陳建明

(南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司質(zhì)檢中心，南京210012)

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2014版《玻璃纖維無(wú)捻粗紗布》標(biāo)準(zhǔn)修訂解析

陳建明

(南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司質(zhì)檢中心，南京210012)

摘 要：闡述了2014版GB/T 18370《玻璃纖維無(wú)捻粗紗布》標(biāo)準(zhǔn)的修訂過(guò)程、范圍、指標(biāo)體系及指標(biāo)值的修訂和確定原則，標(biāo)準(zhǔn)修訂前后的比較，以及國(guó)內(nèi)外同類標(biāo)準(zhǔn)的比較等內(nèi)容，并提醒標(biāo)準(zhǔn)各使用方，應(yīng)及時(shí)修訂與本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的內(nèi)部技術(shù)文件，避免出現(xiàn)不必要的不合格產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：玻璃纖維；無(wú)捻粗紗布；復(fù)合材料；層合板，性能；標(biāo)準(zhǔn)

0前言

玻璃纖維增強(qiáng)織物的發(fā)展經(jīng)歷了細(xì)紗薄布、無(wú)捻粗紗布和縫編織物等不同階段。然而無(wú)論是細(xì)紗薄布還是無(wú)捻粗紗布和縫編織物，相互之間都不能完全取代，因此玻璃纖維無(wú)捻粗紗布在現(xiàn)階段仍是重要的玻璃纖維織物品種之一。玻璃纖維無(wú)捻粗紗布的分類方法之一是按玻璃成分進(jìn)行分類。常用的玻璃纖維無(wú)捻粗紗布有E玻璃纖維、ECR玻璃纖維和中堿玻璃纖維等類別。玻璃纖維無(wú)捻粗紗布在我國(guó)的生產(chǎn)已有40多年的歷史，不僅生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且產(chǎn)品有著廣泛和重要的用途。多年來(lái)，中堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗布作為酸性介質(zhì)玻璃鋼和工程塑料的增強(qiáng)材料，E玻璃纖維無(wú)捻粗紗作為電絕緣用玻璃鋼和工程塑料的增強(qiáng)材料，在民用和國(guó)防軍工領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。為規(guī)范市場(chǎng)，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2001年頒布了GB/T 18370-2001《玻璃纖維無(wú)捻粗紗布》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無(wú)堿玻璃纖維和中堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗布的生產(chǎn)、研發(fā)和應(yīng)用起到了重要作用。然而，在十幾年的實(shí)施過(guò)程中，玻璃纖維行業(yè)已經(jīng)有了巨大的發(fā)展，加上標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)認(rèn)識(shí)的局限性，標(biāo)準(zhǔn)的不足已經(jīng)非常明顯，標(biāo)準(zhǔn)的修訂提上了議事日程。為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)在2011年下達(dá)了《玻璃纖維無(wú)捻粗紗布》標(biāo)準(zhǔn)修訂項(xiàng)目任務(wù)。經(jīng)過(guò)2年的工作，該標(biāo)準(zhǔn)于2013年完成修訂并報(bào)批，2014年12月5日發(fā)布，2015年10月1日開(kāi)始實(shí)施，同時(shí)原標(biāo)準(zhǔn)作廢。雖然新的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布已經(jīng)有一定的時(shí)間，然而行業(yè)內(nèi)對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的了解、采用和實(shí)施情況仍顯不足，因此標(biāo)準(zhǔn)起草人特撰文對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的重要技術(shù)內(nèi)容修訂情況和修訂依據(jù)，以及國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比加以解析，以期標(biāo)準(zhǔn)各使用方能夠更深刻地理解標(biāo)準(zhǔn)，最終達(dá)到宣傳貫徹的目的。

標(biāo)準(zhǔn)的修訂經(jīng)歷了工作組討論稿、征求意見(jiàn)稿、送審稿、會(huì)議審查和報(bào)批稿等階段。修訂過(guò)程中廣泛征集了生產(chǎn)和應(yīng)用企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)等相關(guān)部門和行業(yè)的意見(jiàn)。經(jīng)過(guò)多次開(kāi)會(huì)研討，各方代表對(duì)織物范圍和指標(biāo)體系兩方面提出了修改意見(jiàn)，在技術(shù)上著重按以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行修訂，主要包括：1)玻璃纖維成分類別和細(xì)分。ECR玻璃成分類別在本標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)從E玻璃纖維中單獨(dú)分列。其他的改進(jìn)成分暫不納入本標(biāo)準(zhǔn)。2)為保持與《玻璃纖維無(wú)捻粗紗》[1]、《玻璃纖維機(jī)織單向布》[2]、《玻璃纖維縫編織物》[3]等標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)一致，采用層合板考核織物的力學(xué)性能指標(biāo)，刪除長(zhǎng)度指標(biāo)。

修訂后的2014版標(biāo)準(zhǔn)與2001版標(biāo)準(zhǔn)的主要區(qū)別有：無(wú)堿玻璃纖維改為E玻璃纖維，增加ECR玻璃纖維無(wú)捻粗紗布類別(見(jiàn)第4章)；刪除了織物拉伸斷裂強(qiáng)力要求(2001版的5.6)；增加了層合板的拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量和彎曲彈性模量的要求(見(jiàn)5.6.1)；修改了層合板的彎曲強(qiáng)度要求(2001版的5.7，本版的5.6.1和5.6.2)；織物外觀質(zhì)量判定由記分法改為計(jì)點(diǎn)法，并修改了要求(2001版的5.10，本版的5.8)；刪除了長(zhǎng)度要求(2001版的5.9)。

下面就2014版標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容、修改前后的比對(duì)、驗(yàn)證試驗(yàn)、與國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)等情況進(jìn)行逐一進(jìn)行說(shuō)明。

1標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容

1.1標(biāo)準(zhǔn)的范圍

玻璃纖維無(wú)捻粗紗布的玻璃成分目前已經(jīng)細(xì)分，原來(lái)國(guó)內(nèi)所說(shuō)的無(wú)堿玻璃纖維按國(guó)際流行名稱和分類應(yīng)稱之為E玻璃纖維，標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)對(duì)此作了變更。ECR玻璃纖維原屬于E玻璃纖維范疇，但其成分和普通E玻璃纖維也有差別，目前在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[4]中已經(jīng)單獨(dú)列出，因此本標(biāo)準(zhǔn)中也單獨(dú)予以列出。中堿玻璃纖維玻璃成分為中國(guó)特有，且性能上也有特點(diǎn)，修訂時(shí)予以保留。其他的改進(jìn)成分總體仍未脫離E玻璃纖維和ECR玻璃纖維范圍，目前還沒(méi)有成為主流、普及程度不高，同時(shí)這些成分改進(jìn)的纖維多采用縫編工藝生產(chǎn)織物，用作紡織的較少，這類成分暫不納入本標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)織玻璃纖維無(wú)捻粗紗布，在織物經(jīng)緯向的紗線分布上可以有較大差異。普通織物的經(jīng)緯向紗線含量多數(shù)較為勻稱，相差大的一般也不超過(guò)4∶1，這類織物在行業(yè)中通稱為玻璃纖維無(wú)捻粗紗布或方格布。如果織物的經(jīng)緯向紗線含量差異較大，呈明顯的主次結(jié)構(gòu)，行業(yè)內(nèi)稱之為單向布，主次方向單位面積紗線質(zhì)量比通常不小于4∶1。用戶對(duì)單向布的性能關(guān)注點(diǎn)與普通織物的關(guān)注點(diǎn)明顯不同，其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已于2013年發(fā)布，因此本標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)應(yīng)將單向布排除在外。

1.2要求

1.2.1指標(biāo)體系修改

織物的力學(xué)性能只是體現(xiàn)織物本身性能，不能很好地反映產(chǎn)品的應(yīng)用性能，適合作為生產(chǎn)企業(yè)的過(guò)程控制指標(biāo)，可以在工藝文件中加以體現(xiàn)，不必納入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。因此標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，刪除了織物力學(xué)性能，代之以能夠體現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用性能的層合板性能，即2014版標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)考核織物增強(qiáng)的復(fù)合材料層合板的拉伸和彎曲性能來(lái)考核織物力學(xué)性能，這也體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)更多地服務(wù)于最終應(yīng)用的理念。對(duì)于原標(biāo)準(zhǔn)中各種規(guī)格織物的力學(xué)性能，由于織物力學(xué)性能指標(biāo)不再采用，層合板的力學(xué)性能與織物的規(guī)格之間的關(guān)聯(lián)性不大，因此這部分內(nèi)容在修訂時(shí)已予刪除。原標(biāo)準(zhǔn)中層合板的彎曲強(qiáng)度需測(cè)定干濕態(tài)強(qiáng)度，以強(qiáng)度絕對(duì)值給出，標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)干態(tài)彎曲強(qiáng)度指標(biāo)值予以保留，而濕態(tài)指標(biāo)改為了強(qiáng)度保留率。層合板性能與樹(shù)脂類別、玻璃纖維表面性狀、樹(shù)脂固化過(guò)程控制等有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)已考慮到了這些問(wèn)題。因此，層合板制作所用的樹(shù)脂應(yīng)與纖維表面處理劑相匹配，固化過(guò)程應(yīng)符合樹(shù)脂制造商的要求，這些都是毋庸置疑的。制樣過(guò)程中其他操作因素的影響主要體現(xiàn)在層合板氣孔率上，或者說(shuō)體現(xiàn)在纖維體積含量中。層合板的指標(biāo)值應(yīng)與制得的層合板試樣實(shí)測(cè)的纖維體積含量相關(guān)聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)中給出了層合板的性能標(biāo)準(zhǔn)值與纖維體積含量的計(jì)算公式，并在附錄A和附錄B中給出了層合板的纖維體積含量控制和實(shí)際含量的測(cè)量方法。

織物的長(zhǎng)度指標(biāo)根據(jù)調(diào)查結(jié)果，目前國(guó)際上均以布卷重量進(jìn)行銷售，不按長(zhǎng)度進(jìn)行銷售，外加織物的長(zhǎng)度只能在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行控制，交貨驗(yàn)收時(shí)如果對(duì)織物布卷進(jìn)行展開(kāi)測(cè)量驗(yàn)收會(huì)使紗線發(fā)生位移從而影響織物質(zhì)量，因此標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)刪除了長(zhǎng)度指標(biāo)。

與美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)等先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)[5]中的計(jì)點(diǎn)制相比，從統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)看，原標(biāo)準(zhǔn)中的織物外觀疵點(diǎn)以計(jì)分制進(jìn)行判定不符合統(tǒng)計(jì)原理，扣分?jǐn)?shù)與疵點(diǎn)數(shù)量對(duì)應(yīng)性不直觀。計(jì)點(diǎn)法可以直接給出每平方米織物上的疵點(diǎn)數(shù)量，且疵點(diǎn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律服從泊松分布，可以較好地進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析，有優(yōu)越性。因此，2014版標(biāo)準(zhǔn)的織物外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)改成了計(jì)點(diǎn)制。

1.2.2指標(biāo)值修訂和確定原則

標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)理化性能和外觀的要求確定原則是：

在考慮用戶需求的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18369《玻璃纖維無(wú)捻粗紗》[1]、相近產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29754《玻璃纖維機(jī)織單向布》[2]和GB/T 25040《玻璃纖維縫編織物》[3]的協(xié)調(diào)性制定相應(yīng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到既滿足用戶的要求，又有適當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)準(zhǔn)入水平，達(dá)到優(yōu)勝劣汰的目的。

本標(biāo)準(zhǔn)的E玻璃纖維和ECR玻璃纖維無(wú)捻粗紗布增強(qiáng)的層合板的力學(xué)性能指標(biāo)，參照德國(guó)GL公司風(fēng)電產(chǎn)品認(rèn)證要求中，GL2006第2部分第2節(jié)《纖維復(fù)合材料的檢驗(yàn)》[6]的無(wú)捻粗紗布的層合板指標(biāo)值，修約成整數(shù)值確定，上述指標(biāo)已在風(fēng)電產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用和驗(yàn)證，業(yè)已證明指標(biāo)是適當(dāng)?shù)?。中堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗布增強(qiáng)的層合板性能指標(biāo)按E玻璃纖維和ECR玻璃纖維的指標(biāo)值的90%進(jìn)行確定。

織物外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采用直接轉(zhuǎn)換法進(jìn)行修改，即原標(biāo)準(zhǔn)扣1分的疵點(diǎn)，現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)1個(gè)次要疵點(diǎn)，即原標(biāo)準(zhǔn)扣5分的疵點(diǎn)，現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)1個(gè)主要疵點(diǎn)，判定時(shí)5個(gè)次要疵點(diǎn)折合1個(gè)主要疵點(diǎn)。原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定布面疵點(diǎn)扣分平均每平方米不大于0.4分，折合現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)主要疵點(diǎn)數(shù)不超過(guò)每10平方米0.8個(gè)主要疵點(diǎn)。

外觀質(zhì)量要求進(jìn)行了加嚴(yán)修改，按以前標(biāo)準(zhǔn)布匹中疵點(diǎn)嚴(yán)重的區(qū)段允許進(jìn)行假開(kāi)剪處理，2014版標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不允許假開(kāi)剪存在，疵點(diǎn)嚴(yán)重的區(qū)段必須剪掉。同時(shí)首次提出不允許斷緯、錯(cuò)經(jīng)、錯(cuò)緯，其它疵點(diǎn)要求也更嚴(yán)格。

對(duì)于假開(kāi)剪有必要作一些進(jìn)一步說(shuō)明。假開(kāi)剪不是疵點(diǎn)，而是一種對(duì)帶有疵點(diǎn)的織物的處理方式。當(dāng)布面出現(xiàn)嚴(yán)重影響使用的疵點(diǎn)時(shí)，對(duì)該布匹有兩種處理方式。一種是直接裁去疵點(diǎn)區(qū)域部分；還有一種方式是在本來(lái)需要裁去的疵點(diǎn)區(qū)域兩端做上標(biāo)記，不進(jìn)行實(shí)際裁剪，該區(qū)段不計(jì)入產(chǎn)品長(zhǎng)度，這種方式稱之為假開(kāi)剪。對(duì)織物進(jìn)行假開(kāi)剪處理的優(yōu)點(diǎn)較為明顯，首先保證了織物的連續(xù)性，后續(xù)加工處理的效率和織物利用率提高；其次假開(kāi)剪部分不計(jì)入合格長(zhǎng)度，假開(kāi)剪區(qū)域的疵點(diǎn)往往是局部性的，如果用戶認(rèn)為避開(kāi)疵點(diǎn)部分其余部分仍可使用，則可免費(fèi)使用減少浪費(fèi)。為了促進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì)的進(jìn)一步提高，新標(biāo)準(zhǔn)審議時(shí)委員代表一致認(rèn)為不允許采用假開(kāi)剪方式處理疵點(diǎn)。因此，新標(biāo)準(zhǔn)接受了不允許產(chǎn)品中采用假開(kāi)剪處理疵點(diǎn)的方式方法。今后，如果布面出現(xiàn)疵點(diǎn)集中的區(qū)域必須采取開(kāi)剪處理。

1.2.3修訂前后的比較

修訂前后的比較見(jiàn)表1。

表1　標(biāo)準(zhǔn)修改前后的比較

2主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況分析

由于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)織物的力學(xué)性能指標(biāo)作了重大修改，標(biāo)準(zhǔn)起草時(shí)對(duì)部分指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證試驗(yàn)采用目前質(zhì)量較好的大型企業(yè)生產(chǎn)的無(wú)捻粗紗布，復(fù)合材料層合板采用不飽和聚酯樹(shù)脂手糊制作，按標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，2014版標(biāo)準(zhǔn)制定的織物的復(fù)合材料性能是合理的，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

3與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況

本標(biāo)準(zhǔn)的制定主要參考了JIS R 3417-2002《玻璃纖維無(wú)捻粗紗布》[7]和BS 3749：1991《用作聚酯和環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)的增強(qiáng)材料的E玻璃纖維無(wú)捻粗紗織物》[8]和GL2006《第2部分第2節(jié)纖維復(fù)合材料的檢驗(yàn)》[6]。其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比詳見(jiàn)表3。

表2　復(fù)合材料層合板力學(xué)性能驗(yàn)證數(shù)據(jù)

表3　2014版標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求對(duì)比

從表3對(duì)比中可以得到以下結(jié)論：

(1) 經(jīng)、緯密度要求比日本JIS R3417高，低于英國(guó)BS3749要求。

(2) 單位面積質(zhì)量的要求高于日本和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

(3) 層合板性能指標(biāo)與GL2000相同，比JIS R3417和BS37491多了拉伸性能和彎曲模量，彎曲強(qiáng)度要求高于JIS R3417和BS3749要求。

(4) 外觀質(zhì)量根據(jù)我國(guó)的生產(chǎn)情況進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，日本和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)此項(xiàng)規(guī)定。

綜上所述，本標(biāo)準(zhǔn)水平與國(guó)外先進(jìn)水平相當(dāng)，有些指標(biāo)高于日本或英國(guó)同類產(chǎn)品的要求。

4結(jié)束語(yǔ)

GB/T 18370-2014標(biāo)準(zhǔn)是在對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了大量的分析研究和試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，并經(jīng)過(guò)多次反復(fù)協(xié)商、修改的基礎(chǔ)上制訂的，具有較強(qiáng)的科學(xué)性、可操作性和實(shí)用性，標(biāo)準(zhǔn)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。標(biāo)準(zhǔn)在力學(xué)性能指標(biāo)和外觀質(zhì)量要求等方面作了重大修改，進(jìn)行這些修改的目的是，引領(lǐng)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)更多地關(guān)注產(chǎn)品的應(yīng)用性能和用戶的體驗(yàn)。同時(shí)也提醒各標(biāo)準(zhǔn)使用方，包括生產(chǎn)、使用、銷售及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)部門，應(yīng)及時(shí)注意到標(biāo)準(zhǔn)的這些重大的變化，及時(shí)修訂相應(yīng)的內(nèi)部工藝技術(shù)文件和質(zhì)量控制文件，以免導(dǎo)致不必要的不合格品的出現(xiàn)。2014版《玻璃纖維無(wú)捻粗紗布》標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施，將有助于推動(dòng)和促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，規(guī)范玻璃纖維無(wú)捻粗紗布產(chǎn)品的市場(chǎng)，增強(qiáng)我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)口在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，必將進(jìn)一步有力地促進(jìn)我國(guó)玻璃纖維行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[6]Germanischer Lloyd AG.GL2006 II-Part 2 Rules for Classification and Construction Materials and Welding Non-metallic Materials Fiber Reinforced Plastics and Bonding[S].Hamburg，2006.

[7]日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JIS R 3417-2002玻璃纖維無(wú)捻粗紗布[S].日本，2002.

[8]英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì).BS 3749：1991 Specification for E glass fibre woven roving fabrics for the reinforcement of polyester and epoxy resins systems[S].UK，1991.

Explanation on Revised Standard“Glass Fiber Roving Cloth”(2014 Edition)

Chen Jianming

(Testing Center of Nanjing Fiberglass Research and Design Institute Co.，Ltd，Nanjing 210012)

Abstract:Regarding 2014 edition of Standard GB/T 18370“Glass Fiber Roving Cloth”，the author explains the revision process，scope，specification systems and principles for revising and defining the specifications，presents the comparisons between the editions before and after revision as well as the comparisons of the similar standards at home and abroad，and then calls the attention of standard users to revise timely their own technical documents related with this standard to avoid the occurrence of unnecessarily unqualified products.

Key words:glass fiber；roving cloth；composite；laminate；property；standard

中圖分類號(hào)：TQ171.77+1.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收稿日期：2016-01-18

作者簡(jiǎn)介：陳建明，男，1964年生，高級(jí)工程師。主要從事玻璃纖維、碳纖維等纖維復(fù)合材料的標(biāo)準(zhǔn)化及其性能測(cè)試方法的研究。

修回日期：2016-05-24