2014版《玻璃纤维无捻粗纱布》标准修订解析

陈建明

(南京玻璃纤维研究设计院有限公司质检中心，南京210012)



2014版《玻璃纤维无捻粗纱布》标准修订解析

陈建明

(南京玻璃纤维研究设计院有限公司质检中心，南京210012)

摘 要：阐述了2014版GB/T 18370《玻璃纤维无捻粗纱布》标准的修订过程、范围、指标体系及指标值的修订和确定原则，标准修订前后的比较，以及国内外同类标准的比较等内容，并提醒标准各使用方，应及时修订与本标准相关的内部技术文件，避免出现不必要的不合格产品。

关键词：玻璃纤维；无捻粗纱布；复合材料；层合板，性能；标准

0前言

玻璃纤维增强织物的发展经历了细纱薄布、无捻粗纱布和缝编织物等不同阶段。然而无论是细纱薄布还是无捻粗纱布和缝编织物，相互之间都不能完全取代，因此玻璃纤维无捻粗纱布在现阶段仍是重要的玻璃纤维织物品种之一。玻璃纤维无捻粗纱布的分类方法之一是按玻璃成分进行分类。常用的玻璃纤维无捻粗纱布有E玻璃纤维、ECR玻璃纤维和中碱玻璃纤维等类别。玻璃纤维无捻粗纱布在我国的生产已有40多年的历史，不仅生产工艺技术成熟，产品质量稳定，而且产品有着广泛和重要的用途。多年来，中碱玻璃纤维无捻粗纱布作为酸性介质玻璃钢和工程塑料的增强材料，E玻璃纤维无捻粗纱作为电绝缘用玻璃钢和工程塑料的增强材料，在民用和国防军工领域都有广泛应用。为规范市场，国家质量技术监督局于2001年颁布了GB/T 18370-2001《玻璃纤维无捻粗纱布》国家标准，该标准对无碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维无捻粗纱布的生产、研发和应用起到了重要作用。然而，在十几年的实施过程中，玻璃纤维行业已经有了巨大的发展，加上标准制定时认识的局限性，标准的不足已经非常明显，标准的修订提上了议事日程。为此，国家标准化管理委员会在2011年下达了《玻璃纤维无捻粗纱布》标准修订项目任务。经过2年的工作，该标准于2013年完成修订并报批，2014年12月5日发布，2015年10月1日开始实施，同时原标准作废。虽然新的标准发布已经有一定的时间，然而行业内对新标准的了解、采用和实施情况仍显不足，因此标准起草人特撰文对新标准的重要技术内容修订情况和修订依据，以及国内外标准的对比加以解析，以期标准各使用方能够更深刻地理解标准，最终达到宣传贯彻的目的。

标准的修订经历了工作组讨论稿、征求意见稿、送审稿、会议审查和报批稿等阶段。修订过程中广泛征集了生产和应用企业、科研机构和大学等相关部门和行业的意见。经过多次开会研讨，各方代表对织物范围和指标体系两方面提出了修改意见，在技术上着重按以下几点内容进行修订，主要包括：1)玻璃纤维成分类别和细分。ECR玻璃成分类别在本标准中应从E玻璃纤维中单独分列。其他的改进成分暂不纳入本标准。2)为保持与《玻璃纤维无捻粗纱》[1]、《玻璃纤维机织单向布》[2]、《玻璃纤维缝编织物》[3]等标准的协调一致，采用层合板考核织物的力学性能指标，删除长度指标。

修订后的2014版标准与2001版标准的主要区别有：无碱玻璃纤维改为E玻璃纤维，增加ECR玻璃纤维无捻粗纱布类别(见第4章)；删除了织物拉伸断裂强力要求(2001版的5.6)；增加了层合板的拉伸强度、拉伸弹性模量和弯曲弹性模量的要求(见5.6.1)；修改了层合板的弯曲强度要求(2001版的5.7，本版的5.6.1和5.6.2)；织物外观质量判定由记分法改为计点法，并修改了要求(2001版的5.10，本版的5.8)；删除了长度要求(2001版的5.9)。

下面就2014版标准的主要技术内容、修改前后的比对、验证试验、与国内外标准的比对等情况进行逐一进行说明。

1标准的主要内容

1.1标准的范围

玻璃纤维无捻粗纱布的玻璃成分目前已经细分，原来国内所说的无碱玻璃纤维按国际流行名称和分类应称之为E玻璃纤维，标准修订时对此作了变更。ECR玻璃纤维原属于E玻璃纤维范畴，但其成分和普通E玻璃纤维也有差别，目前在国际标准[4]中已经单独列出，因此本标准中也单独予以列出。中碱玻璃纤维玻璃成分为中国特有，且性能上也有特点，修订时予以保留。其他的改进成分总体仍未脱离E玻璃纤维和ECR玻璃纤维范围，目前还没有成为主流、普及程度不高，同时这些成分改进的纤维多采用缝编工艺生产织物，用作纺织的较少，这类成分暂不纳入本标准。

机织玻璃纤维无捻粗纱布，在织物经纬向的纱线分布上可以有较大差异。普通织物的经纬向纱线含量多数较为匀称，相差大的一般也不超过4∶1，这类织物在行业中通称为玻璃纤维无捻粗纱布或方格布。如果织物的经纬向纱线含量差异较大，呈明显的主次结构，行业内称之为单向布，主次方向单位面积纱线质量比通常不小于4∶1。用户对单向布的性能关注点与普通织物的关注点明显不同，其相关标准已于2013年发布，因此本标准修订时应将单向布排除在外。

1.2要求

1.2.1指标体系修改

织物的力学性能只是体现织物本身性能，不能很好地反映产品的应用性能，适合作为生产企业的过程控制指标，可以在工艺文件中加以体现，不必纳入产品标准。因此标准修订时，删除了织物力学性能，代之以能够体现产品应用性能的层合板性能，即2014版标准通过考核织物增强的复合材料层合板的拉伸和弯曲性能来考核织物力学性能，这也体现了标准应更多地服务于最终应用的理念。对于原标准中各种规格织物的力学性能，由于织物力学性能指标不再采用，层合板的力学性能与织物的规格之间的关联性不大，因此这部分内容在修订时已予删除。原标准中层合板的弯曲强度需测定干湿态强度，以强度绝对值给出，标准修订时干态弯曲强度指标值予以保留，而湿态指标改为了强度保留率。层合板性能与树脂类别、玻璃纤维表面性状、树脂固化过程控制等有关，标准制定时已考虑到了这些问题。因此，层合板制作所用的树脂应与纤维表面处理剂相匹配，固化过程应符合树脂制造商的要求，这些都是毋庸置疑的。制样过程中其他操作因素的影响主要体现在层合板气孔率上，或者说体现在纤维体积含量中。层合板的指标值应与制得的层合板试样实测的纤维体积含量相关联。标准中给出了层合板的性能标准值与纤维体积含量的计算公式，并在附录A和附录B中给出了层合板的纤维体积含量控制和实际含量的测量方法。

织物的长度指标根据调查结果，目前国际上均以布卷重量进行销售，不按长度进行销售，外加织物的长度只能在生产过程中进行控制，交货验收时如果对织物布卷进行展开测量验收会使纱线发生位移从而影响织物质量，因此标准修订时删除了长度指标。

与美国材料与试验协会等先进标准[5]中的计点制相比，从统计学来看，原标准中的织物外观疵点以计分制进行判定不符合统计原理，扣分数与疵点数量对应性不直观。计点法可以直接给出每平方米织物上的疵点数量，且疵点统计规律服从泊松分布，可以较好地进行质量统计分析，有优越性。因此，2014版标准的织物外观质量标准改成了计点制。

1.2.2指标值修订和确定原则

标准中对理化性能和外观的要求确定原则是：

在考虑用户需求的基础上，根据相关的产品标准GB/T 18369《玻璃纤维无捻粗纱》[1]、相近产品标准GB/T 29754《玻璃纤维机织单向布》[2]和GB/T 25040《玻璃纤维缝编织物》[3]的协调性制定相应指标标准，以达到既满足用户的要求，又有适当的市场准入水平，达到优胜劣汰的目的。

本标准的E玻璃纤维和ECR玻璃纤维无捻粗纱布增强的层合板的力学性能指标，参照德国GL公司风电产品认证要求中，GL2006第2部分第2节《纤维复合材料的检验》[6]的无捻粗纱布的层合板指标值，修约成整数值确定，上述指标已在风电产品中得到广泛应用和验证，业已证明指标是适当的。中碱玻璃纤维无捻粗纱布增强的层合板性能指标按E玻璃纤维和ECR玻璃纤维的指标值的90%进行确定。

织物外观质量标准采用直接转换法进行修改，即原标准扣1分的疵点，现标准中计1个次要疵点，即原标准扣5分的疵点，现标准中计1个主要疵点，判定时5个次要疵点折合1个主要疵点。原标准规定布面疵点扣分平均每平方米不大于0.4分，折合现标准主要疵点数不超过每10平方米0.8个主要疵点。

外观质量要求进行了加严修改，按以前标准布匹中疵点严重的区段允许进行假开剪处理，2014版标准已经不允许假开剪存在，疵点严重的区段必须剪掉。同时首次提出不允许断纬、错经、错纬，其它疵点要求也更严格。

对于假开剪有必要作一些进一步说明。假开剪不是疵点，而是一种对带有疵点的织物的处理方式。当布面出现严重影响使用的疵点时，对该布匹有两种处理方式。一种是直接裁去疵点区域部分；还有一种方式是在本来需要裁去的疵点区域两端做上标记，不进行实际裁剪，该区段不计入产品长度，这种方式称之为假开剪。对织物进行假开剪处理的优点较为明显，首先保证了织物的连续性，后续加工处理的效率和织物利用率提高；其次假开剪部分不计入合格长度，假开剪区域的疵点往往是局部性的，如果用户认为避开疵点部分其余部分仍可使用，则可免费使用减少浪费。为了促进产品品质的进一步提高，新标准审议时委员代表一致认为不允许采用假开剪方式处理疵点。因此，新标准接受了不允许产品中采用假开剪处理疵点的方式方法。今后，如果布面出现疵点集中的区域必须采取开剪处理。

1.2.3修订前后的比较

修订前后的比较见表1。

表1　标准修改前后的比较

2主要试验(或验证)情况分析

由于标准对织物的力学性能指标作了重大修改，标准起草时对部分指标进行了试验验证。验证试验采用目前质量较好的大型企业生产的无捻粗纱布，复合材料层合板采用不饱和聚酯树脂手糊制作，按标准中规定的试验方法进行验证，结果表明，2014版标准制定的织物的复合材料性能是合理的，具体数据见表2。

3与国际、国外同类标准水平的对比情况

本标准的制定主要参考了JIS R 3417-2002《玻璃纤维无捻粗纱布》[7]和BS 3749：1991《用作聚酯和环氧树脂系统的增强材料的E玻璃纤维无捻粗纱织物》[8]和GL2006《第2部分第2节纤维复合材料的检验》[6]。其各项技术指标的对比详见表3。

表2　复合材料层合板力学性能验证数据

表3　2014版标准与国外同类标准技术要求对比

从表3对比中可以得到以下结论：

(1) 经、纬密度要求比日本JIS R3417高，低于英国BS3749要求。

(2) 单位面积质量的要求高于日本和英国标准。

(3) 层合板性能指标与GL2000相同，比JIS R3417和BS37491多了拉伸性能和弯曲模量，弯曲强度要求高于JIS R3417和BS3749要求。

(4) 外观质量根据我国的生产情况进行了详细规定，日本和英国标准无此项规定。

综上所述，本标准水平与国外先进水平相当，有些指标高于日本或英国同类产品的要求。

4结束语

GB/T 18370-2014标准是在对产品的生产和应用进行了大量的分析研究和试验验证的基础上，并经过多次反复协商、修改的基础上制订的，具有较强的科学性、可操作性和实用性，标准水平达到国内领先、国际先进水平。标准在力学性能指标和外观质量要求等方面作了重大修改，进行这些修改的目的是，引领生产企业应更多地关注产品的应用性能和用户的体验。同时也提醒各标准使用方，包括生产、使用、销售及产品质量检验部门，应及时注意到标准的这些重大的变化，及时修订相应的内部工艺技术文件和质量控制文件，以免导致不必要的不合格品的出现。2014版《玻璃纤维无捻粗纱布》标准的贯彻实施，将有助于推动和促进企业的技术进步，规范玻璃纤维无捻粗纱布产品的市场，增强我国玻璃纤维产口在国际市场上的竞争力，必将进一步有力地促进我国玻璃纤维行业的健康发展。

参考文献

[1]全国玻璃纤维标准化技术委员会.GB/T 18369-2008玻璃纤维无捻粗纱[S].北京：中国标准工业出版社，2008.

[2]全国玻璃纤维标准化技术委员会.GB/T 29754-2013玻璃纤维机织单向布[S].北京：中国标准工业出版社，2013.

[3]全国玻璃纤维标准化技术委员会.GB/T 25040-2010玻璃纤维缝编织物[S].北京：中国标准工业出版社，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]日本工业标准.JIS R 3417-2002玻璃纤维无捻粗纱布[S].日本，2002.

[8]英国标准学会.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

中图分类号：TQ171.77+1.2

文献标识码：A

收稿日期：2016-01-18

作者简介：陈建明，男，1964年生，高级工程师。主要从事玻璃纤维、碳纤维等纤维复合材料的标准化及其性能测试方法的研究。

修回日期：2016-05-24