Dans la production de jouets pour enfants, la poudre lumineuse est très prisée pour son effet lumineux unique. Les fabricants recherchent l'esthétique et la fonctionnalité, mais doivent souvent relever le défi de réussir divers tests de sécurité. Récemment, un client a utilisé plusieurs couleurs de poudre lumineuse pour produire des jouets et a constaté que certaines couleurs satisfaisaient au test EN71-3, tandis que d'autres échouaient. Ce phénomène a semé la confusion : pourquoi les différentes couleurs lumineuses présentent-elles des résultats de conformité différents ?

Pour résoudre ce problème, le client a consulté de nombreuses personnes, sans parvenir à obtenir de réponse claire. Il a finalement fait appel à nous et espère pouvoir l'aider à en identifier la cause.

10 couleurs différentes de poudres lumineuses ont été utilisées pour fabriquer les jouets en plastique pour enfants (toutes les couleurs sont étiquetées numériquement), notamment : 1-Jaune-Vert, 2-Bleu, 3-Orange, 4-Rouge, 5-Jaune, 6-Orange-Rouge, 7-Bleu ciel, 8-Violet, 9-Vert et 10-Blanc.

Ils ont mélangé ces poudres lumineuses à de la peinture transparente à base d'eau et les ont pulvérisées sur la surface des jouets. Pour les tests, ils ont gratté un peu de peinture lumineuse avec un couteau pour l'analyser. Les résultats ont montré que cinq couleurs (1-Jaune-vert, 3-Orange, 6-Orange-Rouge, 5-Jaune et 8-Violet) ont réussi le test, mais les cinq autres (2-Bleu, 4-Rouge, 7-Bleu ciel, 9-Vert et 10-Blanc) ont échoué.

Après avoir reçu la demande du client, nous communiquons avec lui en détail et effectuons une analyse étape par étape du problème.

Tout d’abord, nous avons expliqué au client les principes de test EN71-3.

La norme EN71-3, partie 3 de la directive européenne sur la sécurité des jouets, teste principalement la migration de 19 métaux lourds dangereux spécifiques présents dans les matériaux des jouets. Elle vise à protéger les enfants des risques pour la santé liés à l'ingestion ou à l'exposition à des éléments dangereux en cas d'ingestion accidentelle de jouets. Le processus d'essai EN71-3 simule l'environnement digestif acide gastrique humain. L'objet testé est immergé dans un acide fort (pH 0-3) pendant 2 à 2,5 heures pour détecter toute libération de substances dangereuses.

Nous avons ensuite posé des questions sur le processus d’échantillonnage en détail.

Le client a indiqué utiliser un couteau pour gratter les fragments de peinture de la surface du jouet en plastique afin de réaliser des tests. Cette description a retenu notre attention. Le grattage endommagerait la couche de revêtement durcie, exposant la poudre lumineuse initialement encapsulée et permettant un contact direct avec la solution acide forte utilisée pour les tests.

D'après l'analyse des échantillons de couleurs fournis par le client, nous supposons que les cinq couleurs non conformes sont des poudres lumineuses à base d'aluminate de strontium. Ce type de poudre possède une propriété chimique qui interdit le contact direct avec les acides forts (pH 0-3) ou les alcalis forts (pH 11-14), sinon la poudre sera complètement détruite, entraînant la précipitation du strontium. Le strontium est une substance dangereuse explicitement réglementée par la norme EN71-3. Le test sera rejeté si le précipité dépasse le seuil standard. Les cinq couleurs ayant réussi le test (1-Jaune-Vert, 3-Orange, 6-Orange-Rouge, 5-Jaune et 8-Violet) ne sont pas des couleurs formulées à base de strontium, ce qui explique leur conformité.

Le client a une autre confusion : il existe deux couleurs lumineuses similaires, le 1-Jaune-Vert et le 9-Vert. Le 1-Jaune-Vert a réussi le test, mais le 9-Vert a échoué. L'analyse a également confirmé que cela était plus probable en raison des ingrédients.

Sur le marché actuel, les poudres lumineuses émettant une lumière verte sont principalement constituées de deux formulations chimiques : l'aluminate de strontium (SrAl₂O₄) et le sulfure de zinc (ZnS). (Différence entre l'aluminate de strontium et le sulfure de zinc)Leurs principales différences sont :

• Aluminate de strontium :
La couleur lumineuse est plutôt verte.
Le temps de rémanence peut atteindre plusieurs heures, on parle alors de « type de rémanence longue ».
• Sulfure de zinc :
La couleur lumineuse est plutôt jaune.
Le temps de rémanence n'est généralement que de quelques dizaines de minutes.

Sur cette base, nous en déduisons que la poudre lumineuse 1-Jaune-Vert qui a réussi le test devrait être du sulfure de zinc, tandis que la poudre lumineuse 9-Vert qui a échoué au test devrait être de l'aluminate de strontium.

Pour vérifier notre conjecture, nous avons suggéré au client de faire un test de décroissance de la luminosité.

Le client a exposé deux échantillons à la lumière du soleil pendant 10 minutes (charge complète), puis les a placés dans une pièce sombre pour observer leur luminosité. Comme prévu, la luminescence de l'échantillon 1-Jaune-Vert a diminué en quelques minutes, tandis que celle de l'échantillon 9-Vert a persisté longtemps. Ce résultat expérimental a confirmé notre théorie.

Après avoir identifié la cause profonde, nous avons fourni au client les suggestions suivantes pour garantir que les jouets de ses enfants puissent passer avec succès les inspections requises :

• Solution de moulage par injection

Pour les jouets en plastique, nous recommandons d'encapsuler la poudre lumineuse directement dans la matrice plastique par moulage par injection. Cette méthode garantit un confinement complet de la poudre, sauf en cas de dommage mécanique, et empêche tout contact entre le matériau luminescent et des solutions acides externes, éliminant ainsi les risques de lixiviation du strontium.

• Procédé de revêtement alternatif (si un revêtement doit être utilisé):

Pour les besoins de longue rémanence (Luminos à base d'aluminate de strontium) :
※ Interdire l'échantillonnage par grattage (compromet l'intégrité du revêtement)
※ Tester uniquement avec des échantillons de revêtement durcis ou des produits finis

Il est important de noter que même si les poudres phosphorescentes à base de sulfure de zinc sont conformes à la norme EN71-3, cela ne garantit pas leur innocuité absolue. Le sulfure d'hydrogène produit par la réaction du sulfure de zinc avec des acides forts est un gaz hautement toxique, mais il n'est pas soumis aux tests de la norme EN71-3. Par conséquent, la conformité n'est pas synonyme de sécurité.

D'un point de vue de la sécurité, quel que soit le type de poudre lumineuse, il n'est pas approprié de la soumettre directement aux tests EN71-3 ; au lieu de cela, l'utilisation de produits semi-finis tels que des mélanges maîtres de plastique lumineux et des films de peinture lumineux est plus scientifique et efficace.