《觸屏手套》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)解析

1 引言

《觸屏手套》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)下發(fā)的2019年團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃制定的，計(jì)劃編號(hào)是201901-CNTAC013。該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是我國第一個(gè)針對(duì)具有觸屏功能的手套的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

觸屏手套是電子電氣與紡織品的跨界融合創(chuàng)新產(chǎn)品。該產(chǎn)品使用了導(dǎo)電材料，通過導(dǎo)電材料將人體電流傳導(dǎo)至電容屏，從而達(dá)到觸屏效果。觸屏手套的材質(zhì)主要有紡織織物、天然皮革、人造革或合成革三類。不管是在寒冷的冬季還是炎熱的夏季，人們都可能使用手套來達(dá)到保暖或防曬的目的，并且在戴手套的同時(shí)，人們更希望可以不用脫下手套即可對(duì)手機(jī)或平板電腦等其他日常生活使用的電子設(shè)備進(jìn)行操作。由于觸屏手套屬于新興產(chǎn)品，并且其類別、材質(zhì)等多種多樣，國際和國內(nèi)均沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，部分生產(chǎn)企業(yè)容易忽視產(chǎn)品質(zhì)量，造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，影響消費(fèi)者體驗(yàn)。在中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)的指導(dǎo)下，由檢測(cè)公司、觸屏手套生產(chǎn)和銷售企業(yè)組成起草小組，歷經(jīng)一年的時(shí)間，于2020年7月16日發(fā)布了《觸屏手套》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，并于2020年8月1日開始實(shí)施。在研制該標(biāo)準(zhǔn)的過程中，起草小組對(duì)于觸屏手套產(chǎn)品的特點(diǎn)、手套使用場(chǎng)景以及消費(fèi)者對(duì)于觸屏功能的需求和要求進(jìn)行了調(diào)研，將該產(chǎn)品的必要特性歸納整理入標(biāo)準(zhǔn)中。為了更好地理解和執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的范圍、關(guān)鍵項(xiàng)目及要求等的起草情況進(jìn)行闡述。

2 適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用于以紡織織物、天然皮革、人造革或合成革等為主要材料，以一種或多種材料拼接制成，具備操控電容式多點(diǎn)觸控屏功能的日常用手套。由于市場(chǎng)上也有一些PPE手套是具有觸屏功能的，但PPE類手套產(chǎn)品的要求和人們?nèi)粘Ｓ玫氖痔滓蟛煌虼藰?biāo)準(zhǔn)規(guī)定適用于日常用的手套。

3 術(shù)語

標(biāo)準(zhǔn)中增加了觸屏手套的術(shù)語，即通過觸屏感應(yīng)能操控電容式顯示屏的手套。

4 關(guān)鍵項(xiàng)目與要求

4.1 號(hào)型規(guī)格

觸屏手套的號(hào)型按照FZ/T 74004—2016中第4 章執(zhí)行。QB/T 1584—2018《日用皮手套》[1]中的號(hào)和型都按10mm分檔；FZ/T 73047—2013《針織民用手套》[2]中號(hào)按10mm 分檔，型以5mm分檔；FZ/T 74004—2016《滑雪手套》[3]中的號(hào)以10mm分檔，型以5mm分檔。

4.2 安全性能

觸屏手套作為一種直接接觸皮膚的產(chǎn)品，其安全性能顯得尤為重要。標(biāo)準(zhǔn)中安全性能的要求需要根據(jù)不同材料符合相應(yīng)要求，對(duì)于紡織織物，其安全性能應(yīng)符合GB 18401《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》[4]的要求。由于市場(chǎng)上也有很多兒童用的觸屏手套，因此還應(yīng)滿足 GB 31701《嬰幼兒及兒童紡織產(chǎn)品安全技術(shù)規(guī)范》[5]的要求。天然皮革的安全性能應(yīng)符合GB 20400 《皮革和毛皮 有害物質(zhì)限量》[6]的要求，同時(shí)考慮到皮革中會(huì)存在對(duì)人體有安全風(fēng)險(xiǎn)的六價(jià)鉻，額外增加了對(duì)六價(jià)鉻的要求。人造革或合成革的安全性能應(yīng)符合GB 21550《聚氯乙烯人造革有害物質(zhì)限量》[7]的要求。

4.3 外觀質(zhì)量

外觀質(zhì)量包括表面疵點(diǎn)、規(guī)格尺寸偏差、縫制要求、整體外觀。根據(jù)不同的材料制成的觸屏手套參考不同的標(biāo)準(zhǔn)要求。紡織織物為主的觸屏手套的外觀質(zhì)量應(yīng)符合FZ/T 73047—2013 中4.3 合格品的要求。天然皮革、人造革或合成革為主的觸屏手套的外觀質(zhì)量應(yīng)符合QB/T 1584—2018 中4.2、4.4—4.7 的要求。

4.4 內(nèi)在質(zhì)量

觸屏手套的內(nèi)在質(zhì)量考核原料成分與纖維含量、氣味、皮革撕裂力、耐水色牢度、耐汗?jié)n色牢度、耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、低溫耐折牢度。

起草小組購買了不同材質(zhì)的觸屏手套，用來測(cè)試和衡量市場(chǎng)上常見的觸屏手套產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。這些手套樣品的內(nèi)在質(zhì)量部分指標(biāo)參數(shù)樣品測(cè)試結(jié)果見表1和表2。

表1 色牢度測(cè)試結(jié)果

表2 天然皮革樣品部分項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果

由表1可以看出，各觸屏手套對(duì)色牢度的測(cè)試的合格率較高，僅有一個(gè)樣品的耐摩擦色牢度不合格。對(duì)于天然皮革觸屏手套，對(duì)其pH值、氣味和皮革撕裂力進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見表2，該天然皮革觸屏手套樣品的測(cè)試結(jié)果都為合格。綜上，收集的觸屏手套樣品合格率較高，該標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)在質(zhì)量要求制定合理。

4.5 觸屏功能

觸屏手套可觸屏的原理就是可觸屏部分具有導(dǎo)電性，可將人體電流傳導(dǎo)至電容屏，從而達(dá)到觸屏的效果。導(dǎo)電性與良好的觸屏功能之間是必要不充分條件，即具有良好的觸屏功能一定具有導(dǎo)電性，而具有導(dǎo)電性不一定有良好的觸屏功能。考慮到標(biāo)準(zhǔn)中有對(duì)觸屏功能有效性的測(cè)試，因此手套導(dǎo)電性的測(cè)試即電阻率項(xiàng)目暫時(shí)不予考核。

標(biāo)準(zhǔn)中的觸屏功能的測(cè)試方法為首次提出。該測(cè)試方法中根據(jù)不同使用場(chǎng)景如冬季用手套和其他季節(jié)使用的手套，對(duì)手套進(jìn)行不同的預(yù)處理。通過單點(diǎn)觸摸、多點(diǎn)觸摸和滑動(dòng)觸摸測(cè)試來判定觸屏功能的有效性。

4.5.1 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)操作方式

人們?nèi)粘Ｊ褂米疃嗟木哂卸帱c(diǎn)觸控電容屏的電子設(shè)備是手機(jī)，在本標(biāo)準(zhǔn)中選擇手機(jī)作為試驗(yàn)設(shè)備對(duì)觸屏手套的觸屏性能進(jìn)行考核。為減少測(cè)試設(shè)備的不確定度，手機(jī)需恢復(fù)出廠設(shè)置，并且手機(jī)屏幕上沒有保護(hù)膜。

考慮到日常生活使用時(shí)，相對(duì)于戴手套操作的準(zhǔn)確度和靈敏度，人們對(duì)于有效性需求更大、要求更高，因此對(duì)于觸屏功能的測(cè)試主要針對(duì)手套觸屏功能的有效性，即戴手套時(shí)能否操作多點(diǎn)觸控電容屏。

對(duì)于日常情況下操作手機(jī)的方式，主要有：?jiǎn)吸c(diǎn)觸摸（單擊、雙擊）、多點(diǎn)觸摸（放大、縮小動(dòng)作）、滑動(dòng)觸摸（直線滑動(dòng)、折線滑動(dòng)），主要對(duì)觸屏手套的有效性進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于單點(diǎn)這種常用操作方式，其中還涉及到點(diǎn)按時(shí)間的長短，所以在操作方式中將會(huì)使用不同時(shí)間的點(diǎn)按進(jìn)行測(cè)試。

4.5.2 測(cè)試次數(shù)

考慮到使用手套操作手機(jī)一般是在戶外進(jìn)行，并且不會(huì)長時(shí)間在戶外環(huán)境操作手機(jī)，于是將測(cè)試次數(shù)設(shè)置為5～10次。

4.5.3 測(cè)試環(huán)境

對(duì)于非冬季用手套，手套經(jīng)調(diào)濕后在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行觸屏功能測(cè)試；對(duì)于冬季用手套，冬天溫度較低，該測(cè)試方法需要在低溫環(huán)境下對(duì)手套觸屏性能進(jìn)行測(cè)試。考慮到人們?nèi)粘Ｊ褂镁哂卸帱c(diǎn)觸控電容屏的電子設(shè)備主要是：手機(jī)、平板電腦以及近些年流行起來的智能穿戴設(shè)備如智能手表等，這些電子設(shè)備的工作溫度見表3，在0℃～40℃范圍內(nèi)，低溫環(huán)境下可能對(duì)電子設(shè)備的性能有所影響，因此在試驗(yàn)過程中不是在低溫環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，而是選擇在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，以減少低溫環(huán)境對(duì)電子設(shè)備性能的影響。為了模擬低溫條件，該測(cè)試方法采用對(duì)手套進(jìn)行冷凍處理，降低手套溫度來模擬低溫環(huán)境手套觸屏性能的測(cè)試。

表3 各品牌手機(jī)和平板電腦工作溫濕度

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60068-2-1規(guī)定條款：“（1）測(cè)試條件可選擇以下適當(dāng)溫度條件及試驗(yàn)時(shí)間或以相關(guān)規(guī)范的規(guī)定；（2） 溫度：-65℃、-55℃、-40℃、-25℃、-10℃、-5℃、+5 ℃；（3）駐留時(shí)間：2h、16h、72h、96h。”以及經(jīng)查詢中國移動(dòng)通信類產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試溫度通常為-10℃，因此將該方法中的手套試驗(yàn)時(shí)溫度設(shè)為-10℃，模擬大部分地區(qū)冬季的環(huán)境溫度，并且由于佩戴時(shí)，手在手套中，手套的實(shí)際溫度較外界環(huán)境溫度高，因此需要將手套在更低溫環(huán)境下進(jìn)行處理。樣品經(jīng)-30℃冷凍處理2h后，迅速拿到標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境[溫度（21±2） ℃]，濕度[（65±5)%]下測(cè)試其溫度變化，110 s（每個(gè)測(cè)試程序時(shí)間不超過110 s）后，人手在手套中時(shí)溫度升高至-10.1℃，仍滿足-10℃測(cè)試條件要求。

圖1 手套升溫速率測(cè)試

對(duì)于冬季用手套，試驗(yàn)人員將經(jīng)預(yù)處理的試樣手套拿到低溫環(huán)境后迅速戴上立即開始可觸屏功能測(cè)試。在進(jìn)行每個(gè)單項(xiàng)測(cè)試前試樣都需預(yù)處理，即進(jìn)行單點(diǎn)觸摸、多點(diǎn)觸摸和滑動(dòng)觸摸測(cè)試前都需要將試樣放入低溫環(huán)境中保存2h再進(jìn)行后續(xù)測(cè)試。這樣操作的目的是為了保證在測(cè)試過程中，手套都可以保持在不高于-10℃的條件下進(jìn)行測(cè)試。

4.5.4 接觸面積和接觸壓力

影響觸屏手套觸屏性能的重要因素之一是接觸壓力。接觸壓力不同，手套中導(dǎo)電纖維與屏幕的接觸面積不同，手套的可觸屏性能不同。

人們?cè)谑褂糜|屏手套時(shí)，會(huì)對(duì)屏幕表面有一定的壓力，因此施加較大壓力時(shí)，與施加較小壓力的手套相比，施加更大壓力的手套與屏幕的接觸面積更大，導(dǎo)電部位增加，相應(yīng)手套靈敏度提高。在測(cè)試時(shí)，需要施加適當(dāng)?shù)膲毫Γ沟脺y(cè)試的過程更加接近于實(shí)際使用的狀態(tài)。因此需要對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)與考核，并且采用2人獨(dú)立檢測(cè)，以2人一致的結(jié)果作為檢測(cè)結(jié)果，如2人檢測(cè)結(jié)果不一致，則增加1人檢測(cè)，以2人一致的結(jié)果為樣品的檢測(cè)結(jié)果，從而減少試驗(yàn)的不穩(wěn)定性。

4.5.5 觸屏功能試驗(yàn)有效性

為避免因設(shè)備造成的誤差，在對(duì)手套試樣進(jìn)行測(cè)試前需要進(jìn)行空白對(duì)比試驗(yàn)，空白對(duì)比試驗(yàn)時(shí)應(yīng)正常響應(yīng)各個(gè)觸摸測(cè)試，則試驗(yàn)有效，否則試驗(yàn)無效。

4.5.6 觸屏功能的評(píng)定

基于消費(fèi)者的體驗(yàn)，希望在觸屏手套的使用過程中所有觸摸都可正常響應(yīng)，因此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)該功能的評(píng)定為：?jiǎn)吸c(diǎn)觸摸、多點(diǎn)觸摸和滑動(dòng)觸摸測(cè)試全部正常響應(yīng)，則判定該手套觸屏功能有效，否則判定為無效。

試驗(yàn)購買到的8款觸屏手套屬于較厚的手套，但均未標(biāo)明具體使用季節(jié)，在驗(yàn)證試驗(yàn)中采用嚴(yán)苛的試驗(yàn)條件，即在-（30±2）℃ 低溫冷凍2 h的預(yù)處理方法，預(yù)處理后再進(jìn)行下一步觸屏功能的測(cè)試。對(duì)8個(gè)觸屏手套樣品進(jìn)行觸屏功能測(cè)試，結(jié)果如表4，合格率100%。該測(cè)試方法對(duì)于觸屏功能的測(cè)定比較合理。

表4 各樣品觸屏功能測(cè)試結(jié)果

隨后，為進(jìn)一步驗(yàn)證本標(biāo)準(zhǔn)的適用性，由3個(gè)實(shí)驗(yàn)室，采用該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法進(jìn)行了不同實(shí)驗(yàn)室之間的驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如表5。

表5 各實(shí)驗(yàn)室觸屏功能測(cè)試結(jié)果

從不同實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果對(duì)比可以看出，兩兩實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果一致，說明該方法具有很好的可重復(fù)性和適用性。

4.5.6 非一次性觸屏功能的評(píng)價(jià)

對(duì)于以紡織織物、人造革或合成革為主要材料的觸屏手套，非一次性功能的考核是通過經(jīng)3次洗滌后觸屏功能仍有效的評(píng)定方法來進(jìn)行判定。洗滌程序?yàn)镚B/T 8629—2017《紡織品 試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》[8]4H 仿手洗程序洗3次，懸掛晾干。

對(duì)于天然皮革為主的觸屏手套，由于天然皮革不適合水洗，宜采用摩擦的方法，參照GB/T 29865 《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度 小面積法》[9]，正反向摩擦共40次。由于手指部位面積較小，在實(shí)際操作過程中，可能會(huì)存在摩擦面不平而造成摩擦不均勻的現(xiàn)象，特別是在厚手套或者手套呈一定程度的外觀立體形狀時(shí)。經(jīng)試驗(yàn)，手套表面在摩擦頭的邊緣附近出現(xiàn)了嚴(yán)重磨損，摩擦部位的中間無磨損，并且不同摩擦次數(shù)其磨損情況不一致也沒有規(guī)律（手套的拇指指尖部位正反共摩擦200次，食指指尖部位摩擦160次，中指指尖部位摩擦60次，無名指指尖部位摩擦40次，小指指尖部位摩擦30次，但摩擦后拇指部位無磨破，中指、無名指摩擦部位邊緣磨破，其余手指有不同程度的磨損情況），試驗(yàn)進(jìn)一步說明直接用手套進(jìn)行小面積摩擦的方法不合適。有專家建議，將手套手指部位剪開，將此處皮革形成一個(gè)平面后再進(jìn)行摩擦試驗(yàn)，摩擦測(cè)試后再縫合，經(jīng)低溫-30℃下預(yù)處理2 h后，隨后進(jìn)行下一步的觸屏功能測(cè)試。雖然該方法不確定度較大，并且步驟繁瑣，但目前針對(duì)手套產(chǎn)品沒有其他更合適的摩擦測(cè)試方法，因此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于天然皮革的功能耐久性的測(cè)試方法放在注中。在今后標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，需要開發(fā)一個(gè)新的更適合手套的摩擦測(cè)試方法，如采用將手套套在手模上在特定的平面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)摩擦或者往復(fù)摩擦。

5 結(jié)果判定

內(nèi)在質(zhì)量有一項(xiàng)不符合，則判定該批產(chǎn)品不合格。外觀質(zhì)量按品種、色別、號(hào)型分別計(jì)算不符合率，以雙為單位，凡不符合率超過5.0%或破洞、漏針超過3.0%，判定該批產(chǎn)品為不合格。

6 與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的比較

觸屏手套目前可參考的標(biāo)準(zhǔn)主要有：FZ/T 74004—2016 《滑雪手套》、FZ/T 73047—2013《針織民用手套》和QB/T 1584—2018 《日用皮手套》。FZ/T 73047—2013適用于材質(zhì)為針織品的手套；QB/T 1584—2018適用于材質(zhì)為天然皮革的手套，人造革或合成革等材料制成的手套也適用；FZ/T 74004—2016適用于滑雪用手套，材質(zhì)涵蓋了天然皮革、人造革或合成革以及紡織織物。材質(zhì)涵蓋了天然皮革、人造革或合成革以及紡織織物，但其使用目的為滑雪，標(biāo)準(zhǔn)中有對(duì)運(yùn)動(dòng)舒適性的要求。上述3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)不同材質(zhì)或不同使用目的手套，其標(biāo)準(zhǔn)考核項(xiàng)目及指標(biāo)要求有較大的差異。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的日常使用的觸屏手套，材質(zhì)主要有三大類即紡織織物、天然皮革、人造革或合成革，對(duì)于不同材質(zhì)其安全性要求應(yīng)不同，并且關(guān)鍵的觸屏功能的測(cè)試方法也是根據(jù)使用季節(jié)的不同以及消費(fèi)者對(duì)于觸屏功能的要求而進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本標(biāo)準(zhǔn)與FZ/T 74004—2016 滑雪手套部分內(nèi)容相同，如甲醛含量、可分解致癌芳香胺染料、pH值和稀釋差、六價(jià)鉻、耐水色牢度、耐汗?jié)n色牢度、耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、低溫耐折牢度。其他部分內(nèi)容不同，規(guī)定了觸屏手套的適用范圍為日常用手套，增加了觸屏手套的術(shù)語和定義，技術(shù)指標(biāo)如原料成分與纖維含量中皮革、人造革或合成革的要求，增加了氣味、皮革撕裂力、聚氯乙烯人造革有害物質(zhì)限量和觸屏功能的要求，增加了觸屏功能的測(cè)試方法。