纺织品玩具的燃烧速率测试是45度斜面法,设备看起来比垂直燃烧箱简单得多——就是一个倾斜45度的金属框,配一个可控火焰的微型本生灯。但真的进操作室做过几百次之后就会发现,这个”简单”测试的偏差来源不少,手不稳、样品状态稍有不同,结果就差很多。
样品准备:从哪块布料开始剪
标准要求每个样品是150mm×50mm的矩形布条,经向和纬向各取5块(共10块)。取样的位置有讲究——不能从布边5cm以内剪,因为布边密度大、紧度强,燃烧速度会偏慢,不能代表面料平均水平。
剪好后在恒温恒湿箱里平衡至少4小时(20±2度、65±2%RH),目的是让面料的含水率稳定。这个环节前面说过,不能省——湿度差5%,燃烧时间能差10%以上。
夹持:松紧影响读数
布条用两个金属夹子固定在45度斜面上——上端的夹子夹布条头,下端的砝码夹布料自然下垂。关键在张力——夹持后布条表面要平整不能起皱,但也不能拉太紧,太紧的布料纤维被拉伸后燃烧速度会变慢。我们一般让布条自然下垂后再稍微拉平即可,用游标卡尺量布料宽度,宽度变化超过±1mm说明拉太紧了。
标线位置也要核对:下标记线距底端25mm,上标记线距底端100mm。燃烧距离就是75mm——这样时间除以距离就是燃烧速率。
点火:1秒钟的控制
本生灯的火焰高度调到16mm(用高度标尺校准),这个是标准硬性规定的。灯管口对准布条下标记线上方1mm处,点火1秒整。这个”1秒”是关键——我们用的秒表计时器接在PLC控制器上,手动按钮点火、自动计时,避免人按秒表的反应延迟。
火焰1秒后撤走,布条上的火苗继续往上烧。用秒表记录从下标记线烧到上标记线的时间(单位秒)。如果火苗没烧到上标记线就灭了,记录燃烧距离和停止时间。
读数与判定:什么情况算不合格
对一般纺织品玩具(不包括头戴玩具),EN71-2的判据是:表面闪燃速度不能超过30mm/s。就是说75mm的距离至少要烧2.5秒以上。
实际操作中有几个判定的灰色地带:
1. 如果布条烧的过程中有熔融滴落物(常见于涤纶面料),滴落物不算在燃烧长度里。但如果滴落物掉下来把下方的滤纸引燃了,按ASTM F963要记录为”点燃滤纸”,可能降级。
2. 如果只有表面绒毛烧了、基底织物没着火,算不算”表面闪燃”?算。EN71-2管的就是表面闪燃,不管基底。
3. 同一方向(经或纬)10个样品的燃烧时间取平均值。如果某个样品的值明显偏离(比平均值偏离25%以上),要检查这个样品有没有异常——比如有拼接缝、有油污、有印花等影响燃烧的因素。有的话排除后补测。
常犯的错误
说几个我们实验室新人经常踩的坑:
一是火焰高度没校准。本生灯用久了针阀松动,火焰高度跑偏。必须是16mm,多1mm少1mm结果都不一样——我们做过验证,火焰高度15mm时同一面料的燃烧时间比16mm时长约15%。
二是测试环境有风。空调出风口对着设备,样品被风吹,燃烧速度会受影响。环境风速要控制在0.2m/s以下,所以我们做燃烧测试时关空调关窗。
三是忽略了起毛方向。同一块面料,顺毛方向和逆毛方向的燃烧速度可以差一倍。标准上没有明确说这个,但我们内部规定两个方向都要测,报告取不利值(燃烧更快的那个)。