小零件測試以及毛絨布制玩具、木制玩具小零件控制的可行改進(jìn)方案研究

張魚

摘要：三歲以下兒童喜歡把東西往嘴里塞，如果其接觸到不合適或不合格的玩具產(chǎn)品，可能會對其造成嚴(yán)重的吞咽窒息危害。歐標(biāo)EN71-1：2014+A1：2018條款5.1旨在減少這種危害，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定三歲以下兒童使用的玩具在合理可預(yù)見濫用測試前后都不能產(chǎn)生“小零件”。本論文基于EN71-1：2014+A1：2018的要求和測試方法，對小零件的危害、測試方法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并以適合三歲以下兒童使用的毛絨布制玩具和木制玩具為例，研究可行的小零件控制改進(jìn)方案，以確保三歲以下嬰孩使用的玩具產(chǎn)品不會產(chǎn)生“小零件”。

關(guān)鍵詞：小零件;吞咽窒息;三歲以下兒童;召回;合理的可預(yù)見的濫用測試;EN71-1：2014+A1：2018;木制玩具;毛絨布制玩具

Abstract：Childrenunder3yearsofageliketoputthingsintotheirmouth.Iftheyareaccessibletosomeinappropriateorfailedtoyproducts，itmightcauseseriouschokinghazard.Clause5.1ofE.U.standardEN71-1：2014+A1：2018isaimedatreducingchokinghazard，whichrequiresthattoysforchildrenunder3yearsofageshallnotcontainsmallpartsbeforeandafterreasonablyforeseeableabusetest.Thisarticledescribedsmallpartchokinghazardandsmallparttestingsystemeticallyanddidanalysisonthepossibleimprovementapproachforcontrolofsmallpartsonsewedplushandclothtoys&woodentoysintendedforchildrenunder3yearsofageinordertoensurethatnosmallpartwillbereleasedfromthetoys.

Keywords：Smallparts;Chokinghazard;Childrenunder3yearsofage;Recalls;Reasonablyforeseeableabusetest;EN71-1：2014+A1：2018;Woodentoys;

Sewedplushandclothtoys

1小零件測試

“小零件”在玩具及嬰幼兒產(chǎn)品檢測中，經(jīng)常會出現(xiàn)。玩具中的“小零件”就是玩具中尺寸比較小的零件或者配件，被兒童誤吞后，可能會對兒童造成吞咽窒息或者吸入及攝入人體后的危害。

“小零件”引起的吞咽窒息危害通常是針對三歲以下的兒童。因?yàn)樗?她們非常喜歡把東西往嘴里塞，媽媽的戒指、其他首飾等，爸爸的皮鞋、領(lǐng)帶都可能要往嘴里塞并嘗一嘗，更別提自己心愛的玩具了。這是小嬰孩探索世界的方式。但這種天性之下，隱藏著危險：這種行為可能給小嬰孩帶來吞咽窒息危害。老一輩的智慧與經(jīng)驗(yàn)累積常常響徹在耳旁，奶奶說：寶寶不要把小豆子塞到鼻子里;媽媽說：寶寶不要把硬幣放到嘴巴里。但有時我們并不清楚到底什么東西放到嘴里就會產(chǎn)生這種危害。

根據(jù)歐盟消費(fèi)品快速召回系統(tǒng)2019年報顯示，全年共有2243起消費(fèi)品安全警報，其中玩具占了29%。玩具安全警報中跟吞咽窒息有關(guān)的占13%。

這一數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了生產(chǎn)商對于玩具產(chǎn)品安全把控有改進(jìn)空間，而且說明了官方對于“小零件”等的吞咽窒息危害的關(guān)注度較高。當(dāng)小嬰孩吞入了“小零件”，且當(dāng)其正好卡住咽喉，則會阻塞呼吸道，導(dǎo)致埂塞或體內(nèi)呼吸道阻塞，嚴(yán)重的可能造成致命危害。所以不管是玩具的生產(chǎn)商或消費(fèi)者，了解“小零件”相關(guān)的吞咽窒息危害相當(dāng)重要。

在中國、歐洲、美國、澳大利亞等國的玩具安全標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)規(guī)定了“小零件”相關(guān)的測試。測試需要用到小零件試驗(yàn)器（參見圖15）。小零件試驗(yàn)器為一個中空的圓柱形小桶，小桶的底面是一個斜面。其尺寸大小是參考兒童咽喉部位的尺寸而來的。測試時，在不施加外力的情況下，將玩具產(chǎn)品或部件以任一方向嘗試放入小零件試驗(yàn)器。如果該玩具或部件能在自身重量下完全進(jìn)入試驗(yàn)器而不突出于驗(yàn)器表面，則為“小零件”，該玩具或部件對于三歲以下的兒童有吞咽窒息的風(fēng)險。

玩具的安全測試中，除考慮玩具原始狀態(tài)下是否存在小零件，還需要考慮三歲以下小嬰孩的行為模式。三歲以下的小嬰孩智力發(fā)展不成熟，經(jīng)常對能拿到的東西進(jìn)行一些撕扯等破壞性行為，所以需要考慮兒童濫用破壞這些玩具的情況。歐洲玩具標(biāo)準(zhǔn)EN71-1：2014+A1：2018規(guī)定合理的可預(yù)見的濫用測試包括浸泡、扭力、拉力、跌落/傾翻、沖擊和壓力測試。現(xiàn)具體展開測試要求和步驟如下。依次為：

--浸泡測試：將玩具或組件完全浸入盛裝溫度為（20±5）°C的去離子水的容器中4分鐘。然后將其取出在室溫下放置10分鐘。按此方法完成四次測試循環(huán)。最后一個循環(huán)之后，根據(jù)條款8.2小零件測試，確定部件是否為小零件。

--扭力測試：玩具上任何能被兒童用拇指和食指夾住組件，需要進(jìn)行扭力測試。測試時，在5s內(nèi)逐漸施力，直到達(dá)到a）或b）任一條件：a）已從原始位置旋轉(zhuǎn)180°或b）達(dá)到0.34Nm的扭矩，并保持最大旋轉(zhuǎn)或所需扭矩10s。讓測試組件返回松弛狀態(tài)，以逆時針方向重復(fù)此過程。

--拉力測試：在扭力試驗(yàn)之后進(jìn)行拉力試驗(yàn)，并在玩具的同一部件上進(jìn)行。

如果組件是可抓握的，需要通過合適且不會損壞玩具的夾具將玩具固定在測試設(shè)備中，在5s內(nèi)對部件緩慢施加規(guī)定的拉力（見下表）。維持改拉力10s。

--跌落或者傾翻測試：跌落測試是將玩具或相關(guān)玩具部件從（850±50）mm的高度在自重下跌落到一塊4mm厚的鋼板上，該鋼板表面有2mm厚的邵氏A硬度為（75±5）的橡膠層。在進(jìn)行跌落測試之前，調(diào)整玩具跌落方向使玩具或者相關(guān)部件以能對表面帶橡膠的鋼板最大沖擊力的角度跌落。進(jìn)行五次跌落測試，測試完成后判斷是否產(chǎn)生相關(guān)危害。

大型笨重玩具（即投影底面積超過0.26m2或體積超過0.08m3或重量為4.5公斤或以上的玩具）不進(jìn)行跌落測試，而是進(jìn)行傾翻測試。將玩具放置在條款8.5（跌落測試）規(guī)定的水平表面上，在產(chǎn)品離地1.5m高度處或玩具頂部邊緣處（當(dāng)玩具整體高度小于1.5m時），逐漸施加不超過120N的水平力，嘗試將玩具推翻。共測試三次，其中一次應(yīng)使測試樣處于最不利的位置。在整個測試過程中，應(yīng)保持相對于玩具的原始施加點(diǎn)，并且力應(yīng)保持水平。在試驗(yàn)過程中，允許施加點(diǎn)相對于水平面的垂直位置增加。如果玩具在非彈性臺階上滑動或滾動而沒有翻倒，停止測試。如果應(yīng)用點(diǎn)相對于水平面的垂直位置超過1.8m，停止測試。（1.8m對應(yīng)95%14歲兒童的身高數(shù)值）。測試完成后判斷是否產(chǎn)生相關(guān)危害。

--沖擊測試：將玩具或相關(guān)玩具部件以最不利的位置放置在平坦的水平鋼表面上，然后將質(zhì)量為（1±0.02）kg、直徑為（80±0.02）kg的金屬砝碼從距樣品表面（100±2）mm的高度跌落沖擊到玩具。沖擊后評估相關(guān)風(fēng)險。

--壓力測試：玩具上任何兒童能接觸到的、但在跌落測試（條款8.5）或翻倒測試（條款8.6）期間無法接觸到測試地板的表面，都應(yīng)進(jìn)行壓力測試。

將玩具放在水平的剛性表面上，待測表面置于最上端。通過直徑（30±1.5）mm的剛性金屬盤對被測表面施加（110±5）N的壓力。在5秒內(nèi)均勻施力。并保持力10秒。測試后評估相關(guān)風(fēng)險。

2可行的改進(jìn)方案研究：

以三歲以下兒童經(jīng)常使用的毛絨布制玩具和木頭玩具為例，進(jìn)一步研究可行的玩具產(chǎn)品改進(jìn)方案，以確保三歲以下嬰孩使用的玩具產(chǎn)品不會產(chǎn)生“小零件”，也為玩具生產(chǎn)商提供一些可行的改進(jìn)意見。

2.1在設(shè)計階段：

（一）選材：

1.對于軟體填充玩具：需要選用合適的紡織面料，以減少由于面料破裂導(dǎo)致玩具內(nèi)本身“小零件”暴露出來。不同的紡織面料，比如滌綸、錦綸、全棉的梭織面料等，其本身的撕破強(qiáng)力大小不太一樣，要避免使用材料本身強(qiáng)力比較弱的面料。

2.對于木制產(chǎn)品的膠水選擇：木制產(chǎn)品可以選用防水膠而不是普通不防水的白膠，這樣可以防止產(chǎn)品在浸泡測試之后由于膠水失效導(dǎo)致產(chǎn)品連接件間的強(qiáng)力變?nèi)醵a(chǎn)生“小零件”。

3.對于木制材料本身：木制玩具產(chǎn)品里面經(jīng)常會用到松木、密度板、多層夾板、荷木、櫸木等。每種木材本身的特性各不相同，木制產(chǎn)品的原材料要選擇浸泡之后不容易裂開的木材。

-比如松木密度較低，同樣體積的木材質(zhì)量輕。較其他木料容易摔裂開。

-比如荷木，密度高，較重，紋路均勻。材質(zhì)堅(jiān)硬，顯淺灰色，紋理直，木材耐久、耐腐、耐磨。

-比如櫸木紋理清晰，木材質(zhì)地均勻，組織構(gòu)造斑節(jié)較少，色調(diào)柔和，流暢。其密度較高，同樣體積的木材質(zhì)量較重，其硬度也比一般的木材都要高。除了木色、紋理、硬度的優(yōu)勢之外，櫸木還擁有承重性能好、抗壓性佳等優(yōu)點(diǎn)。蒸汽下易于彎曲，可以制作造型，抱釘性性能好，但是易于開裂。

-比如密度板：浸泡容易吸水變形，也比較容易摔壞。

-比如多層夾板：浸泡之后比較容易開裂。

4.對于選擇材料的軟硬度：有些材料比較脆，在跌落測試中易碎，要避免使用，或者必須要使用的情況要，一定要注意其周邊要有足夠的保護(hù)，以防止其在可預(yù)見的合理濫用測試中破裂。

5.對于木制產(chǎn)品表面涂層：涂層的添加方式也有很多，要盡量選取即使在浸泡之后不容易使表面油漆開裂脫落的方式。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計：

1.從產(chǎn)品部件的尺寸角度出發(fā)：產(chǎn)品的每個可供兒童玩耍時拆卸的部件盡量做大，使每個可拆卸的部件大于“小零件”的尺寸，以減少這種風(fēng)險。

產(chǎn)品由于材料或者其他原因沒法避免破裂發(fā)生的。可以通過確保確定會分離開的這些部件不會是“小零件”的方法減少吞咽窒息風(fēng)險。舉個例子一個膠水黏貼的木制玩偶，含有頭、身體、四肢等部件，可以選擇將頭、身體、四肢等可能被分離部件設(shè)計成非“小零件”尺寸，那么即使此成品部件在濫用中用中分離，也可減少吞咽窒息危害。

2.從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計角度出發(fā)：木制玩具盡量不要有大面積的沒有足夠強(qiáng)力支撐的平面。這種平面，在做壓力測試時，極有可能會被壓壞產(chǎn)生“小零件”。

3.從產(chǎn)品部件的連接方式出發(fā)：產(chǎn)品部件契合處可以采用“雙保險”設(shè)計以減少產(chǎn)品部件分離的可能性。以木頭玩具車的車輪安裝為例，木頭車輪與輪軸連接件處可以采用螺紋設(shè)計增加接觸面積，再用防水膠粘貼的“雙保險設(shè)計”。或以木頭鑲嵌玩具為例，可以采用部件之間用木枕連接外加防水膠的設(shè)計。防水膠的使用，使產(chǎn)品在浸水之后不會因?yàn)槟z水不防水而連接強(qiáng)度變小，螺紋或者木枕的設(shè)計進(jìn)一步增加了產(chǎn)品連接件之間的強(qiáng)度，防止脫落產(chǎn)生松散部件。

產(chǎn)品部件連接方式帶來的另外一個思考是“力是相對的”。一個產(chǎn)品在哪里發(fā)生斷裂有時候也可以人為設(shè)計。比如當(dāng)按照歐標(biāo)玩具標(biāo)準(zhǔn)，對毛絨玩具的尾巴進(jìn)行90N拉力測試時，如果尾巴本身選用的材料強(qiáng)力不夠，那么尾巴本身可能會斷裂;但是斷裂也有可能發(fā)生在尾巴與玩具本體的連接處。通過力學(xué)設(shè)計，可以人為使產(chǎn)品可能發(fā)生斷裂的部位位于不會產(chǎn)生“小零件”的地方，以減少吞咽窒息危害。

4.從毛絨玩具的縫制出發(fā)：毛絨玩具除了選材階段要選擇合適的面料，布料縫制也有講究，到底使用多少針距也會影響產(chǎn)品的牢度。針距太密，布料上的孔洞太多，使布料強(qiáng)力下降;針距太稀疏，布料與布料之間的連接強(qiáng)力又不夠。

現(xiàn)取以下五種不同面料，同一面料取兩塊寬度為70mm的布料，進(jìn)行機(jī)器縫合，只縫單道，不重復(fù)縫合。縫合后，線縫距離布邊5mm。縫合采用50支棉線，分別采用三種不同的縫合針距模式：（1）最疏針距5mm;（2）中等針距3mm;（3）最密針距1mm;

縫合后的面料線縫參考EN71-1：2014+A1：2018條款8.4的方法，用直徑為19mm的線縫夾夾住面料進(jìn)行線縫拉力測試，得到以下結(jié)果：

由此數(shù)據(jù)可以看出：

-不同材料，材料本身的強(qiáng)度不太一樣;

-相同材料，采用不同針距進(jìn)行縫紉，線縫的強(qiáng)度會因針距變化而變化。一般，如果材料強(qiáng)度足夠，針距越密，線縫強(qiáng)度會越大（比如1號/2號/3號布料）;當(dāng)線縫強(qiáng)度增加到一定程度，超過面料本身強(qiáng)度時，面料可能會破裂（比如3號/5號布料）。

所以，選擇合適的面料和縫紉針具，以及縫幾道線，都會對布制產(chǎn)品的強(qiáng)度產(chǎn)生不小的影響。生產(chǎn)時，要從使用的材料本身出發(fā)，選擇合適的針距。另外是否采用內(nèi)襯布還是只在拼縫處增加拼縫內(nèi)襯條也需要根據(jù)具體產(chǎn)品的產(chǎn)前測試數(shù)據(jù)來分析決定。

（三）工藝流程上的改進(jìn)

1.對于木制產(chǎn)品的加工：注意木制材料的切割方向，有些木材順紋理方向與另外一個方向的強(qiáng)度是不同的，需要減少由于切割方向不合適導(dǎo)致的產(chǎn)品開裂分離。有些實(shí)木木材比較脆，容易開裂，特別是順紋理方向可能會裂開。以下面嬰兒搖鈴?fù)婢呱系哪经h(huán)為例，進(jìn)行歐洲玩具沖擊測試，即拿一個1kg的砝碼從距離樣品表面100mm的高度砸落，就容易順著紋理方向撕裂開，從而產(chǎn)生“小零件”。

需要從木環(huán)切割方向，圓環(huán)大小、粗細(xì)等方面著手改進(jìn)，以減少破裂產(chǎn)生窒息危害的可能。

結(jié)語：綜上所述，玩具產(chǎn)品小零件控制的可行性改進(jìn)方案還是很多的，優(yōu)缺點(diǎn)各不相同，需要根據(jù)具體產(chǎn)品屬性選擇合適的綜合方案，以確保在三歲以下的兒童使用玩具的過程中，不會接觸到“小零件”。

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