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玩具中织物易燃性测试方法国内外标准差异及验证研究

2022-12-29林鹏辉王璨张华扬漆志民纪盛滨许翔麒

轻工标准与质量 2022年6期
关键词:易燃测试方法织物

林鹏辉 王璨 张华扬 漆志民 纪盛滨 许翔麒

(汕头海关技术中心,广东汕头 515800)

易燃性是评估玩具中织物安全的重要检验项目,玩具中的纺织材料、毛绒面料和软体填充物等如果选用易燃性测试不合格的材料制成,遇火后可能会造成意外伤害的发生。为避免玩具中织物遇火后造成意外伤害,世界各国和社会组织通过制定法规或标准对玩具易燃性加以规范,其中主要国家和社会组织的标准化管理机构包括中国国家标准化管理委员会制定了GB 6675.3-2014,国际标准化组织制定了ISO 8124-2:2014,欧洲标准化委员会制定了EN 71-2:2020,美国材料与试验协会制定了ASTM F963-17 规范等标准,对玩具中织物进行测试以评估其符合性[1]。

上述标准和技术规范中均要求不能使用易燃材料制造玩具,如不使用赛璐珞及在火中具有相同特性的材料,不使用遇火后会产生表面闪烁效应的毛绒面料,不能含有易燃气体、易燃液体、高度易燃固体和易燃凝胶体等,且玩具中的织物在儿童玩耍过程中不得构成任何危险的燃烧因素,玩具所采用的材料不得对其所用的其他材料构成引燃风险[2]。但是由于不同标准对于玩具中织物易燃性测试方法存在较大差异,本文对国内外检测标准之间的差异进行研究,并在此基础上开展相关验证试验。

1 国内外检测标准

1.1 我国标准

现行国家标准GB 6675.3-2014《玩具安全 第3 部分:易燃性能》由国家标准化管理委员会于2014 年5 月发布,标准规定了头戴玩具上的飘拂物、头巾、头戴饰物、整体或部分遮盖面部的模压玩具、玩具化妆服饰和供儿童进入的玩具的测试方法。

测试设备使用特定尺寸的试样夹固定试样,并以与水平面成(45±1)°角放置在试样架上,点火设备使用符合ISO 6941:2003 附录A 规定的燃烧器,测试火源使用丁烷或丙烷气,测试样品尺寸至少剪裁为610 mm×100 mm,测试火焰高度调整至(40±3)mm,测试时将燃烧器垂直放置,并确保试样下边缘与燃烧器顶端的距离为(30±2)mm,保持火焰接触试样(10±1)s。

符合性判定原则为头戴玩具上的飘拂物、头巾、头戴饰物的燃烧速度不应超过10 mm/s;整体或部分遮盖面部的模压玩具燃烧区域的上边缘距离点火点不应大于70 mm;玩具化妆服饰和供儿童进入的玩具的燃烧速度不应超过30 mm/s 或火焰在到达试样夹上表面顶端标记线前自熄,如果燃烧速度超过10 mm/s 且不超过30 mm/s,玩具和其包装上均应标识警告,以提醒家长在远离火源下监护儿童玩耍;此外,供儿童进入的玩具如果燃烧速度超过20 mm/s,则不应产生燃烧碎片或熔滴,以防滴落在儿童身体上造成灼伤[3]。

1.2 国际标准

现行国际标准ISO 8124-2:2014《玩具安全 第2 部分:易燃性能》由国际标准化组织于2014 年8 月发布,标准关于玩具中织物易燃性测试方法与GB 6675.3 一致。

1.3 美国标准

现行美国标准ASTM F963-17《消费者安全规范:玩具安全》由美国材料与试验协会于2017 年8 月发布,标准要求玩具中使用的除织物外的其他材料不应为易燃材料,玩具中织物易燃性测试应满足标准附录A6 和CPSC 16 CFR Part 1610《美国联邦法规 第16 部分:1610 服装织物的易燃性标准》的要求。

测试设备使用一个内含标准点火器、试样架、自动计时器的防风通气橱,测试橱内部尺寸高35.3 cm、宽36.8 cm、深21.6 cm,试样架为装载测试试样的试样夹提供支撑,倾斜角度为45°,点火器由一个用马达驱动的装有26 号注射针头的丁烷气体喷嘴构成并产生测试火焰,测试火源使用罐装化学纯(c.p)正丁烷。调整试样架位置,使指示指针的顶端恰好接触到试样表面,确保测试过程中测试火焰能触及试样。测试样品尺寸至少剪裁为152.4 mm×50.8 mm,测试火焰高度调整至16 mm,测试时调整试样架确保测试火焰顶端恰好接触到试样的表面,保持火焰接触试样1 s。

符合性判定原则为平面织物的所有试样应没有点燃、点燃但自熄或其中任何组合情况,或平均燃烧时间为3.5 s 或更长,或5 个试样中只有1 个试样点燃且用3.5 s 或更长时间烧断停止线,或10 个试样中只有1 个试样点燃且烧断停止线。起绒表面织物的所有试样应没有点燃、点燃但自熄或其中任何组合情况;或平均燃烧时间小于4 s,所有试样以表面闪烁形式燃烧,表面火焰强度不足以点燃、烧焦或熔化衬底织物;或5 个试样中只有1 个试样点燃,燃烧时间小于4 s,且衬底织物没有点燃或熔化,或5 个试样中只有1 个试样点燃或燃烧时间超过4 s,无论衬底织物是否点燃或熔化[4]。

1.4 欧洲标准

现行欧洲标准EN 71-2:2020《玩具安全 第2 部分:易燃性能》由欧洲标准化委员会于2020 年9 月发布,标准规定了头戴玩具、头巾、含有向上突起的头戴饰物、整体或部分遮盖头部的面具、玩具化妆服饰、穿戴玩具、供儿童进入的玩具的测试方法。

测试样品的实际尺寸可分别剪裁610 mm×100 mm 的全尺寸试样、310 mm×100 mm 的半尺寸试样、310 mm×40 mm 的窄材料试样,测试设备、点火设备、测试火源和测试过程与GB 6675.3 一致。

2 国内外标准差异研究

对比国内外主要检测标准关于玩具中织物易燃性测试方法,归纳总结存在以下差异:

GB 6675.3 和ISO 8124-2 关于玩具中织物易燃性测试方法一致;EN 71-2 新版标准在GB 6675.3 和ISO 8124-2 基础上增加了测试样品的拼接方式,允许测试更小的样本;ASTM F963 的差异较大,在附录A6 中针对性地规定了玩具中织物易燃性测试设备、样品制备、测试程序和结果评定原则等,其中易燃性测试设备和测试程序分别引用美国联邦法规CPSC 16 CFR Part 1610 中1610.5(a)“易燃性设备”和1610.6(c)“易燃性测试程序”,以平均燃烧时间作为结果评定依据,不同于上述三个标准以燃烧速度作为指标[5]。

综合比较四个标准关于玩具中织物易燃性测试方法,ASTM F963 标准在测试设备、样品制备和评定要求方面更具体,且更具有指导性。国内外主要易燃性能标准新规实施时间及玩具中织物易燃性测试方法介绍如表1 所示。

表1 国内外主要易燃性能标准新规实施时间及玩具中织物易燃性测试方法

3 验证试验

验证试验以ASTM F963 标准的测试方法为依据,同时参考现行美国联邦法规CPSC 16 CFR Part 1610 中1610.5(a)“易燃性设备”和1610.6(c)“易燃性测试程序”,易燃性测试设备如图1 所示。

图1 易燃性测试设备示意图

选取聚酯纤维材质制成的儿童玩具帐篷作为验证样品,样品为平面织物,首先对样品进行预处理,在105℃温度下对所有样品水平放置30 min,预处理后在样品上剪裁152.4 mm×50.8 mm 的5 块试样,试样根据其出现在玩具帐篷上的方向进行测试,即暴露在外侧的一面朝上固定在试样夹中。

测试时首先将测试设备放置在通风柜中并关闭排气扇,打开测试火源,点燃气体并调整火焰高度至16 mm。将装载好试样的试样夹依次从干燥器中取出,放置在试样架上。调整试样架的位置,令指示指针的顶端刚好接触到试样表面。将停止线横跨试样上方穿过试样夹上板的导线器,将重锤绑上停止线并悬挂在计时开关感应器的正上方。将计时器归零,并关闭测试设备的门。从火焰接触试样开始,到停止线烧断,重锤落下,整个过程自动计时,记录每个试样的燃烧时间。儿童玩具帐篷的测试结果如表2 所示。

表2 儿童玩具帐篷的测试结果

结果表明,儿童玩具帐篷试样中1 块试样未起燃,1 块试样起燃后自熄,其余3 块试样的燃烧时间均小于3.5 s,平均燃烧时间为2.9 s,燃烧时有黄色火焰、冒黑烟并产生黑色熔滴物,不符合ASTM F963 “平均燃烧时间为3.5 s 或更长”的要求,判定不合格。玩具帐篷为供儿童进入的玩具,危害性比较大,帐篷聚酯纤维材料一旦点燃,如果燃烧时间过快,儿童来不及逃离,就有可能造成严重的烧伤。

如果根据GB 6675.3、ISO 8124-2 和EN 71-2 以燃烧速度作为指标,则需测量试样点火点到停止线之间的距离,除以燃烧时间计算出燃烧速度,与ASTM F963 相比,试验在测量燃烧时间的基础上增加对燃烧速度的计算。

4 产品改进建议

通过国内外检测标准的差异研究和基于ASTM F963 的验证试验,总结分析涉及玩具帐篷产品中织物易燃性不合格的主要原因,其中采用聚酯纤维制成的玩具帐篷燃烧后极易产生熔滴或燃烧碎片,不符合供儿童进入的玩具测试要求[6]。

建议玩具生产企业在产品设计和制造环节通过采用非易燃材料和增加织物缝线密度来增强织物阻燃性。在确认检验环节通过提高确认检验频次,对照检测机构出具的测试结果和意见建议及时改进产品结构,提高织物安全性。同时密切关注国内外易燃性能标准的更新信息,及时掌握最新标准的测试要求。

5 结束语

织物易燃性测试是玩具安全测试的重要环节,本文通过研究对比国内外最新易燃性能标准,归纳总结出标准关于玩具中织物易燃性测试的差异,包括样品尺寸、测试火焰高度、点火点位置和火焰接触试样时间等,并以美国标准和美国联邦法规为依据,选用儿童玩具帐篷验证了使用针式燃烧器喷嘴和自动计时的织物易燃性测试方法。最后结合典型案例,分析了不合格的玩具织物可能对儿童造成的伤害,并提出相应改进建议,一方面为玩具生产企业提升质量控制能力提供参考,另一方面为保护广大消费者尤其是儿童消费者的人身安全和公共安全,降低玩具中易燃织物引起的风险。

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