佩戴時(shí)長對(duì)金屬鏡架鎳釋放量的影響研究

那勃 繆暉 黃嘉 吳軼歐 崔建軍 李鵬 曹維宇

天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院

佩戴時(shí)長對(duì)金屬鏡架鎳釋放量的影響研究

那勃 繆暉 黃嘉 吳軼歐 崔建軍 李鵬 曹維宇

天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院

眼鏡已經(jīng)成為中國人日常生活中必備的消費(fèi)品。金屬鏡架因其獨(dú)特的光澤、彈性及質(zhì)感而深受廣大消費(fèi)者歡迎。然而，金屬鏡架常常含有鎳，鎳是一種對(duì)人體有害的元素。采用磨損實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)金屬鏡架的鏡腿部分進(jìn)行鎳釋放量測試。結(jié)果表明，隨著佩戴時(shí)間的增加，鎳釋放量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。鎳釋放量的變化趨勢(shì)與表面鍍層的磨損情況相關(guān)，應(yīng)引起廠家和消費(fèi)者的足夠重視。

鎳釋放量 金屬鏡架 佩戴時(shí)長

我國存在著龐大的近視人群，根據(jù)最新的近視患病率報(bào)告，我國6歲兒童的近視率為12.2%，到了17歲，近視率高達(dá)84.6%[1]。眼鏡因?yàn)榫哂幸欢ǖ囊暳ΤC正和保護(hù)作用，已經(jīng)成為中國人日常生活中必備的消費(fèi)品。此外，也有部分消費(fèi)者因?yàn)槊烙^或遮擋陽光而選擇佩戴眼鏡。我國大約有8億眼鏡消費(fèi)者，是世界上最大的眼鏡生產(chǎn)、出口和消費(fèi)國[2]。眼鏡根據(jù)其鏡架材料分類主要分為金屬鏡架和非金屬鏡架兩種類別，其中，金屬鏡架因其獨(dú)特的光澤、彈性及質(zhì)感而深受廣大消費(fèi)者歡迎。不過，金屬眼鏡架中往往含有鎳元素，含鎳鏡架長期與人體接觸會(huì)釋放出鎳離子，鎳離子被皮膚吸收后可引起皮膚過敏，產(chǎn)生紅腫、潰爛等現(xiàn)象。若皮膚進(jìn)一步暴露于可溶性鎳鹽中，會(huì)產(chǎn)生過敏性接觸皮炎，接觸鎳后會(huì)導(dǎo)致皮膚過敏[3-5]。

我國現(xiàn)行的眼鏡架檢測標(biāo)準(zhǔn)中[6-7]，并沒有規(guī)定鎳釋放量的測試方法。與之相反，首飾行業(yè)已經(jīng)頒布了兩種測試鎳釋放量的標(biāo)準(zhǔn)[8-9]。此前，已有學(xué)者成功報(bào)道了飾品、仿真飾品及服裝配飾的鎳釋放量測試[10-14]。首飾飾品與眼鏡架存在類似之處，均與皮膚長時(shí)間接觸，且會(huì)與人體汗液有直接接觸。因此，金屬眼鏡架在測試鎳釋放量這一項(xiàng)目上，可以參考飾品鎳釋放量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)方法。此前，天津市消費(fèi)者協(xié)會(huì)發(fā)布發(fā)布太陽鏡比較試驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告顯示，13組樣品鎳釋放量試驗(yàn)數(shù)值較高[15]。而研究佩戴時(shí)長與鎳釋放量的關(guān)系，對(duì)于改進(jìn)鏡架工藝，推進(jìn)眼鏡行業(yè)健康發(fā)展有著重要意義。

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）儀器與試劑

恒溫鼓風(fēng)干燥箱，天津市華北試驗(yàn)儀器有限公司，101-1BN；等離子體發(fā)射光譜儀，美國瓦里安公司，715-ES；磨損實(shí)驗(yàn)儀（符合GB/T28485-2012要求）；能量色散X熒光光譜儀，美國杰維JVAR公司，EX-3600；超純水制備系統(tǒng)，默克化工技術(shù)（上海）有限公司，明澈-D 24UV；金屬眼鏡架（實(shí)驗(yàn)前已用X射線熒光光譜儀測試其表層含鎳）；石蠟（電鍍行業(yè)用）；鎳釋放量參考試片（其鎳釋放量符合GB/T19719-2005中規(guī)定）；人工汗液（按照GB/T19719-2005中說明進(jìn)行配制）；鎳元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，編號(hào)GSB 04-1740-2004，1000 μg/mL，實(shí)驗(yàn)前預(yù)先稀釋成濃度為1、2、3、5、10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列；乳酸（分析純）；氯化鈉（分析純）。

（二）實(shí)驗(yàn)

1.腐蝕實(shí)驗(yàn)

由于金屬鏡架與人體接觸部分為鏡腿，故選取鏡腿作為實(shí)驗(yàn)原料。

按照GB/T28485-2012要求，用乳酸和氯化鈉配制腐蝕溶液。將鏡腿懸掛于預(yù)先加入腐蝕溶液的帶蓋玻璃管中，加蓋密封，放入50℃烘箱中加熱2h。取出樣品，用去離子水小心清洗，干燥1h。然后立即進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)。

2.磨損實(shí)驗(yàn)

按照GB/T28485-2012要求配好磨損介質(zhì)，并將樣品固定在磨損實(shí)驗(yàn)儀滾筒內(nèi)。為了模擬不同佩戴時(shí)長及年份，實(shí)驗(yàn)用時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)間進(jìn)行了修改[16]，滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)長及模擬佩戴時(shí)長如表1所示。

表1 滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)間及模擬佩戴時(shí)長Tab.1 Rolling time of the roller and simulated time of wear

二、結(jié)果與討論

（一）鎳釋放量測試及結(jié)果

將磨損后的樣品按照GB/T19719-2005規(guī)定方法處理，將磨損后的鏡腿截成一定長度，斷口用石蠟密封。放入帶蓋小瓶內(nèi)，小瓶中加入恰好足以浸沒鏡架的人工汗液。放入30℃烘箱中反應(yīng)一周，同時(shí)做參考試片和空白實(shí)驗(yàn)。

一周后，將鏡腿取出，用去離子水小心沖洗，沖洗液合并入溶液中，定容。用ICP光譜儀測試其鎳含量，測試結(jié)果按照GB/T19719-2005中公式計(jì)算鎳釋放量，結(jié)算結(jié)果如表2所示。

表2 不同模擬佩戴時(shí)長及鎳釋放量Tab.1 Simulated time of wear and nickel release

（二）結(jié)果討論

從表2數(shù)據(jù)可以看出，隨著磨損時(shí)間及模擬佩戴時(shí)間的增加，樣品鎳釋放量呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)的開始階段，隨著磨損時(shí)間的增加，鏡腿表面鍍層被不斷打磨，形成許多肉眼可見的微小細(xì)紋。這些細(xì)紋的增加實(shí)際上增加了樣品與人工汗液接觸的表面積。在單位時(shí)間內(nèi)，同樣的含鎳鏡架與人工汗液接觸的表面積越大，其溶解出的鎳離子越多，造成鎳釋放量逐漸增加。而隨著磨損的進(jìn)一步進(jìn)行，當(dāng)磨損時(shí)間達(dá)到12.5小時(shí)，鎳釋放量數(shù)值達(dá)到最大，之后呈現(xiàn)非常明顯的減小趨勢(shì)。鎳釋放量的減小是由于在較長的磨損時(shí)間下，樣品表面的鍍層幾乎被磨光，而鏡腿基體材料通過X射線熒光光譜儀測試主成分為銅，未檢出鎳元素，證明其鎳釋放量主要由于鍍層材料導(dǎo)致。因此，當(dāng)佩戴時(shí)間較長的情況下，隨著鏡架表層含鎳部分的磨損，鎳釋放量呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。當(dāng)繼續(xù)磨損時(shí)，在模擬佩戴的第7和第8年，鎳釋放量只呈現(xiàn)出很小的變化趨勢(shì)，基本上反映了基體材料的鎳釋放量。

三、結(jié)論

用磨損實(shí)驗(yàn)儀對(duì)金屬鏡腿進(jìn)行了磨損實(shí)驗(yàn)，分析磨損時(shí)間與鎳釋放量之間的關(guān)系。結(jié)果表明，隨著磨損時(shí)間的增加，鏡腿的鎳釋放量呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，這是由于鏡腿表面鍍層的磨損情況導(dǎo)致的。鎳釋放量的變化趨勢(shì)與表面鍍層的磨損情況相關(guān)，應(yīng)引起廠家和消費(fèi)者的足夠重視。鎳釋放量超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可能會(huì)對(duì)消費(fèi)者身體產(chǎn)生不利影響，因此眼鏡廠商應(yīng)積極改善生產(chǎn)工藝，盡量減少鎳及鎳鍍層的應(yīng)用，以便進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品競爭力。

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那勃（1987-），男，滿族，博士學(xué)歷，工程師。

天津市市場和質(zhì)量監(jiān)督管理委員會(huì)科技計(jì)劃項(xiàng)目（2016-W15）。