化学製品・高分子製品の基礎講座
2-2 有害化学物質の安全規制
火を使うことによって人類は他の動物からの攻撃や寒さを防ぐことができるようになったばかりでなく、食生活はもちろん、道具づくりにおいても大きく進歩しました。その半面、火事を起こす危険がつきまとうことになりました。化学製品も同じです。 化学製品は生活や産業に大きな利便性をもたらしますが、急性や慢性の毒性を持つ物質があることを良く知って、うまく使いこなさなければなりません。 化学物質の安全性確保のための法規制は、様々な観点からたくさんあります。化学製品やその原料である化学物質の製造者・販売者に対する規制ばかりでなく、使用者に対する規制もあります。その中でモノタロウのお客様に関係の深い使用者に対する規制を中心に説明します。
(1)毒物劇物取締法(毒劇法)
毒劇法は最も古くから存在してきた化学物質の安全規制です。始まりは明治7年です。 口、皮膚、呼吸を通して実験動物(マウス、ラットなど)に化学物質を投与した際に、実験動物の半数が死亡する体重kgあたりの投与量mg(半数致死量LD50)などによって毒物、劇物が指定されます。毒物の方がLD50は小さく、毒性が強い物質です。 すべての化学物質を急性毒性の視点から区分し、毒劇物による事故や犯罪の発生を防止することが目的です。製造者、販売者に対する規制が中心ですが、使用者に対しても規制がかけられています。盗難、漏出、誤飲の防止義務です。毒劇物の売買には規制がかけられています。 購入時には販売者は購入者の氏名、住所を記録しなければならず、また18歳未満者への販売禁止も決められています。したがって毒劇物の使用者は、購入時に名前、年齢、住所などを聞かれることになります。モノタロウでも、最終使用先事業者名を必要とし、個人への販売を差し控えている製品があります。
毒物には身近な化学製品はありませんが、劇物には表に示すようにありふれた化学製品が多数あります。これらには、製造者、販売者だけでなく使用者も、流出・漏洩事故を起こしている例が毎年多数発生しています。
比較的ありふれた劇物
劇物 | 分類 |
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酸・アルカリ | 塩酸、硝酸、硫酸、アンモニア、水酸化ナトリウム |
有機溶剤 | トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メタノール、酢酸エチル |
その他 | 過酸化水素水、フェノール、ホルムアルデヒド |
(2)有害物質含有家庭用品規制法
毒劇物を含有した製品が家庭に入り、事故を起こすことを消費者安全の観点から防止することを目的とした法律です。昭和48年に制定された比較的新しい法律です。 家庭用・住宅用洗浄剤、エアゾル製品、家庭用接着剤・塗料・ワックス・靴クリーム、つけまつげ用などの接着剤、多くの繊維製品が規制対象の家庭用品として指定され、家庭用品ごとに特定の毒劇物の含有量、溶出量、発散量が指定基準を超えないように規制されています。家庭用品と規制物質の例を表に示します。
有害物質を含有する家庭用品の規制の例
有害物質 | 対象家庭用品 |
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アゾ化合物(化学変化により容易に24種の 特定芳香族アミンを生成するもの) |
1)アゾ化合物含有染料を使用した繊維製品 |
2)アゾ化合物含有染料を使用した皮革毛皮製品 | |
塩化水素、硫酸 | 住宅用の洗浄剤で液体状のもの |
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム | 家庭用の洗浄剤で液体状のもの |
テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン | 家庭用エアゾル製品 家庭用の洗浄剤 |
トリブチルスズ化合物 | 1)家庭用接着剤 |
2)家庭用塗料 | |
3)家庭用ワックス | |
4)靴墨、靴クリーム | |
5)おしめ、よだれ掛け | |
ホルムアルデヒド | 1)乳幼児繊維製品 |
2)下着 | |
3)つけまつげ、靴下用接着剤 |
2016年4月から、すべてのアゾ化合物ではありませんが、化学変化により容易に24種の特定芳香族アミンを生成するアゾ化合物に対する規制が始まりました。アゾ化合物は染料に使われるので、繊維製品、皮革製品については注意する必要があります。
また、この法律で規制できるかどうか判断が難しいところですが、2016年5月頃に世界中から注目された韓国での「加湿器用殺菌剤による消費者大量死亡事件」は、他国のこととは言え、他山の石とすべき事件です。化学製品の家庭内での通常の使用によって、このような事件が起こることがあってはなりません。
(3)食品衛生法
食品衛生法は食品の安全性確保を目的とした法律です。食品自体について多くの規制がかけられていますが、そればかりではありません。食品に使われる食品添加物、食品中に残留する農薬はもちろん、食品の調理に使われる器具、食品の包装材料、さらにおもちゃまで非常に幅広く規制対象になっています。 調理器具、包装材料、おもちゃについては、指定された有害物質の含有量や溶出量で規制されています。これらにはプラスチックが大量に使われており、その原料モノマー、樹脂添加物(安定剤・着色料・可塑剤など)が規制されています。急性毒性だけではなく、慢性毒性、発がん性などの視点から規制の可否が決められています。
食品衛生法によるプラスチック製調理器具、包装容器の規制例(このほかにも多数の規制があります)
有害物質 | 試験法 | 対象プラスチック |
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カドミウム | 材質試験 | 全てのプラスチック製品 |
重金属 | 4%酢酸溶出試験 | 全てのプラスチック製品 |
過マンガン酸カリウム消費量 | 水溶出試験 | フェノール樹脂、メラミン樹脂、 ユリア樹脂を除くすべてのプラスチック製品 |
塩化ビニル、ジブチルスズ化合物等 | 材質試験 | 塩化ビニル樹脂製品 |
BPA、アミン類 | 材質試験 | ポリカーボネート製品 |
揮発性物質 | 材質試験 | ポリスチレン製品 |
アンチモン、ゲルマニウム | 4%酢酸溶出試験 | PET製品 |
塩化ビニル樹脂製品に最もよく使われる可塑剤DEHP(フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、通称DOP、フタル酸ジオクチル)については、2002年に油性食品に触れる調理用手袋などの器具、包装材料、おもちゃへの使用が禁止されました。
『化学製品・高分子製品の基礎講座』の目次
第1章 化学製品を理解するための基本
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1-1化学製品の構成モノタロウで販売している製品を化学の目から理解するための基礎講座です。
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1-2化学物質の名前化学製品の成分、すなわち化学物質の名前はカタカナが並んで訳がわからないと思っておられる方が多いと思います。
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1-3酸とアルカリ酸とアルカリは小学校、中学校、高校の理科で習っており、何を今さらと思われるかもしれません。
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1-4無機薬品の特徴と種類人工のものも含めると元素は110以上知られており、このうち安定に存在できる最大の元素は原子番号82、質量数208の鉛です。
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1-5有機薬品とモノマー医薬品、化粧品、洗剤、プラスチック製品など、私たちの身の回りにある化学製品の多くは有機化合物です。
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1-6有機溶剤の用途と種類有機溶剤の用途を表に整理して示します。まず化学物質を溶解するという、字義通りの用途自体にも様々な使い方がある上に、そのほかにも様々な用途があ
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1-7界面活性剤の用途と種類界面とは物質と物質の境のことです。気体と固体、気体と液体の境は、通常は固体や液体の表面と呼んでいますが、界面のひとつです。
第2章 化学製品の利用に当って留意すべき法規制
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2-1化学製品における事故防止関係の法規制化学製品には、燃えやすかったり、有毒であったりと、知らないで使うと危険な物質が使われていることがあります
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2-2有害化学物質の安全規制火を使うことによって人類は他の動物からの攻撃や寒さを防ぐことができるようになったばかりでなく、食生活はもちろん、道具づくりにおいても大きく進歩しました。
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2-3化学物質の効能と安全の両方を求める規制化学物質の安全規制法の中には、化学物質を使用するからには必要とする性能を確保し、なおかつ安全性を厳しく要求するものがあります。医薬品、農薬、肥料などへの規制です。
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2-4環境保全を目指す法規制環境保全対策には、身近な公害対策、ごみ処理、自然環境保護から、地球規模の環境対策まで様々なものがあります。
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2-5化学製品における表示規制商品の購買者に正しい商品情報、しかも最低限必要不可欠な内容を伝えるために、様々な法律によって表示規制が行われています。
第3章 化学製品の基本
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3-1農薬の特徴と分類様々な化学製品について、その製品を理解するための基本知識を説明します。
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3-2化学肥料の特徴と分類田畑では育てた農作物が持ち出されるため、植物に必要な養分の自然循環ができません。
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3-3洗剤の特徴と分類洗剤は、図のように家庭用、業務用、工業用に分けられます。
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3-4塗料の特徴と分類塗料は、ものの表面を覆うことによって表面を保護し、また美観を与える化学製品です。
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3-5接着剤の特徴と分類接着剤は、ものの表面にくっついて、ものとものとを接合させる化学製品です。
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3-6印刷用化学品の特徴と分類ヨーロッパの歴史において中世から近世への開幕の主役は、羅針盤、火薬、紙と印刷でした。
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3-7染料・顔料の特徴と分類染料も顔料も色を付けるために使われる化学製品です。
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3-8試薬の特徴と分類試薬とは文字どおり「試験研究用薬品」のことです。
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3-9殺菌剤・消毒剤・抗菌剤の特徴と分類人間の目に見えない細菌、カビ、ウイルスなどは、食中毒や伝染病などの原因になる可能性があり、その対策は人類にとって長年の課題でした。
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3-10香料・消臭剤・脱臭剤の特徴と分類空気中を漂ってきた化学物質の分子が鼻の奥の嗅粘膜に溶け込んで嗅細胞が電気信号を発し、これが脳に伝達されて「におい」を感じます。
第4章 高分子製品を理解するための基本
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4-1高分子製品の構成高分子は、包装材料、日用品雑貨、衣料などの身の回り品から器具・機械の部品、土木建築材料、さらには漁船・プレジャーボート、航空機本体や翼のような大型製品にまで広く使われています。
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4-2高分子成形加工法多くの高分子製品は、フィルム・袋、繊維、シート、カップ・トレイなどの容器、管、板、部品などに成形加工されて使われます。
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4-3樹脂添加剤4-1で述べたようにプラスチック製品は、高分子だけから成っている訳ではありません。着色するために着色剤が加えられ、また発泡製品をつくるために発泡剤が加えられることは分かりやすい例です。
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4-4ゴム薬品4-5で説明しますが、ゴムの成形加工製品には加熱すると再度溶融するゴムと、加熱してももはや溶融も軟化もしないゴムがあります。
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4-5熱可塑性高分子、熱硬化性高分子すでに4-2で簡単に説明しましたが、高分子には熱可塑性高分子と熱硬化性高分子があります。
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4-6高分子材料に期待される特性第4章の冒頭で述べたように合成高分子が現在のように幅広く使われるようになったのは20世紀後半からです。人類は文明の始まる以前から天然高分子を大量に使ってきました。
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4-7強度金属、セメント、ガラス、セラミックス、木材、高分子製品など様々な材料の力学的性質を比較する場合、強度(つよさ)は最も基本となる指標です。
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4-8耐熱性、耐寒性4-2で説明しましたように高分子は、その熱挙動や分子構造から熱硬化性高分子と熱可塑性高分子に分類できます。
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4-9透明性物質に光が入った時に可視光すべてを吸収して熱に変換する場合には透明になりません。金属が不透明なのはこれに該当します。
第5章 主要な高分子材料の種類と特長
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5-1ポリエチレンポリエチレンは、世界においても、日本においても、最も生産量・消費量の多い高分子材料です。
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5-2ポリプロピレンポリプロピレンPPは、プロピレンCH2=CH-CH3というガス状炭化水素を重合した高分子です。
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5-3スチレン系樹脂スチレン系樹脂はスチレンC6H5-CH=CH2を主成分とするプラスチックです。主要なスチレン系樹脂にはポリスチレン、AS樹脂(SAN)、ABS樹脂があります。
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5-4ポリ塩化ビニルポリ塩化ビニルは塩化ビニルを主成分とするプラスチックです。塩化ビニル単独のポリマーが圧倒的に多くを占めますが、加工性や性能などを改善することを目的に酢酸ビニルやアクリロニトリルと共重合させたコポリマーも少量つくられています。
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5-5PET繊維・樹脂(A-PETも)ポリ塩化ビニルは塩化ビニルを主成分とするプラスチックです。塩化ビニル単独のポリマーが圧倒的に多くを占めますが、加工性や性能などを改善することを目的に酢酸ビニルやアクリロニトリルと共重合させたコポリマーも少量つくられています。
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5-6ナイロン繊維・樹脂ナイロンは1939年に最初の合成繊維としてアメリカのデュポン社によって工業化され、大成功を収めたので、合成繊維の王座をすでにポリエステル繊維に奪われたとは言え、現在でも合成繊維の代名詞になるほど有名です。
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5-7エンジニアリングプラスチック5-1から5-4で説明した汎用プラスチック(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル)は耐熱性がおおむね100℃以下であるのに対して、耐熱性が100℃以上で、しかも強度が高い熱可塑性プラスチックをエンジニアリングプラスチックと言います。
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5-8ポリウレタンポリウレタンはウレタン結合-NHCOO-をもつ高分子です。ウレタン結合はイソシアネート(-NCO)という非常に反応性の高い化合物群とアルコール(-OH)の反応によって生成します。
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5-9エポキシ樹脂エポキシ樹脂は、図に示すように高分子の両末端にエポキシ基をもつプレポリマーと硬化剤(ポリアミン、酸無水物、ポリアミドなど)を反応させて生成する網目状の分子構造をもつ熱硬化性高分子です。
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5-10アクリル樹脂(PMMA,アクリル繊維、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル)アクリル樹脂と呼ばれる高分子は、図に示す広義のアクリル系ポリマー全体を指すこともありますし、ポリアクリル酸エステルだけ、あるいはメタクリル樹脂だけを指すこともあります。
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5-11フッ素樹脂、ケイ素樹脂(含むシリコーンオイル)フッ素樹脂、ケイ素樹脂はともに1940年代前半に米国で工業化された古い高分子材料です。
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5-12汎用合成ゴムゴムはエラストマー(弾性体)とも呼ばれ、常温で著しく大きな弾性をもつ物質の総称です。
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5-13特殊合成ゴム特殊ゴムは、すべての非ジエン系ゴムとジエン系ゴムのうちブチルゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)が該当します。
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5-14その他の高分子材料(熱可塑性ゴム、スーパーエンプラ、機能性高分子)高分子材料には、今まで紹介した高分子以外にも多数あります。その中で、大くくりして重要なものを最後に3つ紹介します。