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K 6951 : 2000 (ISO 14852 : 1999)
備考 溶液 E及び溶液 Fの添加は任意であり,もし十分な濃度の植種源,例えば,活性汚泥,土
壌又はコンポストが使われる場合は必要ない。調製後,使用するまでは1mlずつ小分けして冷
蔵しておくことが推奨される。
6.2.2.7 調製 1 000mlの試験培養液を調製するため,800mlの水(6.1)に
− 溶液 A 100ml
− 溶液 BD それぞれ1mlを,EとFは任意
加え,さらに水(6.1)を加えて全量を1 000mlにして,pHを測定する。
備考 培養液の正確な組成は,pHを計ることによって確認でき,7.0±0.2である。
6.3 ピロりん酸塩溶液 二りん酸四ナトリウム塩 (Na4P2O7) 2.66gを水(6.1)に溶解し,全量を1 000mlに
する。
6.4 二酸化炭素吸収剤 望ましくはソーダ石灰又は他の適切な吸収剤
7. 装置 すべてのガラス器具は,完全に洗浄され,特に有機物又は有害物質が付着してはならない。
通常の実験室の器具のほかに次のものを用意する。
7.1 試験容器 気体排出及び振とう又はかくはんができ,二酸化炭素を通さない管を備えたガラスフラ
スコ(例えば,瓶又は三角フラスコ)。恒温室又は,定温装置(例えば,恒温水槽)の中に設置する。
7.2 二酸化炭素を含まない空気製造装置 各試験容器に50ml/min100ml/min±10%の範囲で一定流量の
空気を供給できるもの(試験容器及び組み合わせた例は,附属書A参照)。
7.3 二酸化炭素を測定するための分析機器 十分な精度をもつ適切な機器又は手法,例えば,CO2若し
くはDIC分析計又は塩基性溶液に完全に吸収した後,滴定する方法(附属書Bの例参照)。
7.4 全有機炭素量 (TOC) 及び溶解有機炭素量 (DOC) を測定するための分析機器(ISO 8245参照)
7.5 はかり 通常実験室で使用するはかり。
7.6 遠心分離機又は有機炭素を著しく吸着したり,発生したりしない膜フィルター(孔径0.45 をも
つろ過装置。
7.7 pHメーター 通常実験室で使用するpHメーター。
7.8 かくはん装置 通常実験室で使用するかくはん装置。
8. 操作
8.1 試験材料 試験材料(1)は,質量が既知で,試験に使用する分析方法で二酸化炭素の発生量が測定可
能な十分な量の炭素を含んでいなければならない。TOCを化学式から計算するか,適切な分析方法(例え
ば,元素分析又はISO 8245によるTOC測定)によって測定し,ThCO2を計算する。試験材料濃度は,TOC
として少なくとも100mg/lとなるようにする。試験材料濃度の最大値は,試験系の酸素供給力及び試験培
養液によって決まる。最適化試験培養液(6.2.2)を使用する場合,試験材料濃度はC/N比が約40 : 1になる
約2 000mg/lを超えてはならない。より高濃度での試験が必要な場合,試験培養液の窒素濃度を増やさな
ければならない。
備考 試験材料(1)は,粉体を用いるべきであるが,フィルム,破片,断片又は成形品を用いてもよい。
試験材料の形状は,生分解度に影響を及ぼすことがある。異なるタイプのプラスチック間で分
解度を比較する場合,同様の形状の試料を用いるべきである。粉体を試験材料とする場合,限
定した狭い範囲の粒度分布をもつ試を使用すべきである。最大直径が250 鉞 分布が推奨
される。また,試験材料の形状によって使用する試験装置の大きさが決まる。かくはん方式な
――――― [JIS K 6951 pdf 6] ―――――
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K 6951 : 2000 (ISO 14852 : 1999)
どの試験条件によって機械的な異常が発生しないことを調べておかなければならない。試験材
料を加工する場合は,試験材料の分解挙動に影響を与えてはいけない(例えば,混合物の場合
は粉体を使用する)。任意としてポリマー試験材料の水素,酸素,窒素,りん及び硫黄含量並び
に,例えば,サイズ排除クロマトグラフ法によって分子量を測定する(ASTM D 3536-91その
他の標準法を参照)。可塑剤などの添加剤を含んでいないポリマーを試験材料とすることが望ま
しい。試験材料中に,そのような添加物が含まれている場合,プラスチック材料の正確な生分
解度を求めるためには添加物の生分解性に関する情報が必要である。
注(1) 一般にプラスチック材料の物性の比較をするときは,試験材料の形状を厳密に規定しているこ
とが多い。この規格を用いて異なるタイプのプラスチック間で生分解度を比較する場合,同一
形状(大きさ,形,厚み)の試験材料を用いる。同一形状の試験材料を用意できれば,試験時
期が異なるような場合の比較も可能であるが,一般には,時期が異なると同一形状の試験材料
を用意することは難しいので,同じ粒径の粉体を用いるのがよい。
水に難溶な物質の取扱いについての詳細は,ISO 10634を参照する。
8.2 対照材料 アニリン又は生分解度が既知のポリマー(例えば,微結晶セルロース粉体,灰分のない
セルロースろ紙,又はポリ- 戀 ヒドロキシ酪酸)を対照材料とする。可能ならば,TOC,形状及び大きさは
試験材料と同じにする。
陰性対照として,試験材料と同じ形状の非分解性ポリマー(例,ポリエチレン)を用いることができる。
8.3 植種源の調製方法 主として,家庭下水を処理している下水処理場の活性汚泥が植種源に適する。
これは,活性な好気的環境から得られ,広範囲のプラスチック材料が試験されるどの地域でも利用できる。
代わりに,土壌及びコンポストの懸濁液を植種源として用いることもできる。幾つかのプラスチック材料
の分解には,菌類が重要な役目をしているので,特定の廃水処理系での生分解性を調べる場合,植種源は
そのような環境から採取しなければならない。
植種源は,十分な分解活性をもった多様な凝集微生物フローラを得るため,8.3.1及び8.3.2に記載され
た植種源又はそれらの混合物から調製する。植種源の内性呼吸量が極端に大きい場合,使用前にばっ(曝)
気を行って植種源を安定化させる。試験温度を使用した植種源と調和させる(5.の備考参照)。
備考 使用する植種源のコロニー形成数 (CFU) を測定することは有益である。試験混合物は,少な
くとも106CFU/mlの菌数を含んでいなければならない。
8.3.1 廃水処理場から採取した植種源 主として,家庭下水を処理して正常に稼動している下水処理場又
は実験室プラントから活性汚泥を採取する。十分にかくはんし,好気条件に保ち,採取した日に使用する
ことが望ましい(少なくとも72時間以内に使用する)。
使用する前に,懸濁固形物濃度を測定する(例えば,ISO 11923を使用する。)。必要に応じて活性汚泥
を濃縮して,試験系に添加する汚泥量が最小限量となるようにする。懸濁固形物濃度が30mg/l1 000mg/l
になるように適正量の汚泥を添加する。
備考1. 自然環境における生分解過程を模擬する場合や,炭素収支の測定を行う場合(附属書C),植
種源濃度は,懸濁固形物として30mg/lとすることが推奨される。固形物は,炭素収支の測定
を妨害するので,次の方法で植種源を調製することが推奨される。活性汚泥500mlを採り,
ブレンダー又はそれに相当する高速ミキサーを用いて中程度のスピードで2分間均一化する。
上澄み液に固形物がほとんど含まれなくなるまで,少なくとも30分間放置する。上澄み液を
デカンテーションで採り,試験液中濃度として1容量%5容量%となるように試験フラスコ
に添加する。このとき,汚泥粒子が混入するのを避ける。
――――― [JIS K 6951 pdf 7] ―――――
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2. 植種源は予調整を行ってよいが,通常は予暴露した植種源は使用しない。特に自然環境下で
の生分解挙動を模擬した標準試験の場合はそうである。試験の目的に応じて予暴露を行った
植種源を用いることができる。この場合,試験報告書には,予暴露した植種源を用いたこと
及び予暴露の詳細な方法を明記する(例えば,予暴露菌を用いた条件での生分解度=X%)。
予暴露した植種源は,種々の条件下で行っている適切な実験室内生分解試験(ISO/TR 15462
参照)又は関連した環境条件が存在する場所(例えば,環境中に物質が存在する地域又は工
場処理場)から採取することができる。
8.3.2 土壌及び/又はコンポスト植種源 10gの殺菌処理を施していない肥よくな土壌,若しくは主とし
て有機廃棄物を処理しているコンポスト工場から採取したコンポストを100mlの試験培養液(6.2.1又は
6.2.2)又は一般に土壌微生物学で使用されているピロりん酸溶液(6.3)に懸濁させ,約30分間放置する。上
澄み液をデカンテーションし,粗い目のフィルターでろ過した後,1容量%5容量%濃度となるように適
正量を試験培養液に添加する。これより高濃度の植種源を使用することができるが,その場合炭素収支の
測定が難しくなる。コンポストを使用することによって試験フラスコ中の菌類数を増やしてプラスチック
材料の分解性を向上させることができる。この場合,使用したコンポストの状態を試験報告書に記載する
(例えば,熟成コンポスト,温度約50℃の高温相から採取したコンポストなど)。
8.4 試験 少なくとも次の試験を含む数のフラスコを用意する。
a) 試験材料用フラスコ(略号FT) 2個(2)
b) 空試験用フラスコ(略号FB) 2個(2)
c) 対照材料を用いて植種源の活性を調べるためのフラスコ(略号FC)1個
必要に応じて次のフラスコを用意する。
d) 加水分解などの非生物分解又は非微生物的分解を調べるためのフラスコ(略号FS)1個。
Fs中の試験溶液は,例えば,オートクレーブか塩化水銀 (II) (HgCl2) の10g/l溶液5mlを添加するか,
その他の微生物活性抑制物質を添加することによって殺菌しなければならない。必要ならば,同量の
抑制物質を試験期間中加える。
e) 試験材料と同一形状の非分解性プラスチック材料を試験材料とする陰性対照用フラスコ(略号FN)1
個。
f) 試験材料の微生物活性阻害性を調べるためのフラスコ(略号FI)1個。試験材料及び対照材料中の炭
素量と培養液の窒素量は,少なくとも約C/Nの比を40 : 1にする。必要に応じて窒素を添加する。
注(2) 試験の繰返し数を確保するため,試験材料,及び空試験用のフラスコを2個用意する。試験実施
上可能であれば,これらを3個ずつ,またc) f)のフラスコを複数にしてもよい。
表1に示されているように試験培養液(6.2)及び植種源(8.3)の適正量を各試験フラスコに添加する。
フラスコを二酸化炭素を含んでいない空気発生器(附属書A参照)に接続する。フラスコを所定の試験
温度(5.参照)にし,24時間通気して二酸化炭素を追い出す。温度が高い場合,適切な装置を用いて液体
の混入又は消失を防ぐ。試験液中は,マグネティックスタラー又はシェイカーでかくはんする。過剰の気
泡が発生した場合,空気の吹込みに代えて,培養液をかくはんしながら液面上に空気を吹き付ける。事前
にばっ(曝)気を行った後,各フラスコの空気出口を二酸化炭素補集系又は二酸化炭素量測定系に接続す
る。
炭素収支を測定する場合(附属書C参照)は,試験開始時及び試験終了後に,DOC及びバイオマスの
測定用に,各フラスコ又は別個に設けたフラスコから所定量の試験溶液を分取する。分取した液量は,最
終試験液量を調整するとき,又は試験結果を計算するときに考慮する。
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表1に示した試験材料(8.1),対照材料及び陰性対照材料(8.2)をそれぞれのフラスコに添加した後,
50ml/min100ml/minの速度(1秒間に12泡)でフラスコに二酸化炭素を含まない空気を通して試験を
開始する。
二酸化炭素発生速度に応じた時間間隔で各フラスコから発生する二酸化炭素量を適切な方法で測定する
(附属書B参照)。
表1 試験材料及び対照材料の構成
フラスコ 試験材料 対照材料 植種源
FT 試験 + − +
FT 試験 + − +
FB 空試験 − − +
FB 空試験 − − +
Fc 植種源活性チェック − + +
Fs 非生物的分解チェック(任意)+ − −
FI 阻害対照(任意) + + +
FN 陰性対照(任意) − + +
二酸化炭素の発生量が一定量(定常期)となり,生分解がそれ以上進まないと考えられる場合,試験は
終了したとみなす。通常,最大試験期間は6か月を超えてはならない。長期試験の場合は,外部からの二
酸化炭素の混入及び漏れがないことを確認する。
試験終了日にpHを測定した後,すべてのフラスコに1mlの濃塩酸を添加して炭酸塩及び重炭酸塩を分
解して二酸化炭素を追い出す。24時間空気を吹き込んだ後,各フラスコ (FT,Fc,FB···) から発生した二
酸化炭素量を測定する。
9. 計算及び結果の表示
9.1 計算
9.1.1 試験材料の理論上の二酸化炭素の総量 ミリグラムで表される理論上の二酸化炭素の総量
(ThCO2) は,式(1)によって算出する。
ThCO2=m×Xc×44/12 (1)
ここに, m : 試験系中に導かれた試験材料の質量 (mg)
Xc : 化学式から決定されるか又は元素分析から計算され
質量の分数として表された試験材料の炭素含有量
(mg)。
44及び12 : それぞれ二酸化炭素及び炭素の相対的な分子量及び
原子量。
同じ方法で対照材料の二酸化炭素及び試験の混合物並びにフラスコF1中の試験及び対照材料の混合物
の理論上の二酸化炭素総量を計算する。
9.1.2 発生二酸化炭素からの生分解の百分率 それぞれの測定間隔ごとに発生した二酸化炭素量から試
験フラスコFTに対する生分解度百分率Dtは,次の式(2)によって算出する。
CO2 T CO2 B
Dt 100 (2)
ThCO2
ここに, CO2) : 試験のスタートから時間tの間にフラスコFT中に発
生した二酸化炭素の質量 (mg)。
CO2) : 試験のスタートから時間tの間に空試験対照FB中に
発生した二酸化炭素の質量 (mg)。
――――― [JIS K 6951 pdf 9] ―――――
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ThCO2 : 試験材料の理論上の二酸化炭素総量 (mg)。
できれば,繰返しの二つのフラスコの平均値も算出する。同様に植種源チェックFc中の対照材料の生分
解度百分率を算出する。もし含まれているならば阻害対照FI中の試験及び対照材料の混合物の生分解度,
微生物起因でない分解対照Fs中の試験材料の生分解度及び陰性対照FNの生分解度も算出する。
炭素収支を求めるならば,試験を通じて発生した二酸化炭素量及び作られたバイオマスの炭素含量から,
試験材料の生分解度を算出する(附属書C参照)。
9.2 結果の表示及び解釈 それぞれの測定間隔ごとに,及びそれぞれの試験フラスコごとに発生した二
酸化炭素量及び生分解度は,表を作成して表示する。それぞれの容器ごとに,時間の関数として発生した
二酸化炭素曲線と生分解度百分率曲線をプロットする。二つのフラスコの結果が似たようなものなら平均
曲線をプロットする。
生分解度曲線の定常期の平均値,又は例えば,曲線が下降また,更に定常期がゆっくり増加するときに
は,測定された最高レベルの生分解度は,その試験材料の生分解度の特性を表す。炭素収支が計算される
ならば,この収支結果は最終生分解度の特性を表す。
試験材料のぬ(濡)れ能力及び形状は,得られた結果に影響を及ぼすかもしれない。したがって,その
試験方法は,類似の化学構造のプラスチック材料の比較に限定されるかもしれない。
試験材料の毒性に関する情報は,低い生分解性を示す試験結果の解釈に有効であるかもしれない。
10. 結果の正当性 試験は,次のような場合に正当とみなされる。
a) 対照材料の生分解度(植種源チェックFc)は,試験終了時に60%以上でなければならない。
b) 試験終了時に空試験FBから発生した二酸化炭素の量は,実験で得られた上限値を超えてはならない
(この値は植種源の量によるが,例えば,30mg/lの乾燥物を使用した場合,実験室間試験が示してい
るように90mg/lである。)。
フラスコFI(阻害チェック)を含むならば,その生分解度百分率が25%以下で試験混合物の有意な
分解が見られない場合は,試験混合物は抑制の働きをすると仮定することができる。
フラスコFs(非生物的分解チェック)を含むならば,有意な量(10%以上)の二酸化炭素の発生が
見られるような場合は,非生物的分解プロセスが生じているかもしれない。
フラスコFN(陰性対照)を含むならば,発生二酸化炭素量は有意な量にはならない。
これらの基準が満たされない場合は,その試験は他の予調整された又は予暴露された植種源を使用
して繰返し行わなければならない。
11. 試験報告書 試験報告書には,少なくとも次の情報を含むべきである。
a) この規格及びそれぞれの附属書の番号の記載
b) 試験材料及び対照材料を同定するために必要なすべての情報 : TOC,ThOD,化学組成,化学式(分
かるなら),形状,形態,量/濃度を含む
c) 試験条件の主なパラメータ : 試験容積,使用した試験培養液,培養温度,最終pHを含む
d) 使用された植種源の出所及び量 : 使用されたコンポストの予暴露の細目及び状態を含む
e) 使用された分析技術 : 二酸化炭素検出方法,TOC,DOC,バイオマスの測定方法を含む
f) 得られた試験及び対照材料の試験結果のすべて(表及びグラフ形式で) : 測定された積算二酸化炭素,
生分解度パーセント,時間の変数に対してのそれぞれの曲線(3)を含む
――――― [JIS K 6951 pdf 10] ―――――
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JIS K 6951:2000の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 14852:1999(IDT)
JIS K 6951:2000の国際規格 ICS 分類一覧
- 83 : ゴム及びプラスチック工業 > 83.080 : プラスチック > 83.080.01 : プラスチック一般