子ども向け玩具の製造において、蓄光粉は独特の発光効果から高い評価を得ています。メーカーは美観と機能性を追求する一方で、様々な安全試験に合格するという課題に直面することが少なくありません。最近、あるお客様が玩具の製造に複数の色の蓄光粉を使用したところ、一部の色はEN71-3試験に合格したものの、他の色は不合格という結果に遭遇しました。この現象は、お客様を困惑させました。「なぜ蓄光色によって適合結果が異なるのでしょうか？」

この問題を解決するために、お客様は様々な機関に相談されましたが、明確な答えを得ることができませんでした。最終的に弊社にご相談いただき、根本原因の究明にご協力いただければ幸いです。

プラスチック製の子供用おもちゃの製造には、10 種類の異なる色の発光粉末が使用されました (すべての色に番号が付けられています)。これには、1-黄緑、2-青、3-オレンジ、4-赤、5-黄色、6-オレンジ赤、7-空色、8-紫、9-緑、および 10-白が含まれます。

研究者たちはこれらの蓄光粉末を透明な水性塗料と混ぜ、おもちゃの表面にスプレーしました。試験では、ナイフで蓄光塗料の一部を削り取って分析しました。その結果、5色（1.黄緑、3.オレンジ、6.オレンジレッド、5.黄色、8.紫）は試験に合格しましたが、残りの5色（2.青、4.赤、7.スカイブルー、9.緑、10.白）は不合格でした。

お客様からのお問い合わせを受け取った後、私たちはお客様と詳細にコミュニケーションを取り、問題を段階的に分析します。

まず、EN71-3 のテスト原理をお客様に説明しました。

EN71-3は、EU玩具安全指令のパート3であり、主に玩具材料から19種類の特定の有害重金属元素の溶出を試験します。これは、子供が誤って玩具を飲み込んだ場合、摂取または有害元素への曝露によって生じる健康被害から子供を守ることを目的としています。EN71-3の試験プロセスは、人間の胃酸の消化環境をシミュレートします。試験対象物を強酸（pH 0～3）に2～2.5時間浸漬し、有害物質の放出の有無を確認します。

次に、サンプリングのプロセスについて詳しく質問しました。

お客様から、プラスチック製玩具の表面からナイフを使って塗装層の破片を削り取って検査しているとのお話をいただきました。この説明は私たちの目に留まりました。削り取ると硬化したコーティング層が損傷し、元々内部に封入されていた発光粉末が露出し、検査に使用した強酸性溶液に直接接触することになります。

お客様から提供されたサンプルカラーの分析に基づき、5つの不適合色はすべてアルミン酸ストロンチウムをベースとした発光粉末であると推定されます。このタイプの粉末は、以下の化学的性質を有します。 強酸（pH 0～3）または強アルカリ（pH 11～14）との直接接触を禁止しますそうでなければ、粉末が完全に破壊され、ストロンチウム元素が沈殿します。ストロンチウムはEN71-3で明確に規制されている有害物質です。沈殿物が基準閾値を超えると、試験は不合格となります。試験に合格した5色（1-黄緑、3-オレンジ、6-オレンジ赤、5-黄色、8-紫）はストロンチウムを配合した色ではないため、適合性は高いと言えます。

お客様は、1-Yellow-Greenと9-Greenという2つの似たような発光色があることに困惑されています。1-Yellow-Greenは試験に合格しましたが、9-Greenは不合格でした。分析の結果、成分にも原因がある可能性が高いことがわかりました。

現在、緑色の光を発する発光粉末は、主にストロンチウムアルミネート（SrAl₂O₄）と硫化亜鉛（ZnS）の2つの化学組成で構成されています。 (ストロンチウムアルミネートと硫化亜鉛の違い主な違いは次のとおりです。

• アルミン酸ストロンチウム:
発光色はより緑色です。
残光時間は数時間に及ぶため、「長残光型」と呼ばれます。
• 硫化亜鉛:
発光色は黄色みがかっています。
残光の時間は、通常はわずか数十分です。

これに基づいて、試験に合格した 1-黄緑色の夜光粉末は硫化亜鉛であり、試験に不合格となった 9-緑色の夜光粉末はアルミン酸ストロンチウムであると推測されます。

私たちの推測を検証するために、お客様に輝度減衰テストを実施することを提案しました。

お客様は2つのサンプルを太陽光の下に10分間（フル充電）置き、その後暗室に持ち込んで明るさを観察しました。予想通り、1-黄緑色のサンプルの発光は数分以内に減衰しましたが、9-緑色のサンプルは長時間持続しました。この実験結果は、私たちの理論を裏付けるものでした。

根本原因を特定した後、当社は、お客様の子供用玩具が必要な検査に合格できるように、以下の提案をいたしました。

• 射出成形ソリューション

プラスチック製玩具の場合、射出成形により発光粉末をプラスチックマトリックス内に直接封入することをお勧めします。この方法は、機械的な損傷がない限り、粉末が完全に封じ込められることを保証し、発光材料と外部の酸性溶液との接触を防ぐため、ストロンチウムの溶出リスクを排除します。

• 代替コーティングプロセス （コーティングが必要な場合）:

長時間の残光が必要な場合 （ストロンチウムアルミネート系蛍光体）：
※ 削り取ったサンプルの採取は禁止（コーティングの完全性が損なわれる）
※ 硬化したコーティングサンプルまたは完成品のみでテストしてください

硫化亜鉛ベースの蓄光パウダーはEN71-3に合格していますが、絶対に安全であるとは限りません。硫化亜鉛と強酸の反応で生成される硫化水素は非常に有毒なガスですが、EN71-3の試験範囲には含まれていません。したがって、EN71-3に適合しているからといって、必ずしも安全であるとは限りません。

安全性の観点から、どのようなタイプの蓄光粉末であっても、EN71-3 試験に直接かけることは適切ではなく、蓄光プラスチック マスターバッチや蓄光塗料フィルムなどの半製品を使用する方が科学的かつ効果的です。