АНТИПИРЕНЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ (ЧАСТЬ I)
Усовершенствованные антипирены повышают эффективность нетканых материалов в быту и промышленности
Антипирены играют очень важную роль во всем диапазоне областей применения нетканых материалов – от средств обработки постельных принадлежностей, мебели и окон до защитной одежды и автомобилей. Именно поэтому поставщики данных рыночных отраслей сосредоточивают свои усилия на совершенствовании волоконных смесей, улучшении добавок и разработке новых химических технологий с целью создания самых эффективных противопожарных материалов. Действующие в настоящее время стандарты во многом способствовали определению уровня эффективности антипиренов, и даже стимулируют их развитие. При этом ожидается, что будущие мандаты окажут существенное влияние промышленность, особенно в области обработки постельных принадлежностей.
В данной области должен вступить в силу новый стандарт огнеупорности матрасов, выпущенный CPSC (Комиссия по безопасности потребительских товаров). В нем устанавливаются требования к рабочим характеристикам продуктов, которые остались во многом неизменными после Уведомления о предполагаемой подготовке норм от января 2005 года. Вступивший в силу 1 июля 2007 года новый стандарт 16 CFR Part 1633 предназначен для минимизации или задержания общей вспышки (когда пламя становится настолько горячим, что начинает забирать весь находящийся в комнате кислород и разрастаться экспоненциально). Стандарт требует от производителей тестировать образцы всех своих прототипов матрасов перед тем, как запускать в коммерческое производство матрасы такой конструкции.
Новое правило, распространяющееся на комплекты матрасов, которые были изготовлены, импортированы или восстановлены 1 июля 2007 года или позже, предусматривает полномасштабные испытания, в которых следует использовать пару Т-образных газовых горелок. Они должны изображать горящее постельное белье. Максимальная теплоотдача комплекта матрасов не должна превышать 200 кВт в любой момент 30-минутного испытания, а общая теплоотдача в течение первых 10 минут не должна превышать 15 мегаджоулей.
По словам Джессики Франкен, заместителя директора по связям с государственными органами в ассоциации INDA (Ассоциация промышленности нетканых материалов), стандарт CPSC аналогичен действующему с января 2005 года стандарту ТВ 603 по открытому пламени Калифорнийского бюро по бытовым товарам и термоизоляции, который распространяется на матрасы, матрасные пружины и хлопчатобумажные матрасы. «Различие стандартов между собой заключается в тех ограничениях, которые они налагают на объемы общего высвобождения энергии в течение первых 10 минут испытания – стандарт CPSC устанавливает более жесткий лимит в размере 15 мегаджоулей, тогда как стандарт ТВ 603 устанавливает лимит в 25 мегаджоулей» - заявляет она.
Комментируя воздействие новых стандартов на промышленность производства постельных принадлежностей, Райан Трайнер, исполнительный вице-президент ISPA (Международная ассоциация спальных продуктов), отмечает: «Индустрия изо всех сил старается выполнить требования новых федеральных правил. В большинстве случаев новые правила потребуют от производителей матрасов несколько видоизменить процесс изготовления своей продукции, а также вести больше записей относительно процессов испытания и производства данной продукции».
Г-н Трайнер также заявил, что ряд штатов, помимо Калифорнии, рассматривают возможность установления собственных стандартов горючести матрасов. Тем не менее, в последние несколько лет одной из главных целей индустрии было избежание несоответствий между различными и, возможно, конфликтующими нормами штатов. Это можно было сделать посредством разработки общенациональной нормы, для которой были бы характерны эффективность и практичность, и которая могла бы позволить промышленности производства матрасов производить продукцию, удобную и доступную для потребителя.
Поэтому в настоящее время в штате Калифорния из стандартов по горючести матрасов действует только ТВ 603. Недавно офис губернатора штата Луизиана объявил о том, что нормы 1633 CPSC аннулируют закон 2006 года, принятый в этом штате. Таким образом в данном штате может быть установлен отдельный стандарт для матрасов, продаваемых на его территории. Тем не менее, ожидается, что в конце этого месяца в Нью-Джерси будет принят новый закон, в соответствии с которым стандарт 1633 CPSC вступит в силу на территории данного штата. При этом никаких иных изменений внесено не будет. Наконец, в этом году в штатах Пенсильвания и Нью-Йорк были представлены законопроекты, по итогам которых в них будут установлены стандарты по матрасам. «В настоящее время неясно, будут ли эти законопроекты приняты в течение этой сессии, однако стандарт 1633 CPSC будет обладать преимуществом над всеми несоответствующими нормами штатов» - говорит г-н Трайнер.
В секторе обитой мебели влияние норм выражено не так сильно, поскольку статус федеральных стандартов по горючести обитой мебели по-прежнему неясен. По словам представителя INDA, г-жи Франкен, в январе 2006 года служащие CPSC направили руководству комиссии пакет кратких инструкций с указанием вариантов содержания норм, в том числе проект стандарта по деятельности персонала и несколько возможных альтернатив. Несмотря на то, что в полугодичном перечне принимаемых актов, который был выпущен Комиссией этой весной, указывалось, что основные действия ожидаются в августе 2006 года, вплоть до настоящего времени никаких мер принято не было. Одной из причин задержек может быть то, что председатель CPSC Гарольд Страттон ушел из агентства в июле 2006 года. В отсутствие необходимого кворума из трех комиссаров CPSC может работать только шесть месяцев; данный период истек в середине января.
Недавно Белый Дом объявил о своем намерении назначить на должность председателя Майкла Баруди (нынешний исполнительный вице-президент Национальной ассоциации производителей). «Неясно, когда это произойдет и каковы его шансы получить одобрение Сената» - говорит г-жа Франкен. «В то же время, служащие CPSC продолжают свою работу, и в ноябре 2006 года они отправили комиссии обновленный отчет о состоянии проблемы, в которым говорилось о техническом исследований стандартных тестовых материалов, а также рассматривались статистические и экономические вопросы. В феврале CPSC выпустила комплект инструкций с описанием результатов экспертного рассмотрения данного исследования. Оценка экспертного исследования была «в целом положительная», и в результате было сделано лишь несколько незначительных изменений» - говорит она.
Ричард Ноулсон, новый менеджер по развитию бизнеса в компании Huntsman Textile Effects, занимающейся поставками антипиренов, говорит, что индустрия нетканых материалов, продолжающая следить деятельностью CPSC в области производства мебели и обивочных материалов. «В зависимости от принятых комиссией решений у индустрии появятся значительные возможности по дальнейшему совершенствованию имеющейся продукции. Также CPSC обращает внимание на нормативы СА ТВ 604 относительно поверхности тканых постельных материалов. Более широкое распространение данных норм может стимулировать использование химикатов и волокон, применяемых в изготовлении антипиренов».
Стимул распространяться как пожар
Ожидая изменений в нормативных требований и растущих требований потребителей, поставщики внедряют инновации и совершенствуют существующие спальные продукты. Негативное влияние данных стандартов заключается в том, что производители попадают в менее стабильное и более фрагментарное деловое окружение. «В последние два года рынок антипиренов очень неустойчив» - считает г-н Ноулсон. «Нормы по матрасам вынудили многие компании судорожно разрабатывать новые антипиреновые противопожарные продукты. Было разработано много различных форматов продукции, в результате чего создался фрагментарный рынок».
Положительная сторона в том, что индустрия производства матрасов готовится к появлению новых требований, и поставщики различных компонентов, привыкшие соответствовать стандартам, повысили эффективность, простоту в применении, удобство и стоимость своей продукции. «Поставщики оказали огромную помощь индустрии, когда та приспосабливалась к этим изменениям» - говорит представитель ISPA г-жа Трайнер. «Наши поставщики стали важнейшими партнерами, помогавшими поставщикам матрасам перестроиться на данные цели».
Г-жа Трайнер добавила, что производители выполняют новые требования по противопожарной эффективности, используя ряд противопожарных барьеров, которые обладают высоким свойством инкапсуляции пенных демпфирующих материалов. Данные материалы являются главным источником воспламенения в готовых матрасах. «Барьерные материалы либо не позволяют теплу, выделяющемуся с внешней стороны горящего матраса, проникать внутрь вспененного материала, лишают его кислорода, необходимого для воспламенения пены. Иногда действуют оба этих эффекта. В данных противопожарных системах используются тканевые, трикотажные и нетканые материалы», говорит она.
«Сегодня используются многие продукты, позволяющие соответствовать стандартам штата Калифорния и CPSC и разработанные много лет назад для использования в других отраслях промышленности» - продолжила г-жа Трайнер. «По мере того как в индустрии производства матрасов и других отраслях углубляются знания о динамике поведения огня, возникающего на матрасах, данные установившиеся технологии модифицируются и совершенствуются для повышения эффективности при использовании для матрасов».
При упоминании компаний, отвечающих ужесточающимся противопожарным нормам, на ум сразу приходит Apexical, Спартанберг, штат Южная Каролина. Компания представила Flameproof 7125, который представляет собой готовый к применению продукт на водной основе. «При разработке состава данного покрытия сотрудники компаний старались достичь той мягкости, которая присуща коже на руке» - отмечает Джон Фифер, менеджер по маркетингу технической продукции. «Поэтому его можно использовать в качестве покрытия обратной стороны для тиковой или обивочной ткани, чтобы матрасы и обитые предметы соответствовали новым стандартам для прохождения испытания на горение, которые были разработаны штатом Калифорния и CPSC».
После активации теплом огня покрытие формирует вздувшийся (обугленный) тепловой барьер, эффективно уменьшающий количество проходящего через него тепла. В результате такого уменьшения тепла материалы, находящиеся под тканью, которая покрыта Flameproof 7125, не воспламеняются. Помимо барьерных свойств материал содержит антипирен, который способствует сопротивлению против воспламенения и/или горения поверхности ткани. Также компания Apexical проводит испытания новых мономеров, предназначенных для внедрения в полиэфирные и нейлоновые цепи с целью повышения противопожарных характеристик.
«Внедрение новых нормативов для спальных принадлежностей очевидно окажет огромное влияние на нашу деятельность с точки зрения возможностей роста» - отмечает Фифер. «Полагаю, что данные нормативы неизбежно распространят свое действие на другие секторы рынка, особенно отрасли хозяйственных и офисных товаров. К тому же, создается впечатление, что происходит переход к расширению присутствия нетканых материалов на рынках, в которых традиционно использовали тканевые и трикотажные материалы». Среди примеров он называет отрасли транспорта, гостиничная индустрия, секторы промышленности и организаций. Фифер добавляет, что в США переход от трикотажных и тканевых материалов к нетканым стимулируется стоимостью и экономическими факторами, окружающими отделочные и функциональные химические составы, обеспечивающие желательные эффекты.
Растущие требования относительно эффективности антипиренов, стимулируемые новыми и предлагаемыми противопожарными нормативами, вынудили компанию Ciba Specialty Chemicals разработать новое поколение негалогенизированных антипиренов, поддающихся обработке в расплаве. В настоящее время они проходят испытания потребителями в условиях повышенных требований к продукции. «Данные новые продукты демонстрируют более высокий уровень противопожарной эффективности, и при этом свойства волокон не ухудшаются» - заявляет Пол Шилдс, менеджер по маркетингу NAFTA – индустрия волоконной продукции, пластические добавки. «Также они обеспечивают полиолефинам очень высокий уровень УФ-устойчивости в сравнении с традиционными антипиреновыми продуктами, которые на самом деле очень вредны для УФ-устойчивости».
Мы полагаем, что при помощи этих новых продуктов можно будет соответствовать противопожарным требованиям большинства существующих и предполагаемых новых противопожарных стандартов CPSC и штата Калифорния» - говорит он. «Наша новая продукция позволяет полиолефиновым тканям гаснуть самостоятельно. Также они могут сыграть более значительную роль в производстве хозяйственных товаров». Компания Ciba предлагает продукт Flamestab NOR 116, первый изготовленный компанией негалогенизированный антипирен, поддающийся переработке в расплаве и применимый в полиолефинах. Данный продукт успешно применяется в ряде областей, в том числе автомобильной, строительной и промышленной.
Действующие на рынке постельных принадлежностей компании Basofil Fibers, Enka и NC активно участвуют в деятельности по подготовке новой продукции к принимаемым стандартам. «Поставщики непрерывно совершенствуют продукцию» - говорит Дженнифер Браст, менеджер по продажам и маркетингу. «Однако в настоящий момент основная дискуссия разворачивается вокруг зарекомендовавших себя продуктов и программ конечной отработки к моменту введения в действие в июле. «Во всех областях промышленности можно увидеть следующее – предполагается, что поставщик антипиренов обеспечит испытания прототипа своей продукции, которую их заказчики впоследствии смогут использовать в процедурах сертификации».
По словам Браст компания Basofil Fibers также замечает смещающиеся предпочтения заказчиков постельных принадлежностей от поиска технических решений, соответствующих новому стандарту CPSC, к входящей в стандарт системе внутреннего контроля качества и применению требований ведения учета. В этом аспекте к производителям предъявляется много новых требований, и им придется потратить много времени и денег, чтобы начать соответствовать им» - говорит она.
Г-жа Браст также отмечает переход к продукции, обладающей собственными противопожарными свойствами в отличие от химически обработанной продукции, поскольку аспекты контроля качества и противопожарной эффективности подвергаются все более пристальному изучению. В ответ Basofil Fibers сегодня предлагает антипиреновый вязально-прошивной нетканый материал, сочетающий в себе экономические преимущества и разработанную компанией технологию жестких нитей Alessandra. Новый продукт можно использовать в качестве противопожарного барьера или печатного противопожарного тикового материала. «Это может стать самым экономичным, изначально пожароустойчивым продуктом на рынке матрасов» - предполагает она. Заказчики компании Basofil также предлагают противопожарные трикотажные продукты для вязко-пенных матрасов и противопожарный стеганый тиковый материал для роскошной обивки, в которой не требуется дополнительный базовый противопожарный барьер.
В последние два года компания Huntsman Textile Effects представила два антипиреновых продукта, Pyrovatim PBS и Flovan CGN. Оба продукта прошли испытания на соответствие вновь введенным нормам CFR 1633. Для Pyrovatim PBS присущ высокий уровень белизны и слабое пылеобразование, он представляет собой уникальный фосфатный продукт, который можно использовать продукт кратковременного применения или впитывающий продукт долгого применения. Flovan CGN представляет собой универсальный фосфатный антипирен, создающий высокоизолирующий обугленный барьер для ряда волокон и конструкций.
Продолжение статьи смотрите на портале www.polymery.ru