イソシアネート

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暴露経路

イソシアネートは通常、吸入または経皮により暴露されます。 イソシアネートの種類や塗布方法によっては、これらの経路のいずれか、または両方から大きな曝露の可能性があるため、リスク管理のアプローチでこれを考慮する必要があります。

吸入暴露は、イソシアネートが蒸気またはエアロゾルとして職場の空気中に存在する場合に発生する可能性があります。

蒸気は蒸発によって受動的なプロセスから発生することがあり、イソシアネートの揮発性（別名、蒸気圧）は、それが発生する空気中の蒸気の程度に影響を及ぼします。 プロセス温度が上昇すると蒸発量が増加するため、イソ シアネートの加熱により空気中のベーパーレベルが上昇し ます。 液体イソシアネートは、常温では非常に粘度が高 く、通常、流動性を良くして取り扱いを容易にするた めに加熱されます。 そのため、イソシアネートベーパーの発生率 が高くなることに留意してください。 また、ポリウレタンを形成するイソシアネート-ポリオール反応は発熱性が高く、多くの熱を発生させることも覚えておいてください。 この場合も、たとえ外部から熱を加えなくても、蒸気の発生は増加します。

エアロゾルは、噴霧などの意図的な手段によって、またはイソシアネートが機械的に撹拌されたり激しく乱されたりしたときに不用意に発生することがある。 例えば、液体をブラシで塗布したり、ある容器から別の容器に注いだりすると、細かいエアロゾル粒子が発生することになります。 しかし、このような方法で発生するエアロゾルの量 は、通常、噴霧処理よりもはるかに少ないと思われ ます。

作業者の皮膚がイソシアン酸塩と接触する可能性がある場合、経皮（皮膚）暴露が起こる可能性があります。 イソシアネートへの経皮的な暴露が発生する主なメカニズムは次のとおりです：

• 作業者の皮膚との直接接触
• 空気中のエアロゾルの作業者の皮膚への沈着
• 例えば、注入または混合作業中の飛沫などです。
• ツールや使用済みの個人用保護具 (PPE) などの汚染されたアイテムの取り扱い
• 例えばメンテナンス中に、制御盤やプロセスプラントなどの汚染された表面との接触

一般的な用途

イソシアン酸塩の一般的な工業用途を以下に示します：

• 塗料の硬化剤。 多くの工業用塗料は、硬化剤としてイソシアネートを使用します。 これらは、使用直前に 2 つの成分を混合する「2 パック」製品であることがよくあります。 このような場合、イソシアネートは塗料の硬化剤成分中に含まれています。 1 パック」塗料の中にもイソシアネートを含むものがあり、これらは混合する必要がないため、暴露の可能性がある作業を 1 つ省くことができます。 塗料に付属の安全データシートには、イソ シアネートが含まれているかどうかの情報が記載 されています。 これらの塗料は、自動車修理（MVR）、大型商用車や鉄骨構造物の塗装によく使用されています。 スプレー、ブラシ、ローラーで塗布されます。 最も暴露の可能性が高いのは、スプレー塗装です。 ブラシやローラーで塗布した場合の吸入暴露はかなり低くなりますが、経皮暴露の可能性は依然として存在します。 これらの塗料を使用するMVRセクターの労働者には、職業性喘息の高い有病率が存在する。 この塗料は一般にHDIのプレポリマーをベースにしており、イソシアネートは混合物の硬化剤成分に含まれている。 完全に硬化したイソシアネート系塗料を研磨しても、空気中のイソシアネートが放出されることはありません。 しかし、研削や溶接などの高温にさらされると、硬化した塗料は空気中のイソシアネートを放出することが分かっています。 これらは一般的に、多官能性アルコール（ポリオール）または他の有機材料と反応させた芳香族イソシアネート、最も一般的にはMDIまたはTDIをベースにしています。 イソシアネートは、多くの場合、手作業で混合して流し込む。 この産業分野では、通常、イソシアネートのスプレー塗布を伴う工程はありません。

• 軟質ポリウレタンフォームの製造。 これはTDIとポリオールから製造され、完成品の特性を変更するために他の添加物が使用されます。 イソシアネートは通常、自動システムで混合され、抽出されたエンクロージャ内で初期硬化が行われます。 エンクロージャ内の空気中のイソシアネート濃度は高い場合があり、メンテナンスのためにエンクロージャに入る必要がある場合は、呼吸保護装置 RPE を着用する必要があります。

• 建築物、家庭用電化製品、冷蔵輸送の断熱材。 これは、ポリウレタンフォームのスプレー塗布を含み、イソシアネート成分は通常 MDI をベースとしています。 この仕事は現場主義であることが多く、換気が制限された環境で行われることがあります。 暴露の可能性が高く、しばしば暴露制御戦略はほぼ完全に PPE に依存しています。

• 工業用フローリング。 MDIは、高品質で低気孔率の工業用樹脂製床材の製造に使用される成分である。 これは、食品工場など、簡単に掃除できる衛生的な床材が必要な環境でよく使用されます。 通常、樹脂はオープンシステムで混合され、床材はハンドツールを使って手作業で敷設されます。 数百平方メートルの広い面積を一度に敷設することができます。 エアロゾルを発生させる可能性はなく、プレポリマーMDIの蒸気圧が非常に低いため、空気中のイソシアネートは非常に少なく、したがって吸入暴露のリスクはほとんどありません。

• 鋳造用バインダー。 MDIを含むウレタンバインダーシステムは、鋳物工場で砂から鋳型と中子を形成するために一般的に使用されている。 鋳型や中子が作られるとき、また、高温の金属が鋳型に注がれるときに、熱分解生成物にさらされる可能性があります。

これは完全なリストではなく、他の産業用途があるでしょう。 原材料にイソシアネートが含まれていることは、製品安全データシートに記載されているはずです。 ポリウレタンの加熱を伴う工程では、イソシアネートが発生する可能性があります。

Risk management

イソシアン酸塩の毒性を考えると、これらの化学物質が使用または生成される場所では、労働者の曝露を制御することが重要です。 徹底したリスク評価は、適切な管理を実現するためのプロセスの一部です。 これによって、適切な曝露制御戦略を定義し、実施することができます。 危険物質のリスクアセスメントは、法的要件である。 危険な化学物質の代替に関する記事も参照してください。

イソシアン酸塩の職業暴露限界（OELs）はさまざまな EU 加盟国に存在しますが、これらは必ずしも暴露の安全レベルを表しているわけではありません。 イソシアン酸塩の場合、暴露を最小限に抑えるように制御する必要があります。 個人によっては感作性の影響を受けやすく、OEL を大幅に下回る暴露でも深刻な健康被害を引き起こす可能性があります。

呼吸器系への影響という点では、スプレーアプリケーションのような、空気中に高いレベルのイソシアン酸塩を生成するプロセスが最も大きなリスクを伴います。 モノマーであろうとポリマーであろうと、エアロゾルまたは蒸気相であろうと、空気中のすべてのイソシアネートは有害であることを覚えておくことが重要です。 低揮発性ポリマーイソシアネートのブラシ塗布やローラー塗布など、空気中の濃度が非常に低い場合でも、皮膚に影響を与える可能性があり、暴露防止策を立てる際に考慮する必要があります。

Exposure controls

Elimination/substitution

優れた労働衛生実践の原則および管理の階層によれば、危険性の除去、またはより危険性の低い材料や適用技術による代替は、工学的制御および PPE に基づく解決策よりも望ましい制御オプションであるとされています。

• イソシアン酸塩ベースの塗料を、許容できる品質と仕上げの耐久性を維持できる他の、より危険性の低い製品に置き換えることです。 この例では、イソシアネートはまだ存在しますが、より揮発性の低い形態であるため、蒸気発生の可能性が減少します。

• プロセス排出を低減する異なる適用技術を採用すること。 スプレーの代わりに塗料をブラシやローラーで塗ることで、吸入暴露の可能性が大幅に減少します。

Engineering control

代替が不可能な場合、暴露源から労働者を分離することに基づくエンジニアリング制御ソリューションが次の最善の選択肢と見なされます。 工学的管理にはさまざまな形態がありますが、イソシアネートの暴露を管理するのに最も適しているのは、次のようなものです。 これには、貯蔵タンクから使用場所までバルク材料を移送するための密閉処理システムの使用、または作業室への蒸気の放出を防ぐために、未使用時に容器に蓋をすることが含まれます。 イソシアネート塗料のスプレーには、高容量低圧（HVLP）スプレーガンが使用されています。 これらは使用する塗料の量を減らし、エアロゾルの発生を最小限に抑えます。

• 局所排気換気（LEV）。 これには、少量から中量のイソシアネートの保管と取り扱いのための煙棚と換気キャビネットの使用、および MVR の 2 パック塗料のアプリケーションのための換気スプレーブースの使用が含まれるでしょう。 状況によっては、暴露を制御するために LEV を効果的に適用することができない場合があります。 そのような場合、イソシアン酸塩を指定された、明確に署名された区域に格納するために職場を分離することは、汚染の広がりを減らし、プロセスに直接関与していない労働者を保護することができます。 作業者と曝露源との間の距離を広げる道具を使用することにより、経皮および吸入曝露を大幅に減らすことができる。 例としては、イソシアネートの床を平滑にするための長い柄のローラーの使用や、缶から粘性のあるイソシアネートを取り除くために手袋をした手ではなく、ヘラを使用することが挙げられます。

個人用保護具

PEは一般に、上で述べたものよりも信頼性の低い暴露管理として見られ、最後の手段としてのみ使用されるべきとされています。 しかし、PPE は依然として役割を担っており、工学的管理の実施後でさえ、PPE が適切な管理を達成する唯一の手段であるような、暴露の可能性が高いプロセスも存在する可能性があります。 化学防護手袋は飛沫防止用としてのみ使用されるべきで、イソシアン酸塩またはイソシアン酸塩に汚染された作業装置との直接接触に対する第一の障壁として手袋が使用されるような工程を設計してはいけません。

• 作業用オーバーオールおよびオーバースーツは、全身をカバーし、前腕などの影響を受けやすい体の部分を露出させたままにしないようにする必要があります。

• 呼吸保護具（RPE）は、「コントロールチャレンジ」（すなわち、RPE外のイソシアネートの空気中濃度）および着用時間の長さや目の保護など他のPPEの必要性などの使用要因を考慮して選択しなければならない。 空気中のイソシアネートは、有害なレベルで大気中に存在しても、臭いで検出できないことがあるため、フィルタリングレスピレータが故障しても、着用者にはすぐにわからないようになっています。 このため、吸入暴露の可能性が高いプロセスでは、一般的に空気供給式呼吸具を使用することが望ましいとされています。 これは、塗料の噴霧やポリウレタンフォーム断熱材の塗布など、すべての手動噴霧工程に適用される。 空気中への排出量が少ない工程では、フィルター付き呼吸器も許容される場合がある。 曝露モニタリングは、RPEの選択において重要な役割を果たすことができる。 効果的な操作のために作業者の顔への良好な密閉性を必要とするRPEを選択した場合、RPEが作業者に正しくフィットしていることが重要である。

すべての場合において、PPE は最大の保護を得るために正しく選択、使用、保管、維持されなければならない。

The practicalities of achieving adequate control

実用的で効果的な曝露制御戦略は、ほとんどの場合、曝露制御を組み合わせて使用します。 管理戦略を設計する際には、すべてのばく露経路を考慮し、それぞれのばく露経路に対して管理の階層を適用する必要がある。 作業者がイソシアン酸塩に接触する可能性を制限するような工程を設計する必要があります。 皮膚への暴露を制御するための PPE は、飛沫防止用であり、イソシアン酸塩や高濃度に汚染された作業装置との直接接触に対する主要なバリアとして提供されるべきではありません。

LEV は、制御を達成し、イソシアネートプロセスに直接関与していない他の労働者が占有する領域への空気中汚染の拡散を防止するために必要な部分であることが多いでしょう。 しかし、この管理方法は、設計不良、不正確な使用、または不十分なメンテナンスのために失敗することがあります。 効果的な LEV システムの設計と実施には、換気エンジニアと労働衛生専門家の専門知識が必要です。

イソシアン酸塩のスプレー塗布を含む一部のプロセスでは、LEV システムだけでは、たとえよく設計され、適切に使用されている場合でも、吸入暴露の適切な制御を行うことができません。 このような状況下では、RPE も必要となります。 MVR では、換気ブースの役割は、スプレー中 に空気中のイソシアネートレベルをできる限り下げ ること、スプレー後に空気中のイソシアネートをス プレー空間からできるだけ早く取り除くこと、 そして空気中の汚染をスプレー空間内に留めて、 他の作業員が暴露しないようにすることにあり ます。 すべてのスプレーブースでは、スプレー終了後、空気中のイソシアネートを除去するのに時間がかかることを考慮することが不可欠です。 目に見えるスプレーが消えても、通常はすぐに消えますが、危険なほど高いレベルの空気中イソシアン酸塩が数分間残っている場合があります。 スプレーペインターの間では、スプレーの直後にフルフェイスRPEのバイザーを上げて塗装の仕上がりを検査するのが一般的です。 その結果、吸入暴露のピークが非常に高くなり、喘息発症のリスクを大幅に高めることになります。 スプレーガンの手作業による洗浄も、洗浄溶剤に加え、イソシアネートへの曝露が高くなる可能性があります。 スプレーガンは、オープンな作業場や塗料調合室では清掃しないでください。

可能な限り、暴露制御を設計し、工程に組み込む必要があります。 既存の工場や機械に対策を後付けする場合は、常に適切な管理を行うことがより困難となる。

すべての暴露制御は、持続的な暴露制御を提供するためにはメンテナンスが必要である。 LEVシステムは頻繁にテストされ、フィルターは推奨された間隔で交換されるべきである。 PPEは適切なチェックとメンテナンスを必要とし、空気供給式RPEが使用される場合、呼吸用空気が清潔で、適切な流量と圧力で供給されていることを確認することが重要である。 これはまた、労働者の定期的な再教育が適切である「ソフトウェア」コントロールにも適用されます。

暴露モニタリング

暴露モニタリングは、イソシアネートの取り扱いに対するリスク管理アプローチで重要な役割を果たすことができます。 これは、大きく分けて、空気サンプリングと生物学的モニタリングの 2 つの分野に分けられます。

エアサンプリング

労働衛生の観点から、エアサンプリングの最も一般的かつ有用な形態は、個人的なモニタリングです。 これは、作業者の暴露を最もよく推定することができ、管理の妥当性を確認し、RPEの選択に情報を提供する上で不可欠な要素になり得る。 空気中のイソシアン酸塩の測定は複雑で、専門的な知識が必要です。 測定方法によっては、特定のイソシアネート種 （一般的にはモノマー）しか定量できないものもあり ます。 工業用イソシアネート製剤は、健康に有害なプレ ポリマーの混合物であることがよくあります。 その他の技術は、気相または粒子相の空気中イソ シアネートにのみ適用されます。 リスク評価プロセスで価値を発揮するには、測定方法が、蒸気相か空気中の粒子として存在するかに関わらず、モノマーおよびポリマーの形態のすべてのイソシアネートを特定し、定量化する必要があります。 特に、モノマーイソシアネートのみを定 量する方法では、暴露を著しく過小評価し、有害な レベルの空気中イソシアネートが存在しても、リスクが 低いという印象を与える可能性があります。 可能であれば、信頼できる団体に認定された測定方法を採用する必要があります。

大量のイソシアン酸塩が格納容器内で処理される場合、連続定点ガスモニターおよびアラームが適切です。 これらは一般的に、蒸気相モノメリックイソシアネートにのみ適用されます。 イソシアン酸塩が大気中に大量に漏れた場合、その結 果は非常に深刻なものになる可能性があります。 歴史上最も悲惨な産業事故の 1 つが、インドのボパール で発生しました。 1984年、イソシアン酸メチルを含むプラントの格納容器が失われ、地元に住む数千人が死亡しました。

生体モニタリング

生体モニタリングは、暴露評価に有用なアプローチで、最近の職業暴露について信頼できる指標を提供することができます。 生物学的モニタリングは、空気サンプリングよりも安価で容易に実施することができ、すべての経路による総曝露に関する情報、および曝露を制御する際のPPEの有効性に関する情報を提供することができる。 一部の工業プロセスでイソシアネートと共に使用される特定のアミンが、生物学的モニタリング法を妨害することがあります。

健康監視

健康監視は、イソシアネートのリスク管理アプローチにおいて重要な役割を果たします。 有能な個人による定期的で的を絞ったサーベイランスにより、皮膚および呼吸器疾患の初期段階を特定できるため、個人および会社全体での介入を行うことが可能になります。 しかし、さまざまな深刻な健康被害を引き起こす可能性があり、イソシアネートが使用される場所では、厳密で堅牢な曝露制御戦略を採用する必要があります。 すべてのリスクを適切に管理するには、専門の職業衛生 士のスキルが必要な場合があります。

Links for further reading

• Allport DC, Gilbert DS, Outterside SM (Eds). MDI と TDI：安全、健康、および環境。 A Source Book and Practical Guide, John Wiley and Sons, 2003.

• Gardner K and Harrington JM. 職業衛生学。 Blackwell Publishing, 3rd edition, 2005.

• Harrington JM, Gill FS, Aw TC and Gardiner K. Occupational Health.「労働衛生学」. ブラックウェルサイエンス、第4版、1998.

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