如何测试纺织品燃烧性能？

火灾是最常见、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一，常会给人身和财产造成巨大的损失。在火灾事故中，由易燃纺织品引起的占大多数，成为火灾的“罪魁祸首”。因此，各国对纺织品燃烧性能的重视程度也越来越高，并制定了相关的技术法规和标准，达不到相关要求时将不得销售。在我国，GB/T 17591-2006《阻燃织物》中对织物具备阻燃性进行了详细的规定。而有关纺织品燃烧性能测试的方法有氧指数法、垂直法、水平法、45°法、片剂燃烧法、香烟法等。

2016年6月1日强制性标准GB 31701-2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》的实施，是我国正式对燃烧性能的要求以强制性标准的形式引入到普通服用纺织品中。这也标志着我国对服用纺织品燃烧性能标准的实施进入一个全新的阶段，同时也表明对相关织物的阻燃性能和技术提出了更高的要求。在国标体系中，与纺织品燃烧性能检测有关的标准见表6-1。

表6-1　纺织品燃烧性能检测相关标准

另有涉及纺织品燃烧性能测试前洗涤的GB/T 17595-1998《纺织品织物燃烧试验前的家庭洗涤程序》和GB/T 17596-1998《纺织品织物燃烧试验前的商业洗涤程序》两个标准。

在本学习任务中将主要学习纺织品燃烧性能垂直方向（GB/T 5455-2014、GB/T 5456-2009）和45°方向（GB/T 14644-2014、GB/T 14645-2014）测定这两大部分内容。

在GB/T 5455-2014中主要是用规定点火器产生的火焰，对垂直方向的试样底边中心点火，在规定的点火时间后，测量试样的续燃时间、阴燃时间及损毁长度。在GB/T 5456-2009中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10s，测定火焰在试样上蔓延至三条标记线分别所用的时间。

在GB/T 14644-2014中是在规定的条件下，对45°角放置的试样表面点火，根据火焰蔓延时间来评定该试样的燃烧速率。绒面试样，底布的点燃作为燃烧剧烈程度的附加指标。在GB/T 14645-2014中分为两种情况，A法是用规定燃烧器产生的火焰对45°方向的试样表面点火，测量规定点火时间后，试样的续燃时间、阴燃时间、损毁长度和损毁面积；B法是用规定燃烧器产生的火焰，对45°方向的试样底边点火，测量接焰次数。

一、试样准备

（一）垂直法

1.测试损毁长度、阴燃和续燃时间

取样尺寸为300mm×89mm，剪取试样时距离布边至少为100mm，试样的两边分别与织物的经（纵）向和纬（横）向平行，试样表面无沾污、无褶皱，并应注意经（纬）向试样不能取自同一经（纬）纱。根据调湿条件不同，在取样数量上有所区别。

（1）条件A：此时试样放置在GB/T 6529-2008规定的标准大气条件下进行调湿，然后将调湿后的试样放入密封容器内。经（纵）向取5块，纬（横）向取5块，共10块试样。

（2）条件B：将试样放置于（105±3）℃的烘箱内干燥（30±2）min取出，放置在干燥器中冷却，冷却时间不少于30min。经（纵）向取3块，纬（横）向取2块，共5块试样。

需要注意的是条件A和条件B所测的结果不具有可比性。

2.测试火焰蔓延性能

用试样框架模板在样品的长度和宽度方向各取3块，共计6块试样，每块试样的尺寸为（560±2）mm×（170±2）mm。对于表面点火，如果试样的两面不同，并且预试验表明两面的燃烧性能不同，则两面应分别试验。

将试样放在GB/T 6529-2008规定的标准大气条件下进行调湿。调湿后如果不立刻进行测试，应将调湿后的试样放入密闭容器内。每一块试样从调湿大气或密闭容器中取出后，应在2min内开始测试。

（二）45°法

1.测试燃烧速率

取样尺寸为160mm×50mm，取5块试样。取织物燃烧速率最快的方向作为试样的长度方向。如织物燃烧速率最快方向未知，则先进行预试验，以确定燃烧速率最快的方向和部位。一般而言，绒面纺织品的火焰燃烧速率沿织物表面绒毛逆向时最迅速，对于服装，同一部位的所有各层以及接缝部位都宜进行预试验。当预试验中试样经（纵）、纬（横）向燃烧速率无区别的非绒面纺织品，宜以经（纵）向作为长度方向。

将取好的试样放置在下夹板上，欲燃烧的一面朝上，试样燃烧速率最快的方向端放置在试样夹顶部，放上试样夹的上夹板，用夹子夹紧上下夹板。绒面纺织品需要经过刷毛程序，试样的绒面向上，逆向刷毛一次。

再将装好试样的试样夹放平放在（105±3）℃的烘箱内，（30±2）min后取出，置于干燥器中，冷却不少于30min。干燥和冷却过程中，应注意不触碰试样表面。

2.测试损毁面积和接焰次数

距离布边至少100mm剪取试样，在A法时取样尺寸为330mm×230mm，长度方向与织物的经（纵）向或纬（横）向平行，每一样品经（纵）向和纬（横）向各取3块，如织物正反面不同，需另取一组试样，分别对两面进行试验。在B法时，试样长度为100mm，质量约为1g，长度方向与织物的经（纵）或纬（横）向平行；对于纱线取一束长度为100mm，质量约为1g作为一个试样，每一样品经（纵）向和纬（横）向各取5块，纱线样品取5束。

对试样根据需要按照下列条件之一进行调湿和干燥，其中B法试样应先卷成圆筒状塞入试样支承线圈中后再调湿或干燥：

（1）试样放置在GB/T 6529-2008规定的标准大气条件下进行调湿，然后将调湿后的试样放入密封容器内；

（2）试样放置在（105±3）℃的烘箱内干燥至少（60±2）min，取出后放置在干燥器中至少冷却30min。

想一想：对比纺织品燃烧性能测试垂直法和45°法，系统地说一说两大类方法在试样准备上有何不同之处。

二、检测实施

（一）测试大气条件

1.垂直法

试验仪器如图6-1所示。

（1）测试损毁长度、阴燃和续燃时间：在温度为10～30℃，相对湿度为30%～80%的大气环境中进行。

（2）测试火焰蔓延性能：在温度为10～30℃，相对湿度为15%～80%的大气环境中进行。

2.45°法

试验仪器如图6-2、图6-3所示。

（1）测试燃烧速率：采用一般室温条件，但试验需在无风条件下进行。

（2）测试损毁面积和接焰次数：与垂直法测试火焰蔓延性能相同。

图6-1　垂直法织物阻燃性能测试仪

图6-2　大45°法织物阻燃性能测试仪（GB/T 14645-2014）

图6-3　小45°法织物阻燃性能测试仪（GB/T 14644-2014）

（二）测试

1.垂直法

对于织物燃烧性能采用垂直法测试的两种情形其步骤如下。

（1）损毁长度、阴燃和续燃时间。

①调节火焰。关闭试验箱门，供气点火，调节火焰高度，稳定达到（40±2）mm。在开始试验前，火焰在此状态下稳定地燃烧至少1min，然后熄灭火焰。

②安装试样。从密封容器或干燥器内取出试样，装入试样夹，确保试样的平整、底边平齐，试样夹边缘以足够数量的夹子夹紧，安装好的试样夹上端承挂在支架上，侧面通过固定装置固定，垂直挂于试验箱中心。

③点火燃烧。关闭箱门，点火待火焰稳定后，移动火焰使试样底边正好处于火焰中点位置上方，点燃试样，这一操作应在试样取出1min内完成。条件A点火时间为12s，条件B点火时间为3s。

④记录时间。满足点火时间，移开并熄灭火焰，同时打开计时器记录续燃时间和阴燃时间，精确至0.1s。如出现试样烧通现象，予以记录。

试样为熔融性纤维制成的织物在燃烧过程中如有熔滴产生，应在试验箱的箱底平铺上10mm厚的脱脂棉。观察熔融脱落物是否引起脱脂棉的燃烧或阴燃，并记录。

打开风扇，将试验中产生的烟气排出。

⑤测试损毁长度。开箱取出试样，沿着试样长度方向上损毁面积内最高点折一条直线，在试样的下端一侧，距其底边及侧边各约6mm处，挂上选用的重锤，再用手缓缓提起试样下端的另一侧，让重锤悬空，再放下，测量并记录试样撕裂的长度，即为损毁长度，精确至1mm，见图6-4。对于燃烧时熔融又连接到一起的试样，测量损毁长度时应以熔融的最高点为准。

清理试验箱和关闭风扇，以进行下一个试样的测试。

图6-4　损毁长度测量

（2）火焰蔓延性能。

①调节火焰。

程序A（表面点火）：测试前应确保点火器位置正确，将点火器放在垂直预备位置上，点燃点火器预热至少2min，将点火器移至水平预备位置，在黑色背景下调节水平火焰高度，使点火器顶端至黄色火焰尖端的水平距离为（25±2）mm，在每组试样试验前都应检查火焰高度。调节完成后移动点火器到水平的试验位置，以确定火焰在正确的位置接触试样。

程序B（底边点火）：测试前应确保点火器位置正确，将点火器放在垂直预备位置上，点燃点火器预热至少2min，在黑色背景下调节垂直火焰高度，使点火器顶端至黄色火焰尖端的水平距离为（40±2）mm，在每组试样试验前都应检查火焰高度。调节完成后移动点火器从垂直预备位置到倾斜的试验位置，以确保试样的底边对分火焰。

②安装试样。将一块试样放到试样框架上，试样的背面距框架至少20mm，并按要求装标记线（图6-5），并使标记线在一定张力下与试样保持相对位置，将试样框架装在支承架上，使试样呈垂直状态。记录是样品的纵向还是横向是垂直的，以及样品的哪一面朝向测试火焰。

③点火燃烧并记录。对试样点火10s或者按照GB/T 8746-2009中的临界点火时间进行测试、观察和记录。

a.从点火开始到第一条标记线被烧断的时间（s）；(www.xing528.com)

b.从点火开始到第二条标记线被烧断的时间（s）；

图6-5　试样框架

1—第三条标记线2—第二条标记线3—织物试验样品4—第一条标记线5—固定针6—隔离棒（可选）7—燃烧器（定向表面点火）

c.从点火开始到第三条标记线被烧断的时间（s）。

重复安装试样和点火燃烧，逐一测试剩余的5块试样，所有的都试样都以相同的表面朝向火焰。

2.45°法

对于织物燃烧性能采用45°法测试的两种情形其步骤如下。

（1）燃烧速率。

①调节火焰。将已安装好试样的试样夹置于试样架上，调节试样架，使燃烧器顶端距离试样表面8mm。供气点火，调节火焰长度，使燃烧器顶端到火焰尖端的距离为16mm。点火时火焰垂直作用于试样表面。试样表面点火处到标志线距离127mm，距离试样底边19mm，见图6-6。

②安装试样。从干燥器中取出一个已装好试样的试样夹，置于燃烧试验箱内的试样架上，将标志线穿过试样架平板的导丝钩，然后在穿出导丝圈的标志线下方挂一重锤，使之绷紧，计时器调至零点，关闭试验箱门。

图6-6　试样夹

③点火燃烧。点火使火焰与试样表面接触（1±0.05）s，同时开启计时器。当火焰烧到标志线时，重锤因线被烧断而下落，计时器停止计时。出现底边点火时应重新试验，从干燥器中取出试样到点燃试样的时间不应超过45s。

④记录。观察试样的燃烧状态，记录计时器所示的火焰蔓延时间以及燃烧状态。对于绒面纺织品，试样应继续燃烧以确定基布是否燃烧熔融。

每次试验结束后，打开风扇将试验中产生的烟气排出，在测试下一块试样前关闭风扇。

（2）损毁面积和接焰次数。

①调节火焰。关闭试验箱前门，供气点火，调节火焰高度使其稳定达到（45±2）mm，并应在第一次试验前使火焰在这一状态下稳定燃烧至少2min，然后熄灭火焰。

②安装试样。

A法：将试样从密封容器或干燥器内取出装入试样夹中，待测试的一面朝向试样夹下部，并用固定针固定试样，使试样平整不松弛。试样夹呈45°放置在燃烧试验箱中，燃烧器顶端与试样表面距离为45mm。

B法：将试样支承线圈从密封容器或干燥器内取出，45°方向放在线圈支持架上，并调节试样最下端与火焰顶端接触。

③点火燃烧并记录。

A法：点火，使试样表面与火焰接触，点火时间为30s，试样从密封容器或干燥器中取出至点火应在1min以内完成。观察和测定续燃时间和阴燃时间，精确至0.1s。

打开风扇，将试验中产生的烟气排出，开箱取出试样，用求积仪测定损毁面积，测量损毁长度。当燃烧引起布面不平整时，先用复写纸将损毁面积复写在纸上，再用求积仪测量。对于脆损边界不清晰的试样，撕剥边界后测量。

清除试验箱中碎片，关闭风扇，以测试下一个试样。

B法：点火，当试样熔融、燃烧停止时，重新调节试样架，使残存的试样最下端与火焰接触，反复进行这一操作，直到试样熔融燃烧90mm的距离为止。

记录试样熔融燃烧90mm所需接触火焰次数，当试样在接近90mm处再次点火时，若继续燃烧超过90mm，此次的燃烧不记录到接焰次数中。打开风扇，将试验中产生的烟气排出。打开试验箱，去除残留物，测试下一个试样。

想一想：对比纺织品燃烧性能测试垂直法和45°法，系统地说一说两大类方法在火焰调节及点燃时间上有何不同之处？

三、结果处理

1.垂直法

（1）测试损毁长度、阴燃和续燃时间。

条件A：分别计算经（纵）向、纬（横）向5块试样的续燃时间、阴燃时间和损毁长度的平均值，结果精确至0.1s和1mm。

条件B：计算5块试样的续燃时间、阴燃时间和损毁长度的平均值，结果精确至0.1s和1mm。

（2）测试火焰蔓延性能。在具体每一块试样测试中，做好观察和记录。

2.45°法

（1）测试燃烧速率。根据表6-2对结果进行计算和分级。

表6-2　燃烧性能分级

注1.“无”是指试样未点燃或标志线未烧断。

2.非绒面纺织品燃烧评级时需考虑两个因素：①所有试样火焰蔓延时间（ti）的个数；②火焰蔓延时间值（ti）或平均值（）。绒面纺织品燃烧分级时需考虑三个因素：①所有试样火焰蔓延时间（ti）的个数；②所有试样基布点燃的个数；③火焰蔓延时间值（ti）或平均值（）。

a当需增加5块试样时，再按表中试样数量为10块时进行评级。

对于试样燃烧等级为1级或2级的样品，按照GB/T 8629-2017的规定洗涤1次，测试洗涤后燃烧性能。3级的样品则无需测试洗涤后燃烧性能。对于洗涤，可根据需要按照GB/T 19981.2-2014要求选择标准中表1所规定正常材料干洗程序进行干洗。

（2）测试损毁面积和接焰次数。A法：分别计算经纬向试样续燃时间、阴燃时间、损毁长度和损毁面积的平均值，结果精确至0.1s、1mm和1cm2。

B法：分别计算经纬（纵横）向试样或纱线试样接焰次数的平均值，结果取整数。

想一想：对比纺织品燃烧性能测试垂直法和45°法，简述它们在结果评定上的差异。

看一看：扫描二维码，观看纺织品燃烧性能45°方向燃烧速率的测定，纺织品燃烧性能45°方向损毁面积和接焰次数的测定，纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定操作视频。

纺织品燃烧性能45°方向燃烧速率的测定

纺织品燃烧性能45°方向损毁面积和接焰次数的测定

纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定

练一练：

（1）填空：在GB/T 5455-2014中，规定取样尺寸为（），根据条件不同，分别应取（）块和（）块试样。而在GB/T 5456-2009中，规定取样尺寸为（），取样数为（）块。

（2）填空：损毁长度是指在规定试验条件下，在规定方向上材料（）的最大长度。

（3）选择：在GB/T 14644-2014中，下列说法正确的是（）。

A.取样5块，尺寸为160mm×50mm，所取试样长度方向，可遵循与织物经向平齐的原则。

B.试样装于试样夹上，应在（105±3）℃的烘箱内一定时间后，取出冷却，再放入干燥器中。

C.点着燃烧器，火焰与试样表面接触时间为（1±0.05）s。

D.试样还需经规定条件洗涤后再测试洗涤后的燃烧性能。

（4）选择：对于纺织品燃烧性能45°方向损毁面积和接焰次数的测定中，下列说法正确的是（）。

A.试样燃烧60mm的距离需要接触火焰的次数。

B.A法和B法取样完全相同。

C.B法是在试样表面点火，测量接焰次数。

D.在温度为10～30℃，相对湿度为15%～80%的大气环境中进行。

（5）判断：对某种非绒面纺织品取样5块，采用45°法测试其燃烧速率，仅有1个试样测得时间，为3.8s，由此可判定这一纺织品燃烧等级为1级。（）