金属饰品、表带、眼镜框等产品使用一段时间后接触皮肤的位置出现红肿、瘙痒,甚至形成湿疹样的皮疹,这类皮肤问题在国内外的消费者身上都相对普遍。造成这类反应的原因之一,是产品表面涂层在长期摩擦及汗水侵蚀下逐渐释放出过量的镍离子。镍是导致过敏性皮肤反应最为常见的一种金属元素。PEGASIL EL-58镍释放量测试仪专门用于样品在模拟日常磨损和汗液接触条件下镍析出的检测。以下介绍该测试仪的使用流程和分析方法。
一、仪器工作原理与检测标准
镍释放检测的一般原理分为两种:适用于无电镀涂层产品的镍释出量测试EN 1811,以及适用于电镀涂层物件在磨损和腐蚀条件下释放镍量的测试EN 12472。EL-58测试仪主要依据EN 12472:2005《模拟带涂层物品的加速磨损和腐蚀以检测镍释放的方法》,通过模拟与皮肤长期接触的涂层物品在使用过程中因摩擦和汗水造成的磨损与腐蚀,评估涂层的镍释放风险。
设备前面板配置有电源、启动、停止和紧急四个功能按钮,并安装了数字仪表用于编程测试时间。仪器转速稳定在30±2转/分钟,最大承载能力为10kg。
二、涂层类产品的样品准备与预磨损处理
对于表面带有电镀或喷涂涂层的产品(如饰品、手表、眼镜框、拉链、铆钉等),在正式浸泡检测之前,必须先进行磨损前处理。
待测试样品被放入已加入磨料碎片和润湿剂的转筒容器中,容器持续旋转使测试件与磨料摩擦,从而模拟产品在正常使用过程中涂层因日常佩戴和活动产生的磨损。预磨损处理完成后,样品才能进入下一阶段的汗液浸泡。部分标准规定该磨损过程需要模拟约两年的日常使用程度。
三、样品脱脂与人工汗液浸泡
预磨损处理完成后,进入涂层镍释放浸泡检测阶段。
① 脱脂处理。 在室温下,将样品放入脱脂剂中缓慢摇动约2分钟,之后用去离子水充分冲洗干净,去除表面的油污和杂质。
② 配制人工汗液。 汗液由特定成分组成:0.5%氯化钠、0.1%乳酸、0.1%尿素,pH值调节至6.4至6.6之间,以模拟人体汗液的化学环境。汗液用量按样品表面积计算:一般每平方厘米样品表面积加入约1毫升测试液。
③ 恒温浸泡。 将处理后的样品浸入汗水溶液中并密封容器,置于恒温设备中在30±2℃条件下持续168小时(7天),以模拟产品与人体皮肤长时间的接触过程。浸泡期结束后,取出样品并用少量去离子水冲洗,将冲洗液和原测试液合并备用。
对于无镀层的产品(如不锈钢制品),EL-58镍释放量测试仪通常不用于其磨损前处理,但测试过程中也可直接按EN 1811标准进行汗液浸泡及后续分析,标准与涂层产品的判据保持一致。
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四、镍释放量分析与阈值判定
镍释放量的浸泡液样品收集与测定阶段不再依赖EL-58仪器完成。
① 酸化处理。 收集到的测试液需加入稀硝酸进行酸化处理,使最终溶液中硝酸含量约为1%,防止镍离子再沉淀。
② 定量分析。 采用原子吸收光谱法(AAS) 或电感耦合等离子体光谱法(ICP-OES) 等专业分析仪器,测定测试液中溶解的镍的总浓度。
③ 结果计算与判定。 根据标准曲线法计算出镍的释出量,结果以“微克/每平方厘米/每周(μg/cm²/week)”为单位。根据欧盟REACH法规附录17第27项要求,长期与皮肤直接接触的产品镍释放量不得超过0.5 μg/cm²/week;穿刺耳孔等身体部位的部件限制更为严格,不得超过0.2 μg/cm²/week。
五、其他注意事项
对于涂层中镍金属存在不确定性的情况,EN 1811:2023标准明确要求同时使用两种测试方法,即EN 12472(磨损和腐蚀模拟法)与单独使用EN 1811进行对比评估。此外,用于磨损处理的磨料片、润湿剂等相关耗材须对照相关标准进行配置及验收,否则检测结果的有效性可能无法得到采信。
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