玩具快速检测中薄膜厚度的不确定度评定

王迪迪 尉立华 王明昊 马保民 王京敏

摘 要：儿童玩具种类繁多，功能多样，销售场所分布广泛，其存在的安全风险不能及时识别，儿童在使用过程中存在隐患，也给监管带来了一定的困难。儿童玩具的现场快速检测可以推动儿童和学生用品的安全守护行动，也能完善儿童玩具的标准体系，配套服务相关强制性国家标准，同时可以显著提高抽样的针对性，重拳打击市场上销售不合格儿童玩具的商家。本文通过实验分析温度变化为0℃～45℃时，玩具中薄膜厚度快速检测的不确定度，为玩具的现场检测提供依据。

关键词：玩具安全，快速检测，薄膜厚度，不确定度

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.09.033

0 引 言

隨着中国居民生活水平的提高和观念的进步，对具有娱乐性、教育性的玩具需求不断上升，玩具产品的种类越来越多，形式也越来越多样化[1-2]。由于市面上销售的玩具鱼龙混杂，质量参差不齐，因此玩具安全的相关检验就显得尤为重要[3-4]。

现行玩具安全系列标准GB 6675对玩具安全的基本规范、通用要求、特定产品要求进行了规定，也是玩具产品监督抽查的主要技术标准[5]。机械与物理性能主要针对玩具中对使用者造成窒息、刺伤、割伤等物理性伤害而设立的项目，对于不同年龄段的玩具有不同程度的要求。总体要求玩具应尽可能不含有细小零件或结构，以避免使用者在使用过程中误吞隔绝空气而造成窒息风险，或者不可避免地含有小零件或结构时，应提高使用者年龄限制或增加醒目警示语以提示危险存在。玩具中的特定部分（例如薄膜）不应因覆盖面部或吸入而引起窒息风险。同时也要求玩具上的可触及边缘、突出物、绳索、电线和紧固件的设计和制造，应保证尽可能减少与其接触时的割伤、刺伤和挤夹伤害等风险。但按照该系列标准规定，机械物理性能涉及项目均在实验室条件下进行检测，要求在针对这些物理项目进行检测前，需要对样品进行恒温处理。由于玩具种类繁多，功能多样，销售场所分布广泛，特别是一些安全风险较大的网红玩具，经常在流动摊点、夜市等场所销售，其存在的安全风险不能及时识别，儿童在使用过程中存在隐患，也给监管带来了一定的困难[6-7]。

玩具的现场快速检测可以为监督抽查过程中的抽样提供技术支持，可以提高检测效率，开展快速鉴别工作，节省抽样成本，加强抽样的针对性，为儿童玩具使用安全提供有力的保障，能够很好地保护广大玩具消费者的合法利益[8]。

玩具安全标准中对于用做玩具包装的材料或者玩具本身所含有的软性塑料薄膜的厚度都有要求。GB 6675—2014中规定玩具包装中的塑料薄膜平均厚度应大于或等于0.038 mm，且每一次测得的厚度不应小于0.032 mm；或者塑料薄膜上应有界线清晰的孔，并占有一定的面积[5]。有些玩具包装用薄膜厚度太薄，容易贴在儿童脸上，捂住口鼻，造成窒息的风险。我国是玩具出口大国，近些年来，儿童玩具因为质量问题而被频繁召回，从而引起世界各国对玩具安全的重视。据统计，在2019—2020年间，我国出口欧美的玩具产品中，因塑料包装袋不合格的产品有21个，占比2.3%[9]。当进行玩具快速检测时，实验现场的温度无法满足GB/T 6675.2—2001的要求，GB/T 6672—2001规定玩具中进行薄膜厚度测试的样品，在检测前需要在23±2℃的条件状态下至少调节1 h[10]。现分析温度变化为0℃～45℃时，玩具中薄膜厚度检测的不确定度，为玩具的现场检测提供了依据。

1 材料和方法

1.1 材料

选用三种玩具包装中常用薄膜：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯材质的薄膜作为实验对象。

1.2 设备

测厚仪（i-410 0），济南兰光机电技术有限公司，设备精度0.001 mm；恒温恒湿箱（HWS-80），天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司，设备精度0.1℃；电子数显卡尺，设备精度0.01 mm。

1.3 实验方法

其具体操作参照GB 6 675. 2—2 014和GB / T6672—20 01标准执行。在不拉伸的情况下将被测试塑料袋沿接缝裁开，在每张薄膜上取任意10 0mm×100 mm面积的部分。

实验分为两个部分。第一部分以玩具中常用的聚乙烯材质塑料薄膜为例，设定温度为23℃，重复10次实验，分析其数值变化。第二部分以5℃为梯度，分析温度变化为0℃～45℃时，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯材质的三种薄膜的厚度变化。

2 结果和分析

2.1 不确定度来源

不确定度主要指的是由于检验误差的存在，对要测量值不能准确肯定的程度，也表示对结果的信赖程度。不确定度值越高，代表结果准确度越高，信赖程度越大，反之，不确定度值越低，代表结果准确度越低，信赖程度越小。实验室应该充分考虑各个检验因素对检测结果的影响，确保实验结果不受检测方法以外的因素影响，并进行足够的重复测量次数，以保证实验结果的准确性和可靠性。玩具中薄膜厚度的测试实验的不确定来源主要分为A类和B类。其中A类不确定主要是来自测量结果的重复性，以平均值的试验标准差作为测量结果的不确定度；B类不确定度来源可来自校准（检定）证书、检测依据的标准、引用手册的参考数据、以前测量的数据、相关材料特性的知识等[11]。在本实验中B类不确定度主要来源于测量仪器示值误差和温度波动两个方面。

2.2 不确定度分量评定

2.2.1 测量结果重复性引入的不确定度

该部分的不确定度考察的是在相同的实验条件下，多次测量结果的一致性。实验以玩具中常用的聚乙烯材质塑料薄膜为例，在不拉伸的情况下将被测试塑料袋沿接缝裁开，取100 mm×100 mm面积的部分。设定环境温度为23℃，用测厚仪对该样品重复10次实验，得到如表1所示的数据，Xi是每次实验中测得的薄膜厚度， 是10次实验的平均值，n为总实验次数，u A （x）为测量不确定度。实验结果显示，在用测厚仪对聚乙烯材质的塑料薄膜进行厚度检验时，测量结果变化不大，10次检测的最大值是0.041 mm，最小值是0.040 mm，平均值是0.0405mm。说明该测厚仪的稳定性较好，经计算，不确定度uA （x）为0.000159 mm。

2.2.2 测量仪器示值误差引起的不确定度

玩具中薄膜厚度的检测所用到的最主要的设备就是测厚仪和电子数显卡尺等量具，其中电子数显卡尺等量具主要用来量取薄膜的尺寸，对最终薄膜厚度的测量结果影响不大，可以忽略，所以这里由测量仪器误差引起的不确定度主要考虑测厚仪。测厚仪最大允许误差引入的不确定度，我们由设备精度B 1和包含因子k根据公式U =B 1/k 求得，设备精度为0.001mm，k =2（对应约95%的置信概率），得到U =0.0005。

2.2.3 温度波动带来的不确定度

玩具中薄膜厚度的快速检测所面临的最大问题就是检测环境的温度不恒定，其引起的测量结果的变化不容忽视。

现以5℃为梯度，分析温度变化为0℃～45℃时，三种玩具包装中常用薄膜的厚度变化，见表2。d为不同测试温度下的薄膜厚度，B 2为厚度变化极差值，样品1～3对应高中低三种薄膜厚度的样品。结果显示，不同的材质对测量结果影响不大。当温度波动范围在0℃到45℃之间时，三种材质的玩具薄膜的厚度变化均小于等于0.004 mm。U = /k 求得，k =2（对应约95%的置信概率），得到U =0.0017。

2.3 标准不确定度的合成合成

不确定度由各分量标准不确定度合成，因为各不确定度分量相互独立，故不用考虑分量之间的相关性，因此玩具快速检测中薄膜厚度的合成标准不确定度如下：

2.4 扩展不确定度

在一般的检验检测任务中，通常按照95%的包含概率向客户报告拓展不确定度。因此取k =2（对应约95%的置信概率），得到拓展不确定度如下：

3 结 论

玩具的现场快速检测可以提高检测效率，节省抽样成本，利于开展快速鉴别工作，加强抽样的针对性。但是在实验过程中，由于受现场检测时间和场地的限制，所有检测样品无法经过特定温度的预处理调节。针对受温度影响最大的玩具中薄膜厚度检测项目，对其不确定度进行评定，綜合考虑由重复性带来的A类不确定度和由设备精度和温度波动带来的B类不确定度。经计算，玩具中常见薄膜的不确定度，得到其拓展不确定度为0.004mm。该结论为玩具的现场快速检测提供了依据，为监督抽查过程中的抽样提供了技术支持。该研究可以推动儿童和学生用品的安全守护行动，也能完善儿童玩具的标准体系，配套服务相关强制性国家标准，同时可以显著提高抽样的针对性，重拳打击市场上销售不合格的儿童玩具的商家。

参考文献

[1]张碧莲，张植敏，许冰容.我国玩具产品质量现状及标准化建设思考[J].玩具世界，2022（5）：14-18.

[2]肖建芳，宋子珺，李卫.我国玩具产品行业与质量安全状况分析[J].质量与标准化，2017（9）：50-53.

[3]杨俊华.玩具安全检测中的问题及对策探讨[J].科技与企业，2016（10）：52.

[4]乔枫.儿童玩具产品质量安全风险分析.标准科学，2020（12）：167-170，179.

[5]全国玩具标准化技术委员会.玩具安全 第2部分：机械与物理性能： GB 6675.2—2014[S].2014.

[6]黄国忠，高金凤，王琰.儿童玩具机械物理性能伤害的风险评估[J].标准科学，2014（9）：57-61.

[7]李啸.我国儿童玩具质量安全政府监管研究[D].北京：中国社会科学院，2013.

[8]山东质量检验协会.玩具现场检验规程：T/SDAQI 066—2021[S].2021.

[9]谢静，叶明立，王锐兰，等.2019-2020年欧美召回我国玩具质量安全风险分析[J].中国标准化，2021（15）：208-213.

[10]全国塑料制品标准化技术委员会.塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法：GB/T 6672—2001[S].2001.

[11]张惠军，李晓平，刘毅，等.测量不确定度的评定及应用[J].中国安全生产科学技术，2007，3（6）：130-133.

作者简介

王迪迪，硕士，工程师，研究方向为消费品安全检测与风险评估。

（责任编辑：袁文静）