焰熄灭的试件，记录火焰熄灭时的距离。根据辐射通量曲线，将30 min火焰传播距离或者火焰熄灭时距离换算成辐射通量，即为试件的临界辐射通量。GB/T 117875-2005是GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》对于铺地材料(包括纺织品类)比较重要的一个试验方法，从而临界辐射通量是一个分级判定关键指标。

GB/T 20390.1-2006《纺织品 床上用品燃烧性能 第1部分：香烟为点火源的可点燃性试验方法》的原理是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[13]。点火源为发烟燃烧的香烟，试样应代表最终产品的组成和结构，只需要一块试样。一般不折叠的平面材料(如床罩)应截取450 mm×450 mm；需折叠的平面材料(如被单、毯子)应截取450 mm×1 350 mm；长枕和枕头应截取450 mm的长度，被子和羽绒被应截取450 mm×450 mm(如有必要，建议将边密封)，应包括产品本身的两个边。试样以及试验衬底和香烟在试验前都应在室温条件下放置72 h，然后在温度为(20±2)℃，相对湿度为(65±2) %的大气中调湿至少16 h。试验在10～30 ℃和相对湿度15%～80%的自然通风的环境中进行。点燃香烟使耗掉的烟卷长度应在5～8 mm之间。观察试样的点燃情况，判断是渐进性发烟燃烧的点燃还是有焰燃烧的点燃，注明试验中止的时间和原因。因为渐进性发烟燃烧可能从床上用品的外表没有发现，所以在完成试验程序之后，立即拆开试样，检查其内部是否有发烟燃烧。如果有，熄灭试样并记录出现点燃。为了安全起见，在试验结束后，要确保所有的发烟燃烧已经熄灭。

GB/T 20390.2-2006《纺织品 床上用品燃烧性能 第2部分：小火焰为点火源的可点燃性试验方法》的原理是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[14]。火源为丙烷气体火焰。试样应代表最终产品的组成和结构，只需要一块试样。一般不折叠的平面材料(如床罩)应截取450 mm×450 mm；需折叠的平面材料(如被单、毯子)应截取450 mm×1 350 mm；长枕和枕头应截取450 mm的长度，被子和羽绒被应截取450 mm×450 mm(如有必要，建议将边密封)，应包括产品本身的两个边。试样以及试验衬底和香烟在试验前都应在室温条件下放置72 h，然后在温度为(20±2)℃，相对湿度为(65±2)%的大气中调湿至少16 h。试验在10～30 ℃和相对湿度15%～80%的自然通风的环境中进行。点火15 s后，从试样上移开点火源。观察试样的点燃情况，判断是渐进性发烟燃烧的点燃还是有焰燃烧的点燃。因为渐进性发烟燃烧可能从床上用品的外表没有发现，所以在完成试验程序之后，立即拆开试样，检查其内部是否有发烟燃烧。如果有，熄灭试样并记录出现点燃。为了安全起见，在试验结束后，要确保所有的发烟燃烧已经熄灭。

3 结语

3.1 测试方法方面

不同的纺织品阻燃标准都有自己的测试方法，有些织物也可以用不同的测试方法来评价其阻燃性能，不同方法的阻燃性能指标之间没有可比性。我国目前的测试方法中，存在测试指标冗余现象；对采用相同阻燃测试方法的同种纺织品，国内较国外指标要求稍低；对产品测试前样品预处理要求不同，我国现行标准中除特殊要求外一般不做预处理。

3.2 标准灵活性

国外在技术法规中，一般不规定具体的燃烧性能要求，如果有规定，也只是要求按照技术法规执行；对于技术法规中未规定燃烧性能的产品，则按双方的协议执行，这种规定范围宽，可包括内容全，且可变化。而我国对纺织品燃烧性能的要求主要是以强制性国家标准和行业标准出现，缺少灵活性和应变能力。

3.3 纺织品阻燃检测发展方向

实现阻燃标准从生产型标准向贸易型标准转变；改进阻燃试验方法，使其更加接近实际火灾情况，并使试验产品覆盖面更大；针对试验方法及产品标准，对阻燃仪器进行适应性改进；规范通用的纺织品阻燃性能测试方法评价标准；规范基础标准相关术语；增加测试方法条件方面的要求。同时希望我国法律法规及标准制定部门充分利用检测机构已有的研究成果，制定出符合我国国情并与世界接轨的法规及标准，推动我国纺织品阻燃技术的不断进步。

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[3] 马青云.浅谈纺织材料的阻燃检测[J] 广西纺织科技，2010，39(2)：21.

[4] 国家技术监督局.GB/T 5455-1997纺织品燃烧性能试验垂直法[S] .中国纺织总会标准化研究所.北京：中国标准出版社，1997.

[5] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 5456-2009纺织品 燃烧性能 垂直方向试样易点燃性的测定[S].全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会.北京：中国标准出版社，2009.

[6] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 8746-2009纺织品 燃烧性能 垂直方向试样易点燃性的测定[S].全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会.北京：中国标准出版社，2009.

[7] 国家技术监督局.GB/T 14768-1993地毯燃烧性能45°试验方法及评定[S] .全国地毯标准化技术委员会.北京：中国标准出版社，1993.

[8] 国家技术监督局.GB/T 14644-1993纺织织物 燃烧性能 45°方向燃烧速率测定[S] .中国纺织总会标准化研究所.北京：中国标准出版社，1993.

[9] 中华人民共和国纺织工业部.FZ/T 01028-1993纺织织物燃烧性能测定水平法[S] .纺织工业部标准化研究所.北京：中国标准出版社，1993.

[10] 国家技术监督局.GB/T 5454-1997纺织品 燃烧性能试验 氧指数法[S] .全国消防标准化技术委员会第七分委员会.北京：中国标准出版社，1997.

[11] 国家技术监督局.GB/T 14802-1993纺织品 烟浓度测定 减光系数法[S] .中国纺织总会标准化研究所.北京：中国标准出版社，1993.

[12] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 11785-2005铺地材料的燃烧性能测定 辐射热源法[S] .全国消防标准化技术委员会第七分委员会.北京：中国标准出版社，2005.

[13] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 20390.1-2006纺织品 床上用品燃烧性能 第1部分：香烟为点火源的可点燃性试验方法 [S] .全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会.北京：中国标准出版社，2006.

[14] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 20390.2-2006纺织品 床上用品燃烧性能 第2部分：小火焰为点火源的可点燃性试验方法[S] .全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会.北京：中国标准出版社，2006.