摘要
兒童玩具向來都是繽紛亮麗、色彩鮮豔,而色彩越鮮豔的色料通常有越高的機會含有重金屬有害物質,當製造商面對這五顏六色的玩具做有害物質管理時應該遍及所有的顏色以可能有機會重疊材料的部位,而實際上使用XRF儀器檢測時應注意材料的均質、厚度等情況。
兒童玩具向來都是繽紛亮麗、色彩鮮豔,前陣子被新聞踢爆的憤怒鳥重金屬有害物質濃度超標,更是色彩鮮艷的絕佳案例之一,而色彩越鮮豔的色料通常有越高的機會含有重金屬有害物質,因此,不論是歐盟EN71還是美國的CPSAI都是針對12歲以下兒童設計生產的消費品訂定法規來保障其安全性,其中CPSIA在鉛的油漆及塗料以及底材的有害物質管制濃度分別為90ppm以及100ppm,因此,當製造商面對這五顏六色的玩具做有害物質管理時應該遍及所有的顏色以可能有機會重疊材料的部位。
有害物質檢測應注意事項
當製造商/貿易商/設計公司內部以XRF螢光分析儀進行材料管理檢測時應該注意的事項包括:
1. 每一種顏色部位都需要做檢測,因為不同顏色鉛的濃度值原則上會有差異。
2. 相近顏色在不同部位需要重複檢測
► 原因包括:
不確定材料是否為均勻材質且凹凸不平
在凹凸不平的外觀下無法確定除了眼睛看到的材料顏色下面是否還覆蓋有其他的顏色材料或者有其他的材質,因此建議就算是相同顏色只要是不同部位還是需要檢測的。
- 鋼鐵廠副產品 – 轉爐石成為道路瀝青
全球的鋼鐵廠每年約產出1.5億噸以上的轉爐石副產品,台灣國內鋼鐵廠配合政府計畫將轉爐石資源化,將轉爐石應用在道路的瀝青,磨損低、穩定性高、抗滑性佳等多項優點,目前已經在高雄市的道路上實際鋪設。 - 電子廢棄物 – 隱藏的金礦山
根據一份聯合國關於電子廢棄物的報告,全球每年平均產生的電子垃圾高達五千萬噸,但其中只有兩成被回收。電子廢棄物中含有大量的貴金屬,台灣許多廠商看到了其中的商機,將電子廢棄物中的貴金屬分離出來,這些電子廢棄物儼然成為一座隱藏的金礦山,等待擁有技術的人來開採。 - 水泥業 – 跨產業的循環經濟
在環境議題中被視為大敵的水泥業,在循環經濟中卻可以成為一個重要角色。水泥的原料是石灰石、黏土、矽砂、鐵砂等,在循環經濟的概念下,來源不只是開挖自然環境,可以從煉鋼廠甚至是燃煤發電廠獲得;就連塑膠廢棄物,例如PP和PE因為高熱值的特性,成為能源的來源。其他產業頭痛的廢棄物因為水泥業搖身一變獲得價值,成為循環經濟中的一員。 - 國外的循環經濟 – 荷蘭把廢水變資源
荷蘭廢水處理公司,發現在某些管線中總會附著一層白色結晶物,若不定期處理會使得管線堵塞,整個汙水系統無法運作。後來發現這些結晶物是俗稱為鳥糞石的高品質磷礦石,另外在汙水與淤泥中也發現含有磷的成份。每年可以從其中取得約一千公噸的磷,這些物質可以經過加工後成為肥料,成為農業的一大助力。
不確定材料的厚度
以圖片中的黃色門框【Yellow Window】為例子,黃門框很可能是空心或者很薄,因此當XRF分析儀打上去時接收到的訊號就可能包括黃色門框以背後紅色的門,因此,黃色門框以及紅色小青蛙的 【Yellow Hat1】以及另一測的【Yellow Hat2】這三個部位都需要進行檢測,以對黃色色料進行完整的分析。
材料顏色相同或相近不確定有害物質的濃度是否相同
同樣以上圖為例【Yellow Hat1】、【Yellow Hat2】、【Yellow Window】顏色雖然相近,由於價格壓力大製造商為提高利潤,作業主要為家庭代工模式,製造商通常將各部件外包給家庭代工進行人工上色,最後再由工廠進行個部件的組裝,而上色的塗料通常會交給代工者自行添加溶劑進行稀釋的,因此,就可可發生稀釋後的濃度不一,或者稀釋的過程中添加了不明溶劑導致塗料被污染
(案例說明: http://www.tisamax.com/article/view/88 。在利潤成本考量之下,材料的採購也通常是價格取向品質其次,因此如果製造商沒有長久經營配合的材料供應商,材料的品質就更難以掌握,因此這三個部位都需要進行檢測,以取得色料的完整分析。
測試案例分析
從測試結果來分析【Yellow Hat1】、【Yellow Hat2】、【Yellow Window】三個部位雖然都有檢測出共同的元素,但明顯地可以從能譜圖上看出
♦ 【Yellow Hat1】與【Yellow Window】的CPS高、波鋒清楚明顯,濃度高。
♦ 【Yellow Hat2】的CPS相對少、波鋒較低,濃度低。
從這次的案例得知,【Yellow Hat1】、【Yellow Hat2】雖然就在同一個部位材質是相同,但卻可能因為材料的厚度/平整度不一,或者上色的塗料不是同,因此,最後在CPS、波峰以及測試濃度有差距,而【Yellow Hat1】、【Yellow Window】雖然位置不同,但從檢測結果看來,不論是CPS還是波峰其結果反而比較一致。而如果以XRF分析儀檢測時僅僅挑選【Yellow Hat2】做測試,並且以單一測試結果進行判斷,而沒有再對【Yellow Hat1】、【Yellow Window】二個部位做測試,則材料的風險部位就會明顯的升高。
XRF螢光分析儀除了可以快速篩檢有害物質濃度,對於眼睛無法以【眼見為憑】透視到的材料更XRF螢光分析儀可以自動進行材質判定,並且在XRF分析儀上配有CCD鏡頭可以即時看到檢測部位影像,且檢測同時就拍照存證,如上圖中的【Yellow Hat1】黃色部位、【白色眼球】部位就可以清楚分辨。
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