金属眼镜架含钛量对其镍释放量的影响研究

文/那勃 孙旭 吴轶欧 崔建军 李鹏 孟建华 曹维宇

金属眼镜架因其独特的光泽、弹性及质感而深受广大消费者欢迎。目前市场上金属眼镜架的材质种类繁多，主要包括铜合金、镍合金、钛合金、纯钛和镀金等材质。其中，钛及钛合金镜架以其重量轻、耐腐蚀、抗过敏等优点受到不少消费者的青睐[1]。然而，由于纯钛在钎焊性、电镀性、加工性上表现较差，在实际生产中显得比较困难，因此市场上的许多钛镜架皆采用钛包镍材料镜架[2]。然而，镍是一种容易导致皮肤过敏的金属元素，人若长期接触含镍物品，容易导致皮肤出现红肿、溃烂、伤口不易愈合等情况[3]。对于戴金属镜架的消费者而言，一般在镜架与皮肤的接触部分即鬓角和太阳穴附近容易产生过敏现象，从而影响到个人身体健康，造成工作和生活上的不便。

许多国家或地区针对镍过敏的情况进行过调查研究，并颁布了相应的标准或方法。例如在欧洲，大约有12%～15%的女性和2%～4%的男性对镍过敏。1994年6月，欧盟颁布了94/27/EC指令，规定了产品相关镍析出量的标准。该指令明确规定：长期与人体皮肤接触的饰品，镍释放量不能超过0.5 μg/cm2·周[4]。我国在镍释放量的规定上起步较晚，目前仅有《GB28480-2012饰品 有害元素限量的规定》和《GB/T28020-2011 饰品 有害元素的测定 X射线荧光光谱法》中规定与人体皮肤长期接触的制品，如耳环、项链、手镯、手链、脚链、戒指、手表表壳、表链、表扣、按扣、搭扣、铆钉、拉链和金属标牌，这些制品与皮肤长期接触部分的镍释放量应小于0.5 μg/cm2·周[5]。

为了探究钛镜架中钛元素含量变化与镍释放量的影响关系，本文参考首饰饰品行业标准《GB/T19719-2005 首饰 镍释放量的测定 光谱法》，采用原子发射光谱法，对不同钛含量镜架进行镍释放量测定。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

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；

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；

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，如无特殊说明，实验所用试剂均为分析用纯水；

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。

1.2 实验过程

选取5副含钛金属镜架，其表层钛含量由能量色散X射线荧光光谱仪测定，测试结果如表1所示。

表1 测试所用镜架中钛元素含量

截取试样镜腿部分，断口用石蜡密封，放入50ML容积带盖塑料小瓶内，加入人工汗液，使试样完全浸没在人工汗液中，加盖密封，放置于恒温鼓风干燥箱，30℃条件下反应一周，同时做参考试片和空白实验。

1.3 镍释放量的测定

镍释放量的测定参考《GB/T19719-2005首饰 镍释放量的测定 光谱法》进行。

2 结果与讨论

2.1 实验数据

按照GB/T19719-2005中规定，将反应后溶液稀释定容，采用等离子体发射光谱仪对标准溶液、空白溶液、参考试片及反应后试液进行镍含量测试。样品测试结果如表2所示。

表2 样品中镍元素浓度

2.2 结果讨论

样品的镍释放量依照GB/T19719-2005计算，其计算公式如下：

式中：d为样品的镍释放量，单位为μ g/(cm2·week)；V为测试溶液体积，单位为毫升（mL）；c1为测试溶液中镍浓度，单位为微克每升（µg/L）；c2为一周后空白实验溶液中的镍浓度，单位为微克每升（µg/L）。a为测试样品表面积，单位为平方厘米（cm2）。

样品1-5的镍释放量计算结果如表3所示。

表3 样品的镍释放量

由表3中数据可以看出，样品2～5均可检测出一定数值的镍释放量，随着镜架中钛含量的降低，其镍释放量呈现明显的上升趋势。样品4和样品5的镍释放量已经超过《GB28480-2012饰品 有害元素限量的规定》中关于与人体皮肤长期接触制品的镍释放量规定上限，可能会对使用者的身体健康产生一定影响，应当引起生产厂家和消费者的足够重视。

由于金属钛为活泼金属，其标准电极电势要远低于金属镍，因此在钛和镍同时存在的情况下，钛会先被氧化，从而在一定程度上减少了镍在溶液中的离子化。因此造成了镍释放量随钛含量降低而逐渐升高的情况。

本次实验所用钛合金镜架，其表面均有“纯钛”或“Pure Titanium”标识，而实际测试中，其钛含量均低于90%，远低于纯钛的要求。消费者在选购镜架时，应当对此多加重视，国家也应尽快出台相应的标准及法律文件加以规范，全面提升金属镜架的安全性能，保证消费者的身心健康，促使眼镜市场日趋科学、良性发展。❑

[1] 杨晓莉，金华. 浅析含钛眼镜架特征[J]. 中国眼镜科技杂志，2010年第1期.

[2] 陈阜南. 钛包镍高级眼镜架材料的研制[J]. 上海金属（有色分册），1991年第3期，第12卷.

[3] 袁军平，李卫，王昶，卢焕洵.首饰镍过敏问题概述[J]. 黄金，2012年第3期，第33卷.

[4] 孟建华，曹维宇，王震寰，赫婷婷，郑艳莹.原子吸收光谱法测定首饰镍释放量的不确定度评定[J]. 分析测试技术与仪器，2012年第1期.

[5] 李志得，王伟，丁雅羽 .金属眼镜架中镍释放量的测试方法[J]. 上海计量测试，2011年第3期.