ISO 22941:2021主要檢測(cè)項(xiàng)目的技術(shù)性分析與國(guó)內(nèi)橡膠奶牛墊標(biāo)準(zhǔn)展望

關(guān)鍵詞：橡膠牛欄墊，標(biāo)準(zhǔn)化研究，技術(shù)分析，ISO 22941： 2021

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.12.018

0 引言

奶牛福利不僅僅對(duì)奶牛的健康、生產(chǎn)效益有重大意義，還隱含了對(duì)公眾健康的影響。如今奶牛福利已成為大多數(shù)國(guó)家關(guān)注的主要問題[1]。為了提升奶牛福利，橡膠牛欄墊應(yīng)運(yùn)而生。牛欄墊是一種用于鋪設(shè)牛棚地面的橡膠材料，專門為奶牛設(shè)計(jì)的橡膠畜牧墊。優(yōu)質(zhì)的牛欄墊可以給奶牛提供舒適的行走或躺臥環(huán)境[2-3]，促進(jìn)奶牛的身體健康和生產(chǎn)性能，保持牛舍的衛(wèi)生和潔凈等。而牛欄墊在生產(chǎn)過程中則需要考慮其各項(xiàng)參數(shù)，以減少奶牛打滑、碰撞，降低其受傷風(fēng)險(xiǎn)等。目前國(guó)際上已經(jīng)發(fā)布了文件ISO 22941： 2021[4]，里面詳細(xì)規(guī)范了奶牛用橡膠牛欄墊的各項(xiàng)參數(shù)，并區(qū)分了躺臥區(qū)和行走區(qū)橡膠牛欄墊的具體參數(shù)要求，填補(bǔ)了橡膠牛欄墊國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)空白。本文基于牛欄墊生產(chǎn)企業(yè)調(diào)研情況，對(duì)ISO22941： 2021的檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹以及技術(shù)性分析，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)橡膠牛欄墊標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展進(jìn)行展望。

1 企業(yè)調(diào)研現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外企業(yè)

國(guó)際牛欄墊市場(chǎng)相對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)更為成熟和穩(wěn)定，橡膠牛欄墊產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前有很大的潛力。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家養(yǎng)牛業(yè)歷史悠久，對(duì)牛欄墊的需求量大且品質(zhì)要求高。國(guó)外市場(chǎng)主要包括有LoyalRoth Manufacturing、Animat、Shree Tirupati RubberProducts、TJP Rubber Industries、Glenrock RubberProducts Pvt Ltd、Kraiburg、Agriprom、Plastag、TheRubber Company、Rubber-Cal 等品牌企業(yè)。國(guó)際牛欄墊的優(yōu)勢(shì)主要在于擁有規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)文件要求，具有較好的品質(zhì)和領(lǐng)先的技術(shù)，對(duì)于奶牛舒適度更加關(guān)注，這些品牌有著嚴(yán)格的品質(zhì)管理體系和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，能夠提供高品質(zhì)的產(chǎn)品，但是存在價(jià)格整體偏高，對(duì)國(guó)內(nèi)奶牛墊需求了解較少的問題。

1.2 國(guó)內(nèi)企業(yè)

國(guó)內(nèi)比較領(lǐng)先的幾家企業(yè)有京東橡膠有限集團(tuán)、三河市長(zhǎng)城橡膠有限公司、滄州啟航橡膠制品有限公司、宣城博源橡塑有限公司、天津潤(rùn)成橡膠制品股份有限公司等。部分企業(yè)擁有多項(xiàng)專利技術(shù)，創(chuàng)新研究成果，發(fā)展勢(shì)頭較強(qiáng)。國(guó)內(nèi)企業(yè)優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)的牛欄墊適合國(guó)內(nèi)國(guó)情，但是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上大部分的牛欄墊依舊沒有統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)。

目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)自身進(jìn)行的牛欄墊產(chǎn)品質(zhì)量主要檢測(cè)項(xiàng)目包括硬度（參照GB/T 531.1—2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠 壓入硬度試驗(yàn)方法 第1部分：邵氏硬度計(jì)法（邵爾硬度）》、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率（參照GB/ T 528—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠 拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》、撕裂強(qiáng)度（參照GB/T 529—2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定（褲形、直角形和新月形試樣》、密度（參照GB/T 533—2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠 密度的測(cè)定》、壓縮永久形變（參照GB/T 7759.1—2015《硫化橡膠或熱塑性橡膠 壓縮永久變形的測(cè)定 第1部分：在常溫及高溫條件下》、老化中質(zhì)量變化情況（參照GB/T 3512—2014《硫化橡膠或熱塑性橡膠 熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)》、磨耗（參照GB/T1689—2014《硫化橡膠 耐磨性能的測(cè)定（用阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)》）、工作溫度范圍等。

調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)牛欄墊的參考標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 5574—2008《工業(yè)用橡膠》、GB/T 13460—2016《再生橡膠 通用規(guī)范》，并未擁有統(tǒng)一、專業(yè)的畜牧墊標(biāo)準(zhǔn)參考。

2 技術(shù)性分析

2.1 拉力測(cè)試

奶牛墊的拉力測(cè)試主要檢測(cè)拉伸強(qiáng)度與拉斷伸長(zhǎng)率，涉及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文件為ISO 37： 2017《硫化橡膠或熱塑性橡膠——拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》（本土化文件為GB/T 528—2009）；牛欄墊在應(yīng)用過程中會(huì)受到很多外力沖擊，設(shè)置拉力測(cè)試是為了評(píng)估牛欄墊的力學(xué)性能，考察實(shí)際應(yīng)用中牛欄墊的產(chǎn)品質(zhì)量。ISO 22941： 2021中明確規(guī)定了需要測(cè)試牛欄墊的拉伸性能，其中躺臥和行走區(qū)域奶牛墊參數(shù)具體要求相同，拉伸性能達(dá)到拉伸強(qiáng)度不得低于3 MPa，拉斷伸長(zhǎng)率不低于80%。檢驗(yàn)人員在操作取片時(shí)應(yīng)注意避開橡膠有明顯劃痕、磨損等不好的位置，并且將有其他材質(zhì)的夾層完全去除，保留橡膠層，選擇內(nèi)部打磨平滑的試片，按照啞鈴Ⅰ型試片標(biāo)準(zhǔn)要求檢測(cè)。

2.2 硬度測(cè)試

奶牛墊硬度測(cè)試涉及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文件為ISO 48-4： 2018《硫化橡膠或熱塑性橡膠——硬度測(cè)定——第4部分：使用硬度計(jì)測(cè)定壓痕硬度（邵氏硬度）》（本土化文件為GB/T 531.1—2008）；硬度測(cè)試主要是為了奶牛的舒適程度，橡膠墊的硬度不易過硬。奶牛喜歡較軟表面，太硬的奶牛橡膠墊會(huì)導(dǎo)致奶牛舒適度下降，蹄病加重，但是為了保證奶牛橡膠墊的質(zhì)量也不宜過軟，否則可能導(dǎo)致產(chǎn)品如易形變、易損傷、易斷裂等。根據(jù)文件ISO 22941： 2021規(guī)定，躺臥和行走區(qū)域奶牛墊參數(shù)具體要求相同，牛欄墊合適的硬度范圍為50～80 shore A。詳細(xì)硬度要求可以供需雙方確定，產(chǎn)品硬度公差應(yīng)不大于±5。

2.3 熱空氣老化試驗(yàn)

耐老化性直接影響牛欄墊的使用性能和使用壽命，通過將牛欄墊置于熱空氣環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，模擬實(shí)際使用條件下的老化過程，評(píng)估橡膠牛欄墊的老化程度和其是否適合繼續(xù)使用。根據(jù)引用文件ISO 188： 2011《硫化橡膠或熱塑性橡膠——加速老化和耐熱性能試驗(yàn)》（本土化文件為GB/T 3512—2014），躺臥和行走區(qū)域奶牛墊參數(shù)具體要求相同，適宜的老化條件為方法A，老化溫度為（70±1）℃，（72±2） h，其中硬度變化不高于±5%，強(qiáng)度變化不高于±20%，拉斷伸長(zhǎng)率變化不高于±30%。

2.4 耐磨性測(cè)試

耐磨性測(cè)試是用來評(píng)估奶牛墊抵抗磨損能力的實(shí)驗(yàn)方法，在磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，對(duì)試樣施加一定的載荷，檢測(cè)奶牛墊的耐磨性能。根據(jù)文件ISO46 49： 2017《硫化或熱塑性橡膠——旋轉(zhuǎn)圓柱桶裝置法測(cè)定耐磨性》（本土化文件為GB/ T 9867—2008），方法A測(cè)試，磨耗量應(yīng)不大于300 mm3。

2.5 壓縮永久形變?cè)囼?yàn)

奶牛行走、躺臥行為頻繁[5]，奶牛墊需要進(jìn)行壓縮永久變形的測(cè)定，根據(jù)文件ISO 815-1： 2019，《硫化橡膠或熱塑性橡膠——壓縮永久變形的測(cè)定 第1部分：在常溫及高溫條件下》（本土化文件GB/T 7759.1—2015），推薦壓縮永久形變老化溫度為（70±1）℃，22～24 h，判斷橡膠的硫化程度；行走區(qū)橡膠板壓縮永久變形率不高于40%，而要求躺臥區(qū)壓縮永久變形率不高于25%，這是因?yàn)槟膛ＵＰ菹r(shí)間占50%以上才對(duì)產(chǎn)奶量有明顯的提升，奶牛大部分時(shí)間為躺臥狀態(tài)，所以對(duì)躺臥區(qū)奶牛墊質(zhì)量要求加強(qiáng)。

2.6 耐液體試驗(yàn)

合格的奶牛橡膠墊應(yīng)該擁有足夠的耐液體性能，防止化學(xué)物質(zhì)對(duì)奶牛橡膠墊造成侵蝕，延長(zhǎng)奶牛橡膠墊使用壽命。尤其在實(shí)踐應(yīng)用過程中，奶牛的糞便和尿液排出時(shí)可能會(huì)有積液在牛棚墊上，橡膠牛棚墊容易被損壞，這需要奶牛墊具有一定耐酸堿的性能。提高奶牛墊耐液體的性能的同時(shí)也提高了奶牛墊的物理性能的穩(wěn)定性。奶牛尿液、糞便呈弱堿性（這與奶牛的飲食飼料有關(guān)）且會(huì)生成并排放沼氣、氨氣，所以需要對(duì)奶牛墊進(jìn)行耐酸堿測(cè)試；同時(shí)日常清理牛欄墊需要進(jìn)行消毒，消毒水會(huì)對(duì)牛欄墊的使用性能產(chǎn)生一定的影響，也需要進(jìn)行耐液體試驗(yàn)測(cè)試性能。文件中引用ISO 1817： 2015（注：最新發(fā)布版本為2022年）《硫化橡膠或熱塑性橡膠——耐液體試驗(yàn)方法》（本土化文件GB/ T1690—2010），具體要求為化學(xué)試劑采用2%的氨水和畜牧欄消毒水，最終質(zhì)量變化不得超過±20%（符合ISO 1817： 2015），硬度變化不得超過±20%（符合ISO 48-4： 2018）。

2.7 可變形性分析

奶牛不喜非彈性表面（如水泥、瀝青），偏好彈性表面[6]，所以奶牛墊的回彈性能、可變形性是關(guān)鍵檢測(cè)參數(shù)，觀察奶牛墊在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生形狀改變的范圍和程度。壓力設(shè)備涉及文件ISO 5893：2019《橡膠和塑料試驗(yàn)設(shè)備——抗拉、抗彎折和抗壓縮型（橫向恒定速率）——規(guī)范》，根據(jù)附錄B要求進(jìn)行測(cè)試，要求行走區(qū)域形變量在1.0 mm至9.0mm，躺臥區(qū)域≥5.0 mm。

2.8 防滑——摩擦系數(shù)

奶牛墊的防滑性能是其最關(guān)鍵的實(shí)用特性。為了確保奶牛墊發(fā)揮其作用，奶牛墊表面的防滑摩擦系數(shù)應(yīng)該是在0.3～0.6[7]，不得低于最低限度。在實(shí)際情況中，如果摩擦系數(shù)過低，奶牛容易滑倒，而摩擦系數(shù)過高，可能會(huì)導(dǎo)致奶牛站立困難或造成蹄部磨損。為了確保奶牛的安全和舒適，文件ISO 22941：2021增設(shè)摩擦系數(shù)檢測(cè)項(xiàng)。防滑摩擦系數(shù)包括干濕兩種情況，躺臥區(qū)與行走區(qū)牛欄墊摩擦系數(shù)均應(yīng)不小于0.4，具體設(shè)備參照附錄C的試驗(yàn)裝置。

3 標(biāo)準(zhǔn)化建議

為符合我國(guó)國(guó)情，可以酌情對(duì)牛欄墊技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整，比如對(duì)于北方地區(qū)溫度低，可以增設(shè)低溫脆性試驗(yàn)，對(duì)于一些帶有織物夾層的橡膠墊，進(jìn)行黏合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，其他的譬如撕裂強(qiáng)度、耐臭氧、抗疲勞、抗菌性[8]、有害物質(zhì)限定等也應(yīng)該酌情考慮。

4 結(jié)語

目前國(guó)際牛欄墊市場(chǎng)發(fā)展逐漸完善，未來幾年，中國(guó)牛欄墊市場(chǎng)可能會(huì)迎來新的發(fā)展機(jī)遇。隨著國(guó)內(nèi)養(yǎng)牛業(yè)的規(guī)?；⒓s化發(fā)展，對(duì)高品質(zhì)、高性能的牛欄墊的需求也將不斷增加，這將進(jìn)一步推動(dòng)牛欄墊市場(chǎng)的快速發(fā)展。文件ISO 22946： 2021為奶牛橡膠墊的生產(chǎn)者和使用者提供了一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。各個(gè)畜牧奶牛墊生產(chǎn)廠家應(yīng)認(rèn)真研讀文件ISO 22941： 2021，進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)之后再流通市場(chǎng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)也需要盡快制修訂相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)本土化，制定符合中國(guó)特色社會(huì)主義國(guó)情適合國(guó)內(nèi)的養(yǎng)殖環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，提高標(biāo)準(zhǔn)要求，建立完善的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則和生產(chǎn)秩序，促進(jìn)市場(chǎng)公平競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)內(nèi)企業(yè)需不斷提高產(chǎn)品品質(zhì)和技術(shù)水平，淘汰劣質(zhì)產(chǎn)品，以提升在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步開拓國(guó)際市場(chǎng)。

作者簡(jiǎn)介

陳君雪，碩士研究生，研究方向?yàn)橄鹉z標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）