佩戴時長對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)品質量監(jiān)督檢測技術研究院

佩戴時長對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)品質量監(jiān)督檢測技術研究院

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

鎳釋放量 金屬鏡架 佩戴時長

我國存在著龐大的近視人群，根據(jù)最新的近視患病率報告，我國6歲兒童的近視率為12.2%，到了17歲，近視率高達84.6%[1]。眼鏡因為具有一定的視力矯正和保護作用，已經(jīng)成為中國人日常生活中必備的消費品。此外，也有部分消費者因為美觀或遮擋陽光而選擇佩戴眼鏡。我國大約有8億眼鏡消費者，是世界上最大的眼鏡生產(chǎn)、出口和消費國[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，金屬鏡架因其獨特的光澤、彈性及質感而深受廣大消費者歡迎。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。若皮膚進一步暴露于可溶性鎳鹽中，會產(chǎn)生過敏性接觸皮炎，接觸鎳后會導致皮膚過敏[3-5]。

我國現(xiàn)行的眼鏡架檢測標準中[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準[8-9]。此前，已有學者成功報道了飾品、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，均與皮膚長時間接觸，且會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目上，可以參考飾品鎳釋放量標準的實驗方法。此前，天津市消費者協(xié)會發(fā)布發(fā)布太陽鏡比較試驗報告。報告顯示，13組樣品鎳釋放量試驗數(shù)值較高[15]。而研究佩戴時長與鎳釋放量的關系，對于改進鏡架工藝，推進眼鏡行業(yè)健康發(fā)展有著重要意義。

一、實驗部分

（一）儀器與試劑

恒溫鼓風干燥箱，天津市華北試驗儀器有限公司，101-1BN；等離子體發(fā)射光譜儀，美國瓦里安公司，715-ES；磨損實驗儀（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（上海）有限公司，明澈-D 24UV；金屬眼鏡架（實驗前已用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中說明進行配制）；鎳元素標準溶液，編號GSB 04-1740-2004，1000 μg/mL，實驗前預先稀釋成濃度為1、2、3、5、10 μg/mL的標準溶液系列；乳酸（分析純）；氯化鈉（分析純）。

（二）實驗

1.腐蝕實驗

由于金屬鏡架與人體接觸部分為鏡腿，故選取鏡腿作為實驗原料。

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。然后立即進行磨損實驗。

2.磨損實驗

按照GB/T28485-2012要求配好磨損介質，并將樣品固定在磨損實驗儀滾筒內。為了模擬不同佩戴時長及年份，實驗用時根據(jù)標準所規(guī)定滾筒旋轉時間進行了修改[16]，滾筒旋轉時長及模擬佩戴時長如表1所示。

表1 滾筒旋轉時間及模擬佩戴時長Tab.1 Rolling time of the roller and simulated time of wear

二、結果與討論

（一）鎳釋放量測試及結果

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，小瓶中加入恰好足以浸沒鏡架的人工汗液。放入30℃烘箱中反應一周，同時做參考試片和空白實驗。

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，測試結果按照GB/T19719-2005中公式計算鎳釋放量，結算結果如表2所示。

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

（二）結果討論

從表2數(shù)據(jù)可以看出，隨著磨損時間及模擬佩戴時間的增加，樣品鎳釋放量呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。實驗的開始階段，隨著磨損時間的增加，鏡腿表面鍍層被不斷打磨，形成許多肉眼可見的微小細紋。這些細紋的增加實際上增加了樣品與人工汗液接觸的表面積。在單位時間內，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。而隨著磨損的進一步進行，當磨損時間達到12.5小時，鎳釋放量數(shù)值達到最大，之后呈現(xiàn)非常明顯的減小趨勢。鎳釋放量的減小是由于在較長的磨損時間下，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致。因此，當佩戴時間較長的情況下，隨著鏡架表層含鎳部分的磨損，鎳釋放量呈現(xiàn)減小趨勢。當繼續(xù)磨損時，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，基本上反映了基體材料的鎳釋放量。

三、結論

用磨損實驗儀對金屬鏡腿進行了磨損實驗，分析磨損時間與鎳釋放量之間的關系。結果表明，隨著磨損時間的增加，鏡腿的鎳釋放量呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，這是由于鏡腿表面鍍層的磨損情況導致的。鎳釋放量的變化趨勢與表面鍍層的磨損情況相關，應引起廠家和消費者的足夠重視。鎳釋放量超過國家標準規(guī)定可能會對消費者身體產(chǎn)生不利影響，因此眼鏡廠商應積極改善生產(chǎn)工藝，盡量減少鎳及鎳鍍層的應用，以便進一步提升產(chǎn)品質量，提高產(chǎn)品競爭力。

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[8]GB/T19719-2005 首飾 鎳釋放量的測定 光譜法

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那勃（1987-），男，滿族，博士學歷，工程師。

天津市市場和質量監(jiān)督管理委員會科技計劃項目（2016-W15）。