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佩戴时长对金属镜架镍释放量的影响研究

2017-11-01那勃缪晖黄嘉吴轶欧崔建军李鹏曹维宇

消费导刊 2017年16期
关键词:眼镜架镜腿镜架

那勃 缪晖 黄嘉 吴轶欧 崔建军 李鹏 曹维宇

天津市产品质量监督检测技术研究院

佩戴时长对金属镜架镍释放量的影响研究

那勃 缪晖 黄嘉 吴轶欧 崔建军 李鹏 曹维宇

天津市产品质量监督检测技术研究院

眼镜已经成为中国人日常生活中必备的消费品。金属镜架因其独特的光泽、弹性及质感而深受广大消费者欢迎。然而,金属镜架常常含有镍,镍是一种对人体有害的元素。采用磨损实验的方法对金属镜架的镜腿部分进行镍释放量测试。结果表明,随着佩戴时间的增加,镍释放量呈现先升高后降低的趋势。镍释放量的变化趋势与表面镀层的磨损情况相关,应引起厂家和消费者的足够重视。

镍释放量 金属镜架 佩戴时长

我国存在着庞大的近视人群,根据最新的近视患病率报告,我国6岁儿童的近视率为12.2%,到了17岁,近视率高达84.6%[1]。眼镜因为具有一定的视力矫正和保护作用,已经成为中国人日常生活中必备的消费品。此外,也有部分消费者因为美观或遮挡阳光而选择佩戴眼镜。我国大约有8亿眼镜消费者,是世界上最大的眼镜生产、出口和消费国[2]。眼镜根据其镜架材料分类主要分为金属镜架和非金属镜架两种类别,其中,金属镜架因其独特的光泽、弹性及质感而深受广大消费者欢迎。不过,金属眼镜架中往往含有镍元素,含镍镜架长期与人体接触会释放出镍离子,镍离子被皮肤吸收后可引起皮肤过敏,产生红肿、溃烂等现象。若皮肤进一步暴露于可溶性镍盐中,会产生过敏性接触皮炎,接触镍后会导致皮肤过敏[3-5]。

我国现行的眼镜架检测标准中[6-7],并没有规定镍释放量的测试方法。与之相反,首饰行业已经颁布了两种测试镍释放量的标准[8-9]。此前,已有学者成功报道了饰品、仿真饰品及服装配饰的镍释放量测试[10-14]。首饰饰品与眼镜架存在类似之处,均与皮肤长时间接触,且会与人体汗液有直接接触。因此,金属眼镜架在测试镍释放量这一项目上,可以参考饰品镍释放量标准的实验方法。此前,天津市消费者协会发布发布太阳镜比较试验报告。报告显示,13组样品镍释放量试验数值较高[15]。而研究佩戴时长与镍释放量的关系,对于改进镜架工艺,推进眼镜行业健康发展有着重要意义。

一、实验部分

(一)仪器与试剂

恒温鼓风干燥箱,天津市华北试验仪器有限公司,101-1BN;等离子体发射光谱仪,美国瓦里安公司,715-ES;磨损实验仪(符合GB/T28485-2012要求);能量色散X荧光光谱仪,美国杰维JVAR公司,EX-3600;超纯水制备系统,默克化工技术(上海)有限公司,明澈-D 24UV;金属眼镜架(实验前已用X射线荧光光谱仪测试其表层含镍);石蜡(电镀行业用);镍释放量参考试片(其镍释放量符合GB/T19719-2005中规定);人工汗液(按照GB/T19719-2005中说明进行配制);镍元素标准溶液,编号GSB 04-1740-2004,1000 μg/mL,实验前预先稀释成浓度为1、2、3、5、10 μg/mL的标准溶液系列;乳酸(分析纯);氯化钠(分析纯)。

(二)实验

1.腐蚀实验

由于金属镜架与人体接触部分为镜腿,故选取镜腿作为实验原料。

按照GB/T28485-2012要求,用乳酸和氯化钠配制腐蚀溶液。将镜腿悬挂于预先加入腐蚀溶液的带盖玻璃管中,加盖密封,放入50℃烘箱中加热2h。取出样品,用去离子水小心清洗,干燥1h。然后立即进行磨损实验。

2.磨损实验

按照GB/T28485-2012要求配好磨损介质,并将样品固定在磨损实验仪滚筒内。为了模拟不同佩戴时长及年份,实验用时根据标准所规定滚筒旋转时间进行了修改[16],滚筒旋转时长及模拟佩戴时长如表1所示。

表1 滚筒旋转时间及模拟佩戴时长Tab.1 Rolling time of the roller and simulated time of wear

二、结果与讨论

(一)镍释放量测试及结果

将磨损后的样品按照GB/T19719-2005规定方法处理,将磨损后的镜腿截成一定长度,断口用石蜡密封。放入带盖小瓶内,小瓶中加入恰好足以浸没镜架的人工汗液。放入30℃烘箱中反应一周,同时做参考试片和空白实验。

一周后,将镜腿取出,用去离子水小心冲洗,冲洗液合并入溶液中,定容。用ICP光谱仪测试其镍含量,测试结果按照GB/T19719-2005中公式计算镍释放量,结算结果如表2所示。

表2 不同模拟佩戴时长及镍释放量Tab.1 Simulated time of wear and nickel release

(二)结果讨论

从表2数据可以看出,随着磨损时间及模拟佩戴时间的增加,样品镍释放量呈现出先升高后降低的趋势。实验的开始阶段,随着磨损时间的增加,镜腿表面镀层被不断打磨,形成许多肉眼可见的微小细纹。这些细纹的增加实际上增加了样品与人工汗液接触的表面积。在单位时间内,同样的含镍镜架与人工汗液接触的表面积越大,其溶解出的镍离子越多,造成镍释放量逐渐增加。而随着磨损的进一步进行,当磨损时间达到12.5小时,镍释放量数值达到最大,之后呈现非常明显的减小趋势。镍释放量的减小是由于在较长的磨损时间下,样品表面的镀层几乎被磨光,而镜腿基体材料通过X射线荧光光谱仪测试主成分为铜,未检出镍元素,证明其镍释放量主要由于镀层材料导致。因此,当佩戴时间较长的情况下,随着镜架表层含镍部分的磨损,镍释放量呈现减小趋势。当继续磨损时,在模拟佩戴的第7和第8年,镍释放量只呈现出很小的变化趋势,基本上反映了基体材料的镍释放量。

三、结论

用磨损实验仪对金属镜腿进行了磨损实验,分析磨损时间与镍释放量之间的关系。结果表明,随着磨损时间的增加,镜腿的镍释放量呈现出先升高后降低的趋势,这是由于镜腿表面镀层的磨损情况导致的。镍释放量的变化趋势与表面镀层的磨损情况相关,应引起厂家和消费者的足够重视。镍释放量超过国家标准规定可能会对消费者身体产生不利影响,因此眼镜厂商应积极改善生产工艺,尽量减少镍及镍镀层的应用,以便进一步提升产品质量,提高产品竞争力。

[1]王心蕾. 中国儿童近视的科学预防和控制[J]. 医院与科学,2017(1):146-148.

[2]吕翔,周素珍,严吉. 金属眼镜架中镍释放量检测及对人体危害性评估[J]. 中国眼镜科技杂志,2015(1):146-148.

[3]吴轶欧,窦富起,那勃,等. 金属眼镜架镍析出量检测技术研究[J].天津科技,2015(4):22-23.

[4]杨鹔,王浩杰,张帆,等. K金首饰中镍含量与镍释放量关系研究[J].贵金属,2016,37(S1):139-142.

[5]丁晓,方邢有,郑朝辉,等. 火焰原子吸收光谱法测定金属纽扣中的镍释放量[J]. 分析试验室,2010(S1):422-423.

[6]GB/T14214-2003 眼镜架 通用要求和试验方法

[7]林远洪.关于眼镜架镍释放量现状和检测方法的研究[J]. 中国标准化,2017,(10):31-32.

[8]GB/T19719-2005 首饰 镍释放量的测定 光谱法

[9]GB/T28485-2012 镀层饰品 镍释放量的测定 磨损和腐蚀模拟法

[10]卫碧文,杨荣静,吴宾芬,等. 饰品中镍释放量的安全评估方法[J].中国科技成果,2016 , 17 (2) :9-11.

[11]许菲菲,赵梅荣,柴明青. 仿真饰品中镍释放量测定能力验证的组织与实施[J]. 化学分析计量, 2014 (1) :89-91.

[12]许菲菲,姜士磊,柴明青. 镍释放量标准物质的研制[J]. 化学分析计量, 2016 , 25 (3) :8-11.

[13]钱丹,庄佳丽,包冬女. 镀镍金属钮扣中镍释放量的评价[J]. 纺织检测与标准, 2015 (3) :8-12.

[14]许菲菲,朱隽,赵梅荣. 电感耦合等离子体发射光谱法测定仿真首饰中镍释放量[J]. 化学分析计量, 2012 , 21 (5) :37-39.

[15]市消协.天津市消费者协会太阳镜比较试验报告[J].天津市场和质量监督管理,2017,(1&2):83-92.

[16]孟建华,马国富,曹维宇,等.模拟首饰佩戴中有害元素释放量的研究[J].化学分析计量,2012,21(3):31-34.

那勃(1987-),男,满族,博士学历,工程师。

天津市市场和质量监督管理委员会科技计划项目(2016-W15)。

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