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  <8> KTRニュース

 

 

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第 1回 「LD50(エルディーゴジュウ)」について
第 2回 「ストレスクラック」について
第 3回 促進試験について
第 4回 N(ニュートン)について
第 5回 製品の安全性(有害物質について)
第 6回 分析について
第 7回 「品質工学」(タグチメソッド)について 1
第 8回 「品質工学」(タグチメソッド)について 2
第 9回 「品質工学」(タグチメソッド)について 3
第10回 VOC(揮発性有機溶剤)シックハウス症候群について
第11回 RoHS(ローズ)について
第12回 安全係数について
第13回 環境マネージメントシステムについて
第14回 アクリルについて
第15回 PBB(ピービービー),PBDE(ピービーディーイー)について
第16回 「可塑剤(かそざい)」について
第17回 「水と油はなぜ混ざらないのか」
第18回 化審法(かしんほう)について
第19回 湿度(しつど)について
第20回 「HACCP(ハサップ)」食品の安全性確保
第21回 「プラスチックの見分け方(赤外分析)」について
第22回 「REACH(リーチ)規制(新化学物質規制)」について
第23回 「積層造形(ラピッドプロトタイピング)」について
第24回 「ボールタック試験(粘着性の試験)」について
第25回 「化学物質の安全性」について
 第15回

★今回は、「PBB(ピービービー),PBDE(ピービーディーイー)」についてです。

「PBB,PBDE」とは、何かと思われている方がほとんどだと思います。 これは、「RoHS(ロース)」の指定有害物質の6物質の中にあるものです。 今回のRoHSの基準制定がなければ、一生おめにかからない物質かもわ かりません。

RoHS「ロース、ローズ」
電気、電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限 に関する指令
特定有害物質 カドミウム、鉛、水銀、6価クロム PBB,PBDEの6つ

PBB,PBDE

それでは、PPB,PBDEとは何でしょうか。
まず、この物質の正式名を紹介いたします。

PBB: ポリ臭化(シュウカ)ビフェニール
polybrominated biphenls
(ポリブロミネイテッドビフェニール)
PBDE: ポリ臭化ジフェニールエーテル
polybrominated diphenyl ethers
(ポリブロミネイテッドジフェニールエーテル)
それぞれの英語名の頭文字を取って略して言われます。

この物質はどんな用途に使われる物なのでしょうか。
この物資はプラスチック(熱可塑性プラスチック)の難燃剤として使われます。
難燃剤とは、高温の場所に使われるプラスチックが燃えないように入れる添加剤のことです。
テレビのケースや、ドライヤーのケース等高温になる可能性があります。その時に、なにかの原因で温度が上がりすぎれば火災にもなりかねません。それで、そのような場所に使われるプラスチックに難燃剤を入れることにより、火災を防ぐようにしているのです。
今回、EUではRoHS基準でPBB,PBDEの使用を禁止しましたが、アメリカでは有害性より火災を防ぐほうが重要として禁止物質にはなっていません。
ちなみに、電気製品の火災はEUの方がアメリカより相当多いそうです。

PBBとPBDEの化学式について説明いたします。

(PBB)
(PBDE)




PBBにBr(臭素)が2個書いてありますが、最大10個の臭素がつきます。
それで、臭素の付く数と付く位置により、PBBには209種類の物が存在することになります。
これは、PBDEでも同じ事で、Br(臭素)が1個から10個まで付き、そして付く位置の組み合わせにより209種類存在します。
そのため、物質名の頭にpoly(多い)の頭文字が付いています。

したがって、PBBとPBDEの分析はかなり手間隙がかかります。

それではもう少し、化学式名につきまして説明いたします。
化学式には接頭語と言うものがあります。数を表す接頭語がよく使われます。

モノ mono 1
di 2 ビス(bisも使う)ビ(bi)
トリ tri 3
テトラ tetra 4
ペンタ penta 5
ヘキサ hexa 6
ヘプタ hepta 7
オクタ octa 8
ノナ nona 9
デカ deca 10
ウンデカ undeca 11
ドデカ dodeca 12
トリデカ trideca 13
ポリ poly 多い

今回のPBB,PBDEはBr(ブロム:臭素)が付いた多くの種類が含まれているので、多い(ポリ:poly)が頭についています。

PBはbi(ビ:2)の接頭後です。フェニール(亀の甲)が2個あることを表しています。
PBEのはdi(ジ)で、おなじ2の接頭語です。
同じ2を表すのに、diとbiがあるのは少しややこしいですが、規則を知ってしまえば、そんなに難しいことはありません。

そこで、これらに個別に対応するだけでは十分ではないので、企業として、全体的に取り組むためにEMS(環境マネージメント)の考えかたがでてきました。
また、これまでは問題が起こってからの対策(後手対策)が主だったのですが、これを事前に防止するための仕組みとしてもEMSが重要視されてきました。

PBBとPBDEとの違いは何でしょうか。
PBBとPBDEの化学式を見てもらいますと、よく似ていますね。
でも、少し違いがあります。
違いは、亀の甲(六角形)と亀の甲が横に2個並んでいますが、そのつながり方が違っています。
PBBの方は線だけでつながっていますが、PBDEの方は線だけでなく-O-と酸素が中に入っています。
このように、酸素(O)がつながったものをエーテルと言います。
ですから、PBDEは最後がE(エーテル)でポリ臭化ジフェニールエーテルと言う名前です。

亀の甲(六角形)はフェニール(phenyl)と呼ばれます。ビフェニールとは、この亀の甲が2つつながっていることを表しています。
したがって、PBBはポリ臭化ビフェニールなので、亀の甲が2個繋がった(ビフェニール)物に臭素(Br:ブロム)が付いた物の集まり(ポリ:poly)であること表しています。

このように、化学式を見ればだいたいの名前が分かり、逆に名前が分かれば化学式がだいたい分かってくるようになります。

化学は敬遠されがちですが、規則が分かってくればだんだん親しみがわいてきます。

では、なぜこの物質が使用禁止物質に指定されたのでしょうか。
一つには、この物質自身が毒性を持っていると言われています。
世界中のほとんどの動物に微量ですが体内に入っているそうです。
それと、これを燃やすとダイオキシン並みの猛毒な臭素化合物が発生する可能性があるそうです。

今回はPBBとPBDEについて説明させてもらいました。化学物質の規制についてはますます厳しくなりそうです。「安全」と「安心」はこれからの商品開発のキーワードになってきそうです。その中で、化学物質の安全性はもっとも重要なものになっています。




 第16回

★今回のテーマは「可塑剤(かそざい)」です。

可塑剤(かそざい)

 

<可塑剤の言葉の説明です>
可塑剤は英語ではplastieizerといいます。プラスチックにするものと言う意味です。
可塑性とは弾性(エラスチック)に対する言葉で、可塑性は力を加えて変形させた時に元にもどらないで、変形したそのままの状態を保つ事を言います。
正確に言えば「可塑剤」よりは、「可塑化剤」と言うほうが分かりやすいでしょう。

<では、可塑剤とはどんな物でしょうか>
可塑剤と言う言葉は聞いたことはあるが、中身がよく分からないと思っておられる方が大部分だと思います。
また、実際に可塑剤その物を見た人はもっと少ないでしょう。可塑剤と言う名前なので「剤」と付いているので、錠剤みたいな固体だと思っている人も多いでしょう。
また、どんな物質に入っていてどんな働きをするものなのでしょうか。
化学物質なので、有害性は無いのか、地球温暖化に影響しないか、人体に蓄積はしないかなどと心配される方もおられると思います。
それでは、順次可塑剤について簡単に説明させていただきます。

<まずは簡単な定義から>
高分子や合成樹脂の軟化時の流動性、硬化時の柔軟性、たわみ性を増し、
成型を容易にするために加える薬品。ポリ塩化ビニル用のDBP(フタル酸ジブチル)DOP(フタル酸ジオクチル)、TCP(リン酸トリクレシル)などがある。
と書いてあります。(マイペデアより)少し分かりにくいですね。それではもう少しやさしく説明させてもらいます。

<もう少しやさしい説明です>
塩化ビニル(塩ビ)には硬質(硬い物、水道管などに使用)と軟質(ビニールと言われデスクマット、レザー等)があります。
この違いは塩化ビニル(塩ビ)の中に含まれている可塑剤の量によります。
軟質塩ビには可塑剤が50%ほど入っています。硬質塩ビにはほとんど入っていません。
可塑剤を塩ビに混ぜると、可塑剤(液体)が塩ビの樹脂(線状高分子)の間に入っていって、線状高分子同士がすべりやすくなり、樹脂が柔らかくなります。
少したとえが違いますが、豚曼(ぶたまん)を蒸すと水蒸気で軟らかくなります。
そして、乾いてしまうと硬くなるようなものです。この豚曼の水蒸気にあたるものが可塑剤です。

<それでは可塑剤にはどのような種類があるのでしょうか>
最も代表的な可塑剤としては、塩化ビニルに用いられるDOP(デーオーピー:フタル酸ジオクチルDioctyl phthalateの頭文字を取ってDOPと言われる:ジオクチルフタレート)があります。
これは、無色透明の粘度の高い液体です。沸点が231度です。ほとんど臭いはありません。外観は、シロップみたいな物です。

代表的な可塑剤の種類を下記に書きます(フタル酸系:フタレート系)
1,DOP (デーオーピー:フタル酸ジオクチル;ジオクチルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:オクチル;8個
2,DBP (デービーピー:フタル酸ジブチル;ジブチルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:ブチル;4個
3,DHP DHP(デーエッチピー:ジヘプチルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:ヘプチル;7個
4,DIDP DIDP(デーアイデーピー:ジイソデシルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:イソデシル;10個
5,DTDP (デーテーデーピー:ジトリデシルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:トリデシル;13個

1,DOPと2,DBPの構造式を下記に示します。両者が非常によくにているのが分かります。

<少し名前の説明をします>
フタル酸に付いているCH2数が増えるほど分子量が増えるので、沸点が高くなります。 (蒸発しにくい。)
また、ジと付いているのは、2列のCH2が付いていることを表しています。
それと、最後にレートが付いていますが、これはこの物質がエステル(酸とアルコールが結合した物)を表しています。(COO結合があるもの)

これ以外にリン酸系、脂肪酸系、エポキシ系等があります。

<それではどんな樹脂に使用するのでしょうか>
基本的には、可塑剤の使用樹脂は塩ビだけです。なぜ塩ビだけなのかは樹脂と可塑剤との混ざり性と可塑効果とコストとの関係でそのようになっています。

可塑剤(液体)と樹脂(固体)を混ぜるので、うまく混ざらないと可塑剤が樹脂の外にしみ出してきて、可塑剤の効果が無くなり、表面がべたつきます。
塩ビでも高温のところに長時間置かれると、中の可塑剤がしみだすことがあり、問題を起こすことがあります。
このように、品質や可塑効果やコストとの関係で、塩ビ以外の樹脂には可塑剤は基本的には使いません。

<VOC(揮発性有機化合物)との関係は
                                           どのようになっているのでしょうか>

最近問題になっています、シックハウス症候群(VOC)とこの可塑剤とはどんな関係があるのでしょうか。

代表的な可塑剤であるDOP(「別名」フタル酸ジ-2-エチルヘキシル:ジオクチルフタレート)とDBP(「別名」フタル酸ジ−n−ブチル:ジブチルフタレート)は厚生労働省の室内化学物質濃度指針の中の個別濃度が決められている14物質の中に入っています。(物質が同じなのに、名前がいろいろあります。
これが、化学を難しくさせている原因の1つだと思います。)

DOP,DBPともに沸点(沸騰する温度)が非常に高い(DOP:231度DBP:227度)ので蒸発はしにくいのですが、蒸気ではなく非常に細かい液滴として空気中に浮遊することがあります。そのため呼吸で吸い込む恐れがあり、室内濃度指針が決められています。
これらを大量に吸い込んだ場合は、目、ヒフ、気道への刺激があると言われています。

室内の壁紙やテーブルのビニールクロス、クッションフロアに軟質塩ビが使われていますので室内に可塑剤の液滴が浮遊している場合があります。

<可塑剤の使用量はどれぐらいでしょうか>
少し古いデーターですが(1990年)、可塑剤の生産量と生産金額は次のようになっています。

生産量54万トン
生産金額102億円

です。かなりの量が生産させれています。
また、そのうち使用量が多いのはDOP,DBP,DOAです。

 

以上、簡単に可塑剤につきまして説明させてもらいました。あまり日常的にはお目にかからない物ですが、少しはイメージできましたでしょうか。

 

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