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品，可能會對其造成嚴重的吞咽窒息危害。歐標EN71-1：2014+A1：2018條款5.1旨在減少這種危害，標準規定三歲以下兒童使用的玩具在合理可預見濫用測試前后都不能產生“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、測試方法進行了系統的分析，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方案，以確保三歲以下嬰孩使用的玩具產品不會產生“小零件”。

關鍵詞：小零件;吞咽窒息;三歲以下兒童;召回;合理的可預見的濫用測試;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”在玩具及嬰幼兒產品檢測中，經常會出現。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。因為他/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。老一輩的智慧與經驗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生這種危害。

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

這一數據，體現了生產商對于玩具產品安全把控有改進空間，而且說明了官方對于“小零件”等的吞咽窒息危害的關注度較高。當小嬰孩吞入了“小零件”，且當其正好卡住咽喉，則會阻塞呼吸道，導致埂塞或體內呼吸道阻塞，嚴重的可能造成致命危害。所以不管是玩具的生產商或消費者，了解“小零件”相關的吞咽窒息危害相當重要。

在中國、歐洲、美國、澳大利亞等國的玩具安全標準中，已經規定了“小零件”相關的測試。測試需要用到小零件試驗器（參見圖15）。小零件試驗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，將玩具產品或部件以任一方向嘗試放入小零件試驗器。如果該玩具或部件能在自身重量下完全進入試驗器而不突出于驗器表面，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險。

玩具的安全測試中，除考慮玩具原始狀態下是否存在小零件，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展不成熟，經常對能拿到的東西進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。歐洲玩具標準EN71-1：2014+A1：2018規定合理的可預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。最后一個循環之后，根據條款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，需要進行扭力測試。測試時，在5s內逐漸施力，直到達到a）或b）任一條件：a）已從原始位置旋轉180°或b）達到0.34Nm的扭矩，并保持最大旋轉或所需扭矩10s。讓測試組件返回松弛狀態，以逆時針方向重復此過程。

--拉力測試：在扭力試驗之后進行拉力試驗，并在玩具的同一部件上進行。

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備中，在5s內對部件緩慢施加規定的拉力（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。在進行跌落測試之前，調整玩具跌落方向使玩具或者相關部件以能對表面帶橡膠的鋼板最大沖擊力的角度跌落。進行五次跌落測試，測試完成后判斷是否產生相關危害。

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）不進行跌落測試，而是進行傾翻測試。將玩具放置在條款8.5（跌落測試）規定的水平表面上，在產品離地1.5m高度處或玩具頂部邊緣處（當玩具整體高度小于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，其中一次應使測試樣處于最不利的位置。在整個測試過程中，應保持相對于玩具的原始施加點，并且力應保持水平。在試驗過程中，允許施加點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。如果應用點相對于水平面的垂直位置超過1.8m，停止測試。（1.8m對應95%14歲兒童的身高數值）。測試完成后判斷是否產生相關危害。

--沖擊測試：將玩具或相關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。沖擊后評估相關風險。

--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，都應進行壓力測試。

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秒內均勻施力。并保持力10秒。測試后評估相關風險。

2可行的改進方案研究：

以三歲以下兒童經常使用的毛絨布制玩具和木頭玩具為例，進一步研究可行的玩具產品改進方案，以確保三歲以下嬰孩使用的玩具產品不會產生“小零件”，也為玩具生產商提供一些可行的改進意見。

2.1在設計階段：

（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致玩具內本身“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，其本身的撕破強力大小不太一樣，要避免使用材料本身強力比較弱的面料。

2.對于木制產品的膠水選擇：木制產品可以選用防水膠而不是普通不防水的白膠，這樣可以防止產品在浸泡測試之后由于膠水失效導致產品連接件間的強力變弱而產生“小零件”。

3.對于木制材料本身：木制玩具產品里面經常會用到松木、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。材質堅硬，顯淺灰色，紋理直，木材耐久、耐腐、耐磨。

-比如櫸木紋理清晰，木材質地均勻，組織構造斑節較少，色調柔和，流暢。其密度較高，同樣體積的木材質量較重，其硬度也比一般的木材都要高。除了木色、紋理、硬度的優勢之外，櫸木還擁有承重性能好、抗壓性佳等優點。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，以防止其在可預見的合理濫用測試中破裂。

5.對于木制產品表面涂層：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）結構設計：

1.從產品部件的尺寸角度出發：產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，以減少這種風險。

產品由于材料或者其他原因沒法避免破裂發生的。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.從產品結構設計角度出發：木制玩具盡量不要有大面積的沒有足夠強力支撐的平面。這種平面，在做壓力測試時，極有可能會被壓壞產生“小零件”。

3.從產品部件的連接方式出發：產品部件契合處可以采用“雙保險”設計以減少產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計增加接觸面積，再用防水膠粘貼的“雙保險設計”。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計。防水膠的使用，使產品在浸水之后不會因為膠水不防水而連接強度變小，螺紋或者木枕的設計進一步增加了產品連接件之間的強度，防止脫落產生松散部件。

產品部件連接方式帶來的另外一個思考是“力是相對的”。一個產品在哪里發生斷裂有時候也可以人為設計。比如當按照歐標玩具標準，對毛絨玩具的尾巴進行90N拉力測試時，如果尾巴本身選用的材料強力不夠，那么尾巴本身可能會斷裂;但是斷裂也有可能發生在尾巴與玩具本體的連接處。通過力學設計，可以人為使產品可能發生斷裂的部位位于不會產生“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：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品的牢度。針距太密，布料上的孔洞太多，使布料強力下降;針距太稀疏，布料與布料之間的連接強力又不夠。

現取以下五種不同面料，同一面料取兩塊寬度為70mm的布料，進行機器縫合，只縫單道，不重復縫合。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行線縫拉力測試，得到以下結果：

由此數據可以看出：

-不同材料，材料本身的強度不太一樣;

-相同材料，采用不同針距進行縫紉，線縫的強度會因針距變化而變化。一般，如果材料強度足夠，針距越密，線縫強度會越大（比如1號/2號/3號布料）;當線縫強度增加到一定程度，超過面料本身強度時，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，都會對布制產品的強度產生不小的影響。生產時，要從使用的材料本身出發，選擇合適的針距。另外是否采用內襯布還是只在拼縫處增加拼縫內襯條也需要根據具體產品的產前測試數據來分析決定。

（三）工藝流程上的改進

1.對于木制產品的加工：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度是不同的，需要減少由于切割方向不合適導致的產品開裂分離。有些實木木材比較脆，容易開裂，特別是順紋理方向可能會裂開。以下面嬰兒搖鈴玩具上的木環為例，進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，從而產生“小零件”。

需要從木環切割方向，圓環大小、粗細等方面著手改進，以減少破裂產生窒息危害的可能。

結語：綜上所述，玩具產品小零件控制的可行性改進方案還是很多的，優缺點各不相同，需要根據具體產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”。

參考文獻：

[1]EN71-1：2014+A1：2018-歐盟行業標準：玩具安全第1部分機械物理性能[S]

[2]歐盟委員會.2019非食品產品危險物質快速警報系統總結[R].歐洲聯盟.歐洲聯盟出版局，2020：8-9

[3]GB6675.2：2014中華人民共和國國家標準玩具安全第2部分機械物理性能[S]