网站首页 >质量管理 >【论文】儿童地垫拉力滥用测试方法探讨
【论文】儿童地垫拉力滥用测试方法探讨
发布时间:2020-05-12      来源:轻工标准与质量      浏览量:63014

摘要:通过观察儿童使用地垫的实际情况以及分析儿童地垫拉力测试过程中的影响因素,合理设计施加拉力时所使用的夹具,最后探索出适用于3岁以下儿童地垫拉力滥用测试方法。

关键词:地垫;3岁以下;夹具;拉力测试


地垫需按照国家标准GB 6675.2-2014《玩具安全 第2部分:机械与物理性能》经受包括拉力测试在内的滥用测试。该标准中并未对使用何种拉力测试夹具作出明确规定,检测机构根据经验、习惯等因素选择不同的夹具进行测试。此外,该标准也并未对地垫拉力测试的部位、夹持方式以及施力方向作出具体规定。因此,各检测机构可采用不同的测试方法。事实上,不同的检测机构在这些方面往往存在着差异,致使测试结果相差甚远,引发各种争议,也造成了生产企业的困惑和损失。


本文针对儿童地垫的产品特点,设计开发出能够有效模拟3岁以下儿童手指及牙齿的测试夹具,参照GB 6675.2-2014的基本测试要求,同时考虑儿童在实际玩耍过程中的滥用情况,提出适用于儿童地垫的拉力测试方法。


1

拉力滥用测试方法的概述


儿童在使用地垫的时候,往往会有各种“破坏性”的动作,比如用手拉扯地垫的边角,用指甲抠,甚至把地垫的边角或部件放进嘴里用牙咬,这些就是GB 6675.2-2014标准中所说的“可预见的合理滥用”。为模拟儿童的这些行为,标准规定了一系列以拉力测试为主的滥用测试方法。


1.1 测试夹具的设计开发

1.1.1 模拟手指夹具

考虑国际通用性,夹持部件外形结构参照ISO 8124-1:2018中的图40拼缝钳,如图1所示[1]。图1中用于夹持拼缝材料的部件为扁平圆盘(标识1)。根据欧盟技术报告CEN/TR 133871:2018《儿童使用和护理用品一般安全指南第1部分:安全理念和安全评估》表A.5及图A.4中关于3岁以下儿童拇指宽度数据统计[2],如表1和图2所示,考虑到实际玩耍过程中,半岁以下儿童未能独立坐起而进行滥用拉力,因此我们选取6个月~36个月儿童的5组拇指宽度尺寸均值(10mm、11mm、11mm、11mm、13mm)的平均值11mm作为夹具圆盘的直径。


图 1 拼缝钳


表1 儿童拇指宽度尺寸表 


图2 儿童拇指尺寸测量图示


为模拟手指皮肤的质感,需在圆盘表面附着一层硬度约为60邵氏A的橡胶物料,如图3所示为模拟手指夹具。


图3 模拟手指夹具


1.1.2 模拟牙齿夹具

为得到合理的结构外形,夹持部件的结构尺寸可参考美国CPSC16 CFR 1500.51《美国消费者产品安全 16CFR 1500.51法规》中的咬齿夹图[3],如图4、图5所示。在美国联邦法规的咬齿测试中,该器具用于模拟对样品施加咬合力的儿童牙齿。夹具使用左右两端的旋钮装置固定检测样品,便于测试人员调节夹持力,如图6所示。


图4 咬齿夹结构尺寸图


图5 咬齿夹结构实体图


图6 模拟牙齿夹具


1.2 拉力测试方法

一般情况下,儿童地垫拼齿部位的连接区域相对较小,外形各异,其物理强度结构也相对薄弱,且在正常使用过程中被儿童抓起、咬扯的机率最大。因此,应针对儿童地垫的拼齿部位进行拉力滥用测试。拉力测试主要是模拟儿童手指或牙齿的施力过程,检测方法可参照GB 6675.2-2014中条款5.24.6拉力测试。


1.2.1 模拟手指抓起的拉力测试

(1)使用模拟手指夹具及辅助夹具固定地垫的拼齿部位,模拟手指夹具需保持满盘夹持状态,如夹持部位主轴方向尺寸<11mm(夹持圆盘直径)即非满盘状态,则豁免测试。按GB 6675.2-2014中条款5.24.6的拉力测试要求设置电动推拉力机程序[4],为确保样品能在5s内均匀受力(70±2)N并保持10s,需设定9个步骤,如图7所示。


图7 拉力机程序设定

(2)在5s内,平行于测试部件(拼齿)的主轴,均匀施加(70±2)N的力并保持10s,如图8所示。


图8 水平方向拉力测试示意图


(3)调整样品方位,在5s内,垂直于测试部件(拼齿)的主轴,均匀施加(70±2)N的力并保持10s,如图9所示。


图9 垂直方向拉力测试示意图

(4)松开夹具,检测受力部位是否发生撕裂或脱落。


1.2.2 模拟牙齿咬扯的拉力测试

(1)使用模拟牙齿夹具及辅助夹具固定地垫的拼齿部位,拼齿插入模拟牙齿夹具的深度为0.25英寸~0.5英寸(参考CPSC 16CFR 1500.51要求)。按图7所示设置电动推拉力机程序。

(2)实际玩耍过程中,因地垫平摊地面,儿童难以施加水平方向的咬扯力,因此只需进行垂直方向拉力测试。模拟儿童平躺地垫时向上撕咬的方式固定地垫主体,在5s内,垂直于测试部件(拼齿)的连接部位,均匀施加(70±2)N的力并保持10s,如图10所示。


图10 咬扯拉力测试示意图


(3)松开夹具,检测受力部位是否发生撕裂或脱落。


2

测试的主要影响因素分析


2.1 夹具

目前没有专门针对儿童地垫的国家标准,儿童地垫只能作为普通玩具按玩具安全标准GB 6675进行测试,由于GB 6675.2-2014并未对使用何种拉力测试夹具作出明确规定,有的检测机构使用前缘较尖、带锯齿的尖嘴钳进行儿童地垫的拉力测试,有的玩具检测机构则使用前缘带金属圆盘的拼缝钳。因上述夹具形状并非参照3岁以下儿童手指或牙齿的外形结构,无法模拟儿童拉扯地垫的正常情况,必然影响实际的滥用效果,因此必须使用合理的模拟夹具。


2.2 夹持部位

在实际使用过程中,儿童的滥用行为主要集中在地垫边缘的拼齿部位,因此需针对拼齿进行拉力滥用测试。测试前,应观察拼齿的连接区域及形状特性,尽可能挑选结构强度较弱的部位。此外,为合理地模拟儿童手拉及咬扯的滥用过程,进行手拉测试时,应保持模拟手指夹具在满盘状态,进行咬扯测试时,应确保测试边缘深入咬齿夹具0.25英寸~0.5英寸。


2.3 夹持力度及方向

固定样品时,如施加过大的夹持力,会对检测部位和地垫之间的完整结构造成影响,因此应适当地旋紧夹具的旋钮装置,逐渐施加夹持力,尽量使拼齿刚好能承受70N拉力而不从夹具上滑出。同时也要注意施力方向的合理性,避免出现非平行或垂直于测试部件主轴方向的施力情况,更不应针对结构薄弱部位进行刻意的,带有一定技巧性的撕扯,因为一般认为这类动作不属于3岁以下儿童的日常滥用行为。


3

结束语


本测试方法在GB 6675.2-2014的基础上,设计开发用于模拟3岁以下儿童手指及牙齿的测试夹具,并根据儿童在使用地垫过程中的实际滥用情况,补充细化了原来的测试步骤。优化后的测试方法已在日常检测工作中应用并取得良好效果,对提高检测准确性有显著效果,有利于统一行业检测方法,为进一步制订适用于地垫产品的标准打下技术基础。由于目前有关儿童地垫使用行为的研究数据较少,为进一步完善确定测试部位、滥用力度和施力方向等方法,未来需要进行更深入的研究。



本文作者:骆均衡 李骏奇 李诗礼 杜凤娟

广州海关技术中心玩具婴童用品实验室



参考文献

[1] ISO 8124-1:2018国际玩具安全标准第1部分:机械和物理性能安全[S].

[2] CEN/TR 13387-1:2018儿童使用和护理用品一般安全指南第1部分:安全理念和安全评估[R].

[3] CPSC 16CFR 1500.51美国消费者产品安全 16CFR 1500.51法规[S].

[4] GB 6675.2-2014玩具安全 第2部分:机械与物理性能[S].



文章来源:《轻工标准与质量》2020年第二期