為什麼有的夜光粉能通過EN71-3測試,有的卻過不了?

在兒童玩俱生產中,夜光粉因其獨特的發光效果備受青睞。製造商在追求美觀和功能性的同時,也常常面臨通過各種安全測試的挑戰。近日,一位顧客使用多種顏色的夜光粉生產玩具,發現有些顏色通過了EN71-3測試,而有些顏色則未能通過。這現象引起了他們的疑惑:為什麼不同的夜光顏色的合規結果會有所不同?

為了解決這個問題,客戶諮詢了多方,但一直沒有明確的答案。最後,他們找到我們,希望我們能幫忙找出問題的根源。

案件背景

製作塑膠兒童玩具的夜光粉使用了10種不同顏色(所有顏色均以數字標記),包括:1-黃綠色、2-藍色、3-橙色、4-紅色、5-黃色、6-橙紅色、7-天藍色、8-紫色、9-綠色和10-白色。

他們將這些夜光粉與透明水性塗料混合,然後噴塗在玩具表面。為了進行測試,他們用小刀刮下一些夜光塗料進行分析。結果顯示,五種顏色(1-黃綠色、3-橙色、6-橙紅色、5-黃色和8-紫色)通過了測試,但另外五種顏色(2-藍色、4-紅色、7-天藍色、9-綠色和10-白色)未通過測試。

EN71 3測試板樣品網

溝通與分析

在收到客戶的諮詢後,我們與客戶進行詳細的溝通,並對問題進行逐步的分析。

首先我們向客戶講解了EN71-3的測試原理。

EN71-3是歐盟玩具安全指令的第三部分,主要測試玩具材料中19種特定有害重金屬元素的遷移。此標準旨在保護兒童免受因誤吞玩具而攝入或接觸有害元素而產生的健康危害。 EN71-3測試過程模擬人體胃酸消化環境。測試對像在強酸(pH 0-3)中浸泡2-2.5小時,以觀察是否有任何有害物質釋放。

隨後我們詳細詢問了採樣過程。

客戶表示,他們會用刀子從塑膠玩具表面刮下油漆層碎片進行測試。這個描述引起了我們的注意。刮擦會損壞固化的塗層,露出原本封裝在其中的夜光粉,並使其與測試用的強酸溶液直接接觸。

根據客戶提供的樣品顏色分析,我們推測所有五種不合格的顏色均為鋁酸鍶基夜光粉。這類粉末的化學性質為 禁止直接接觸強酸(pH 0-3)或強鹼(pH 11-14)否則粉末會被完全破壞,導致鍶元素析出。鍶是EN71-3明確規定的危險物質。如果析出物超過標準閾值,則測試失敗。通過測試的五種顏色——1-黃綠、3-橙、6-橙紅、5-黃和8-紫——並非鍶配製的顏色,這解釋了它們符合測試標準。

顧客還有個疑惑,就是夜光顏色有1黃綠和9綠兩種,很像。 1黃綠通過了測試,9綠卻沒通過。分析了一下,更有可能是成分問題。

目前市面上發射綠光的夜光粉主要由兩種化學配方組成:鋁酸鍶(SrAl₂O₄)和硫化鋅(ZnS) (鋁酸鍶和硫化鋅的區別。它們的主要區別是:

  • 鋁酸鍶:
  • 發光顏色偏綠。
    餘輝時間可達數小時,故稱「長餘輝型」。

  • 硫化鋅:
  • 發光顏色偏黃。
    餘輝時間通常只有幾十分鐘。

據此我們推斷,通過測試的1-黃綠色夜光粉應為硫化鋅,而未通過測試的9-綠色夜光粉應為鋁酸鍶。

為了驗證我們的猜測,我們建議客戶做亮度衰減測試。

客戶將兩個樣品在陽光下放置10分鐘(充滿電),然後將它們帶到暗室中觀察亮度。如預期的那樣,1-黃綠樣品的發光在幾分鐘內就衰減了,而9-綠樣品的發光則持續了很長時間。這個實驗結果證實了我們的理論。

解決方案和建議

在確定根本原因後,我們為客戶提供了以下建議,以確保他們的兒童玩具能夠順利通過所需的檢查:

  • 注塑解決方案
  • 對於塑膠玩具,我們建議透過注塑成型將夜光粉直接封裝在塑膠基質中。這種方法可以確保粉末完全密封,除非受到機械損壞,並且可以防止夜光材料與外部酸性溶液接觸,從而消除鍶的浸出風險。

  • 替代塗層工藝 (如果必須使用塗層):
  • 滿足長餘輝要求 (鋁酸鍶基螢光粉):
    ※ 禁止刮取樣(影響塗層完整性)
    ※ 僅使用固化塗層樣品或成品進行測試

需要注意的是,雖然硫化鋅夜光粉可以通過EN71-3標準,但這並不意味著它們絕對安全。硫化鋅與強酸反應產生的硫化氫是一種劇毒氣體,但不在EN71-3的測試範圍內。因此,符合標準並不意味著絕對安全。

從安全角度考慮,無論何種夜光粉,都不適合直接進行EN71-3檢測,而是採用夜光塑膠母粒、夜光漆膜等半成品進行檢測更為科學有效。