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K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

(1) 

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,ウレタン原料工業会(JURA)/日本プラスチ

ック工業連盟(JPIF)/財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべき

との申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。これ

によって JIS K 1557:1970 は廃止され,JIS K 1557-1JIS K 1557-2JIS K 1557-3JIS K 1557-4 及び JIS K 

1557-5

に置き換えられる。

制定に当たっては,日本工業規格と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格の作成及び日

本工業規格を基礎にした国際規格原案の提案を容易にするために,ISO 14897:2002,Plastics−Polyols for use

in the production of polyurethane−Determination of water content を基礎として用いた。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許

権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について,責任は

もたない。

JIS K 1557-2

には,次に示す附属書がある。

附属書 A(参考)実験室間の精度の検討

JIS K 1557

の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS K 1557-1

  第 1 部:水酸基価の求め方

JIS K 1557-2

  第 2 部:水分量の求め方

JIS K 1557-3

  第 3 部:不飽和度の求め方

JIS K 1557-4

  第 4 部:塩基性度の求め方

JIS K 1557-5

  第 5 部:色数,粘度,酸価及び pH の求め方


K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

(2) 

目  次

ページ

序文

1

1.

  適用範囲

1

2.

  引用規格

1

3.

  定義

2

4.

  原理

2

5.

  適用

2

6.

  妨害事項

2

7.

  試薬

3

7.1

  試薬の純度

3

7.2

  水の純度

3

7.3

  法(手動滴定)用試薬

3

7.4

  法(自動滴定)用試薬

3

8.

  装置

3

8.1

  法(手動滴定)用器具

3

8.2

  法(自動滴定)用器具

4

9.

  試料の採取

4

10.

  試薬の標定

5

10.1

  法(手動滴定)の試薬の標定

5

10.2

  法(自動滴定)の試薬の標定

5

10.3

  計算式

5

11.

  操作

5

11.1

  法(手動滴定)

5

11.2

  法(自動滴定)

6

12.

  計算式

6

13.

  精度及びかたより

6

13.1

  一般事項

6

13.2

  法における精度

6

14.

  試験報告

7

附属書 A(参考)実験室間の精度の検討

8

 


     

日本工業規格

JIS

 K

1557-2

:2007

(ISO 14897

:2002

)

プラスチック−

ポリウレタン原料ポリオール試験方法−

第 2 部:水分量の求め方

Plastics

−Polyols for use in the production of polyurethane−

Part 2: Determination of water content

序文  この規格は,2002 年に第 2 版として発行された ISO 14897,Plastics−Polyols for use in the production

of polyurethane−Determination of water content を翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を変更することなく

作成した日本工業規格である。

なお,この規格で点線の下線を施してある“参考”は,原国際規格にはない事項である。

警告  この規格の使用者は,一般的な実験操作に精通しているのが望ましい。この規格は,これを利用す

ることによって生じる安全に関するすべての問題の処置を意図しているものではない。適切な安全及び健

康に関する基準の策定,及び使用に先駆けて,国のすべての規制への適合の確保は,この規格の使用者の

責務である。

1.

適用範囲  この規格は,ポリウレタンの原料として用いるポリオールの水分量の求め方について規定

する。

A 法は,手動電流滴定法であり,カールフィッシャー測定法の原理をよく理解するために記載した。電

流滴定法は,目視で終点が観察できる広い範囲のポリオールに適用できる。

B 法は,自動電流滴定法と自動電量滴定法との両方を含んでいる。電量滴定法は,試薬の標定を必要と

しない完全な方法であり,その上,電流滴定法に比較してより感度の高い測定結果が得られる。

備考  この規格の対応国際規格を,次に示す。

なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,IDT(一致している)

,MOD

(修正している)

,NEQ(同等でない)とする。

ISO 14897:2002

,Plastics−Polyols for use in the production of polyurethane−Determination of water

content (IDT)

2.

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す

る。これらの引用規格のうちで,発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構

成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発効年を付記していない引用規格は,その

最新版(追補を含む。

)を適用する。


2

K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

     

JIS K 8001

  試薬試験方法通則

備考  ISO 6353-1:1982,Reagents for chemical analysis−Part 1: General test methods からの引用事項は,

この規格の該当事項と同等である。

ISO 3696:1987

,Water for analytical laboratory use−Specification and test methods

ISO 6353-2:1983

,Reagents for chemical analysis−Part 2: Specifications−First series

ISO 6353-3:1987

,Reagents for chemical analysis−Part 3: Specifications−Second series

3.

定義  この規格で用いる主な用語の定義は,次による。

3.1

ポリオール(polyol)  イソシアネートと反応するジヒドロキシル基又はポリヒドロキシル基をもつ

有機化合物。

3.2

ポリウレタン(polyurethane)  有機ジイソシアネート又はポリイソシアネートとジヒドロキシル化

合物又はポリヒドロキシル化合物との反応によって生成するポリマー。

4.

原理

4.1

A 法及び B 法ともにカールフィッシャー試薬を用いた電流滴定法又は電量滴定法による。

試薬中の二酸化硫黄が,アルコールと反応し,試薬中の塩基で中和されたエステルが生成する。生成し

た亜硫酸アルキルのアニオンが反応成分となる。

水分は,よう素による酸化反応によって亜硫酸アルキルから硫酸アルキルになるときに,存在する水が

消費されるため測定できる。そのときの反応式を,次に示す。

ROH+SO

2

+RN  →  (RNH)SO

3

R

H

2

O+I

2

+(RNH)SO

3

R+2RN  →  (RNH)SO

4

R+2(RNH)I

4.2

水分は,メタノール又は他のアルコールに溶かした試料溶液に,カールフィッシャー試薬(よう素,

二酸化硫黄,エチレングリコールモノメチルエーテル,ピリジン又はピリジン代替品)を溶液中の水がす

べて消費されるまで加えることによって測定する。

電流滴定法では,終点は二つの白金電極の復極を示す電流を電流計で測定し判定する。電量滴定法では,

電気分解でよう素が発生するため,試薬を標定する必要がない。

5.

適用  この試験方法は,品質管理,製品の検定及び研究に用いることができる。

ポリオールが含有する水の量の測定は重要である。ポリオール中の水分は,イソシアネートと反応して

二酸化炭素及びアミンを生成し,そのアミンが,ポリオールと反応するイソシアネートと反応し,イソシ

アネートを消費するからである。

備考  A 法の手動式の測定法は,主としてカールフィッシャー試験法をよりよく理解するための参考

として記す。B 法に規定する,市販の各種のカールフィッシャー自動測定機器が,広く使用可

能である。より詳細な説明及び図は,JIS K 0113 を参照するとよい。

6.

妨害事項

6.1

酸化物,水酸化物,及び強塩基性化合物は,カールフィッシャー試薬と反応して当量の水を生成す

るため誤差が生じる。したがって,KOH 又は他の強塩基を含有する粗ポリオールの場合は,生成する過剰

の水の補正をしなければならない。


3

K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

     

6.2

アミンを開始剤とするポリオールによって,カールフィッシャー試薬の pH が上昇するので,測定結

果は不正確になる。この場合は,  滴定前に化学量論を超えたサリチル酸又は安息香酸を試料に加えること

によって,問題なく滴定ができる。特別のポリオールを測定するときには,この測定法の適合性を試験の

実施によって決定することが望ましい。

7.

試薬

7.1

試薬の純度  すべての分析において,化学分析用純度の試薬を用いる。特に指示がなければ,試薬

は,JIS K 8001 

附属書 2ISO 6353-2 及び ISO 6353-3 の仕様に適合するものとする。測定値が信頼でき

るような,十分に純度の高いものであれば,他の品質の試薬を用いてもよい。

7.2

水の純度  特に指示がなければ,水は ISO 3696 の等級 3 を用いる。

7.3

A

法(手動滴定)用試薬

7.3.1

カールフィッシャー試薬  1 mL が,水 2.5∼3.5 mg に相当するものである。市販の試薬(1 mL は,

6 mg の水に相当する。)を,同量のエチレングリコールモノメチルエーテルで希釈して用いる(希釈用の

エチレングリコールモノメチルエーテル中の水分の含有量は,0.1

%未満とする。

備考  ピリジンを用いていない試薬が入手可能であり,これに変更することを強く推奨する。

7.3.2

滴定溶媒(無水メタノール)  十分に乾燥したメタノールでなければ,含まれる水分と反応するた

めに多量の希釈したカールフィッシャー試薬が必要となる。したがって,メタノールが赤褐色を呈しそれ

が消えなくなるまで,希釈していないカールフィッシャー試薬原液(1 mL は,6 mg の水に相当する。

)を

加えて,瓶に入ったメタノールを脱水する。次に,液が薄黄色になるまでメタノールを加える。脱水した

メタノール 100 mL に対して,1∼10 mL の希釈したカールフィッシャー試薬が必要となるまで脱水処理す

ることが望ましい。

7.4

B

法(自動滴定)用試薬

7.4.1

カールフィッシャー試薬  自動滴定法では,市販品及び種々の試薬の使用が可能である。ピリジン

を用いない試薬は,従来品と比較して,安定性が高く,不快な臭気もない。種々の水分濃度の試料に使用

できるように,異なった濃度で,分割形の試薬,及び混合形の試薬が市販品で入手できる。

混合形の試薬は,カールフィッシャー滴定に必要なすべての組成を混合して,単一の溶液としている。

分割形の試薬は,溶媒と滴定液とが分かれている。

8.

装置

8.1

A

法(手動滴定)用器具

8.1.1

滴定容器  300 mL 程度の高さのあるふちのないビーカで,外気から水分が入らないように密閉で

きるもの。容器には窒素ガス導入口,10 mL のビュレット,スターラ(できればマグネチック)

,及び開

口部が付いており,その開口部は試料及び溶媒の添加,又は電極の取り外しのために,ときどき開けても

よい。

滴定試薬を吸引するための,1 L のトラップ瓶に接続した真空ラインが付いているものが,便利である。

無水硫酸カルシウムの入った乾燥管を通した窒素ガスを滴定容器に通気する。

8.1.2

電極  長さ 4.76 mm の 26 番線 2 本に相当する表面積をもつ白金製電極。白金線は,3∼8 mm の間

隔で容器に取り付ける。この中に 75 mL の溶液を満たす。

8.1.3

復極検出器  内部抵抗値が 5 000 Ω 未満で,電極間に 20∼50 mV の電圧を印加し,それが表示で

きるもので構成され,ガルバノメータ又は比調整回路で 10∼20 µA の電流が検出表示できるもの。


4

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8.1.4

ビュレット一式  カールフィッシャー試薬を入れるための 0.05 mL 目盛の容量 10 mL のビュレット。

試薬注入のためのガラス管又はポリエチレン(ゴムは不可)チューブを接続する。自動ビュレットでもよ

い。

試薬は,空気中の水分でその力価を失うので,すべての出入り口は,無水硫酸カルシウムの入った乾燥

管を通すことによって空気中の水分の混入を防ぐ。すべての栓及び接続部には不活性な潤滑剤を塗る。

8.1.5

ピペット  約 1 mL のもの。

8.1.6

シリンジ  1 mL 及び 10 mL のもので,粘ちゅうな液を計量し,移液するのに適したもの。

8.1.7

はかり  0.1 mg までひょう量できるもの。

8.2

B

法(自動滴定)用器具

8.2.1

自動滴定装置  電流滴定及び電量滴定には,市販の種々の装置が使用でき,A 法に規定した方法と

比較して測定精度は同等以上である。これらの装置は,自動ビュレット装置,電極及び電気回路が組み込

まれた密閉形容器でかくはん装置,滴定後の廃液自動排出装置が付いている。大気中の水分の影響を受け

ないように配慮され,キャリブレーションが容易で中和が自動的に行われる。滴定時間が短く,試薬の使

用量も少ない。最新の装置は,自動的に水分量を計算し,画面に表示するか,又は印刷を行う。

8.2.2

シリンジ  1 mL 及び 10 mL のもので,粘ちゅうな液を計量し,移液するのに適したもの。

8.2.3

はかり  0.1 mg までひょう量できるもの。

9.

試料の採取

9.1

試料の採取時に含有水分量が変わるような扱いを避けるのが基本である。多くのポリオールは吸湿

性であり,通常ポリオールの水分量は微量なので,吸湿性が原因の測定誤差は特に重要である。分析が空

調された部屋で行われても,雰囲気中からの水分の混入を防ぐ十分な注意をしないと,吸湿性物質の水分

含有量が実際よりも高くなる。

試料の容器は一杯に満たし密せんをする。試料を移しかえるときは,できるだけ空気と接触しないよう

にする。

分析の精度を高めるためには,測定装置全体を乾燥窒素ガス(又は乾燥空気)で満たした空間の中にお

いて測定する。試料を別の容器に移しかえることはできるだけ避ける。

複数の分析を同じ試料で行う場合は,水分の測定を最初に行う。

分析の前に試料容器を開放しておいてはいけない。できれば測定室の湿度は低く保つのがよく,相対湿

度 50

%未満が望ましい。

9.2

試料採取は 8.1.6 又は 8.2.2 に示したシリンジを用いて行う。測定する物質をシリンジに入れ質量を

はかり,滴定容器の注入口から容器に入れる。再度,シリンジの質量をはかり,試料の正味質量を求める。

  1  手動滴定法(法)における試料の推奨量

水の含有量

質量分率(%)

試料量

0.5 未満 
0.5 以上

水が 25 mg 程度含有されると考えられる量 (

1

)

5 g

注(

1

)  この場合,試料は 30 g を超えてはならない。


5

K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

     

  2  電流滴定法(法)における試料の推奨量 (

2

)

予想される水の含有量

質量分率(%)

試料の推奨量

g

0.5 未満 
0.5∼1.0 
1.0 を超え

5∼10

1

0.5

注(

2

)  滴定液は水 1 mL に対して 5 mg に相当する。

  3  電量滴定法(法)における試料の推奨量

予想される水の含有量

質量分率(%)

試料の推奨量

g

0.1 未満 
0.1∼0.5 
0.5∼1.0


1

0.1

備考  表 及び表 に示す例は,一般例である。適切な試料の量は装置

によって変わるので,装置製造業者の推奨に従うのがよい。

10.

試薬の標定

10.1  A

法(手動滴定)の試薬の標定  カールフィッシャー試薬(7.3.1)の標定は,試料の滴定と同じ方

法で毎日行う。手順は次による。

滴定容器(8.1.1)に 100 mL の滴定溶媒(7.3.2)を加え,11.

による操作で残留水分量を滴定する。この滴

定溶媒に 1 滴の水をピペットで加える(8.1.5

。水を加える前後のピペットの質量を±0.1 mg まではかる。

11.

の操作によって,カールフィッシャー試薬で滴定する。

10.2  B

法(自動滴定)の試薬の標定  自動滴定装置によって操作が異なるため,その装置の操作法に従

って行う。水は標定試薬として優れている。安定なあらかじめ包装された標定薬が等価ファクター(力価)

F

の決定に使用できる(10.3 を参照)

10.3

計算式  等価ファクターは,次の式によって算出する。

F

= A/B

ここに,

F

:  等価ファクター(水 mg/試薬 mL)

A

:  加えられた水の量(mg)

B

:  必要であったカールフィッシャー試薬の量(mL)

11.

操作

11.1  A

法(手動滴定)

11.1.1

滴定容器に窒素ガスをゆっくり導入する(20∼50 mL/min)

。約 100 mL の滴定溶媒を滴定容器に入

れ電極を浸すようにする。マグネチックスターラで液が飛び散らない速度でかくはんする。カールフィッ

シャー試薬で終点まで滴定する。

11.1.2

滴定溶媒に

表 に示す測定する試料の量を入れる。湿度が高い雰囲気で滴定を行う場合は,試料を

入れるときに吸湿しないように注意する。試料が完全に溶けるまで 1∼2 分間かくはんする。

11.1.3

この液をカールフィッシャー試薬で 11.1.1 と同じ終点を示すまで滴定し,試薬の量を記録する。

備考  測定の終点は,20∼50 mV に印加された二つの小さな白金電極が,0.05 mL のカールフィッシ

ャー試薬(試薬 1 mL が水の 2.5∼3.0 mg に相当する。

)の添加によって復極し,10∼30 µA の電


6

K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

     

流の変化が少なくとも 30 秒間持続するときである。

11.2  B

法(自動滴定)  自動滴定装置の使用方法に従う。滴定容器の試薬を前もって中和した後に,試

料を滴定容器に入れ滴定を開始すると,自動的に終点まで滴定される。

滴定装置に使用する最適試料量を選択するには,製造会社の推奨に従う。それらの情報がないときには,

表 及び表 による。

12.

計算式  水分含有量(質量分率  %)は,次の式による。

m

F

V

w

10

O)

(H

2

×

ここに,

  w(H

2

O): 水分含有量[質量分率(%)]

V

: カールフィッシャー試薬の使用量(mL)

F

: カールフィッシャー試薬の等価ファクター(水 mg/試薬 mL)

m

: 試料の質量(g)

10: g から mg へ,及び%への変換係数

13.

精度及びかたより

13.1

一般事項  手動法の電流滴定の精度及びかたよりを満足に示すことはできないので,A 法(手動滴

定)に関して記述しない。

13.2  B

法における精度

13.2.1

精度  結果を受け入れられるか否かの判定(95

%信頼限度)は,次の基準による。

繰返し精度(同一人)  同一人,同一日及び同一装置での 2 点の測定結果の差が表 に示す相対%(95

信頼限界となる許容差の平均値に対する割合)を超えた場合は,疑わしいことを考慮すべきである。それぞ

れの試料の含水量が,表の水レベルに最も近いところで比較する。なお,相対%は,

附属書 A,表 A.1 

許容差(95

%信頼限界)の平均値に対する割合を%で示したもの[相対%=(又は R/平均値)×100]

  4  法における再現性

含水量

質量分率(%)

電流滴定法

相対  %

電量滴定法

相対  %

0.03 8.2  2.8

0.42 1.6  3.1 
1.6 1.1 3.1

再現精度(複数試験)  同一の試料を異なった実験室で分析した結果が表 に示す値より大きい場合は,

疑わしいことを考慮すべきである。それぞれの試料の含水量が,表の水レベルに最も近いところで比較す

る。

  5  法における再現性

含水量

質量分率(%)

電流滴定法

相対  %

電量滴定法

相対  %

0.03 16.0 15.9

0.42 4.4  3.2 
1.6 5.0 5.2


7

K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

     

13.2.2

かたより  かたよりとは,測定結果の期待値と採択された参照値との差である。この測定法でのか

たよりは,確定していない。

14.

試験報告  試験報告書には,次の事項を含まなければならない。

a)

この規格番号

b)

試料を完全に特定するための必要なすべての事項

c)

滴定の方法(自動電量法,自動電流法又は手動電流法)

d)

単位を含めた得られた結果

e)

この規格には規定していないが,結果に影響があるかもしれない補足事項又は詳細

f)

試験年月日

 
 

関連規格

JIS K 0113

  電位差・電流・電量・カールフィッシャー測定方法通則


8

K 1557-2

:2007 (ISO 14897:2002)

     

附属書 A(参考)実験室間の精度の検討

この附属書は,実験室間の精度の検討について記述するものであり,規定の一部ではない。

実験室間の精度の検討  本体の 13.

による精度検定の内容は,3 種類のポリオール(水分含有量 0.03

%,

0.41

%及び 1.6

%)を用いて 2000 年に行われた試験結果を基礎としている。

9∼12 か所の実験室でそれぞれ一人の分析者が測定し,別の日に再度測定した。試験は電流滴定及び電

量滴定の両方で行った。ASTM E 180,Standard Practice for Determining the Precision of ASTM Methods for

Analysis and Testing of Industrial and Specialty Chemicals に従って評価した結果を表 A.1 に示す。数値は水の

質量分率%である。

 A.1  実験室間の検討結果

単位  質量分率  %

平均値

S

r

 

S

R

 r  R n 

電流滴定

低水分量

0.028 1

0.000 8

0.001 6

0.002 3

0.004 5

10

中水分量

0.425 7

0.002 5

0.006 7

0.006 9

0.018 8

  9

高水分量

1.645 1

0.006 3

0.029 5

0.017 7

0.082 7

10

電量滴定

低水分量

0.025 2

0.000 3

0.001 4

0.000 7

0.004 0

  6

中水分量

0.417 8

0.004 6

0.004 8

0.013 0

0.013 5

  7

高水分量

1.622 8

0.017 8

0.030 3

0.049 9

0.084 8

  8

S

r

:  同一実験室試験室内の繰返し測定の標準偏差

S

R

:  異なる試験室間の平均値の標準偏差

r

:  試験室内の繰返し許容差(=2.8×S

r

R

:  試験室間の再現許容差(=2.8×S

R

n

:  有効なデータを提供する実験室の数