大気捕集

イソシアネート捕集用ASSET™ EZ4-NCO Dry Sampler

本品は気体と粒子状のイソシアネートを簡単に捕集することが可能なサンプラーです。

特長

  • 低い検出下限値を達成する信頼性
  • 気体と粒子状のイソシアネートを完全に捕集
  • 8時間以上の捕集時間に対応
  • 捕集前後共に室温で保管可能
  • 捕集後、4週間安定
  • フィールドでの調整や溶出が不要
  • 製造後2年間の有効期限

製品案内(英語版) (455KB PDF)

使用方法(英語版) (2.08MB PDF)


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アプリケーション
引用文献
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本製品のお問い合わせ先: テクニカルサポート

 

新着情報

下記のイソシアネート化合物の標準物質および内部標準物質を販売しています。

  • 11種ジイソシアネートモノマー混合
  • HMDI
  • HDI付加物
  • MDIポリマー(p-MDI)
  • IPDIオリゴマー
  • TMX-ジイソシアネート

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製品概要

イソシアネートはポリウレタンやプラスティックの生産過程で広く用いられています。よって、これらの生産過程で働く労働者は呼吸器疾患、喘息およびその他の健康状態に影響を受ける可能性があります。これまでのイソシアネート捕集方法は試薬の輸送や安定性、イソシアネート対象範囲などに不備があり完全ではありません。また、イソシアネートはモノマーおよびオリゴマーで存在し気中に気体と粒子状で存在することが知られています。これらを包括的に捕集し測定できないと測定結果が過小評価となる危険が伴います。

ASSET EZ4-NCO Dryサンプラーは、現場で試薬の調整、抽出、特別な保管が必要なく労働環境での個人暴露の捕集に安全にご利用いただけます。加えて、これまでの方法と比較して低い検出下限値を信頼性良く達成できるただ一つの製品です。ASSET EZ4-NCO Dry サンプラーは、イソシアネート基をジn-ブチルアミン(DBA)で誘導するユニークな製品です。 サンプラーのデニュダー(注射筒)とフィルターにはDBAがしみ込んでいます。また、サンプラーから抽出した試験液はLC-MS/MSを使用して分析され、これまでの方法では達成できない感度や検出下限を提供します。

 

誘導反応

イソシアネートがジブチルアミンで反応すると安定な尿素誘導体を形成します。この誘導体は捕集中や保管後に分解することがありません。他のサンプラーと異なり、本製品には十分な試薬が用意されているため気体や微粒子のイソシアネートを完全誘導体化し捕集します。

 

利点

これまでのイソシアネート捕集方法はろ紙上やインピンジャーの中に濡れた状態で用意されているため捕集時間に制限がありました。ろ紙では試薬安定性の問題で捕集時間が15分に制限されていました。また、インピンジャーにはトルエン溶媒が用いられ労働者への暴露も問題でした。ASSET EZ4-NCO Dry サンプラーはこれら2点の問題を克服し、作業環境における真実「時間加重平均」(TWA)のサンプリングが可能です。

  • インピンジャー法やろ紙捕集のように勤務時間から労働者を外して測定する必要が無く、労働者の生産性に影響を与えません。
  • 1本で8時間の捕集が可能なため大きくコストを節約します。既存の方法で8時間の捕集を行うには多くのサンプラーが必要でした。
  • 試薬を送る必要が無く、捕集前後での作業者の負担や危険を軽減できます。
  • 現場での溶出の必要が無く、信頼性が高まります。
  • ASSET EZ4-NCO Dry サンプラーは捕集後でも安定で特別な保管を必要としません。瞬時測定も必要ないため4週間以内の測定が推奨されています。

 

対象のイソシアネート

ASSET EZ4-NCO Dry サンプラーは以下の化合物についてテストされています。

脂肪族のモノマー:

  • イソシアン酸 エチル Ethyl isocyanate (EIC) CAS 109-90-0
  • ジイソシアン酸イソホロン Isophorone diisocyanate (IPDI) CAS 4098-71-9
  • ヘキサメチレンジイソシアナート Hexamethylene diisocyanate (HDI) CAS 822-06-0
  • メチルイソシアナート Methyl isocyanate (MIC) CAS 624-83-9
  • イソシアン酸 プロピル Propyl isocyanate (PIC) CAS 110-78-1
  • イソシアン酸 Isocyanic acid (ICA) CAS 75-13-8

芳香族モノマー:

  • 4,4'-ジイソシアン酸メチレンジフェニル 4,4’-Methylenediphenyl diisocyanate (MDI) CAS 101-68-8
  • フェニルイソシアナート Phenyl isocyanate (PhI) CAS 103-71-9
  • 2,4,-トルエン-ジイソシアナート 2,4-Toluene diisocyanate (2,4-TDI) CAS 584-84-9
  • 2,6,-トルエン-ジイソシアナート 2,6-Toluene diisocyanate (2,6-TDI) CAS 91-08-7

HDI付加物:

  • HDI Uretidione
  • HDI Biuret
  • HDI Isocyanurate

MDI重合体(pMDI):

  • MDI trimers
  • MDI trimers
  • HDI Isocyanurate

IPDI付加物:

  • IPDI Isocyanurate

 

アプリケーション - モノマー

 

検出限界

下記はLC-MS/MSを用いた測定結果です。LC-MS/MSを使用しない場合には若干異なると思われます。

 

分析条件
Instrument: Agilent 1100 LC-MS/MS
Column: Ascentis® Express C18, 5 cm × 2.1 mm, 2.7 µm (53822-U)
Flow rate: 0.4 mL/min
Temperature: Ambient
Injection volume: 2 µL
Mobile phase composition: Gradient elution is performed from 60/40/0.05 water/acetonitrile/formic acid to 20/80/0.05 in 8 min.

 

  Instrumental
Detection Limit
(fmol)
1 L (5 min sampling) 96 L (8 hr sampling)
Compound LOD (ng/m3)
LOQ (ng/m3)
(50 x LOD)
LOD (ng/m3) LOQ (ng/m3)
(50 x LOD)
MIC 0.6 6.8 340 0.071 3.6
EIC 2 29 1400 0.29 15
PIC 0.3 5.1 250 0.053 2.7
PhI 0.5 12 590 0.12 6.2
HDI 0.05 1.7 84 0.018 0.9
2,6-TDI 0.02 0.7 35 0.007 0.4
2,4-TDI 0.01 0.3 17 0.004 0.2
IPDI 1 0.06 2.7 130 0.028 1.4
IPDI 2 0.04 1.8 89 0.019 0.9
4,4'-MDI 0.03 1.5 75 0.016 0.8

 

★アプリケーション- イソシアネートオリゴマー

 
分析条件
Instrument: Agilent 1100 LC-MS/MS
Column: Ascentis®Express C18, 5 cm × 2.1 mm, 2 µm (53811-U)
QFlow rate: 0.4 mL/min
Temperature: Ambient
Injection volume: 2 µL
Mobile phase composition: [A] 95:5 (0.05% formic acid in water):(0.05% formic acid in acetonitrile);
[B] 95:5 (0.05% formic acid in acetonitrile):(0.05% formic acid in water 
Gradient Elution  0% to 80% B in 2 min, held for 3 min, to 100% B in 0.1 min, held for 9.9 min, to 60% B in 0.1 min, held for 3.9 min 

 

時間加重平均(TWA)の捕集

捕集試料はASSET EZ4-NCO Dry サンプラーを用いてチャンバーから異なる捕集時間で捕集しました。 チャンバー中のイソシアネート濃度はパーミエーション技術をにより一定濃度に保たれています。 最大捕集時間の10時間(600分)まで高い相関が保たれており、サンプラーはキャパシティーが高く非常に安定している事が分かります。

 

捕集されたイソシアネート量と捕集時間の相関性

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引用文献

パンフレット(英文)のダウンロード j-T412089(390KB PDF)
Sampler technology protected by US Patent number US 7,700,045 B2; Apr. 20, 2010.

 

Methods:

ISO 17734-1:2006, Determination of Organonitrogen Compounds in Air Using Liquid Chromatography and Mass Spectrometry
Part 1: Isocyanates Using Dibutylamine Derivatives.
Part 2: Amines and Aminoisocyanates Using Dibutylamine and Ethyl Chloroformate Derivatives.
Authors: Gunnar Skarping, Marianne Dalene and Daniel Karlsson

In the following technical ISO report, the technology is described as the only methodology that covers all situations:

ISO/TR 17737:2012, Workplace Air - Guidelines for Selecting Analytical Methods for Sampling and Analyzing Isocyanates in Air
Authors: Gunnar Skarping, Marianne Dalene and Daniel Karlsson

 

Publications:

Isocyanates, Amines and Alkanolamines: Sampling, Chromatography and Detection
Author: Riddar, Jakob B,
Affiliation: Department of Analytical Chemistry, Faculty of Science, Stockholm University, P.O. Box 460, S-28124 Hassleholm, Sweden
Journal: Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic), 2013

Dry Sampling of Gas-Phase Isocyanates and Isocyanate Aerosols from Thermal Degradation of Polyurethane
Authors: Daniel Gylestam, Jakob B Riddar, Marianne Dalene and Gunnar Skarping
Affiliation: Department of Analytical Chemistry, Work Environment Chemistry, Stockholm University, P.O. Box 460, S-28124 Hassleholm, Sweden
Journal: Annals of Occupational Hygiene, 2013, Aug 9

Solvent-Free Sampling with Di-n-Butylamine for Monitoring of Isocyanates in Air
Authors: Asa Marand, Daniel Karlsson, Marianne Dalene and Gunnar Skarping
Affiliation: Department of Analytical Chemistry, Work Environment Chemistry, Stockholm University, P.O. Box 460, S-28124 Hassleholm, Sweden
Journal: Journal of Environmental Monitoring, 2005, 7, 335-343

Determination of Airborne Isocyanates as Di-n-Butylamine Derivatives Using Liquid Chromatography and Tandem Mass Spectrometry
Authors: Daniel Karlsson Jakob Dahlin, Asa Marand, Gunnar Skarping, Marianne Dalene
Affiliation: Department of Analytical Chemistry, Work Environment Chemistry, Stockholm University, P.O. Box 460, S-28124 Hassleholm, Sweden
Journal: Analytica Chimica Acta, 2005, 534, 263-269

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OSHA National Emphasis Program (NEP) on Isocyanates

2013年6月にOSHAは、イソシアン酸化合物を扱う職場環境(一般、建築、および海上産業の)向けの新しいプログラム(NEP)を発表しました。

OSHAは向こう3年間、労働災害(疾病、怪我、死亡事故)の低減やイソシアネートによる曝露に関する健康影響の認知度を向上させる目的で、ぜんそくや皮膚・目・鼻・、喉の炎症やがんを誘発するイソシアネート有害性に対する調査と社会支援に着手しました。塗装業、発泡断熱材施工に従事する労働者やポリウレタンの製造や熱分解によって有害な化学物質に曝される可能性があります。

このプログラムでOSHAは公的な見解を示しました。その内容とは、イソシアネートが蒸気やエアロゾルを問わず、フィールド吸着させて測定することを推奨すると言うものです。この見解の根拠はKaroly, American Industrial Hygiene Journal 59:645-647, 1998によるもので、これはエアロゾルが吸着されずに、MDIのレポートとして報告されたものです。イソシアネートを捕集する多くの機関で合意されており、特に粒子がある一定サイズ(>2μm)になると、大気中濃度が過小評価されます。

OSHAはウェットサンプラーによるイソシアネートの曝露量は、エアロゾルから蒸散する量を考慮していないため、過小評価されると考えています。これは、1,2-OOコートフィルターやISO-チェックバックフィルターのようなウェットサンプラーは フィールドでの吸着が必要であることを示しています。

その結果、フィールド吸着の際、面倒で煩雑かつ、信頼性で問題のとなる観点から、他の捕集方法が使用されるべきであるとしています。
OSHA NEPに適合する手法として、屋外でガラスインピンジャーによる捕集と誘導体化もしくは、ASSETサンプラーを用いた簡単な方法があります。

 

★世界の規制動向

ピベラジン化合物は、反応性のあるイソシアネートをHPLCで分析可能な安定した化合物に変換するための誘導体として広くイソシアネート捕集用デバイスに使用さてれています。イギリスでは2013年初めに、ピペラジン化合物は違法デザイナードラッグの骨格を製造するのに用いられる化合物として規制されました。その結果、OSHA42&47で用いる1.2-ピリジルピペラジン(pp)ウェットサンプラーや、同様にNIOSH 5525、UK MHDHSで用いる1-(9-anthracenylmethyl) piperazine (MAP)を含むインピンジャー溶液も使用出来なくなりました。さらに、1-(2- methoxyphenyl) piperazine (MOPIP)を含むISOチェックバックフィルターも使用出来なくなりました。

ASSET EZ4-NCO Dry Sampler はピペラジン化合物を含まないため、イギリスでは法的問題は起きていません。

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Trademarks

ASSET, Ascentis – Sigma-Aldrich Co. LLC.
ISO-CHEK is a registered trademark of Omega Specialty Instrument Co.

 

Materials