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清洁工具手感量化:摩擦力测试在制药洁净区拖把选型中的应用

更新时间:2026-02-12 点击量:11

在制药生产环境中,清洁工具的性能远不止于“是否擦得干净"这一单一维度。对于身处洁净区的操作人员而言,一把拖把的推动是否费力、转向是否灵活、在湿润地坪上是否打滑,直接关系到日常清洁工作的效率与体验。然而,长期以来,这些关乎“手感"的评价停留在主观描述的层面——“有点涩"、“太滑了"、“推起来重"——这些模糊的反馈难以转化为采购规格书上的技术指标,更无法在不同供应商之间进行客观比较。

拖把摩擦力测试仪的出现,为制药企业提供了一种将操作手感量化为工程数据的科学工具。通过精确模拟清洁动作并记录摩擦力变化,企业可以在拖把选型、供应商准入、清洁验证等环节建立起真正客观的评判依据。

一、制药洁净区清洁工具选型的现实困境

洁净区对清洁工具的要求远高于普通环境。GMP规范要求清洁工具必须不易脱落纤维、耐消毒剂腐蚀、且能够在规定时间内完成清洁任务而不对操作人员造成过度负担。然而,市售拖把产品在材质、结构、工艺上千差万别:超细纤维拖把布吸尘性好但湿拖时阻力较大;胶棉拖把吸水快但在光滑环氧地坪上容易打滑;平板拖把操控灵活但清洁效率受布面材质影响显著。

面对这些差异,采购人员往往只能通过样品试用获取有限信息。但试用存在几个固有缺陷:其一,不同操作者的主观感受差异大,难以形成一致结论;其二,试用周期长,无法快速响应采购需求;其三,无法量化记录,难以在年度审计或供应商变更时提供合规依据。

二、摩擦力测试:将手感转化为可比较的数据

要解决上述问题,首先需要理解“手感"的物理本质。当操作者推动拖把时,手部感知的阻力来源于拖把布与地面之间的滑动摩擦力。这一摩擦力并非恒定值,而是随着运动状态、接触压力、地面材质、拖把布湿润程度等因素动态变化。

拖把摩擦力测试仪的核心价值在于,它能够在实验室条件下完整复现这一复杂的力学过程。测试时,待测拖把布样品被固定在专用夹具上,仪器以恒定速度驱动样品与选定的测试台面(如制药洁净区常用的环氧地坪板、PVC地板或不锈钢板)进行往复运动。高精度力值传感器实时采集运动过程中的水平阻力,系统自动计算出正向最大摩擦力反向最大摩擦力以及全程平均摩擦力

这一组数据直接回答了三个关键问题:启动拖把需要多用劲?持续推动是否轻松?往复换向时是否存在明显的阻力突变?这些量化指标,使“手感"从模糊的感受描述转变为清晰的技术参数。

三、测试标准与方法的技术支撑

摩擦力测试的方法学基础源于材料摩擦性能测定的通用标准。ASTM D1894(塑料薄膜和薄板静动摩擦系数标准试验方法)和ISO 8295(塑料-薄膜和薄片-摩擦系数的测定)是国际上广泛采用的标准,其测试原理——通过水平拉力与垂直载荷的比值计算摩擦系数——同样适用于清洁纺织材料的评估。我国国家标准GB/T 10006-2021《塑料 薄膜和薄片 摩擦系数的测定》进一步规范了测试条件、试样制备与数据处理方法。

需要特别说明的是,上述标准主要针对塑料薄膜,但其测试原理与设备架构已被清洁工具检测领域广泛借鉴。针对拖把布的特殊性,专业检测设备通常进行以下适应性改进:

  • 测试行程扩展:制药洁净区通常面积较大,拖把工作行程远长于标准薄膜测试。设备需具备1000mm以上超长行程能力,真实模拟大范围清洁动作

  • 往复运动模式:与塑料薄膜的单向滑动测试不同,拖把在实际使用中频繁换向。专业拖把摩擦力测试仪必须具备双向摩擦力采集功能,分别记录正向与反向运动过程中的阻力峰值与均值,评估换向顺滑度。

  • 角度与负载可调:不同身高操作者的推杆角度不同,施加于拖把头的垂直压力亦有差异。通过可调式样品夹持机构定制化砝码系统,设备能够模拟从轻力推拖到重度施压的多工种作业场景

  • 对磨材料库:制药洁净区地面材质多样,包括环氧自流平、PVC卷材、不锈钢板等。专业设备可配置可更换式测试台面,使摩擦力数据与具体应用场景直接挂钩

四、摩擦力测试在制药企业清洁工具管理中的应用场景

场景一:供应商准入与产品比对

某制药企业计划更换洁净区拖把供应商,候选产品包括三款超细纤维拖把布和一款改良型胶棉拖把。通过拖把摩擦力测试仪在标准环氧地坪板上进行湿态摩擦力测试,获得以下数据:

  • 产品A:平均摩擦力8.2N,启动峰值11.5N

  • 产品B:平均摩擦力6.8N,启动峰值9.3N

  • 产品C:平均摩擦力7.5N,启动峰值10.1N

  • 产品D(胶棉):平均摩擦力5.1N,启动峰值6.2N

数据显示,产品D的推动最为省力,但在后续清洁效率测试中去污能力明显不足;产品B在省力性与清洁效果之间取得较好平衡。这一组客观数据直接支撑了最终选型决策,并作为供应商审核的依据存档。

场景二:消毒剂兼容性验证

洁净区拖把需定期浸泡消毒,而消毒剂的化学成分可能改变拖把布纤维的表面特性,导致摩擦力发生显著变化。某企业发现新批次拖把在使用两周后“变得特别涩",操作人员投诉增加。通过测试新拖把布在含消毒液湿润状态下的摩擦力,并与初始状态数据对比,发现摩擦力上升幅度超过40%。据此,企业重新评估了消毒液浓度与浸泡时间,并调整了拖把更换周期。

场景三:清洁验证的辅助证据

清洁验证通常聚焦于残留物限度,但清洁工具本身的适用性同样是验证体系的一部分。在引入新型拖把时,企业可将摩擦力测试报告纳入变更控制文件,证明新工具在操作力、操控性方面不低于原用产品,从而降低因操作不适应导致的清洁效果波动风险。

五、设备选型与实施建议

对于计划引入摩擦力测试能力的制药企业或清洁用品供应商,设备选型应重点关注以下技术特征:

  • 控制系统:采用PLC工业级控制器,确保长期运行稳定性与数据可重复性

  • 人机交互:配备7英寸以上HMI触摸屏,支持测试参数预设、实时曲线显示与历史数据存储

  • 测试能力:至少具备1000mm行程、1~60000mm/min宽域调速范围、双向摩擦力采集功能。

  • 扩展性:支持测试台面、夹具、砝码的个性化定制,以适应不同地面材质、异形拖把头的测试需求。

从实施角度,建议企业分阶段推进:初期可委托第三方检测机构进行关键产品的摩擦力摸底测试,建立自身产品的性能基线;待测试需求稳定后,购置专业拖把摩擦力测试仪并建立内部标准操作程序;最终将摩擦力指标纳入物料规格书与来料检验规程,形成闭环的质量控制体系。

六、结语

制药洁净区的清洁工作看似平凡,实则是保障药品生产环境的重要防线。清洁工具的选用不应停留在经验判断,而应建立在可测量、可比较、可追溯的科学数据之上。拖把摩擦力测试仪将操作者的主观手感转化为客观的工程参数,使“省力"、“顺滑"、“防滑"这些产品宣称有了数据支撑,也使采购决策、供应商管理、变更控制获得了坚实的合规依据。

在制药行业日益强调质量风险管理的今天,清洁工具的量化测试不再是可有可无的选项,而是通往精细化、科学化清洁验证的必经之路。


常见问题解答

Q1:拖把摩擦力测试与清洁能力测试是一回事吗?两者是什么关系?

A1:不是一回事,但两者构成清洁工具性能评估的两个核心维度。清洁能力测试衡量拖把“擦得干不干净",关注去污效率;摩擦力测试衡量拖把“推起来轻不轻松、顺不顺滑",关注操作手感与人机工程学。理想的清洁工具应同时具备良好的清洁效果和适宜的摩擦力水平——过低则打滑失控,过高则费力低效。建议将两项测试结合进行,形成完整的性能画像。

Q2:ASTM D1894和GB/T 10006-2021是塑料薄膜标准,能直接用于拖把布测试吗?

A2:这两个标准的适用范围确为厚度0.5mm以下的塑料薄膜,不能直接“适用"于拖把布检测。但在实际应用中,专业设备制造商和检测机构普遍借鉴其测试原理——包括水平滑动法、静动摩擦力分离计算、传感器数据采集方法——并结合拖把布的材料特性、使用场景对设备参数进行适应性改造(如增加行程、往复模式、可换测试台面等)。因此,在技术文件中应表述为“测试方法参照GB/T 10006-2021的原理"或“基于ASTM D1894的测试架构设计",而非直接声明“符合"该标准。

Q3:如何设定拖把摩擦力的“合格范围"?是否有行业通用标准值?

A3:目前尚无针对清洁拖把摩擦力的强制性国家标准。建议企业通过自身数据积累建立内控标准:收集多批次使用反馈良好的产品测试数据,统计其平均摩擦力、启动峰值的分布区间,以此作为基准线。同时可根据不同应用场景设定差异化的指标——例如,用于无菌灌装车间高频率清洁区域的拖把,可设定更低的摩擦力上限以减轻操作疲劳;用于一般区粗糙地面的拖把,则可适当放宽。

Q4:测试时应选择干态还是湿态?是否需要考虑消毒剂的影响?

A4:强烈建议以湿态测试为主。制药洁净区清洁均为湿式作业,拖把布在吸水后纤维软化,摩擦特性与干态差异显著。更进一步的,应测试拖把布在实际使用消毒液浓度浸润状态下的摩擦力。部分消毒剂成分可能使纤维溶胀或表面润滑性改变,导致湿态摩擦力大幅偏离预期。将消毒液兼容性验证纳入摩擦力测试流程,可有效避免批量采购后发现“泡消毒液就变涩"的被动局面。

Q5:制药企业需要自己购置拖把摩擦力测试仪吗?还是委托检测即可?

A5:取决于企业的采购规模与质量管控深度。如果每年清洁工具采购额不大,供应商相对固定,委托第三方检测机构进行年度抽检或新品导入测试是经济可行的方案。但对于大型制药集团连锁医疗清洁服务商清洁用品自产企业,建议配置自有设备。一方面可大幅缩短供应商评估和新品测试周期,另一方面可在来料检验环节实现批次监控,及时发现质量波动。设备投资回报周期通常在12-18个月,主要由降低试错成本、规避采购失误、提升质量合规水平三项收益构成。

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