ポリエーテルアミンのジアミンであるRS-D230のドラムロットが、分析証明書(COA)付きで入荷する。COA上のアミン価は454 mg KOH/gをわずかに下回っており、これはグレード規格454〜488 mg KOH/gの下限値である。QCマネージャーはロットを返送したい。配合担当者はむしろ受け入れて、硬化剤の投入量を増やして不足分のアミンを補いたい。1週間後、別のグレードのロットが入荷し、アミン価がmeq/gで記載されているため、現場の誰も一目では合否を判断できない。
どちらのケースも結末は同じ。工場が正しく読めていない数値に対してロットが受け入れられる。
ポリエーテルアミンのCOAのうち、ロット合否を決めるのはどの項目か?
ポリエーテルアミンのロットは、販売仕様のすべての項目に対して合否が判定される。アミン価、水分、色、外観、そしてグレードが規定する場合は第一級アミン、粘度またはアセチル化可能基。RS-D230(ポリエーテルアミン D-230)はアミン価を454〜488 mg KOH/g、水分を0.30 max wt%、色を30 max APHAと規定する。比重とAHEWは代表値であり、ロット合否の判定には用いない。
各グレードは二種類の数値を明確に分けており、COAもその区分を引き継ぐ。RS-D230の販売仕様はさらに、粘度を25 °Cで15 max mPa·s、外観を無色〜淡黄色の液体と規定する。25 °Cでの比重0.95 g/cm³とAHEW 60 g/eqは代表値である。その ポリエーテルアミン D-230グレードページ にも同じ区分が示されている。
合否判定は仕様項目のみで行う。代表値がロット間で動いた場合は、そのロットの仕様項目をより入念に確認してから承認する。
The ポリエーテルアミングレード一覧 各グレードを並べて比較している。下の表は、COAが実際に報告する合否判定項目を抜き出したもの。
| グレード | アミン価(グレード単位) | 第一級アミン | 水分 | 色 |
|---|---|---|---|---|
| RS-D230 | 454〜488 mg KOH/g | 95.0 min wt% | 0.30 max wt% | 30 max APHA |
| RS-D400 | 4.0〜4.6 meq/g | 95.0 min wt% | 0.25 max wt% | 50 max APHA |
| RS-D2000 | 0.98〜1.10 meq/g | 97 min wt% | 0.25 max wt% | 25 max APHA |
| RS-D4000 | 0.44〜0.52 mmol/g | 95.0 min % | 0.25 max % | 75 max APHA |
| RS-T403 | 6.1〜6.8 meq/g | 90.0 min wt% | 0.25 max wt% | 50 max APHA |
| RS-T5000 | 0.50〜0.57 meq/g | 97.0 min wt% | 0.25 max wt% | 25 max Pt-Co |
| RS-ED900 | 1.8〜2.25 mmol/g | – | 0.35 max % | 30 max Pt-Co |
| RS-SD2001 | 0.875〜1.03 mmol/g | 5 max % | 0.20 max % | 100 max Pt-Co |
– 規定なし。デスクに確認。
一つの滴定、三つの単位
アミン価は、試料1g中の塩基性窒素を酸による滴定で計測する値。各グレードはこの一つの測定値を三つの単位で規定する。RS-D230はmg KOH/g。RS-D400、RS-D2000、RS-T403、RS-T5000はmeq/g。RS-D4000、RS-ED900、RS-SD2001および二種のモノアミンはmmol/g。
換算は係数一つ。 水酸化カリウム は1 meqあたり56.1 mg KOHを供給する( 水酸化カリウムのPubChem化合物レコードそのため、mg KOH/gの値はmeq/gの値に56.1を掛けたものに等しい。アミン滴定では、塩基性窒素1ミリモルは1ミリ当量に等しいため、meq/gとmmol/gは同じ数値となる。
COAの数値をいずれかの範囲と照合する前に、まずその数値をそのグレード固有の単位に揃える。mg KOH/gの結果をmeq/gの範囲と照らし合わせると、間違った理由で合否が出る。
COAのCAS欄ではグレードの識別はできない。RS-D230、RS-D400、RS-D2000、RS-D4000はいずれもCAS 9046-10-0を持ち、 EPA Substance Registry Servicesの登録 では”ポリプロピレングリコール bis(aminopropyl) ether”と記載されている。SRSはこの物質をTSCAインベントリに収載しており(EPA Substance Registry Services、2026年10月取得)、同リストは TSCA第8条(b)項、15 U.S.C. 2607(b)に基づきEPAが編纂・維持している。この収載はインベントリ上の問題に答えるものに過ぎない。ドラム内のポリマーの鎖長については何も示していない。
モノアミンはこの影響がどこまで及ぶかを示している。RS-M2005とRS-M2070はCAS 83713-01-3を共有する。アミン価の範囲は0.44〜0.52 mmol/gと0.45〜0.51 mmol/gで、ほぼ完全に重なる。どちらのグレードのロットも、もう一方のグレードのアミン価の規格を通過しうる。COA上では、グレードコードだけが両者を区別する。違いは主鎖にある:RS-M2005のPO/EOモル比は29/6で、RS-M2070のポリエーテル鎖は水溶性を与える。出荷規格のどの項目もこの両特性を測定していない。CASだけで材料を同定したCOAは拒否せよ。
第一級アミンの項目が示し、アミン価では分からないこととは?
アミン価はすべての塩基性窒素を数える。第一級アミンの項目は、その窒素のうちどれだけが第一級アミンとして存在するかを報告する。この区別は化学量論上重要で、第一級窒素は反応性水素を2個持ち、第二級窒素は1個持つからである。RS-D230とRS-D400は95.0 min wt%、RS-D2000は97 min wt%、トリアミンのRS-T403は90.0 min wt%を規定する。
同じ化学量論がこれをロット検査に変える。アミン基がすべて第一級であるジアミンの場合、g/eq単位のAHEWは、1,000をmeq/g単位のアミン価の2倍で割った値となる。全第二級ジアミンの場合は、1,000をアミン価で割った値となる。第一級アミンは100%未満の最小値として規定されるため、この計算は近似であり、グレードのAHEWを照合する目的でのみ用いるべきである。全ロットで計算し、検査計画で許容する公差帯を最初のCOAが届く前に設定せよ。
RS-SD2001では、この項目が逆転する。本グレードは二官能性の第二級アミンであり、その規格は第一級アミンを5 max %に制限する。反応性が低いため、作業時間が長く反応発熱が低い、遅硬化を要する用途に適する。残留第一級アミンはこの目的に反する作用をする:上限を超えたロットは早期ゲル化を最も起こしやすい。アミン価より先にこの項目を読め。
RS-T5000は第二の滴定項目を追加する。アミン価0.50〜0.57 meq/gと並んで、アセチル化基を0.58〜0.63 meq/gと規定する。アセチル化は水酸基とアミン末端を合算して数えるため、両者の差はアミンに変換されなかった鎖末端を反映する。どちらも出荷規格項目である。対で確認せよ。
水分と色:数字は小さくてもロットを不合格にする項目
水分の規格はこのファミリー全体で狭い帯域にあり、RS-SD2001の0.20 max %からRS-ED900の0.35 max %までである。エポキシ硬化では、水はアミン水素のカウントに入らない。ポリウレアおよびポリウレタンの用途では入る:水はイソシアネートをめぐってアミンと競合し、部品内に二酸化炭素を放出する。同じ規律が反応の反対側にも適用され、それゆえ ポリウレタンポリオール系は 独自の水分規格を持つ。
RS-D2000、RS-D4000、RS-SD2001は窒素ブランケット処理したドラムで出荷される。これらのグレードをイソシアネート用途に投入する場合、ブランケットが保持されない状態で到着したドラムは、COAの記載内容にかかわらず、使用前に水分試験が必要である。
色は、真のトレードオフが存在する出荷規格項目である。APHAとPt-Coは同じ白金コバルトスケールの二つの呼称であり、RS-T5000の25 max Pt-Co項目とRS-D2000の25 max APHA項目は同じ上限を設定する。
クリアコートやクリアキャスト部品では、色はそのまま仕上がった樹脂に通ってしまう。顔料入りプライマーでは、色の上限をわずかに超えたロットが規格内ロットと同等に硬化する場合もある。文書化した逸脱承認のもとでそのロットを受け入れるのは、妥当な商業判断である。アミン価の項目にはそのような選択肢は決して存在しない。その理由は次節で説明する。
アミン価の規格外がなぜ投入量調整ではなく不合格となるのか
これらのグレードで組む全エポキシ配合は、グレードのAHEWを経由する。RS-D230の60 g/eqでは、配合分子は6,000となり、樹脂100部あたりの部数は6,000を樹脂のエポキシ当量で割った値となる。RS-T403の81 g/eqでは、分子は8,100となる。配合重量はAHEWに直結する。同じ樹脂に対して、RS-D4000(1000 g/eq)はRS-D230(60 g/eq)の16.7倍の重量を要する。基準値の誤差はそのまま配合に伝わる。
この60 g/eqは代表値である。アミン価と第一級アミンがそれぞれの範囲内に収まっているから成立している。アミン価の下限を下回るロットは、COAには記載されない理由でアミンを失っている。考えられる原因には、未変換の水酸基末端、過剰な水分、または鎖長分布のずれがある。原因ごとに硬化の変化の仕方は異なる。一つの滴定結果から再配合するには、どの原因が当てはまるかを知っていることが前提になる。
The エポキシ硬化剤選定ガイドは 硬化網目が配合比のずれにどこまで耐えるかを扱う。自社の硬化試験で投入量とアミン価の関係をマッピングしていない限り、ロットの再配合は較正済みの工程ではない。
配合はこの計算をさらに許容性の低いものにする。ポリエーテルアミンジアミン配合のAHEWは調和平均である。各成分の質量分率をそのAHEWで割り、それらの項を足し、逆数を取る。線形の重量平均は配合AHEWを過大評価するため、それに基づいて配合するとアミン水素を過剰投入してしまう。規格外の成分ロットは、ただでさえ誤りやすい計算にその誤差を持ち込む。
この立場は、ある種の工場では誤りになり得る。自社で検証したアミン価および一級アミンの試験法を運用し、変更管理が記録付きの再ドーズを認めている工場であれば、規格外のISOタンクを返送より低コストで救済できる場合がある。その工場はグレード規格を自社の測定値に置き換えているのだ。自社でその整備を済ませていない工場にとって、COAが保有する唯一の証拠となる。
受入検査要領に何を書き込むべきか
検査計画はCOAを契約文書として扱うべきである。 化学品技術データシートの読み方 のガイドに、これらの規格値がどこから来るのかが記載されている。 サプライヤー監査チェックリスト には、COAが申告するロットを確かに報告していることを検証する方法が記載されている。
- すべてのCOAにRSグレードコードとロット番号の記載を必須とし、CASのみで材料を特定するCOAは拒絶する。
- アミン価の測定値はそのグレードの単位に揃え(mg KOH/g を 56.1 で除して meq/g とする)、規定範囲内に収まるロットのみ受け入れる。
- 各ロットについて、グレードのAHEW(例えばRS-D230で60 g/eq)に対してAHEWの照合を行い、設定した許容帯から外れたロットは保留する。
- 一級アミンが下限を下回るロットは拒絶する。RS-SD2001では、5 max %を超える結果は拒絶する。
- 水分の上限(例えばRS-D230で0.30 max wt%)を超えるロットは拒絶し、開封済みドラムはイソシアネート工程の前に再試験する。
- 最終用途が顔料入りで文書化された逸脱が記録されている場合を除き、色の上限を超えるロットは拒絶する。
規格外のドラムを返送するか否かは、一つの問いに帰着する。そのロットについて滴定と一級アミン試験を行い、どの原因がアミン価を動かしたのかを工場が示せるか。示せないなら、グレードのAHEWはもはやそのドラム内の材料を記述していない。
方法論:各グレード値はそのRSコードの技術データシートに記載されたとおりで、その単位による。typicalと記されている箇所はtypicalであり、ロットのCOAが支配する。56.1という係数は水酸化カリウムのPubChem化合物レコードから取得した。CAS同定とTSCA Inventoryの区分はEPA Substance Registry Services(2026年10月取得)およびTSCA第8条(b)項、15 U.S.C. 2607(b)に基づく。
よくある質問
イソシアネート工程にはRS-D4000のどの当量を使えばよいか?
屈折率でドラム内のジアミンを特定できるか?
外観の項目はリリースラインか、それとも記述か?
出典と方法論
名前付きの出典に帰属される場合を除き、数値はRawSourceの調達データである。規制関連の引用は公開時点のものである。化学同定はCAS番号によりRawSourceカタログと照合して検証した。