2014版《玻璃纖維無捻粗紗布》標準修訂解析

陳建明

(南京玻璃纖維研究設計院有限公司質檢中心，南京210012)

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2014版《玻璃纖維無捻粗紗布》標準修訂解析

陳建明

(南京玻璃纖維研究設計院有限公司質檢中心，南京210012)

摘 要：闡述了2014版GB/T 18370《玻璃纖維無捻粗紗布》標準的修訂過程、范圍、指標體系及指標值的修訂和確定原則，標準修訂前后的比較，以及國內外同類標準的比較等內容，并提醒標準各使用方，應及時修訂與本標準相關的內部技術文件，避免出現不必要的不合格產品。

關鍵詞：玻璃纖維；無捻粗紗布；復合材料；層合板，性能；標準

0前言

玻璃纖維增強織物的發展經歷了細紗薄布、無捻粗紗布和縫編織物等不同階段。然而無論是細紗薄布還是無捻粗紗布和縫編織物，相互之間都不能完全取代，因此玻璃纖維無捻粗紗布在現階段仍是重要的玻璃纖維織物品種之一。玻璃纖維無捻粗紗布的分類方法之一是按玻璃成分進行分類。常用的玻璃纖維無捻粗紗布有E玻璃纖維、ECR玻璃纖維和中堿玻璃纖維等類別。玻璃纖維無捻粗紗布在我國的生產已有40多年的歷史，不僅生產工藝技術成熟，產品質量穩定，而且產品有著廣泛和重要的用途。多年來，中堿玻璃纖維無捻粗紗布作為酸性介質玻璃鋼和工程塑料的增強材料，E玻璃纖維無捻粗紗作為電絕緣用玻璃鋼和工程塑料的增強材料，在民用和國防軍工領域都有廣泛應用。為規范市場，國家質量技術監督局于2001年頒布了GB/T 18370-2001《玻璃纖維無捻粗紗布》國家標準，該標準對無堿玻璃纖維和中堿玻璃纖維無捻粗紗布的生產、研發和應用起到了重要作用。然而，在十幾年的實施過程中，玻璃纖維行業已經有了巨大的發展，加上標準制定時認識的局限性，標準的不足已經非常明顯，標準的修訂提上了議事日程。為此，國家標準化管理委員會在2011年下達了《玻璃纖維無捻粗紗布》標準修訂項目任務。經過2年的工作，該標準于2013年完成修訂并報批，2014年12月5日發布，2015年10月1日開始實施，同時原標準作廢。雖然新的標準發布已經有一定的時間，然而行業內對新標準的了解、采用和實施情況仍顯不足，因此標準起草人特撰文對新標準的重要技術內容修訂情況和修訂依據，以及國內外標準的對比加以解析，以期標準各使用方能夠更深刻地理解標準，最終達到宣傳貫徹的目的。

標準的修訂經歷了工作組討論稿、征求意見稿、送審稿、會議審查和報批稿等階段。修訂過程中廣泛征集了生產和應用企業、科研機構和大學等相關部門和行業的意見。經過多次開會研討，各方代表對織物范圍和指標體系兩方面提出了修改意見，在技術上著重按以下幾點內容進行修訂，主要包括：1)玻璃纖維成分類別和細分。ECR玻璃成分類別在本標準中應從E玻璃纖維中單獨分列。其他的改進成分暫不納入本標準。2)為保持與《玻璃纖維無捻粗紗》[1]、《玻璃纖維機織單向布》[2]、《玻璃纖維縫編織物》[3]等標準的協調一致，采用層合板考核織物的力學性能指標，刪除長度指標。

修訂后的2014版標準與2001版標準的主要區別有：無堿玻璃纖維改為E玻璃纖維，增加ECR玻璃纖維無捻粗紗布類別(見第4章)；刪除了織物拉伸斷裂強力要求(2001版的5.6)；增加了層合板的拉伸強度、拉伸彈性模量和彎曲彈性模量的要求(見5.6.1)；修改了層合板的彎曲強度要求(2001版的5.7，本版的5.6.1和5.6.2)；織物外觀質量判定由記分法改為計點法，并修改了要求(2001版的5.10，本版的5.8)；刪除了長度要求(2001版的5.9)。

下面就2014版標準的主要技術內容、修改前后的比對、驗證試驗、與國內外標準的比對等情況進行逐一進行說明。

1標準的主要內容

1.1標準的范圍

玻璃纖維無捻粗紗布的玻璃成分目前已經細分，原來國內所說的無堿玻璃纖維按國際流行名稱和分類應稱之為E玻璃纖維，標準修訂時對此作了變更。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，目前在國際標準[4]中已經單獨列出，因此本標準中也單獨予以列出。中堿玻璃纖維玻璃成分為中國特有，且性能上也有特點，修訂時予以保留。其他的改進成分總體仍未脫離E玻璃纖維和ECR玻璃纖維范圍，目前還沒有成為主流、普及程度不高，同時這些成分改進的纖維多采用縫編工藝生產織物，用作紡織的較少，這類成分暫不納入本標準。

機織玻璃纖維無捻粗紗布，在織物經緯向的紗線分布上可以有較大差異。普通織物的經緯向紗線含量多數較為勻稱，相差大的一般也不超過4∶1，這類織物在行業中通稱為玻璃纖維無捻粗紗布或方格布。如果織物的經緯向紗線含量差異較大，呈明顯的主次結構，行業內稱之為單向布，主次方向單位面積紗線質量比通常不小于4∶1。用戶對單向布的性能關注點與普通織物的關注點明顯不同，其相關標準已于2013年發布，因此本標準修訂時應將單向布排除在外。

1.2要求

1.2.1指標體系修改

織物的力學性能只是體現織物本身性能，不能很好地反映產品的應用性能，適合作為生產企業的過程控制指標，可以在工藝文件中加以體現，不必納入產品標準。因此標準修訂時，刪除了織物力學性能，代之以能夠體現產品應用性能的層合板性能，即2014版標準通過考核織物增強的復合材料層合板的拉伸和彎曲性能來考核織物力學性能，這也體現了標準應更多地服務于最終應用的理念。對于原標準中各種規格織物的力學性能，由于織物力學性能指標不再采用，層合板的力學性能與織物的規格之間的關聯性不大，因此這部分內容在修訂時已予刪除。原標準中層合板的彎曲強度需測定干濕態強度，以強度絕對值給出，標準修訂時干態彎曲強度指標值予以保留，而濕態指標改為了強度保留率。層合板性能與樹脂類別、玻璃纖維表面性狀、樹脂固化過程控制等有關，標準制定時已考慮到了這些問題。因此，層合板制作所用的樹脂應與纖維表面處理劑相匹配，固化過程應符合樹脂制造商的要求，這些都是毋庸置疑的。制樣過程中其他操作因素的影響主要體現在層合板氣孔率上，或者說體現在纖維體積含量中。層合板的指標值應與制得的層合板試樣實測的纖維體積含量相關聯。標準中給出了層合板的性能標準值與纖維體積含量的計算公式，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際含量的測量方法。

織物的長度指標根據調查結果，目前國際上均以布卷重量進行銷售，不按長度進行銷售，外加織物的長度只能在生產過程中進行控制，交貨驗收時如果對織物布卷進行展開測量驗收會使紗線發生位移從而影響織物質量，因此標準修訂時刪除了長度指標。

與美國材料與試驗協會等先進標準[5]中的計點制相比，從統計學來看，原標準中的織物外觀疵點以計分制進行判定不符合統計原理，扣分數與疵點數量對應性不直觀。計點法可以直接給出每平方米織物上的疵點數量，且疵點統計規律服從泊松分布，可以較好地進行質量統計分析，有優越性。因此，2014版標準的織物外觀質量標準改成了計點制。

1.2.2指標值修訂和確定原則

標準中對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上，根據相關的產品標準GB/T 18369《玻璃纖維無捻粗紗》[1]、相近產品標準GB/T 29754《玻璃纖維機織單向布》[2]和GB/T 25040《玻璃纖維縫編織物》[3]的協調性制定相應指標標準，以達到既滿足用戶的要求，又有適當的市場準入水平，達到優勝劣汰的目的。

本標準的E玻璃纖維和ECR玻璃纖維無捻粗紗布增強的層合板的力學性能指標，參照德國GL公司風電產品認證要求中，GL2006第2部分第2節《纖維復合材料的檢驗》[6]的無捻粗紗布的層合板指標值，修約成整數值確定，上述指標已在風電產品中得到廣泛應用和驗證，業已證明指標是適當的。中堿玻璃纖維無捻粗紗布增強的層合板性能指標按E玻璃纖維和ECR玻璃纖維的指標值的90%進行確定。

織物外觀質量標準采用直接轉換法進行修改，即原標準扣1分的疵點，現標準中計1個次要疵點，即原標準扣5分的疵點，現標準中計1個主要疵點，判定時5個次要疵點折合1個主要疵點。原標準規定布面疵點扣分平均每平方米不大于0.4分，折合現標準主要疵點數不超過每10平方米0.8個主要疵點。

外觀質量要求進行了加嚴修改，按以前標準布匹中疵點嚴重的區段允許進行假開剪處理，2014版標準已經不允許假開剪存在，疵點嚴重的區段必須剪掉。同時首次提出不允許斷緯、錯經、錯緯，其它疵點要求也更嚴格。

對于假開剪有必要作一些進一步說明。假開剪不是疵點，而是一種對帶有疵點的織物的處理方式。當布面出現嚴重影響使用的疵點時，對該布匹有兩種處理方式。一種是直接裁去疵點區域部分；還有一種方式是在本來需要裁去的疵點區域兩端做上標記，不進行實際裁剪，該區段不計入產品長度，這種方式稱之為假開剪。對織物進行假開剪處理的優點較為明顯，首先保證了織物的連續性，后續加工處理的效率和織物利用率提高；其次假開剪部分不計入合格長度，假開剪區域的疵點往往是局部性的，如果用戶認為避開疵點部分其余部分仍可使用，則可免費使用減少浪費。為了促進產品品質的進一步提高，新標準審議時委員代表一致認為不允許采用假開剪方式處理疵點。因此，新標準接受了不允許產品中采用假開剪處理疵點的方式方法。今后，如果布面出現疵點集中的區域必須采取開剪處理。

1.2.3修訂前后的比較

修訂前后的比較見表1。

表1　標準修改前后的比較

2主要試驗(或驗證)情況分析

由于標準對織物的力學性能指標作了重大修改，標準起草時對部分指標進行了試驗驗證。驗證試驗采用目前質量較好的大型企業生產的無捻粗紗布，復合材料層合板采用不飽和聚酯樹脂手糊制作，按標準中規定的試驗方法進行驗證，結果表明，2014版標準制定的織物的復合材料性能是合理的，具體數據見表2。

3與國際、國外同類標準水平的對比情況

本標準的制定主要參考了JIS R 3417-2002《玻璃纖維無捻粗紗布》[7]和BS 3749：1991《用作聚酯和環氧樹脂系統的增強材料的E玻璃纖維無捻粗紗織物》[8]和GL2006《第2部分第2節纖維復合材料的檢驗》[6]。其各項技術指標的對比詳見表3。

表2　復合材料層合板力學性能驗證數據

表3　2014版標準與國外同類標準技術要求對比

從表3對比中可以得到以下結論：

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

(2) 單位面積質量的要求高于日本和英國標準。

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

(4) 外觀質量根據我國的生產情況進行了詳細規定，日本和英國標準無此項規定。

綜上所述，本標準水平與國外先進水平相當，有些指標高于日本或英國同類產品的要求。

4結束語

GB/T 18370-2014標準是在對產品的生產和應用進行了大量的分析研究和試驗驗證的基礎上，并經過多次反復協商、修改的基礎上制訂的，具有較強的科學性、可操作性和實用性，標準水平達到國內領先、國際先進水平。標準在力學性能指標和外觀質量要求等方面作了重大修改，進行這些修改的目的是，引領生產企業應更多地關注產品的應用性能和用戶的體驗。同時也提醒各標準使用方，包括生產、使用、銷售及產品質量檢驗部門，應及時注意到標準的這些重大的變化，及時修訂相應的內部工藝技術文件和質量控制文件，以免導致不必要的不合格品的出現。2014版《玻璃纖維無捻粗紗布》標準的貫徹實施，將有助于推動和促進企業的技術進步，規范玻璃纖維無捻粗紗布產品的市場，增強我國玻璃纖維產口在國際市場上的競爭力，必將進一步有力地促進我國玻璃纖維行業的健康發展。

參考文獻

[1]全國玻璃纖維標準化技術委員會.GB/T 18369-2008玻璃纖維無捻粗紗[S].北京：中國標準工業出版社，2008.

[2]全國玻璃纖維標準化技術委員會.GB/T 29754-2013玻璃纖維機織單向布[S].北京：中國標準工業出版社，2013.

[3]全國玻璃纖維標準化技術委員會.GB/T 25040-2010玻璃纖維縫編織物[S].北京：中國標準工業出版社，2010.

[4]ISO/TC 61/SC 13 Composites and reinforcement fibres.ISO 2078：1993Textile glass-Yarns-Designation[S].Switzerland.ISO，1993.

[5]ASTM Committee D13 on Textiles.ASTM D4389/D4389M-04(2010)Standard Specification for Finished Glass Fabrics Woven From Rovings[S].USA，2010.

[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]日本工業標準.JIS R 3417-2002玻璃纖維無捻粗紗布[S].日本，2002.

[8]英國標準學會.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：TQ171.77+1.2

文獻標識碼：A

收稿日期：2016-01-18

作者簡介：陳建明，男，1964年生，高級工程師。主要從事玻璃纖維、碳纖維等纖維復合材料的標準化及其性能測試方法的研究。

修回日期：2016-05-24