Una guida completa ai tessuti ignifughi e ai test ignifughi

 

I test di resistenza alla fiamma per i tessuti sono essenziali per la sicurezza dell'utente e la conformità internazionale. I test di resistenza alla fiamma comportano l'esposizione di un tessuto alla fiamma per determinare il suo comportamento di spegnimento, la resistenza al fuoco e la lunghezza della carbonizzazione in caso di danni al tessuto. Diversi standard ISO e ASTM valutano la resistenza alla fiamma dei tessuti. Qui, parleremo di tessuti ignifughi e Test di ritardanza di fiamma.

Cos'è il tessuto ignifugo?

Ritardante di fiamma I tessuti (FR) sono realizzati con fibre intrinsecamente non infiammabili o permanentemente ignifughe.

I tessuti che non hanno proprietà ignifughe intrinseche vengono trattati con finiture ignifughe, che rallentano l'impatto del fuoco e sviluppano la proprietà autoestinguente del tessuto.

I normali tessuti non ignifughi sono trattati con uno speciale rivestimento per proteggerli dal fuoco.

L'abbigliamento ignifugo, precedentemente noto come abbigliamento ignifugo, è un capo specializzato di abbigliamento protettivo personale richiesto in molti luoghi di lavoro. L'abbigliamento ignifugo, o abbigliamento FR, è utilizzato in occupazioni che comportano rischi intrinseci di incendio, esplosione o contatto con apparecchiature elettriche sotto tensione.

 

I settori e le professioni che utilizzano gli indumenti FR come metodo definitivo per controllare questi pericoli includono elettricisti, addetti alla riparazione e manutenzione di servizi elettrici, raffinerie, aziende farmaceutiche e chimiche, produzione di carta e cellulosa e lavorazione alimentare.

Se tu o i tuoi dipendenti avete bisogno di indumenti ignifughi per svolgere il vostro lavoro in sicurezza, ecco alcune cose importanti che vale la pena sapere.

Autoestinguente

Gli indumenti ignifughi sono autoestinguenti. A differenza dei tessuti convenzionali, il materiale ignifugo è, per definizione, autoestinguente. Non alimenterà un incendio; piuttosto, lo farà morire di fame impedendo l'ingresso di ossigeno attraverso il materiale.

Il materiale estinguerà naturalmente l'incendio se esposto a una breve fiamma intermittente mentre si indossa questo indumento. Questa capacità riduce significativamente il rischio di ustioni per chi lo indossa e può spesso fornire tempo prezioso per fuggire dall'ambiente non sicuro.

Intrinsecamente resistente alla fiamma

Alcuni materiali sono naturalmente ignifughi e alcuni produttori realizzano prodotti che sono naturalmente ignifughi e non necessitano di essere trattati chimicamente per essere classificati secondo lo standard FR.

Le fibre naturali come lana e seta in genere non si sciolgono e sono difficili da incendiare, il che le rende delle buone candidate per l'equipaggiamento FR. Più la lana è stretta e pesante, più è resistente al fuoco.

Alcune fibre sintetiche, come il poliestere e il nylon, sono anche più difficili da accendere; tuttavia, una volta che prendono fuoco, tendono a sciogliersi. Come la lana, più stretta è la trama, più il tessuto sarà ignifugo.

Un vantaggio dei tessuti intrinsecamente ignifughi è che sono progettati per essere ignifughi per l'eternità. Poiché le loro proprietà FR sono incorporate a livello molecolare, offrono una protezione antincendio che non si lava né si usura.

Trattamenti chimici FR

Altri tessuti possono ancora essere resi ignifughi. I tessuti naturali come il lino e il cotone possono incendiarsi facilmente e causare una rapida diffusione della fiamma, ma possono essere trattati con sostanze chimiche che estingueranno la fiamma.

I produttori alternativi trattano gli indumenti con un composto nella fase finale della produzione. Questo composto estingue il fuoco privandolo dell'ossigeno necessario per continuare a bruciare.

Uno svantaggio di questi tessuti trattati è che le loro proprietà FRP si degradano nel tempo e offrono sempre meno protezione, poiché l'esposizione ai raggi UV, le abrasioni e i lavaggi ne compromettono le prestazioni.

Un'altra preoccupazione è che i trattamenti chimici FR applicati a tessuti come il cotone possono avere effetti negativi sull'ambiente. Ad esempio, gli effluenti prodotti nel processo potrebbero finire nell'ambiente naturale e contaminarlo.

Ritardanti di fiamma bromurati (BFRS)

Il materiale ignifugo può essere tossico. Una domanda comune sugli indumenti ignifughi è se siano tossici. La risposta non è sempre semplice, ma i trattamenti chimici FR applicati a tessuti come il cotone presentano regolarmente gravi problemi ambientali.

Attualmente, il gruppo FR più commercializzato è ritardanti di fiamma bromurati (BFRS).

È il prodotto più distribuito al mondo grazie alla sua combinazione di elevata efficacia e basso costo. Attualmente sono riconosciuti circa 75 BFRS.

Tuttavia, alcuni di questi sono stati ritirati dal mercato a partire dagli anni '1970 a seguito di avvelenamenti accidentali dovuti all'ingestione, il che dimostra la tossicità di quelle classi specifiche.

Considerazioni sugli indumenti FR

Quando si acquista o si indossa un capo di abbigliamento FR, bisogna tenere in considerazione diversi aspetti.

Dopo aver valutato i rischi e aver acquisito familiarità con le mansioni che l'utente dovrà svolgere, si può iniziare a valutare quale stile e peso dell'indumento ignifugo sia più adatto e pratico per il lavoratore.

Quale valore di prestazione termica dell'arco è richiesto? Questo valore delinea la prestazione del materiale Fr quando è esposto a scariche elettriche.

Il prodotto FRP soddisfa gli standard di sicurezza e i requisiti normativi? Qual è l'aspettativa di vita del capo e quanto presto dovrà essere sostituito?

Queste informazioni ti aiuteranno a fare una scelta consapevole per quanto riguarda l'abbigliamento FR, ma non rappresentano la fine della tua ricerca.

Investire il tempo e il denaro necessari per fare ricerche e selezionare i prodotti giusti garantirà durata, comfort e, soprattutto, la certezza di ottenere la protezione necessaria.

Come testare i tessuti ignifughi?

Come vengono testati i tessuti FR? Gli standard di sicurezza richiedono che i tessuti ignifughi siano testati per verificare che svolgano in modo coerente ed efficace il loro compito primario di autoestinguenza o non infiammabilità.

A seconda dei pericoli contro cui il tessuto intende proteggere e degli standard di sicurezza applicabili, potrebbero essere necessari vari test diversi.

Metodi diversi vengono utilizzati per misurare le prestazioni degli indumenti FR. Il test più elementare è il test di infiammabilità ASTM D 64 13, noto anche come test della fiamma verticale. Vediamo lo standard comune per i test FR dei tessuti.

Metodo della fiamma verticale ASTM D 6413

Il test più fondamentale per determinare se un capo è ignifugo è chiamato prova di fiamma verticaleIn questo test, una striscia di tessuto viene posta in un supporto ed esposta a una fiamma libera per 12 secondi.

 

Dopo l'esposizione, il tessuto viene monitorato per eventuali bruciature e l'area danneggiata del campione viene misurata per determinare la lunghezza della carbonizzazione.

L'American Society for Testing and Materials ha sviluppato il metodo di prova per la fiamma verticale, ASTM D6413. Diamo un'occhiata a come viene condotto questo test. La striscia di tessuto in prova viene posizionata nella camera ed esposta a una fiamma per 12 secondi.

 

 

Dopo 12 secondi, la fiamma viene spenta. Vengono misurate due cose. La post-fiamma è la durata della combustione del campione di tessuto dopo lo spegnimento della fiamma, e la lunghezza della carbonizzazione è la lunghezza della rottura nel tessuto dovuta alla carbonizzazione.

Si misura così: la lunghezza del Char è di circa 3.5 pollici.

Diversi standard definiscono la lunghezza massima accettabile della carbonizzazione e la fiamma verticale è un test fondamentale per stabilire se un tessuto si autoestinguerà.

Ma non prevede il livello di protezione su tutto, come una valutazione dell'arco. Ad esempio, diamo un'occhiata a questo test in corso. In questo test, una striscia di tessuto FR blu navy è appesa al centro della camera, pronta per essere testata.

Il dispositivo di prova viene acceso e la fiamma inizia a bruciare nella parte inferiore della striscia. Il timer sulla sinistra esegue il conto alla rovescia da 12 secondi. Dopo 12 secondi di esposizione, la fiamma si ferma e viene misurato il tempo di qualsiasi post-fiamma.

La striscia di tessuto verrà quindi rimossa dal dispositivo per misurare la lunghezza del Char. Ora sappiamo come funziona il test della fiamma verticale.

Diamo un'occhiata a dove viene citato in alcuni standard chiave. Il primo standard di cui parleremo è ASTM F1506. Specifica i requisiti minimi di prestazione per proteggere dall'esposizione all'arco elettrico.

ASTM F1506 Lato flash arco elettrico

La presente norma fornisce specifiche prestazionali per materiali tessili ignifughi destinati ad essere indossati da personale addetto all'elettricità o esposti ad archi elettrici momentanei e rischi termici correlati.

I tessuti vengono valutati in base alle loro prestazioni quando vengono sottoposti ai test specifici elencati in questo standard. Ciò include il test della fiamma verticale, che viene condotto su tessuto non lavato e poi di nuovo su tessuto che è stato lavato a casa 25 volte.

Richiede una lunghezza massima di Char non superiore a 6 pollici e un massimo di 2 secondi dopo la fiamma. Un altro test chiave elencato in questo standard è la determinazione della classificazione dell'arco del tessuto, che nella maggior parte dei casi è il valore delle prestazioni termiche dell'arco.

Altri test a cui si fa riferimento in questa norma includono la resistenza allo strappo, lo scorrimento delle cuciture, la solidità del colore e il restringimento, per citarne alcuni.

Le specifiche dell'indumento sono inoltre descritte in ASTM F1506 compreso se un produttore può tracciare il capo fino al tipo di tessuto da cui proviene e se è etichettato con informazioni specifiche.

L'ASTM F1506 stabilisce alcune linee guida di base per l'abbigliamento quando si desidera proteggere i lavoratori dai pericoli dell'arco elettrico. Ora, abbiamo uno standard chiamato NFPA 2112 sul caminetto acceso.

NFPA 2112 Camino Flash

La norma NFPA 2112 è la specifica prestazionale standard per gli indumenti ignifughi destinati a proteggere il personale industriale dagli incendi improvvisi.

Come ASM F1506, questo standard specifica i requisiti minimi di prestazione per tessuti e componenti ignifughi. Delinea inoltre i requisiti di progettazione per gli indumenti, affrontando sia il tessuto singolarmente che l'indumento nel suo complesso.

Alcune persone potrebbero guardare solo per vedere se un tessuto è certificato per NFPA 2112, ma ci sono anche dei vantaggi nell'avere un capo certificato. Non molti produttori fanno tutto il lavoro per certificare i loro capi secondo NFPA 2112.

I test sui tessuti in questo standard includono anche il test della fiamma verticale, ma è un po' diverso. I tessuti devono essere testati di tanto in tanto dopo 100 lavaggi industriali. Sono più lavaggi rispetto all'ASTM F1506, che specifica 25 lavaggi domestici.

 

La lunghezza massima della carica consentita per superare il test è di 4 pollici e la massima fiamma residua è di 2 secondi. NFPA 2112 include test aggiuntivi, tra cui ASTM F1930, comunemente chiamato "Test del manichino".

Questo test stima il potenziale danno da ustione corporea in un dato indumento quando esposto a un incendio simulato. Il test di prestazione protettiva termica o TPP aiuta a misurare la capacità del tessuto di bloccare l'energia termica convettiva e radiante.

Elenca anche il test del forno utilizzato per misurare il restringimento termico e garantire che i componenti dell'indumento, come strisce riflettenti, cerniere e bottoni, non si sciolgano o gocciolino.

ASTM F 1930 Protezione contro gli incendi improvvisi

L'altro test chiave per i tessuti utilizzati per la protezione dal fuoco improvviso è ASTM F 1930, il test del manichino strumentato. In questo test, una copertura standardizzata realizzata in tessuto viene posizionata su un manichino unico con sensori multipli che misurano il trasferimento di calore attraverso il tessuto.

Il manichino è circondato da bruciatori impostati per generare due calorie di energia termica e viene esposto per tre secondi.

I dati del sensore vengono quindi sottoposti a calcoli per determinare l'area stimata del corpo che avrebbe ricevuto ustioni di secondo o terzo grado. Le mani e i piedi non vengono misurati e la testa viene misurata ma non viene coperta durante il test.

Quindi mostra sempre ustioni di secondo o terzo grado che rappresentano il 7% di una bruciatura corporea calcolata. Il tessuto passa se la percentuale totale di ustioni corporee è inferiore al 50%.

ASTM F 1959 ARC – Protezione Flash

Per i tessuti utilizzati per la protezione dall'arco elettrico, il test chiave è ASTM F 1959, che determina la valutazione dell'arco del materiale. Per questo test, tre campioni di tessuto vengono posizionati su sensori e supporti che circondano un meccanismo che genera un arco elettrico.

Vengono generati più archi elettrici a vari livelli di energia per calcolare il punto in cui l'energia che attraversa il tessuto ha una probabilità del 50% di provocare ustioni di secondo grado.

Una volta stabilito quel punto, le calorie di energia generate sono il rating dell'arco o il valore di prestazione termica dell'arco, noto anche come ATPV. Potrebbe verificarsi una situazione in cui il tessuto si rompe prima che l'ATPV sia stato raggiunto.

 

Se ciò accade, il test è completo e le calorie generate in quel punto sono considerate la valutazione dell'arco. In questo caso, è etichettato come EBT, non ATV. EP T sta per soglia di apertura di rottura dell'energia.

Relazione tra ASTM D6413, ASTM F1506 e NFPA 2112

Quindi, ricapitolando, il test di ammissione di base, ASTM D6413, o il test della fiamma verticale vengono utilizzati per determinare se un tessuto è ignifugo.

Nei loro criteri, gli standard che fanno riferimento al test della fiamma verticale sono NFPA 2112 sul lato del fuoco e ASTM F1506 sul lato dell'arco elettrico. Entrambi gli standard delineano i criteri essenziali per tessuti e indumenti per proteggere i lavoratori da questi pericoli.

NFPA 2112 richiede una lunghezza di Char non superiore a quattro pollici, e ASTM F1506 richiede una lunghezza di Char non superiore a sei pollici. Entrambi gli standard richiedono che la post-fiamma non duri più di due secondi.

Se un tessuto non soddisfa uno di questi requisiti, non è considerato ignifugo e non vengono eseguiti ulteriori test.

Perché i tessuti ignifughi sono importanti?

L'uso di tessuti ignifughi è essenziale per l'industria delle tende da contratto e dei tessuti morbidi. Nel Regno Unito, esiste una rigorosa normativa secondo cui tutti gli arredi morbidi utilizzati in pubblico devono essere ignifughi.

Le normative sono stabilite dagli standard della Consumer Product Safety Commission (CPSC) e dalle organizzazioni del Flammable Fabrics Act (FFA).

Se le tende e gli arredi morbidi non sono resistente al fuoco, il fornitore dovrà affrontare problemi legali, verrà bandito o interromperà il servizio nel Regno Unito.

Il tessuto non prende fuoco e non viene trasferito ad altre cose nella stanza. Al contrario, è molto meno probabile che prenda luce in primo luogo. Se dovesse bruciare, brucerà lentamente e, in alcuni casi, si autoestinguerà.

Test di campioni di tessuto non ignifugo

Qui, stiamo bruciando un campione di tessuto non ignifugo. Come puoi vedere, ha preso fuoco rapidamente dalla candela e le fiamme hanno percorso il materiale, consumandolo.

 

Test del campione di tessuto ignifugo

Abbiamo poi riprovato con un discreto campione di tessuto atomico. Il tessuto ha catturato la luce della candela, ma invece di bruciare, si è sciolto e si è sminuzzato fino a quando le fiamme non si sono spente.

 

In che modo i test di ignifugazione influiscono sulla durata e sulla sicurezza dei tessuti?

I test ignifughi svolgono un ruolo importante nel garantire la durata e la sicurezza dei tessuti utilizzati nei settori tessile, automobilistico, aerospaziale e dell'abbigliamento protettivo. I test FR determinano in che modo un tessuto resiste all'accensione, riduce la propagazione della fiamma e si autoestingue.

I tessuti normali sono trattati chimicamente per renderli FR. Tuttavia, gli effetti UV e i lavaggi multipli riducono la resistenza alla fiamma dei tessuti. I tessuti con proprietà FR intrinseche che mantengono la loro finitura dopo lavaggi multipli sono considerati più durevoli e sicuri.

I migliori tessuti ignifughi per la sicurezza antincendio

I tessuti si dividono in due categorie.

Tessuti intrinsecamente FR

1. Aramide (Kevlar, Nomex)
2. modacrilico
3. PBI (polibenzimidazolo)
4. PANOX (poliacrilonitrile ossidato)
5. Melamina
6. Basofilo
7. Lana
8. Fibra di vetro (fibra di vetro)
9. Fibra di carbonio
10. Fibra di silice

Tessuti FR trattati chimicamente

1. FR Cotone
2. FR Cotton Blends (cotone/nylon, cotone/poliestere)
3. FR Rayon
4. Poliestere FR
5. FR Acrilico
6. FR Viscosa
7. FR Miscele di lana
8. Nylon FR

Test e applicazione

I tessuti FR sono utilizzati in vari settori industriali per la protezione dei lavoratori. I vigili del fuoco utilizzano il tessuto Nomex e FBI per proteggersi dal calore termico. I tessuti trattati con cotone sono utilizzati nei settori del gas, del petrolio e dell'elettricità per prevenire il calore con comfort.

Perché i test di ignifugazione sono importanti per gli indumenti per bambini? 

I test ignifughi sono essenziali per gli indumenti per bambini perché i loro corpi sono più vulnerabili alle ustioni. Gli standard della Consumer Product Safety Commission (CPSC) e il Flammable Fabrics Act (FFA) delineano i requisiti per gli indumenti da notte per bambini dai 9 ai 14 mesi.

Gli standard di prova dei tessuti FR sono ASTM D6413 e 16 CFR Parte 1615/1616, che vengono utilizzati per determinare la resistenza alla fiamma degli indumenti da notte per bambini. Intrinsecamente, i materiali FR vengono utilizzati negli indumenti per bambini per proteggere i neonati da lesioni in caso di incendio.

Come superare i test di ignifugazione per i tessuti?

Il superamento dei test di ignifugazione dipende dalla conformità alle norme ASTM D 6413, ASTM F1506, NFPA 2112 e NFPA 701 e ISO 11612.

Insidie ​​comuni

I tessuti FR non superano gli standard FR a causa di un'applicazione impropria del trattamento chimico, di un'esposizione prolungata ai raggi UV, di numerosi lavaggi, di un restringimento eccessivo, della degradazione del tessuto e di una selezione non corretta delle fibre.

Soluzioni

Il test FR non superato può essere evitato dalle fibre ignifughe intrinseche nel tessuto e applicando correttamente un trattamento chimico che possa resistere a diversi lavaggi. Per risolvere eventuali problemi, la qualità del tessuto deve essere garantita tramite pre-test prima della spedizione.

Il futuro dei test sui ritardanti di fiamma

Il futuro dei test sui ritardanti di fiamma sta facendo progressi grazie a normative severe, allo sviluppo di ritardanti di fiamma ecocompatibili e alle metodologie più recenti per la creazione di tessuti confortevoli e ignifughi.

Tendenze emergenti nella sicurezza tessile

Per ridurre i rischi di tossicità dei ritardanti di fiamma per quanto riguarda la salute e l'ambiente, i ritardanti di fiamma bromurati e alogenati vengono ora sostituiti con rivestimenti FR sicuri a base di fosforo, silice e bio-based.

 Conclusione

Test di ignifugazione per i tessuti è essenziale per la sicurezza dell'utente e la conformità internazionale. Il test di resistenza alla fiamma comporta l'esposizione di un tessuto alla fiamma per determinare il suo comportamento di spegnimento, la resistenza al fuoco e la lunghezza della carbonizzazione in caso di danni al tessuto.

Per misurare le prestazioni degli indumenti FR si utilizzano alcune tecniche. Il test più elementare è il test di infiammabilità ASTM D 64 13, noto anche come test della fiamma verticale.

Il superamento dei test di ignifugazione è subordinato al rispetto dei requisiti di conformità ASTM D 6413, ASTM F1506, NFPA 2112, NFPA 701 e ISO 11612.

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