IEC 631742021 电动牙刷.性能测量方法标准立项发展报告

电动牙刷性能测量方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricallyOperatedToothbrushes-MethodsforMeasuringthePerformance摘要随着口腔健康意识的持续提升和智能家居产业的快速发展，电动牙刷作为个人护理电器的核心品类，其全球市场规模呈现快速增长态势。然而，由于缺乏统一的国际性能评测标准，各制造商在产品清洁能力、噪音水平、续航时间等关键性能指标上的测试方法和标称口径存在显著差异，导致消费者难以进行跨品牌、跨型号的客观比较，也对全球贸易和技术互认形成了无形壁垒。为应对上述产业痛点，国际电工委员会（IEC）正式发布了IEC63174:2021《电动牙刷——性能测量方法》标准。该标准作为电动牙刷领域首项统一的性能评测国际标准，系统规定了额定清洁能力、刷毛磨损、噪音、电池续航等核心性能参数的测试条件、测量仪器、试验程序及结果表达要求，填补了该品类在国际标准化层面的空白。本标准适用于额定电压不超过250V的家用及类似用途电动牙刷，涵盖成人牙刷与儿童牙刷。本报告全面系统梳理了该标准的立项背景、编制过程、核心技术框架、试验方法逻辑及产业应用价值，并结合全球口腔护理电器标准化发展趋势，对该标准发布后对产业升级和后续标准化工作方向进行了展望，为相关制造企业、检测认证机构和标准化工作者提供参考。关键词：电动牙刷；性能测量；IEC63174；国际标准；口腔护理电器；清洁能力测试AbstractWiththecontinuousenhancementoforalhealthawarenessandtherapiddevelopmentofthesmarthomeapplianceindustry,electricallyoperatedtoothbrushes,asacorecategoryofpersonalcareelectricalappliances,havedemonstratedarobustgrowthtrendintheglobalmarket.However,duetotheabsenceofunifiedinternationalperformanceevaluationstandards,significantdiscrepanciesexistamongmanufacturersregardingtestmethodologiesandspecificationdeclarationsforkeyperformanceindicatorssuchascleaningcapability,noiselevels,andbatteryendurance,makingitdifficultforconsumerstoconductobjectivecross-brandandcross-modelcomparisonswhilealsocreatinginvisiblebarrierstoglobaltradeandtechnicalmutualrecognition.Toaddresstheseindustrypainpoints,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallyreleasedtheIEC63174:2021standard,*Electricallyoperatedtoothbrushes-Methodsformeasuringtheperformance*.Asthefirstunifiedinternationalstandardforperformanceevaluationinthefieldofelectricallyoperatedtoothbrushes,thisstandardsystematicallyspecifiesthetestconditions,measuringinstruments,testprocedures,andresultexpressionrequirementsforcoreperformanceparametersincludingratedcleaningcapability,brushheadwear,noise,andbatteryendurance,fillingthegapattheinternationalstandardizationlevelforthisproductcategory.Thisstandardappliestoelectricallyoperatedtoothbrushesforhouseholdandsimilarpurposeswithratedvoltagesnotexceeding250V,encompassingbothadultandchildren'stoothbrushes.Thisreportcomprehensivelyreviewstheprojectbackground,developmentprocess,coretechnicalframework,testmethodlogic,andindustrialapplicationvalueofthisstandard,andprovidesanoutlookontheimpactofitsreleaseonindustrialupgradingandfuturestandardizationdirectionsinlightofglobaloralcareappliancestandardizationtrends,servingasareferenceforrelevantmanufacturers,testingandcertificationbodies,andstandardizationpractitioners.Keywords:Electricallyoperatedtoothbrushes;Performancemeasurement;IEC63174;Internationalstandard;Oralcareappliances;Cleaningcapabilitytest一、引言1.1标准立项背景近年来，全球电动牙刷市场呈现持续高速增长态势。据行业统计数据显示，2023年全球电动牙刷市场规模已突破120亿美元，年复合增长率保持在7%以上。中国作为全球最大的电动牙刷生产基地和消费市场之一，其市场规模亦持续攀升。与此同时，随着口腔健康科普的深入推进和消费升级趋势的日益明显，电动牙刷凭借其卓越的清洁效果和使用便利性，已逐渐从高端消费品转变为大众日常护理用品。然而，市场的高速增长也带来了一系列亟待解决的标准问题。在IEC63174:2021发布之前，电动牙刷领域尚无统一的国际性能测试标准。不同国家和地区的制造商采用各自的企业标准或区域性标准进行性能测试，在测试环境、负载模拟方式、测量仪器精度要求、数据处理方法等关键环节存在显著差异。由此导致的直接后果包括：同一产品在不同测试体系下的性能标称结果差异悬殊；消费者无法依据标称参数进行有效的产品比较；国际贸易中因测试数据互认不足而产生重复检测成本；以及低质产品借助模糊标注干扰市场竞争秩序等问题。1.2标准立项必要性在上述背景下，制定统一的电动牙刷性能测量方法国际标准具有充分的必要性和紧迫性。第一，弥补国际标准空白。尽管IEC60335系列安全标准已将电动牙刷纳入家用电器安全规范的覆盖范围，但在性能测试方法层面，国际标准化组织长期未能推出专门针对电动牙刷的统一标准，这使得产品性能宣称的验证缺乏公信力。第二，适应产品技术演进趋势。现代电动牙刷产品已发展出声波震动、旋转往复、高频脉冲等多种技术路线，并越来越多地融合智能传感、压力监测、蓝牙互联等数字化功能。传统上借用其他口腔护理设备的测试方法已无法充分反映电动牙刷的真实使用效能。第三，响应国际贸易互认需求。在全球贸易一体化背景下，统一性能测试标准有助于消除技术性贸易壁垒，降低制造商在不同市场进行重复测试的成本，促进检测结果在各国间的互认。第四，维护消费者权益和知情权。科学的性能测量方法标准能够为消费者提供可信赖的比较基准，从根本上推动市场信息透明化，助力消费者做出理性选择。二、标准基本信息2.1标准编号及名称-标准编号：IEC63174:2021-标准名称：电动牙刷——性能测量方法（Electricallyoperatedtoothbrushes-Methodsformeasuringtheperformance）-发布日期：2021年11月29日-发布机构：国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）-标准状态：现行有效-标准语言：英语、法语-国际标准分类号（ICS）：家用电气设备综合2.2标准适用范围IEC63174:2021适用于额定电压不超过250V的家用及类似用途电动牙刷，包括成人电动牙刷和儿童电动牙刷，涵盖有线供电和电池供电（含可充电式和一次性电池式）两种供电方式。值得注意的是，该标准明确不适用于以下产品类别：-仅通过手动操作实现清洁功能的传统牙刷；-用于牙科临床治疗或专业口腔护理的专用设备（如超声波洁牙机）；-口腔冲洗器等其他类型的口腔护理电器。2.3标准技术定位IEC63174:2021在IEC标准体系中属于性能测试方法类标准（Performancetestmethodstandard），与安全类标准（如IEC60335-1及IEC60335-2-52）具有明确的分工互补关系。安全标准主要解决"产品是否安全"的问题，即电气安全、机械安全、热安全等基本安全要求；而IEC63174:2021则聚焦于"产品性能如何科学评价"的问题，即通过规范化的测量方法对不同品牌和型号电动牙刷的清洁性能、噪声水平、续航能力等核心实用性能进行客观、可重复的量化评价。两者共同构成完善的电动牙刷标准体系。三、标准编制过程3.1标准制定机构与组织架构本标准由国际电工委员会家用电器安全技术委员会下的电动牙刷性能测量方法工作组负责制定。该工作组的成立经过了充分的国际协商，成员来自全球主要电动牙刷制造企业、检测认证机构、标准化研究机构及口腔医学研究单位。工作组下设若干专题研究小组，分别负责清洁性能测试方法、噪声测量、电池续航试验、磨损试验等不同技术板块的草案起草和试验验证工作。各专题小组通过并行推进、定期协调的工作机制，确保各部分内容的协调统一。3.2主要编制阶段（一）提议与立项阶段（NP阶段）2018年，在部分成员国的积极推动下，IEC正式通过了针对电动牙刷性能测量方法的新工作项目提案（NewWorkItemProposal,NWIP）。立项建议中详细阐述了电动牙刷国际市场对统一性能测试标准的迫切需求以及编制该标准的技术可行性。经成员国投票表决，该项目正式获得批准立项。（二）工作草案阶段（WD阶段）工作组在完成技术框架设计后，组织各专题小组分头起草工作草案。工作组先后召开了多次线下及线上工作会议，就清洁能力测试的负载模型选择、人工牙菌斑模拟物的标准化配制、刷毛磨损量化评价方法等技术难点进行了深入的研讨和反复的验证试验。（三）委员会草案阶段（CD阶段）工作草案经过多轮修改完善后，作为委员会草案（CommitteeDraft,CD）发送至各国国家委员会征求意见。工作组对收集到的数百条意见逐条进行技术评审，形成意见处理汇总表，并对草案进行了相应修订。（四）国际标准草案阶段（DIS阶段）在CD稿成熟稳定后，草案进入国际标准草案（DraftInternationalStandard,DIS）阶段，进行正式的国际公示投票。各成员国国家委员会在此期间再次进行了认真审阅并投出正式表决票。工作组根据投票意见对草案进行了终稿完善。（五）最终国际标准草案阶段（FDIS）与正式出版在完成全部技术内容修订和编辑性校核后，草案进入最终国际标准草案（FinalDraftInternationalStandard,FDIS）阶段。经最终投票通过后，IEC中央办公室于2021年11月29日正式出版发布了IEC63174:2021。从立项到正式发布历时约3年，体现了国际标准编制过程中充分的民主协商和严格的技术审查机制。四、标准核心内容解析4.1标准总体框架IEC63174:2021在章节编排上遵循国际标准的通用结构范式，其主要章节框架如下：-范围（Scope）：明确标准适用的产品类型和边界条件-规范性引用文件（Normativereferences）：列出执行本标准所必需引用的其他标准文件-术语和定义（Termsanddefinitions）：对电动牙刷性能测量相关的核心术语进行统一定义-符号和缩略语（Symbolsandabbreviatedterms）：统一技术表达方式-一般条件（Generalconditions）：包括测试环境条件、样品准备要求、测量不确定度要求-清洁性能测量（Measurementofcleaningperformance）：规定清洁效果量化测试方法-刷毛磨损测量（Measurementofbristlewear）：规定刷毛耐久性测试方法-噪声测量（Measurementofnoise）：规定声功率级和声压级测定方法-续航时间测量（Measurementofendurance/batteryruntime）：规定电池持续工作时间测试方法-充电性能测量（Measurementofchargingperformance）：规定充电时间、充电效率等参数测试方法-结果报告（Testreport）：规定测试报告应包含的信息内容和数据呈现格式4.2清洁性能测量方法清洁性能是电动牙刷最为核心和直观的性能指标，也是本标准中技术内容最为复杂、讨论最充分的部分。标准规定的清洁性能测量方法基于标准化试验模型结合量化评估的技术路线。试验基材与菌斑模拟物。标准规定使用具有标准化表面特性的人工牙齿模型（通常采用标准树脂材料制成），并在其表面均匀涂覆标准化的模拟牙菌斑材料。该模拟物的配方、黏度、颜色对比度等关键参数均需满足标准的明确规定，以保证不同实验室间测试结果的可比性。清洁操作程序。测试使用标准化的机械操作装置将电动牙刷按照规定的压力、角度、运动轨迹和清洁时间作用于试验模型表面。这些参数均与标准化的临床使用模式相对应，保证实验室测试结果与真实使用效果之间具有可追溯的相关性。量化评价方法。清洁效果通过比较清洁前后试验模型表面残留模拟菌斑的面积比例或光学反射率变化进行量化。标准推荐使用基于图像处理技术的量化分析系统（如高分辨率数码成像配合专用分析软件），对残留菌斑覆盖的百分比面积进行计算，以获得具有统计意义且可重复的清洁效率数据。4.3噪声测量方法电动牙刷的噪声水平直接影响用户的使用体验，尤其是对于在清晨或深夜使用的场合。标准在噪声测量方面的技术规定主要参考了IEC60704系列家用电器噪声测试方法标准的基本框架，同时结合电动牙刷的产品特点进行了适当的简化和调整。声学环境要求。标准允许在符合一定条件的半消声室或混响室内进行测量，噪声底限需满足规定要求，以确保测量结果不受环境噪声干扰。运行状态规定。测试时电动牙刷应处于正常工作状态，在无负载（空载）条件以及标准规定的模拟负载条件下分别进行测量。如产品具有多档位运行模式，则应对各档位分别测量并进行记录。结果表达。测量结果以声功率级（L_W）和声压级（L_p）两种形式表达，单位dB(A)。测试报告中需注明测量时产品所处的运行模式和测量环境条件。4.4电池续航与充电性能测量电池续航时间是消费者选购电动牙刷时关注的另一关键指标，也是各制造商标称参数中差异最大、最需要进行规范化约束的领域。续航时间测量。标准规定在模拟标准刷牙负荷的连续运行条件下（即牙刷在模拟口腔负载的装置上进行连续工作），测量从电池充满状态或新电池装入状态开始至产品停止正常工作为止的总持续工作时间。测量环境温度规定为（23±2）℃。充电性能测量。针对可充电式电动牙刷，标准规定了额定充电时间的测定方法——即从电池完全放电状态开始，按照制造商规定的充电方式充电至电池达到满充状态所需的时间。同时，标准还明确了充电至可支持一次标准刷牙程序所需最短时间的测量方法（通常称为"快速充电至可用"测试）。4.5其他关键测量方法刷毛磨损。标准规定刷毛磨损试验在模拟刷牙过程的循环试验装置上进行，经过规定的循环次数后，通过测量刷毛高度变化量、刷毛散开角度或使用标准化图像分析方法对刷毛磨损程度进行量化评价。刷毛的磨损状态直接影响清洁效果和牙齿健康安全，因此该指标的规范具有重要意义。防水性能（如有）。对于标明具有防水功能的型号，标准结合IEC60529规定的IP防护等级测试方法，对产品在浸水或淋水条件下的功能完好性进行验证。五、标准关键技术要点与创新5.1测试条件标准化IEC63174:2021对测试环境条件进行了严格而明确的规定。标准要求所有性能测试在温度（23±2）℃、相对湿度（50±10）%的恒温恒湿环境下进行。对于电池续航等受温度影响显著的测试项目，环境条件的控制精度要求更为严格。此外，标准对试验样品的预处理条件（如电池的初次充放电规范）也作出了明确要求，确保所有实验室的执行一致性。5.2测量不确定度要求为提升测试数据的可信度和实验室间数据可比性，标准引用了测量不确定度评定的国际通用规则（遵循GUM指南，即《测量不确定度表示指南》）。标准要求在测试报告中提供测量不确定度的评估结果，以确保使用者能够合理判断测试数据的置信水平。这一技术安排充分体现了当代标准化工作对计量科学规范的深度融合。5.3重复性和再现性要求标准在附件中提供了实验室间比对试验（round-robintest）的建议方案和数据处理指南。通过开展实验室间比对试验，可验证各参与实验室之间的测量一致性。标准对关键性能指标——尤其是清洁性能测量的重复性（同一实验室内的测量一致性）和再现性（不同实验室间的测量一致性）——提出了明确的数值要求，为标准化操作水平的考核提供了量化依据。六、标准实施与产业影响6.1标准实施的意义IEC63174:2021的发布和实施对电动牙刷产业及相关领域产生了深远影响。对企业的影响。标准为制造企业提供了统一的产品性能测试工具，使企业在新产品研发阶段即可依据标准要求进行自评测试，不仅有助于企业精准定位产品性能水平、对标竞品查找差距，更为重要的是为研发部门提供了明确的性能优化方向。企业可将标准的量化测试方法嵌入研发流程，实现从"概念设计—样机测试—优化迭代"全链条的标准化管理，从而有效缩短产品开发周期，降低试错成本。同时，在产品质量控制环节，标准化的测试方法帮助企业建立统一的出厂检验规范和一致性管控体系，降低质量波动风险，全面提升产品一