في السنوات الأخيرة،, مسحوق يضيء في الظلام وقد ازداد استخدام هذه المادة في أدوات المائدة، وألعاب الأطفال، ومنتجات الرضع، وغيرها من السلع الاستهلاكية. ونتيجة لذلك، أصبحت سلامة المواد مصدر قلق بالغ للعلامات التجارية والمصنعين والمستهلكين.

أحد الأسئلة التي نتلقاها بشكل متكرر هو:

هل يمكن لمسحوق التوهج في الظلام أن يجتاز اختبار EN 71-3؟

هذا القلق مفهوم.

إذا كانت كل المواد الخام المستخدمة في المنتج آمنة، فقد يبدو من المعقول افتراض أن المنتج النهائي سيكون أكثر أمانًا أيضًا.

ومع ذلك، فإن EN 71-3 هو اختبار الترحيل, ولا يمكن دائمًا مساواة نتيجة اختبار المواد الخام بشكل مباشر بأداء السلامة الفعلي للمنتج النهائي.

مسحوق التوهج في الظلام هو صبغة وظيفية. وبحسب الاستخدام، قد يبقى على شكل مسحوق خام، أو قد يتم تشتيته وتغليفه وتثبيته داخل البلاستيك أو الطلاءات أو السيليكون أو أنظمة مواد أخرى.

يمكن أن تُظهر هذه الحالات المادية المختلفة سلوكًا مختلفًا بشكل ملحوظ في هجرة العناصر.

1. ما الذي يختبره معيار EN 71-3 فعلياً؟

EN 71-3 ↗ هو جزء من إطار السلامة الأوروبي للألعاب ↗ بخصوص:

هجرة عناصر معينة

إنها لا تقيس فقط الكمية الإجمالية لعنصر ما موجود في مادة ما.

بدلاً من ذلك، يقيس هذا الاختبار مقدار العناصر التي يمكن أن تهاجر من المادة في ظل ظروف اختبار محددة.

المبدأ الأساسي هو استخلاص العناصر القابلة للهجرة من مواد الألعاب باستخدام وسط حمضي مصمم لمحاكاة الظروف التي تحدث بعد ابتلاع المادة وتعرضها للبيئة المعدية.

ثم يتم قياس مستويات هجرة عناصر محددة مثل السترونتيوم والرصاص والكادميوم والكروم والزئبق وغيرها.

إجمالي المحتوى ≠ الهجرة

بالنسبة لمسحوق ألومينات السترونتيوم المتوهج في الظلام، فإن هذا التمييز مهم بشكل خاص.

2. لماذا تعتبر هجرة السترونتيوم مشكلة شائعة في مسحوق سترونتيوم ألومينات المتوهج؟

تعتمد أصباغ التألق الضوئي عالية السطوع وطويلة التوهج المستخدمة على نطاق واسع اليوم على ألومينات السترونتيوم المنشطة بالعناصر الأرضية النادرة.

يعتمد مسحوق التوهج الأصفر المخضر النموذجي على:

SrAl₂O₄:Eu,Dy

Sr هو السترونتيوم.

يُعد السترونتيوم جزءًا من البنية البلورية لألومينات السترونتيوم نفسها، وليس مجرد شوائب دخلت المادة عن طريق الخطأ.

يستخدم معيار EN 71-3 ظروفًا حمضية لمحاكاة بيئة المعدة بعد ابتلاع المادة. في ظل هذه الظروف الحمضية، يمكن مهاجمة بلورة ألومينات السترونتيوم، مما يسمح بإطلاق السترونتيوم.

ولهذا السبب،, غالباً ما تكون هجرة السترونتيوم هي المشكلة الرئيسية عند اختبار مسحوق التوهج التقليدي المصنوع من ألومينات السترونتيوم وفقاً للمعيار EN 71-3.

وهذا أيضاً أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل صبغة ألومينات السترونتيوم الخام تواجه صعوبة في تلبية حد الهجرة المقابل.

بالنسبة لمسحوق التوهج في الظلام الخام، وهو مادة تشبه المسحوق، يتم تقييم العينة عادةً وفقًا لما يلي:

الفئة الأولى - مواد جافة، هشة، تشبه المسحوق أو مرنة

الحد الأقصى لترحيل كبار المسؤولين لهذه الفئة هو:

4500 ملغم/كغم

يحدد المعيار EN 71-3 حدود هجرة مختلفة لفئات المواد المختلفة.

إذا كنت ترغب في فهم سبب ظهور حد السترونتيوم في بعض تقارير EN 71-3 4500 ملغم/كغم, بينما يُظهر آخرون 56000 ملغم/كغم, يمكنك الرجوع إلى موقعنا مقال منفصل يشرح فئات المواد وفقًا للمعيار EN 71-3 وكيفية قراءة تقرير اختبار EN 71-3.

3. هل هذا يعني أن مسحوق سترونتيوم ألومينات المتوهج "غير آمن"؟

لا ينبغي فهم الأمر بهذه البساطة.

الغرض من معيار EN 71-3 هو تقييم ما يلي:

ما مقدار العناصر التي قد تنتقل من مادة ما إذا لامسها الطفل أو ابتلعها؟

لذلك، إذا كانت المادة التي يتم تقييمها عبارة عن مسحوق متوهج مكشوف نفسه، أو إذا كان من السهل تعريض صبغة التوهج واحتمالية ابتلاعها في المنتج النهائي، فإن أداء هجرة المادة الخام المتألقة ضوئياً يصبح مهماً للغاية.

ومع ذلك، إذا تم تغليف مسحوق التوهج وتثبيته بشكل كافٍ داخل ركيزة المنتج النهائي، ومن غير المرجح أن يتلامس المستهلكون بشكل مباشر مع المسحوق نفسه، فمن الأجدى عمومًا تقييم هجرة وأداء السلامة للمادة المعالجة أو المنتج النهائي.

وهذا هو السبب:

إن فشل صبغة التوهج الخام في اختبار EN 71-3 لا يعني بالضرورة أن كل منتج نهائي مصنوع من تلك الصبغة غير آمن.

4. لماذا يمكن أن تختلف هجرة السترونتيوم بين الصبغة الخام، والمزيج الرئيسي، والأكواب البلاستيكية المصبوبة بالحقن؟

في أحد مشاريع الأكواب البلاستيكية المضيئة في الظلام لعلامة تجارية عالمية، قمنا بتحليل نتائج اختبار السلامة مع العميل.

وجدنا أن هجرة السترونتيوم يمكن أن تختلف بشكل كبير اعتمادًا على ما إذا كانت مادة التوهج موجودة على النحو التالي:

• صبغة فوتولومينيسنت خامة؛;
• مادة مركزة متوهجة عالية التركيز؛ أو
• تركيز أقل من صبغة التوهج موزعة في جميع أنحاء المنتج البلاستيكي النهائي المصبوب بالحقن.

بعبارة أخرى:

لا تتأثر هجرة السترونتيوم بمسحوق التوهج نفسه فحسب، بل تتأثر أيضًا بكيفية وجود الصبغة داخل المادة النهائية، ومدى جودة تغليفها، والكمية المستخدمة.

لذلك قمنا بإجراء المزيد من اختبارات EN 71-3 على المادة الرئيسية المتوهجة.

أظهرت نتائج الاختبار أن المادة الرئيسية يمكن أن تجتاز اختبار EN 71-3 المقابل.

أكمل العميل لاحقاً التقييمات الأخرى اللازمة للسلامة واللوائح التنظيمية للمنتج النهائي. وقد أُجريت الاختبارات ذات الصلة بنجاح، وتم طرح المنتج في السوق في نهاية المطاف.

توضح هذه الحالة أن سلامة المنتج النهائي المتوهج في الظلام لا ينبغي الحكم عليها فقط من خلال نتيجة EN 71-3 لصبغة التوهج الخام.

ينبغي أن يأخذ التقييم الأكثر جدوى في الاعتبار التركيبة الفعلية، والركيزة، ومستوى الإضافة، وبنية المنتج، والمادة التي قد يتلامس معها المستهلكون فعلياً.

5. لماذا قد تفشل بعض المنتجات المطلية سطحياً؟

لا يتصرف كل منتج نهائي يحتوي على مسحوق متوهج في الظلام مثل البلاستيك المصبوب بالحقن.

على سبيل المثال، إذا تم دمج الصبغة المتألقة ضوئياً في حبر سطحي أو طلاء، وكان من الممكن كشط الطلاء المعالج أو إزالته من سطح المنتج، فإن حالة تعرض مادة التوهج تختلف اختلافًا كبيرًا عن الصبغة المغلفة داخل البلاستيك المصبوب بالحقن.

لقد واجهنا هذا النوع من المشاريع.

A طلاء مضيء في الظلام طُبعت هذه المعلومات على سطح لعبة قماشية. أجرى العميل اختبار EN 71-3 على مادة الطلاء الفعلية التي تم كشطها من سطح المنتج، وأظهرت النتيجة هجرة مفرطة لعنصر السترونتيوم.

هذا لا يتعارض مع مثال الكوب البلاستيكي المذكور أعلاه.

بل إنها توضح نقطة مهمة:

يمكن أن تؤثر الحالة الفيزيائية النهائية لمادة متوهجة بشكل مباشر على سلوك الهجرة وتقييم السلامة.

تكون جزيئات الصبغة المتوهجة المغلفة بشكل كافٍ داخل البلاستيك أقل عرضة للتعرض المباشر بشكل عام.

في المقابل، فإن جزيئات التوهج الموجودة في طبقة سطحية يمكن كشطها أو إزالتها تكون أكثر عرضة للظهور أثناء الاستخدام.

ولهذا السبب، قد تتطلب التطبيقات ذات الإمكانات الأكبر للتعرض المباشر مراعاة أكثر صرامة لأداء هجرة مادة التوهج نفسها.

6. ما الذي يميز مسحوق كبريتيد الزنك المتوهج؟

بالإضافة إلى مسحوق سترونتيوم ألومينات المتوهج ذي التوهج اللاحق الطويل، يوجد نوع تقليدي آخر من المواد المتألقة ضوئياً ذات مدة قصيرة:

كبريتيد الزنك (ZnS)

يختلف التركيب الكيميائي لـ ZnS عن تركيب ألومينات السترونتيوم ولا يحتوي على Sr.

لذلك، فإنه لا يعاني من نفس مشكلة هجرة السترونتيوم العالية المرتبطة بمسحوق توهج ألومينات السترونتيوم.

لقد رأينا حالات فعلية اجتازت فيها صبغة كبريتيد الزنك المتوهجة اختبار EN 71-3.

ومع ذلك، لا يزال من الضروري التمييز بين أمرين مهمين:

لا يعني اجتياز معيار EN 71-3 أن المادة آمنة تلقائيًا لكل تطبيق ممكن.

يقوم المعيار EN 71-3 بتقييم مخاطر الهجرة لـ 19 عنصرًا محددًا أو أنواعًا من العناصر التي يغطيها المعيار.

إنها ليست تقييمًا شاملاً واحدًا للسلامة يغطي كل المخاطر المحتملة المتعلقة بالمواد الكيميائية أو السمية أو ملامسة الطعام أو الاستخدام طويل الأمد.

على سبيل المثال، قد يُطلق كبريتيد الزنك (ZnS) غاز كبريتيد الهيدروجين في ظل ظروف حمضية قوية. ولا يمكن تقييم هذا النوع من المشاكل بشكل كامل بمجرد الحصول على نتيجة اجتياز اختبار EN 71-3.

لذلك، سواء تم استخدام ألومينات السترونتيوم أو كبريتيد الزنك، يجب اختيار المادة وفقًا للتطبيق الفعلي وظروف التعرض المتوقعة للمنتج النهائي.

7. ما الذي يجب اختباره: الصبغة الخام، أو مادة التوهج المعالجة، أو المنتج النهائي؟

لا توجد إجابة واحدة تنطبق على جميع المنتجات التي تتوهج في الظلام.

السؤال الأهم هو:

ما هي المادة المحتوية على مادة مضيئة التي سيتلامس معها المستهلك فعلياً في المنتج النهائي؟

إذا ظل مسحوق التوهج معرضًا بشكل مباشر في شكل قريب من الصبغة الخام، فإن اختبار الصبغة الخام نفسها يمكن أن يكون ذا أهمية بالغة.

إذا تم دمج مسحوق التوهج بالفعل في حبر أو طلاء أو بلاستيك أو سيليكون أو نظام مواد آخر، وكان المستهلك يتصل فعليًا بالمادة المعالجة بدلاً من المسحوق المكشوف، فيجب أن تمثل عينة الاختبار تلك الحالة الفعلية بأقرب ما يمكن.

اعتمادًا على المادة النهائية وكيفية الحصول على العينة، قد يشمل ذلك فئة المواد ذات الصلة وفقًا للمعيار EN 71-3، مثل:

الفئة الثانية - المواد السائلة أو اللزجة

أو

الفئة الثالثة - المواد المكشوطة

بعبارة أخرى:

ينبغي أن تمثل عينة الاختبار المادة التي يمكن أن يتعرض لها المستهلكون بشكل واقعي، بدلاً من اشتراط اختبار كل مشروع تلقائيًا لمسحوق التوهج في الظلام الخام.

الخلاصة: فشل الصبغة الخام لا يعني بالضرورة أن المنتج النهائي غير آمن

بالنسبة لمسحوق التوهج التقليدي المصنوع من ألومينات السترونتيوم، فإن السترونتيوم جزء لا يتجزأ من البنية البلورية.

في ظل ظروف الهجرة الحمضية المستخدمة في EN 71-3، قد يواجه مسحوق ألومينات السترونتيوم الخام صعوبة في تلبية حد هجرة السترونتيوم المطبق.

ومع ذلك، هذا لا يعني أن كل منتج نهائي مصنوع من صبغة سترونتيوم ألومينات فوتولومينيسنت غير آمن.

يمكن أن تختلف الحالة الفيزيائية وظروف تعرض جزيئات التوهج اختلافًا كبيرًا في:

• مسحوق التوهج الخام؛;
• مواد معالجة تحتوي على مواد متوهجة؛;
• والمنتجات النهائية التي تتوهج في الظلام.

لذا، ينبغي أن يأخذ تقييم السلامة الهادف في الاعتبار ما يلي:

• الركيزة التي يتم دمج مسحوق التوهج فيها؛;
• مستوى الجمع؛;
• ما إذا كانت الصبغة مغلفة ومثبتة بشكل كافٍ؛;
• ما إذا كان من الممكن أن تنكشف مادة التوهج أو تنفصل؛;
• وما هي المواد التي يمكن للمستهلكين التعامل معها فعلياً.

ينبغي تقييم سلامة المنتج النهائي جنبًا إلى جنب مع الحالة الفيزيائية الفعلية لمادة التوهج، ومسار التعرض المحتمل، وظروف الاستخدام المقصودة.

وهذا يوفر تقييمًا أكثر جدوى من الناحية العلمية وأقرب إلى الطريقة التي يتم بها استخدام المنتج النهائي فعليًا.