林清山

（泉州市標(biāo)準(zhǔn)化研究所，福建 泉州 362000）

可充氣式多功能背提包主要標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的分析研究

林清山

（泉州市標(biāo)準(zhǔn)化研究所，福建 泉州 362000）

文中通過對可充氣式多功能包的功能性需求的分析、主要標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)和測試方法的探討，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合分析提出了制定本產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的建議。

功能需求；標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)；分析研究

1 背景

戶外休閑、旅游、運(yùn)動是當(dāng)今社會人民喜歡的戶外活動之一，背提包成為人們外出不可或缺的必備物品，如何實(shí)現(xiàn)背提包多功能化成為全國各地許多企業(yè)追求的目標(biāo)，特別是可充氣式背提包的研究更是大家所熱衷的。但目前市面上還沒有見到能讓消費(fèi)者普遍可接受的成熟產(chǎn)品，作者通過對市場一些類似產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其存在的主要問題是實(shí)際使用效果差、質(zhì)量水平低、價格又昂貴，無法滿足消費(fèi)者功能需求。由于可充氣式多功能包不同于普通背提包和旅行箱包，設(shè)計師需要針對其特性要求進(jìn)行相關(guān)研究，由此引起消費(fèi)者興趣。在設(shè)計師、生產(chǎn)商的支持配合下，通過實(shí)驗(yàn)分析并運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計原理和思路，對創(chuàng)新設(shè)計新型產(chǎn)品應(yīng)以預(yù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)來達(dá)到指導(dǎo)廣大生產(chǎn)者、設(shè)計師們科學(xué)設(shè)計并在產(chǎn)品研發(fā)成熟后制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以滿足使用者需求的質(zhì)量保障之目的。

2 設(shè)計思路及標(biāo)準(zhǔn)的提出

2.1 需求分析

普通背提包可供消費(fèi)者攜帶行李出行，但經(jīng)設(shè)計改進(jìn)為可充氣式多功能背提包目標(biāo)時就可為使用者提供除了普通背提包之外的更多功能，特別是可為旅行者提供應(yīng)急情況下的多種功能保障。

2.1.1 環(huán)境分析

出行或旅行者可能遇到的環(huán)境狀態(tài)有如大海、池塘或湖泊、江河、高山雪地或兼容復(fù)合等不同環(huán)境，發(fā)生的場景有可預(yù)見性和不可預(yù)見性兩種情況。

2.1.2 功能分析

可充氣式背提包應(yīng)滿足使用者以各種不同休閑方式（如游泳、登山、徒步旅行等）、不同目的地環(huán)境（如水庫、池塘、大海、江河、湖泊、高山、雪地）及可能出現(xiàn)和發(fā)生的應(yīng)急情況（如下雨、潮水、迷路、饑餓）需要進(jìn)行應(yīng)急處理以保護(hù)自身安全（攜帶衣物不被雨淋、用作浮標(biāo)物輔助泅渡、攜帶食物避免饑餓、等待救援或自救等）的多種功能需求。

2.2 滿足功能目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)基本要素2.2.1 包體及材料

包體應(yīng)可以防水、防潮、防濕，滿足可通過人工或使用簡易工具充氣并使充氣壓力達(dá)到一定要求。

2.2.2 包體體積

可充氣式背提包設(shè)計應(yīng)充分考慮為成年人消費(fèi)者因在各種不同環(huán)境條件如野外、登山、池塘或海邊游泳及海上作業(yè)等領(lǐng)域出現(xiàn)各種情況時可滿足為其提供必要的自救或等待救援的時間和狀態(tài)需求，因此規(guī)定可充氣式背提包的最小體積要求是必要的。同時考慮使用者實(shí)際需求及所需合格原輔助材料的質(zhì)量滿足水平、生產(chǎn)加工工藝技術(shù)水平、生產(chǎn)成本等因素并可提高產(chǎn)品的可靠性和減少產(chǎn)品存在風(fēng)險的因素，因此設(shè)定包體最大體積同樣是十分必要的。

2.2.3 負(fù)重

根據(jù)對可充氣式背提包體積大小設(shè)計所作出的技術(shù)分析，相應(yīng)對背提包內(nèi)置負(fù)重特別是海上復(fù)雜環(huán)境因素影響以保證維持基本生存時間所需的食物重量而作出限制以保證消費(fèi)者自救并等待救援。

2.2.4 抗壓性能、跌落性能、振蕩沖擊性能

抗壓性能是檢驗(yàn)充氣式背提包質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)要求，旨在對包體密封性能是否滿足用戶需要的重要評價因素。技術(shù)指標(biāo)的設(shè)定需考慮充氣包在復(fù)雜環(huán)境如大海、大湖、洪水等環(huán)境中除了應(yīng)有足夠的浮力可供使用者在水中處于懸浮狀態(tài)進(jìn)行泅渡或保持懸浮，還應(yīng)考慮到人所處不同狀態(tài)、如受到海浪持續(xù)沖擊、跳躍、摔滾行為，維持必要的救援時間，因此充氣包主要性能應(yīng)包括抗壓性能、抗跌落性能、振蕩沖擊性能等標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2.5 外觀要求

以整體外觀評價為主，兼顧其它如原輔材料、五金配件、加工工藝等。

2.2.6 其它物理化學(xué)性能要求及有害物質(zhì)限量

可參照QB/T 1333—2010 《背提包》[1]、QB/T 2155—2010《旅行箱包》[2]相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。

3 主要標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)測試

通過功能需求分析，確定標(biāo)準(zhǔn)基本要素后，下面著重對可充氣式背提包包體體積要求、負(fù)重、包體抗壓性能、跌落性能、振蕩沖擊性能等主要標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求進(jìn)行相關(guān)測試。

3.1 實(shí)驗(yàn)測試

實(shí)驗(yàn)樣品：以體積分別為13.5升、24件，15.0升、20.0升、25.0升、30.0升各6件，合計48件可充氣包為實(shí)驗(yàn)測試樣品，將樣品分成16組、每組3件。

實(shí)驗(yàn)器材：簡易打氣筒，5.0kg砂包，5.0kg、10.0kg、15.0kg、20.0kg圓形鐵塊（舉重運(yùn)動用鋼鈴）或壓力試驗(yàn)機(jī)，量尺，大水桶等。

實(shí)驗(yàn)思路：直接以包體模擬實(shí)際狀態(tài)（包體充氣至飽滿狀態(tài)）進(jìn)行測試。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境：室內(nèi)、環(huán)境溫度18℃～25℃。

3.1.1 包體體積測試與分析

包體體積測試：將可充氣式背提包（包體充氣至飽滿狀態(tài)時）沒入水中，通過測量計算其排水量計算得出背提包的體積。

（1）最小體積V1（充氣至飽滿）

根據(jù)人體解剖學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，正常成年人頭部重量約為3.5kg～7.5kg之間，一般旅行用背提包自重不會大于1.5Kg計。如人處在水域環(huán)境，最少應(yīng)滿足人體頭部不浸入水中并有充分的時間等待救援，實(shí)際使用中充氣包會因不斷泄氣而減少浮力，導(dǎo)致人體沒入水中，按包體因泄氣縮減為原來體積的80%為安全控制點(diǎn)。另還需要考慮成年人的個體差異，吹氣或使用簡易打氣筒打氣能力差別、導(dǎo)致可充氣包充氣壓力不同，需有安全系數(shù)保證，可取1.2為安全系數(shù)，水體密度為1.0g/cm3，計算得出充氣包最小體積應(yīng)分別為：簡單的輔助泅渡江河使用，V1＝[7.5+1.5+1.0（隨身衣服）]＝10.0（升）；海邊、湖泊使用，V1＝[（7.5+1.5）÷0.8]×1.2（安全系數(shù)）＝13.5（升）。

（2）最大體積V2（充氣至飽滿）

由于存在消費(fèi)者個體使用能力的差異、不同的需求環(huán)境、現(xiàn)有包體加工工藝水平、各種材料的質(zhì)量如密封防水拉鏈、包體材料及單向閥進(jìn)氣管及充氣方便性等因素，可充氣式背提包體積最大值不應(yīng)超過30.0（升）。

3.1.2 負(fù)重

根據(jù)上述對包體在各種環(huán)境使用的不同需求分析，基于現(xiàn)有技術(shù)條件，當(dāng)包體為最小體積時的內(nèi)置負(fù)重以不超過5.0kg是比較合適的，當(dāng)背提包體積為最大值30.0升時其負(fù)重不能超過15.0kg。不同包體體積確定指導(dǎo)性對應(yīng)的負(fù)重最大值和最小值限制是必要的。

3.1.3 抗壓性能、跌落性能、振蕩沖擊性能的測試

3.1.3.1 抗壓性能測試

測試方法：參考QB/T 1048—2004 《紙板及紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)》[3]的方法原理，以經(jīng)充氣至包體飽滿時的體積在施加不同壓力后不斷泄氣而體積縮小至原來80%左右計算時間，記錄充氣到飽滿時包體平放時的高度、承壓后包體體積下降到原來80%的對應(yīng)高度、記錄時間，以檢驗(yàn)包體抗壓性能（密封性能）。測試結(jié)果見表1。

表1 抗壓性能測試結(jié)果

為了進(jìn)一步驗(yàn)證樣品，實(shí)驗(yàn)另選擇在沒有施加外壓力情況下檢查包體的密封性能，目的是檢驗(yàn)市場上現(xiàn)有包體材料如皮革的透氣性能。

實(shí)驗(yàn)方法選擇充氣至飽滿后靜置觀察。分別選擇體積不同的5個樣品經(jīng)充氣至飽滿后，放置在室內(nèi)環(huán)境觀察其變化情況。經(jīng)檢查包體積小于20升的3件充氣包樣品放置5天后可保持良好充氣飽滿狀態(tài)，體積大于20升的2件樣品明顯縮小，體積30升的樣品尤為明顯。

結(jié)論：以目前的技術(shù)條件、材料質(zhì)量水平，設(shè)計生產(chǎn)體積不太大的充氣包，其產(chǎn)品的普通密封性能還是比較容易達(dá)到的。

3.1.3.2 跌落性能測試

可參照QB/T 2155—2010《旅行箱包》、QB/T 2921—2007《箱包 跌落試驗(yàn)方法》[4]標(biāo)準(zhǔn)方法原理進(jìn)行測試。內(nèi)置負(fù)重5.0kg重物砂包，對包體進(jìn)行充氣至飽滿后，按3m高度，將以正、反、側(cè)三個面分別自由跌落，觀察包體是否能保持完好。主要驗(yàn)證包體在充滿空氣至飽滿后的耐沖擊、耐撞擊性能要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 跌落性能試驗(yàn)結(jié)果

3.1.3.3 振蕩沖擊性能測試

實(shí)驗(yàn)方法：分別以5組不同體積統(tǒng)一內(nèi)置負(fù)重為5kg砂包的包體（充氣為飽滿狀態(tài)），每組為三個樣品。將負(fù)重物放入包內(nèi)充氣至飽滿狀態(tài)，按QB/T 2922—2007《箱包 振蕩沖擊試驗(yàn)方法》[5]規(guī)定分別對背帶、提帶進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)按20次/min、時間15分鐘、共300次試驗(yàn)，測試雙背帶時，應(yīng)將兩條背帶同時固定在包體振蕩沖擊試驗(yàn)機(jī)的彈簧上。觀其包體體積變量及包體狀態(tài)（粘合、縫合處是否開裂、背帶是否完好），實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 振蕩沖擊性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4 標(biāo)準(zhǔn)制定建議

通過上述對產(chǎn)品功能需求的分析及對樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合分析，提出標(biāo)準(zhǔn)制定的建議，可以初步達(dá)到幫助設(shè)計師理清設(shè)計思路、設(shè)計要求和產(chǎn)品目標(biāo)定位之目的。標(biāo)準(zhǔn)制定建議見表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)制定建議

說明：待產(chǎn)品進(jìn)一步研發(fā)成熟、加工工藝有保障后再根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際水平，并可根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的若干建議制定可施行的可充氣式背提包的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以確保所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量滿足消費(fèi)者需求。

5 結(jié)語

由于產(chǎn)品還處于研發(fā)設(shè)計階段，加上受客觀條件的限制，本實(shí)驗(yàn)未能全面、科學(xué)準(zhǔn)確地完成技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證，但已能達(dá)到如何通過對產(chǎn)品目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的分析研究和預(yù)定，引導(dǎo)設(shè)計師的設(shè)計思路并提高研究效率的初步目的，將會對今后制定國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起到一定的指導(dǎo)作用。

當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大量的新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程，需確認(rèn)的過程也將會越來越多。做好設(shè)計過程的論證識別工作是做好保證產(chǎn)品質(zhì)量控制的基礎(chǔ)；同時也要充分認(rèn)識技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要性，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)生產(chǎn)和服務(wù)，主動從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、檢測技術(shù)等方面不斷地改善提高，高效地為顧客提供滿足要求的產(chǎn)品和服務(wù)。當(dāng)然隨著新材料及加工技術(shù)水平的不斷提高，經(jīng)廣大研究設(shè)計人員的不斷努力，相信不久的將來，能誕生出多功能的該產(chǎn)品，其產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平也將得到不斷提升。特別是可供海上作業(yè)人員使用，有充分的產(chǎn)品質(zhì)量保障的多功能充氣包。

[1]QB/T 1333-2010 背提包[S]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2010.

[2]QB/T 2155-2010 旅行箱包[S]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2010.

[3]QB/T 1048—2004 紙板及紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)[S].北京：中國輕工業(yè)出版社，2005.

[4]QB/T 2921—2007 箱包 跌落試驗(yàn)方法[S].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

[5]QB/T 2922-2007 箱包 振蕩沖擊實(shí)驗(yàn)方法[S].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

Analysis and Research on Main Standard Indexes of In fl atable Multifunctional Leather Handbag

LIN Qing-Shan
( Quanzhou Institute of Standardization, Quanzhou 362200, Fujian, China)

In this essay, the functional requirements of in fl atable multifunctional handbag and knapsack are fi rstly analyzed.In addition, the main criterion indexes and the corresponding test methods are presented. Based on the analysis of the experimental results, the suggestions for the developing product standard are put forward.

Functional requirements; Criterion indexes; Analytical investigation

2017-03-26

林清山，男，泉州市標(biāo)準(zhǔn)化研究所所長，高級工程師