纺织与服装产品的阻燃性能

纺织与服装产品的阻燃性能

0阻燃剂的应用由于其自身的结构特征，纺织和服装产品具有高度的流动性。一旦发生火灾，就很容易引起火灾。过去人们对日常生活中频繁使用如家居服、睡衣装等服用纺织品,以及窗帘、帷幕等装饰用纺织品的阻燃功能关注较少。但近几年,在日常生活中由于衣物易燃引起的火灾事故在国内外频频发生,使得人们对纺织与服装产品的阻燃性能越来越重视。为了降低和防止这类安全隐患发生,一些发达国家制定了一系列的标准和技术法规严格控制纺织品的燃烧性能,禁止销售不符合标准的纺织品要求。这在一定程度上促进了普通服用和装饰用纺织品阻燃功能的开发,由于这些纺织品一般是通过添加阻燃剂而获得阻燃功能,从而导致了一些有毒有害阻燃剂的滥用,虽然在一定程度上提高了产品的阻燃性能,但这些有毒有害的阻燃剂通过纺织品与人体直接接触,同样也直接危害到人体健康。正是基于此,笔者从燃烧性能安全和禁/限用阻燃剂含量两方面对纺织与服装产品存在的质量安全风险进行了分析,通过对国内外纺织与服装产品燃烧性能安全要求和禁/限用阻燃剂相关标准和技术法规之间的差异比对,以及对已发生和预警风险案例的分析,提出了完善相关标准以及对上述两种风险进行合理监管的建议。1安全风险分析1.1安全风险的基本前提1.1.1织物的易燃性纺织品的燃烧性能一般可用火焰蔓延速率、续燃时间、阴燃时间和损毁长度等指标来表征。对于日常生活中常用的服用和装饰用纺织品来说,上述指标虽不一定需要达到特殊防护服的阻燃要求,但可以通过设计或一些其他合适的方法尽量降低其易燃性。一般来说,织物的火焰蔓延速率越小,续燃时间越短,在接触火源时其着火时间相对较慢,可以给人们争取反应时间摆脱火源对身体的烧伤,或避免火灾的发生。因此,纺织品的燃烧性能是影响人生安全的重要指标。对于纺织与服装产品来说,决定其燃烧性能的主要有材料、织物组织结构、设计等多方面的因素。首先材质方面:日常使用的家居服、睡衣装等服用纺织品,以及窗帘、帷幕等装饰用纺织品都是采用易燃的棉质或合成纤维材料制成;其次织物组织结构:如一些冬季家居服为了到达一定的保暖效果,会使用一些绒面织物,这些绒面织物表面的绒毛很容易被点燃并把火蔓延开来;三是设计方面:有些睡衣考虑到舒适性会设计得比较宽松,走动时摆幅比较大,容易靠近火源而被点燃。1.1.2阻燃织物的制备方法阻燃剂是对纺织与服装产品进行阻燃整理时添加的一种化学助剂,目前用于纺织品上的阻燃剂包括以溴系、磷氮系、氮系、红磷及其化合物为代表的有机阻燃剂和以三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硅系物等为代表的无机阻燃剂。阻燃剂阻燃的方式有两种:一种是直接通过涂层工艺对织物进行阻燃整理,另一种是通过在纺丝液中添加阻燃剂而制成各类阻燃纤维,然后通过混纺制成各种纺织产品。部分阻燃剂成分可能对人体有毒有害,如三-(2,3-二溴丙基)磷酸酯(Tris)、三-(氮环丙基)-膦化氧(TEPA)、多溴联苯(PBB)、五溴联苯醚(C１２H５Br５O)和八溴联苯醚(C１２H２Br８O)等,这些阻燃剂被大量应用于纺织品的阻燃整理中,在整个产业生产链中都可能对人体或环境带来危害。1.2危害类型分析纺织与服装产品由于阻燃性能很差,或者禁(限)用阻燃剂含量超标对人体或环境产生的可能危害主要如下。1.2.1阻燃性很差人们在日常生活中,不可避免地会接触到一些火源,在从事这些活动时,有可能不小心使自己身上穿着的衣服接触到了这些火源,如果衣服的阻燃性很差,就很有可能导致火势迅速蔓延而来不及反应,从而导致烧伤,甚至引发火灾。特别是对于儿童,其行为不可控,更容易因玩火而导致烧伤或引发火灾。1.2.2生物及其他树种目前,应用在纺织品上的许多阻燃剂如多溴联苯醚已被确认具有持久性与积蓄特性,其在自然环境中很难分解,可通过食物链进入动物和人体内,在脂肪组织积累后,其浓度会逐渐升高。这类化学物质的残留性和毒性很有可能给环境和人体造成严重影响,会导致人和生物患癌、出生缺陷或神经系统损害。消费者穿着禁用阻燃整理剂含量超标的衣服,其皮肤与织物长期直接接触过程中,残留的禁用阻燃整理剂会迁移到体内积蓄后可能会诱发癌症。1.3阻燃剂的安全性纺织品与服装产品阻燃性能不好的案例,目前大多是因阻燃性能差而导致的烧伤或火灾,而对于阻燃剂含量超标而导致的危害,目前没有相关案例,但欧盟开展了阻燃剂毒理性研究和风险评估,已经禁止或限制部分有毒有害阻燃剂的使用。1.3.1火灾事件对服装的影响在全世界每年的家庭火灾中,纺织品着火占很大比例,造成了巨大的生命和财产损失,据美国消费品安全委员会(CPSC)估计,1995-2002年间,由纺织品引起的住宅失火达17225起,每年平均有400人死亡,1990人受伤,美国每年住宅失火引起的财产损失平均达5.5亿美元。统计显示上述火灾事故中,引发火灾的大多为家居服、睡衣等棉织物,床垫、被褥等床上用品,以及窗帘、帷幕等装饰织物等。在美国CPSC收集到的一起火灾事故案例中,有一位80岁的老人穿着女式绳绒线睡衣做饭时被燃气灶点着,由于该睡衣比较宽松,而且表面还有绒毛,其被点着时火速蔓延很快,造成2级烧伤［１］。欧盟各成员国也有相关的案例统计,据英国家庭事故监控系统(HASS)和休闲事故监控系统(LASS)的统计数据显示,在1996-1999年间,英国16家医院共接到服装导致儿童伤害的事故共995起,其中起火事故73起,大概占7%。据统计,我国每年由于衣物着火引起的伤害事件约750起,其中约80起是重大伤害,且大多发生在12岁以下的儿童身上。例如,2012年12月,江西省某县城有一位3岁左右的小女孩在木炭火炉旁取暖时睡着了,爷爷奶奶怕她着凉,就在她下半身披了一个棉外套,由于靠火炉太近,炉火引燃了棉外套的下摆,尽管老人把着火的衣服撕开了,由于火势太快,还是造成了深3度的烧伤［２］。1.3.2repax的生产与表现我国出口的纺织与服装产品也有由于阻燃性能达不到进口国要求而被召回的案例,主要以美国CPSC通报召回为主,欧盟REPAX通报召回相对较少。在2000-2010年间,我国出口美国的纺织产品由于存在各类安全隐患被CPSC召回的案例共计有147例,涉及的产品覆盖了儿童套装、运动服、夹克、睡衣等。其中由于阻燃性能不符合要求而被召回的有35起,占23.8%,数量仅次于由于机械安全隐患而被召回的案例。2国外采取的措施2.1美国、欧盟和国外产品阻燃整理的标准美国、欧盟、日本等发达国家和地区通过制定相关的技术法规和标准对纺织品的阻燃性能提出了要求。由于儿童相对更容易受到火灾的伤害,所以各国在对纺织品制定阻燃性能指标的基础上,又制定了针对童装的燃烧性能的法规。美国在纺织品与服装燃烧性能安全方面的法规和标准最为健全,其早在1953年就通过了《易燃织物法案》及实施条例,并据此制定了一系列标准:16CFR1610《服用纺织品易燃性标准》、16CFR1615《儿童睡衣(0~6X)可燃性标准》、16CFR1616《儿童睡衣(7~14)可燃性标准》。2008年,美国通过《消费品安全改进法》(CPSIA)规定进入美国的所有纺织与服装产品,其燃烧性能要符合16CFR1610的要求,儿童睡衣除了要符合16CFR1610外,还要符合更严格的16CFR1615和16CFR1616。加拿大通过制定《危险产品法规》,对纺织和服装产品的阻燃性能进行了规定,并在此基础上又批准通过了《危险产品(儿童睡衣)条例》。欧盟纺织和服装产品阻燃性能相关的标准有EN14878—2007《纺织材料儿童睡衣的燃烧特性规范》,该规范对6个月到14岁的婴儿/儿童家居服装(包含睡衣、浴袍及其他晚间穿着的衣物)的燃烧性能提出了具体的安全要求。日本的服装类产品阻燃性能要求包含在本国的消防法中,其主要是针对公共场所必须使用防火物质制定的有关规定,其中与纺织品有关的产品主要有窗帘(薄料/厚料)、幕布、地毯、床上用品、服装和家居覆盖物。2.2发布强制性指令对纺织原料、生产过程及成品中有害物质以及物质的要求与美国更关注纺织与服装产品的燃烧性能相比,欧盟更关注纺织与服装产品中的生态安全要求,一方面以立法的方式发布一些强制性指令对纺织品原料、生产过程及成品中的有毒有害物质以及化学物质提出限量要求如有害物质限制指令76/769/EEC及其修订与补充指令;一方面是通过自愿性生态纺织品标准Eco-label和Oeko-Tex标准100对纺织品提出了更为严格的生态安全要求。2.2.1限制物质清单的xvii欧盟于1976年发布了关于限制销售和使用某些危害物质和制剂的76/769/EEC,通常被称为有害物质限制指令。该指令从发布截止到2009年6月,已经历了60多次修订,形成了一个比较完善的限制有害物质的法规体系,包含的危险化学物质已达50多种。2009年6月以后,该指令中提出的禁限用物质全部被纳入了REACH法规限制物质清单附录XVII中。其中有关纺织品与服装中阻燃剂的禁限用指令主要为79/663/EC、83/264/EEC和2003/11/EC三个修订指令。1979年7月24日,欧盟理事会发布79/663/EEC号指令,对76/769/EEC进行第一次修订。该指令规定,禁止在接触皮肤的纺织材料中使用三(2,3-二溴丙酯)-磷酸盐(TRIS)。1983年6月6日,欧盟理事会发布83/264/EEC号指令,对76/769/EEC进行第四次修订。该指令规定,禁止在与接触皮肤的纺织材料中使用三-(吖丙啶基)-(氧膦基)(TEPA)和多溴联苯(PBB)两种阻燃剂。2003年2月6日,欧盟理事会发布2003/11/EC号指令,对76/769/EEC进行第二十四次修订。该指令规定,禁止销售和使用五溴二苯醚(PBDE)和八溴二苯醚含量(OctaBDE)超过0.1%的混合物或者整理剂,禁止销售和使用任何阻燃材料中PBDE和OctaBDE含量超过0.1%的产品。2.2.2纺织生产加工中的4个标准化和4个阶段、不同产品之间的生态标准欧盟生态标签始于1993年,到目前为止,Eco-label所涉及的产品范围已达包括纺织品在内的数10种,且其扩展速度正在加快,最早的纺织产品Eco-label标准是根据1999年2月17日欧盟委员会关于建立生态标准以授予某些符合要求的纺织产品欧盟生态标签的1999/178/EC号指令而建立的,2002年欧盟委员会又通过了2002/371/EC决议,对原有的授予某些符合要求的纺织品生态标签的生态纺织品标准进行了修订,并发布了新的纺织品Eco-label标准。该标准的目的主要在于促进纺织生产加工全过程中的关键工序中减少废水的产生和排放,以降低对环境、生态和人类健康的危害,覆盖了纺织品从纤维种植或生产、纺纱织造、印染、后整理等全生命周期,其根据纺织产品大致的生命周期分成纺织纤维标准、加工和化学品标准以及适应性标准三个主要部分。该标准中没有规定具体禁限用的阻燃剂,而是更严格地规定了只要含有R40(有致癌性而限用)、R45(可致癌)、R46(可引起遗传性损害)、R49(可引起吸入性致癌)、R50(对水生物非常毒)、R51(对水生物有毒)、R52(对水生物有害)、R53(对水环境可能产生长期的不利影响)、R60(可降低生育能力)、R61(可损害胎儿健康)、R62(有可能降低生育能力)、R63(有可能损害胎儿健康)或R68(有可能引起多种不可逆的危害)13种危害风险物质的阻燃剂或阻燃剂配置品中时,则其含量不得超过0.1%(有关与危险物质分类号相对应的化学物质名称参见欧盟指令67/548/EEC及其修订版)。2.2.3验规则的标准Oeko-Tex标准100是由一个国际性民间组织“国际生态纺织品研究和检验协会”发布的有关纺织品上有害物质的限定值和检验规则的标准,自1992首次发布以来,已经过多次修改,现已到2013版。该标准作为一个生态纺织品符合性评定程序,现已成为各国使用最为广泛的纺织品生态标志,其提出的多达9种禁/限用阻燃剂,包括多溴联苯、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、三吖啶基氧化磷、五溴二苯醚、八溴二苯醚、六溴环十二烷、十溴二苯醚、短链氯化石蜡、磷酸三(2-氯乙基)酯。3中国采取的措施3.1阻燃材料的标准我国纺织品阻燃性要求主要是针对防护服、公共场所内使用的织物、交通运输工具内饰织物提出的,包括国家标准GB17591—2006《阻燃织物》、GB8965—1998《阻燃防护服》和GB20286—20065《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》等。各个标准中考核纺织品燃烧性能的试验方法不尽相同,指标也有所不同,具体如下。GB/T17591—2006《阻燃织物》适用于装饰用、交通工具(包括飞机、火车、汽车和轮船)内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物,并按用途分别对产品的以下阻燃性指标提出了要求:装饰用织物的损毁长度、续燃时间和阴燃时间,飞机和轮船内饰用织物的损毁长度、续燃时间和燃烧滴落物,汽车内饰用织物的火焰蔓延速度,火车内饰用织物的损毁面积、损毁长度、续燃时间、阴燃时间和接焰次数,阻燃防护服用织物的损毁长度、续燃时间、阴燃时间和熔融、滴落,且按考核指标的高低将其分为B1和B2两个级别［３］。GB8965—1998《阻燃防护服》主要是针对阻燃防护服,对所用材料的理化性能和服装的款式、号型、结构等提出了要求,其中阻燃性考核指标主要为衣料的续燃时间、阴燃时间损毁长度熔融、滴落和缝纫线的接焰次数［４］。GB20286—2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》规定了公共场所用阻燃制品及组件的定义及分类、燃烧性能要求及标识等内容。标准将产品分成:阻燃建筑制品、阻燃织物、阻燃塑料/橡胶、阻燃泡沫塑料、阻燃家具及组件和阻燃电线电缆六大类。其中阻燃织物主要指的是公共场