可充气式多功能背提包主要标准指标的分析研究

林清山

（泉州市标准化研究所，福建 泉州 362000）

可充气式多功能背提包主要标准指标的分析研究

林清山

（泉州市标准化研究所，福建 泉州 362000）

文中通过对可充气式多功能包的功能性需求的分析、主要标准指标和测试方法的探讨，并根据实验结果综合分析提出了制定本产品标准的建议。

功能需求；标准指标；分析研究

1 背景

户外休闲、旅游、运动是当今社会人民喜欢的户外活动之一，背提包成为人们外出不可或缺的必备物品，如何实现背提包多功能化成为全国各地许多企业追求的目标，特别是可充气式背提包的研究更是大家所热衷的。但目前市面上还没有见到能让消费者普遍可接受的成熟产品，作者通过对市场一些类似产品进行科学分析，发现其存在的主要问题是实际使用效果差、质量水平低、价格又昂贵，无法满足消费者功能需求。由于可充气式多功能包不同于普通背提包和旅行箱包，设计师需要针对其特性要求进行相关研究，由此引起消费者兴趣。在设计师、生产商的支持配合下，通过实验分析并运用标准化设计原理和思路，对创新设计新型产品应以预设定标准主要技术指标来达到指导广大生产者、设计师们科学设计并在产品研发成熟后制定相应标准以满足使用者需求的质量保障之目的。

2 设计思路及标准的提出

2.1 需求分析

普通背提包可供消费者携带行李出行，但经设计改进为可充气式多功能背提包目标时就可为使用者提供除了普通背提包之外的更多功能，特别是可为旅行者提供应急情况下的多种功能保障。

2.1.1 环境分析

出行或旅行者可能遇到的环境状态有如大海、池塘或湖泊、江河、高山雪地或兼容复合等不同环境，发生的场景有可预见性和不可预见性两种情况。

2.1.2 功能分析

可充气式背提包应满足使用者以各种不同休闲方式（如游泳、登山、徒步旅行等）、不同目的地环境（如水库、池塘、大海、江河、湖泊、高山、雪地）及可能出现和发生的应急情况（如下雨、潮水、迷路、饥饿）需要进行应急处理以保护自身安全（携带衣物不被雨淋、用作浮标物辅助泅渡、携带食物避免饥饿、等待救援或自救等）的多种功能需求。

2.2 满足功能目标标准基本要素2.2.1 包体及材料

包体应可以防水、防潮、防湿，满足可通过人工或使用简易工具充气并使充气压力达到一定要求。

2.2.2 包体体积

可充气式背提包设计应充分考虑为成年人消费者因在各种不同环境条件如野外、登山、池塘或海边游泳及海上作业等领域出现各种情况时可满足为其提供必要的自救或等待救援的时间和状态需求，因此规定可充气式背提包的最小体积要求是必要的。同时考虑使用者实际需求及所需合格原辅助材料的质量满足水平、生产加工工艺技术水平、生产成本等因素并可提高产品的可靠性和减少产品存在风险的因素，因此设定包体最大体积同样是十分必要的。

2.2.3 负重

根据对可充气式背提包体积大小设计所作出的技术分析，相应对背提包内置负重特别是海上复杂环境因素影响以保证维持基本生存时间所需的食物重量而作出限制以保证消费者自救并等待救援。

2.2.4 抗压性能、跌落性能、振荡冲击性能

抗压性能是检验充气式背提包质量的重要标准技术指标要求，旨在对包体密封性能是否满足用户需要的重要评价因素。技术指标的设定需考虑充气包在复杂环境如大海、大湖、洪水等环境中除了应有足够的浮力可供使用者在水中处于悬浮状态进行泅渡或保持悬浮，还应考虑到人所处不同状态、如受到海浪持续冲击、跳跃、摔滚行为，维持必要的救援时间，因此充气包主要性能应包括抗压性能、抗跌落性能、振荡冲击性能等标准要求。

2.2.5 外观要求

以整体外观评价为主，兼顾其它如原辅材料、五金配件、加工工艺等。

2.2.6 其它物理化学性能要求及有害物质限量

可参照QB/T 1333—2010 《背提包》[1]、QB/T 2155—2010《旅行箱包》[2]相关标准规定执行。

3 主要标准指标实验测试

通过功能需求分析，确定标准基本要素后，下面着重对可充气式背提包包体体积要求、负重、包体抗压性能、跌落性能、振荡冲击性能等主要标准指标要求进行相关测试。

3.1 实验测试

实验样品：以体积分别为13.5升、24件，15.0升、20.0升、25.0升、30.0升各6件，合计48件可充气包为实验测试样品，将样品分成16组、每组3件。

实验器材：简易打气筒，5.0kg砂包，5.0kg、10.0kg、15.0kg、20.0kg圆形铁块（举重运动用钢铃）或压力试验机，量尺，大水桶等。

实验思路：直接以包体模拟实际状态（包体充气至饱满状态）进行测试。

实验环境：室内、环境温度18℃～25℃。

3.1.1 包体体积测试与分析

包体体积测试：将可充气式背提包（包体充气至饱满状态时）没入水中，通过测量计算其排水量计算得出背提包的体积。

（1）最小体积V1（充气至饱满）

根据人体解剖学相关数据，正常成年人头部重量约为3.5kg～7.5kg之间，一般旅行用背提包自重不会大于1.5Kg计。如人处在水域环境，最少应满足人体头部不浸入水中并有充分的时间等待救援，实际使用中充气包会因不断泄气而减少浮力，导致人体没入水中，按包体因泄气缩减为原来体积的80%为安全控制点。另还需要考虑成年人的个体差异，吹气或使用简易打气筒打气能力差别、导致可充气包充气压力不同，需有安全系数保证，可取1.2为安全系数，水体密度为1.0g/cm3，计算得出充气包最小体积应分别为：简单的辅助泅渡江河使用，V1＝[7.5+1.5+1.0（随身衣服）]＝10.0（升）；海边、湖泊使用，V1＝[（7.5+1.5）÷0.8]×1.2（安全系数）＝13.5（升）。

（2）最大体积V2（充气至饱满）

由于存在消费者个体使用能力的差异、不同的需求环境、现有包体加工工艺水平、各种材料的质量如密封防水拉链、包体材料及单向阀进气管及充气方便性等因素，可充气式背提包体积最大值不应超过30.0（升）。

3.1.2 负重

根据上述对包体在各种环境使用的不同需求分析，基于现有技术条件，当包体为最小体积时的内置负重以不超过5.0kg是比较合适的，当背提包体积为最大值30.0升时其负重不能超过15.0kg。不同包体体积确定指导性对应的负重最大值和最小值限制是必要的。

3.1.3 抗压性能、跌落性能、振荡冲击性能的测试

3.1.3.1 抗压性能测试

测试方法：参考QB/T 1048—2004 《纸板及纸箱抗压试验机》[3]的方法原理，以经充气至包体饱满时的体积在施加不同压力后不断泄气而体积缩小至原来80%左右计算时间，记录充气到饱满时包体平放时的高度、承压后包体体积下降到原来80%的对应高度、记录时间，以检验包体抗压性能（密封性能）。测试结果见表1。

表1 抗压性能测试结果

为了进一步验证样品，实验另选择在没有施加外压力情况下检查包体的密封性能，目的是检验市场上现有包体材料如皮革的透气性能。

实验方法选择充气至饱满后静置观察。分别选择体积不同的5个样品经充气至饱满后，放置在室内环境观察其变化情况。经检查包体积小于20升的3件充气包样品放置5天后可保持良好充气饱满状态，体积大于20升的2件样品明显缩小，体积30升的样品尤为明显。

结论：以目前的技术条件、材料质量水平，设计生产体积不太大的充气包，其产品的普通密封性能还是比较容易达到的。

3.1.3.2 跌落性能测试

可参照QB/T 2155—2010《旅行箱包》、QB/T 2921—2007《箱包 跌落试验方法》[4]标准方法原理进行测试。内置负重5.0kg重物砂包，对包体进行充气至饱满后，按3m高度，将以正、反、侧三个面分别自由跌落，观察包体是否能保持完好。主要验证包体在充满空气至饱满后的耐冲击、耐撞击性能要求。实验结果见表2。

表2 跌落性能试验结果

3.1.3.3 振荡冲击性能测试

实验方法：分别以5组不同体积统一内置负重为5kg砂包的包体（充气为饱满状态），每组为三个样品。将负重物放入包内充气至饱满状态，按QB/T 2922—2007《箱包 振荡冲击试验方法》[5]规定分别对背带、提带进行试验，试验按20次/min、时间15分钟、共300次试验，测试双背带时，应将两条背带同时固定在包体振荡冲击试验机的弹簧上。观其包体体积变量及包体状态（粘合、缝合处是否开裂、背带是否完好），实验结果见表3。

表3 振荡冲击性能实验结果

4 标准制定建议

通过上述对产品功能需求的分析及对样品实验结果综合分析，提出标准制定的建议，可以初步达到帮助设计师理清设计思路、设计要求和产品目标定位之目的。标准制定建议见表4。

表4 标准制定建议

说明：待产品进一步研发成熟、加工工艺有保障后再根据产品的实际水平，并可根据本标准的若干建议制定可施行的可充气式背提包的质量标准，以确保所生产产品质量满足消费者需求。

5 结语

由于产品还处于研发设计阶段，加上受客观条件的限制，本实验未能全面、科学准确地完成技术指标验证，但已能达到如何通过对产品目标标准的分析研究和预定，引导设计师的设计思路并提高研究效率的初步目的，将会对今后制定国家标准、行业标准起到一定的指导作用。

当今，随着科学技术的快速发展，大量的新技术、新材料、新工艺的不断应用于产品的生产制造过程，需确认的过程也将会越来越多。做好设计过程的论证识别工作是做好保证产品质量控制的基础；同时也要充分认识技术标准的重要性，运用标准来指导生产和服务，主动从产品设计、加工制造、检测技术等方面不断地改善提高，高效地为顾客提供满足要求的产品和服务。当然随着新材料及加工技术水平的不断提高，经广大研究设计人员的不断努力，相信不久的将来，能诞生出多功能的该产品，其产品质量标准水平也将得到不断提升。特别是可供海上作业人员使用，有充分的产品质量保障的多功能充气包。

[1]QB/T 1333-2010 背提包[S]. 北京：中国轻工业出版社，2010.

[2]QB/T 2155-2010 旅行箱包[S]. 北京：中国轻工业出版社，2010.

[3]QB/T 1048—2004 纸板及纸箱抗压试验机[S].北京：中国轻工业出版社，2005.

[4]QB/T 2921—2007 箱包 跌落试验方法[S].北京：中国轻工业出版社，2008.

[5]QB/T 2922-2007 箱包 振荡冲击实验方法[S].北京：中国轻工业出版社，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，泉州市标准化研究所所长，高级工程师