Как применяется технология огнезащиты в полиэстеровой ткани

Абстрактный: Учитывая низкую воздухопроницаемость и воспламеняемость обычных полиэфирных тканей, в данной статье на основе обширных экспериментов будет рассмотрена технология обработки полиэфирных тканей, а также подробно описаны механизм огнезащиты, методы испытаний на огнестойкость и соответствующие стандарты огнезащиты.

В последние годы среднее ежегодное число пожаров составляет от 30 000 до 40 000, среднее ежегодное число погибших — от 2000 до 3000 человек, а средний ежегодный ущерб от пожаров достигает 200–300 миллионов юаней и продолжает расти. Расследование причин пожаров в США, Великобритании и Японии показывает, что более половины пожаров начинаются с текстильных изделий. Поэтому люди во всем мире считают важным предотвращать возгорание текстильных изделий.

1. Почему огнестойкие ткани так важны

Судя по растущей тенденции потребления текстиля в гражданском и промышленном секторах, а также по увеличению его использования в таких областях, как внутренняя отделка, оформление жилых помещений и постельное белье, количество пожаров, вызванных текстильными изделиями, также соответственно возрастает. С 1960-х годов такими странами, как Япония, страны Европы и США, были предложены определения огнестойкой отделки текстиля, стандарты огнестойкости, методы испытаний, а также технические показатели для различных видов текстиля, что заложило основу для контроля качества огнестойкости текстиля.

Огнестойкий материал BEGOODTEX Aquafyreguad™ уходЭтот материал способен проникать через мелкие молекулы огнестойких материалов в крупные молекулы полиэстера с помощью метода пропитки в процессе высокотемпературной обработки. В результате ткани обладают превосходной огнестойкостью и новыми свойствами, обеспечивающими устойчивость к стирке, что делает их крайне важными в металлургической, химической и противопожарной промышленности.

2. Понимание процесса огнезащитной обработки полиэфирных волокон

Для горения текстильных изделий необходимы три условия: тепло, воздух и горючий материал. В процессе горения текстильные изделия проходят несколько стадий, включая нагрев, плавление, пиролиз, разложение, окисление и воспламенение.

Термическое разложение полиэфирных волокон

Для обеспечения горения синтетических волокон, таких как полиэстер, необходимо соблюдение следующих критериев: полимер должен разлагаться с образованием газообразных продуктов сгорания; выделяемое при горении тепло должно быть способно отводить эти газообразные продукты сгорания; продукты сгорания и газообразный кислород должны смешиваться и распространяться к местам воспламенения; горение должно распространяться в области, где существуют газокислородные смеси. Для смягчения этих условий принципы огнезащиты направлены на уменьшение или устранение образования газов термического разложения, подавление ключевых реакций в газофазном горении, поглощение энергии в областях горения и разбавление или отделение воздуха.

Механизмы огнезащиты в полиэфирных волокнах

Огнестойкость материалов часто достигается за счет различных механизмов, включая замедление горения в газовой фазе, замедление горения в конденсированной фазе и прерывание механизмов теплообмена:

1. Замедление газовой фазы происходит за счет подавления свободных радикалов, способствующих росту цепи продуктов сгорания.

2. Замедление конденсации замедляет или предотвращает термическое разложение полимера в твердой фазе.

3. Прерывание механизмов теплообмена включает в себя отвод части тепла, выделяемого при сгорании полимера.

Ткани из полиэфирного волокна могут быть обработаны огнезащитным составом тремя основными способами:

1. Разработка антипиренов со структурой адсорбции, аналогичной дисперсным красителям, и их нанесение с использованием одностадийного процесса финишной окраски.

2. Использование термохимических методов для закрепления на ткани огнезащитных добавок с высокой адгезией к полиэфирным волокнам. Этот метод имеет ограниченный набор подходящих огнезащитных добавок, но оказывает минимальное воздействие на тактильные ощущения и обеспечивает хорошую стойкость к стирке.

3. Использование вымываемых антипиренов, которые просты в применении и эффективны, но не устойчивы к стирке. Они подходят для тканей из натуральных и химических волокон, а также для бумаги, используемой в отделочных материалах, например, вtelи автомобилях.

3. Изучение процессов обработки огнезащитными составами

Нестойкие огнезащитные покрытия

К недолговечным методам лечения относятся такие процессы, как:

• Обработка распылением: непосредственное распыление 50-80% средства на шторы, обои, диваны, ковры и т. д. с последующей сушкой на воздухе для достижения хорошего огнезащитного эффекта.
• Метод пропитки: включает замачивание (50-80%), сушку, а затем фиксацию/растягивание. Может сочетаться с другими финишными обработками, такими как смягчение.

Долговечные огнезащитные покрытия

Использование материала Aquafyreguad™ от BEGOODTEX®позволяет достичь уровня огнестойкости B2, соответствующего национальному стандарту, и при этом изделие можно стирать более 50 раз.

• Предварительная обработка. Рекомендуется проводить щелочную восстановительную обработку перед огнезащитной отделкой, что позволяет устранить недостатки, связанные с высокой водопоглощающей способностью и низкой способностью полиэфирных волокон к переносу жидкости, удалить посторонние вещества с поверхности ткани и обеспечить хороший эффект огнезащитной отделки.
• Процесс огнезащитной обработки. Количество огнезащитного состава должно меняться в зависимости от толщины ткани. Aquafyreguad™ fr91-180 г/л,0, отрегулировать pH до 6-6,5 с помощью 5-10% NaOH. Сшивающие агенты, антимиграционные агенты и смягчители могут добавляться в каждом конкретном случае, но требуется проверка на совместимость.

4. Общие стандарты для огнестойких тканей

США

Начиная с 1953 года, Соединенные Штаты принимали такие законы, как Закон о легковоспламеняющихся тканях (FFA), внося поправки в него в 1954 году, а затем снова в 1967 году. Закон был принят Конгрессом США и реализован Комиссией по безопасности потребительских товаров США (CPSC). Этот закон преимущественно содержит технические характеристики горения:

• Стандарт воспламеняемости для текстильных изделий, используемых в одежде и дизайне интерьеров. Стандарт воспламеняемости для одежды и текстиля (16C.F.R1610)
• Стандарт воспламеняемости полиэтиленовой пленки: (F.R1611)
• Стандарты огнестойкости детских пижам: 0-6X (16C.F.R1615) и 7-14
• Стандарты огнестойкости ковровых изделий: (F.R1630);
• Стандарт огнестойкости ковровых изделий (16C.F.R1631)
• Стандарт огнестойкости матрасов (16C.F.R1632)

Канада

В Канаде законодательство об огнестойкости текстиля и одежды содержится в Правилах и положениях о перевозке опасных грузов. В Канаде законодательное собрание провинции принимает так называемые «Правила перевозки опасных грузов», и, сохраняя возможность строго соблюдать постоянно растущее число правил, включая «Правила перевозки опасных грузов (детские пижамы)», «Правила перевозки опасных грузов (ковры)», «Правила перевозки опасных грузов (палатки)», «Правила перевозки опасных грузов (игрушки)», «Правила перевозки опасных грузов (матрасы)» и т. д., является руководящим органом, последним издавшим указы, что естественным образом приводит к усложнению и бюрократии.

Япония

Классификация	Установить стандарты	Экспериментальный метод	Составной блок	Дата внедрения или пересмотра (год)
Шторы, палатки, защитные покрытия для оборудования	Статья 4 (3) Приказа об исполнении Закона о пожаре	Метод наклона на 45°, стирка, химчистка	Министерство обороны	1968
	Уведомление № 11 пожарной службы			1973
Спальные принадлежности, пижама	Пожарная часть № 65	Метод наклона под углом 45°: устойчивость к стирке, токсичность при пероральном приеме, аллергия на коже	Пожарная служба	1974
Домашний текстиль (шторы, простыни)	Качественное представление товаров для дома	JIS L 1091A, B		1972
Обои	Уведомления № 1271 и № 3415 Закона о строительных стандартах	Дым, тепло, токсичность продуктов сгорания	Департамент строительства	1971
Декоративная ткань для интерьера	Статья 1 Приложения к Правилам применения Закона об авиации	Горизонтальный метод, вертикальный метод	Департамент транспорта, Бюро авиации	1969
Декоративные ткани для интерьера паромов и других судов	Судно № 367, № 481	JIS L 1091A, B	Департамент транспорта, Бюро авиации	1971
Декоративная ткань в автомобиле	JIS D 1201.	FMVSS302.	Встреча представителей отрасли	1973
Декоративные ткани и спальные принадлежности в поездах и автобусах	Административная инструкция № 81 Бюро железнодорожного надзора	Стандарт JIS Z 2150, метод наклона на 45°	Департамент транспорта, Железнодорожное бюро	1969
Игрушки	стандарты сжигания игрушек	Горизонтальный метод	Ассоциация игрушек	1973
Военный текстиль	Технические условия Министерства обороны	метод JIS L 1091B	Министерство обороны

Австралия

Нормативно-правовая база: Каждый штат Австралии установил свои собственные требования к огнестойким технологиям, регулирующие огнестойкость и методы испытаний детской ночной одежды размеров 00-14. Детская вечерняя одежда: детская одежда для сна и ночные рубашки для лагеря, юката и детские спальные мешки должны быть испытаны в соответствии с методами, описанными в AS/NZS 1249, и должны соответствовать требованиям безопасности для детской вечерней одежды, изложенным в этом стандарте.

Великобритания

Детская вечерняя одежда (для детей от 3 месяцев до 13 лет) должна пройти испытание на воспламеняемость в соответствии с британским стандартом BS5722, а на взрослой вечерней одежде должна быть постоянная этикетка, указывающая, соответствует ли изделие стандарту воспламеняемости. На вечерней одежде, которая могла быть обработана антипиренами, должна быть указана информация о способах чистки или о том, какое моющее средство можно использовать. Перед испытанием на воспламеняемость необходимо выполнить процедуру стирки в соответствии со стандартом BS5651.

Китай

• Стандарт GB17591 «Огнестойкие тканые материалы» устанавливает классификацию продукции, технические требования, методы испытаний, правила контроля, упаковку и маркировку огнестойких тканых материалов. В стандарте предусмотрены два класса огнестойкости тканых материалов. Если рассматривать более конкретные материалы, то, как правило, уровень B1 подходит для одежды и декоративных тканей, требующих особого подхода, а уровень B2 — для большинства декоративных тканей.
• Стандарт GB8965 «Огнестойкая защитная одежда» содержит технические требования к огнестойкой защитной одежде различных марок, методы испытаний, процедуры контроля качества, а также стандарты в отношении логотипа, упаковки, транспортировки и хранения. Он распространяется исключительно на огнестойкую одежду, используемую персоналом, выполняющим работы, связанные с открытым огнем, искрами, расплавленным металлом и зонами, где присутствуют легковоспламеняющиеся материалы и источники возгорания. Огнестойкость ткани должна проверяться в соответствии со стандартом GB/T5545 и соответствовать уровню B1 стандарта GB17591.
• Стандарт GB50222 «Кодекс проектирования противопожарной защиты внутренней отделки зданий» устанавливает правила огнестойкости и методы испытаний тканей для домашней отделки, таких как шторы, занавески, покрывала и обивка мебели. Исследования показали, что при вертикальном испытании декоративных тканей по стандарту GB/T5545, декоративные ткани в подземных зданиях должны соответствовать уровню B1, декоративные ткани в высотных зданиях также должны соответствовать уровню B1, покрывала в высотных зданиях, покрывала в жилых иtel зданиях должны соответствовать уровню B1, шторы и занавески в высотных зданиях должны соответствовать уровню B1 или B2 в зависимости от требований к разделению пространства и расположения мебели в здании.

5. Методы испытаний для оценки огнестойкости тканей

Метод определения предельного кислородного индекса (LOI)

Минимальная концентрация кислорода, необходимая для поддержания горения ткани, подобного горению свечи, определяется методом кислородного предельного индекса, при котором ткань сжигается в смеси газов O2 и N2. Чем выше предельный кислородный индекс, тем лучше огнестойкость изделия. Напротив, если кислородный предельный индекс ниже, огнезащитный эффект, скорее всего, будет слабым или вовсе отсутствовать.

Вертикальный тест на воспламеняемость

В вертикальном испытании кусок ткани, расположенный вертикально, подвергается воздействию открытого пламени, после чего измеряются время догорания, длина обугливания и другие параметры. Это позволяет оценить время, необходимое для воспламенения ткани, и расстояние, пройденное пламенем по ее поверхности, что дает информацию о свойствах ткани для различных областей применения. Вертикальное горение является одним из наиболее полных методов испытания огнестойкости в стране и за рубежом и служит нормативным документом в различных отраслях промышленности, например, в стандартах Китая GB8965 98 «Огнестойкая защитная одежда», GB17591 1996 «Огнестойкие тканые материалы» и др.

Испытание на воспламеняемость под углом 45°

Образцы устанавливаются под углом 45° и поджигаются в течение 1 с при вышеуказанных условиях. Интенсивность горения ткани оценивается по времени, необходимому для того, чтобы пламя в образце распространилось вверх на заданное расстояние. Это, по сути, описывает огнестойкость ткани и измеряется на основе данных испытаний, таких как время непрерывного тления, площадь повреждения и длина повреждения.

Горизонтальный тест на воспламеняемость

Расстояние распространения пламени по образцу и время, затраченное на достижение этого расстояния, соответствуют расстоянию распространения пламени и времени, затраченному на достижение этого расстояния, при условии горизонтального направления в течение 15 секунд при воспламенении образца ткани. Затем измеряется траектория распространения пламени, а также огнезащитная функция ткани в порядке времени распространения пламени и скорости распространения пламени.

6. Продукция BEGOODTEX обеспечивает огнестойкость

Огнестойкий материал BEGOODTEX полиэстерпродукты Изготовлены в соответствии с международными стандартами, обеспечивая при этом длительную защиту на протяжении всего цикла стирки.

Используя фхромой рзамедлитель тесты Благодаря таким методам, как определение кислородного индекса (LOI) и испытания на вертикальное воспламеняемость, наша продукция доказала свою огнестойкость в широком диапазоне применений. Компания BEGOODTEX продолжает внедрять инновации в области технологий безопасности текстильной продукции, предоставляя многофункциональная огнестойкая ткань дополняет национальные стандарты GB8965-1998 в Китае и NFPA в США.