スポーツ用品と玩具に含まれる有害物質を検出する方法

子供やペット用のスポーツ用品や玩具は、柔軟性のあるプラスチックで作られていることが多い。例えば、感覚的に噛む玩具、アクションフィギュア、各種ボールなどである。このような用途に使われる一般的なポリマーはPVC（ポリ塩化ビニル）で、可塑剤を加えることでより柔らかく、より柔軟にすることができるからだ。これらの化合物はポリマー鎖と共有結合していない。そのため、唾液や汗によって蒸発したり洗い流されたりする可能性がある。この可塑剤のアウトガスや拡散は有害な場合がある。

その一例がフタル酸エステル類で、多くの健康被害を引き起こすことが知られている。フタル酸エステル類はホルモンに似た働きをし、肝臓障害、不妊症、糖尿病、がんなどを引き起こすことがわかっている。そのため欧州連合（EU）は、2007年から施行されているREACH規則で、食品に接触する製品、玩具、ベビー用品、医療用品に含まれるフタル酸エステルの使用を禁止している。

有害成分は熱分析で検出可能

熱分析は、ポリマー中の可塑剤の検出に使用できる。TGA-FT-IR分析により、Identify 、使用されている可塑剤の種類だけでなく、可塑剤含有量に関する製品の分析も可能です。

以下の使用例では、さまざまなおもちゃのボールの表面層をsmall 切断し、PERSEUS^® TG 209F1 Libra^® で測定しました。次の表に測定条件の概要を示す：

TG 209による可塑剤含有量の検出 F1 Libra^®

図1は、検査球が熱分解中にいくつかの質量減少ステップを示すことを示している。これらの質量分解ステップは、可塑剤またはその他の有機添加剤の蒸発に起因し、最終的に200℃～500℃の温度範囲でポリマーが熱分解します。

グラムシュミット曲線（赤色）は、全体的な赤外強度を示し、DTG曲線の鏡像として振る舞う。また、質量損失ステップの間に最大強度を示している。これは、進化した化合物とIRビームとの相互作用を証明している。

FT-IRスペクトルを用いたより詳細な組成結果

含まれる可塑剤の詳細分析のため、2次元FT-IRスペクトルを抽出し、気相ライブラリーと比較して、Identify 。266℃のスペクトルは、フタル酸ジ-n-オクチル（DOP、青）とフタル酸ビス（2-エチルヘキシル）（DEHP、緑）のライブラリスペクトルと高い類似性が見られた。単一の化合物または異なるフタル酸エステルの混合物が放出されたと推測できる。しかし、この比較から、ボールに有害なフタル酸エステルが含まれていることは明らかです。Identify 、可塑剤のさらなる分析が必要である。

同じ測定条件でもう1つのボールも調べた。熱分解挙動に明らかな違いが観察された。266℃で抽出した2つのボール試料のFT-IRスペクトルを比較すると、全く異なる振動パターンを示している（図3参照）。

ボールNo.2（青）の266℃におけるスペクトルを気相ライブラリーと比較すると、クエン酸トリブチル（緑）のスペクトルと明確に一致する。ボールNo.2では、有毒なフタル酸系可塑剤の代わりに、可塑剤としても機能する無毒なクエン酸エステルが使用された。

スポーツ用品や玩具をより安全なものにする！

ポリマーのガス放出と分解過程は、熱分析によって調べることができる。熱重量測定は、300℃以下ですでにガスが放出されることを示している。FT-IRのような発生ガス分析だけが、放出されたガスをIdentify 。

上記の例では、使用されている可塑剤の種類をIdentify 、したがって有毒な添加剤と無毒な添加剤を区別する方法を説明している。PERSEUS^® TG 209F1 Libra^®は、スポーツ用品や玩具を、私たちや子供たちにより安全なものにするために最適です。