DINP フタル酸ジイソノニルの説明: その概要、使用方法、知っておくべきこと

DINP（フタル酸ジイソノニル）とは何ですか?

DINP (フタル酸ジイソノニル) は、主に可塑剤として使用される高分子量のフタル酸エステルです。可塑剤は、ポリマー (最も一般的にはポリ塩化ビニル (PVC)) に添加され、ポリマーの柔軟性、耐久性、加工を容易にする物質です。その完全な化学名は 1,2-ベンゼンジカルボン酸、ジイソノニル エステルで、CAS 番号は 28553-12-0 (混合異性体) または商用グレードのブレンド形態の場合は 68515-48-0 です。分子式はCです ₂₆ H ₄₂ O ₄ 、分子量は約 418.6 g/mol です。

室温では、DINP は透明からわずかに黄色の油状の液体で、揮発性が非常に低く、水への溶解度も最小限です。これらの物理的特性は、その有用性の中心です。低い揮発性は、完成品からすぐに蒸発しないことを意味し、一方、分子レベルでの PVC との適合性により、通常の使用条件下でブルームや表面への移行を起こすことなく、高添加レベル (時には樹脂 100 部あたり 50 部 (phr) を超える) で組み込むことができます。これは世界で最も広く生産されている可塑剤の 1 つであり、世界の消費量は年間数十万トンに達します。

DINP が PVC の可塑剤としてどのように機能するか

その理由を理解するには DINP フタル酸ジイソノニル は非常に広く使用されているため、可塑剤が分子レベルで実際に何をするかを理解するのに役立ちます。非可塑化 PVC (uPVC または硬質 PVC) は、現実世界の多くの使用条件下で亀裂が入ったり砕けたりする脆くて硬い材料です。 DINP などの可塑剤が加工中に PVC にブレンドされると、その分子がポリマー鎖の間に挿入され、鎖間の自由体積が増加し、分子間力が減少し、材料のガラス転移温度 (Tg) が低下します。その結果、壊れることなく曲げたり、伸ばしたり、圧縮したりできる、柔軟なゴム状の化合物が得られます。

DINP は汎用可塑剤として分類されており、特別な取り扱いを必要とせずに、幅広い温度および加工条件にわたって確実に機能します。 PVC 配合に使用される幅広い二次安定剤、充填剤、顔料と互換性があるため、配合者にとって汎用性が高くなります。 DEHP (フタル酸ジエチルヘキシル、分子量約 390 g/mol) などの古いフタル酸エステル系可塑剤と比較して分子量が比較的高いため、最終製品の移行率が低くなり、加工中の蒸気圧が低くなり、製造中に作業者が空気中に浮遊する可塑剤にさらされることが減少します。

主要な物理的および化学的特性

フタル酸ジイソノニルの主な産業用途

DINP 可塑剤は、建設、自動車、消費財、ワイヤーおよびケーブル業界にわたる非常に幅広い最終製品に使用されています。性能、加工性、費用対効果の組み合わせにより、長い耐用年数と優れた機械的特性が必要とされる多くの軟質 PVC 用途に最適です。

ワイヤーおよびケーブルの絶縁および被覆

DINP の最大の最終用途の 1 つは、ワイヤおよびケーブルの用途です。 DINP で可塑化された柔軟な PVC 絶縁体とジャケットコンパウンドは、ひび割れすることなくケーブルを曲げ、配線し、設置するために必要な柔軟性を提供すると同時に、良好な電気絶縁特性、適切な安定化システムと組み合わせた場合の難燃性、および数十年の耐用年数にわたる耐熱老化性も実現します。建築用ワイヤー、家電製品コード、自動車用ワイヤーハーネス、および通信ケーブルはすべて、一般的に DINP 可塑化 PVC コンパウンドを使用しています。

床材と壁材

高級ビニール タイル (LVT)、ビニール コンポジット タイル (VCT)、シート ビニール、およびビニール裏地付きカーペットを含むビニール床材は、摩耗層とバッキング層の両方の可塑剤として DINP に大きく依存しています。可塑剤は、床材の 10 ～ 30 年の耐用年数にわたって安定かつ非移行性を維持し、洗浄剤や床用ワックスによる可塑剤の抽出に耐え、広い温度範囲にわたって柔軟性を維持する必要があります。 DINP はこれらの要件をすべて満たしているため、このアプリケーション セグメントで優位に立っています。ビニル壁紙も同様に、DINP 可塑化 PVC 配合物を使用しています。

自動車内装部品

自動車部門はフタル酸ジイソノニルの主要消費者であり、特にダッシュボード、ドアパネル、シート素材、ボンネット下のワイヤーハーネスなどの内装部品の消費者です。自動車グレードの軟質 PVC は、冬の保管場所の -40 °C から夏の駐車中の車内の 100 °C 以上までの極端な温度変化でも、亀裂が入ったり、ガスの放出によってフロントガラスが曇ったり、不快な臭いが発生したりすることなく、その柔軟性と外観を維持する必要があります。 DINP は蒸気圧が低く、分子量が高いため、低分子量の可塑剤よりも自動車内装用途に非常に適しています。

コーティングされた生地と人工皮革

家具の室内装飾品、船舶用カバー、日よけ、防水シート、ファッション アクセサリーに使用される PVC コーティングされた生地は、通常、望ましい柔らかさとドレープを実現するために、DINP を 50 ～ 80 phr の添加量で可塑化します。コーティングは、何年にもわたる曲げ、紫外線暴露、洗浄を経ても、柔軟性と亀裂のない状態を維持する必要があります。 DINP 可塑化コーティングされた生地は、カレンダー加工時に表面テクスチャーも良好に受け入れるため、メーカーは説得力のある革の木目パターンやその他の表面仕上げを素材に作成できます。

その他の注目すべきアプリケーション

• 庭のホースと灌漑チューブ: DINP は、屋外での長年の使用に耐える必要がある屋外用 PVC チューブ製品に必要な柔軟性と耐紫外線性を備えています。
• シール、ガスケット、ウェザーストリップ: DINP 可塑化 PVC コンパウンドは、長期圧縮永久歪み耐性が重要である窓やドアのウェザーストリップ、パイプジョイントシール、自動車ボディシールなどに使用されます。
• プラスチゾルとオルガノゾル: DINP は、アンダーボディ コーティング、ファブリック コーティング、および成形フォーム製品に使用される PVC プラスチゾル (可塑剤中に PVC 樹脂を分散させた液体) の主な可塑剤として使用されます。
• 履物: PVC 射出成形ソールとサンダルのアッパーには一般に DINP が使用され、必要な柔軟性と耐久性を経済的なコストで実現します。

DINP と DEHP およびその他の可塑剤: 主な違い

可塑剤の広範な状況の中で DINP がどの位置に位置するのかを理解することは、技術的な意思決定を行う配合者にとっても、規制要件に対処する調達チームにとっても重要です。最も重要な比較は、DINP と DEHP (フタル酸ジ(2-エチルヘキシル)) の比較です。これは、DEHP が多くの市場で規制の圧力を受けた際に、DINP が DEHP の代替品として広く採用されたためです。

この比較から得られる重要な点は、DINP が強力な中間点を占めているということです。つまり、DEHP よりも規制上の地位が優れ、移行が少ないこと、DIDP と同等の性能で処理経済性がわずかに優れていること、そして DINCH のような特殊な非フタル酸エステル代替品よりもコストが低いことです。非常に機密性の高い最終用途 (子供のおもちゃ、食品接触、医療機器) 以外のほとんどの汎用軟質 PVC 用途では、DINP は依然として技術的に健全で、ほとんどの市場で商業的に実用的な選択肢です。

世界中の DINP の規制状況

フタル酸ジイソノニルの規制状況は、地域や用途によって大きく異なります。生殖毒性のため EU REACH の下で高懸念物質 (SVHC) に分類されている DEHP、DBP、BBP とは異なり、DINP は一般用途の SVHC として分類されていません。ただし、特定の用途、特に子供向け製品では、特定の使用制限が適用されます。

欧州連合 (EU REACH)

EU REACH 付属書 XVII (エントリ 51) に基づき、DINP は、子供が口に入れることができる玩具および育児用品中の最大濃度 0.1 重量％に制限されています。この制限は、軟質 PVC おもちゃを口にしている子供が可塑剤を摂取する可能性があるために導入されました。DEHP と比較して DINP の毒性プロファイルが優れているにもかかわらず、規制当局はこのカテゴリーに予防的制限を適用しました。 EU 内の他のすべての用途では、DINP は REACH に基づく濃度制限の対象ではありませんが、製造中に標準的な職場暴露ガイドラインが適用されます。

米国

米国では、2008 年の消費者製品安全性向上法 (CPSIA) により、子供用玩具および育児用品に含まれる DEHP、DBP、および BBP の 0.1% を超える含有が永久に禁止され、消費者製品安全委員会 (CPSC) による審査が保留されている間、DINP、DIDP、および DnOP に対して同じ 0.1% の閾値で暫定制限が設けられました。慢性危険有害性諮問委員会（CHAP）による包括的な検討を受けて、CPSCは2017年に、3歳未満の子供が口の中に入れる可能性のある玩具に使用されるDINPは0.1％に制限され続けるべきであると決定した。米国における他のすべての消費者および産業用途については、DINP に対する連邦政府の濃度制限はありません。ただし、カリフォルニア州の提案 65 では、DINP を癌を引き起こすことが州で知られている化学物質としてリストしており、カリフォルニアで販売される製品には適切な警告ラベルを義務付けています。

その他の市場

• 中国: GB 6675 (国家玩具安全基準) では、3 歳未満の子供向けの玩具および口の中に入れる可能性のある玩具における DINP を含むフタル酸エステル類の含有量を 0.1% に制限しています。産業上の使用は制限されません。
• カナダ: カナダの消費者製品安全法では、ソフトビニール製のおもちゃや育児用品に含まれる DINP を含むフタル酸エステル類の含有量を 1,000 mg/kg (0.1%) に制限しています。玩具以外の産業用途は連邦政府によって制限されていません。
• 日本: DINP は日本の化審法 (CSCL) に登録されており、報告義務の対象となっていますが、一般産業用途の制限物質には分類されていません。玩具の安全基準は国際基準とほぼ一致しています。
• 韓国: 韓国の玩具安全規制は、OECD のガイダンスと一致して、玩具および育児用品における DINP を 0.1% に制限しています。韓国の K-REACH システムでは、閾値を超えて生産または輸入された物質の登録が義務付けられています。

安全性と毒性学: DINP についての科学的見解

DINP の健康と安全性のプロファイルは、主に DEHP に対する規制上の精査後のフタル酸エステル類の化学物質に対する懸念により、数十年にわたって広範に研究されてきました。科学的証拠を重視した全体的な結論は、DINP は生殖毒性のフタル酸エステル類 (DEHP、DBP、BBP) とは実質的に異なり、より有利な毒物学的プロファイルを持っているというものであり、これがほとんどの市場における異なる規制上の扱いの主な科学的根拠となっています。

生殖および発生毒性

歴史的にフタル酸エステル系可塑剤に関連する最も重大な健康上の懸念は、内分泌かく乱であり、具体的には、特定のフタル酸エステル類が発育中の男児のテストステロン産生を減少させ、生殖器官の発育に影響を与える可能性があることである。研究では、DEHP と DBP が適切な用量レベルで動物モデルにおいてこの抗アンドロゲン効果を示すことが一貫して示されています。対照的に、DINP は、標準的な生殖毒性試験プロトコルにおいて有意な抗アンドロゲン活性を示していません。 EUの毒性科学委員会（SCT）と米国CHAPはいずれも、DINPは規制されている高懸念フタル酸エステル類と同じ内分泌かく乱性の生殖毒性を示さないと結論付けており、そのためREACHでは生殖毒性のSVHCとして分類されなかった。

発がん性

高用量動物実験（主にげっ歯類）では、非常に高い食事暴露レベルで DINP がラットおよびマウスに肝腫瘍を誘発する可能性があることが示されています。しかし、これが起こるメカニズム、つまり齧歯動物の肝細胞におけるペルオキシソームの増殖は、同じ経路を介してヒトでは起こらない齧歯動物特有の現象として毒物学者によって広く認識されています。国際がん研究機関 (IARC) は、DINP をヒト発がん物質として分類していません。カリフォルニア州のプロポジション 65 による DINP の発がん物質リストは、主にこれらのげっ歯類のデータに基づいており、ヒトの発がん性の証拠を必要としない保守的な予防基準が適用されています。

労働者の暴露と労働安全

DINP は蒸気圧が非常に低く、揮発性が低いため、加工中の空気感染は短鎖可塑剤に比べて大幅に低くなります。混合および処理装置での局所排気、直接取り扱う際の適切な PPE の使用、定期的な空気モニタリングなどの標準的な産業衛生慣行は、通常、労働者の曝露を職業曝露限度よりも十分に低く維持するのに十分です。大手メーカーの DINP 可塑剤 SDS (安全データシート) には通常、一般的な迷惑粉塵基準と一致する、8 時間の TWA 職業暴露限度 5 mg/m3 (総粉塵/ミストとして) が記載されています。

フタル酸ジイソノニルの環境動態と生態毒性

DINP の環境挙動は、その物理化学的特性、つまり、非常に低い水溶解度、高い親油性 (log Kow ~8.8)、および低い蒸気圧によって形成されます。これらの特徴は、環境に放出されたDINPが水や空気中に残るのではなく、土壌や堆積物に強く分配されることを意味します。その環境運命と輸送は、いくつかの重要な点で水溶性の化学物質とは異なります。

• 生分解: DINP は土壌および活性汚泥環境で顕著な生分解を受けます。研究によると、これは最終的には生分解性であり、一次分解（代謝物への変換）は好気性条件下で比較的迅速に起こります。ただし、完全な石灰化の速度は、環境条件や微生物群集の構成によって異なります。
• 水生毒性: DINP は標準的な魚類および無脊椎動物の試験で低い急性水生毒性を示し、LC50 値は通常 1 mg/L 以上であり、溶解度が低いため水中での達成が困難な閾値です。堆積物や浮遊有機物に対する高い結合親和性により、現実的な環境シナリオでは水生生物に対するその生物学的利用能が低下します。
• 生物濃縮: DINP は log Kow が高いにもかかわらず、分子サイズが大きいため、生体膜を介した取り込みが制限されます。生物濃縮係数（BCF）の研究では、log Kow のみから予測されるものと比較して魚類への生物濃縮が比較的低いことが示されており、これにより水生食物連鎖による生物濃縮の懸念が軽減されます。
• 土壌と堆積物: DINP は土壌や堆積物中の有機物に強く吸着するため、環境中を通る移動性が制限されますが、点排出源近くの堆積物に残留する可能性もあります。堆積物に生息する生物（底生無脊椎動物）は、生態学的暴露が最も高い可能性があります。

DINP の取り扱い、保管、および安全な使用のガイドライン

DINP 可塑剤の産業ユーザーにとって、安全性と製品の品質維持の両方のために、適切な取り扱いと保管が重要です。 DINP は、通常の産業上の取り扱い条件下では比較的危険性の低い材料ですが、標準的な化学物質取り扱いのベスト プラクティスが依然として適用されます。

ストレージに関する推奨事項

DINP は、強力な酸化剤、強塩基、および熱源から離して、密閉した容器 (通常は炭素鋼またはステンレス鋼のタンクまたはドラム) に保管する必要があります。推奨される保管温度は 10°C ～ 40°C です。非常に低い温度では、DINP の粘度が高くなり、ポンピングや移送動作が遅くなる可能性があります。必要に応じて、転写用の粘度を下げるために穏やかに加熱（60℃以下）することができます。 PVC 容器での長期保管は避けてください。可塑剤が容器の壁に移行し、容器が柔らかくなり破損する可能性があります。

個人用保護具 (PPE)

• 皮膚の保護: 大量の DINP を取り扱うときは、長時間の皮膚接触を防ぐため、耐薬品性の手袋 (ニトリルまたはネオプレンを推奨) を着用する必要があります。 DINP は強い皮膚刺激性ではありませんが、繰り返しまたは長期にわたる接触は避けてください。
• 目の保護: 移送および混合作業中は、飛沫を防ぐためにサイドシールド付きの安全メガネまたは化学飛沫ゴーグルを着用する必要があります。
• 呼吸器の保護: 通常の処理条件では、DINP の蒸気圧は非常に低いため、通常、呼吸保護は必要ありません。ただし、ミストの生成が可能な場合（高速混合またはスプレー操作中など）、有機蒸気/P100 組み合わせカートリッジを備えたハーフフェイスマスクが適切です。
• 流出反応: 流出物は不活性物質 (砂、バーミキュライト、乾燥土) で吸収し、収集して廃棄する必要があります。 DINP は滑りやすく、床上で重大な滑りの危険を引き起こします。流出が排水溝、水路、または土壌に到達しないようにしてください。

DINP を選択する場合と代替案を検討する場合

DINP は、ほとんどの汎用軟質 PVC 用途において、依然として実用性が高く、技術的に健全な可塑剤です。ただし、特定の状況では、配合者や製品設計者が、代替可塑剤の方がニーズに適しているかどうかを検討する必要があります。

• DINP を選択する場合 フタル酸エステル含有量に特別な制限がなく、長期的な性能安定性が優先されるワイヤーやケーブル、床材、コーティングされた布地、庭用ホース、自動車内装トリム、または産業用プロファイルには、実証済みのコスト効率の高い汎用可塑剤が必要です。
• 代わりに DINCH または DOTP を検討してください DINP に関する予防的制限が適用され、ターゲット市場の顧客、小売業者、または規制当局によって非フタル酸エステルまたは代替化学物質が好まれる場合、子供用のおもちゃ、おしゃぶり、食品に接触する材料、または医療機器の場合。
• 代わりに DIDP を検討してください 90°C を超える連続使用に耐える定格のケーブルなど、非常に高い熱安定性が必要な用途に適しています。DIDP の分子量が高くなることで、高温での長期保持が徐々に向上します。
• バイオベースの可塑剤を検討する （ESBO、アセチル化ヒマシ油、生物由来のアジペートなど）ブランドのポジショニングに再生可能なコンテンツが必要な場合、または最終用途市場が完全な生物ベースの材料宣言に向けて移行している場合。軟質 PVC で DINP と同等の性能を達成するには、配合の調整が必要になる場合が多いことに注意してください。
• California Prop 65 への準拠を確認する カリフォルニア州で販売される消費者製品に DINP を使用する前に。セーフハーバーレベルを超える製品には、Prop 65 による発がん警告が必要ですが、一部のブランドは、DINP の人体に対する実際の発がんリスクに関する規制科学の議論に関係なく、代替の可塑剤を選択することでこれを回避したいと考えています。