グラスファイバー

グラスファイバー
材質の種類繊維強化プラスチック
物理的特性
密度（ρ）1.5～2.5 g/cm³
機械的特性
引張強度（σt ）2,000～3,500 MPa
熱特性
熱伝導率（k）0.035～0.045 W/m·K

グラスファイバー（アメリカ英語）またはグラスファイバー（イギリス英語）は、ガラス繊維を用いた一般的な繊維強化プラスチックの一種です。繊維はランダムに配列されたり、チョップドストランドマットと呼ばれるシート状に平らにされたり、ガラスクロスに織り込まれたりします。プラスチックマトリックスは、熱硬化性ポリマーマトリックス（エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性ポリマーをベースとしたものが最も一般的）または熱可塑性樹脂です。

カーボンファイバーよりも安価で柔軟性に優れ、重量比強度は多くの金属よりも高く、非磁性、非導電性、電磁波透過性を備え、複雑な形状に成形可能で、多くの状況下で化学的に不活性です。用途としては、航空機、ボート、自動車、浴槽や浴槽枠、スイミングプール、温水浴槽、浄化槽、貯水槽、屋根材、パイプ、外装材、整形外科用ギプス、サーフボード、ドア外装材などがあります。

グラスファイバーの一般的な名称は、ガラス強化プラスチック（GRP）[ 1 ] 、 [ 2 ]、またはGFK（ドイツ語：Glasfaserverstärkter Kunststoff ）です。ガラス繊維自体が「グラスファイバー」と呼ばれることもあるため、この複合材料はグラスファイバー強化プラスチック（FRP ）とも呼ばれます。この記事では、 「グラスファイバー」という言葉を、その中のガラス繊維のみを指すのではなく、繊維強化複合材料全体を指すために使用します。

歴史

ガラス繊維は何世紀にもわたって生産されてきましたが、最も古い特許は1880年に米国でプロイセンの発明家ヘルマン・ハメスファー（1845-1914）に与えられました。[ 3 ] [ 4 ]

ガラス繊維の大量生産は、1932年にオーウェンズ・イリノイ研究所の研究員であったゲームズ・スレイターが、溶融ガラスの流れに圧縮空気を噴射して繊維を生成した際に偶然発見されました。このグラスウール製造法の特許は1933年に初めて申請されました。[ 5 ]オーウェンズは1935年にコーニング社と合併し、この方法はオーウェンズ・コーニング社によって改良され、1936年に特許を取得した「ファイバーグラス」（「s」が1つ）が製造されました。元々ファイバーグラスは、大量のガスを閉じ込める繊維を持つグラスウールで、特に高温下では断熱材として有用でした。

ガラス繊維とプラスチックを複合材料として用いるのに適した樹脂は、1936年にデュポン社によって開発されました。現代のポリエステル樹脂の先祖は、1942年にシアナミッド社が開発した樹脂です。当時は過酸化物硬化システムが使用されていました。 [ 6 ]ガラス繊維と樹脂を組み合わせることで、材料に含まれるガスがプラスチックに置き換えられました。これにより断熱性はプラスチック特有の値まで低下しましたが、この複合材料は初めて、構造材料および建築材料として優れた強度と将来性を示しました。多くのガラス繊維複合材料は、一般名として「グラスファイバー」と呼ばれ続け、プラスチックの代わりにガスを含む低密度グラスウール製品にもこの名称が使用されました。

オーウェンス・コーニング社のレイ・グリーンは1937年に最初の複合材ボートを製造したとされていますが、当時は使用されたプラスチックの脆さのため、それ以上の発展は見られませんでした。1939年には、ソ連がプラスチック素材で旅客船を建造したと報じられ、アメリカ合衆国は航空機の胴体と翼を建造しました。[ 7 ]グラスファイバー製の車体を持つ最初の自動車は、1946年に製造されたスタウト・スカラベのプロトタイプでしたが、このモデルは生産には至りませんでした。[ 8 ]

ファイバ

グラスファイバーに使用されるガラス強化材は、マイクロスフィア、細断されたガラス布、または織りガラス布など、さまざまな物理的形態で供給されます。

断熱材として使用されるガラス繊維とは異なり、最終的な構造を強固にするためには、繊維の表面にほぼ完全な欠陥が存在しないことが不可欠です。これにより、繊維はギガパスカルの引張強度に達することができます。もしバルクのガラス片に欠陥がなければ、ガラス繊維と同等の強度を持つことになりますが、実験室環境以外でバルク材料を欠陥のない状態で製造・維持することは一般的に現実的ではありません。[ 9 ]

生産

ガラス繊維の製造工程はプルトルージョン（引抜成形）と呼ばれます。強化材に適したガラス繊維の製造工程では、大型炉を用いて珪砂、石灰石、カオリンクレイ、蛍石、コールマナイト、ドロマイトなどの鉱物を徐々に溶融し、液体にします。その後、ブッシング（紡糸口金）を通して押し出されます。ブッシングは、非常に小さなオリフィス（Eガラスでは通常直径5～25マイクロメートル、Sガラスでは通常直径9マイクロメートル）の束です。[ 10 ]

これらのフィラメントは、化学溶液でサイズ処理（コーティング）されます。個々のフィラメントは、大量に束ねられてロービング（粗紡糸）となります。ロービングの重量は、フィラメントの直径とフィラメント数によって決まり、通常、以下の2つの測定方法のいずれかで表されます。

  • 収量、または1ポンドあたりのヤード数（1ポンドの材料に含まれる繊維のヤード数。数値が小さいほど、ロービングの重量が重いことを意味します）。標準的な収量の例としては、225yield、450yield、675yieldなどがあります。
  • tex、または1kmあたりのグラム数（1kmあたりのロービングの重さ、収率の逆数。つまり、数値が小さいほど軽いロービングであることを意味します）。標準texの例としては、750tex、1100tex、2200texなどがあります。

これらのロービングは、その後、プルトルージョン、フィラメントワインディング（パイプ）、ガンロービング（自動化されたガンがガラスを短く切り刻み、樹脂のジェットに落とし、型の表面に噴射する）などの複合用途に直接使用されるか、または中間ステップで、チョップドストランドマット（CSM）（ランダムに方向付けられた小さな切断された繊維をすべて結合して作られる）、織物、ニット生地、または一方向生地などの生地を製造するために使用されます。

チョップドストランドマット

チョップドストランドマット（CSM）は、グラスファイバーに使用される強化材の一種です。ガラス繊維をランダムに交差させ、バインダーで結合させたものです。通常はハンドレイアップ工法で加工されます。この工法では、シート状の材料を金型に置き、樹脂を塗布します。バインダーは樹脂に溶解するため、湿潤すると様々な形状に容易に成形できます。樹脂が硬化した後、硬化した製品を金型から取り出し、仕上げ加工を行います。チョップドストランドマットを使用することで、グラスファイバーは面内等方性材料特性を 得ることができます。

サイズ

ロービングにはコーティングまたはプライマーが塗布され、ガラスフィラメントの加工・操作性を保護し、樹脂マトリックスとの適切な接着を確保することで、ガラス繊維から熱硬化性プラスチックへのせん断荷重の伝達を可能にします。この接着がないと、繊維がマトリックス内で「滑り」、局所的な破損を引き起こす可能性があります。[ 11 ]

プロパティ

個々の構造用ガラス繊維は、引張および圧縮に対して、つまりその軸方向に対しては剛性と強度の両方を備えています。繊維は圧縮に対して弱いと思われがちですが、実際には繊維の長手方向のアスペクト比がそう思わせるだけです。つまり、典型的な繊維は細長く、容易に座屈するからです。[ 9 ]一方、ガラス繊維はせん断に対して、つまりその軸方向に対しては弱いです。したがって、繊維の集合体を材料内において特定の方向に恒久的に配列させることができ、圧縮時に座屈を防ぐことができれば、その材料はその方向に特に強くなります。

さらに、繊維を複数の層に重ね、各層を様々な方向に配向させることで、材料全体の剛性と強度を効率的に制御できます。グラスファイバーでは、プラスチックマトリックスが構造用ガラス繊維を設計者が選択した方向に恒久的に拘束します。チョップドストランドマットの場合、この方向性は実質的に2次元平面全体にわたります。一方、織物や一方向繊維層では、剛性と強度の方向性を平面内でより正確に制御できます。

グラスファイバー部品は、通常、薄い「シェル」構造をしており、サーフボードのように内部に構造用フォームが充填されている場合もあります。部品の形状はほぼ任意ですが、シェルの製造に使用される 金型の複雑さと許容範囲によってのみ制限されます。

材料の機械的機能は、樹脂（別名マトリックス）と繊維の両方の複合性能に大きく依存しています。例えば、過酷な温度条件（180℃以上）では、複合材料の樹脂成分は、樹脂と繊維の結合劣化により、部分的に機能を失う可能性があります。[ 12 ]しかし、GFRPは高温（200℃）に耐えた後でも、依然として高い残留強度を示します。[ 13 ]

グラスファイバーの注目すべき特徴の一つは、使用される樹脂が硬化プロセス中に収縮することです。ポリエステルの場合、この収縮率は5～6%であることが多いですが、エポキシの場合は約2%です。繊維は収縮しないため、この差によって硬化中に部品の形状が変化する可能性があります。樹脂が硬化してから数時間、数日、あるいは数週間後に歪みが生じる可能性があります。この歪みは、設計において繊維を対称的に使用することで最小限に抑えることができますが、ある程度の内部応力が生じ、それが大きくなりすぎると亀裂が生じます。

種類

グラスファイバーに使用される最も一般的なタイプのガラス繊維は、 Eガラスで、これは1% w/w未満のアルカリ酸化物を含むアルミノホウケイ酸ガラスで、主にガラス強化プラスチックに使用されます。使用される他のタイプのガラスは、Aガラス（ホウ素酸化物がほとんどまたは全くないアルカリ石灰ガラス）、E-CRガラス（耐電気/耐薬品性、1% w/w未満のアルカリ酸化物を含むアルミノ石灰ケイ酸塩、高い耐酸性）、Cガラス（ホウ素酸化物の含有量が多いアルカリ石灰ガラス、ガラスステープルファイバーや断熱材に使用）、Dガラス（低いD誘電率にちなんで名付けられたホウケイ酸ガラス）、Rガラス（MgOとCaOを含まないアルミノケイ酸塩ガラスで、 R強化として高い機械的要件があります）、およびSガラス（CaOを含まないが、MgO含有量が高く、高い引張強度を持つアルミノケイ酸塩ガラス）です。[ 14 ]

純粋なシリカ（二酸化ケイ素）は、溶融石英として冷却され、真の融点を持たないガラスになると、グラスファイバーのガラス繊維として使用できますが、非常に高温で加工する必要があるという欠点があります。必要な加工温度を下げるために、「フラックス剤」（融点を下げる成分）として他の材料が使用されます。通常のAガラス（「A」は「アルカリ石灰」の略）またはソーダ石灰ガラスは、粉砕されて再溶解可能な状態、いわゆるカレットガラスとして、グラスファイバーに使用された最初のガラスでした。Eガラス（「E」は初期の電気用途に由来）はアルカリを含まず、連続フィラメント形成に使用された最初のガラス配合でした。現在、世界のグラスファイバー生産の大部分を占めており、ホウ素鉱物の最大の消費国でもあります。塩化物イオンの影響を受けやすく、海洋用途には適していません。 Sガラス（「S」は「硬い」の意）は、引張強度（高弾性率）が重要となる場合に使用され、建築用および航空機用のエポキシ複合材として重要な役割を担っています（ヨーロッパでは「強化」を意味する「R」に由来し、「R」は「補強」を意味する「R」に由来）。Cガラス（「C」は「耐薬品性」の意）とTガラス（「T」は「断熱材」の意、北米ではCガラスの異形）は耐薬品性があり、どちらも断熱グレードの吹きガラス繊維によく使用されています。[ 15 ]

一般的なグラスファイバーの種類の一覧

材料比重引張強度 MPa (ksi)圧縮強度 MPa (ksi)
ポリエステル樹脂（非強化）[ 16 ]1.28 55 (7.98) 140 (20.3)
ポリエステルとチョップドストランドマットラミネート30%Eガラス[ 16 ]1.4 100 (14.5) 150 (21.8)
ポリエステルと織りロービングのラミネート45％Eガラス[ 16 ]1.6 250 (36.3) 150 (21.8)
ポリエステルとサテン織りの布のラミネート55％Eガラス[ 16 ]1.7 300 (43.5) 250 (36.3)
ポリエステルおよび連続ロービングラミネート70％Eガラス[ 16 ]1.9 800 (116) 350 (50.8)
Eガラスエポキシ複合材料[ 17 ]1.99 1,770 (257)
S-ガラスエポキシ複合材料[ 17 ]1.95 2,358 (342)

アプリケーション

グラスファイバー製のクライオスタット

グラスファイバーは軽量で強度があり、耐候性があり、様々な表面テクスチャを持つことができるため、用途が広いです。[ 18 ]

第二次世界大戦中、グラスファイバーは航空機のレドームに使用されていた成形合板の代替品として開発されました（グラスファイバーはマイクロ波を透過します）。民間における最初の主要な用途は、ボートやスポーツカーのボディの製造であり、1950年代に普及しました。その後、自動車やスポーツ用品の分野にも用途が広がりました。航空機などの一部の製品の製造では、現在ではグラスファイバーの代わりに、体積と重量の両方でより強度の高い炭素繊維が使用されています。

プリプレグやファイバーロービングなどの高度な製造技術により、グラスファイバーの用途が広がり、繊維強化プラスチックの引張強度が向上します。

グラスファイバーは、高周波透過性と低信号減衰特性のため、通信業界ではアンテナを覆う素材としても使用されている。また、既存の構造物や表面に溶け込むように成形・塗装が容易なため、機器キャビネットや鉄製支持構造物など、信号透過性が求められない機器を隠すためにも使用される。その他の用途としては、シート状の電気絶縁体や電力産業製品によく見られる構造部品などが挙げられる。グラスファイバーは軽量で耐久性に優れているため、ヘルメットなどの防具にもよく使用される。多くのスポーツでは、ゴールキーパーやキャッチャーのマスクなど、グラスファイバー製の防具が使用されている。[ 19 ]

貯蔵タンク

空港にあるいくつかの大型グラスファイバータンク

貯蔵タンクはグラスファイバー製で、容量は最大約300トンです。小型タンクは、建設中にプリフォームとして機能する熱可塑性プラスチック製の内槽の上に、チョップドストランドマットをキャストして製造できます。より信頼性の高いタンクは、織物マットまたはフィラメントワインディングファイバーを使用して製造され、繊維の配向は、内容物によって側壁に生じるフープ応力に対して直角になります。このようなタンクは、プラスチックライナー（多くの場合ポリプロピレン）が幅広い腐食性化学物質に耐性があるため、化学物質の貯蔵に使用される傾向があります。グラスファイバーは浄化槽にも使用されます。

家の建設

カリフォルニア州デイビスのグラスファイバードームハウス

ガラス繊維強化プラスチックは、屋根材、ドア枠、ドア上部のキャノピー、窓のキャノピーやドーマー、煙突、コーピングシステム、キーストーンや敷居を備えた屋根上部など、住宅建築部材の製造にも使用されています。木材や金属に比べて軽量で取り扱いが容易なため、迅速な設置が可能です。大量生産されたグラスファイバー製のレンガ調パネルは、複合住宅の建設に使用でき、断熱材を組み込むことで熱損失を低減できます。

石油・ガス人工リフトシステム

ロッドポンプ用途では、引張強度と重量比が高いグラスファイバーロッドがよく使用されます。グラスファイバーロッドは、同じ重量で鋼鉄ロッドよりも弾性的に伸びる（ヤング率が低い）ため、1ストロークあたりより多くの石油を炭化水素層から地表へ汲み上げることができ、同時にポンプユニットへの負荷も軽減されます。

しかし、グラスファイバーロッドは、たとえわずかな圧縮力でも頻繁に破断するため、常に張力をかけておく必要があります。流体中のロッドの浮力により、この傾向はさらに強まります。

配管

GRP パイプと GRE パイプは、淡水化、水処理、配水網、化学処理プラント、消火用水、温水と冷水の飲料水、廃水/下水、都市廃棄物、液化石油ガスなどの地上および地下のさまざまなシステムに使用できます。

ボート遊び

グラスファイバー製のカヤック

グラスファイバー複合ボートは1940年代初頭から製造されており[ 20 ]、1950年以降に製造された多くの帆船はグラスファイバーレイアップ工法を用いて建造されました。2022年現在でも、ボートはグラスファイバー製のまま製造されていますが、建造工程では真空バッグ成形などのより高度な技術が用いられています。 [ 21 ]

鎧

ほとんどの防弾装甲はさまざまな繊維を使用して作られていますが、グラスファイバー複合材は防弾装甲として効果的であることが示されています。[ 22 ]

建設方法

フィラメントワインディング

フィラメントワインディングは、主に開放端構造（シリンダー）または閉端構造（圧力容器やタンク）の製造に用いられる製造技術です。この工程では、張力のかかったフィラメントを雄型マンドレルに巻き付けます。マンドレルが回転すると同時に、キャリッジ上の巻き取り線が水平方向に移動して、繊維を所定のパターンに巻き付けます。最も一般的なフィラメントは炭素繊維またはガラス繊維で、巻き取られる際に合成樹脂でコーティングされます。マンドレルが所定の厚さまで完全に覆われると、樹脂は硬化します。硬化にはマンドレルをオーブンに入れることが多いですが、マンドレルを機械内で回転させたまま輻射ヒーターを使用する場合もあります。樹脂が硬化したら、マンドレルを取り外し、中空の最終製品を残します。ガスボンベなどの一部の製品では、「マンドレル」は完成品の恒久的な部品であり、ガス漏れを防ぐライナーや、貯蔵する流体から複合材料を保護するバリアとして機能します。

フィラメントワインディングは自動化に適しており、パイプや小型圧力容器など、人手を介さずに巻き取り・硬化できる用途は数多くあります。巻き取り制御における制御変数は、繊維の種類、樹脂含有量、巻き角度、トウまたは帯域幅、繊維束の厚さです。繊維の巻き角度は最終製品の特性に影響を与えます。高角度の「フープ」は円周方向または「破裂」強度を高め、低角度のパターン（極性または螺旋状）は縦方向の引張強度を高めます。

現在この技術を使用して生産されている製品は、パイプ、ゴルフクラブ、逆浸透膜ハウジング、オール、自転車のフォーク、自転車のリム、電力および送電柱、圧力容器からミサイルケース、航空機の胴体、街灯柱、ヨットのマストまで多岐にわたります。

グラスファイバーのハンドレイアップ作業

完成した製品を型からきれいに取り外すため、通常はワックスまたは液体の離型剤を選択した型に塗布します。樹脂（通常は2成分熱硬化性ポリエステル、ビニール、またはエポキシ）を硬化剤と混合し、表面に塗布します。型にグラスファイバーマットシートを敷き、ブラシまたはローラーを使って樹脂混合物をさらに加えます。材料は型にぴったりとフィットする必要があり、グラスファイバーと型の間に空気が入らないようにする必要があります。さらに樹脂を塗布し、場合によってはグラスファイバーシートも追加します。手押し、真空、ローラーなどを用いて、樹脂がすべての層に浸透し、完全に濡れていること、そして空気層が除去されていることを確認します。高温樹脂を使用する場合は、部品をオーブンで温めないと硬化しないため、樹脂が硬化し始める前に作業は迅速に行う必要があります。[ 23 ]場合によっては、作品をプラスチックシートで覆い、真空引きして気泡を取り除き、グラスファイバーを型の形状に押し付けます。[ 24 ]

グラスファイバースプレーレイアップ作業

グラスファイバーのスプレーレイアッププロセスはハンドレイアッププロセスに似ていますが、繊維と樹脂を金型に塗布する方法が異なります。スプレーアップは、樹脂と強化材を金型にスプレーするオープンモールディング複合材製造プロセスです。樹脂とガラスは別々に塗布することも、チョッパーガンから同時に「チョップ」して流し込むこともできます。[ 25 ]作業者はスプレーアップをロールで伸ばして積層体を圧縮します。次に、木材、フォーム、またはその他のコア材を追加し、二次スプレーアップ層でコア材を積層体の間に埋め込みます。その後、部品は硬化・冷却され、再利用可能な金型から取り出されます。

プルトルージョン操作

プルトルージョンプロセスの図

プルトルージョンは、高強度で軽量な複合材料を製造する製造方法の一つです。プルトルージョンでは、材料はハンドオーバーハンド方式または連続ローラー方式（材料をダイに押し込む押し出し方式とは対照的）のいずれかを用いて成形機に引き込まれます。グラスファイバープルトルージョンでは、繊維（ガラス材料）がスプールから引き出され、樹脂でコーティングされた装置に通されます。その後、通常は熱処理され、所定の長さに切断されます。この方法で製造されたグラスファイバーは、W型断面やS型断面など、様々な形状や断面を持つことができます。

健康被害

暴露

作業場において、グラスファイバーの製造、設置、撤去作業中、吸入、皮膚接触、眼接触などにより、グラスファイバーに曝露される可能性がある。さらに、グラスファイバーの製造工程では、樹脂が硬化する過程でスチレン蒸気が放出される。この蒸気も粘膜や呼吸器系を刺激する。 [ 26 ]一般の人々は、断熱材や建築資材、製造施設付近や建物火災や爆縮現場 付近の空気中のグラスファイバーからグラスファイバーに曝露される可能性がある。[ 27 ]米国肺協会は、 グラスファイバー断熱材を人が居住する区域に放置してはならないと勧告している。作業手順が必ずしも遵守されるとは限らず、グラスファイバーは後に人が居住する地下室に放置されることが多く、人々が 曝露する可能性がある。[ 28 ]曝露のすぐに使用できる生物学的指標や臨床指標は存在しない。[ 27 ]

症状と兆候、健康への影響

グラスファイバーは目、皮膚、呼吸器系を刺激します。そのため、目、皮膚、鼻のかゆみ、喉の痛み、嗄声、呼吸困難、咳などの症状が現れることがあります。 [ 29 ]げっ歯類とヒトにおいて、直径1～2μmの繊維が肺胞沈着のピークとして観察されました。 [ 27 ] : 13 動物実験では、肺の炎症や肺線維症 などの肺への悪影響が認められており、[ 27 ] : 14 ラットの 胸膜内または気管内注入により、中皮腫、胸膜肉腫、肺癌の発生率増加が認められました。[ 27 ] : 12

2001年現在、ヒトに対しては、高炉などの高温環境で工業的に断熱材として使用されるセラミック繊維などのより生体持続性のある材料と、断熱材としては使用されない特定の特殊用途のグラスウールのみが、発がん性の可能性がある物質（IARCグループ2B ）に分類されています。断熱グラスウール、ロックウール、スラグウールなど、より一般的に使用されているグラスファイバーウールは、ヒトに対する発がん性については分類できないと考えられています（IARCグループ3）。[ 30 ] 2001年10月、断熱および防音断熱材として一般的に使用されるすべてのグラスファイバーウールは、国際がん研究機関（IARC）によって「ヒトに対する発がん性について分類できない」（IARCグループ3）に再分類されました。 1988年にIARCがこれらの繊維について前回のモノグラフレビューを行って以来15年間に発表された疫学研究では、これらの材料の製造過程における職業上の曝露による肺がんや中皮腫（体腔の内壁のがん）のリスク増加を示す証拠は示されておらず、がんリスクに関する証拠は全体として不十分である。」[ 30 ] 2011年6月、米国国家毒性プログラム（NTP）は、住宅や建物の断熱材、および断熱材以外の製品に使用されるすべての生体溶解性グラスウールを発がん性物質に関する報告書から削除した。 [ 31 ]しかし、NTPは依然として繊維状ガラス粉塵を「ヒトに対する発がん性があると合理的に予測される（特定のグラスウール繊維（吸入性））」と見なしている。[ 29 ]同様に、カリフォルニア州環境健康危害評価局（OEHHA）は、2011年11月に提案65のリストを修正し、「グラスウール繊維（吸入性および生体内残留性）」のみを含めるようにしました。[ 32 ]そのため、生体溶解性グラスファイバー製の住宅および建物断熱材に対する発がん性警告ラベルは、連邦法およびカリフォルニア州法の下では不要になりました。2012年時点で、北米断熱材製造者協会は、一時的な機械的刺激を軽減するための推奨作業手順に従う限り、グラスファイバーは製造、設置、使用が安全であると述べています。[ 33 ]

2012年現在、欧州連合とドイツは合成ガラス繊維を発がん性がある可能性がある、またはおそらく発がん性があると分類していますが、特定のテストに合格した繊維はこの分類から除外される可能性があります。[ 30 ] 2012年の欧州委員会の健康被害レビューでは、濃度3、16、30 mg/m3のガラス繊維を吸入した場合、「曝露後の回復期間後に消失した一時的な肺の炎症を除いて、線維症や腫瘍は誘発されなかった」と述べられています。[ 34 ] 疫学研究の歴史的レビューは、1995年にハーバード大学医学部と公衆衛生大学院、[ 35 ] 2000年に米国科学アカデミー、[ 36 ] 2004年に米国毒性物質疾病登録局（ATSDR）、[ 37 ] 2011年に米国国家毒性プログラムによって実施された。 [ 38 ] IARCと同様に、グラスウール繊維への職業的暴露によるリスク増加の証拠はないという結論に達した。

病態生理学

遺伝的および毒性効果は、活性酸素種の産生を通じて発現します。活性酸素種はDNAに損傷を与え、染色体異常、核異常、突然変異、プロトオンコゲンの遺伝子増幅、哺乳類細胞の細胞形質転換を引き起こします。また、炎症細胞による活性酸素種を介した間接的な炎症誘導性遺伝毒性も存在します。繊維が長く細いほど、また耐久性（生体内持続性）が高いほど、損傷に対する強度が強くなります。[ 27 ] : 14

規制、暴露限度

米国では、微細鉱物繊維の排出はEPAによって規制されているが、吸入性繊維（「他に規制されていない粒子状物質」）は労働安全衛生局（OSHA）によって規制されている。OSHAは、職場におけるガラス繊維の暴露の法的限度（許容暴露限度）を、 8時間労働で総量15 mg/m 3、呼吸器への暴露5 mg/m 3と定めている。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、推奨暴露限度（REL）を、8時間労働で時間加重平均で3本/cm 3（直径3.5マイクロメートル未満、長さ10マイクロメートル超）とし、総量5 mg/m 3と定めている。[ 39 ]

2001年現在、ドイツの有害物質条例では、職業上の最大暴露限度が86 mg/m 3と定められています。濃度によっては、爆発性混合物が発生する可能性があります。GRP部品の更なる製造（研磨、切断、鋸引き）では、ガラス繊維を含む微細な粉塵や破片、そして粘着性の粉塵が、健康や機械・装置の機能に影響を与えるほどの量で発生します。安全性と効率性を確保するため、効果的な抽出・ろ過設備の設置が求められます。[ 26 ]

参照

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