Chemicals Evaluation and Research Institute, Japan

CERI NEWSNo.89 2020 April

CONTENTS●巻頭言
マイクロプラスチックのリスク評価
九州大学大学院農学研究院資源生物科学部門

教授

大嶋

雄治

●業務紹介
核酸医薬品の安全性評価～ハイブリダイゼーションに起因するオフターゲット作用の評価について～
WLTP に対応した標準ガスの供給について●技術情報
PFOA 規制動向
PFOA 規制関連の分析について
可塑剤 DEHP のプラスチックへの移行性
The migration of plasticizer DEHP to plastic●本機構の活動から
令和２年度 CERI 公募型研究助成●お知らせ
令和 2 年度 CERI 寄付講座

●編集後記

巻頭言
マイクロプラスチックのリスク評価
九州大学大学院 農学研究院
資源生物科学部門 教授
大嶋雄治

プラスチックは年間推定３億トンが生産され、我々の身の回りの至る所に使われている。しかし、
プラスチックは年間約 800 万トン、毎分 15 トンと膨大な量が水環境中に流れ込んでいると推定されている。その結果、海洋に 1.5 億トンのプラスチックが存在し、その総量は魚類資源量の２割に匹敵すると推測される。このまま増加すると 2050 年には魚と同じ量になると予測されている。
水圏に流れ込んだプラスチックは、劣化・分解されながら浮遊している。その結果、粒径５mm 以下の顕微鏡で観察するレベルの小さなマイクロプラスチック（Microplastic：MP）粒子が世界中の水環境から検出され、今後もその濃度が増加し続けると予想されている。今のところ、魚体内から検出される MP の数は概して個体あたり最大数十個程度であるが、その影響評価が急がれる。また有害化学物質を吸着した MP がその生物蓄積を介在する役割、すなわち MP のベクター効果が危惧される。今後、環境中で MP が増加することは不可避であり、その生態影響の解明が急がれる。まず、科学的知見の集積とリスク評価を正確に行うことが重要であろう。
我々は、市販の MP（ポリスチレン 2-200 µm）を用いてヒメダカの生物蓄積係数及び体内動態を調べた結果、水中の MP の試験魚への生物蓄積係数は 10 ２程度であり、体内に入った MP はほぼ１日で体外に排出された。また、MP を取り込んだアルテミアを魚へ与えても MP の生物濃縮は起こり難いとの知見を得た。このように MP そのものの生物への蓄積性や残留性は低い一方、我々は MPに吸着した化学物質の一部は魚体内へ移行することを示唆する結果も得ている。また、現在行われている研究のほとんどはバージン MP であり、実環境中に存在するのは劣化した MP であり、劣化 MPを用いた研究が不可欠である。また、マイクロメートル以下の粒子は、細胞間隙を通過して生体内に侵入する可能性が高く、今後ナノレベル MP の研究が必要となる。
今後、研究が進み科学的知見が集まればリスク評価が進むものと予想される。しかし、プラスチッ
クは難分解性かつ排出量は膨大であり、海流で移動するため、国際レベルで PRTR のような排出管理が必要と考える。また、現在の化審法において、プラスチックのような高分子化合物は、高分子フロースキームに沿って審査が行われているが、環境運動態を考慮した分解物の評価はなされていない。
さらに、前述のとおり、実環境中の MP の存在形態や物理化学性状に関する情報は皆無である。
幸いにも CERI は、化学物質等に関する試験・検査、評価、研究・開発等を総合的に実施できる世界でもトップレベルの試験機関である。社会が直面する MP 問題に対して、研究者と CERI が今後も連携し、この問題解決に取り組んでいただくことを是非お願いしたい。

2

CERI NEWS
核酸医薬品の安全性評価

業務紹介～ハイブリダイゼーションに起因するオフターゲット作用の評価について～

核酸医薬品の安全性評価～ハイブリダイゼーションに起因するオフターゲット作用の評価について～
安全性評価技術研究所 石田 和也
安全性評価技術研究所 石田 和也

1. はじめに
1．はじめに従来の医薬品は低分子医薬品が中心でしたが、近年は特異性や効果が高い抗体医薬の他に、DNA や
従来の医薬品は低分子医薬品が中心でしたが、近年は特異性や効果が高い抗体医薬の他に、DNA
RNA 等を構成する核酸を基本骨格にもつ「核酸医薬品」への関心が高まっています。核酸医薬品は mRNAや RNA 等を構成する核酸を基本骨格にもつ「核酸医薬品」への関心が高まっています。核酸医薬品
や miRNA 等を創薬ターゲットにしており、これらターゲットに含まれる塩基配列に核酸医薬品が相補は mRNA や miRNA 等を創薬ターゲットにしており、これらターゲットに含まれる塩基配列に核酸的に結合（ハイブリダイゼーション）することで特異的に創薬ターゲットの機能抑制等を行えるため、医薬品が相補的に結合（ハイブリダイゼーション）することで特異的に創薬ターゲットの機能抑制等
低分子医薬品や抗体医薬品では治療が困難であった遺伝性疾患や難治性疾患などの疾病に対する新たを行えるため、低分子医薬品や抗体医薬品では治療が困難であった遺伝性疾患や難治性疾患などの疾な医薬品として期待されています。また、化学合成による製造が可能であり、品質の規格化が比較的病に対する新たな医薬品として期待されています。また、化学合成による製造が可能であり、品質の容易であることも特徴であり、製薬企業をはじめ化学合成企業からの関心も高い医薬品です。一方で、規格化が比較的容易であることも特徴であり、製薬企業をはじめ化学合成企業からの関心も高い医薬医薬品には本来の作用以外の意図しないメカニズムによる作用（オフターゲット作用）がありますが、品です。一方で、医薬品には本来の作用以外の意図しないメカニズムによる作用（オフターゲット作
核酸医薬品には核酸特有の狭義のオフターゲット作用もあり、それらを評価することが求められてい用）がありますが、核酸医薬品には核酸特有の狭義のオフターゲット作用もあり、それらを評価するます。今回、この狭義のオフターゲット作用について
in silico 解析による評価及びマイクロアレイ
ことが求められています。今回、この狭義のオフターゲット作用について
in silico 解析による評価及解析を活用した
invitroの評価について紹介します。
びマイクロアレイ解析を活用した in vitro の評価について紹介します。
2.
狭義のオフターゲット作用の評価方法について
２．狭義のオフターゲット作用の評価方法について
核酸医薬品には標的とする
核酸医薬品には標的とする
塩基配列以外への結合によっ
塩基配列以外への結合によって生じる「狭義のオフターゲて生じる「狭義のオフターゲ

ット作用」があり、この核酸ット作用」があり、この核酸医医薬品に特有の作用を評価す
薬品に特有の作用を評価する
る 必 要 が あ り ま す（図１）。
必要があります（図1）。そのその評価方法として、ヒトの評価方法として、ヒトのゲノゲDNAノム
や pre-mRNA、ム
や DNA
pre-mRNA、mRNAの配mRNA の配列情報等を用い
in silico
列情報等を用いたた in silico 解析、培養細胞な解析、培養細胞などを用いた
どを用いた
in vitro マイクロinvitro マイクロアレイ解析
アレイ解析などにより評価すなどにより評価することが、
る こ年と2が、2019
年２月に公
2019月に公表された「核表された「核酸医薬品の非臨酸医薬品の非臨床安全性評価
床安全性評価に関するガイドに関するガイドライン（案）」
ライン（案）」において推奨において推奨されています。
図 1 核酸医薬品の作用分類されています。マイクロアレ
マイクロアレイ解析では、 in
イ解析では、in silico 解析で
silico 解析で候補に挙がったオフターゲット候補遺伝子の中から実際にオフターゲット作用により候補に挙がったオフターゲット候補遺伝子の中から実際にオフターゲット作用により発現低下する遺伝子を見出し、ヒトへのリスクを評価すべき遺伝子を絞り込むことができます（図１）。

CERI NEWS 89

3３．in silico 解析

in silico 解析においては核酸医薬品の配列を検索クエリとし、最新のゲノム DNA や pre-mRNA、
mRNA の配列情報等を使用して GGGenome や BLAST、Bowtie といった検索ツールによりハイブリ
ダイゼーションに起因するオフターゲット候補遺伝子の検索が行われています。核酸医薬品のハイブ
リダイゼーションは完全に配列が一致する遺伝子のみならず、複数の配列不一致（ミスマッチ）や欠落（ギャップ）、挿入（インサート）があっても起きることがあります。そのため、検索に漏れがな
いようにアルゴリズムを選択する必要があり、短い配列の検索には GGGenome が最も漏れが少ない
方法と言われています。
４．in vitro マイクロアレイ解析

in vitro でのオフターゲット作用の評価では、実際に培養細胞などに核酸医薬品をばく露し、insilico 解析で得られたオフターゲット候補遺伝子の発現量変化を評価します。遺伝子発現量の測定方
法には様々な方法がありますが、in silico 解析で得られるオフターゲット候補遺伝子は核酸医薬品の配列の長さや許容するミスマッチ、ギャップ及びインサートの数によっては数百～数万にのぼることがあり、それらの遺伝子を網羅的に定量評価する方法としてマイクロアレイ解析が注目されています。
マイクロアレイ解析ではオフターゲット候補遺伝子のみならず、他の遺伝子の発現情報も得られるため、必要な場合には核酸医薬品の遺伝子発現変化に起因する下流の遺伝子の発現変動も併せて評価可能です。一方、オフターゲット作用を評価するための in vitro 試験の設計においてはオフターゲット
候補遺伝子が搭載されたマイクロアレイを選択しているか等に注意する必要があります。
５．おわりに
本機構では、in silico 解析については GGGenome を使用した解析について、秘匿性を考慮してオフライン環境下で実施できるよう整備しています。また、in vitro 解析で行うマイクロアレイ解析については、多くの測定実績があり、高品質の測定データを納品しています。測定・解析だけでなく、試験設計の段階からお気軽にご相談ください。
参考文献
１）厚生労働省医薬・生活衛生局 医薬品審査管理課（2019 年２月 21 日），「核酸医薬品の非臨床安全性評価に関するガイドライン（案）」に関する御意見の募集について，別紙 .
２）ICH S6 対応研究班（2015），核酸医薬品のオフターゲット作用の評価，PMDRS, 46（10），681-686.
３）井上貴雄／企画（2019），「なぜ、いま核酸医薬なのか」, 実験医学 羊土社，37（１）.
４）井上貴雄（2016），核酸医薬品開発の現状，Drug Delivery System, 31（１），10-23.

WLTP に対応した標準ガスの供給について
東京事業所化学標準部

上原伸二

１．はじめに
従来、自動車の排出ガス・燃費等に係る試験サイクル及び試験法は国又は地域ごとに異なっていました。そのため自動車メーカーは、国又は地域によって異なる試験を、それぞれ実施することが求められ、時間及びコスト面で大きな負担を強いられてきました。そのような状況を改善するために、
4

CERI NEWS
車両の性能を適切に評価する国際的に統一した試験法（国際連合における乗用車等の国際調和排出ガス・燃費試験法（Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure：WLTP））が議論され、
世界統一規則（Global technical regulation）が 2014 年３月に成立しました。日本では排出ガス規制
及び燃費規制において、従来規定されていた日本独自の試験法に加え、WLTP を適用できるように、対応する告示を改正し、2016 年 10 月 31 日に施行されました。この試験法により、一度の試験で複数の国又は地域での認証に必要なデータを取得できると期待されています。
２．標準ガスについて
この試験法に関する規則には、自動車排出ガス中の大気汚染物質等を測定する装置の校正に用いる標準ガスの記載があります。表１に、規則に記載されているガス種類、希釈ガス、許容範囲及び対応
する従来の市販の JCSS 標準ガス注１の濃度と不確かさの例を示します。既存の市販 JCSS 標準ガスの濃度に対する不確かさは、JCSS 登録事業者注２によって異なることがありますが、おおむね表１の値になっています。
表1

規則に記載されている標準ガス及び従来の市販 JCSS 標準ガス
世界統一規則市販の JCSS 標準ガス（例）

ガスの種類

希釈ガス

プロパン（C3H8）

空気

1％

3.5 ppm

1.0 ％

許容範囲

濃

度

不確かさ（相対値）

一酸化炭素（CO）

窒素

1％50 ppm1.5 ％二酸化炭素（CO2）

窒素

1％

1％

1.0 ％

メタン（CH4）

空気

1％

5 ppm

1.0 ％

一酸化窒素（NO）

窒素

1％

10 ppm1.5 ％

注記：規則には、使用する標準ガスの濃度に関する情報は記載されていません

表１の JCSS 標準ガスの濃度は、自動車メーカーが機器の校正に必要とする標準ガスの濃度の一例になります。自動車メーカー、JCSS 登録事業者、関係機関及び本機構で協議した結果、JCSS 登録
事業者は表１に記載の優先度の高い５種類のガスから対応していくことになりました（2020 年１月の規則改正において、優先度の低いガスの種類は削除されました）。また、規則では許容範囲という表記で、市販の JCSS 標準ガスの濃度に付随している不確かさと表現が異なっています。しかし日本国内では、不確かさの値が許容範囲の値を満たす標準ガスを供給する体制を整えることにしました。
表１からも分かるようにプロパン標準ガス、二酸化炭素標準ガス及びメタン標準ガスに関しては条件を満たしていますが、一酸化炭素及び一酸化窒素に関しては不確かさを小さくするための改善が必要でした。また、プロパン標準ガスについては、若干の濃度範囲の拡大が必要でした。これに関しては、JCSS 登録事業者の現状の技術力で十分に対応可能であることから、本機構から IAJapan（独立行政法人製品評価技術基盤機構 認定センター）に技術的要求事項適用指針の更新を提案し採用されました。2019 年度中に各事業者の登録更新審査が行われ、一酸化炭素及び一酸化窒素についても要求を満たすことができるようになりました。これらの結果、優先度の高い標準ガスに関しては全て対応できるようになりました（各事業者で対応は異なりますので、詳細は、IAJapan のホームページ１）で確認するか、各登録事業者にお問い合わせください）。
３．本機構の取組について
本機構では、従来から市販の JCSS 標準ガスの濃度を確認するための試験を実施していますが、前項の動向に対応し、引き続き精確で信頼性の高い JCSS 標準ガスの供給に貢献するために体制を整え
CERI NEWS 89

5

ています。近日中に本機構のホームページ２）内あるいはパンフレットで変更内容を紹介する予定です。
表１に掲げたガス種類以外にも、改正前の規則には“if applicable”という条件で、二酸化窒素標
準ガス（許容範囲：２％）やアンモニア標準ガス（許容範囲：３％）等が挙げられていました。これ
ら成分の現状の標準ガスに関しては、表 1 に掲げた標準ガスと比べると保存安定性や測定の繰返し性等に関する不確かさが大きいことが課題となっています。市販の JCSS 二酸化窒素標準ガスは、不確
かさがおおむね５％（相対値）で、不確かさを小さくするために改善が必要です。また、アンモニア
標準ガスについては、登録事業者が不在という状況です。現在は WLTP の世界統一規則のリストからは外れていますが、将来、再度リストアップされることも考えられるので、その時のための対応を継続して実施していきます。
現在、本機構は、物質量諮問委員会注３が実施している二酸化窒素とアンモニアの国際比較注 4,5 に参加しています。進捗状況としては、いずれの比較も各参加機関の測定が終了したところで、まだ最終報告書が発行されるまでには時間がかかります。最終報告書には、通常、各参加機関の測定結果だけではなく、標準ガスの調製や測定方法の概要が記載されます。これらの国際比較には、欧米の標準ガスにおいて主要な国家計量標準機関が参加していますので、この報告書から得られる情報は大変重要なものになります。これらの情報を JCSS 登録事業者と共有することにより、より不確かさの小さい
二酸化窒素標準ガス及びアンモニア標準ガス供給の実現に向けて前進できると考えています。
４．おわりにJCSS の創設時に目指していたこととして、国内外の取引の円滑化がありました。その理想形の一つとして、One stop testing（一つの試験所で得られたデータが、世界中で受け入れられるような仕組み、あるいは一度の校正で世界中どこでも受け入れられる状況などといわれています）があります。
トレーサビリティの確保された標準、世界各国の試験所・校正機関認定制度を同じ基準で運用すること、そして統一された試験方法が揃って実現できる仕組みです。自動車業界の今の流れは、この理想に向けて大きく前進していると感じています。
注１：市販 JCSS 標準ガス：計量法トレーサビリティ制度（JCSS）に基づき、JCSS 登録事業者から供給されている標準ガス
注２：JCSS 登録事業者：IAJapan が、JCSS の範囲について ISO/IEC 17025 の要求事項に基づき審査を行い、登録されている事業者
注３：物質量諮問委員会：メートル条約に基づいて設立された国際度量衡委員会が設立した物質量に関する諮問委員会
注４：二酸化窒素の国際比較：比較の ID は CCQM-K74.2018、測定対象量は、窒素中の 10 µmol/
mol の二酸化窒素（ただし、試料中の酸素濃度は約 1000 µmol/mol）
注５：アンモニアの国際比較：比較の ID は CCQM-K117、測定対象量は、窒素中の 10 µmol/mol －30 µmol/mol のアンモニア
参考資料
１）IAJapan のホームページ：https://www.nite.go.jp/iajapan/jcss/labsearch/index.html２）本機構のホームページ：https://www.cerij.or.jp/service/08_refernce_material/index.html

6

CERI NEWS
技術情報

PFOA 規制動向

PFOA 規制動向1.

安全性評価技術研究所

関沢

舞

はじめに

安全性評価技術研究所 関沢 舞
ペルフルオロオクタン酸（PFOA）は、撥水性、撥油性、防汚性などの優れた性能を持つため、様々
１．はじめにな用途に用いられてきました（表 1）。しかし、PFOA 及びペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）がペルフルオロオクタン酸（PFOA）は、撥水性、撥油性、防汚性などの優れた性能を持つため、様々野生生物や人に蓄積する可能性が示されると、2000 年に一部のメーカーは PFOA 及び PFOS の製造中止
な用途に用いられてきました（表１）。しかし、
PFOA 及びペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）
を発表しました。それ以降、欧米を中心に各国で PFOA 及び PFOS を含む有機フッ素化合物の規制強化
が野生生物や人に蓄積する可能性が示されると、2000 年に一部のメーカーは PFOA 及び PFOS の製の動きが進んできました。そこで、本稿では PFOA に関する世界の主な規制動向についてご紹介しま造中止を発表しました。それ以降、欧米を中心に各国で PFOA 及び PFOS を含む有機フッ素化合物
す。
の規制強化の動きが進んできました。そこで、本稿では PFOA に関する世界の主な規制動向についてご紹介します。

表1

PFOA の基本情報

CAS 番号

335-67-1

体系名の例

ペンタデカフルオロオクタン酸、ペンタデカフルオロカプリル酸、CAS 番号

表１

PFOA の基本情報

335-67-1
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-ペンタデカフルオロオクタン酸
ペンタデカフルオロオクタン酸、ペンタデカフルオロカプリル酸、２，２，３，３，
体系名の例
４，
４，
５，
５，
６，
６，
７，
７，
８，
８，
８－ペンタデカフルオロオクタン酸
分子式
C8HF15O2
分子式
C8HF15O2
分子量414.07分子量414.07

構造式
構造式

主な用途

主な用途

フルオロポリマーの製造における重合乳化剤、半導体用（半導体のためのフォト
フルオロポリマーの製造における重合乳化剤、半導体用（半導体
リソグラフィー・プロセス、又は化合物半導体のためのエッチング・プロセス等）、のためのフォトリソグラフィー・プロセス、又は化合物半導体の界面活性剤及び表面処理剤（例えば、織物、紙、塗料、泡消火薬剤に含まれる）ためのエッチング・プロセス等）、界面活性剤及び表面処理剤（例

２．残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約（POPs
条約）
えば、織物、紙、塗料、泡消火薬剤に含まれる）POPs 条約とは、毒性が強く、環境中で分解し難く、生物に蓄積する性質を持ち、さらに大気、水
2. 及び移動性生物を介して放出源から遠く離れた場所へも移動し、環境を汚染する可能性のある有機化
残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約（POPs 条約）
学物質（残留性有機汚染物質：POPs）から人の健康及び環境を保護することを目的とした条約であり、POPs
条約とは、毒性が強く、環境中で分解し難く、生物に蓄積する性質を持ち、さらに大気、水及条約の批准国はそれぞれ条約を担保できるように国内の諸法令で規制することになっています。
び移動性生物を介して放出源から遠く離れた場所へも移動し、環境を汚染する可能性のある有機化学
2019 年４月 29 日～５月 10 日に開催された POPs 条約第９回締約国会議（COP9）で PFOA とそ
物質（残留性有機汚染物質：POPs）から人の健康及び環境を保護することを目的とした条約であり、の塩及び PFOA 関連物質を POPs 条約の附属書 A（廃絶対象物質：製造、使用、輸出入の原則禁止）
条約の批准国はそれぞれ条約を担保できるように国内の諸法令で規制することになっています。
に追加することが決定されました（ただし、一部の用途については適用除外が認められました）。こ2019 年 4 月 29 日～5 月 10 日に開催された POPs 条約第 9 回締約国会議（COP9）で PFOA とその塩及の決定により改正される附属書の発効は通常約１年後となるため、批准国は条約の内容を担保するたび PFOA 関連物質を POPs 条約の附属書 A（廃絶対象物質：製造、使用、輸出入の原則禁止）に追加す
めの国内法を整備する必要があります。日本における対応については５. でご紹介します。
ることが決定されました（ただし、一部の用途については適用除外が認められました）。この決定により改正される附属書の発効は通常約 1 年後となるため、批准国は条約の内容を担保するための国内法
３．欧州における規制を整備する必要があります。日本における対応については 5.でご紹介します。
欧州では、REACH 規則（化学品の登録、評価、認可及び制限に関する規則）附属書ⅩⅦのエント
3.

リー 68 に PFOA とその塩及び PFOA 関連物質が制限物質としてリストされています。規制の概要
欧州における規制を表２に示します。
欧州では、REACH 規則（化学品の登録、評価、認可及び制限に関する規則）附属書ⅩⅦのエントリー
CERI NEWS 89

7

表２

REACH 規則附属書ⅩⅦPFOA とその塩及び PFOA 関連物質規制概要

１．2020 年７月４日以降、物質そのものとして製造又は上市してはならない。
２．2020 年７月４日以降、PFOA とその塩を 25ppb 以上、PFOA 関連物質を合計 1000ppb 以上含んで以下の製造、上市をしてはならない。
（a）他の物質の構成成分（b）混合物（c）成形品
３. ～６．
（省略＊）＊
実際は、特定の用途について規制の免除及び規制適用までの猶予期間（２年～ 12 年）が設けられています。

欧州では REACH 規則とは別に、POPs 条約の担保法として POPs 規則があります。POPs 条約で規制対象となった物質は、POPs 規則の附属書Ⅰに追加され、原則製造、上市及び使用が禁止されます。前述したように PFOA とその塩及び PFOA 関連物質の POPs 条約附属書 A への追加が決定されたことから、これらを POPs 規則の附属書Ⅰに追加する修正案が公表されています。規制内容に、
REACH 規則附属書ⅩⅦとの大きな差はありませんが、POPs 規則附属書Ⅰの修正案には REACH 規
則附属書ⅩⅦには含まれていない免除項目として、“医薬品の製造を目的とした、ペルフルオロオク
チルヨージドを含むペルフルオロオクチルブロミドの使用”が含まれています。これは、POPs 条約で適用除外が認められた用途です。また、この修正案によれば、現在削除が計画されている REACH
規則附属書ⅩⅦの PFOA とその塩及び PFOA 関連物質の制限は 2020 年７月４に適用が開始される予定であり、一貫性と POPs 規則の実施促進のために、POPs 規則附属書Ⅰの修正案は同日（2020 年
７月４日）から適用する必要があるとされています。これまでにも、REACH 規則附属書ⅩⅦに掲載されていた物質が POPs 条約の対象物質となった場合には、REACH 規則附属書ⅩⅦからは削除され、POPs 規則の基で規制が実施されてきています。
４．米国における規制等
米国環境保護庁（US EPA）は、2006 年に世界の主要フッ素化学メーカー８社に対して PFOA 及
び PFOA 関連物質の自主削減プログラムである 2010/2015 PFOA スチュワードシッププログラムへの参加を呼びかけました。これは 2015 年末までに PFOA 及び PFOA 関連物質の環境への排出及び製品中への含有を全廃することを目標としたプログラムで、呼びかけに応じた８社が本プログラムに参加し、目標を達成しました。
US EPA は、 本 プ ロ グ ラ ム を 補 完 す る た め、2013 年 に 有 害 物 質 規 制 法（TSCA） に 基 づ い て
PFOA を含む炭素数８以上の長鎖ペルフルオロアルキルカルボン酸（LCPFAC）について、カーペットの一部としての利用又はカーペットの処理のための利用を目的とした製造、輸入及び加工を規制する重要新規利用規則（SNUR）を発効しました。2015 年には LCPFAC の製造、輸入、加工及び成形品の一部としての輸入を規制する SNUR を提案しましたが、現時点では最終化されていません。
さらに 2020 年には、2015 年に提案された SNUR を修正するため、表面コーティングの一部として
LCPFAC を含む成形品の輸入を規制する補足提案を公表しました。このように、米国でも PFOA の規制に向けた動きが進んでいます。なお、現時点で米国は POPs 条約に批准していません。
５.

日本における規制

日本では、COP9 での決定を受けて、PFOA とその塩及び PFOA 関連物質を化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律（化審法）の第一種特定化学物質に指定するための検討が進められています。当初は 2020 年４月に指定される予定でしたが、パブリックコメントによる意見募集の結果、エッセンシャルユース注１の指定等について追加の検討が必要な事例が確認されたため、スケジュール
8

CERI NEWSの見直しが行われました。現時点で公表されている今後の予定を表３に示します。このように、日本でも今年中に PFOA の規制が施行される可能性があります。
表３

PFOA とその塩及び PFOA 関連物質の第一種特定化学物質への指定に向けたスケジュール（変更される可能性があります）

令和２年３月 26 日
令和２年６月以降
令和２年 12 月
令和２年 12 月以降

３省（厚生労働省、経済産業省、環境省）合同会合におけるエッセンシャルユース等に係る審議
TBT 通報注２、化審法施行令の一部を改正する政令案に関するパブリックコメント、
政令の公布
PFOA とその塩及び PFOA 関連物質の第一種特定化学物質への指定、エッセンシャルユース等について施行
PFOA とその塩及び PFOA 関連物質使用製品の輸入禁止措置について施行

６．おわりに2000 年頃から始まった PFOA に関する規制の動きは世界各国で確実に進んでいます。数年前からは、PFOA や PFOS よりも炭素数の少ない短鎖の有機フッ素化合物へも規制の波は広がっています。
2019 年に開催された第 15 回残留性有機汚染物質検討委員会では、炭素数が６のペルフルオロヘキサ
ンスルホン酸（PFHxS）とその塩及び PFHxS 関連物質を POPs 条約の附属書 A に追加することを次回の COP（2021 年４－５月開催予定）に勧告することが決定されました。また、2020 年１月には
炭素数が４のペルフルオロブタンスルホン酸（PFBS）が REACH 規則の認可対象候補物質（SVHC）
として Candidate リストに追加されました。このように、PFOA を含む有機フッ素化合物はこれか
らも各国で規制が強化されることが予想されます。本機構では、規制対応のための安全性試験やセミナー開催等のメニューを取り揃えています。お気軽にご相談ください。
注１：化審法において、第一種特定化学物質が製品の製造に不可欠であって、環境汚染のおそれが無い場合に限って、例外的にその使用を容認すること。
注２：世界貿易機関（WTO）の貿易の技術的障害に関する協定（TBT 協定）に基づき、WTO 事務局に本件を通報し WTO 加盟国から意見を受付ける。
参考資料
１）POPs 規則Ⅰ附属書修正案
https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1573184603201&uri=PI_
COM:Ares(2019)6890180
２）US EPA PFOA Stewardship Program
https://www.epa.gov/assessing-and-managing-chemicals-under-tsca/risk-management-andpolyfluoroalkyl-substances-pfas#tab-3３）US EPA SNUR 提案ニュースリリース
https://www.epa.gov/newsreleases/epa-continues-act-pfas-proposes-close-import-loophole-andprotect-american-consumers４）経済産業省

POPs 条約https://www.meti.go.jp/policy/chemical_management/int/pops.html

５）経済産業省

第９回締約国会議（COP9）ニュースリリース

https://www.meti.go.jp/policy/chemical_management/int/files/pops/SCCOP9.pdf
６）厚生労働省、経済産業省、環境省

ジコホル、ペルフルオロオクタン酸（PFOA）とその塩及びPFOA 関連物質の第一種特定化学物質への指定等に係るスケジュールの変更について（報告）CERI NEWS 89

9https://www.meti.go.jp/shingikai/kagakubusshitsu/anzen_taisaku/pdf/r05_01_00.pdf
７）ストックホルム条約ホームページ
８）REACH 規則

附属書ⅩⅦ制限物質

http://chm.pops.int/Home/tabid/2121/Default.aspx
https://echa.europa.eu/substances-restricted-under-reach

PFOA 規制関連の分析について
東京事業所環境技術部

栗原勇

１．はじめにペルフルオロオクタン酸（PFOA）は、有機フッ素化合物（PFCs）の一つであり、現在、規制対象物質として注目されています（構造式等の基本情報や法規制については前述の「PFOA 規制動向」
をご参照ください）。そのため、含有のおそれのある製品について、含有の有無の確認が必要となっており、多くのお問合せやご依頼をいただいています。そこで、本稿では製品中の PFOA 規制関連の分析についてご紹介します。
２．規制対象物質
対象物質としては、単純に PFOA だけではなく、“PFOA とその塩及び PFOA 関連物質”として規制されており、分析する際には PFOA 以外の対象物質も考慮していく必要があります。その塩については、塩の種類や分析方法にもよりますが、容易に PFOA として溶解（解離）する物質については同時分析することが可能です（個別ではなく合算値）。一方、PFOA 関連物質については、その定義が PFOA に分解（生分解、加水分解及び光分解等）するあらゆる物質とされており、非常に多くの物質が候補として挙がっていますが、これらの大半は PFOA として同時分析することは困難で（個別分析が必要）、定量に必要な標準物質もないものが多いことから、現状では全ての PFOA 関連
物質を網羅的に分析することは困難です。
また、PFOA にはフッ素と炭素が結合したアルキル基の炭素が直線に繋がった直鎖型と、幾つか枝分かれした分岐鎖型のものが存在し、REACH 規制等では分岐鎖型も対象となることから分析の際には留意する必要があります。
さらに、今後追加規制される可能性のある PFOA 同族体（アルキル基の炭素数の異なるもの）、す
でに規制されているペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）、PFOS 同族体なども、状況に応じて分析する必要があります。
３．分析方法について
製品中の PFOA 分析については、現在のところ、確立した公定法等はありません。
製品の前処理については、各種製品中の PFOS 及び PFOS 関連物質分析法である
欧州の CEN/TS 15968:2010 が参考となりますが、本機構では、試料の種類 / 性状ごとに適切な抽出方法を採用
しています。例えば、PFOA の含有が懸念されるフッ素樹脂製品などは、多くの有機溶剤に不溶のため、凍結粉砕して粉末化することにより、抽出効率が向上し良好な結果が得られます。抽出液は、適宜精製・濃縮した後、LC-MS/MS
装置の写真
装置の写真
図 図１
1 LC-MS/MS

10

図2 製

CERI NEWS
液体クロマトグラフ－タンデム質量分析計（LC-MS/MS）で測定しますが、
注１
LC-MS/MS装置の写真
装置の写真
図
図11 LC-MS/MS
より精確な分析結果を得るために、安定同位体標識化合物を用いた内標準法により定量を行います（図１, ２）。

図
図22 製品中の製品中のPFOAPFOA分析フローの例
分析フローの例
また、REACH 規則では制限物質として、PFOA 及びその塩の基準値が25 ppb と非常に低いため、微量分析が必要となりますが、試験器材や測また、REACH
また、REACH規則では制限物質として、PFOA
規則では制限物質として、PFOA及びその塩の基準値が及びその塩の基準値が2525 ppbppbと非常に低いため、と非常に低いため、
定装置内のフッ素樹脂部品から PFOA が溶出する場合があり、汚染され微量分析が必要となりますが、試験器材や測定装置内のフッ素樹脂部品から微量分析が必要となりますが、試験器材や測定装置内のフッ素樹脂部品からPFOAPFOAが溶出する場合が溶出する場合て誤定量しやすいため注意が必要です。本機構では、適切な汚染対策を行
図 1 LC-MS/MS 装置の写真があり、汚染されて誤定量しやすいため注意が必要です。本機構では、適切な汚染対策を行い、最があり、汚染されて誤定量しやすいため注意が必要です。本機構では、適切な汚染対策を行い、最い、最新の LC-MS/MS を用いることにより、PFOA の定量下限値は、試
新の新のLC-MS/MS
LC-MS/MSを用いることにより、PFOA
を用いることにより、PFOAの定量下限値は、試料中濃度での定量下限値は、試料中濃度でng/g（ppb）程度までng/g（ppb）程度まで
図1
21 製品中のPFOA 分析フローの例
図２ 製品中の PFOA
料中濃度で１ng/g（ppb）程度まで対応可能な分析方法を確立しています。
対応可能な分析方法を確立しています。
対応可能な分析方法を確立しています。
分析フローの例
また、REACH 規則では制限物質として、PFOA 及びその塩の基準値が 25 ppb と非常に低いため、

４．PFOA 分析の実例
4.
4. PFOAPFOA分析の実例
分析の実例
４．
１
直鎖型と分岐型
4.1
4.1 直鎖型と分岐型
直鎖型と分岐型

微量分析が必要となりますが、試験器材や測定装置内のフッ素樹脂部品から PFOA が溶出する場合があり、汚染されて誤定量しやすいため注意が必要です。本機構では、適切な汚染対策を行い、最新の LC-MS/MS を用いることにより、PFOA の定量下限値は、試料中濃度で 1 ng/g（ppb）程度まで

LC-MS/MS で測定した PFOA対応可能な分析方法を確立しています。
のクロマトグラムを図３に示します。左図の直鎖 PFOA 標準品

LC-MS/MS
LC-MS/MSで測定したで測定したPFOAPFOAのクロマトグラムを図のクロマトグラムを図33に示します。左図の直鎖に示します。左図の直鎖PFOAPFOA標準品のクロ
標準品のクロのクロマトグラムでは１本のピークのみ検出されますが、右図のように直鎖と分岐鎖が混在する
4. PFOA 分析の実例
マトグラムではマトグラムでは11本のピークのみ検出されますが、右図のように直鎖と分岐鎖が混在する
本のピークのみ検出されますが、右図のように直鎖と分岐鎖が混在する
PFOA
PFOA含
含
4.1
直鎖型と分岐型
PFOA
含有製品の場合、直鎖
PFOA ピークの前に分岐鎖ピークが検出されます。PFOA
は分岐鎖も有製品の場合、直鎖
有製品の場合、直鎖PFOA
PFOAピークの前に分岐鎖ピークが検出されます。PFOA
ピークの前に分岐鎖ピークが検出されます。PFOA
は分岐鎖も規制対象に
は分岐鎖も規制対象に

LC-MS/MS で測定した PFOA のクロマトグラムを図 3 に示します。左図の直鎖 PFOA 標準品のクロ規制対象になるため、本機構では対象範囲を考慮して適切に定量を行っています。
なるため、本機構では対象範囲を考慮して適切に定量を行っています。
なるため、本機構では対象範囲を考慮して適切に定量を行っています。
マトグラムでは 1 本のピークのみ検出されますが、右図のように直鎖と分岐鎖が混在する PFOA 含
有製品の場合、直鎖 PFOA ピークの前に分岐鎖ピークが検出されます。PFOA は分岐鎖も規制対象になるため、本機構では対象範囲を考慮して適切に定量を行っています。

直鎖
直鎖

直鎖
直鎖
直鎖

直鎖

分岐鎖
分岐鎖

分岐鎖

図 3 PFOA のクロマトグラム（左：直鎖 PFOA 標準品、右：PFOA 含有製品）

PFOAのクロマトグラム（左：直鎖PFOA標準品、右：PFOA
含有製品）
図
図3図３
3 PFOAPFOAのクロマトグラム（左：直鎖のクロマトグラム（左：直鎖PFOA
PFOA標準品、右：PFOA
標準品、右：PFOA
含有製品）
含有製品）
4.2 PFOA 同族体の分析
炭素数の異なる PFOA 同族体のクロマトグラムを図 4 に示します。それぞれ分子量が異なり、クロマトグラム上の保持時間も異なるため、同時に個別分析が可能です。本機構では、PFOS 及び PFOS
４．
２ PFOAPFOA
同族体の分析
4.2
4.2
PFOA
同族体の分析
同族体の分析
同族体についても同時分析可能な条件を確立しています。
炭素数の異なる同族体のクロマトグラムを図４に示します。それぞれ分子量が異なり、ク
炭素数の異なる
炭素数の異なるPFOAPFOAPFOA同族体のクロマトグラムを図
同族体のクロマトグラムを図44に示します。それぞれ分子量が異なり、クに示します。それぞれ分子量が異なり、クロマトグラム上の保持時間も異なるため、同時に個別分析が可能です。本機構では、PFOS
及びロマトグラム上の保持時間も異なるため、
ロマトグラム上の保持時間も異なるため、同時に個別分析が可能です。
同時に個別分析が可能です。
本機構では、
本機構では、
PFOS
PFOS及び及びPFOSPFOS
PFOS
同族体についても同時分析可能な条件を確立しています。
同族体についても同時分析可能な条件を確立しています。
同族体についても同時分析可能な条件を確立しています。

C8

C5

C7
C6

C9

C10

C11

C12

C13
C14

C5: PFPeA（Perfluoro-n -pentanoic acid）
C6: PFHxA（Perfluoro-n -hexanoic acid）
C7: PFHpA（Perfluoro-n -heptanoic acid）
C8: PFOA（Perfluoro-n -octanoic acid）
C9: PFNA（Perfluoro-n -nonanoic acid）
C10: PFDA（Perfluoro-n -decanoic acid）
C11: PFUnDA（Perfluoro-n -undecanoic acid）
C12: PFDoDA（Perfluoro-n -dodecanoic acid）
C13: PFTrDA（Perfluoro-n -tridecanoic acid）
C14: PFTeDA（Perfluoro-n -tetradecanoic acid）

3 PFOA同族体の同時分析の例
同族体の同時分析の例
図４ 図PFOA
C5: PFPeA(Perfluoro-n -pentanoic acid)C6: PFHxA(Perfluoro-n -hexanoic acid)
C7: PFHpA(Perfluoro-n -heptanoic acid)C8: PFOA(Perfluoro-n -octanoic acid)
C9: PFNA(Perfluoro-n -nonanoic acid)5. おわりにC10: PFDA(Perfluoro-n -decanoic acid)
C11: PFUnDA(Perfluoro-n -undecanoic acid)
C12: PFDoDA(Perfluoro-n -dodecanoic acid)
C13: PFTrDA(Perfluoro-n -tridecanoic acid)
C14: PFTeDA(Perfluoro-n -tetradecanoic acid)

CERI NEWS 89

11５．おわりにPFOA 規制関連の分析は、現在検討中の化審法などの規制動向に留意して進めていく必要があり

可塑剤 DEHP のプラスチックへの移行性ます。また、PFOA は、微量分析が必要となりますが汚染しやすいため、分析上の細かなノウハウが必要となります。本機構では、これまで様々な工業製品や環境試料（河川水や底質等）について豊可塑剤 DEHPのプラスチックへの移行性
The migrationof plasticizer
DEHP to plastic

富な分析実績があり、今後は PFOA 関連物質も含め、様々なご要望に対応いたします。

The migration of plasticizer DEHP to plastic PFOA の 13C
注１：試料の前処理及び測定操作における回収率の補正及び確認等のために添加する
1.

東京事業所高分子技術部

安定同位体標識化合物

はじめに

東京事業所高分子技術部

近藤

近藤

寛朗

寛朗

2019 年 7 月から、EU RoHS 指令により 4 種のフタル酸エステル類（フタル酸ビス（2-エチルヘキ
1.

はじめに

シル）（DEHP）、フタル酸ブチルベンジル（BBP）、フタル酸ジブチル（DBP）、フタル酸ジイソブチル
2019 年 7 月から、EU RoHS 指令により 4 種のフタル酸エステル類（フタル酸ビス（2-エチルヘキ

可塑剤 DEHP のプラスチックへの移行性（DIBP））が規制対象となった。これらのフタル酸エステル類には、製品間で、移行、混入やコンタシル）（DEHP）、フタル酸ブチルベンジル（BBP）、フタル酸ジブチル（DBP）、フタル酸ジイソブチル

The migration of plasticizer DEHP to plastic
ミネーション（汚染）等の非意図的含有が起こりやすいといわれることもあり、製造や保管などの（DIBP））が規制対象となった。これらのフタル酸エステル類には、製品間で、移行、混入やコンタ状況によっては、製造者の意図とは関係なく混入し、製造後に検出されることが懸念される。フタ
ミネーション（汚染）等の非意図的含有が起こりやすいといわれることもあり、製造や保管などの東京事業所高分子技術部

近藤寛朗

状況によっては、製造者の意図とは関係なく混入し、製造後に検出されることが懸念される。フタル酸エステルの中でもDEHP は、軟質ポリ塩化ビニル（軟質 PVC）の可塑剤としての用途が最もポピ

１．はじめにル酸エステルの中でもDEHP は、軟質ポリ塩化ビニル（軟質 PVC）の可塑剤としての用途が最もポピ
ュラーだが、他の材料と接触した状態で使用されるケースが多い。
そこで、DEHP を配合した軟質 PVC

2019 年７月から、EU RoHS 指令により 4 種のフタル酸エステル類（フタル酸ビス（２－エチルヘ

ュラーだが、他の材料と接触した状態で使用されるケースが多い。そこで、DEHP を配合した軟質 PVCの種々のプラスチックに対する移行性について調査した。

キシル）（DEHP）、フタル酸ブチルベンジル（BBP）、フタル酸ジブチル（DBP）、フタル酸ジイソブの種々のプラスチックに対する移行性について調査した。
チル（DIBP））が規制対象となった。これらのフタル酸エステル類には、製品間で、移行、混入やコ

樹脂種の違いによる接触移行性
ンタミネーション（汚染）等の非意図的含有が起こりやすいといわれることもあり、製造や保管など

2.

2.

樹脂種の違いによる接触移行性の状況によっては、製造者の意図とは関係なく混入し、製造後に検出されることが懸念される。フタPVC（重合度
1000）63.7 w％、DEHP33.4 w％、安定剤 2.9 w％の配合で軟質 PVC シートを作製し、PVC（重合度 1000）63.7 w％、DEHP33.4 w％、安定剤 2.9 w％の配合で軟質 PVC シートを作製し、ル酸エステルの中でもDEHP は、軟質ポリ塩化ビニル（軟質 PVC）の可塑剤としての用途が最もポ
1に
10 cm×10
cm×0.5 mmt を採取した。相手材となる平板樹脂は、押出成形の樹脂板を用いた。図t

10 cm×10 cm×0.5 mm を採取した。相手材となる平板樹脂は、押出成形の樹脂板を用いた。図 1 にピュラーだが、他の材料と接触した状態で使用されるケースが多い。そこで、DEHPを配合した軟示すように、相手材となる
10 種類の樹脂板（PMMA、PET、PA6、ABS、PS、PVC、PP、PE、PBT、PC）
示すように、相手材となる
10 種類の樹脂板（PMMA、PET、PA6、ABS、PS、PVC、PP、PE、PBT、PC）
質 PVC の種々のプラスチックに対する移行性について調査した。
をそれぞれ軟質
PVC で挟み、さらにその両面をガラスプレートで挟み、1kg のおもりを載せた。
のおもりを載せた。
をそれぞれ軟質
PVC で挟み、さらにその両面をガラスプレートで挟み、1 kg

25 ℃×50％RH ％RHの環境下に最大51 日間静置し、平板樹脂シート及び上下の軟質
PVCの重さを計量の重さを計量25 ℃×50の環境下に最大51 日間静置し、平板樹脂シート及び上下の軟質 PVC
２．樹脂種の違いによる接触移行性

にて DEHPの移行性を評価した。経過日数にし、式し、式
1 にて1 DEHPの移行性を評価した。経過日数にPVC（ 重 合 度 1000）63.7w ％、DEHP33.4w ％、←←おもり
1kg1kg
おもりより計量後は試験片作製時と同様の順番で重ね、おより計量後は試験片作製時と同様の順番で重ね、お安定剤 2.9w％の配合で軟質 PVC シートを作製し、もりを静置した。51
日移行試験後の質量変化率を図
もりを静置した。51
10cm × 10cm ×日移行試験後の質量変化率を図
0.5mmt を採取した。相手材となる
2平板樹脂は、押出成形の樹脂板を用いた。図１に示に示す。PP と PE は質量変化率が増加したものの他
2 に示す。
PP と PE は質量変化率が増加したものの他

ガラス板→
ガラス板→

軟質 PVC（DEHP 含）→の樹脂は質量増加がほとんど認められなかった。軟微量の水分が移行し、質量減少したと考えられるため、接触移行試験前後の樹脂板についてカールフィ
より計量後は試験片作製時と同様の順番で重ね、おッシャー法で水分量を測定した。
その結果、0 日目とめ、接触移行試験前後の樹脂板についてカールフィ
もりを静置した。51 日移行試験後の質量変化率を
51
日目の PA6 中に含まれる水分量は、共に％で図２に示す。PPと PE は質量変化率が増加したもッシャー法で水分量を測定した。
その結果、
0 3.1
日目と
同値であったため、PA6の質量減少は水分の影響でのの他の樹脂は質量増加がほとんど認められなかっ
51 日目のPA6 中に含まれる水分量は、共に 3.1 ％でた。軟質 PVC には可塑剤として DEHP を 33.4％配はないと考えられる。

51 日後の質量変化率（％）

板樹脂シート及び上下の軟質 PVC の重さを計量し、分を吸収しやすいことから、PA6中に含まれていた
微量の水分が移行し、質量減少したと考えられるた
式１にて DEHP の移行性を評価した。経過日数に51 日後の質量変化率（％）

51 日移行試験後の質量変化率が減少した。PA6は水分を吸収しやすいことから、PA6 中に含まれていた← 樹脂板

図 1 移行試験の状況
図１ 図移行試験の状況
1 移行試験の状況

質 PVC には可塑剤として DEHP を 33.4 ％配合してい
質 PVC PET、PA6、ABS、PS、PVC、PP、PE、PBT、には可塑剤として DEHP を 33.4 ％配合しているため、PPや PE の質量増加は
DEHP が移行したもの
PC）をそれぞれ軟質
PVC で挟み、さらにその両面と考えられる。一方、PA6
は 1 mm及び 2 mm 共にをガラスプレートで挟み、１kgのおもりを載せた。
と考えられる。一方、PA6 は 1 mmt 及び 2 mmt 共に
51
日移行試験後の質量変化率が減少した。PA6は水25℃×50％ RH の環境下に最大 51 日間静置し、平

← 樹脂板

ガラス板→

ガラス板→

すように、相手材となる 10 種類の樹脂板（PMMA、の樹脂は質量増加がほとんど認められなかった。軟るため、PP や PE の質量増加は DEHP が移行したもの
t
t

←←
樹脂板
樹脂板

軟質 PVC（DEHP 含）→

1mmt

1mm

t

2mmt

2mmt

2 日後の質量変化率
51 日後の質量変化率
図２図 51

同値であったため、PA6 の質量減少は水分の影響で12はないと考えられる。
各樹脂 の質量変化率 （％） �

図2
各樹脂の �� 日間接触後における質量（�）
各樹脂の未処理における質量（�）51 日後の質量変化率

� ���

…式 1

CERI NEWS合しているため、PP や PE の質量増加は DEHP が移行したものと考えられる。一方、PA6 は１mmt
及び２mmt 共に 51 日移行試験後の質量変化率が減少した。PA6 は水分を吸収しやすいことから、
PA6 中に含まれていた微量の水分が移行し、質量減少したと考えられるため、接触移行試験前後の樹脂板についてカールフィッシャー法で水分量を測定した。その結果、０日目と 51 日目の PA6 中に含まれる水分量は、共に 3.1％で同値であったため、PA6 の質量減少は水分の影響ではないと考えられる。

3.

Hansen 法による移行性の予測
凝集エネルギーを London 分散力項 δ d、極性項 δp、水素結合項 δh の 3 成分に分割して物質の極性を考慮したパラメータがHansen 溶解度パラメータ（HSP 値：δTotal）であり、式 2 で示される。
３．Hansen 法による移行性の予測��� 𝛿𝛿�� � � � 𝛿𝛿��� 𝛿𝛿�� … 式 2 δh の３成分に分割して物質の極性𝛿𝛿������δ� d�、極性項δp�
凝集エネルギーを London 分散力項
、水素結合項
この三成分を空間座標に置くと、図3 に示すように、HSP値：δ
値はベクトルで表すことができ、ポリを考慮したパラメータが Hansen 溶解度パラメータ（HSP
Total）であり、式２で示される。
マーに対する溶媒の溶解性を評価するのは次のように定めている。HSP が既知の溶媒を使い、ポリマーの溶解性試験を行い、溶解した溶媒（良溶媒）の組と溶解しない溶媒（貧溶媒）の組を求める。
溶解した溶媒の
HSP のベクトルが全て球の内側とな
この三成分を空間座標に置くと、図３に示すよう
δp : 極性項に、HSP 値はベクトルで表すことができ、ポリマー
り、溶解しない溶媒の
HSP ベクトルは全て球の外側にに対する溶媒の溶解性を評価するのは次のように定来るような最大の球を求める。そして、この球の半径ポリマーの hansen 球

めている。HSP が既知の溶媒を使い、ポリマーの溶をポリマーの相互作用半径（Ro）と呼び、球の中心点解性試験を行い、溶解した溶媒（良溶媒）の組と溶をそのポリマーのHSP ベクトルと定める。これらのパ

中心座標：ポリマーの溶解度パラメータ

良溶媒
貧溶媒

R0

解しない溶媒（貧溶媒）の組を求める。溶解した溶ラメータが求まれば、任意の溶媒に対してポリマーとHSP のベクトルが全て球の内側となり、溶解しの 媒の
HSP 距離を計算し、それが相互作用半径よりも小さδd : 分 散 力ない溶媒の HSP ベクトルは全て球の外側に来るようければ溶解する、大きければ溶解しない確率が非常にな最大の球を求める。そして、この球の半径をポリ高いと判断することができる。
マーの相互作用半径（Ro ）と呼び、球の中心点をそδh : 水 素 結 合

図 3 図３
Hansen
パラメータ
Hansen パラメータのポリマーの HSP ベクトルと定める。これらのパラメータが求まれば、任意の溶媒に対してポリマー
DEHP と各樹脂の Hansen 法による移行性の予測との HSP 距離を計算し、それが相互作用半径よりも小さければ溶解する、大きければ溶解しない確率
DEHP と各樹脂の 2 つの物質をハンセン空間においたとき、2 点間の距離 Relative energyが非常に高いと判断することができる。
difference（RED）が近いほど溶解しやすい。ある樹脂が DEHP に対して可溶であるかどうかの予測

4.

はポリマーの HSP 座標[δd1 δp1 δ h1]と DEHP の HSP 座標[δd2 δp2 δ h2]との距離 Ra を式 3 で定義
４．DEHP と各樹脂の Hansen 法による移行性の予測したとき、ポリマーの相互作用半径 R0 との関係を RED=Ra / R0 とすると、Ra / R0＜1 の場合は可溶、DEHP と 各 樹 脂 の ２ つ の 物 質 を ハ ン セ ン 空 間 に お い た と き、 ２ 点 間 の 距 離 Relative energy
Ra / R0=1 の場合は部分可溶、Ra / R0＞1 の場合は不溶と予測できる。
difference（RED）が近いほど溶解しやすい。ある樹脂が DEHP に対して可溶であるかどうかの予測
�

�

�

�

� � � 𝛿𝛿�� ） � （ 𝛿𝛿�� � � � 𝛿𝛿�� ） � （ 𝛿𝛿�� � � � 𝛿𝛿�� ）･･･式 3� � � �（ 𝛿𝛿δ��はポリマーの HSP𝑅𝑅座標［d1 δp1 δh1 ］と DEHP の HSP 座標［ δd2 δp2 δh2 ］との距離 R a を式３で定
なお、
R0 は HSP
既知の溶媒に対する溶解性から求めた実験値である。各樹脂の相互作用半径
R0 とR との関係を RED=R / R とすると、R / R ＜１ の場合は可溶、義したとき、ポリマーの相互作用半径
0

a

0

a

0

DEHP
Ra から得られた RRED/ Rと可溶・不溶の予測を表1 に示す。RED＜1 となる場合は、DEHP
R /のR HSP
= １距離の場合は部分可溶、＞１ の場合は不溶と予測できる。
a

0

a

0

に可溶と予測され、質量増加が生じると予想される。Hansen 法では、PMMA と PET は可溶であるため質量増加が予想されたが、反して質量増加は殆ど認められなかった。また、部分溶解と予想される

PP においては、質量増加が最も多く、Hansen法だけで移行性を説明することはできない。
R0 と
なお、R 0 は HSP 既知の溶媒に対する溶解性から求めた実験値である。各樹脂の相互作用半径

DEHP の HSP 距離 Ra から得られた RED と可溶・不溶の予測を表１に示す。RED ＜１ となる場合は、
DEHP に可溶と予測され、質量増加が生じると予想される。Hansen
法では、PMMA とPET は可溶で
1)
2)
表1

各樹脂の溶解度パラメータ HSP とガラス転移温度及び 51 日後質量変化率あるため質量増加が予想されたが、反して質量増加はほとんど認められなかった。また、部分溶解と予想される PP においては、質量増加が最も多く、Hansen 法だけで移行性を説明することはできない。

CERI NEWS 89

13

表１

各樹脂の溶解度パラメータ HSP １）とガラス転移温度及び 51 日後質量変化率２）
ポリマー
相互作用
半径 R 0RED ＝
R a/R 08

0.7 可溶－ 0.01± 0.00

×

105

4.8

8

0.6 可溶－ 0.01－ 0.01

×

69

8.4

5.1

1.6 可溶－ 0.15－ 0.26

〇

40

7.1

5.9

7.8

0.8 可溶＋ 0.01＋ 0.02

〇

105

分散項

極性項

水素結合項

HSP 距離

PMMA

18.6

10.5

5.1

5.7

PET

18.2

6.4

6.6

PA6

17.0

3.4

10.6

ABS

16.3

2.7

樹脂

dd

dp

dh

Ra

51 日後の質量変化率（％） Hansen 法
の予想結果
1mmt
2mmt

ガラス
転移温度
T g （℃）

PS

18.5

4.5

2.9

4.6

8

0.6 可溶＋ 0.02＋ 0.01〇100

硬質 PVC

19.2

7.9

3.4

5.3

8

0.7 可溶± 0.00± 0.00

〇

80

PP

18.0

0.0

1.0

7.8

8

1.0 部分可溶＋ 0.19＋ 0.06

〇

－ 20

PE

16.9

0.8

2.8

6.2

8

0.8 可溶＋ 0.12＋ 0.08

〇

－ 130

PBT

18.0

5.6

8.4

6.2

4.5

1.4 可溶± 0.00＋ 0.01

〇

34

PC

18.2

5.9

6.9

5.1

8

0.6 可溶＋ 0.02＋ 0.01

〇

150

DEHP

16.6

7

3.1

－

－

－

－

－

－

○：予想と一致する、×：予想と一致しない

5.

移行性と自由体積の関係

5. 移行性と自由体積の関係
５．移行性と自由体積の関係

無定形高分子の体積は図 4 に示すように温度と共に無定形高分子の体積は図 4 に示すように温度と共に無定形高分子の体積は図４に示すように温度と共に増増加し、体積増加率はガラス転移温度 （T（T）で急激にg）で急激に増加し、体積増加率はガラス転移温度g
加し、体積増加率はガラス転移温度（Tg）で急激に変化変化する。全体積V VのうちのうちV Vは分子を隙間なく充填しs は分子を隙間なく充填し変化する。全体積

体積：V
体積：V

する。全体積 V のうち Vs は分子を隙間なく充填したとs

28 28
日後の質量変化率（％）
日後の質量変化率（％）

たときの占有体積で、V＝V－V
f＝V－Vs は分子が運動すること
V
Vf
たときの占有体積で、Vfs は分子が運動すること
V
Vf
きの占有体積で、V＝V－
V
は分子が運動することのfsのできる空隙の自由体積と考える。温度の上昇と共にのできる空隙の自由体積と考える。温度の上昇と共にできる空隙の自由体積と考える。温度の上昇と共にVs
Vs は増加するが、Tg 以上の温度域で Vf は Vs より急激に
Vs
Vs は増加するが、Tg 以上の温度域で Vf は Vs より急激にVsは増加するが、T以上の温度域でVはV
より急激に増加し、拡散による分子の移動が容易になると考える。
gfs
増加し、拡散による分子の移動が容易になると考える。
増加し、拡散による分子の移動が容易になると考える。
そこで、各樹脂のガラス転移温度 Tg に着目し、自由体
そこで、各樹脂のガラス転移温度 Tg に着目し、自由体
積の観点から移行性を考察した。ポリマーハンドブッ
そこで、各樹脂のガラス転移温度
Tg に着目し、自由体
積の観点から移行性を考察した。ポリマーハンドブッ
Tg
絶対温度：Tクから引用した各樹脂の Tg を表 1 に示す。この実験はTg
絶対温度：T
積の観点から移行性を考察した。ポリマーハンドブッ
クから引用した各樹脂の Tg を表 1 に示す。この実験は
図 4 無定形高分子の温度と体積の関係 3)３）25℃で移行性試験を実施しており、PP、PEは Tg 以上で
図４クから引用した各樹脂のTg を表１に示す。この実験は
図 4 無定形高分子の温度と体積の関係
無定形高分子の温度と体積の関係 3)25℃で移行性試験を実施しており、PP、PEは Tg 以上であるが、その他の樹脂はいずれもガラス状態である。
Tg●：LJ803、■：UJ580、 ×：UJ990、▲：HJ490
25℃で移行性試験を実施しており、PP、PEは Tg 以上Tgあるが、その他の樹脂はいずれもガラス状態である。
●：LJ803、■：UJ580、 ×：UJ990、▲：HJ490と自由体積は密接な関係があり、PP、PE の非晶領域はであるが、その他の樹脂はいずれもガラス状態である。
と自由体積は密接な関係があり、PP、PE の非晶領域はミクロブラウン運動しており、自由体積が大きく、空隙
Tg と自由体積は密接な関係があり、PP、PEの非晶領
ミクロブラウン運動しており、自由体積が大きく、空隙が大きい状態である。したがって、PP、PE は典型的な
域はミクロブラウン運動しており、自由体積が大きく、が大きい状態である。したがって、PP、PE は典型的な結晶性高分子であるが、DEHP の移行量が多かったもの
結晶性高分子であるが、DEHP の移行量が多かったもの
空隙が大きい状態である。したがって、PP、PEは典と考えられる。そこで、密度が異なる PE を用いて、DEHP
低結晶化度と考えられる。そこで、密度が異なるの移行量が多か
PE を用いて、DEHP
型的な結晶性高分子であるが、DEHPの移行性を比較した。4 種類のポリエチレン（HDPE：ノ
低結晶化度の移行性を比較した。4 種類のポリエチレン（HDPE：ノ
密度
小ったものと考えられる。そこで、密度が異なる
PE を用
バテック HJ 490、LDPE:ノバテック LJ 803、LLDPE:ノ
密度
小
バテックの移行性を比較した。４種類のポリエチ
HJ 490、LDPE:ノバテック LJ 803、LLDPE:ノ
いて、DEHP
バテック UJ 580、LLDPE ノバテック UJ 990）を射出成
バテック UJt 580、LLDPEUJ 990）を射出成
レン（HDPE：ノバテック
HJノバテック
490、LDPE：ノバテック
空隙半径（nm）
形で 1 mm 及び 2 mmt の樹脂板をそれぞれ作製し、DEHPtt
空隙半径（nm）
形で 1 mm 及び 2 mm の樹脂板をそれぞれ作製し、DEHP
図5
密度が異なるPEの空隙半径と移行性の空隙半径と移行性
LJ 803、LLDPE：ノバテック
UJ 580、LLDPEの移行性は図 1 と同じ条件で評価した。各PEノバテの結晶化 図５ 密度が異なる PE
図 5 密度が異なる PE の空隙半径と移行性の移行性は図1と同じ条件で評価した。各
PE
の結晶化
t
t
度は、X 線回折で得られた 110 面、200 面のピーク面積からそれぞれ求めた。自由体積は東洋精鋼株

ック UJ 990）を射出成形で１mm 及び２mm の樹脂板

度は、X 線回折で得られた 110 面、200 面のピーク面積からそれぞれ求めた。自由体積は東洋精鋼株

式会社製 Positron Surface
Analyzer を用いて陽電子消滅法でそれぞれ測定した。28
日後のDEHPをそれぞれ作製し、DEHPの移行性は図１と同じ条件で評価した。各PE の結晶化度は、X
線回折で式会社製 Positron Surface Analyzer を用いて陽電子消滅法でそれぞれ測定した。28 日後の DEHP

移行量と陽電子消滅法で求めた空隙半径との関係を図5 に示す。ここでは、自由体積に相関するパ
得られた
110 面、200 面のピーク面積からそれぞれ求めた。自由体積は東洋精鋼株式会社製Positron

移行量と陽電子消滅法で求めた空隙半径との関係を図 5 に示す。ここでは、自由体積に相関するパSurface ラメータとして空隙半径を用いた。結晶化度が低く、密度が小さく、空隙半径が大きいほど質量変
Analyzer を用いて陽電子消滅法でそれぞれ測定した。28 日後の DEHP 移行量と陽電子消滅
ラメータとして空隙半径を用いた。結晶化度が低く、密度が小さく、空隙半径が大きいほど質量変化率が大きい傾向が認められた。陽電子消滅法で得られた自由体積は熱力学で定義される自由体積化率が大きい傾向が認められた。陽電子消滅法で得られた自由体積は熱力学で定義される自由体積としてそのまま用いることはできないと考えられるが、移行現象の傾向は示されていると考える。

法で求めた空隙半径との関係を図５に示す。ここでは、自由体積に相関するパラメータとして空隙半径を用いた。結晶化度が低く、密度が小さく、空隙半径が大きいほど質量変化率が大きい傾向が認めとしてそのまま用いることはできないと考えられるが、移行現象の傾向は示されていると考える。

られた。陽電子消滅法で得られた自由体積は熱力学で定義される自由体積としてそのまま用いること謝辞はできないと考えられるが、移行現象の傾向は示されていると考える。
謝辞

本調査は可塑剤工業会の委託により実施されました。ご助言を頂いた柳瀬広美氏、梅田栄祐氏、

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本調査は可塑剤工業会の委託により実施されました。ご助言を頂いた柳瀬広美氏、梅田栄祐氏、
福井大学
玉井准教授に謝意を表します。
福井大学 玉井准教授に謝意を表します。

CERI NEWS謝辞
本調査は可塑剤工業会の委託により実施されました。ご助言を頂いた柳瀬広美氏、梅田栄祐氏、福井大学 玉井准教授に謝意を表します。
参考文献
１）C.M. Hansen、“The Three Dimensional Solubility Parameter and Solvent Diffusion Co Efficient ”
Danish Technical Press、Copenhagen、1967.
２）Polymer Handbook、4th edition、J.Brandrup and E.H.Immergut eds、Wiley Interscience、
New York（1999）
３）高分子学会編、“高分子の物性・熱的・力学的性質”、（1997 共立出版）

本機構の活動から
令和２年度 CERI 公募型研究助成
本機構の研究支援事業である令和２年度 CERI 公募型研究助成に多数のご応募ありがとうございました。研究助成審査委員会において慎重に審査を行い、次の２題を採択しました。
研究者：小林大樹（新潟大学 医歯学系

助教）

テーマ：グルタチオン化プロテオミクスによるがん細胞の酸化ストレス応答反応解析法の確立
研究者：岡林識起（関西学院大学 理工学部

講師）

テーマ：河川水中に含まれるガドリニウムの化学形態分析手法の確立

お知らせ
令和２年度 CERI 寄付講座
本機構は、化学物質等、製品の評価、管理技術の発展に貢献できる人材を育成することを目的に寄付講座を開設しています。令和２年度も九州大学及び東京工業大学において寄付講座を開講することを予定しています。カリキュラム等の詳細は、開催日近くになりましたら本機構ホームページ等でご案内します。ご興味のある方は是非この機会に受講ください。
☆ 九州大学
平成 24 年度から九州大学大学院工学研究院応用化学部門のご協力のもと、CERI 寄付講座を開設
しています。令和２年度も「先端材料科学 ～設計、構造・物性から機能化まで～｣ と題して講座をCERI NEWS 89

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開設いたします。
本講座では、九州大学大学院工学研究院応用化学部門・先導物質化学研究所の先生方を中心に、有機化学、無機化学、高分子化学等の分子材料創製や環境・材料分析等について解説し、最先端材料の基礎的な知識と技術について講義していただきます。
また、九州大学大学院工学研究院応用化学部門では、環境に調和した豊かな人間生活を実現する未来都市の創出を目的に、企業及び化学関係の研究者が広く集えるコンソーシアムを設立し、社会的に要望の高い未来化学技術の開発及び実証を行っており、この寄付講座を通してシーズの発信や情報交換等を行う予定になっています。
講 座 名：先端材料科学 ～設計、構造・物性から機能化まで～
前期：令和２年５月～６月

全14回

後

期：令和２年10月～11月

全14回

講義時間：13：00 ～ 14：30、14：40 ～ 16：10（90 分／回）☆

東京工業大学
平成 27 年度から東京工業大学物質理工学院のご協力のもと、CERI 寄付講座を開設しています。

令和２年度も「ゴム・プラスチックの安全、安心 －身の回りから最新の話題まで－」と題して講座を開設いたします。
本講座では、広く社会に浸透し私たちの身の回りにある化学品を含むプラスチックやゴムとその関連製品の安全・安心を取り上げ、それらに関する情報とやさしい科学を紹介し、正しい知識を広く一般の方に紹介します。また、学生を含む専門家に対しては、最先端の安全性評価技術、劣化と寿命予測技術、耐性向上技術、更には高性能・高強度化技術・材料に関する科学を紹介し、将来の安心・安全な材料の設計の基礎を学んでいただきます。
講 座 名：ゴム・プラスチックの安全、安心 －身の回りから最新の話題まで－
前

期：令和２年６月～８月

全14回

後

期：令和２年10月～12月

全14回

講義時間：13：20 ～ 14：50、15：05 ～ 16：35（90 分／回）

各事業所連絡先編● 東京事業所

CERI NEWS 第 89 号をお届けします。巻頭言は「マイクロプラ
スチックのリスク評価」と題し、水環境におけるマイクロプラスチ
ックの生態影響等について、九州大学大学院農学研究院資源生物科学部門教授の大嶋先生にご執筆いただきました。誠にありがとうご
ざいました。本機構もこの問題の解決に向け、総合的な評価に取り組んでいます。
（企画部 和田 丈晴）

Tel:0480-37-2601 Fax:0480-37-2521（高分子、環境、標準、クロマト、評価研）● 名古屋事業所

Tel:052-761-1185 Fax:052-762-6055● 大阪事業所

Tel:06-6744-2022 Fax:06-6744-2052

集後https://www.cerij.or.jp● 化学物質安全センター

Tel:03-5804-6134 Fax:03-5804-6140● 久留米事業所

Tel:0942-34-1500 Fax:0942-39-6804● 日田事業所

Tel:0973-24-7211 Fax:0973-23-9800● 安全性評価技術研究所

Tel:03-5804-6135 Fax:03-5804-6139

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記

CERI

NEWS

編集発行

発行日

令和２年４月

一般財団法人化学物質評価研究機構 企画部〒 112-0004
東京都文京区後楽 1-4-25 日教販ビル７Ｆ
Tel:03-5804-6132 Fax:03-5804-6139

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