ISO 4589:1984
(Main)Plastics — Determination of flammability by oxygen index
Plastics — Determination of flammability by oxygen index
Plastiques — Essais de réaction au feu — Détermination de l'indice d'oxygène
Polimerni materiali - Ugotavljanje vnetljivosti s kisikovim indeksom
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
International : standard @ 4589
ahYb
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION-MEHAY APOAHAR OPrAHHBAUHR il0 CTAHflAPTH3AUHMKIRGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Plastics - Determinati on of flammability by oxygen index
e
Plastiques - Essais de réaction au feu - Détermir ation de l'indice d'oxygène
First edition - 1984-12-15
~~~
Ref. No. ISO4589-1984 (El
E UDC 678.5/.8 : 620.1 : 536.468
-
a5
Descriptors: plastics, tests, fire tests, determinatior flammability, test equipment, test specimens, dimensions, marking.
O
Price based on 15 pages
5
---------------------- Page: 1 ----------------------
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation a
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 technical committees. Each member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
ISO, also take part in the work.
mental and non-governmental, in liaison with
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 4589 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61,
Plastics.
0 International Organization for Standardization, 1984 O
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 4589-1984 (E)
Plastics - Determination of flammability by oxygen index
O Introduction NOTES
1 It may not be possible to apply these methods satisfactorily to
This International Standard has been prepared t
materials that exhibit high levels of shrinkage when heated, e.g. highly
Drocedures develoDed independently for similar
oriented thin film.
test by various national standards bodies.
2 For assessing the flame propagation properties of cellular materials
of density < 100 kg/m3, attention is drawn to :he method of IS0 3582
for testing horizontal burning characteristics.
Scope and field of application
1
2 References
This International Standard specifies methods for “etermining
IS0 291, Plastics - Standard atmospheres for conditioning
the minimum concentration of oxygen, in ad ixture with
and testing.
nitrogen, that will support combustion of small 4 , ertical test
specimens under specified test conditions. The I results are
IS0 293, Plastics - Compression moulding test specimens of
defined as oxygen index values. 1
I
thermoplastic materials.
Methods are provided for testing materials
IS0 294, Plastics - Injection moulding test specimens of
supporting in the form of vertical bars or sheet
thermoplastic materials.
thick. These methods are suitable for solid,
cellular materials characterized by an apparent IS0 295, Plastics - Compression moulding test specimens of
than 100 kg/m3. The methods may also be applicable to some thermosetting materials.
cellular materials having an apparent density of less than
IS0 845, Cellular plastics and rubbers - Determination of
100 kg/m3. A method is provided for testing flexible sheet or
densit y.
film materials while supported vertically.
I
IS0 2818, Plastics - Preparation of test specimens by
machining.
IS0 2859, Applications of statistical methods - Sampling pro-
cedures and tables of inspection by attributes.
IS0 3167, Plastics - Preparation and use of multi-purpose test
specimens.
IS0 3582, Cellular plastic and cellular rubber materials -
Laboratory assessment of horizontal burning characteristics of
small specimens subjected to a small flame.
IS0 4893, Plastics - Preparation of test specimens from
thermosetting materials by injection moulding. l)
IS0 5725, Precision of test methods - Determination of
repeatability and reproducibility.
IS0 6400, Plastics - Test specimens from semi-crystalline
thermoplastic moulding materials by compression moulding -
Preparation of reference test specimens with a reproducible
material. state. 1)
~
1) At present at the stage of draft.
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 4589-1984 (E)
I
For self-supporting materials, the specimen shall be held by a
3 Principle
small clamp which is at least 15 mm away from the nearest
A small test specimen is supported vertically in a mixture of point at which the specimen may burn before the extent-of-
oxygen and nitrogen flowing upwards through a transparent burning criterion is exceeded. For supported film or sheet test
chimney. The upper end of the specimen is ignited and the specimens, the specimen shall be supported by both vertical
subsequent burning behaviour of the specimen is observed to edges in a frame equivalent to that illustrated by figure 2, with
compare the period for which burning continues, or the length reference marks at 20 mm and 100 mm below the top of the
of specimen burnt, with specified limits for such burning. By
frame.
testing a series of specimens in different oxygen concen-
trations, the minimum oxygen concentration is estimated at The profile of the holder and its support should be smooth to
minimize induction of turbulence in the rising flow of gas.
which the burning behaviour of 50 % of specimens represent-
ing the material under test would exceed at least one of the
specified limits for burning.
5.3 Gas supplies, comprising pressurized sources of oxygen
and/or nitrogen not less than 98 % (rnlrn) pure and/or clean
air (containing 20,9 % oxygen), as appropriate.
4 Definition
The moisture content of the gas mixture entering the chimney
For the purposes of this International Standard, the following
shall be <0,1 % (rn/rn), unless the results have been shown to
definition applies.
be insensitive to higher moisture levels in the gas mixture. The
gas supply system shall incorporate a drying device, or pro-
oxygen index: The minimum concentration of oxygen by
vision for monitoring or sampling the gas supply for moisture
percentage volume in a mixture of oxygen and nitrogen in-
content, unless the moisture content of the gas supplies is
troduced at 23 k 2 OC that will just support combustion of a
known to be acceptable.
material under specified test conditions.
The constituent gas supply lines shall be linked in a manner
which thoroughly mixes the gases, before they enter the gas
5 Apparatus
distribution device at the base of the chimney, so that the
variation in oxygen concentration in the gas mixture rising in
The following apparatus shall be arranged as indicated by the
the chimney, below the level of the test specimen, is
diagrams in figures 1 and 2 as appropriate:
<0,2 % (V/V).
NOTE - It should not be assumed that bottled oxygen or nitrogen will
5.1 Test chimney: a heat-resistant glass tube supported
always contain <0,1 YO (rn/m) of water; moisture contents of
vertically on a base through which oxygen-containing gas mix-
0,003 % to 0,Ol YO (rn/rn) are typical for commercial supplies as filled
tures can be introduced.
bottles 98 % (rn/m) pure, but as such bottled gases are depressured
to below about 1 MPa, the moisture content of the gas drawn off may
450 mm minimum
The preferred dimensions of the chimney are
rise above 0,l % (rn/rn).
height and 75 mm minimum diameter cylindrical bore. The up-
per outlet shall be restricted as necessary by an overhead cap
5.4 Gas measurement and control devices, suitable for
having an outlet small enough to produce an exhaust velocity
establishing the concentration of oxygen in the gas mixture
of at least 90 mm/s from a flow rate within the chimney of
entering the chimney with an accuracy of 5 0,5 % ( V/ V) of
30 mm/s (see the note). Chimneys of other dimensions, with or
the mixture and for adjusting the concentration with a precision
without restricted outlets, may be used, if shown to give
of f0,l % (V1V) of the mixture when the gas velocity
equivalent results.
through the chimney is 40 k 10 mm/s at 23 f 2 OC.
The bottom of the chimney, or the base upon which the
Means shall be provided for checking or ensuring that the
chimney is supported, shall incorporate a means for distributing
temperature of the gas mixture entering the chimney is
evenly the gas mixture entering the chimney. The preferred
23 f 2 OC. If this involves an internal probe, its position and
means comprises solid glass beads of between 3 and 5 mm
profile shall be designed to minimize induction of turbulence
diameter, in a layer between 80 and 100 mm deep. Other
within the chimney.
means, such as radial manifolds, may be used, if shown to give
equivalent results. A porous screen may be mounted below the
NOTE - Systems of measurement and control that have proved
level of the specimen holder, to prevent falling combustion
satisfactory include the following :
debris from fouling the gas entry and distribution paths.
a) needle valves on individual and mixed gas supply lines, a
The chimney support may incorporate a levelling device and in- paramagnetic oxygen analyser that continuously samples the
mixed gas, and a flowmeter to indicate when the gas flow through
dicator, to facilitate vertical alignment of the chimney and a test
the chimney is within the required limits;
specimen supported therein. A dark background may be pro-
vided to facilitate observation of flames within the chimney.
b) calibrated orifices, gas pressure regulators and pressure
gauges on the individual gas supply lines; or
NOTE - For tubes of 75 to 100 mm diameter, a cap converging to an
c) needle valves and calibrated flowmeters on the individual gas
outlet of 40 mm diameter at a level at least 10 mm above the top of the
supply lines.
cylindrical chimney has been found satisfactory.
Systems b) and ci may require calibration after assembly to ensure that
5.2 Test specimen holder, suitable for supporting a the compounded errors of the component parts do not exceed the
requirements of 5.4.
specimen vertically in the centre of the chimney.
2
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IS0 4589-1984 (E)
5.5 Flame igniter, comprising a tube that can be inserted 7 Preparation of test specimens
into the chimney to apply to the test specimen a f me issuing
If the tube.
from an outlet of 2 tr 1 mm diameter at the-end
7.1 Sampling
The flame fuel shall be propane, without premixed iir. The fuel
Obtain a sample sufficient for preparation of at least 15 test
NiIl project
supply shall be adjusted so that the flame
specimens. The sample shall be taken, if relevant, in accord-
16 f 4 mrn vertically downwards from the outli t when the
ance with the material specification, otherwise in accordance
! is burning
tube is vertical within the chimney and the flam
with IS0 2859.
within the chimney atmosphere.
NOTE - For a material for which the oxygen index is known to within
iods up to
5.6 Timing device, capable of measuring PE f2, 15 test specimens may be sufficient. For materials of unknown
5 min with an accuracy of +0,2 s. oxygen index, or which exhibit erratic burning characteristics, between
15 and 30 test specimens may be required.
:ient ventil-
5.7 Fume extraction system, providing suffi
!d from the
ation or exhaust to remove fumes or soot expel1
7.2 Test specimen dimensions and their
chimney without disrupting the gas-flow rate or t mperatures
preparation
in the chimney.
Using, if applicable, procedures that comply with the ap-
NOTE - If soot-generating materials are being test d, the glass
propriate material specification or IS0 methods for specimen
chimney may require cleaning to maintain good visibilitl and the gas
preparation, mould or cut test specimens that satisfy the
inlets, or inlet screen, and temperature sensor (if fitted may also re-
dimensions specified for the most appropriate specimen form
quire cleaning to function properly. Suitable precautic 1s should be
taken to protect personnel from noxious materials or burns during given in table 2.
testing or cleaning operations.
Ensure that the surfaces of the specimens are clean and free
from flaws that could affect burning behaviour, for example
6 Calibration of equipment
peripheral moulding flash or burrs from machining.
For compliance with this method, calibrate thf equipment
Note the position and orientation of test specimens with
liven in an-
periodically in accordance with the instructions
respect to any asymmetry in the sample material.
nex A so that the maximum interval between reca bration and
use complies with the periods stated in table 1.
NOTES
icies
1 Some material specifications may require choice and identification
,
of the "state of the test specimen" used; for example, in a "defined
'um period state" or a "basic state" for a styrene-based polymer or copolymer.
Item Maxin
Gas-flow rate controls 6 nonths
2 In the absence of a relevant material specification, one or more pro-
cedures from IS0 293, IS0 294, IS0 295, IS0 2818, IS0 3167,
Oxygen concentration controls 6 honths
IS0 4893 or IS0 6400 may be used.
Gas system joints (as required by
clause A.2 in annex A) 3 Oxygen index results may be significantly affected by differences in
ease of ignition or of burning behaviour, due to material inhomogeneity
a) for joints disturbed during use or
(for example, different levels of shrinkage when heated for specimens
cleaning of the apparatus
cut in different directions from asymmetrically-oriented thermoplastic
b) for undisturbed joints
film).
Grtionths
Table 2 - Test specimen dimensions
Dimensions,
Test specimen
Typical use
Thickness
Length
form')
mm mm
I 80 to 150 10 f 0,5 4 * 0,25 For moulding materials
Il 80 to 150 10 f 0,5 10 * 0,5 For cellular materials
r 111 2) I 80 to 150 I 10 k 0,5 1 1 < 10,5 I For sheet materials "as received" I
Alternative size for self-supporting moulding or sheet
3 f 0,25
IV 70 to 150 6,5 f 0,5
materials. for electrical purposes
I
O
v 2) 140 -5 52 f 0,5 i < 10,5 For flexible film or sheet
Test specimens of forms I, II, 111 and IV are suitable or materials that are self-supporting at these dimensions.
1)
Test specimens of form V are suitable for materials that require support during testing.
Results obtained using form 111 or form V test speci ens may only be comparable for specimens of the same form and thickness. It is assumed
2)
that the amount of variation in thickness for such mater 1 als will be controlled by other standards.
I
3
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IS0 4589-1984 (E)
does not continue to burn in air, select an initial concentration
7.3 Marking of test specimens
of at least 25 % , depending upon the difficulty of ignition or
the period of burning before extinguishment in air.
For monitoring the distance over which a specimen burns, it
may be marked with transverse lines at one or more levels
which are dependent upon the specimen form and the ignition
8.1.4 Ensure that the test chimney is vertical (see figure 1).
procedure to be used. Self-supporting specimens are
Mount a specimen vertically in the centre of the chimney so
preferably marked on at least two adjacent faces. If wet inks are
that the top of the specimen is at least 100 mm below the open
used, the marks shall be dry before the specimen is ignited.
top of the chimney and the lowest exposed part of the
specimen is at least 100 mm above the top of the gas distri-
7.3.1 Marks for testing by top surface ignition bution device at the base of the chimney (see figure 1 or
figure 2 as appropriate).
Test specimens of form I, II, III or IV, to be tested in accordance
with procedure A (see 8.2.11, shall be marked 50 mm from the
8.1.5 Set the gas mixing and flow controls so that an oxy-
end to be ignited.
gednitrogen mixture at 23 k 2 OC, containing the desired
concentration of oxygen, is flowing through the chimney at a
7.3.2 Marks for testing by propagating ignition
rate of 40 * 10 mm/s. Let the gas flow purge the chimney for
at least 30 s prior to ignition of each specimen, and maintain
The reference marks for testing specimens of form V are car-
the flow without change during ignition and combustion of
ried by the supporting frame (see figure 21, but such specimens each specimen.
O
may be marked at 20 mm and at 100 mm from the end to be
ignited, for convenience when testing heat-stable materials.
Record the oxygen concentration used as the volume per cent
calculated according to the equations given in annex C.
If specimens of form I, Il, III and IV are to be tested in accord-
ance with procedure 6 (see 8.2.1 and 8.2.31, they shall be
8.2 Igniting the test specimen
marked at 10 mm and at 60 mm from the end to be ignited.
8.2.1 Select one of two alternative ignition procedures which
are dependent upon the specimen form as follows :
7.4 Conditioning
a) for specimen forms I, II, III and IV (see table 21, use pro-
Unless otherwise specified in other established standards, each
cedure A, top surface ignition, as described in 8.2.2;
test specimen shall be conditioned for at least 88 h at
23 k 2 OC and (50 f 5) % RH immediately prior to use.
b) for specimen form V, use procedure B, propagating ig-
nition, as described in 8.2.3.
NOTE - Samples of cellular materials that may contain volatile flam-
mable material should be purged of such volatile material prior to con-
Ignition shall imply, for the purposes of this International Stan-
ditioning at 23 OC and 50 YO RH. Test specimens may be purged
dard, the initiation of flaming combustion.
satisfactorily by pre-conditioning in suitable ventilated ovens for 168 h.
Larger blocks of such materials may require longer pre-treatment.
NOTES
Facilities for cutting specimens from cellular material that may contain
volatile flammable material must be suitable for the hazards involved.
1 For tests on materials that exhibit steady burning and spread of
e
combustion in oxygen concentrations at, or close to, their oxygen
index value, or for self-supporting specimens of < 3 mm thickness,
procedure B (with specimens marked in accordance with 7.3.2) may be
8 Procedure
found to give more consistent results than procedure A. Procedure B
may then be used for specimens of form I, 11, 111 or IV.
8.1 Setting up the apparatus and test specimen
2 Some materials may exhibit a non-flaming type of combustion (for
example, glowing combustion) instead of, or at a lower oxygen con-
centration than that required for, flaming combustion. When testing
8.1.1 Maintain the ambient temperature for the test apparatus
such materials, it is necessary to identify the type of combustion for
at 23 k 2 OC. If necessary, keep the test specimens in an
which the oxygen index is required or measured.
enclosure at 23 * 2 OC and (50 f. 5) % RH from which each
test specimen may be taken when required.
8.2.2 Procedure A - Top surface ignition
8.1.2 Recalibrate equipment components, if necessary (see
For top surface ignition, the igniter is used to initiate burning
clause 6 and annex A).
only on the top surface of the upper end of the specimen.
Apply the lowest visible part of the flame to the top of the
8.1.3 Select an initial concentration of oxygen to be used.
When possible, this may be based on experience of results for specimen using a sweeping motion, if necessary, to cover the
whole surface, but taking care not to maintain the flame
similar materials. Alternatively, try to ignite a test specimen in
air, and note the burning behaviour. If the specimen burns against the vertical faces or edges of the specimen. Apply the
flame for up to 30 s, removing it every 5 s for just sufficient
rapidly, select an initial concentration of about 18 % ( V/ V) of
time to observe whether or not the entire top surface of the
oxygen; if the test specimen burns gently or unsteadily, select
an initial oxygen concentration of about 21 % ; if the specimen specimen is burning.
4
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IS0 4589-1984 (E)
8.3.2 If neither the period nor the extent of burning exceeds
Consider the specimen to be ignited, and commer :e measure-
I as removal the relevant limit specified in table 3 for the applicable
ment of the period and distance of burning, as so0
of the igniter, after a contact period increment 01 5 s, reveals specimen, note the duration and extent of burning. This is
dace of the recorded as an “O“ response.
burning supported by the whole of the top end SI
specimen.
Alternatively, if either the period or extent of burning exceeds
the relevant limit specified in table 3, note the burning
8.2.3 Procedure B - Propagating ignition
behaviour accordingly, and extinguish the flame. This is
recorded as an “X” response.
For propagating ignition, the igniter is used to pro( uce burning
xes of the
across the top and partially down the vertical .
Note also the burning characteristics of the material, for
specimen.
example dripping, charring, erratic burning, glowing combus-
tion or after-glow.
Lower and move the igniter sufficiently to appl, the visible
flame to the end face of the specimen and also, t a depth of
8.3.3 Remove the specimen and clean, as necessary, any sur-
to apply the
approximately 6 rnm, to its vertical faces. Continue
faces within the chimney or on the igniter that have become
igniter for up
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 4589:1996
01-junij-1996
Polimerni materiali - Ugotavljanje vnetljivosti s kisikovim indeksom
Plastics -- Determination of flammability by oxygen index
Plastiques -- Essais de réaction au feu -- Détermination de l'indice d'oxygène
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 4589:1984
ICS:
13.220.40 Sposobnost vžiga in Ignitability and burning
obnašanje materialov in behaviour of materials and
proizvodov pri gorenju products
83.080.01 Polimerni materiali na Plastics in general
splošno
SIST ISO 4589:1996 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 4589:1996
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e
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation a
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 technical committees. Each member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
ISO, also take part in the work.
mental and non-governmental, in liaison with
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 4589 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61,
Plastics.
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Plastics - Determination of flammability by oxygen index
O Introduction NOTES
1 It may not be possible to apply these methods satisfactorily to
This International Standard has been prepared t
materials that exhibit high levels of shrinkage when heated, e.g. highly
Drocedures develoDed independently for similar
oriented thin film.
test by various national standards bodies.
2 For assessing the flame propagation properties of cellular materials
of density < 100 kg/m3, attention is drawn to :he method of IS0 3582
for testing horizontal burning characteristics.
Scope and field of application
1
2 References
This International Standard specifies methods for “etermining
IS0 291, Plastics - Standard atmospheres for conditioning
the minimum concentration of oxygen, in ad ixture with
and testing.
nitrogen, that will support combustion of small 4 , ertical test
specimens under specified test conditions. The I results are
IS0 293, Plastics - Compression moulding test specimens of
defined as oxygen index values. 1
I
thermoplastic materials.
Methods are provided for testing materials
IS0 294, Plastics - Injection moulding test specimens of
supporting in the form of vertical bars or sheet
thermoplastic materials.
thick. These methods are suitable for solid,
cellular materials characterized by an apparent IS0 295, Plastics - Compression moulding test specimens of
than 100 kg/m3. The methods may also be applicable to some thermosetting materials.
cellular materials having an apparent density of less than
IS0 845, Cellular plastics and rubbers - Determination of
100 kg/m3. A method is provided for testing flexible sheet or
densit y.
film materials while supported vertically.
I
IS0 2818, Plastics - Preparation of test specimens by
machining.
IS0 2859, Applications of statistical methods - Sampling pro-
cedures and tables of inspection by attributes.
IS0 3167, Plastics - Preparation and use of multi-purpose test
specimens.
IS0 3582, Cellular plastic and cellular rubber materials -
Laboratory assessment of horizontal burning characteristics of
small specimens subjected to a small flame.
IS0 4893, Plastics - Preparation of test specimens from
thermosetting materials by injection moulding. l)
IS0 5725, Precision of test methods - Determination of
repeatability and reproducibility.
IS0 6400, Plastics - Test specimens from semi-crystalline
thermoplastic moulding materials by compression moulding -
Preparation of reference test specimens with a reproducible
material. state. 1)
~
1) At present at the stage of draft.
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IS0 4589-1984 (E)
I
For self-supporting materials, the specimen shall be held by a
3 Principle
small clamp which is at least 15 mm away from the nearest
A small test specimen is supported vertically in a mixture of point at which the specimen may burn before the extent-of-
oxygen and nitrogen flowing upwards through a transparent burning criterion is exceeded. For supported film or sheet test
chimney. The upper end of the specimen is ignited and the specimens, the specimen shall be supported by both vertical
subsequent burning behaviour of the specimen is observed to edges in a frame equivalent to that illustrated by figure 2, with
compare the period for which burning continues, or the length reference marks at 20 mm and 100 mm below the top of the
of specimen burnt, with specified limits for such burning. By
frame.
testing a series of specimens in different oxygen concen-
trations, the minimum oxygen concentration is estimated at The profile of the holder and its support should be smooth to
minimize induction of turbulence in the rising flow of gas.
which the burning behaviour of 50 % of specimens represent-
ing the material under test would exceed at least one of the
specified limits for burning.
5.3 Gas supplies, comprising pressurized sources of oxygen
and/or nitrogen not less than 98 % (rnlrn) pure and/or clean
air (containing 20,9 % oxygen), as appropriate.
4 Definition
The moisture content of the gas mixture entering the chimney
For the purposes of this International Standard, the following
shall be <0,1 % (rn/rn), unless the results have been shown to
definition applies.
be insensitive to higher moisture levels in the gas mixture. The
gas supply system shall incorporate a drying device, or pro-
oxygen index: The minimum concentration of oxygen by
vision for monitoring or sampling the gas supply for moisture
percentage volume in a mixture of oxygen and nitrogen in-
content, unless the moisture content of the gas supplies is
troduced at 23 k 2 OC that will just support combustion of a
known to be acceptable.
material under specified test conditions.
The constituent gas supply lines shall be linked in a manner
which thoroughly mixes the gases, before they enter the gas
5 Apparatus
distribution device at the base of the chimney, so that the
variation in oxygen concentration in the gas mixture rising in
The following apparatus shall be arranged as indicated by the
the chimney, below the level of the test specimen, is
diagrams in figures 1 and 2 as appropriate:
<0,2 % (V/V).
NOTE - It should not be assumed that bottled oxygen or nitrogen will
5.1 Test chimney: a heat-resistant glass tube supported
always contain <0,1 YO (rn/m) of water; moisture contents of
vertically on a base through which oxygen-containing gas mix-
0,003 % to 0,Ol YO (rn/rn) are typical for commercial supplies as filled
tures can be introduced.
bottles 98 % (rn/m) pure, but as such bottled gases are depressured
to below about 1 MPa, the moisture content of the gas drawn off may
450 mm minimum
The preferred dimensions of the chimney are
rise above 0,l % (rn/rn).
height and 75 mm minimum diameter cylindrical bore. The up-
per outlet shall be restricted as necessary by an overhead cap
5.4 Gas measurement and control devices, suitable for
having an outlet small enough to produce an exhaust velocity
establishing the concentration of oxygen in the gas mixture
of at least 90 mm/s from a flow rate within the chimney of
entering the chimney with an accuracy of 5 0,5 % ( V/ V) of
30 mm/s (see the note). Chimneys of other dimensions, with or
the mixture and for adjusting the concentration with a precision
without restricted outlets, may be used, if shown to give
of f0,l % (V1V) of the mixture when the gas velocity
equivalent results.
through the chimney is 40 k 10 mm/s at 23 f 2 OC.
The bottom of the chimney, or the base upon which the
Means shall be provided for checking or ensuring that the
chimney is supported, shall incorporate a means for distributing
temperature of the gas mixture entering the chimney is
evenly the gas mixture entering the chimney. The preferred
23 f 2 OC. If this involves an internal probe, its position and
means comprises solid glass beads of between 3 and 5 mm
profile shall be designed to minimize induction of turbulence
diameter, in a layer between 80 and 100 mm deep. Other
within the chimney.
means, such as radial manifolds, may be used, if shown to give
equivalent results. A porous screen may be mounted below the
NOTE - Systems of measurement and control that have proved
level of the specimen holder, to prevent falling combustion
satisfactory include the following :
debris from fouling the gas entry and distribution paths.
a) needle valves on individual and mixed gas supply lines, a
The chimney support may incorporate a levelling device and in- paramagnetic oxygen analyser that continuously samples the
mixed gas, and a flowmeter to indicate when the gas flow through
dicator, to facilitate vertical alignment of the chimney and a test
the chimney is within the required limits;
specimen supported therein. A dark background may be pro-
vided to facilitate observation of flames within the chimney.
b) calibrated orifices, gas pressure regulators and pressure
gauges on the individual gas supply lines; or
NOTE - For tubes of 75 to 100 mm diameter, a cap converging to an
c) needle valves and calibrated flowmeters on the individual gas
outlet of 40 mm diameter at a level at least 10 mm above the top of the
supply lines.
cylindrical chimney has been found satisfactory.
Systems b) and ci may require calibration after assembly to ensure that
5.2 Test specimen holder, suitable for supporting a the compounded errors of the component parts do not exceed the
requirements of 5.4.
specimen vertically in the centre of the chimney.
2
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SIST ISO 4589:1996
IS0 4589-1984 (E)
5.5 Flame igniter, comprising a tube that can be inserted 7 Preparation of test specimens
into the chimney to apply to the test specimen a f me issuing
If the tube.
from an outlet of 2 tr 1 mm diameter at the-end
7.1 Sampling
The flame fuel shall be propane, without premixed iir. The fuel
Obtain a sample sufficient for preparation of at least 15 test
NiIl project
supply shall be adjusted so that the flame
specimens. The sample shall be taken, if relevant, in accord-
16 f 4 mrn vertically downwards from the outli t when the
ance with the material specification, otherwise in accordance
! is burning
tube is vertical within the chimney and the flam
with IS0 2859.
within the chimney atmosphere.
NOTE - For a material for which the oxygen index is known to within
iods up to
5.6 Timing device, capable of measuring PE f2, 15 test specimens may be sufficient. For materials of unknown
5 min with an accuracy of +0,2 s. oxygen index, or which exhibit erratic burning characteristics, between
15 and 30 test specimens may be required.
:ient ventil-
5.7 Fume extraction system, providing suffi
!d from the
ation or exhaust to remove fumes or soot expel1
7.2 Test specimen dimensions and their
chimney without disrupting the gas-flow rate or t mperatures
preparation
in the chimney.
Using, if applicable, procedures that comply with the ap-
NOTE - If soot-generating materials are being test d, the glass
propriate material specification or IS0 methods for specimen
chimney may require cleaning to maintain good visibilitl and the gas
preparation, mould or cut test specimens that satisfy the
inlets, or inlet screen, and temperature sensor (if fitted may also re-
dimensions specified for the most appropriate specimen form
quire cleaning to function properly. Suitable precautic 1s should be
taken to protect personnel from noxious materials or burns during given in table 2.
testing or cleaning operations.
Ensure that the surfaces of the specimens are clean and free
from flaws that could affect burning behaviour, for example
6 Calibration of equipment
peripheral moulding flash or burrs from machining.
For compliance with this method, calibrate thf equipment
Note the position and orientation of test specimens with
liven in an-
periodically in accordance with the instructions
respect to any asymmetry in the sample material.
nex A so that the maximum interval between reca bration and
use complies with the periods stated in table 1.
NOTES
icies
1 Some material specifications may require choice and identification
,
of the "state of the test specimen" used; for example, in a "defined
'um period state" or a "basic state" for a styrene-based polymer or copolymer.
Item Maxin
Gas-flow rate controls 6 nonths
2 In the absence of a relevant material specification, one or more pro-
cedures from IS0 293, IS0 294, IS0 295, IS0 2818, IS0 3167,
Oxygen concentration controls 6 honths
IS0 4893 or IS0 6400 may be used.
Gas system joints (as required by
clause A.2 in annex A) 3 Oxygen index results may be significantly affected by differences in
ease of ignition or of burning behaviour, due to material inhomogeneity
a) for joints disturbed during use or
(for example, different levels of shrinkage when heated for specimens
cleaning of the apparatus
cut in different directions from asymmetrically-oriented thermoplastic
b) for undisturbed joints
film).
Grtionths
Table 2 - Test specimen dimensions
Dimensions,
Test specimen
Typical use
Thickness
Length
form')
mm mm
I 80 to 150 10 f 0,5 4 * 0,25 For moulding materials
Il 80 to 150 10 f 0,5 10 * 0,5 For cellular materials
r 111 2) I 80 to 150 I 10 k 0,5 1 1 < 10,5 I For sheet materials "as received" I
Alternative size for self-supporting moulding or sheet
3 f 0,25
IV 70 to 150 6,5 f 0,5
materials. for electrical purposes
I
O
v 2) 140 -5 52 f 0,5 i < 10,5 For flexible film or sheet
Test specimens of forms I, II, 111 and IV are suitable or materials that are self-supporting at these dimensions.
1)
Test specimens of form V are suitable for materials that require support during testing.
Results obtained using form 111 or form V test speci ens may only be comparable for specimens of the same form and thickness. It is assumed
2)
that the amount of variation in thickness for such mater 1 als will be controlled by other standards.
I
3
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SIST ISO 4589:1996
IS0 4589-1984 (E)
does not continue to burn in air, select an initial concentration
7.3 Marking of test specimens
of at least 25 % , depending upon the difficulty of ignition or
the period of burning before extinguishment in air.
For monitoring the distance over which a specimen burns, it
may be marked with transverse lines at one or more levels
which are dependent upon the specimen form and the ignition
8.1.4 Ensure that the test chimney is vertical (see figure 1).
procedure to be used. Self-supporting specimens are
Mount a specimen vertically in the centre of the chimney so
preferably marked on at least two adjacent faces. If wet inks are
that the top of the specimen is at least 100 mm below the open
used, the marks shall be dry before the specimen is ignited.
top of the chimney and the lowest exposed part of the
specimen is at least 100 mm above the top of the gas distri-
7.3.1 Marks for testing by top surface ignition bution device at the base of the chimney (see figure 1 or
figure 2 as appropriate).
Test specimens of form I, II, III or IV, to be tested in accordance
with procedure A (see 8.2.11, shall be marked 50 mm from the
8.1.5 Set the gas mixing and flow controls so that an oxy-
end to be ignited.
gednitrogen mixture at 23 k 2 OC, containing the desired
concentration of oxygen, is flowing through the chimney at a
7.3.2 Marks for testing by propagating ignition
rate of 40 * 10 mm/s. Let the gas flow purge the chimney for
at least 30 s prior to ignition of each specimen, and maintain
The reference marks for testing specimens of form V are car-
the flow without change during ignition and combustion of
ried by the supporting frame (see figure 21, but such specimens each specimen.
O
may be marked at 20 mm and at 100 mm from the end to be
ignited, for convenience when testing heat-stable materials.
Record the oxygen concentration used as the volume per cent
calculated according to the equations given in annex C.
If specimens of form I, Il, III and IV are to be tested in accord-
ance with procedure 6 (see 8.2.1 and 8.2.31, they shall be
8.2 Igniting the test specimen
marked at 10 mm and at 60 mm from the end to be ignited.
8.2.1 Select one of two alternative ignition procedures which
are dependent upon the specimen form as follows :
7.4 Conditioning
a) for specimen forms I, II, III and IV (see table 21, use pro-
Unless otherwise specified in other established standards, each
cedure A, top surface ignition, as described in 8.2.2;
test specimen shall be conditioned for at least 88 h at
23 k 2 OC and (50 f 5) % RH immediately prior to use.
b) for specimen form V, use procedure B, propagating ig-
nition, as described in 8.2.3.
NOTE - Samples of cellular materials that may contain volatile flam-
mable material should be purged of such volatile material prior to con-
Ignition shall imply, for the purposes of this International Stan-
ditioning at 23 OC and 50 YO RH. Test specimens may be purged
dard, the initiation of flaming combustion.
satisfactorily by pre-conditioning in suitable ventilated ovens for 168 h.
Larger blocks of such materials may require longer pre-treatment.
NOTES
Facilities for cutting specimens from cellular material that may contain
volatile flammable material must be suitable for the hazards involved.
1 For tests on materials that exhibit steady burning and spread of
e
combustion in oxygen concentrations at, or close to, their oxygen
index value, or for self-supporting specimens of < 3 mm thickness,
procedure B (with specimens marked in accordance with 7.3.2) may be
8 Procedure
found to give more consistent results than procedure A. Procedure B
may then be used for specimens of form I, 11, 111 or IV.
8.1 Setting up the apparatus and test specimen
2 Some materials may exhibit a non-flaming type of combustion (for
example, glowing combustion) instead of, or at a lower oxygen con-
centration than that required for, flaming combustion. When testing
8.1.1 Maintain the ambient temperature for the test apparatus
such materials, it is necessary to identify the type of combustion for
at 23 k 2 OC. If necessary, keep the test specimens in an
which the oxygen index is required or measured.
enclosure at 23 * 2 OC and (50 f. 5) % RH from which each
test specimen may be taken when required.
8.2.2 Procedure A - Top surface ignition
8.1.2 Recalibrate equipment components, if necessary (see
For top surface ignition, the igniter is used to initiate burning
clause 6 and annex A).
only on the top surface of the upper end of the specimen.
Apply the lowest visible part of the flame to the top of the
8.1.3 Select an initial concentration of oxygen to be used.
When possible, this may be based on experience of results for specimen using a sweeping motion, if necessary, to cover the
whole surface, but taking care not to maintain the flame
similar materials. Alternatively, try to ignite a test specimen in
air, and note the burning behaviour. If the specimen burns against the vertical faces or edges of the specimen. Apply the
flame for up to 30 s, removing it every 5 s for just sufficient
rapidly, select an initial concentration of about 18 % ( V/ V) of
time to observe whether or not the entire top surface of the
oxygen; if the test specimen burns gently or unsteadily, select
an initial oxygen concentration of about 21 % ; if the specimen specimen is burning.
4
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SIST ISO 4589:1996
IS0 4589-1984 (E)
8.3.2 If neither the period nor the extent of burning exceeds
Consider the specimen to be ignited, and commer :e measure-
I as removal the relevant limit specified in table 3 for the applicable
ment of the period and distance of burning, as so0
of the igniter, after a contact period increment 01 5 s, reveals specimen, note the duration and extent of burning. This is
dace of the recorded as an “O“ response.
burning supported by the whole of the top end SI
specimen.
Alternatively, if either the period or extent of burning exceeds
the relevant limit specified in table 3, note the burning
8.2.3 Procedure B - Propagating ignition
behaviour accordingly, and extinguish the flame. This is
recorded as an “X” response.
For propagating ignition, the igniter is used to pro( uce burning
xes of the
across the top and partially down the vertical .
Note also the burning characteristics of the material, for
specimen.
example dripping, charring, erratic burning, glowing c
...
4*x*$
ationale @ 4589
Norme interr
**Xe
3iiHAR OPrAHMBAUMR Il0 CTAHAAPTH3AUHM.ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANOARDIZATION*MEWYH
léaction au feu - Détermination
Plastiques - Essais de
de l'indice d'oxygène
Plastics - Determination of fîammability by oxyget idex
Première édition - 198412-15
I
c
Réf. no : IS0 4589-1984 (FI
CDU 678.W.8 : 620.1 : 536.468
ri -
8
U feu, détermination, inflammabilité, matériel d'essai, spécimen d'essai, dimension,
Descripteurs : plastique, essai, essai de comportemen
z
marquage.
P
E Prix basé sur 15 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant- propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I'ISO qui requièrent l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 4589 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61,
Plastiques.
0 Organisation internationale de normalisation, 1984 O
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 4589-1984 (F)
NORME INTERNATIONALE
I
Plastiques - Essais dd réaction au feu - Détermination
I
de l'indice d'oxygène ~
i
NOTES
O Introduction
I
1 Les méthodes ne peuvent pas être applicables de facon satisfai-
La présente Norme internationale a été élaborée dour harmo-
sante aux produits présentant des hauts taux de rétraction à la chaleur
niser les différents modes opératoires d'essais dév loppés par
comme par exemple les films orientés.
différentes organisations de normalisation nation les sur des
a ~
2 Pour déterminer les caractéristiques de propagation de la flamme
méthodes similaires.
des matériaux cellulaires de masse volumique apparente inférieure à
100 kg/m3, l'attention est attirée sur la méthode spécifiée dans
m
I'ISO 3582 pour les essais d'éprouvettes horizontales.
1 Objet et domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des methodes de
2 Références
détermination de la concentration minimale d'oxygène, dans un
mélange oxygène/azote, qui permet d'entretenir la ombustion
IS0 291, Plastiques - Atmosphères normales de conditionne-
f.
de petites éprouvettes verticales dans des conditions spécifiées
ment et d'essai.
d'essai. Les résultats sont définis comme valeurd de l'indice
d'oxygène. I
IS0 293, Plastiques - Moulage par compression des éprouvet-
tes en matières thermoplastiques.
Les méthodes sont définies par les essais de matbriaux sous
IS0 294, Plastiques - Moulage par injection des éprouvettes
forme de barreaux ou feuilles rigides jusqu'à des édaisseurs de
en matières thermoplastiques.
10,5 mm. Ces méthodes sont utilisables pour le$ matériaux
compacts, laminés ou cellulaires à l'exception des produits cel-
IS0 295, Plastiques - Moulage par compression des éprouvet-
Maires ayant une masse volumique apparente sçipérieure à
tes en matières thermodurcissables.
100 kg/m3. La méthode peut aussi être utilisée pgur certains
produits cellulaires dont la masse volumique appare te est infé-
IS0 845, Plastiques cellulaires et caoutchouc - Détermination
rieure à 100 kg/m3. Une méthode comportant un s U" pport verti-
de la masse volumique.
cal est prévue également pour les films et feuilles ouples.
i
IS0 2818, Plastiques - Préparation des éprouvettes par usi-
Les résultats d'indice d'oxygène obtenus à l'aide deb méthodes
nage.
décrites dans la présente Norme internationale peu ent donner
0
IS0 2859, Applications des méthodes statistiques - Règles et
des mesures précises des caractéristiques de combustion des
matériaux dans des conditions spécifiées de labor 'toire, et de tables d'échantillons pour les contrôles par attributs.
plus peuvent être utilisés pour des besoins de con&de de qua-
IS0 3167, Plastiques - Préparation et utilisation d'éprouvettes
lité. Les résultats obtenus dépendent de la forme e I'orienta-
à usages multiples.
tion de la pièce et des conditions d'allumage. II peut être néces-
saire, pour des produits ou des applications particuli rs, de spé-
IS0 3582, Matières alvéolaires à base de plastique et de caout-
cifier des conditions d'essai différentes. De telle exigences
chouc - Méthode de laboratoire pour la détermination du
devraient faire référence à d'autres normes. Les rés, 1 kats obte-
comportement au feu de petites éprouvettes soumises en posi-
nus à partir d'éprouvettes de différentes épaisseursiou en utili-
tion horizontale à une flamme de faible intensité.
sant différents procédés d'allumage peuvent ne pa être com-
8
parables et n'ont pas de corrélation avec le compqrtement au
IS0 4893, Plastiques - Préparation des éprouvettes en matiè-
feu dans les conditions réelles d'emploi.
res thermodurcissables par injection.')
I
I
Les résultats obtenus conformément à la présente Norme inter-
IS0 5725, Fidélité des méthodes d'essai - Détermination de la
nationale ne peuvent être utilisés pour décrire ou apprécier les
répétabilité et de la reproductibilité par essais interlaboratoires.
risques d'incendie présentés par un matériau dans/ des condi-
tions réelles d'incendie, sauf s'ils sont utilisés CO me un des IS0 6400, Plastiques - Moulage par compression d'éprouvet-
tes en matières à mouler thermoplastiques semi-cristallines -
éléments d'appréciation du risque en prenant en 1 c mpte tous
les facteurs entrant dans cette appréciation du risqpe d'incen- Préparation d'éprouvettes de référence d'un état reproduc-
die pour une application particulière du matériau. 1 tible.
Actuellement au stade de projet.
1)
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 4589-1984 (FI
3 Principe Les éprouvettes rigides doivent être maintenues par une petite
pince qui est située à au moins 15 mm du point de l‘éprouvette
Une petite éprouvette est placée verticalement dans un
le plus proche susceptible de brûler avant que le critère de com-
mélange oxygène/azote circulant à travers une cheminée trans- bustion (critère de distance) ne soit satisfait. Les éprouvettes
1
parente. L’extrémité supérieure de l’éprouvette est allumée et le flexibles, feuilles ou films, doivent être maintenues par les deux
temps de combustion et la longueur brûlée sont comparés avec
bords verticaux d’un châssis similaire à celui représenté à la
les limites spécifiées pour ces caractéristiques. La concentra- figure 2, avec des traits repères à 20 et 100 mm du bord supé-
tion minimale d’oxygène est estimée, en essayant une série
rieur du support.
d’éprouvettes dans différentes concentrations d’oxygène, dont
Le support doit être profilé pour diminuer l’effet de turbulence
la moitié des éprouvettes dépasse au moins une des limites spé-
occasionnée sur le flux gazeux.
cifiées de comportement à la combustion.
5.3 Alimentation en gaz, comprenant des sources d’oxy-
4 Définition
gène et d’azote purs à au moins 98 % (rnlrn) etlou de l‘air puri-
fié (contenant 20,9 % d‘oxygène), selon le cas.
Dans le cadre de la présente Norme internationale, la définition
suivante est applicable. L‘humidité du mélange gazeux entrant dans la cheminée doit
1
être inférieure à 0,l % (rn/rn), à moins qu’il ait été montré que
indice d’oxygène : Concentration minimale d’oxygène, en
les résultats ne sont pas affectés par des degrés d’humidité
pourcentage en volume, d‘un mélange oxygène/azote introduit
supérieurs. Le système d’alimentation en gaz doit comprendre
à 23 f 2 OC qui permet juste d‘entretenir la combustion d’un e
un appareil de dessiccation ou un dispositif de surveillance ou
matériau dans des conditions spécifiées d’essai.
d’échantillonnage du gaz pour en contrôler l‘humidité, à moins
que l‘on sache que l’humidité des gaz fournis est acceptable.
5 Appareillage Les canalisations d’alimentation en gaz doivent être connectées
I 1
de sorte que les gaz soient bien mélangés avant de parvenir au
L‘appareillage suivant doit être installé selon les schémas des
dispositif de répartition du gaz à la base de la cheminée, afin
figures 1 et 2. i
que la variation de la concentration d‘oxygène dans le mélange
1
ascendant dans la cheminée soit, dans la partie de la veine
située sous l’éprouvette, inférieure à 0,2 % ( V/ VI.
5.1 Cheminée d‘essai, comprenant un tube de verre résis-
tant à la chaleur, maintenu en position verticale sur une base
NOTE - On ne devrait pas tenir pour acquis que les fournitures com-
par laquelle arrivera le mélange gazeux contenant de l’oxygène.
merciales en oxygène et azote embouteillés de pureté supérieure à
98 % (m/m) contiendront toujours moins de 0,l % (m/rn) de vapeur
La cheminée aura, de préférence, une hauteur minimale de
d‘eau. Des teneurs massiques en vapeur d’eau de 0,003 à 0,Ol % sont
450 mm et un diamètre intérieur minimal de 75 mm. L’ouver-
courantes, mais, quand la pression dans les bouteilles de gaz descend
ture supérieure doit être rétrécie, si nécessaire, par un couver-
au-dessous de 1 MPa, l‘humidité du gaz peut monter au-dessus de
cle ayant un élément pour restriction de la sortie de gaz condui-
0,l % irnlm).
sant à une vitesse d‘au moins 90 mm/s quand le flux gazeux
dans la cheminée a une vitesse de 30 mm/s (voir la note). On
5.4 Dispositifs de mesurage et de contrôle des débits de
peut utiliser des cheminées ayant d‘autres dimensions, avec ou
gaz, permettant d’établir la concentration d’oxygène dans le
sans ouverture réduite au sommet, si les résultats obtenus
mélange gazeux entrant dans la cheminée à 0,5 % ( V/ V) près
s’avèrent équivalents.
et de l’ajuster à O, 1 % ( V/ V) près quand la vitesse du gaz à tra-
vers la cheminée est de 40 k 10 mm/s à 23 k 2 OC.
Le fond de la cheminée, ou la base sur laquelle elle est montée,
doit comporter un dispositif assurant une bonne répartition du
Un dispositif doit être prévu pour vérifier ou faire en sorte que la
mélange gazeux qui y entre. Le moyen conseillé consiste en un
température du mélange gazeux entrant dans la cheminée soit
lit, de 80 à 100 mm d’épaisseur, de billes de verre de 3 à 5 mm
de 23 f 2 OC. Si ce dispositif comporte une sonde interne, sa
de diamètre. On peut utiliser d’autres moyens, comme des dis-
position et son profil doivent être prévus pour créer le moins de
tributeurs radiaux, si les résultats obtenus s’avèrent équiva-
turbulence possible dans la cheminée.
lents. On peut monter un écran poreux sous le porte-
éprouvette pour éviter que la chute des débris de combustion
NOTE - Parmi les dispositifs de mesurage et de contrôle qui se sont
ne gêne l‘entrée du gaz et sa répartition uniforme.
avérés satisfaisants, on peut noter
a) des robinets à pointeau sur chaque canalisation d’amenée de
Le support de la cheminée peut comporter un dispositif de nive-
gaz et sur la canalisation de mélange, un analyseur paramagnétique
lage, avec indicateur, pour faciliter la mise à la verticale de la
d’oxygène qui échantillonne en permanence le mélange gazeux, et
cheminée et de l’éprouvette. Un écran noir peut faciliter I’obser-
un débitmètre pour indiquer quand l‘écoulement dans la cheminée
vation des flammes dans la cheminée.
est dans les limites fixées;
b) des buses, des régulateurs de pression et des manomètres sur
NOTE - Pour les tubes de 75 à 100 mm de diamètre, un couvercle
chaque canalisation d’alimentation avant mélange;
conduisant à un diamètre de sortie de 40 mm, ce dernier étant situé à
au moins 10 mm au-dessus du sommet de la cheminée cylindrique, a c) des robinets à pointeau et des débitmètres étalonnés sur cha-
permis d‘obtenir des résultats satisfaisants. que canalisation avant mélange.
Les dispositifs b) et c) peuvent nécessiter l‘étalonnage après assem-
Porte-éprouvette, permettant de maintenir l’éprouvette
5.2
blage de facon à garantir que les erreurs composées des parties consti-
verticale au centre de la cheminée. tutives ne dépassent pas les exigences du présent paragraphe.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 4589-1984 (F)
7 Préparation des éprouvettes
5.5 Dispositif d'allumage par flamme, comprenant un
tube destiné à être introduit dans la cheminée et qont I'extré-
mité, de 2 k 1 mm de diamètre, produit une flaqme devant
7.1 Échantillonnage
être appliquée sur l'éprouvette.
L'échantillon doit être suffisant pour la préparation d'au moins
Le combustible de la flamme doit être du propane sans mélange
15 éprouvettes. L'échantillon doit être prélevé, le cas échéant,
préalable d'air. L'alimentation en gaz doit être réglee de facon
conformément aux spécifications du matériau, ou alors confor-
que la flamme soit projetée de l'orifice du tdbe jusqu'à
mément à I'ISO 2859.
16 k 4 mm du bec lorsque celui-ci est en positibn verticale
dans la cheminée, la flamme brûlant dans l'atmosphère de la
NOTE - Pour un matériau dont l'indice d'oxygène est connu à f2, 15
colonne. ~
éprouvettes peuvent être suffisantes. Pour les matériaux d'indice
d'oxygène inconnu ou qui présente un Comportement fluctuant, 15 à
Chronomètre, capable de mesurer les intervalles d'au
5.6
30 éprouvettes peuvent être nécessaires.
plus 5 min avec une justesse de +0,2 s.
,
5.7 Dispositif d'évacuation, assurant une aspi ation suffi-
t
7.2 Dimensions et préparation des éprouvettes
sante pour évacuer les fumées ou la suie qui se dégagent de la
cheminée, sans perturber le débit du gaz dans la cheminée, ni
En utilisant si possible les procédures compatibles avec les spé-
sa température.
cifications du matériau ou les Normes ipternationales pour la
préparation d'éprouvettes, mouler ou découper les éprouvettes
0 NOTE - Si des essais sont faits sur des matériaux créant de la suie, il
se peut qu'il faille nettoyer le verre de la cheminée pour conserver une aux dimensions correspondant à celles du tableau 2.
bonne visibilité, ainsi que le capteur de température et les entrées de
gaz ou la grille pour assurer le bon fonctionnement de I'dnsemble. On
S'assurer que les surfaces des éprouvettes soient propres et
prendra les précautions qui s'imposent pour protéger le p rsonnel con-
exemptes de bavures qui pourraient affecter le comportement
t
tre les matières toxiques ou les brûlures pendant les essais,ou les opéra-
au feu.
tions de nettoyage.
Noter la position et l'orientation des éprouvettes par rapport à
toute asymétrie de l'échantillon.
6 Étalonnage de l'appareillage
Pour rester conforme à la présente Norme internationale,
NOTES
l'appareillage doit être étalonné périodiquement conformément
aux instructions données dans l'annexe A avec desifréquences
1 Certaines spécifications de matériaux peuvent indiquer le choix et
données dans le tableau 1. l'identification de I,« état de l'éprouvette )) utilisée, par exemple dans un
((état défini )) ou dans un ((état de relaxation parfaite )) pour des poly-
mères ou copolymères à base de styrène.
Tableau 1 - Fréquence de l'étalonnage de I'ayipareillage
2 En l'absence de spécifications du matériau considéré, un ou plu-
Élément
sieurs des modes opératoires spécifiés dans l'lS0 293, I'ISO 294,
Contrôle du flux gazeux 6 mois
I'ISO 295, I'ISO 2818, VISO 3167, I'ISO 4893 ou I'ISO 6400 peuvent
être utilisés.
Contrôle de la concentration d'oxygène 6 'mois
Joints du système de gaz (comme requis
3 Les résultats d'indice d'oxygène peuvent être significativement
dans le chapitre A.2 de l'annexe A)
affectés par les différences dans la facilité d'allumage ou de combus-
ai joints très sollicités pendant l'emploi
tion, dues à la non-homogénéité du matériau (par exemple différents
ou le nettoyage de l'appareillage 24 h
niveaux de retrait pour des éprouvettes découpées dans différentes
b) joints peu sollicités 6 mois
directions dans un film thermoplastique asymétriquement orienté).
Tableau! 2 - Dimensions des éprouvettes
Dimensions
Type
Type d'utilisation
Longueur Largeur ' Épaisseur
d'éprouvette 1)
mm mm
mm !
I 80 à 150 10 ? 0.5 , 4 k 0,25 Dimensions pour matériaux moulés
Il 80 à 150 10 f 0,5 ~ 10 rt 0.5 Dimensions pour matériaux cellulaires
III 2)
80 à 150 10 ? 0,5 < 10.5 Pour feuilles (( en l'état N
Autres dimensions pour matériaux moulés ou rigides, ou
I IV I 70à 150 1 6,5 f 0,5 // 3 k 0,25
I feuilles, pour fournitures électriques
I
V 2) I 140 -E I 52 f 0.5 , I < 10.5 I Pour films ou feuilles flexibles
I I
1) Les éprouvettes des types I, Il, 111 et IV conviennent pour les matériaux qui sont rigides dans ces dimensions.
Les éprouvettes du type V conviennent pour les rnatériauk qui nécessitent un support pendant l'essai,
Les résultats obtenus en utilisant des éprouvettes du fype 111 ou du type V peuvent seulement être comparés avec les résultats obtenus sur des
2)
éprouvettes de même type et de même épaisseur. Les tolérances d'épaisseur pour de tels produits sont données dans d'autres normes.
I
3
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IS0 4589-1984 (FI
8.1.3 Régler la concentration d'oxygène à une valeur choisie.
7.3 Marquage des éprouvettes
Lorsque ceci est possible, utiliser les résultats de l'expérience
pour des matériaux similaires. Parallèlement, essayer d'allumer
Pour repérer la distance de combustion des éprouvettes, celles-
une éprouvete dans l'air et noter le comportement. Si I'éprou-
ci peuvent être marquées avec des lignes transversales à un ou
vette brûle rapidement, retenir une concentration initiale d'oxy-
plusieurs endroits, ceci étant fonction du type d'éprouvette et
gène d'environ 18 % ( V/ VI ; si l'éprouvette brûle légèrement
du procédé d'allumage à utiliser. Les éprouvettes de matériaux
ou de facon instable, retenir une concentration initiale d'oxy-
rigides sont marquées, de préférence, sur les deux faces adja-
gène d'environ 21 % ; si l'éprouvette ne continue pas à brûler
centes. Si des encres à solvants sont employées, les repères
dans l'air, retenir une concentration initiale d'oxygène d'au
doivent être secs avant le début de l'essai.
moins 25 %, en fonction de la difficulté d'allumage ou de la
durée de la combustion avant extinction dans l'air.
7.3.1 Repères pour les éprouvettes essayées par
allumage du sommet
8.1.4 S'assurer que la cheminée d'essai est verticale (voir
figure 1). Monter une éprouvette verticalement au centre de la
Les éprouvettes des types I, II, III ou IV, devant être essayées
cheminée, de facon que le sommet de l'éprouvette soit à au
conformément au procédé A (voir 8.2.11, doivent être mar-
moins 100 mm au-dessous de l'ouverture de la cheminée et que
quées à 50 mm de l'extrémité qui est à allumer.
la partie exposée la plus basse de l'éprouvette soit à au moins
100 mm au-dessus du sommet du système de répartition du
7.3.2 Repères pour les éprouvettes essayées par
gaz situé à la base de la cheminée (voir figure 1 ou figure 2,
allumage propageant
selon le cas).
a
Les traits repères pour l'essai des éprouvettes du type V sont
8.1.5 Régler les débimètres de facon qu'un mélange oxygène-
placés sur le support (voir figure 21, mais de telles éprouvettes
azote à 23 & 2 OC, contenant la concentration désirée d'oxy-
peuvent être marquées à 20 et 100 mm de l'extrémité qui est à
gène possède une vitesse de 40 k 10 mm/s à l'intérieur de la
allumer.
i
cheminée. Laisser le flux gazeux s'écouler durant au moins 30 s
pour purger la cheminée avant l'allumage de chaque éprouvette
Si les éprouvettes des types I, II, 111 et IV doivent être essayées,
et maintenir le flux gazeux sans changement au cours de I'allu-
conformément au procédé B (voir 8.2.1 et 8.2.31, elles doivent
être marquées à 10 et 60 mm de l'extrémité qui est à allumer. mage et de la combustion de chaque éprouvette.
Noter la concentration d'oxygène utilisée, en pourcentage en
volume, calculée conformément aux équations données dans
7.4 Conditionnement
l'annexe C.
Sauf spécification contraire donnée dans d'autres normes, cha-
que éprouvette doit être conditionnée durant au moins 88 h à
8.2 Allumage des éprouvettes
23 f 2 OC et (50 f 5) % d'humidité relative immédiatement
avant l'essai.
8.2.1 Choisir une des deux solutions de procédé d'allumage
NOTE - Les échantillons de matériaux cellulaires qui peuvent contenir
qui dépendent du type d'éprouvette comme suit :
des matières volatiles inflammables devront être purgés de ces matiè-
res volatiles avant conditionnement à 23 OC et 50 % d'humidité rela-
a) pour les éprouvettes des types I, Il, 111 et IV (voir
tive. Les éprouvettes peuvent être purgées de facon satisfaisante par
tableau 21, utiliser le procédé d'allumage A, allumage du
un préconditionnement dans des étuves convenablement ventilées
sommet, comme décrit en 8.2.2;
durant 168 h. Des blocs importants de tels matériaux peuvent nécessi-
ter un prétraitement plus long. Les moyens utilisés pour le découpage
b) pour les éprouvettes du type V, utiliser le procédé B,
des éprouvettes de matériaux cellulaires contenant des matières volati-
allumage propageant, comme décrit en 8.2.3.
les devraient être compatibles avec les risques encourus.
L'allumage implique, pour les besoins de la présente Norme
internationale, le démarrage d'une combustion avec flamme.
NOTES
8 Mode opératoire
1 Pour les essais sur des matériaux brûlant de facon importante à des
concentrations d'oxygène égales à, ou très proches de leur indice
8.1 Mise en place de l'appareillage et de
d'oxygène, ou pour les matériaux rigides d'épaisseur inférieure ou
l'éprouvette
égale à 3 mm, le procédé B (avec éprouvettes marquées conformé-
ment à 7.3.2) peut donner de meilleurs résultats que le procédé A. Le
procédé B peut alors être utilisé pour les éprouvettes des types I, 11, 111
8.1.1 Maintenir l'appareillage à 23 f 2 OC. Si nécessaire,
ou IV.
maintenir les éprouvettes dans une enceinte à 23 f 2 OC et
(50 f 5) % d'humidité relative de laquelle chaque éprouvette
2 Quelques matériaux peuvent présenter une combustion sans
flamme (par exemple incandescence avec combustion) à une concen-
peut être retirée au moment opportun.
tration d'oxygène inférieure à celle provoquant une combustion avec
flamme. Lorsqu'on essaie de tels matériaux, il est important de préciser
8.1.2 Réétalonner les différentes parties de l'appareillage, si dans les résultats à quel type de combustion l'indice d'oxygène mesuré
nécessaire (voir chapitre 6 et annexe A). correspond.
4
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8.3 Appréciation du comportement au feu
8.2.2 Procédé A - Allumage du sommet ’
Pour l‘allumage du sommet, l‘allumeur est utilis’ seulement
Pour la conduite de l‘essai décrit de 8.4 à 8.6, procéder de la
9
pour allumer le sommet de l‘extrémité supérieure de I‘éprou-
facon suivante :
vette.
Appliquer la partie la plus basse de la flamme visible de la
8.3.1 Commencer le mesurage du temps de combustion dès
source d’allumage sur le sommet de l’éprouvette, em balayant la
que l’éprouvette a été allumée conformément à 8.2.2 ou 8.2.3,
surface si nécessaire, pour la couvrir entièrement, mais en pre-
selon le cas, et observer son comportement au feu. Si la corn-
nant soin de ne pas maintenir la flamme sur les surfaces vertica-
bustion s’arrête mais si un réallumage spontané se produit en
les ou les coins de l’éprouvette. Appliquer la flaqme au plus
moins de 1 s, continuer les observations et les mesurages.
30 s et la retirer toutes les 5 s pour vérifier si la surfalce totale du
sommet de l‘éprouvette brûle.
8.3.2 Si ni la durée ni la longueur brûlée ne dépassent la limite
Considérer l’éprouvette comme allumée, et commencer le
correspondante donnée dans le tableau 3 pour l‘éprouvette
mesurage du temps de combustion et de la longueur brûlée dès
applicable, noter le temps de combustion et la longueur brûlée.
que, après avoir éloigné l’allumeur suivant une période de con-
Ceci est noté comme une réponse ((0)).
tact de 5 s, le sommet entier de l’éprouvette est vraiment en
combustion.
Réciproquement, si soit la durée de combustion, soit la lon-
gueur brûlée, dépasse la limite correspondante donnée dans le
tableau 3, noter le comportement au feu en conséquence et
8.2.3 Procédé 6 - Allumage propageant
éteindre la flamme. Ceci est noté comme une réponse «X».
Pour l’allumage propageant, l’allumeur est utilisé pour produire
Noter également les caractéristiques de combustion du maté-
une combustion au sommet et partiellement vers le bas des
riau, par exemple chutes de parties brûlantes, carbonisation,
faces parallèiles verticales de l’éprouvette.
combustion irrégulière, incandescence avec combustion ou
incandescence résiduelle.
Abaisser et déplacer suffisamment la flamme visible de la
source d’allumage pour recouvrir les surfaces supérieure et ver-
ticales de l’éprouvette d‘environ 6 mm. Appliquer la flamme
durant 30 s au plus, avec de brèves interruptions tqutes les 5 s
8.3.3 Enlever l’éprouvette utilisée et, au besoin, nettoyer les
pour examiner l’éprouvette, jusqu’à ce que ses facgs verticales
surfaces à l‘intérieur de la cheminée ou sur la source d’allumage
brûlent régulièrement ou jusqu‘à ce que la partie visiblement en
souillées par la suie, etc. Laisser la température de la cheminée
combustion atteigne le trait repère supérieur sur le support ou,
revenir à 23 k 2 OC, ou la remplacer par une autre cheminée
pour les éprouvettes des types I, II, III ou IV, sur l’éprouvette.
conditionnée à cette température.
Considérer l’éprouvette comme allumée, pour les’ besoins du
NOTE - Si l‘éprouvette est suffisamment longue, on peut la retourner
mesurage du temps de combustion et de la longyeur brûlée,
bout pour bout ou la couper pour enlever la partie brûlée et l’utiliser
dès qu’une partie visiblement en combustion atteint le trait
ultérieurement. On peut économiser de la matière si on utilise ces
repère supérieur.
éprouvettes, pour faire l’estimation de la valeur approchée de la con-
centration minimale d‘oxygène, mais on n‘entrera pas les résultats
obtenus dans le calcul de l’indice d’oxygène à moins que l’éprouvette
NOTE - La partie visiblement en combustion comprend toutes parties
n‘ait été reconditionnée à la température et l’humidité appropriées au
tombantes en combustion qui peuvent s‘écouler le longide la surface
matériau considéré.
de l’éprouvette.
Tableau 3 - Cfiitères de mesurage de l’indice d‘oxygène’)
I I Il Critères possibles I
I I Il I
Temps de
Type d’éprouvette
Type d’éprouvette procédé d‘allumage
procédé d‘allumage Temps de
I (voir tableau 2) I I combustion combustion
(voir tableau 2)
Longueur Longueur brûléez) brûléez)
I après après allumage, allumage,
I I S S
I
A
180 50 mm au-dessous du sommet de l’éprouvette
Allumage du sommet
~
I, II, 111 et IV
B
180 50 mm au-dessous du trait repère supérieur
Allumage propageant
0
V 180 80 mm au-dessous du trait repère supérieur (sur le support)
1
Allumage propageant
1) Ces critères ne conduisent pas forcément à des résulf@s d‘indices d’oxygène équivalents pour des éprouvettes de différentes formes ou essayées
en utilisant différents procédés ou conditions d’allumage.
I
2) La longueur brûlée est dépassée quand toute partie bisiblement en combustion, y compris des chutes de matériau ou gouttes en combustion le
long des faces verticales d’une éprouvette, passe le nivdau défini dans la quatrième colonne du tableau 3.
I
5
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Le résultat obtenu en 8.6.1 plus ceux, s'il y en a, obtenus en
8.4 Choix des concentrations d'oxygène
8.6.2 constituent la série NL. (Voir exemple dans l'annexe D,
successives
partie 2.)
Le mode opératoire décrit en 8.5 et 8.6 est basé sur la
NOTE - Quand l'expérience a montré que les exigences de 8.6.4 sont
(( méthode haut et bas pour petits échantillons ))[I1, en utilisant
normalement satisfaites avec une valeur de dautre que 0,2 %, celle-ci
le cas particulier où NT - NL = 5 (voir 8.6.2 et 8.6.3) avec une
peut être retenue comme valeur initiale de d.
dimension du pas arbitraire pour certaines modifications de la
concentration d'oxygène à utiliser.
8.6.3 Essayer quatre éprouvettes de plus conformément à
En cours d'essai, sélectionner la concentration d'oxygène à uti-
8.1.4 à 8.4 inclus, en conservant d = 0,2 % , et noter la co utili-
liser pour l'essai de la prochaine éprouvette comme suit : sée et la réponse obtenue pour chaque éprouvette. Désigner la
concentration d'oxygène utilisée pour la dernière éprouvette
a) diminuer la concentration d'oxygène si le comporte-
par cF.
ment au feu de l'éprouvette précédente donnait une
réponse (( X »,
Ces quatre résultats avec le dernier résultat de 8.6.2 (c'est-à-
sinon dire celui qui diffère en réponse de celui de 8.6.1) constituent le
reste de la série NT, de sorte que
b) augmenter la concentration d'oxygène, si le comporte-
ment de l'éprouvette précédente donnait une réponse (( 0)).
NT = NL + 5
(Voir exemple dans l'annexe D, partie 2.)
Faire varier la concentration d'oxygène conformément à 8.5 ou
8.6, selon le cas.
8.6.4 Calculer I'écart-type estimé, â, des concentrations
d'oxygène mesurées des six dernières réponses dans la série NT
8.5 Détermination de la concentration
(incluant cF), conformément à 9.3. Si la condition
préliminaire d'oxygène
2â
Répéter les étapes 8.1.4 à 8.4 inclus
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.