Wie flammhemmende Technologie in Polyestergewebe angewendet wird

Abstrakt: Ausgehend von der geringen Durchlässigkeit und Entflammbarkeit gewöhnlicher Polyestergewebe untersucht dieser Artikel die Verarbeitungstechnologie von Polyestergeweben anhand umfangreicher Experimente und erläutert den Flammschutzmechanismus, die Prüfmethoden für Flammschutzmittel sowie die entsprechenden Flammschutznormen.

In den letzten Jahren lag die durchschnittliche jährliche Anzahl von Bränden bei 30.000 bis 40.000, die durchschnittliche jährliche Zahl der Todesopfer bei 2.000 bis 3.000 und die durchschnittlichen jährlichen Brandschäden bei 200 bis 300 Millionen Yuan – Tendenz steigend. Untersuchungen zu Brandursachen in den USA, Großbritannien und Japan zeigen, dass mehr als die Hälfte der Brände durch Textilien ausgelöst wurden. Daher ist es weltweit von großer Bedeutung, die Brandgefahr von Textilien zu minimieren.

1. Warum flammhemmende Stoffe so wichtig sind

Angesichts des steigenden Konsums von Textilien im privaten und industriellen Bereich sowie der zunehmenden Verwendung von Textilien für Inneneinrichtung, Kabinenausstattung und Bettwäsche steigt auch die Zahl der durch Textilien verursachten Brände. Seit den 1960er Jahren wurden in Ländern wie Japan, Europa und Amerika Definitionen für die flammhemmende Ausrüstung von Textilien, Normen für Flammschutzmittel, Prüfverfahren sowie technische Indikatoren für verschiedene Textilarten entwickelt und damit die Grundlage für die Qualitätskontrolle des Flammschutzes von Textilien geschaffen.

BEGOODTEX Aquafyreguad™ Flammschutzmittel BehandlungDas Verfahren beruht auf der Fähigkeit, kleine Moleküle flammhemmender Materialien mittels eines Imprägnierverfahrens während des Fixierprozesses bei hohen Temperaturen in große Polyestermoleküle einzubetten. Dadurch erhalten die Gewebe hervorragende Flammschutzeigenschaften und neuartige Waschbeständigkeiten, was sie für die Metallurgie-, Chemie- und Brandschutzindustrie unverzichtbar macht.

2. Flammschutzbehandlung von Polyesterfasern verstehen

Für die Verbrennung von Textilien sind drei Bedingungen erforderlich: Hitze, Luft und brennbares Material. Während des Verbrennungsprozesses durchlaufen Textilien mehrere Phasen, darunter Erhitzen, Schmelzen, Pyrolyse, Zersetzung, Oxidation und Entzündung.

Thermische Zersetzung von Polyesterfasern

Damit synthetische Fasern wie Polyester verbrennen können, müssen folgende Kriterien erfüllt sein: Das Polymer muss sich zersetzen und gasförmige Verbrennungsprodukte bilden; die dabei freigesetzte Wärme muss ausreichen, um diese Produkte abzuführen; die Verbrennungsprodukte und der gasförmige Sauerstoff müssen sich vermischen und zu den Zündstellen gelangen; die Verbrennung muss sich in Bereiche ausbreiten, in denen Sauerstoffgemische vorhanden sind. Um diese Bedingungen zu verbessern, zielen Flammschutzmittel darauf ab, die Bildung der thermischen Zersetzungsgase zu verringern oder zu verhindern, wichtige Reaktionen der Gasphasenverbrennung zu hemmen, Energie in den Verbrennungsbereichen zu absorbieren und die Luft zu verdünnen oder abzutrennen.

Flammschutzmechanismen in Polyesterfasern

Die Flammwidrigkeit von Materialien wird häufig durch verschiedene Mechanismen erreicht, darunter die Flammhemmung in der Gasphase, die Flammhemmung in der kondensierten Phase und die Unterbrechung von Wärmeaustauschmechanismen:

1. Die Gasphasenverzögerung funktioniert durch die Hemmung freier Radikale, die das Wachstum der Verbrennungskette fördern.

2. Die Verzögerung in der kondensierten Phase verzögert oder verhindert die thermische Zersetzung des Polymers in der festen Phase.

3. Die Unterbrechung der Wärmeaustauschmechanismen beinhaltet die Abfuhr eines Teils der bei der Polymerverbrennung erzeugten Wärme.

Polyesterfasergewebe können durch drei Hauptmethoden flammhemmend ausgerüstet werden:

1. Entwicklung von Flammschutzmitteln mit einer Adsorptionsstruktur ähnlich der von Dispersionsfarbstoffen und deren Anwendung mittels eines Einbad-Färbeverfahrens.

2. Durch Thermoimprägnierung werden Flammschutzmittel mit hoher Affinität zu Polyesterfasern aufgebracht. Diese Methode bietet zwar nur eine begrenzte Auswahl an geeigneten Flammschutzmitteln, hat aber nur geringe Auswirkungen auf den Griff und eine gute Waschechtheit.

3. Verwendung von auswaschbaren Flammschutzmitteln, die einfach anzuwenden und wirksam, aber nicht waschbeständig sind. Sie eignen sich für Natur- und Chemiefasergewebe sowie für Papier, das in Innenausstattungsmaterialien wie intelund Automobilen verwendet wird.

3. Erforschung von Flammschutzbehandlungsverfahren

Nicht dauerhafte Flammschutzbehandlungen

Nicht dauerhafte Behandlungen umfassen Verfahren wie beispielsweise:

• Sprühbehandlung: 50-80% direkt auf Vorhänge, Tapeten, Sofas, Teppiche usw. sprühen und anschließend an der Luft trocknen lassen, um eine gute Flammschutzwirkung zu erzielen.
• Polsterverfahren: Dabei wird das Material eingeweicht (50–80 %), getrocknet und anschließend fixiert/gedehnt. Dieses Verfahren kann mit anderen Veredelungsbehandlungen wie dem Weichmachen kombiniert werden.

Dauerhafte Flammschutzbehandlungen

Durch die Verwendung von BEGOODTEX®Aquafyreguad™ können die nationalen Brandschutzstandards der Stufe B2 erreicht werden, und das Produkt ist über 50 Mal waschbar.

• Vorbehandlungsprozess. Es wird empfohlen, vor der flammhemmenden Ausrüstung eine Alkalireduktionsbehandlung durchzuführen. Dadurch können die Nachteile der hohen Wasseraufnahme und der geringen Flüssigkeitstransportfähigkeit von Polyesterfasern behoben, Fremdstoffe auf der Gewebeoberfläche entfernt und ein guter flammhemmender Ausrüstungseffekt erzielt werden.
• Flammschutzmittel-Ausrüstung. Die Menge des Flammschutzmittels sollte an die Stoffdicke angepasst werden. Aquafyreguad™ fr91-180 g/L,0, pH-Wert mit 5-10%iger NaOH auf 6-6,5 einstellen. Vernetzungsmittel, Antimigrationsmittel und Weichmacher können je nach Bedarf hinzugefügt werden, jedoch ist eine Kompatibilitätsprüfung erforderlich.

4. Gemeinsame Normen für flammhemmende Textilien

USA

Bereits seit 1953 erließen die Vereinigten Staaten Gesetze wie den Flammable Fabrics Act (FFA), der 1954 und erneut 1967 geändert wurde. Das Gesetz wurde vom US-Kongress verabschiedet und von der US-Verbraucherproduktsicherheitskommission (CPSC) umgesetzt. Es enthält im Wesentlichen die technischen Spezifikationen für die Verbrennung

• Entflammbarkeitsnorm für Textilien, die in Bekleidung und Inneneinrichtung verwendet werden (16C.F.R1610)
• Entflammbarkeitsnorm für Polyethylen-Kunststofffolie: (F.R1611)
• Entflammbarkeitsstandards für Kinderpyjamas: 0-6X (16C.F.R1615) und 7-14
• Entflammbarkeitsnormen für Teppichprodukte: (F.R1630);
• Entflammbarkeitsnorm für Teppichprodukte (16C.F.R1631)
• Brennbarkeitsnorm für Matratzen (16C.F.R1632)

Kanada

In Kanada sind die Vorschriften zur Flammschutzbehandlung von Textilien und Bekleidung in den Gefahrgutvorschriften und -bestimmungen enthalten. Die Provinzparlamente erlassen diese Gefahrgutvorschriften und müssen die ständig wachsende Anzahl an Regelungen, darunter die Gefahrgutvorschriften für Kinderpyjamas, Teppiche, Zelte, Spielzeug und Matratzen, strikt einhalten. Sie sind somit die letztendliche Entscheidungsinstanz auf diesem oft komplizierten und bürokratischen Weg.

Japan

Einstufung	Standards festlegen	Experimentelle Methode	Formulierungseinheit	Datum der Umsetzung oder Überarbeitung (Jahr)
Vorhänge, Zelte, technische Abdeckungen	Artikel 4 (3) der Durchführungsverordnung zum Brandschutzgesetz	45°-Neigungsmethode, Waschen, chemische Reinigung	Verteidigungsministerium	1968
	Bekanntmachung Nr. 11 der Feuerwehr			1973
Schlafsachen, Pyjamas	Feuerwehr Nr. 65	45°-Neigungsmethode, Waschbeständigkeit, orale Toxizität, Hautallergie	Feuerwehr	1974
Haushaltstextilien (Gardinen, Bettwäsche)	Qualitätsrepräsentation von Haushaltsprodukten	JIS L 1091A, B		1972
Wandbespannung	Bekanntmachungen Nr. 1271 und Nr. 3415 des Baunormengesetzes	Rauch, Hitze, Toxizität der Verbrennungsgase	Bauabteilung	1971
Dekorativer Stoff für den Innenbereich	Artikel 1 des Anhangs zu den Durchführungsbestimmungen zum Luftfahrtgesetz	Horizontale Methode, vertikale Methode	Verkehrsministerium, Luftfahrtbüro	1969
Dekorative Stoffe für die Innenausstattung von Fähren und anderen Schiffen	Schiff Nr. 367, Nr. 481	JIS L 1091A, B	Verkehrsministerium, Luftfahrtbüro	1971
Dekorativer Stoff im Auto	JIS D 1201.	FMVSS302.	Branchentreffen	1973
Dekorative Stoffe und Schlafutensilien in Zügen und Bussen	Verwaltungsvorschrift Nr. 81 des Eisenbahnaufsichtsamtes	JIS Z 2150, 45°-Neigungsmethode	Verkehrsministerium, Eisenbahnbüro	1969
Spielzeug	Standards für die Verbrennung von Spielzeug	Horizontale Methode	Spielzeugverband	1973
Militärtextilien	Spezifikationen des Verteidigungsministeriums	JIS L 1091B-Methode	Verteidigungsministerium

Australien

Regulatorischer Rahmen: Jeder australische Bundesstaat hat seine eigenen Anforderungen an die Flammschutztechnologie festgelegt, die die Flammschutzleistung und die Prüfmethoden für Kindernachtwäsche in den Größen 00-14 regeln. Kinderabendwäsche: Kinderschlafanzüge und Campingnachthemden, Yukata und Babyschlafsäcke müssen gemäß den Methoden in AS/NZS 1249 geprüft werden und den Sicherheitsanforderungen für Kinderabendwäsche in dieser Norm entsprechen.

Vereinigtes Königreich

Abendkleidung für Kinder (von 3 Monaten bis 13 Jahren) muss den Brennbarkeitstest gemäß der britischen Norm BS5722 bestehen. Abendkleidung für Erwachsene muss ein dauerhaftes Etikett tragen, das angibt, ob das Kleidungsstück die Brennbarkeitsnorm erfüllt. Abendkleidung, die mit Flammschutzmitteln behandelt wurde, muss mit Hinweisen zur Reinigung bzw. zum geeigneten Waschmittel gekennzeichnet sein. Vor der Brennbarkeitsprüfung muss das Waschverfahren gemäß BS5651 durchgeführt werden.

China

• GB17591 „Flammhemmende Gewebe“ Diese Norm legt die Produktklassifizierung, die technischen Anforderungen, die Prüfverfahren, die Inspektionsregeln, die Verpackung und die Kennzeichnung von flammhemmenden Geweben fest. Die Norm unterscheidet zwei Klassen von flammhemmenden Geweben, die sich nach ihrer Flammhemmleistung richten. Im Allgemeinen eignet sich Klasse B1 für Bekleidung und Dekorationsstoffe mit besonderen Anforderungen, während Klasse B2 für die meisten Dekorationsstoffe geeignet ist.
• GB8965 „Flammhemmende Schutzkleidung“ fasst die technischen Anforderungen an flammhemmende Schutzkleidung verschiedener Hersteller, Prüfmethoden, Inspektionsverfahren sowie Normen für Logos, Verpackung, Transport und Lagerung zusammen. Sie gilt ausschließlich für flammhemmende Kleidung, die von Personen getragen wird, die Arbeiten mit offenen Flammen, Funken, in der Nähe von geschmolzenem Metall oder in Bereichen mit brennbaren Materialien und Zündquellen ausführen. Die Flammhemmung des Gewebes muss gemäß GB/T5545 geprüft werden und der Schutzklasse B1 nach GB17591 entsprechen.
• GB50222 „Code für den Brandschutz bei der Gestaltung von Inneneinrichtungen in Gebäuden“: Diese Norm legt die Anforderungen an die Flammschutzleistung und Prüfverfahren für Heimtextilien wie Vorhänge, Gardinen, Bettdecken und Möbelbezüge fest. Untersuchungen haben gezeigt, dass Dekorationstextilien in unterirdischen Gebäuden gemäß GB/T5545 die Brandschutzklasse B1 erreichen müssen. Dies gilt sowohl für Dekorationstextilien in Hochhäusern als auch für Bettdecken in Wohn- undtel . Vorhänge und Gardinen in Hochhäusern sollten je nach Gebäude und Standort den Brandschutzklassen B1 oder B2 entsprechen.

5. Prüfmethoden zur Bewertung flammhemmender Textilien

Methode des limitierenden Sauerstoffindex (LOI).

Die minimale Sauerstoffkonzentration, die für die Aufrechterhaltung der kerzenähnlichen Verbrennung eines Gewebes erforderlich ist, wird mithilfe des Sauerstoffgrenzwertverfahrens ermittelt. Dabei wird das Gewebe in einem Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch verbrannt. Je höher der Sauerstoffgrenzwert, desto besser ist die Flammschutzwirkung des Produkts. Ist der Sauerstoffgrenzwert hingegen niedriger, ist die Flammschutzwirkung wahrscheinlich gering oder nicht vorhanden.

Vertikaler Entflammbarkeitstest

Beim Vertikaltest wird ein senkrecht aufgestelltes Textilgewebe einer offenen Flamme ausgesetzt. Anschließend werden die Nachbrennzeit, die Verkohlungslänge usw. gemessen. Dies dient der Bestimmung der Zeit, die zum Entzünden des Gewebes benötigt wird, und der Ausbreitungsstrecke der Flammen auf seiner Oberfläche. Daraus lassen sich Informationen über die Eigenschaften des Gewebes für verschiedene Anwendungsbereiche gewinnen. Die Vertikalverbrennung zählt zu den umfassendsten Prüfverfahren für Flammschutzmittel im In- und Ausland und ist in verschiedenen Branchen als Norm und Richtlinie anerkannt, beispielsweise in der chinesischen Norm GB8965-98 „Flammhemmende Schutzkleidung“ und GB17591-1996 „Flammhemmende Gewebe“.

Entflammbarkeitsprüfung unter einem Winkel von 45°

Die Proben werden unter den oben genannten Bedingungen in einem Winkel von 45° positioniert und 1 Sekunde lang entzündet. Die Brennintensität des Gewebes wird anhand der Zeit bewertet, die die Probe benötigt, um die Flammen über eine bestimmte Höhe nach oben zu schlagen. Dies beschreibt im Wesentlichen die Flammschutzwirkung des Gewebes und wird anhand von Testdaten wie der Dauer des Glimmens, der Schadensfläche und der Schadenslänge gemessen.

Horizontaler Entflammbarkeitstest

Die Ausbreitungsdistanz der Flamme auf der Probe und die Zeit bis zum Erreichen dieser Distanz entsprechen der Ausbreitungsdistanz der Flamme und der Zeit bis zum Erreichen dieser Distanz unter der Bedingung, dass sie sich 15 Sekunden lang in horizontaler Richtung ausbreitet, wenn die Stoffprobe entzündet wird. Anschließend werden der Verlauf der Flammenausbreitung sowie die flammhemmende Funktion des Gewebes in der Reihenfolge ihrer Flammenausbreitungszeit und Flammenausbreitungsgeschwindigkeit gemessen.

6. BEGOODTEX-Produkte gewährleisten flammhemmende Eigenschaften

BEGOODTEX Flammschutzmittel PolyesterProdukte Sie werden so hergestellt, dass sie internationalen Standards entsprechen und gleichzeitig einen lang anhaltenden Schutz über mehrere Waschzyklen hinweg bieten.

Durch den Einsatz von Flahm Rverzögernd Tests Durch Tests wie LOI und vertikale Entflammbarkeitsprüfungen haben unsere Produkte ihre brandhemmenden Eigenschaften in einem breiten Anwendungsbereich unter Beweis gestellt. BEGOODTEX entwickelt sich kontinuierlich weiter im Bereich der Marken-Textilsicherheitstechnologie und bietet multifunktionales, flammhemmendes Gewebe in Übereinstimmung mit den nationalen Normen GB8965-1998 in China und NFPA in den USA.