어린이 장난감 생산에서 야광 분말은 독특한 발광 효과로 인해 매우 선호됩니다. 제조업체들은 미적인 면과 기능성을 추구하지만, 동시에 다양한 안전 시험을 통과해야 하는 어려움에 직면하는 경우가 많습니다. 최근 한 고객이 여러 색상의 야광 분말을 사용하여 장난감을 생산했는데, 일부 색상은 EN71-3 시험을 통과했지만 다른 색상은 통과하지 못했습니다. 이러한 현상은 고객에게 혼란을 야기했습니다. 왜 다양한 색상의 야광 분말이 서로 다른 안전 기준을 나타내는 것일까요?

이 문제를 해결하기 위해 고객께서는 여러 업체에 문의하셨지만 명확한 답변을 얻지 못하셨습니다. 마침내 저희를 찾아주셨고, 저희가 문제의 근본 원인을 찾는 데 도움을 드릴 수 있기를 바랍니다.

플라스틱 어린이 장난감을 만드는 데는 10가지 다른 색상의 발광 분말이 사용되었습니다(모든 색상은 숫자로 표시되어 있습니다). 1-노랑-녹색, 2-파랑, 3-주황, 4-빨강, 5-노랑, 6-주황-빨강, 7-하늘색, 8-보라색, 9-녹색, 10-흰색.

그들은 이 발광 분말을 투명한 수성 페인트와 섞어 장난감 표면에 뿌렸습니다. 실험을 위해, 그들은 분석을 위해 니퍼로 발광 페인트를 긁어냈습니다. 그 결과, 다섯 가지 색상(1-황록색, 3-주황색, 6-주황색-빨강색, 5-노랑색, 8-보라색)은 테스트를 통과했지만, 나머지 다섯 가지 색상(2-파랑색, 4-빨강색, 7-하늘색, 9-초록색, 10-하얀색)은 통과하지 못했습니다.

고객의 문의를 받은 후, 우리는 고객과 자세한 내용을 소통하고 문제에 대한 단계별 분석을 진행합니다.

우선, 우리는 고객에게 EN71-3 테스트 원칙을 설명했습니다.

EN71-3은 EU 장난감 안전 지침의 3부로, 주로 장난감 소재에서 19가지 특정 유해 중금속 원소의 용출을 시험합니다. 이 시험은 어린이가 장난감을 실수로 삼켰을 때 발생하는 유해 원소의 섭취 또는 노출로 인해 발생하는 건강 위험으로부터 어린이를 보호하는 것을 목표로 합니다. EN71-3 시험 과정은 인간의 위산 소화 환경을 시뮬레이션합니다. 시험 대상을 강산(pH 0-3)에 2~2.5시간 동안 담가 유해 물질이 용출되는지 확인합니다.

그리고 샘플링 과정에 대해 자세히 물었습니다.

고객은 테스트를 위해 플라스틱 장난감 표면의 페인트 층 조각을 칼로 긁어낸다고 설명했습니다. 이 설명이 저희의 관심을 끌었습니다. 긁으면 경화된 코팅층이 손상되어 원래 코팅층 안에 들어 있던 야광 분말이 노출되고, 테스트에 사용된 강산 용액과 직접 접촉하게 됩니다.

고객이 제공한 샘플 색상 분석을 바탕으로, 다섯 가지 비규격 색상은 모두 스트론튬 알루미네이트 기반 발광 분말이라고 추정합니다. 이 유형의 분말은 화학적 특성을 가지고 있습니다. 강산(pH 0-3) 또는 강알칼리(pH 11-14)와의 직접 접촉을 금지합니다.그렇지 않으면 분말이 완전히 파괴되어 스트론튬 원소가 침전됩니다. 스트론튬은 EN71-3에 따라 명시적으로 규제되는 유해 물질입니다. 침전물이 표준 임계값을 초과하면 시험이 불합격됩니다. 시험을 통과한 다섯 가지 색상(1-황록색, 3-주황색, 6-주황색-빨간색, 5-노란색, 8-보라색)은 스트론튬으로 제조된 색상이 아니므로 규정을 준수합니다.

고객은 또 다른 혼란을 겪고 있습니다. 1-Yellow-Green과 9-Green이라는 두 가지 유사한 발광 색상이 있다는 것입니다. 1-Yellow-Green은 테스트를 통과했지만 9-Green은 통과하지 못했습니다. 분석을 통해 성분 때문일 가능성이 더 높아졌습니다.

현재 시장에서 녹색 빛을 내는 발광 분말은 주로 스트론튬 알루미네이트(SrAl₂O₄)와 황화아연(ZnS)의 두 가지 화학 제형으로 구성됩니다. (스트론튬 알루미네이트와 황화아연의 차이점. 주요 차이점은 다음과 같습니다.

• 스트론튬 알루미네이트:
빛나는 색깔은 녹색에 가깝습니다.
잔광 시간은 수 시간에 달할 수 있어 '장잔광형'이라고 불린다.
• 황화아연:
빛나는 색깔은 더 노란색이다.
잔광 시간은 보통 수십 분에 불과합니다.

이를 바탕으로, 시험에 합격한 1-황록색 발광 분말은 황화아연이고, 시험에 불합격한 9-녹색 발광 분말은 스트론튬 알루미네이트라고 추론할 수 있습니다.

우리의 추측을 검증하기 위해 우리는 고객에게 밝기 감소 테스트를 제안했습니다.

고객은 두 개의 샘플을 완전히 충전한 후 10분 동안 햇빛 아래에 두었다가 암실로 가져가 밝기를 관찰했습니다. 예상대로 1-Yellow-Green 샘플의 발광은 몇 분 안에 사라졌지만, 9-Green 샘플은 오랫동안 지속되었습니다. 이 실험 결과는 저희의 이론을 뒷받침해 주었습니다.

근본 원인을 파악한 후, 우리는 고객에게 자녀용 장난감이 필요한 검사를 성공적으로 통과할 수 있도록 다음과 같은 제안을 제공했습니다.

• 사출 성형 솔루션

플라스틱 장난감의 경우, 사출 성형을 통해 플라스틱 매트릭스 내에 발광 분말을 직접 캡슐화하는 것을 권장합니다. 이 방법은 기계적 손상이 없는 한 분말의 완벽한 밀폐를 보장하며, 발광 물질과 외부 산성 용액 사이의 접촉을 방지하여 스트론튬 용출 위험을 제거합니다.

• 대체 코팅 공정 (코팅을 사용해야 하는 경우):

긴 잔광 요구 사항 (스트론튬 알루미네이트 기반 형광체):
※ 스크래핑 샘플링 금지(코팅 무결성 손상)
※ 경화된 코팅 샘플 또는 완제품으로만 테스트하십시오.

황화아연 기반 야광 파우더는 EN71-3을 통과할 수 있지만, 절대적으로 안전하다는 것을 의미하지는 않습니다. 황화아연과 강산의 반응으로 생성되는 황화수소는 매우 독성이 강한 기체이지만 EN71-3의 시험 범위에 포함되지 않습니다. 따라서 규정을 준수한다고 해서 안전하다는 것을 의미하지는 않습니다.

안전 측면에서 보면, 어떤 종류의 발광 분말이든 EN71-3 테스트를 직접 실시하는 것은 적절하지 않습니다. 대신 발광 플라스틱 마스터배치나 발광 페인트 필름과 같은 반제품을 사용하는 것이 더 과학적이고 효과적입니다.