信息摘要:
目前來看,常規(guī)的燃燒性測試都是通過測試織物面料來出具評估結果的。
目前來看,常規(guī)的燃燒性測試都是通過測試織物面料來出具評估結果的。
但從織物到服裝,其間有面輔料的加入、織物形態(tài)和整體結構的改變,以及穿著服裝后的人體動作,這些改變是否會影響服裝的阻燃性能?
能否直接測試整件服裝的實際阻燃性能?
怎么來評估服裝的阻燃性能,對于人體在火災及戰(zhàn)場等實際工作環(huán)境中的防護作用?
燃燒假人測試系統(tǒng)的評估結果,對于面料及服裝研究有什么重要意義?
帶著這些問題,本期我們邀請溫州大榮紡織儀器有限公司研發(fā)部部長張金忠分享一種紡織品阻燃測試的新方法。
1、對于一些特殊危險性職業(yè)的人員來說,紡織品的易燃性能是非常致命的。因此紡織行業(yè)研究人員一直在研發(fā)具有阻燃性的紡織品。請問目前,國內、外現有的關于紡織品阻燃性能測試的標準和方法有哪些?各有哪些優(yōu)缺點?張金忠:紡織品阻燃性能測試方法有很多種,每個國家?guī)缀醵加凶约旱膰覙藴?,不同種類織物有不同的測試方法。
國內的紡織品阻燃性能測試的標準和方法中,目前主要被采用的有GB/T 5455、GB/T 13488/13489、GB/T 2408、GB/T 14644/14645,以及ISO1210、ASTM
D6413、ASTM D11230、ASTM D5132等,這些標準中規(guī)定的測試方法,基本上都是以紡織品面料的小樣作為測試的樣品,把測試小樣按一定的角度及位置擺放,用小火苗來對試樣進行點燃,通過對火焰的續(xù)燃時間及蔓延的距離、速率等,來評估試樣的阻燃性能。
這些測試方法的優(yōu)點是簡單快捷,一個試驗可以很快地完成并得出結果,并且能一定程度上來評估紡織品的阻燃性能。
但是這些測試方法的缺點也是顯而易見的,只能對面料試樣本身進行定性的評估,不能代表面料制作成服裝以后,成品服裝對于人體的實際防護的效果,更不能對人體的實際防護效果進行量化評判。
長期以來,如何客觀科學地評價軍服、防火服、消防服等特種服裝的防護性能,是個困擾業(yè)界的難題,燃燒假人測試技術,是國際上公認的客觀評價服裝整體熱防護性能的最好技術。
2、您剛才提到,對于服裝產品的測試,越來越傾向于模擬真實穿著環(huán)境的整件產品測試,這樣做的好處是什么?對阻燃性能來說,局部面料測試的結果有哪些局限性?對我國標準的更新有哪些啟發(fā)?
張金忠:上面提到的標準中的測試方法,都是以實驗室的小型試驗為基礎的,測試的結果,只能用來定性評估服裝面料本身的防護性能,不能真實反映這種面料制成的服裝對人體的實際防護效果。因為從服裝面料到成品服裝的加工過程中,服裝的設計、款式、結構、裁剪、縫紉、附件、縫線等因素,都會影響到服裝對人體的防護效果,所以,評估一種服裝對人體最終的真實防護效果,最好的方法要把服裝穿在人體上在火場中進行測試。上面所述的這些因素,既是局部面料測試實現不了的局限性,同時也是對服裝模擬真實穿著環(huán)境進行測試的好處。
紡織品阻燃性能的評價,應以其使用場合的要求為準,按用途制定標準。試驗方法的評定應以實際火場代替實驗室小型試驗為基準,這是紡織品阻燃標準的發(fā)展方向,也是國內外業(yè)界對于紡織品阻燃性能測試的一個共識。這一點,對于服裝類的其他性能,比如保溫性、透氣性、羽絨服的防鉆絨性等的測試標準和方法的制定,也是有借鑒作用的,使制定的標準和方法更貼合實際的使用狀態(tài)。
3、燃燒假人這種測試方法的原理是什么?創(chuàng)新點在哪里?研發(fā)過程有哪些困難和技術難題?最后如何解決的?
張金忠:燃燒假人測試方法的原理,是通過模擬著裝人體在燃燒火焰中的熱暴露過程,測試假人表面溫度的變化,預估可能造成皮膚的二度、三度燒傷及總燒傷面積百分比,燒傷面積百分比越大,服裝的阻燃防護性能就越差。
這種測試方法,可以客觀科學地評價軍服、防火服、消防服、阻燃耐高溫作業(yè)服等特種服裝的熱防護性能,并能把服裝的各個部位對人體的防護效果,直觀量化地呈現給我們。
這種測試方法,在國外開展得比較早,我國從20世紀末開始研究“消防假人”試驗裝置,來評價消防服的防護性能。由于采用的是油盤來提供火源,火焰的均勻性和熱流量的穩(wěn)定性都比較差,試驗的精度不高,重復性差,不能夠真實地模擬火災現場。
燃燒假人測試的相關標準我們國家也是有的,但是測試設備一直都處在研究階段,國內更沒有形成商品化的產品供市場選擇,國內個別科研機構使用的設備,也是國外進口的。
由于國外技術的壟斷,我們在研發(fā)的過程中遇到的困難和難題有很多,主要有以下幾點:
首先在研發(fā)初期,我們的設備火焰不均勻不穩(wěn)定。我們研究了國內外的文獻和資料,采用了在假人周圍均勻地分布6組12只噴火頭,逼真模擬真實火場的爆燃現象,為假人燃燒測試提供均勻而穩(wěn)定的火焰。通過我們無數次試驗,經過對噴頭和管道的改進,最終解決了這個問題。
其次是假人本體的制作。根據研究國外資料中的材料和工藝,制作出來的假人,強度和耐高溫性能不好,耐用性差。我們不斷地試驗新的材料和配方,經過上百次的試驗,最終定型的假人本體,可以耐600℃
高溫。
再次是測試系統(tǒng)的安全性,這個是整個系統(tǒng)中的重中之重。因為測試用的燃燒氣體為工業(yè)丙烷,屬易燃易爆物品,所以在整個測試系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)中,安全系統(tǒng)是永不關閉的系統(tǒng),不間斷地通過各種傳感器,對測試系統(tǒng)的環(huán)境及操作流程進行監(jiān)控,只要有一個點的安全指標超限,安全系統(tǒng)會立即報警,并根據超限的具體情況,啟動自動處理措施,如果是在試驗過程中,則試驗流程自動終止,并自動關閉管道中的各處閥門,確保整個系統(tǒng)和人員的安全。
4、燃燒假人測試過程是怎樣的?結果是如何表征的?
張金忠:燃燒假人測試過程,首先是對系統(tǒng)火焰的均勻性和穩(wěn)定性進行測試,符合要求后,把按規(guī)定進行過預處理的服裝穿著在假人身體上,打開控制系統(tǒng)的軟件,軟件會對整個系統(tǒng)的安全指標再次進行自檢,通過后,軟件會提示進行下一步操作,按軟件提示進行操作,直到試驗結束。
試驗結束后,軟件通過分析假人身上均布的136個傳感器采集的數據,可以精準地得出試樣的人體表面的燒傷級別、燒傷總面積、二級燒傷面積、三級燒傷面積、續(xù)燃時間、陰燃時間,以及各處產生燒傷的時間,并以人體分布圖及表格的形式直觀地展現給我們,使我們對測試結果一目了然,如圖1所示。
如下視頻測試中的防護服是一家企業(yè)專供出口的全封閉式內循環(huán)防護服,經過測試,能達到100%的防護效果,防護效果非常好。
視頻:https://v.qq.com/x/page/r0904he71kl.html
5、作為技術研發(fā)人,在您看來,燃燒假人作為一種新的測試方法,使用前景在哪里?對檢測行業(yè)和檢測人員提出了哪些要求?
張金忠:作為一個新的服裝熱防護性能測試的系統(tǒng)和方法,燃燒假人測試系統(tǒng)能更加真實地模擬服裝在火場中的防護效果,對我們查找影響防護裝備阻燃性能因素的研究,縮短阻燃新材料與裝備研究的周期,提高研究水平,促進個體防護裝備發(fā)展,推進熱防護織物、服裝等裝備的研發(fā),防護火災和熱輻射等危險環(huán)境對人體造成的熱傷害,具有重要的研究意義。
我們后續(xù)第二代的產品中,將加入模擬人體在火場中的各種姿態(tài),服裝燃燒前后外形變化的自動對比評判,煙塵成分的收集及分析,防護呼吸器在火場中對煙塵的防護效果測試,室內裝飾材料隔熱阻燃性能的測試等功能,應用的行業(yè)和領域將不再局限于服裝紡織品行業(yè),將為更多的行業(yè)和領域提供火場中各種物品對人體的防護或傷害性的測試,應用前景非常廣闊。
這套測試系統(tǒng),提供了一個火場的測試環(huán)境和測試載體,研究的是成品服裝的整體熱防護性能,對比以前的服裝面料的阻燃性能測試,是一種完全不同的方法,它更能體現服裝的真實阻燃防護性能。如果能得到推廣和應用,將會對我國的火災防護裝備研究起到極大的幫助。(來源:《中國纖檢》)
河北 盈通紡織占地68.5畝,是一家集功能性面料和服裝設計、研發(fā)、生產為一體的綜合性紡織企業(yè),年產面料1800萬米、服裝58萬套。功能性面料產品有:防靜電系列、
阻燃系列、防酸堿系列、防輻射系列、抗油拒水系列等幾十大類,幾百個產品。