2022 年 3 ⽉ 1 ⽇

PAHｓとカーボンブラックについて
１．PAHs とは多環芳⾹族炭化⽔素（polycyclic aromatic hydrocarbon）の略で炭素 6 員環（炭素、⽔素）のみで構成される炭化⽔素の総称である。縮合環式炭化⽔素ともよばれる。多環⽔素には 100 以上の化学物質がある。６環以下は（ナフタレン、アントラセン、ピレン等）⼩さい多環芳⾹族炭化⽔素と呼ばれ６環以上（オバレン 10 環等）は⼤きな多環芳⾹族炭化⽔素と呼ばれる。
発がん性が危惧される多環芳⾹族炭化⽔素は、安全性認証のために分析により規定濃度以下である証明が必要な 15 物質（ドイツ安全性認証 GS マーク）・16 物質（⽶国 EPA 指定物質）⼜はREACH 規則制限対象物質 8 物質（ANNEX XVII）または認可対象候補物質（SVHC）9 物質などがある。15 物質・16 物質は多環芳⾹族炭化⽔素のうち２〜6 環の物質であり、規制 8 物質・9 物質
は 4〜6 環の物質である。⼤きな多環芳⾹族炭化⽔素は、安定性が⾼くこれらに含まれていないと考えている。
２．カーボンブラックと多環芳⾹族炭化⽔素
多環芳⾹族炭化⽔素は、燃焼中に炭化⽔素が熱変性して⽣成する。燃焼に伴って副⽣する煤の場合、反応⼯程が制御されておらず煤⽣成において多環芳⾹族炭化⽔素が少なからず残留するのが⼀般的である。但し、カーボンブラックは、反応温度と反応時間を適切に制御するため多環芳⾹族炭化⽔素の量を⾮常に低い⽔準まで下げることが可能である。
現在カーボンブラックの⽣産の⼤半を占めるファーネス法を例に説明する。ファーネス法では、反応炉で発⽣させた⾼温かつ⾼速のガス流中に原料を導⼊し、不完全燃焼によりカーボンブラックを⽣成させる。
煤⽣成と⽐較して⾮常に⾼温での反応であるため通常はマイクロ秒（10-6 秒）オーダーで原料油はカーボンブラックになるが、同伴気流中の多環芳⾹族炭化⽔素濃度を下げるためミリ秒（10-3 秒）〜数秒間の⾼温履歴を確保する。その後、⽔を噴霧する等の⼿段で反応ガス温度を下げてカーボンブラック⽣成反応を停⽌させる。この多環芳⾹族炭化⽔素が適切なレベルまで制御できたかどうかの尺度として、トルエン抽出量（トルエンで抽出して多環芳⾹族炭化⽔素及びこれに官能基が付くなどの成分を含む量【タール分と呼称している】を測る。）⼜は少量のタール分でも簡便に感度よく測定できるトルエン着⾊透過度（トルエン抽出物の着⾊度を測定する）で測定して管理している。
尚、ASTM ではタール分が 0.1%未満をカーボンブラックであると定義して煤と分けている。（⽇本をはじめ世界的にこの基準を満⾜しているものをカーボンブラックとしている）

３．測定実績
⽇本市場で最も多量に使⽤されている* HAF 級(全体の 44%), *FEF 級(全体の 17%)について、カーボンブラック製造各社のカーボンブラックに含まれる未分解有機物の残留程度を⽰す。トルエン着⾊透過度（PAHs に関与と認識)と PAHs 8 物質を調査した。結果、トルエン着⾊透過度 90%台での最⼤値は HAF 級カーボンブラックの Benzo[e]pyrene１ppm であった。
なお、これらは測定値であり保証値ではない。2014 年時点でこの測定⽅法はカーボンブラック業界で主体である ZEK 前処理法（トルエン溶媒超⾳波抽出）による。但し、抽出⽅法により測定値が異なることも知られている。
具体的には、HAF 級でトルエン着⾊透過度が同じカーボンブラックでも熱トルエン⻑期抽出（ソックスレー使⽤）前処理法では、Benzo[a]pyrene で下表参考値に⽰したような差が認められている。

添付資料参照:PAHs の REACH Annex17 記載に関する調査結果

2022年3⽉1⽇
カーボンブラック協会
PAHsのREACH Annex17記載に関する調査結果

１．概 要
⽇本市場で最も多量使⽤されている* HAF級(全体の44%), *FEF級(全体の17%)ｶｰﾎﾞﾝﾌﾞﾗｯｸについて、会員各社のカーボンブラックに含まれる未分解有機物の残留程度を⽰すトルエン着⾊透過度（PAHSに関与と認識)とPAHs 8物質を調査した。
結果、トルエン着⾊透過度90%台での最⼤値はHAF級カーボンブラックのBenzo[e]pyrene １ppmであった。 なお、この測定⽅法は現在カーボンブラック業界で主体であるZEK前処理法（トルエン溶媒超⾳波抽出）による。 現在、欧⽶では測定⽅法の検討がなされているが、その⽬的は不明である。
但し、抽出⽅法により測定値が異なることも知られている。具体的には、同じHAF級カーボン・トルエン着⾊透過度品でも熱トルエン⻑期抽出（ソックスレー使⽤）前処理法では、Benzo[a]pyreneで下表参考値に⽰したような差が認められている。
なお、これらは測定例であり、保証値では無いことに留意願いたい。
また、トルエン着⾊透過度の低いカーボンブラック(⼤粒径のGPF, SRF級等)については、各需要家・各ｶｰﾎﾞﾝﾌﾞﾗｯｸﾒｰｶｰ間で個別問い合わせ、協議願いたい。
* HAF級(High Abrasion Furnace: ⾼耐摩耗性), FEF級(Fast Extruding Furnace: 良押し出し性)２．調査⽅法(1) 対象カーボンブラック
下表より、占有率の⾼いHAFとFEFを調査対象品種として選定した。
2021年

銘 柄ゴム⽤Hard
HAF
ｶｰﾎﾞﾝﾌﾞﾗｯｸ
ISAF
ゴム⽤SoftFEF
ｶｰﾎﾞﾝﾌﾞﾗｯｸGPF
SRF・FT
⾮ゴム⽤ｶｰﾎﾞﾝﾌﾞﾗｯｸ ⾮ゴム⽤計

2020年

占有率

出荷量

占有率

平均値

254,526
95,262
98,33740,75746,07932,972567,933

44.8
16.8
17.3
7.2
8.1
5.8
100.0

210,91074,77085,40536,08340,00727,759474,934

44.4
15.7
18.0
7.6
8.4
5.8
100.0

44.6
16.3
17.6
7.4
8.3
5.8
100.0

MAX値
MIN値
*3 参考値FEF*2 PAHs 8物質

ﾄﾙｴﾝ着⾊Benzo[a] Chrysene

Benzo[b]fluBenzo[j]flu Benzo[k]fluBenzo[a] Benzo[e] Dibenzo[a,h]透過度

anthraceneoranthene oranthene

（％）

HAF

占有率

出荷量

(2) トルエン着⾊透過度とPAHs測定値*1
銘 柄

出荷量︓ｔ／年、 占有率︓％

9997100(ppm)

ND
ND
ND

(ppm)

ND
ND
ND

(ppm)

ND
ND
ND

(ppm)

ND
ND
ND

oranthene pyrene
(ppm)

ND
ND
ND

(ppm)

0.3
ND
0.24

pyreneanthracene

(ppm)

(ppm)

1.0
ND
0.7

MAX値
100
ND
ND
ND
ND
ND
ND
0.4
MIN値
96
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ND
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ND
ND
試験法 *1 JIS K6218-4, *2 GC/MS（各社の平均的な検出限界0.2ppmをＮＤとした)*3 前処理ｿｯｸｽﾚｰ抽出法。同社でZEK前処理法でBenzo[a]pyreneを測定した結果、0.02ppmであった。

ND
ND
ND
0.21
ND

以上