打火机国内及欧盟市场安全与质量要求浅析
2022-11-21赵喆
赵 喆
(通标标准技术服务(上海)有限公司,上海 200233)
0 引言
如今生活水平不断提高,从实用性和环保的角度人们离开了火柴,改而购买打火机。打火机的需求是非常庞大的,在消费者实际使用产品的过程中,不同结构和操作方式的打火机,其性能可能会相差很大。但不管哪种类型的打火机,要想在市场上销售,都必须满足相关的产品标准要求。
在国内和欧盟市场,打火机的标准都是强制执行的。强制标准中包含了很多评估点:功能要求会从产品类型和消费者实际使用习惯出发评估产品的安全性能,包括打火机火焰产生和调节、火焰高度、火焰熄灭等方面;而结构整体性要求则从产品本身的结构设计出发来评估产品的安全性能,包括抗漏性、抗跌落、抗高温、抗内压、抗循环燃烧等多方面考量。
本文围绕中国和欧洲两大市场,针对打火机的安全要求及其对应的测试方法进行比较阐述,对于有针对性地改善打火机产品性能提供一些帮助。
1 打火机分类及各国标准概况
根据打火机的燃料类型、结构特点等,打火机可分为各种类型,主要有:以燃料类型区分的气体打火机和液体打火机;以气体混合方式区分的前混式打火机和后混式打火机;以燃料池结构区分的一次性打火机和可重复充灌式打火机;以火焰装置结构区分的可调节式打火机、不可调节式打火机和自动调节式烟斗打火机;以火焰熄灭结构区分的自熄式打火机和非自熄式打火机等。
国际上针对打火机的标准有我国的GB 25722-2010,美国的ASTM F 400-2020,欧洲市场的ISO 9994-2018,加拿大市场的法规SOR/2016-187,澳大利亚市场的AS/NZS 4867.1:2002,日本市场的JIS S 4801:2022等,对于打火机都提出了在自己国家市场售卖时候的最低安全要求。为了帮助大家更好地了解自己的产品,生产出符合相应市场要求的产品,减少产品安全风险和召回风险,将着重解析中国和欧洲市场的相关要求和市场准入。
2 打火机的功能要求
2.1 火焰产生和火焰熄灭
为了避免意外点火或自动点火的可能性,国内和欧洲的打火机标准对于火焰产生有同样严格的要求,标准规定:使用者必须有效操作才能产生火焰,比如按压式或磨轮式点火装置都是符合标准要求的;但如果按压式点火装置手动释放后,火焰仍能维持燃烧,打火机的外壳就必须加装防护盖结构,保证使用者需要两次或多次独立操作才能产生火焰;如果以上都不符合,那就必须保证产生火焰所需的作用力大于等于15N。以上要求是考虑到打火机是一种日常使用频繁的产品,而且机身小巧极有可能被放入口袋或随身包中,如果不慎意外点火,后果不堪设想。而对于火焰熄灭,标准不仅要求打火机需要以预定方式(合上机盖或释放按钮)来熄灭火焰,还对熄灭时间有一定的要求,如表1所示。
表1 打火机熄灭时间要求
如果后混式打火机有防风罩,标准规定可接受火焰熄灭后额外2 s的持续燃烧,但在此额外2 s期间,火焰不能超过防风罩。
以上熄灭时间均为国内外的最低要求,企业可不断创新,随技术进步逐步减少。
2.2 火焰高度和火焰高度调节
国内外的强制标准均对打火机的火焰高度规定了可售卖的最低安全要求,旨在把对使用者的潜在危害降低到最小程度。但标准委员会鼓励企业自主创新,在保证产品使用性能的前提下,逐步降低实际产品的火焰高度,尽可能避免危害的发生。根据不同的打火机类型,归纳出国内和欧洲标准对火焰高度的要求,如表2所示。
表2 打火机火焰高度要求
火焰高度的调节装置也有相应的标准,打火机上必须有永久性标识,表示减少或增加火焰高度所需运动的方向,这些标识必须在火焰调节装置附近,保证使用者可以清楚看到并理解,常规是用“-”表示火焰减少,“+”表示火焰增加。如果调节装置平行于火焰轴,应根据移动方向增减火焰高度,即上增下减;如果调节装置在打火机侧面,垂直于火焰轴,则应设计为左减右增;如果调节装置在打火机底部,则顺时针调节旋钮应当降低火焰高度。这都是根据使用者常规的使用习惯来制定的。当火焰调节旋钮突出打火机表面,则切线方向的调节力值不能超过1N,旨在降低打火机意外调节为最大火焰高度而产生不必要的风险。
2.3 抗溅火、爆火或跳火
溅火、爆火指的是燃料以小液滴燃烧状态从主火焰中脱离的现象,跳火指的是火焰高度不稳定,持续高低变化的现象。标准规定,气体打火机在使用过程中,不能出现上述现象,但对液体打火机没有该要求。
2.4 容积排量和燃料重量
打火机属于二类危化品,所以标准考量了运输过程中的产品安全性。气体打火机的燃料一般为液态丁烷,随着环境温度不断升高,其内部压力也会不断加大,有时加之阳光照射或摩擦、挤压、碰撞,极易发生爆炸。国内和欧洲要求待出货的气体打火机燃料的液体部分所占比例不能超过燃料箱总容积的85%。另外,欧洲在更新标准后,还增加了燃料重量的规定,要求气体打火机燃料的液体部分重量不超过10 g,旨在限制企业出口超大容量打火机,降低爆燃的危害。根据标准定义的燃料密度0.54 g/cm3换算,打火机的燃料箱总容积不能超过22 cm3,但目前国内强制标准还没有燃料重量的要求,后续随着标准的更新一定会加入考量。以上要求都只针对气体打火机,液体打火机因为产品结构不同,不需要满足以上要求。
3 打火机的结构整体性要求
3.1 外观、燃烧行为和抗跌落
打火机是会被使用者频繁手持使用的,所以其表面任何位置都应该光滑平整,不允许有尖锐边缘和尖端,以避免任何形式的划伤割伤等机械伤害,另外,国内和欧洲标准还对打火机的外壳有一定的要求,打火机外壳一般是塑料、金属材质,标准规定,当灯芯或燃烧阀嘴向下倾斜与水平成45°时,持续燃烧10 s,部件不会变形、损坏或出现任何危险的燃烧。打火机的机身还必须抗跌落,应能保证1.5 m高度在混凝土平面跌落3次,不发生燃料池破裂或持续自动点火现象。这就要求企业不仅需要根据标准严格控制火焰高度,还不能偷工减料、以次充好,用一些质检不过关的材料制作打火机。
3.2 燃料相容性
因为打火机需要靠燃料才能点火使用,所以燃料对于打火机十分的重要。相关标准对于打火机的燃料相容性也有要求,国内和欧洲标准规定,打火机部件与制造商建议使用的燃料长期接触,不能引起任何形式的部件损坏或导致燃料泄漏。针对液体打火机,要求打火机的盖子和壳子拆分后完整浸泡于燃料中,密闭后置于40℃环境箱内28 d,测试后再填充燃料,只要发生任何方向上的泄漏则为不合格产品。针对气体打火机,直接把成品置于40℃环境箱内28 d,测试后燃料池为空或燃料泄漏率超过15 mg/min则为不合格。该要求旨在避免因为燃料不相容导致燃料泄漏的安全风险,所以弱化了功能性的评估要求,试验后打火机不能被点燃是可以接受的。
3.3 抗燃料泄漏
出于环保角度考量,很多打火机都是可重复使用的,因此打火机的充灌阀要符合标准要求,不能发生危险泄漏。对于这个关键点,标准要求模拟实际使用,液体打火机正常充灌燃料,观察是否有泄漏;气体打火机排气后重新充灌燃料,燃料泄漏率是否超过15 mg/min,一旦超过标准则判为不合格。关于气体打火机的燃料泄漏率,也是运输过程中的关键因素。打火机出口需要船运,必须先测气,符合浓度要求才可以运输。
3.4 抗高温和抗内压
打火机燃料对温度和压力非常敏感,如果机身长期处于高温环境中,是极易发生爆炸的。为了尽可能将潜在危险降低到最小程度,相关标准对打火机的抗高温和抗内压能力做了规范。国内和欧洲标准要求,打火机的燃料箱包括密封件,应能承受65℃的极端温度条件4 h,不发生燃料池破裂或爆燃现象,同时,气体打火机还应能承受制造商建议使用的燃料在55℃时蒸气压的2倍,也就是可以承受大约1 100 kPa的极端内压力,不发生压力骤降,该测试可以等同模拟打火机在超常规高内压情况下是否会发生燃料泄漏或爆炸等危险。
3.5 抗循环燃烧和抗持续燃烧
打火机的主要功能就是点火,从使用角度以及可能的滥用情况考量,在标准要求下,打火机应能承受持续燃烧20 s,反复10次,还应承受更极端的2 min持续燃烧而不产生危险状况。因为国内和欧洲强制标准都是从安全性角度出发制定的,所以如果出现打火机在测试过程中不能点燃,只要未发生危险状况,依然视为合格,产品是可以被相关市场认可的。
4 结语
在2002年,欧盟拟定了打火机儿童安全装置标准草案,要求海关价格或出厂价低于2欧元的打火机必须安装防止儿童开启的安全装置,这可以说是中国加入WTO后第一次面临的贸易技术壁垒。中国政府也因此和欧盟成员国进行了长达4年的谈判、交涉,最终于2006年通过了新法案,不再设2欧元的价格限定。除豪华打火机外,其他打火机必须加安全锁(符合EN 13869的安全装置),所有玩具型打火机禁止进入欧洲。面对如此贸易壁垒,除了通过政府交涉打破壁垒,更需要企业重视技术,专注技术,开发研制符合标准要求和技术要求的专利。因此,紧跟标准发展,及时了解安全要求动向,在标准要求的基础上,延展出更高的产品质量,不仅可以保证使用者的安全,也可以让生产企业能够在产品设计之初便循着更高的安全要求执行,对企业有理有据进行创新和生产产品提供更加强有力的保障,进而开发生产出更加具有市场竞争力的优质产品。