Chemicals Evaluation and Research Institute, Japan

No.37 2002 April
巻頭言

ナノテク・ゴム材料の新時代
最近、ナノテクノロジーがきわめてホットな話題になっている。つい先日、高分子学会主催のナノ高分子ワークシ

長岡技術科学大学工学部化学系 教授

五十野 善信ョップ「ナノ科学における高分子性」が開催された。清水
敏美博士（独立行政法人産業技術総合研究所）の言葉が面
１）

白い。
「キーワード ナノ が盛んに使われているが、何で構造（もう少し詳しく言えば 泡状構造 ）を作っている。

もナノテクと呼ぶのは変である。ｎｍサイズの要素や現象

そのコンピューター・シミュレーション結果の図がインタを扱っているだけではナノテクではない。特有の構造サイーネットでも閲覧できる。奇妙な形の３次元連続面が見え

ズをナノスケール（ｎｍから数十ｎｍ程度）にまで小さくる。 グレートウォール と呼ばれる構造である。一方、高していき、特徴や性能が飛躍的に変化するときに初めて分子混合系でも、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、似たよ

ナノテクノロジー と言えるものになる」との定義である。

うな構造（共連続構造）が観測されている。手元にインタ

その意味で、ゴム材料におけるはまーネット環境があれば、これらの図を見比べて戴きたい。

である。このこと自体はゴム屋

前者は銀河を単位とする引力系で超マクロ（宇宙）スケー

さんなら誰でも知っていることである。ただ、ゴム屋さん

ルの構造、後者は高分子を単位とする斥力系でミクロスケには余りにも当り前のことなので、それほど意識されず、ールの構造である。しかし、見かけの形はきわめてよく似あまり宣伝されなかったこと、その考え方の適用範囲を広ている。この類似性は、どちらも密度の微妙な不均一性

げることへの努力もそれほど払われなかったことが残念で（密度ゆらぎ）により生じた構造であることによる。はるかある。ゴム工業は成熟しているとよく言われるが、ゴム材に複雑な状況にあるだろうが、ゴム中のフィラーでも似た料そのものがナノテクであり、先端材料である。ゴムをもようなことが起こり、フィラー充てん量に応じて、網目かっと掘り下げて研究する一方、ゴムの考え方をもっと広げら泡状に至る構造ができていても不思議ではない。ナノ高ていきたいものである。

分子ワークショップで西教授（東京大学）が紹介されたよ

２）

３）

さに

ナノテクノロジー

フィラー補強効果

ゴム研究の最大の成果と言えば、前述のフィラー補強でうに、いま元素識別型３次元電子顕微鏡の開発が進められあろう。しかし、その実体は依然としてナゾに包まれていている。ナノ構造解明に適した装置の開発により、ゴム中る。フィラーがどのように分布しているのかもよく分からの複雑な高次構造の解明から、その制御、工学的設計へとない。フィラー粒子を３次元的に数珠つなぎにした網目の進むと期待できる。そのとき、ナノテク・ゴム材料の新時絵を書いて、こんなものですかと尋ねると、そうだと言う代が開けるのではと思われる。

人も居れば、そんなものじゃないと言う人も居る。

そん

な時にふと目にしたのが「宇宙の大構造」という本（ＮＨＫ発行）である。半径５億光年の扇形殻中の銀河分布を観測した結果が載っている。驚くべきことに、銀河団が網目

1）http://spaceboy.nasda.go.jp/Note/Shikumi/J/Shi05b̲j.html#Shi05b̲03̲j2）http://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/˜taka/stereograph/stereograph.html
3）http://www.jst.go.jp/erato/project/hask̲P/shs/shs02.html#fig1

CONTENTS・ＯＥＣＤでの内分泌かく乱物質問題への取り組み
・ジェトロニューヨーク活動報告●巻頭言「ナノテク・ゴム材料の新時代」
長岡技術科学大学 教授

五十野 善信

●国内外の動き・ゴム物理試験関連のＪＩＳおよびＩＳＯの動向●本機構の活動から・評議員会および理事会開催
・平成 14 年度新入職員採用式および導入教育●特集 1（高分子技術部門）
・自動改札機で用いられているエーテル系ポリウレタン製ロールのキップ搬送不良事故
・有機材料における異物分析
・動的粘弾性測定（レオメトリック社製 ＲＳＡ-Ⅱ、ＡＲＥＳ）●第７回化学物質評価研究機構研究発表会のご案内
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CERI NEWS

国 内外の動き
ゴム物理試験関連のＪＩＳおよびＩＳＯの動向
１． JIS の動き
平成 13 年度中に発行されたゴム関連の JIS の物理試験方法を説明します。

このように、ゴムの物理試験方法は、総合規格であった
JIS K 6301 を分割して、JIS K 6250 シリーズとして規格化
されてきました。しかし、新しい評価方法や ISO との整合化の推進の為には、まだ多くの試験方法が残っています。

発行された規格JIS K 6270 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張疲労特性の求め方−定ひずみ法

今後も、3 〜 5 件/年のペースで制定または改正を予定しております。
また、平成 13 年 10 月に、以下の 6 規格が確認されました。

JIS K 6271 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−体積抵抗率
および表面抵抗率の求め方
JIS K 6250

ゴム−物理試験方法通則

JIS K 6252 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引裂強さの求め方確認された規格JIS K 6253 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法
JIS K 6255 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの反発弾性試験方法
JIS K 6261 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの低温試験方法
JIS K 6262 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験
方法

このうち JIS K 6270 および 6271 は、新規に作成された規格です。
JIS K 6270 の引張疲労特性は、ゴムの耐久性の要素とし

JIS K 6266 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの耐候性試験方法
JIS K 6267 加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの汚染試験方法て重要な疲労特性を定ひずみの引張法で評価する試験方法です。疲労特性としては、曲げ（屈曲）、圧縮、せん断な
どの種々の方法がありますが、装置の簡略性、試験後の評

いよいよ本年の 10 月 14 日から、京都で第 50 回 ISO/TC

価の多様性（強度の残率、破断回数、亀裂発生、永久伸び45 国際会議が開催される運びとなりました。P メンバーとなど）で引張法が規格化されました。

して初参加のインドネシア会議から数えて８年で、今や参JIS K 6271 の電気抵抗は、ゴム材料の最も基本的な特性の評価です。ご存知の通り、原料ゴム自身は絶縁体ですが、加人数、提案件数、プロジェクトリーダー数ともに、世界で有数のメンバー国となってまいりました。

実用性の為にカーボンブラック（CB）が複合されていま

今回の会議で最重要課題は、引張試験の JIS ３号ダンベ

す。この CB に由来して、絶縁性が変化し導電や半導電のルの承認です。この試験片は、日本において数十年の歴史

材料ができます。使用用途によっては、電気絶縁性が大きがあり、ほとんどのゴム関係会社はこれを使用しており、なファクターとなる場合もあり、重要な試験方法です。従また、100 件を超える他規格、法規、団体規格などに引用

来は、プラスチックの JIS や日本ゴム協会規格（SRIS）をされています。この３号ダンベルを用いて蓄積されたバッ引用しておりましたが、この規格制定によりゴムの実情にクデータは、お金に換算すると莫大な金額（一説によると即した体積抵抗率および表面抵抗率の測定が可能となりま

100 億円以上）になると考えられております。ISO/TC45

した。この制定を受けまして、SRIS は廃止される予定で国内審議委員会では、この３号ダンベルの承認のために、すので、ご注意ください。

２度に渡る国際ラウンドロビンテストの主催や、数多くの

次に、JIS K 6250 および 6252 は、改正された規格です。

会議で結果の分析・検討が成されてきました。今後は、承JIS K 6250 の物理試験方法通則は、適用範囲を加硫ゴム、認に向けて、試験片形状の FEM 解析や破壊メカニズムの

熱可塑性ゴムだけでなく、未加硫ゴムも含んだ規格として、分析の結果を各国に公表し、同意を得る為の最後の詰めがゴム試験の標準条件、試験温度、試験時間、試料調製など行われます。

の一般条件を規定しています。
JIS K 6252 の引裂試験は、従来からの方法に加えてデル
フト形試験方法を規定しました。このデルフト形は、非常に少量のサンプルで引裂強さを評価可能で、製品から試験片を調製し評価する場合に有効な方法で、従来の１/５程
度の試験片となります。

2

２． ISO の動き

その他では、日本の西先生が Convener を務める免振ゴ
ム分科会や原料ゴム分科会でも多くの日本提案が審議されます。
今後とも、みなさまの多大なる御支援をお願いいたします。
（名古屋・隠塚 ）CERI NEWS

本機構の活動から評議員会および理事会開催
平成 14 年 3 月 26 日（火）、本機構会議室において、第

また、同日午後には関係官庁ご臨席のもとに第 213 回理

79 回評議員会が開催され、平成 14 年度事業計画および収事会が開催され、平成 14 年度事業計画および収支予算等

支予算等が審議されました。

が承認されました。

（企画・野村）平成 14 年度新入職員採用式および導入教育
平成 14 年 4 月 1 日、本機構久留米事業所において、新入職員 12 名の採用式をとり行いました。久留米事業所を見学したあと、熊本県阿蘇郡の休暇村南阿蘇へ移動し、4 月
4 日までの 4 日間、導入教育を実施しました。また、研修終了後、日田に移動し、日田事業所を見学しました。
この研修は、本機構の活動状況や諸規程など職員として必要な事柄のほか、ビジネスマナーや仕事の進め方など社
会人としての心構え、先輩職員からの体験談などが組み込
まれています。
4 月 5 日からは、各配属先で実際の業務に関連する実務研修が行われています。

（企画・野村）OECD での内分泌かく乱物質問題への取り組み
本機構安全性評価技術研究所（評価研）では、1997 年

確認試験の大半が終了し、今後は実質的なガイドライン作

より OECD 本部（パリ）の環境局環境健康安全課（ENV/

成作業を行なう予定です。一方、環境中の生物に対する影EHS）に職員を派遣しています。

響評価は、人への影響と比較して OECD 加盟国の関心が私が現在担当している業務はテストガイドラインプログラ

それほど高く無かったことと、OECD および加盟国の専門

ムで、主に物理化学性状・生態影響・環境運命のガイドラ

家の時間的／人材的不足から遅れていました。その後、人イン作成／改訂作業を行っています。これ以外には、エンへの影響に対する対応が一段落したのと同時に、環境中のドクリン（環境ホルモン）問題として環境中の生物に対する生物での試験法確立の重要性がより高まってまいりました。

影響を評価するための試験法の開発をマネージメントしています。そこで、以下に OECD で行っている化学物質による環境中の生物へ影響評価試験法（テストガイドライン）の開発状況を報告します。

２．環境中の生物への影響
当初、化学物質による内分泌系への影響が問題となったのは、野生のワニや魚への影響でした。アメリカ五大湖のワ
ニの生殖能力低下、海鳥の卵のふ化率低下、貝での雌雄両１．エンドクリン関連活動概要

生殖器の発達等です。これらの原因は、主に DDT やトリブ

OECD では環境中の生物への影響評価に先立ち、人へのチルスズ、ノニルフェノール等の化学品によるエストロゲン作

影響をアセスメントする試験法としてラットを使った次の用と考えられています（必ずしも濃度と作用が比例しない

３試験法の開発を行ってきました。

との問題も同時に指摘されています）。一方、人への影響も(1) 子宮重量増加試験（女性ホルモン作用）

十分に心配されましたが、その後明確な因果関係がつかめ(2) ♂ラット生殖器官重量測定法（男性ホルモン作用）ないまま現在に至っています。一部の研究結果によると、一(3) 改良型２８日間反復投与試験

般に環境中の生物の多くは哺乳動物と比較して外因性毒物

2001 年末までにガイドライン作成のために必要な初期のの代謝能力（毒物を無毒化、排泄する）が低く、ホルモン濃3

CERI NEWS

度もかなり低い濃度で作用することが報告されています。

これ以外にもアメリカ EPA では、ヴィテロジェニン発

OECD では現在淡水魚（実際にはメダカ、ファットヘッ

現を誘導する mRNA の PCR による定量分析、繁殖影響

ドミノー、ゼブラフィッシュ）を使ったホルモン影響作用（産卵数、ふ化率、その他）も検討項目に入っています。

評価のための簡易試験（テストガイドライン）を開発中で2002 年度から、OECD で本格的な検討を開始しますが、あり、これからテストガイドライン化に必要な Validation

魚以外の環境中の生物としては鳥、両生類（カエル）も検試験の実施を予定しています。魚を使った試験では簡易試

討予定に入っています。OECD での活動目的は国際的に使験とより高次の試験とを分けて考えており、簡易試験法の用可能なガイドラインを作成することであり、OECD 加盟

開発の後に高次の試験法開発に着手する予定です。簡易試

国は OECD、または他の機関（もしくは自国で開発した）

験では測定感度（低濃度での魚への影響）とともに、よりが開発した試験法を組み合わせてそれぞれの国の状況に応信頼性が高く、短期で低コストの試験法が望ましく、簡易

じた化学物質の規制／許認可を行なうこととなります。

試験の結果から最終判断のための高次試験対象物質の選定

いずれにしても、環境中の生物への影響評価（内分泌系を行なうこととなります。現在検討を予定している測定項に限らず）は、今後長くにわたり OECD の活動の一つと目は、次の３通りの方法が議論されています。

してますます重要視されてくるものと予想しています。
（OECD 環境局・川原）(1) 黄体先駆タンパク質（ヴィテロジェニン）の測定(2) 生殖器間細胞の病理組織学的検査

なお、テストガイドライン開発のための国際協力等の活(3) 性ホルモンにコントロールされる魚体の形状変化

動については、日本自転車振興会の「平成 13 年度化学物
質安全性評価基盤整備補助事業／ OECD 化学物質安全性評価活動協力」により支援を受けています。

ジェトロニューヨーク活動報告
ジェトロニューヨーク化学部は 1999 年 11 月の開設し、ことでした。これらのワークショップの勧告に加え、ORD

現在ディレクターとリサーチアシスタント各 1 名で業務をの研究計画委員会の科学的な判断等を経て内分泌攪乱物質

行っています。化学品は生活の質を維持するために重要なに対する研究計画が策定されました。この計画は、EPA役割を演じると同時に、一部が汚染物として環境中に存在が応分の役割を演じることができるような研究を取り上げして健康や環境に影響を与えることがあるため、総合管理ており、内分泌攪乱物質のスクリーニング法や試験法の開や基準設定を的確に行うことが必要となっています。

発にも役立つように設計されています。

米国は競争力のある化学産業を有すると同時に、環境対

米国の環境法の 2 つ FQPA（Food Quality Protection

策や化学品管理のための研究、技術革新でも最先端を進ん

Act、1996 年）と SWDA（Safe Drinking Water Act、でいるため、米国政府、米国化学産業の情報を収集し、連1996 年）は、検証された試験系を用い、化学品がエスロ

携を深めることは、日本の化学品管理や化学産業の健全なトゲン作用を持つかどうかを確認するように命じていま発展にとって重要であると考えられます。そこでアメリカす。両法律を施行するための諮問委員会は、スクリーニンを中心に北米の化学品政策の現状、政府や業界団体等の情グと試験のためのアッセイ法を勧告しました（最終報告書、

報収集を行うことが化学部の中心的な任務となっています。

1998 年）。同時に、対象とするホルモンをエストロゲン、

以下に活動の主な項目について概要を述べます。

アンドロゲンおよび甲状腺ホルモンとすることを勧告しました。現在この勧告に従ってスクリーニング法と試験法の１． 内分泌攪乱物質
EPA の内分泌攪乱物質に対する取り組みは二つの柱からなっています。一つが基礎研究を行うこと、もう一つが確立が進められています。上記の法律によれば、EPA が開発したプログラムにより、メーカーや輸入者は工業化学
品や農薬の試験を行うことになっています。

スクリーニング法や試験法を開発し、農薬や工業化学品を試験することです。

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２． HPV（高生産量）化学品イニシアチブ

内分泌攪乱物質に関する公衆の懸念が増大するのに伴1997 年に環境団体である ED（Environmental Defense）

い、ORD（Office of Research and Development）は 2 つのは既存化学物質の点検が遅れていることを指摘しました。

ワークショップを 1995 年に開催しました。目的は、国際

その後 EPA が調査したところ、HPV（高生産量）化学品

的な専門家の意見を集約し、国家的な研究計画を策定するの 中 で 、基 本 的 な 毒 性 データである S I D S（ S c r e e n i n g

CERI NEWS

Information Data Set）が揃っているのは７％しかないこ

農産物を原料にファインケミカルを製造しようとする動きとを明らかにしました。これを受けて政府、業界およびがあります。例えば、デュポン社は 1,3 −ペンタンジオー

ED は 1990 年度の製造･輸入量が 100 万ポンド（約 453 トン）

ルをトウモロコシから生産する施設を立ち上げています。

以上の化学品約 2800 につき、2004 年までに SIDS に相当す

化学産業の新たな取り組みとして、農産物等の再生可能原るデータの収集に合意しました。

料から酵素反応を利用して既存の化学品を製造すること

企業は約 2000 の化学品について自主的なデータ収集の実施を表明し、試験計画を公表したうえでコメントを受けが、持続的発展の見地からも今後重要性が増すものと考えられます。

つけ、EPA が計画をレビューした上でデータ収集にあたることになっています。データ収集に際しては、構造等か

５． その他ら推定して性質が類似している化学品についてはカテゴリ

化学品の規制はその時点の科学の影響を受けますが、科ーとして取り扱うことや代替試験法の採用等動物試験を削学が全ての問題を明らかにすることができないことが公衆減するために努力することが求められています。2002 年 1の懸念を生み出す原因となることもあります。こうした懸

月 1 日現在で 700 を超える試験計画が提出されています。

念を処理する 1 つの手段として注目されているのが予防原則であり、欧州では欧州委員会が作成した予防原則の白書

３． 環境政策を欧州議会が承認するに至っています。

環境政策については化学産業に関係のある政策や新たな科学分野では、化学品等の毒性を、ゲノム情報を利用し方向性を示唆するような政策に的を絞って調査を行っていて解明、予想しようとするトキシコゲノミックスが進展します。

つつあり、化学品規制の基礎となる毒性評価に大きく影響

ブッシュ大統領の環境政策の傾向として、規制のコストする可能性があります。

−利益分析を重視することが挙げられます。規制による利予防原則やトキシコゲノミックスは化学品規制に影響を益やコストの推定方法には議論の対象となる部分が多く、及ぼす長期的なテーマであり、こうしたトピックについて

今後、議会、政府、業界や環境団体等から様々な意見が出さも継続して情報収集を行っています。

れるものと予想されますが、米国の環境政策における一つの方向性として注目する必要があるものと考えられます。

以上、主な項目に関して現状を簡単に紹介しましたが、また、最近ブッシュ大統領は温室ガス削減のための自主規制と科学は相補的な関係にあることや化学品の規制が広的な取り組みを発表しました。これをはじめとしていくつい範囲に影響を及ぼすことを念頭に置き、大局的な見地かかの政策で見られるのは、従来の管理と命令型の規制から

ら規制と科学に適切なバランスを置いた調査活動を継続し市場に立脚したアプローチへと移行し、技術革新を促進したいと考えています。

ながら環境保護を達成しようとしていることであり、今後（ジェトロニューヨーク・西岡）

この動きが加速することが予想されます。

４． 生物化学産業（バイオテクノロジー）
生物化学産業について特に注目しているのは、遺伝子組
み替え生物（GMO）とバイオベース製品です。バイオテ
クノロジーの進展に伴い、米国では植物体内で殺虫性タンパク質を産生する作物の栽培が増加しています。こうした作物は農薬の使用量を削減でき、人の健康に有益である反面、遺伝子の流出により生物多様性に影響を与えたり、ア
レルギーの懸念があったりするため、米国での積極的な栽
培とは正反対に、欧州は受け入れを拒否しています。欧州委員会はバイオテクノロジー産業の発展のために、遺伝子組み換え作物をある条件のもとに受け入れようとしていますが、体制の整備には時間を必要とし、欧米間の貿易問題に発展する恐れもあります。
バイオテクノロジーの別の展開として、石油に代わり農産物から化学品を作る試みがなされています。この動きは、
2001 年のテロを受けて輸入石油への依存度を低下させようとする政策目的とも合致し、主要な化学メーカーでは、

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CERI NEWS特 集 1（ 高 分 子 技 術 部 門 ）自動改札機で用いられているエーテル系ポリウレタン製ロールのキップ搬送不良事故
国内、特に大都市およびその近郊においては自動改札機

自動改札機の内部構造、特に搬送部を中心に図１に示しの普及はここ数年目覚しいものがあり、乗降客の多少にかましたが、30 個以上のエラストマー製のロールが使用さかわらず、殆どの駅に設置されています。これらの自動改れ、キップを瞬時に搬送し、次に示す各セクションを通過

札機は、キップや定期券の裏側に記録された様々な磁気デします。

ータを約 0.6 秒という極めて短時間内で判別し、回収もし今回紹介する事故は、これらの各部にチケットを搬送す

くは乗客に返却する機能を有し、各鉄道会社の人件費削減

るエーテル系ポリウレタン製ロール部とベルト部に不具合と不正乗車を完璧に防ぎ、コストダウンの重要な担い手にが生じ、キップの搬送が上手くいかなくなってしまった現なっています。

象です。

図 1 自動改札機の搬送部を中心とした内部見取図

事故発生の経緯
ＪＲ山手線と私鉄ターミナル駅が接続する都内でも、有に光沢性も有していました。この中央部と正常部（ロールサイド）においての比較分析を行いました。

数の乗降客の多い駅で使用されていた自動改札機で設置

まず、膨らみ現象の発生したロールのサイド部で膨らみ後、約半年から１年以内でキップが搬送不能になり改札ド現象が認められていない正常部分を直接顕微反射法にて分アーが開かなくなる事故が夏場の８月に数件発生しまし析したところ、EU（エーテル系ポリウレタン）のスペク

た。自動改札機のロールやベルトは、乗降客が多い改札口

ルのみが得られました。一方、膨らみ茶色に変色しているでは１カ月に１回、比較的少ない改札口では３カ月に１回、ロール中央部、いわゆる投入されたキップの殆どが通過す

ロールおよびベルトを洗浄する作業を通常の洗剤を水で希る キ ッ プ の 通 り 道 の 部 分 に つ い て は 特 に 2 9 0 0 c m -1、

釈し、布（ウエス）を用いて行っていました。これらのロ

1600cm-1、1400cm-1 付近のピークが非常に強く現れました。

ールやベルトは、それぞれ幅 20mm を有し、正常時には精これら３つの吸収ピークより、金属と有機物が結合した脂確に 0.3mm の隙間をもって取り付けられ、キップを２枚重

肪酸の金属塩の存在が強く示唆されました。そこで更に詳ねて同時に入れられても前後に分離しつつ搬送する役目を細な分析を進めるために以下に示す抽出法による GC-MS

担っています。搬送不良は、キップが頻繁に通るロール、（ガスクロマトグラフィー−質量分析法）を実施しました。

ベルトの中央部において膨らみ現象が見られ、そのため0.3mm の隙間が中央部において無くなり搬送不良になっ

ＧＣ−ＭＳによるロール抽出物の分析てしまったことが判明しています。図２に膨らみが出て搬

膨らんだロール中央部表面付近を注意深くカッターで切り送不能になったロール外形を示しました。そこで何故この取り、更に得られた試験片を抽出効率を上げるために米粒膨らみが中央部のみ生じたか、原因を調査しました（なお、状に細かくカットし、ソックスレー抽出用試料に供しました。

原料素材および不具合現象は、ロールおよびベルト間に有膨らみの無いロールサイド部においても同様にサンプリン

意差が無いため、以下、ロールのみ分析調査対象とした）｡

グし、抽出用試料に供しました。抽出溶媒は、ジエチルエーテルを用いました。得られた抽出量を表１に示しました。

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顕微 FT-IR（フーリエ変換赤外分光）を用いたロール表面分析

ロールサイドの正常部と未使用ロールとの間に有意差は殆

ロールは、PU（ポリウレタン）特有の薄黄色の透明性ど認められませんが、膨れ部において約 3 ％程の有意差がを持っていますが膨らんだ中央部では褐色に変色し、同時認められました。即ち、膨れ部には約 3 ％程余分な物質がCERI NEWS

含まれていたことになります。なお、得られた抽出物の目

バインダー等の目的で他の物質もかなり混合され、それら視観察を行いますと、未使用ロール抽出物は室温下では固の物質の影響が存在するものと予想されました。

体状を示していますが膨れ部では固体状の物質に加え、液体状の物質をも含んでいることが確認されました。これら

キップ裏側磁性面の分析の物質の FT-IR スペクトルより新品およびロールサイド部

キップには情報を記録させる内容や用途によって感熱では EU 系低分子化合物、一方、膨れ部では新品ロールで券、ライナー券、マルス券など等、磁気面の種類によって得られた EU 系化合物の他に脂肪酸エステル系化合物であ分類されます。そのうちマルス券にはＦＩ−ＩＲ分析の結ることが判明しました。そこで更に、これらの抽出物につ果、ステアリン酸亜鉛の存在を確認できました。ステアリ

いて GC-MS 分析を行いました。表２に正常部、未使用品

ン酸亜鉛は、塩化ビニル（ＰＶＣ）の安定剤、ゴム引布用に含まれる物質を除いた物質を示しました。これらは本来打粉としても使用され、主として粘着防止剤としても活用

PU に含まれているものではないことが一目瞭然であり、脂されているため恐らく、同様の理由でキップ裏側の磁性体

肪酸エステルは人間を含む動物由来のものと考えられます。

にも用いられている可能性が高いと考えられます。何れに即ち、人間の皮脂、手の平表面より汗と共にコレステロ

せよ人間の手より代謝されたコレステロールは、一部脂肪ール等が少しずつ代謝されますが、特に夏場では発汗と共酸に変化し、更にキップ裏側の記録磁性体に使用されていに分泌量が多くなることが考えられます。これらが１日にるステアリン酸亜鉛とそのまた一部が反応し、脂肪酸の金何万人と通過する自動改札口でキップを通し、EU ロール

属塩が生成したものと判断されます。

に付着し、膨れ現象、即ち、膨潤を起こしていたことが判明しました。コレステロールは、代謝されると空気に暴さ結論れることによって、一部は脂肪酸エステルとなりコレスタ

１．ＥＵロールは、乗客の手から代謝される微量のコレス

ノールやワーデヒドロコレステロールを伴うこともあり、かテロールが少しずつキップを通してロール内部に蓄積なり不安定な物質です。

され、その結果、ロールの一部に膨潤現象が現れ、キそれではロール極表面上に付着していた脂肪酸金属塩の由来はどうなのでしょうか？自動改札機を通過するキップ

ップ搬送を停止させました。従って事故は汗が大量に代謝される夏場に発生しました。

や定期券裏側には有効期間、有効区間、経由地等様々な情

２．コレステロールは、脂肪酸エステル化合物に変化し、報が薄く塗布されている強磁性体（バリウムフェライト）更にキップ磁性体成分の一部であるステアリン酸亜鉛にデジタル記録されています。しかし、バリウムフェライと反応し、脂肪酸の金属塩を一部生成しています。

トのみの存在は考え難く、性能向上や製造上の都合により（東京高分子・向井、大武）

図 2 搬送用 EU ロールの膨らみ現象

表 1 ジエチルエーテル抽出量

表 2 GC-MS 分析で得られたロール膨れ部に含まれていた物質

7

CERI NEWS
有機材料における異物分析
１．はじめにり刻まれて原型をとどめていないケースが多く、さらに類

ゴムやプラスチックにおけるクレーム処理や事故原因究明の一つに、異物混入が挙げられます。特に、有機材料の似の組成もあり、異物鑑定が困難を極め、まさに現場技術
屋泣かせといっても過言ではありません。

破壊の要因として、異物が介在することにより応力の集中

本機構高分子技術部では、分野別に約 8000 検体の異物を招き、脆性破壊を誘発したり、添加剤の混練がうまくいのバックデーターを常時管理し、あらゆる異物判定の基礎

かず分散不良を起こし、添加剤自身が異物と成り得ること

資料としています。

もあります。

ここでは、それら分析手法を中心に述べてゆきます｡

また、近年は食品の包装が美麗かつ完璧に行なわれるよ
うになってきていますが、その結果、包装材表面に見られ２．異物とはるわずかな異物（多くは成形加工時の焼け）が外観不良と各種有機材料に混入する異物について大別すると、表１なり、パッケージ上の機能は何ら遜色はないものの、充填に示すようになります。これらの異物は製造中、特に成形されている食品の商品的価値を著しく低下せしめ、全品回加工中に混入もしくは生成したり、さらには保管中に付着収されるケースも多くみられます。この食品の場合、有機することもあります。また、消費者自身が当該商品を使用材料とは異なりますが、異物混入は食中毒の次に警戒すべ

中に誤って混入させた、もしくは付着させた物を、異物とき重大事故といえます。特に、より小さい異物の場合、切してクレームをつけるケースもあります。

表１ 混入する異物の分類

無機物

金属、サビ、砂粒等の塵埃、鉱物、無機系顔料、歯の充填剤（銀系合金等）
繊維

糸くず、紙類、植物の節

ポリマー

各種プラスチック片、各種ゴム片、合成繊維類、生物の糞・昆虫

ゴキブリ糞、ネズミ糞、各種昆虫の糞、鳥類の糞、微小昆虫

添加剤

酸化防止剤、有機系顔料、油、農薬

有機物

歯の充填剤（メタクリル樹脂等）成形加工中の焼け

老化防止剤

幅 2mm

カーボンブラック

写真１

ＮＢＲ製ＪＩＳ３号ダンベルの断面に存在するカーボンブラックの固まりと老化防止剤の固まり（分散不良）

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CERI NEWS異物（砂粒）

Chevron Pattern
写真２ ＳＢＲ製ダンパーに存在する砂粒異物

３．サンプリング切り出した異物管理は紛失に充分な注意が必要ですが、異物分析の場合、分析機器チャンバー内もしくは試料ス

万が一にもセロハンテープ等で台紙に貼るような事は避け

テージに乗り切れぬ時は（ほとんどの異物分析に用いられてください。さもないと、セロハンテープの粘着剤の構成る機器は精密なため、ステージもチャンバーも小さく作ら

成分の一部が異物に転移し、分析を困難にすることが多々れています）、予めサンプリングをし、前処理が必要な場あります。

合には、製品本体が入らぬよう、できるだけ小さく切り離し、洗浄、抽出等をやり易いようにしておきます。

ただし、セロハンテープの粘着剤は、天然ゴム系かアク
リルゴム系に限られている場合がほとんどですので、むし

サンプリングの一般的方法としては、カッターナイフ等

ろセロハンテープのおかげで、微小な異物が分析者の手元による切り出しが行なわれますが、その際、カッターに予に無事届くと考えられることもあります。そこで、異物がめサビ止めとして付着している刃の油を、溶剤を用いて良より微小の場合は、セロハンテープ等で確保する手段も無

くふき取っておきます。できれば、市販のカッターではなげには否定できません。

く光学顕微鏡用試料作成精密カッターおよびピンセットを用いると良いでしょう。また、サンプリング時は空調を止め、室内の空気の動きを抑えながら行います。

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CERI NEWS４．分 析
微小物分析手順のフローチャートを次の図に示します。

試 料
（付着物）

形態観察
実体顕微鏡
走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）

情 報
製品の材質
製造方法
使用雰囲気・期間 etc.

付着物になりうる物質は？

フーリエ変換赤外分析法（ＦＴ-ＩＲ）
電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）
熱分解ガスクロマト
グラフィー（ＰｙＧＣＭＳ）

同

定

付着原因の
解明
再発防止

微小Ｘ線回折
高感度ＤＳＣ①外観観察（実体顕微鏡・ SEM）

高い（μｍオーダー）ため、より微小な異物分析、また酸

異物分析の第一手段として、目視観察→実体顕微鏡→

素等の元素分析も可能なため、例えば有機物の酸化されたSEM（走査型電子顕微鏡）を用いたミクロ的観察に至りまもの（プラスチックが押出し機中で酸化やゲル化が生じた

すが、この外観観察で、異物の約 50 ％が判明するといっ場合）等についても確認できます。

ても過言ではありません。特に繊維等は、その形状からお一方、配合剤の分散不良等についても、充分観察可能です。

およその判断がつきますが、決定するには次に述べる顕微
鏡 FT-IR（フーリエ変換赤外分光分析）が必要になります。

④高感度 DSC

ところで、SEM を用いた観察と光学顕微鏡を用いた場

異物がもしプラスチック類であった場合、ほとんどが前合を比較すると、その有効性について決定的に異なる点が述した顕微鏡 FT-IR 表面反射法で分析が可能ですが、それあります。光学顕微鏡は、同一視野のある一点に焦点を絞らが例えば PE（ポリエチレン）であった場合、その種類

り込むことにより、個の部分がぼやけますが、SEM では、までは決定できません。そこで高感度 DSC が登場します。

このようなことにならず、一般には観察される視野幅の半

DSC による融点測定および融解曲線を見ることにより、分に相当する深さまで焦点があった像が得られます。そのLDPE（低密度ポリエチレン）、MDPE（中密度ポリエチ

後、ターゲットとなる観察部のほとんどを、同一視野に捉レン）、HDPE（高密度ポリエチレン）、Ｌ-LDPE（直鎖状

えられます。

ポリエチレン）、もしくはブレンド体か共重合タイプかが判別できます。ただし、異物が１ mg 前後であれば、通常②顕微鏡 FT-IR（反射法、透過法）
有機物の分析には、絶対必要な武器となります。従来のの DSC で測定可能ですが、0.5mg 以下になると高感度
DSC が必要となります。

IR は、波長を変えながら計測していたため長時間を要しましたが、現在はコンピューターと信号処理技術の発達に

５.対策と結論

より、より精度の高いフーリエ変換 IR が主流になり、さ製造中の異物混入および分散不良であれば、ストレーナ

らに異物分析では、顕微鏡で異物を深索し、約 10 μｍまー通しをし、成形機のダイグチをこまめに清掃し目ヤニ等

でビームを絞り込んで異物に照射し、分析を行う手段がとを除去すれば、そのほとんどが解消できますが、異物が発られています。

生したのなら、すぐさまその異物が何であるかを分析する

特に高性能な顕微鏡 FT-IR では、赤外線を吸収してしまうカーボンブラック（CB）が 50 〜 60 ％添加されているゴムでも顕微反射法で難なく分析可能です。

ことによって、その異物発生箇所が押さえられ、防止がス
ムーズになります。
しかし、前述したようにユーザーが故意ではなく、知らず知らずのうちに当該クレーム品に異物を混入させている③ EPMA（Electron Probe Micro Analyzer）

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ケースもありますし、また、ユーザーが保管中にカビを生金属を含む無機物の場合、EPMA（電子線マイクロア

育させ、カビより代謝される酵素（カビ毒）によって異物

ナライザー）がすこぶる有効です。特に、測定の分析能がとなる場合もあります。この場合、酵素中に含まれる銅CERI NEWS（Cu）やリン（P）の元素を EPMA で検知できれば、カビ

要は、一にも二にも異物が何であるか迅速に深索（分析）が生育していた決定的証拠になり、カビ発生防止手段を講することです。これが、異物混入防止対策の最初の手法とじる必要がでてきます。

いえます。

（東京高分子・渡邊、植田）

動的粘弾性測定（レオメトリック社製 ＲＳＡ-Ⅱ、ＡＲＥＳ）
本機構は２台の動的粘弾性測定装置を有し、その内の一400 ℃）、周波数依存性をはじめ、応力緩和弾性率、Ｔ g な

台、RSA-Ⅱは固体用の測定機です。引張、圧縮、曲げなどの転移の様子、劣化・疲労による物性の変化、ポリマーどの試験で試料の粘弾性特性を観察することができます。

アロイの相溶性（図 1 参照）等、多岐にわたる測定が可能

この装置で弾性率（ヤング率）の温度依存性（− 150 〜ですが、その測定モードから溶融状態、液体の測定は不可能でありました。
一方の ARES は平行板でのせん断（ずり）変形に対する応答をみる装置で、樹脂の場合ガラス状から溶融状態まで幅広い温度範囲の測定が可能であり、液体試料（未加硫ゴ
ム、溶融プラスチック（図 2 参照）、塗料、食品）のような粘度の小さいものまで幅広く対応できるようになりました。また、高分子材料においては分子量分布（図 3 参照）を算出することが可能であり、劣化によって生ずる一連の高分子化・低分子化挙動を把握することができます。
高分子材料の物性を粘弾性試験を用いて評価する技術は確立されつつありますが、まだ十分とは言えません。今後
様々な分野で用途は増していくことと思われます。
（東京高分子・近藤（武）、伊東（寛））

図1

RSA-Ⅱによる E',E'',tan δの温度依存性（試料:スチレン-エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体)

図2

ARES による G',G'',tan δの周波数依存性 (試料:ポリプロピレン)

図3

ARES による分子量分布測定（試料：シリコンパテ）

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CERI NEWS

第 7 回 研究発表会のご案内
研究発表会を次のとおり開催することになりましたので、ご案内いたします。
参加費は、無料ですのでみなさまのご参加をお待ちしております。

お申し込み方法
同封の申込書にお名前、会社・団体名、ご所属、
お役職、ご住所、TEL 及び FAX 番号をご記載の上、FAX にてお申し込みください。
また、5 月 10 日より、下記ホームページ上からもお申込みができますのでご利用ください。

第 7 回 化学物質評価研究機構研究発表会−安全で安心できる社会を目指して−
主
催：財団法人化学物質評価研究機構
後
援：経済産業省
開催日時：平成 14 年 6 月 11 日（火）午後 1 時 30 分〜 5 時 00 分
開催場所：経団連会館 14 階「経団連ホール」
東京都千代田区大手町 1-9-4

お申込先
財団法人 化学物質評価研究機構 企画部
研究発表会事務局
FAX 03-5804-6139 担当 野村または吉岡− プログラム −13 ： 30

開会挨拶

13 ： 35

基調講演

理事長 近藤雅臣

化学物質の総合管理とＰＲＴＲ
経済産業省製造産業局化学物質管理課化学物質リスク評価室長 栗原

和夫 氏

14 ： 15

発表１「化学物質のリスク評価及びリスク評価手法の開発」プロジェクト
安全性評価技術研究所 石井 聡子
における取り組みについて

14 ： 40

発表２

マウス局所リンパ節増殖試験（LLNA）の非ＲＩ化の試み
安全性評価技術研究所 武吉

15 ： 05休

15 ： 20

発表３

15 ： 45

正博

憩
水道水中の残留塩素によるエチレンプロピレンゴム（EPDM）の東京事業所高分子技術部 宮川 龍次
劣化メカニズムと劣化防止

技術報告
1）最近の受託試験項目から（化学物質安全部門）

稲井 恒彦

2）動的粘弾性測定について（高分子技術部門）

近藤 武志

3）加熱時発生するガス成分の定性・定量分析（環境技術部門）

本橋 勝紀

4）新規標準物質の開発状況（化学標準部門）

若月 生治

16 ： 10

特別講演

17 ： 00

閉

科学ジャーナリストからの報告−環境問題は今−毎日新聞社論説委員 横山

裕道 氏

会

17 ： 10 〜 19 ： 00 懇親会

編
集
後
記

第 37 号春季号をお届けいたします。春もたけなわになり、みなさまにとりましても大変すごしやすい季節となったのではないでしょうか。
巻頭言は、長岡技術科学大学教授五十野善信先生から頂戴しました。誠にありがとうございました。
さて、本機構では「安全で安心できる社会を目指して」
を副題に公開研究発表会を開催いたします。ご多忙とは存じますが、是非ご出席を賜りますようご案内申しあげます。
また、CERI NEWS についてのご質問およびご感想などがございましたら、お手数でもご一報頂ければ幸甚です。今後とも一層のご指導とご愛顧を賜りますようよろしくお願い申しあげます。
（企画・小倉）【お詫びと訂正】CERI NEWS No.36 6 頁 表 1、表 2 に誤りがありました。別添にて訂正し、お詫びいたします。
化学物質評価研究機構
ホームページh t t p : / / w w w. c e r i j . o r. j p

CERI NEWS発行日 平成 14 年 4 月

第 37 号 春季号
編集発行

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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
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