一般的な危険性評価について
化学物質の中には潜在的に危険性を有するものが多数あり、危険性について知られている物質は消防法や国連勧告などでその取扱いが規制されています。しかしながら研究段階で新たに合成された新規物質などはその性質に不明な点が多く、特に合成反応の過程で生じる中間体などは、中間体であるが故に高い反応性を持つものが多く、不安定なものが多くあります。また、今まで安全と思われてきた物質であっても、特殊な条件下では極めて危険な徴候を示すことがあり、その物質の危険性を十分に把握していなかったために大事故になった例が少なくありません。研究段階から実際の製造に至るまで、災害を防止して安全に作業を行うためには、取り扱う物質についての危険性を十分に把握し、その危険性に応じた対策を施して作業をすることが必要です。
カーリットで実施可能な試験
一般的な危険性評価試験について詳しくはカタログ（PDF）にてご確認ください。
カタログをダウンロードスクリーニング試験
試験による評価を行う場合、いきなり多量の試料を取り扱う試験は危険です。最初は数mgないし数gの試料から始めて潜在的な危険性を評価します。
熱分析試験
1～2mgの物質を所定の容器（セル）に入れ、任意の昇温速度（通常は10℃/min）で加熱させて試料の熱的な挙動を見ます。方法は開放セルを使用する場合と密封セルを用いる場合がありますが、開放セルの場合は液体だと昇温中に揮発してしまうため、危険性評価では密封セルを用いるのが一般的です。
この試験で得られる情報は、1．発熱開始温度、2．発熱量、3．発熱速度の3つであり、発熱開始温度からは熱安定性が、発熱量からは燃焼性・爆発性の可能性が、発熱速度から分解時の激しさが推測できます。
ARC試験
熱的安定性のデータ、例えばSADTを求めるには後述する蓄熱貯蔵試験を通常行いますが、蓄熱貯蔵試験は400mlという多量の試料を用いるため、分解があまりにも激しいと恒温槽が破壊されることがあります。
ARC（Accelerating Rate Calorimeter）試験は、ある雰囲気温度において試料の発熱を検知すると、それに見合うだけ雰囲気温度も上昇させて断熱状態を作り出します。
この時の測定結果から各種の計算をすることにより、多量の試料を用いなくてもSADTを推測することができます。なお、固体の場合は比熱データが必須となります。
各試験の必要試料量はこちらを
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爆発性の試験
「爆発」現象は爆轟（Detonation）と爆燃（Deflagration）に分けられます。爆轟は衝撃波を伴って音速以上で伝播し、周囲の物体を破壊する威力を持ちます。爆燃は衝撃波を伴わず反応速度は音速以下ですが、密閉容器を破損させたり物体を吹き飛ばします。
爆轟の発生は条件に左右されるため、これまで爆発しないと思われていた物質が特定の条件下で爆轟したり、その逆の現象が起きる場合もあります。特に重要な因子は「物質量」「密閉度」「試料の密度」「起爆の強さ」の４つであり、爆発・分解しやすさの情報は安全管理に不可欠です。
落つい感度試験
JIS K4810に規定される試験で、0.1mlの試料を鋼性の円筒コロに挟み、上から5kgの鉄槌を落下させて爆発するか否かを調べます。
| 評価 （JIS等級） |
【1級】6分の1爆点が5cm未満 【2級】6分の1爆点が5cm以上10cm未満 【3級】6分の1爆点が10cm以上15cm未満 【4級】6分の1爆点が15cm以上20cm未満 【5級】6分の1爆点が20cm以上30cm未満 【6級】6分の1爆点が30cm以上40cm未満 【7級】6分の1爆点が40cm以上50cm未満 【8級】6分の1爆点が50cm以上 |
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摩擦感度試験
JIS K4810に規定される試験で、0.01mlの試料を磁器製の板と棒の間に挟み、棒に荷重をかけた状態で板を1往復させて爆発するか否かを調べます。
| 評価 （JIS等級） |
【1級】6分の1爆点が1kgf未満 【2級】6分の1爆点が1kgf以上2kgf未満 【3級】6分の1爆点が2kgf以上4kgf未満 【4級】6分の1爆点が4kgf以上8kgf未満 【5級】6分の1爆点が8kgf以上16kgf未満 【6級】6分の1爆点が16kgf以上36kgf未満 【7級】6分の1爆点が36kgf以上 |
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弾動臼砲試験
英国HSEで開発された試験法で、臼砲と呼ばれる大砲の一部に試料をセットし、雷管で起爆したときの臼砲の振れ幅を標準物質と比較して爆発威力を算出します。
| 評価 | 【爆発威力大】 爆発威力がTNT比25％以上 【爆発威力中】 爆発威力がTNT比10％以上25％未満 【爆発威力小】 爆発威力がTNT比10%未満 |
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BAM50/60鋼管試験
爆発性の試験としては最も標準的な試験で、試料を内径50mm、外径60mm、長さ500mmの鋼管に詰めた後、50gの高性能爆薬（伝爆薬）を起爆させて試料が爆発するか否かを調べます。装填された試料は直径50mmと大きく、鋼管を土に埋めて起爆させるため密閉度も十分あり、高性能爆薬で起爆するので起爆力も大きいです。爆発性評価の条件をほぼ完全に満たしており、この試験で爆発しない物質はまず爆発しないと考えて差し支えありません。
粉塵爆発試験（下限界濃度測定）
JIS Z8818に規定される試験で、試料をアクリル製の円筒容器に入れ、乾燥空気で円筒内に粉塵を発生させて高電圧の放電で着火します。粉塵爆発が起これば火炎が円筒内を伝播して、上部に取り付けられた破裂板を破裂させます。
試料は300μmの篩を通過することが条件です。
| 評価 | 【爆発性高】 爆発下限界濃度が45g/m3以下 【爆発性中】 爆発下限界濃度が45g/m3を超え100g/m3未満 【爆発性低】 爆発下限界濃度が100g/m3以上 |
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粉塵爆発試験（爆発圧力特性）
粉塵爆発を起こした際の爆発圧力及び圧力上昇速度を測定します。最大圧力上昇速度から爆発指数（Kst）が計算されます。
| 評価 | 【St 0】爆発指数Kstが0 【St 1】爆発指数Kstが1以上200以下 【St 2】爆発指数Kstが200を超え300以下 【St 3】爆発指数Kstが300を超える |
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粉塵爆発試験（最小着火エネルギー測定）
粉塵爆発における着火のし易さを測定します。数値が小さいほど着火し易く、静電気の発生によって粉塵爆発を起こす可能性があります。
粉塵爆発試験（限界酸素濃度測定）
爆発および着火しなくなる粉体の酸素濃度を測定します。限界酸素濃度を知ることにより、不活性ガスで置換する等の安全対策を考えることができます。
爆発限界測定
爆発を起こす引火性の蒸気と空気（酸素）との混合比を測定します。弊社では北川式爆発限界測定装置を用いており、限界酸素濃度も測定可能です。
常温で十分な蒸気圧が得られない場合は、試験装置をヒーターで加温して測定を行います。
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分解性（安定性）の試験
熱による分解性（安定性）の評価は、試料の加熱時や貯蔵・運搬時の温度管理に不可欠です。これらはスクリーニング試験である熱分析試験により推定することもできますが、試料量が数mgと少ないため実際的ではありません。一般的に試料量が増えると内部が断熱状態になり、分解開始温度が低くなる傾向があります。
圧力容器試験
試料を圧力容器と呼ばれる容器に入れ、オリフィス板を取り付けて加熱します。分解して発生したガスはオリフィス孔から放出されますが、オリフィス径が小さいとガスの発生速度が放出速度を上回り、容器内の圧力が高くなり破裂板を破裂させます。この破裂板を破裂させる最小のオリフィス径で危険性を評価します。
自然発火性試験（SIT試験）
自然発火とは、「物質が空気中で発火温度よりはるかに低い温度で自然に発火し、その熱が長時間蓄熱されて発火点に達し、遂に燃焼に至る現象」と定められており、SIT（Spontaneous Ignition Tester：自然発火装置）は数gの試料を断熱状態に置き、燃焼にいたるまでの時間を測定する装置です。
自己発熱性試験（WB試験）
主に可燃性物質の貯蔵時の安定性を評価する試験で、金網の中に粉体等の固体試料を入れ、一定温度の恒温槽内にその金網を入れて空気を循環させ、試料内の温度上昇を観察します。
蓄熱貯蔵試験
自己反応性のある物質の貯蔵時の安定性を評価する試験で、400mlの試料を500mlのデュワー瓶に入れ、これを一定温度に保った恒温槽内に設置して内部の温度変化を観察します。7日間で6℃以上の温度上昇が観測される最低設定温度をSADT（Self-Acceleration Decomposition Temperature）と呼び、国連勧告ではこの温度より更に低い温度を管理温度にする必要があるとしています。
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燃焼性の試験
燃焼による危険性は爆発による危険性と比較すると災害規模は小さいと言えます。しかしながら、着火し易いか否かは取扱時の注意に、着火した時にそれが激しいか否かは重大な事故に発展するかどうかということで非常に重要で、防火壁や保安距離など周囲に影響を及ぼさない対策が必要であるかどうかの判断基準になります。
BAM着火性試験
様々な着火源に対しての着火の危険性を評価する試験で、BAM（ドイツ連邦材料試験所）で開発された試験が有名です。
セリウム-鉄火花、赤熱鉄棒、導火線及び小ガス炎の4種類の着火源で着火するか否かを試験します。
クルップ式発火点試験
固体物質や粉体物質に対して行われる試験で、火薬類の試験方法として古くから行われている試験です。加熱された鉄製のブロック（坩堝（るつぼ））に少量の試料を投入し、投入から発火するまでの時間を計測します。有機物の場合は気化・蒸発してしまう場合が多く、このような場合は下記に示すASTM式が有効です。
ASTM式発火点試験
ASTM E659に規定される試験で、加熱された500mlの丸底フラスコに試料を投入し、発火するか否かを観察します。固体の有機物であっても、溶融して丸底フラスコ内に気化した状態で溜まるため、発火温度を測定することができます。
赤熱鉄皿試験
燃焼時の激しさを評価する試験法で、BAM（ドイツ連邦材料試験所）で開発された試験です。約700℃に熱した直径120mmの半球状の鉄皿に5gの試料を投入し、着火するか否か、着火した場合は燃焼状況を観察します。
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各試験の必要試料量
必要試料量は目安となりますので、詳しくはお問い合わせください。
※表の部分は横にスクロールできます。
| 分類 | 試験項目 | 試料量 |
|---|---|---|
| スクリーニング 試験 |
3g | |
| 50g | ||
| 爆発性試験 | 2g | |
| 2g | ||
| 50g | ||
| 3,600ml | ||
| 30g | ||
| 詳細はお問い合わせください | ||
| 詳細はお問い合わせください | ||
| 300g | ||
| 300ml | ||
| 750ml | ||
| 分解性（安定性） 試験 |
150g | |
| 20g | ||
| 2,500ml～ | ||
| 2000ml（SADT）、500ml（1温度） | ||
| 燃焼性試験 | 各20ml | |
| 50g | ||
| 50ml（液体）、50g（固体） | ||
| 20g |