甲醛含量与释放量规则 检测

李新

我国已加入WTO，产品的各项标准应尽快与国际标准接轨。家具中的游离甲醛超标已成为目前市场投诉的热点问题，是消费者最不满意的。我国的有关部门对此也十分重视，最近发布了《木家具有害物质限量》、《人造板及其制品有害物质限量》、《胶粘剂中有害物质限量》、《溶剂型木器涂料中有害物质限量》等国家标准。本刊约请芬兰专家伯•哈尼让先生就甲醛含量及释放量检测与规则撰文，介绍国际上对甲醛含量的有关规则与检测方法，希望能对我国家具业有较大参考价值。

6 V+ s7 p$ M7 B0 q1　规则
2 }$ v. P5 `. r; W1 Y
+ ?+ Z! B% N3 E　　欧洲标准化委员会成员国只接受甲醛释放量达到E1级的板材，即当板材按标准（ENV717-1）检测的要求稳定状态浓度等于或小于0.1PPm。一个例外是作表面处理时可以将释放量降至E1级以下的水平。一些欧洲人造板制造商生产所谓E0级的板材，这是一个自发标准，它要求箱试法和萃取法的值接近E1级的一半左右。欧洲E0级和日本E0级相当。
　　美国的居室与城市发展部（HUD）采用了与室内暴露面积相当的承载率来制订标准。另外，刨花板，MDF和硬木胶合板都依照美国标准（ANSI）检测；除非合同要求，HUD要求大多数厂遵循ANSI标准，因为其具有市场优势，特别是在甲醛释放方面。现行ANSI甲醛释放标准参照表1。而HUD标准则被用于大多数承载率的标准。
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表1　甲醛释放量ANSI标准
# X. }! }) p  x# ^* U; [
, D5 T0 a  a, f" G- ^8 s& }# ~6 d产　　品
要求ppm 承载率m2/m3  
MDF 0.3 0.26  
' ]; c6 }" y7 @& W  i- L刨花板(所有级别，除了地板) 0.3 0.43  
地板等级刨花板及衬垫材料 0.2 0.4  
! P% Q+ x/ Z. u硬木胶合板（所有级别，除了壁板） 0.2 0.43  
( j" N9 x) I  P0 D! N  ]6 R' Z* Y壁板（硬木胶合板） 0.2 0.95  

2 {/ e) u- p5 p　　与欧洲和其他一些地区的规则相反，北美规则适合于人造板产品而不适用于室内甲醛浓度方面。

$ e+ ]* w, T$ L! R  S　　在日本，不适宜用JIS甲醛（日本工业标准）应用于刨花板与MDF，而JASI（日本农业标准）则应用于作为结构材或非结构材的胶合板、集成材（LVL）、地板和胶合梁（Glulam）,JIS依照日本24小时干燥试验（JIS5908），有如下规定：
! @# p# J( \; ]/ {　　E0级：＜0.5mg/1；
5 [5 ~3 ^5 B$ p: f; \　　E1级：＞0.5mg/1，≤1.5mg/1；
: f9 B+ S8 x$ c/ n0 k9 @　　E2级：＞0.5mg/1，≤1.5mg/1。
　　表2列出了JAS最近的一些要求：

/ }( ~% a3 K+ o/ ^0 W4 N+ O# X+ [/ o( {表2　JAS的要求（胶合板、LVL地板和胶合梁）
4 f8 l$ \5 N! _" U8 O( z
' b- P# v, n/ Z产品类型 胶合板（结构材/非结构材） 胶合梁  
LVL（结构材/非结构材）、地板 （结构材/非结构材）  
  G  j  n: }+ P等级 平均值（mg/1） 最大值（mg/1） 平均值（mg/1） 最大值（mg/1）  
Fc0 0.5 0.7 0.5 0.7  
4 c5 q- Q: M2 v* k: p( {3 k1 f; q' \  C- CFc1 1.5 2.1 1.5 2.1  
+ {. {3 y+ C# o/ w" kFc2 5.0 7.0 n.a. n.a.  
Fc2-s n.a. n.a. 3.0 4.2  
3 w; n* Y4 A! V$ S' ~) j+ L  O
# U4 q  S4 w9 ~1 V# d2 |　　近来澳大利亚和新西兰采用变更了的EN120标准，含水率改为6.5%，其中要求限定值为10mg/100g条件。同样，在最近的一次新西兰和澳大利亚联合标准委员会会议上同意采纳日本萃取法更新版，对应于萃取法的10mg/100g，刨花板的限定值为1.8mg/1，而MDF的为1.1mg/1。这些相关的标准现在已建立。其它一些出口人造板的国家可能也有国家标准，但这并不重要，因为他们必须尽量遵照输入国的相关标准。
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2　检测方法
　　箱试法模拟实际使用条件，提供产品向空气中释放甲醛的可能程度，并被作为一个重要的检测（产品认证书）。试验用箱不但造价高，而且试验至少需要10天时间，这使得箱试法不适合于厂内的产品控制。因此替代它的快速检测法（即所谓的派生检测）被开发出来，这其中最著名的包括欧洲的萃取法和气体分析法（GAS）以及美国、日本的干燥器法。然而，即使烧瓶（FLASK）测试法是一个欧洲标准，但国际标准化组织（ISO）致力于在该地区推广国际性标准。
' ^9 M+ @& z6 t  c6 V9 F% A# Q2.1　箱试法
( F+ V7 m! Y* g! K# k- S　　最初，实验需要可容人走得进的大箱体。然而，小箱体更易于在厂内使用而被认可。在欧洲，与此相当的试验表明大、小箱试验的结果相似。最先是在美国，小箱体试验被设计用于提供大箱体试验的结果。但是，小箱体设计必须与之相关。
　　表3分别列出了欧洲临时标准ENV717-1和美国标准ASTM E-1333所分别规定的大箱试法的最重要参数。标准还包括箱体制造、制造材料、试验中板材的定位、系统通风、取样体系，以及试验中决定甲醛含量的空气取样步骤与方法等要求或指南。

% d" P7 u3 L  O/ d# F+ V# Q; J表3　大箱体实验参数

2 o4 _4 W- m7 Y7 I4 G  p实验参数 EN717-1 ASTM E1333  
/ U3 q- A5 [/ d箱体容积m3 ≥121） ≥222)  
板承载率m2/m3 1.0±0.02 0.26-0.9533)  
温度°C（°F） 23±0.5 25±1(77±2)  
  Z& Q2 s9 `& C* G. @( u, p相对湿度（%） 45±3 50±5  
空气交换量（h-1） 1.0±0.05 0.5±0.05  
试件表面空气速度（m/s） 0.1-0.3 　  
0 b/ N& E; j. t7 r$ A
1)ENV717-1箱体容积有三种选择：12m3，1m3，0.225m3
2）ASTM D6007规定1m3和0.02m3的小箱体可用作大箱体的替代。
% V( f9 d+ |% f/ ?/ a. @3）板承载率值随板材类型和用途而异，参照表1。
  S$ z5 p& I* V7 T2 H  g
- b- T* D* y1 K( X4 I6 `2.2　萃取法（EN120）
* a+ m; n; I5 u' [& X　　萃取法主要用于刨花板和纤维板，试样置于沸甲苯中，逸出甲醛与甲苯一起蒸发后，被水收集并用乙酰丙酮光度测定法分析，结果由每100g绝干板中甲醛含量（以mg为单位）来表示。样品的含水率将影响检测结果。所以，检测结果用Wihelm-Klauditz研究院所（WKI）开发的公式换算至6.5%的含水率水平。刨花板与MDF采用不同的公式。此法不适于胶合板与细木工板（BLOCKBOARD）。气体分析法（EN717-2）被指定为这些材料的快速检测法。
2.3　气体分析法（EN717-2）
　　气体分析法是在60°C条件下进行的小箱体甲醛释放量检测。从箱体中进行空气取样并分析其甲醛含量。此法适用于未加工的以及加工过的刨花板、纤维板以及胶合板样品。
2.4　细颈瓶法（EN717-3）
　　这个实验类似下面的干燥器法。一些小试样连接在一起，并附于瓶盖的底部。瓶中加入了一定量的水，盖子盖在颈瓶上。密封的瓶在40°C下放置24小时。试样释放出的甲醛被溶于水，实验结束后，对水进行分析得出甲醛含量。
2.5　美国干燥器法（ASTM D 5582）
　　8个封边的样品（70×127mm）置于一个10.5L的玻璃干燥器中，其内部的玻璃容器中装有25ml的蒸馏水。干燥器盖住2个小时，此间释放出的甲醛溶于水中。此实验在24±6°C条件下进行。实验结束后，对水进行分析得出甲醛含量。
" t+ [5 J2 A# w) @2.6　日本干燥器法（JIS A 5908）
　　与美国干燥器法采用了一定数目的封边样品相反，此法规定根据样品的厚度放置7-10件样品（50×150mm）。并且规定暴露表面积约为1800cm2，这样厚板材就可以少用一些样品。这种检测方法用了较大量的水（30ml）来吸收甲醛。干燥器密封后，在20-25°C条件下搁置24小时。JAS的检测方法随产品种类不同而不同。主要区别列于表4。

表4　JAS标准检测参数（胶合板、LVL地板和胶合染）

产品类型 胶合板 LVL 胶合梁 地板  
全部检测面积 未规定 450cm2 450cm2 450cm2  
试件尺寸 50cm×15cm 未规定 15cm×30cm  
) F" d! s9 d0 G1 f试件数目 10 未规定（基于450cm2） 　  
8 K1 S5 D- ]. N4 c* y( h1 L% X! F边部密封与否 否 两末端密封 两末端密封 两末端密封  
  N4 `% p. z- ^9 e  W干燥器容积 9-11L 　 40L 　  
5 ?1 b" H! s; u2 V% p0 f' c- pHCHO吸收用水量 300ML 　 20ML 　  
修正系数 无 　 1/3.75 　
& s- d" _  U# z# G! `6 l+ h来源：STC 李昊鹏