笔帽安全性解读与实施方法

笔帽安全性解读与实施方法

文／青岛昌隆文具有限公司 康登奎

《GB21027-2007 学生用品的通用安全标准》是由中国轻工业联合会提出，全国文体用品标准化中心归口的一项强制性国家标准，自从2007年颁布以来，受到社会各界和消费者的极大关注。2014年又重新作了修订（修订任务书编号 20102076-Q-607），目前在审批过程中，尚未发布。该标准中的“3.7笔的上帽安全”，基本是等同引用了ISO11540（Writing and marking instruments－Specifications for caps to reduce the risk of asphyxiation），笔的上帽安全性也越来越多引起了文具制造厂家的重视，很多用户和消费者也很关心上帽的安全性。笔者参加了该标准2007版的制订和2014年的修订，期间曾经收到过笔制造厂家和检测机构打电话咨询，为了更好地理解和实施该项国家强制标准，根据多年对国内外书写用品设计的研究和在行业的实际工作经验，本文将对上帽安全性设计、质量控制等方面提出一些具体的实施方法和注意的事项，与大家分享。

一、笔帽设计方面

1、直径方向尺寸足够大，按照标准，只要上帽尺寸足够大，不能在厚度为19mm，内径为Φ16mm的内孔掉出，且笔帽在其自重下在治具上方露出高度要≧5mm。见图1。

图1 足够大上帽检测治具（1、上帽下落的方向，2、用于检验是否满足上帽足够大的治具；3、检验的上帽）

图2 带弧度笔夹的上帽

理论上的，只要满足这个尺寸设计的笔帽，儿童就不能将笔帽吞下而导致窒息的危险。作为制造商，此项很容易通过设计实现的，生产出的上帽也容易检验。但实际上，作为14岁以下使用的学生用品较少有如此大尺寸笔帽的产品，更多是采用其他满足上帽通气量要求的设计。

采用带弧度的笔夹（图2），不失为一个较好的解决方案。

2、如果是以笔帽外部形状作为通气通道的话，设计方案如下：

⑴空气通道面积至少要6.8mm2（见图3），且笔夹两端距离笔帽端面距离≤2mm，这个面积可以使用设计软件自动计算得到；

图3 上帽通气面积

⑵或者使用：外部通道1+笔夹下空气通道2（见图4），3处通道面积需要大于6.8mm2。

图4 外部通道1+笔夹下空气通道2

⑶上帽外部通气槽。这样的设计，也是数个通气槽面积相加（图5），外部对个通气槽面积之和大于6.8mm2。

图5 数个外部通道

3、如果是以内部的孔或端面孔作为通气通道的话，通气面积需要≧3.4 mm2，

⑴上帽如果是单个圆孔，则这个面积计算对应直径约为Φ2.10mm（图6），这个最典型的设计就是法国BIC公司的圆珠笔Cristal笔帽。

图6 单个通气孔的上帽

⑵如果是多个不规则孔组成的通气孔（图7），则需要叠加，实际的面积则需要比3.4 mm2大一些，安全起见可以考虑增加15%的安全系数。

图7 多个不规则孔组成的通气孔

⑶内外孔联通的设计（图8）。

图8 内外联通设计

4、注意此标准谈到的笔帽是指笔帽组件，是指实际使用过程中笔帽的总成，仅仅在原单个笔帽上设计的通气量满足的情况下，在组装后会发生变化。

⑴中性笔笔帽：如果是上帽+笔夹+密封胶塞组成的组件，则通气量测试应该是以组件为测量对象的，特别是以上帽顶部通气孔或笔夹与上帽配合形成的通气孔，组装胶塞后会造成通气量减小（图9）。

图9 装有胶塞中性笔的上帽

例如上述如果图6上帽作为圆珠笔时，通气量是满足的，但是如果要作为中性笔，由于在上帽中增加了胶塞，则通气量就变小了，需要通过使用通气量的测量确认通气量是否充分。

⑵微孔墨水笔、水彩笔笔帽、水性圆珠笔：有时会采用笔帽+内帽的结构（图10），此时要注意内帽组装后也会使通气量减小。

图10 装有内帽的微孔墨水笔上帽设计

二、质量控制方面

1、对于上述内孔一般是用模具型芯对接或对碰的方式实现的，而这种方式很容易在模具使用一段时间后磨损，继而形成毛边，导致部分或全部通气孔被堵，这样就会发生上帽通气量不够的产品流入市场的事件发生，如果被消费者投诉甚者会导致严重的索赔和经济损失，因此在工厂内部要严格控制，此项往往作为作为致命缺陷（C=0），如果是被检出通气量不足，则产品会被拒收。

2、可以采用注塑质检员每班2-3次整模检测通气量，而操作工则通过目视自检，以便及早发现不良的腔穴，并采取措施。要在注塑阶段生产出合格的上帽，如果在组装制程或OQC或客户验货发现问题，特别是吊卡装，所产生的返工费用将是巨大的；如果被流出，则损失将更大。

3、检测时需要注意的事项

⑴需要两个方向检测：（上帽检测需要两个方向的如图11）

图11 通气量的检验方向性

⑵使用的软管：硬度：Shore A 55 ±10；尺寸：上帽外形最大直径方向尺寸的80%-85%。

⑶上帽通气量检测仪的检定：据我了解，目前尚没有第三方可以对此专用检测仪器作检定，可以考虑采用制作的标准检具定期作对比测量。这个检具可以是铝合金或其他金属材料为好，耐磨，稳定性好。具体方法可以参考如下：

①可以按照图3，在满足2处通气面积大于规格值6.8 mm2，将此笔帽作为“标准笔帽”，并且不会因为时间而磨损或损坏。

②使用标准检具测量正反两个方向的通气量并记录；作为周期检定、对照测量的依据。

三、其他方面

1、对于组件上帽，由于构成的空气通道形状不规则，或组件后零件间相互干扰，如果设计阶段不能确定是否满足，最好是通过制作手模或单腔模具后，使用上帽通气量检测仪检测后确定。

2、该标准不适用笔芯或可替芯用的临时上帽，例如中性笔笔芯帽、水性圆珠笔笔芯的笔芯帽。

四、结语

文章对GB21027中笔帽安全性作了解读，从实战角度给出笔帽设计、质量检验等建议，希望能够给相关企业和单位提供借鉴和参考。