奶嘴連接不牢固,在嬰幼兒吸吮玩耍時有可能脫落,一旦形成小零件被誤吞,存在窒息等嚴重安全隱患。為此,GB 38995-2020《嬰幼兒用奶瓶和奶嘴》強制性國家標準,對奶嘴的安全保持力提出了明確且嚴格的量化要求。
安全保持力測試旨在模擬奶瓶各部件(包括奶嘴或飲用部件)在正常使用場景下的受力情況,檢驗其連接強度與整體安全性。該測試的核心目的在于,確保奶瓶的部件在測試過程中不應出現斷裂、破裂或從奶瓶瓶身上分離的情況,避免因組件分離導致內容物泄漏或產生小零件而引發嬰幼兒誤吞窒息風險。
1. 試樣安裝與角度
按產品使用說明要求將奶瓶和奶嘴正確組裝。對鎖緊環施加(1.75±0.25) N·m的標準力矩進行固定。固定試樣時,須確保奶瓶瓶身軸線與拉伸試驗機的主軸(施力方向)呈45°角。這一角度設計并非隨意設定,而是模擬了嬰幼兒在實際喂養過程中含咬奶嘴時普遍的自然受力狀態。相比于0°軸向垂直拉伸,45°角拉力會同時產生軸向拉力和橫向剪切力,使奶嘴與鎖緊環、瓶身連接處承受更復雜的復合應力,能更真實地反映實際使用中多方向受力情況,對連接牢固度的考核更為全面。
2. 測試步驟
施加初始拉力:沿與試樣軸線成45°角的方向,施加一個(5±2)N的初始拉力,以此檢查試樣的初期狀態。通常這一預緊步驟用于消除組裝間隙和零部件的初始松動狀態。
施加主拉力:在初始拉力檢查之后,保持施力方向不變,以(200±5) mm/min的恒定速度,將拉力平穩增至(60±5) N,并保持此拉力10±0.5秒。
判定:在測試全過程中,奶瓶的部件(包括奶嘴或飲用部件)均不應出現斷裂、破裂或從奶瓶瓶身上分離的情況。任何形式的分離或破裂都將判定為不合格。
安全保持力測試(45°角、60N拉力、10秒保持)不僅評估奶嘴本體材料的拉伸強度,還重點考核了奶嘴與鎖緊環、瓶身之間的裝配可靠性,其綜合評價維度比常規拉力測試更為嚴格。
一臺符合GB 38995-2020標準的奶嘴安全保持力試驗儀,必須滿足以下幾項核心參數。以NPNZ-01型奶瓶力學性能測試儀為例,其主要參數包括:
力值測量系統:量程為0-500N(可定制),確保能夠準確測量60N的拉力。精度高達0.5% F.S.,這一指標遠高于常規要求,能有效捕捉力值變化。
速度控制系統:速度調節范圍覆蓋1-500 mm/min,且采用無級調速,滿足(200±5) mm/min標準中對速度穩定性的嚴苛要求。
位移行程:有效測試行程≥850mm,足以應對各類規格奶瓶奶嘴的測試需求。
多功能性:現代測試儀通常集多種功能于一身,通過更換不同的夾具模塊,一臺設備即可同時滿足奶嘴的針刺性能、抗拉扯性能、柔性測試以及奶瓶瓶身的抗壓變形性能等多種測試,實現一機多用。
角度控制與對中:45°夾角和力的作用線對中是測試準確性的基石,必須使用專用的45°角夾具,并在裝夾后檢查對中情況。
夾具設計:夾具設計應避免對試樣造成夾持損傷,使用無損傷夾持的專用夾具或適當調節夾持力,可防止試樣在夾持處提前破損導致誤判。
系統響應時間:力值控制系統需能在極短的時間內將拉力提升至目標值并保持穩定,這對控制系統的響應速度提出了較高要求。
試樣預處理:試驗前,應將試樣在標準實驗室環境中放置足夠時間,以消除溫濕度對硅膠或塑料材料性能的影響。
常見數據異常排查:若測試曲線出現異常抖動,應首先檢查力值傳感器是否有零點漂移;若試樣在遠低于60N時即提前破損,應重點排查45°角夾具的對中情況和夾持處是否存在損傷。
問:為什么安全保持力測試要將試樣固定為45°角,而不是進行簡單的垂直拉伸?
答:45°角的設計是為了模擬嬰幼兒在實際喂養過程中的自然受力狀態。當寶寶含著奶瓶喝奶時,其吮吸和拉扯的動作并不是垂直方向,更多的是帶有一定角度的復合受力。45°角受力能同時產生軸向拉力和橫向剪切力,比單純的軸向拉伸更能真實反映實際使用場景下連接處的受力情況。
問:GB 38995-2020中安全保持力測試與針刺抗拉扯測試有何不同?
答:兩者評價側重點不同。針刺抗拉扯測試更側重于評估奶嘴材料在受損極限狀態下的安全冗余——先模擬嬰幼兒用牙齒咬穿奶嘴,再驗證已破損的奶嘴是否會在進一步拉扯下斷裂。安全保持力測試則側重于評估奶瓶各部件(奶嘴、鎖緊環、瓶身)在正常完整狀態下的連接可靠性和裝配牢固度。兩者從不同維度共同保障產品安全性。
問:一臺測試儀能否同時滿足GB 38995-2020中的所有力學性能測試?
答:可以。目前的主流設計方案是采用模塊化夾具設計的多功能綜合測試平臺。該平臺通過一個高精度伺服控制系統和高精度力值傳感器,配合更換不同的夾具附件,即可在一臺設備上完成GB 38995-2020標準所規定的針刺性能、抗拉扯性能、安全保持力、柔性測試以及奶瓶瓶身抗壓變形等多項力學性能的全面檢測,具有很高的性價比和實驗室空間利用率。
問:測試結束后如何判定奶嘴的安全保持力是否合格?
答:判定標準非常明確。整個測試過程中(包括初始5±2N的預緊階段和60N主拉力保持10秒階段),奶瓶的所有部件(包括奶嘴或飲用部件)均不得出現任何形式的斷裂、破裂或從奶瓶瓶身上分離的情況。若試樣在測試全過程中保持完好、未發生分離或破裂,即判定為合格;反之,若在任一階段出現部件分離或破裂,均判定為不合格。
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