В последние годы, светящийся в темноте порошок Этот материал все чаще используется в посуде, детских игрушках, товарах для младенцев и других потребительских товарах. В результате безопасность материалов стала важным вопросом для брендов, производителей и потребителей.

Один из вопросов, который нам часто задают, звучит так:

Может ли светящийся в темноте порошок пройти испытания по стандарту EN 71-3?

Обеспокоенность вполне понятна.

Если все используемые в производстве сырьевые материалы безопасны, то, казалось бы, логично предположить, что и готовый продукт будет безопаснее.

Однако EN 71-3 является тест миграции, Кроме того, результаты испытаний сырья не всегда могут быть напрямую сопоставлены с фактическими показателями безопасности готового продукта.

Светящийся в темноте порошок — это функциональный пигмент. В зависимости от применения, он может оставаться в виде порошка, или же может быть диспергирован, инкапсулирован и закреплен в пластмассах, покрытиях, силиконе или других материалах.

Эти различные состояния материала могут демонстрировать существенно различное поведение при миграции элементов.

1. Что именно проверяет стандарт EN 71-3?

EN 71-3 ↗ является частью Европейская система безопасности игрушек ↗ касательно:

Миграция определённых элементов

Он измеряет не только общее количество элемента, содержащегося в материале.

Вместо этого, он измеряет, какое количество определенных элементов может мигрировать из материала при заданных условиях испытания.

Основной принцип заключается в извлечении потенциально мигрирующих элементов из материалов игрушек с помощью кислой среды, разработанной для имитации условий после проглатывания материала и его контакта с желудочной средой.

Затем измеряются уровни миграции определенных элементов, таких как Sr, Pb, Cd, Cr, Hg и других.

Общий объем контента ≠ Миграция

Для светящегося в темноте порошка алюмината стронция это различие особенно важно.

2. Почему миграция стронция является распространенной проблемой для светящегося порошка на основе алюмината стронция?

Наиболее широко используемые сегодня высокояркие фотолюминесцентные пигменты с длительным послесвечением основаны на активированном редкоземельными элементами алюминате стронция.

Типичный желто-зеленый светящийся порошок основан на следующих компонентах:

SrAl₂O₄:Eu,Dy

Sr — это стронций.

Стронций является частью кристаллической структуры самого алюмината стронция. Это не просто примесь, случайно попавшая в материал.

В стандарте EN 71-3 используются кислые условия для имитации желудочной среды после проглатывания вещества. В этих кислых условиях кристалл алюмината стронция может подвергаться воздействию, что приводит к высвобождению стронция.

По этой причине, Миграция стронция часто является основной проблемой при испытании обычного порошка алюмината стронция в соответствии со стандартом EN 71-3..

Это также одна из главных причин, почему исходный пигмент на основе алюмината стронция может с трудом соответствовать соответствующему пределу миграции.

Для необработанного светящегося в темноте порошка, представляющего собой порошкообразный материал, образец обычно оценивается по следующим критериям:

Категория I — Сухие, хрупкие, порошкообразные или податливые материалы.

Предельный уровень миграции Sr для этой категории составляет:

4500 мг/кг

Стандарт EN 71-3 устанавливает различные пределы миграции для разных категорий материалов.

Если вы хотите понять, почему в некоторых отчетах по стандарту EN 71-3 указан предел содержания стронция, равный 4500 мг/кг, в то время как другие показывают 56 000 мг/кг, вы можете обратиться к нашим Отдельная статья, объясняющая категории материалов по стандарту EN 71-3 и как читать протокол испытаний по стандарту EN 71-3..

3. Означает ли это, что светящийся порошок на основе алюмината стронция “небезопасен”?

Не следует понимать это так просто.

Цель стандарта EN 71-3 — оценить:

Какое количество определенных элементов может мигрировать из материала, если ребенок соприкоснется с ним или проглотит его?

Следовательно, если оцениваемым материалом является сам светящийся порошок, или если светящийся пигмент может легко подвергаться воздействию окружающей среды и потенциально попадать в готовый продукт, то миграционные свойства исходного фотолюминесцентного материала приобретают очень важное значение.

Однако, если светящийся порошок достаточно хорошо инкапсулирован и закреплен в подложке готового изделия, и потребители вряд ли будут непосредственно контактировать с самим порошком, то, как правило, более целесообразно оценивать миграционные свойства и безопасность переработанного материала или готового изделия.

Вот почему:

Несоответствие исходного светящегося пигмента стандарту EN 71-3 не означает автоматически, что каждый готовый продукт, изготовленный с использованием этого пигмента, небезопасен.

4. Почему миграция стронция может отличаться в сыром пигменте, мастербатче и пластиковых стаканчиках, изготовленных методом литья под давлением?

В рамках одного проекта по созданию светящихся в темноте пластиковых стаканчиков для международного бренда мы совместно с заказчиком проанализировали результаты испытаний на безопасность.

Мы обнаружили, что миграция стронция может значительно различаться в зависимости от того, присутствует ли тлеющий материал в следующем виде:

• сырой фотолюминесцентный пигмент;
• высококонцентрированная светящаяся мастербатч; или
• более низкая концентрация светящегося пигмента, равномерно распределенного по всему конечному пластиковому изделию, полученному методом литья под давлением.

Другими словами:

На миграцию стронция влияют не только свойства самого порошка для свечения, но и то, как пигмент присутствует в готовом материале, насколько хорошо он инкапсулирован и в каком количестве.

Поэтому мы провели дополнительные испытания на соответствие стандарту EN 71-3 для светящейся мастербатчи.

Результаты испытаний показали, что мастербатч соответствует требованиям стандарта EN 71-3.

Впоследствии заказчик завершил другие необходимые проверки безопасности и соответствия нормативным требованиям для готового продукта. Соответствующие испытания были успешно завершены, и продукт в конечном итоге был выпущен на рынок.

Данный случай демонстрирует, что безопасность всего готового светящегося в темноте изделия не следует оценивать только по результатам испытаний исходного светящегося пигмента в соответствии со стандартом EN 71-3.

Для более содержательной оценки следует учитывать фактический состав, основу, уровень добавления, структуру продукта и материал, с которым потребители могут непосредственно контактировать.

5. Почему некоторые изделия с поверхностным покрытием всё же могут выйти из строя?

Не каждый готовый продукт, содержащий светящийся в темноте порошок, ведет себя так же, как пластик, полученный методом литья под давлением.

Например, если фотолюминесцентный пигмент включен в поверхностное чернильное или лакокрасочное покрытие, и затвердевшее покрытие все еще можно соскоблить или удалить с поверхности изделия, то условия воздействия светящегося материала будут сильно отличаться от условий воздействия пигмента, инкапсулированного в пластик, полученный методом литья под давлением.

Мы уже сталкивались с проектами подобного рода.

А светящееся в темноте покрытие Было нанесено покрытие на поверхность тканевой игрушки. Заказчик провел испытания по стандарту EN 71-3 на реальном покрытии, соскобленном с поверхности изделия, и результат показал чрезмерную миграцию стронция.

Это не противоречит приведенному выше примеру с пластиковым стаканчиком.

Вместо этого, оно демонстрирует важный момент:

Конечное физическое состояние тлеющего вещества может напрямую влиять на миграционное поведение и оценку безопасности.

Частицы светящегося пигмента, достаточно хорошо инкапсулированные в пластик, как правило, с меньшей вероятностью будут подвергаться прямому воздействию.

Напротив, частицы свечения, содержащиеся в поверхностном покрытии, которые можно соскоблить или стереть, с большей вероятностью обнажатся во время эксплуатации.

По этой причине в областях применения с большей вероятностью прямого воздействия может потребоваться более строгий учет миграционных свойств самого тлеющего материала.

6. Чем отличается светящийся порошок сульфида цинка?

Помимо порошка алюмината стронция с длительным послесвечением, существует еще один традиционный тип фотолюминесцентного материала с кратковременным свечением:

Сульфид цинка (ZnS)

Сульфат цинка (ZnS) имеет иной химический состав, чем алюминат стронция, и не содержит стронция (Sr).

Следовательно, в нем отсутствует проблема высокой миграции стронция, характерная для тлеющего порошка алюмината стронция.

Мы наблюдали реальные случаи, когда светящийся пигмент на основе сульфида цинка прошел испытания по стандарту EN 71-3.

Однако следует отметить важное различие:

Стандарт EN 71-3 PASS не означает, что материал автоматически безопасен для любого возможного применения.

Стандарт EN 71-3 оценивает риск миграции 19 указанных элементов или видов элементов, охватываемых стандартом.

Это не единая всеобъемлющая оценка безопасности, охватывающая все возможные химические, токсикологические риски, риски, связанные с контактом с пищевыми продуктами, или риски, связанные с длительным применением.

Например, ZnS может выделять сероводород в сильнокислотных условиях. Этот тип проблемы невозможно полностью оценить, просто получив результат «ПРОЙДЕНО» по стандарту EN 71-3.

Поэтому, независимо от того, используется ли алюминат стронция или сульфид цинка, выбор материала должен осуществляться в соответствии с фактическим применением и ожидаемыми условиями эксплуатации готового изделия.

7. Что следует тестировать: исходный пигмент, обработанный светящийся материал или готовый продукт?

Не существует единого ответа, подходящего для всех светящихся в темноте изделий.

Более важный вопрос:

С каким именно светящимся материалом потребитель будет соприкасаться в готовом изделии?

Если светящийся порошок остается непосредственно подверженным воздействию окружающей среды в форме, близкой к исходному пигменту, то тестирование самого исходного пигмента может иметь большое значение.

Если светящийся порошок уже добавлен в чернила, покрытие, пластик, силикон или другой материал, и потребитель контактирует непосредственно с обработанным материалом, а не с открытым порошком, то в идеале тестовый образец должен максимально точно отражать это фактическое состояние.

В зависимости от конечного материала и способа получения образца, это может соответствовать соответствующей категории материалов EN 71-3, например:

Категория II — Жидкие или липкие материалы

или

Категория III — Соскобленные материалы

Другими словами:

Образец для тестирования должен представлять собой материал, с которым потребители могут реально контактировать, а не требовать автоматического тестирования исходного светящегося в темноте порошка в рамках каждого проекта.

Вывод: Некачественный исходный пигмент ≠ Небезопасный готовый продукт

В случае обычного порошка алюмината стронция, используемого для тлеющих электронов, Sr является неотъемлемой частью кристаллической структуры.

В условиях кислотной миграции, используемых в стандарте EN 71-3, порошок алюмината стронция может испытывать трудности с соблюдением применимого предела миграции Sr.

Однако это не означает, что каждый готовый продукт, изготовленный с использованием фотолюминесцентного пигмента на основе алюмината стронция, небезопасен.

Физическое состояние и условия воздействия тлеющих частиц могут существенно различаться:

• сырой светящийся порошок;
• обработанные светящиеся материалы;
• и готовые светящиеся в темноте изделия.

Таким образом, для проведения содержательной оценки безопасности следует учитывать следующее:

• подложка, в которую вводится светящийся порошок;
• уровень добавления;
• достаточно ли пигмент инкапсулирован и зафиксирован;
• может ли светящийся материал обнажиться или отделиться;
• и с какими материалами потребители могут непосредственно соприкасаться.

Безопасность готового продукта следует оценивать с учетом фактического физического состояния тлеющего материала, вероятного пути воздействия и предполагаемых условий использования.

Это позволяет получить более научно обоснованную оценку, которая ближе к реальному способу использования готового продукта.