光開始剤とUV吸収剤/ブロッカー：スペクトル、用途、認可
紫外線（およそ200～400 nm）は、現代の材料および消費財化学において両刃の剣です。液状のコーティング、印刷インキ、接着剤、歯科充填材システムを数分の一秒で硬化させるために意図的に利用される一方で、光酸化、黄変、脆化、皮膚損傷を防ぐために、プラスチック、コーティング、包装material、そして人間の皮膚からは遠ざけなければなりません。前者の役割を担うのが光開始剤で、UV光を吸収してそこから重合を開始する反応性ラジカル（またはカチオン）を生成します。後者の役割を担うのはUV吸収剤（紫外線を熱に変換する発色性分子）、無機UVブロッカー（酸化チタンや酸化亜鉛などの半導体粒子で、UV光を反射・散乱させ、そのバンドギャップを介して吸収する）、およびHALS（ヒンダードアミン光安定剤）で、自身はUV光を吸収しませんが、光酸化時に生成するラジカルを捕捉します。
この2つの物質群は、家具用コーティング、自動車用クリアコート、3Dプリント用レジン、歯科充填材、ラベル・包装用インキ、日焼け止め、プラスチックフィルムや筐体、化粧品配合など、実質的に生活のあらゆる分野に存在しています。
本記事では、工業的に使用される主要な光開始剤（タイプIおよびタイプII）と、UV吸収剤・ブロッカー（有機系、無機系、HALS）について、λmax値と吸収範囲、代表的な用途、認可状況（化粧品、食品接触、医療機器）、および商品名をまとめています。すべての数値はメーカーのデータシート、PubChem、ECHA/REACH、CosIng、EU附属書VIデータベース、FDA文書、専門文献から引用しており、対応する出典は本文中に直接リンクされ、末尾に再度一覧として記載されています。
第1部:光開始剤
光開始剤は反応機構により2つのクラスに分類されます。
タイプI(ノリッシュタイプI、α開裂):分子が光子を吸収し、直接2つのラジカル断片に分解します。代表的なものにヒドロキシアセトフェノン類、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインエーテル類、（ビス）アシルホスフィンオキシド類があります。
タイプII(水素引き抜き):励起状態の光開始剤分子が水素供与体(通常は共開始剤または増感剤として働く第三級アミン)から水素原子を引き抜きます。これにより供与体上に開始ラジカルが生成し、不活性なケチルラジカルが生じます。代表的なものにベンゾフェノン、チオキサントン類(例:ITX)、キノン類(例:カンファーキノン)があります。
I型光開始剤（α開裂）
| 物質 | CAS番号 | λmax／吸収範囲 (nm) | 代表的な硬化光源 | 用途 | 承認／規制状況 | 製造元／商品名 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（HCPK） | 947-19-3（PubChem） | 243 nm、331 nm（IGM Resins） | 水銀ランプ；UV LED（365～385 nm） | グラフィックアーツ、木材・プラスチック・金属コーティング、電子部品、接着剤、インクジェット、3Dプリンティング（IGM Resins） | 物質固有のEU/FDA規制は確認されていません | Irgacure 184（BASF）；Omnirad 184（IGM Resins)（ChemicalBook） |
| 2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン（HMPP） | 7473-98-5（IGM Resins） | 244 nm、330 nm；範囲は約300～365 nm（IGM Resins；Ataman Chemical） | 水銀ランプおよびUV LED 365/385/395 nm | LED硬化型インキ・コーティング、オーバープリントニス（Ataman Chemical） | SVHCまたはCMR分類は確認されていません | Darocur/Irgacure 1173（BASF）；Omnirad 1173（IGM Resins） |
| Irgacure/Omnirad 2959 | 106797-53-9（J-GLOBAL） | 274 nm、330 nm（IGM Resins） | UV-A 約365 nm（ブラックライト／LED） | 細胞毒性が低いことから、水系システム用の標準的な光開始剤として、またハイドロゲルの架橋、細胞封入、3Dバイオプリンティングにも用いられます（ScienceDirect） | 細胞培養関連文献では「毒性は最小限」とされています；SVHCまたはCMR分類は確認されていません | Irgacure 2959（BASF）；Omnirad 2959（IGM Resins） |
| Irgacure/Omnirad 369 | 119313-12-1（PubChem） | 232 nm、323 nm（IGM Resins） | 水銀ランプ／UV LED | 顔料入りUV硬化システム（Ciba TDS） | SVHCまたはCMR分類は確認されていません | Irgacure 369（BASF）；Omnirad 369（IGM Resins） |
| Irgacure/Omnirad 907 | 71868-10-5（PubChem） | 230 nm、303 nm（IGM Resins） | UV LED／水銀ランプ | UVオフセットインキ、ソルダーレジスト、顔料入りシステム（IGM Resins） | Repr. 1B、H360FD（生殖能力または胎児に害を及ぼすおそれ）；Acute Tox. 4、H302（REACH Baden-Württemberg） | Irgacure/Omnirad 907；Speedcure 97（Lambson）；Genocure PMP |
| ベンジルジメチルケタール（BDK） | 24650-42-8（PubChem） | 該当なし | 水銀ランプ | 透明および顔料入りシステム向けの汎用I型開始剤 | SVHCまたはCMR分類は確認されていません | Irgacure/Omnirad 651（BASF/IGM）；Lucirin BDK；Esacure KB1 |
| ベンゾインメチルエーテル | 3524-62-7（Sigma-Aldrich） | 該当なし（定性的には約300～350 nm）（OSTI） | 水銀ランプ（旧来技術） | 過去の用途：UV印刷インキ、木材・紙コーティング、光ファイバーコーティング | ヒドロキシアセトフェノン類やアシルホスフィンオキシド類に大きく置き換えられています | 一般名称で入手可能 |
| ベンゾインエチルエーテル | 574-09-4（PubChem） | 該当なし | 水銀ランプ（旧来技術） | 過去の用途：UV印刷インキ、木材・紙コーティング（Chemicalland21） | ほぼ段階的に廃止されています | 一般名称で入手可能 |
| TPO－ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド | 75980-60-8（PubChem） | 275 nm、379 nm（IGM Resins） | UV LED 385/395/405 nm | インクジェット、3Dプリンティング、歯科用複合材料、UVジェルネイル（IGM Resins） | 2023年6月14日よりSVHC；委任規則(EU) 2024/197によりCMR区分1B；2025年9月1日よりEU化粧品規則附属書IIで禁止（主にUVジェルネイル製品に影響）（HPRA）；2023年4月より食品との間接接触に関するEuPIA適合リストに掲載（Printcolor） | Lucirin TPO（BASF）；Omnirad TPO（IGM Resins） |
| TPO-L－エチル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィネート | 84434-11-7（PubChem） | 該当なし | UV LED | クリアコート、低黄変白色顔料システム（ChemicalBook） | 物質固有のSVHCまたはCMR分類は確認されていません（CAS番号はTPOと異なります） | Lucirin/Omnirad TPO-L |
| BAPO－フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド | 162881-26-7（ChemicalBook） | 237 nm、275 nm、380 nm（IGM Resins） | UV LED 365/385/405 nm | 白色顔料システム、厚膜の内部硬化、歯科用複合材料、GRP硬化（IGM Resins） | SVHCまたはCMR分類は確認されていません（構造的にTPOと関連していますが、別途分類されています） | Irgacure 819（BASF）；Omnirad 819/380（IGM Resins） |
II型光開始剤（水素引き抜き型、共開始剤が必要）
| 物質 | CAS番号 | λmax／吸収範囲（nm） | 代表的な硬化光源 | 用途 | 承認／規制状況 | 製造元／商品名 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| カンファーキノン（CQ） | 10373-78-1（Fisher Scientific） | λmax ≈ 468 nm、吸収範囲は約360〜510 nm（Sinocure；PMC） | 青色LED光 約450〜470 nm | 歯科用コンポジットおよび充填材、歯科用接着剤、アクリルレンズ（Sinocure） | クラスII医療機器（FDA 21 CFR 872.3690）。ISO 10993シリーズ（浸出物・溶出物に関するISO 10993-17を含む）に基づく生体適合性試験済み（ACS Omega；Royal-Dent） | ジェネリック（dl-カンファーキノン）；Sinocure CQ |
| ベンゾフェノン | 119-61-9（PubChem） | 251〜252 nm、333 nm（IGM Resins；Sartomer） | 水銀ランプ（ブロードバンド）＋アミン増感剤 | クリアおよび顔料入りコーティング、印刷インキ、電子部品、歯科材料（Sartomer） | ECHAによる物質評価の対象（ECHA）。独自のSCCS評価を有する化粧品用UVフィルター「ベンゾフェノン-1／-3」とは区別する必要がある | Omnirad BP（IGM Resins）；Speedcure BP（Lambson/Arkema） |
| ミヒラーケトン | 90-94-8（PubChem） | n/a | 水銀ランプ（増感剤として） | II型系におけるアミン共開始剤／増感剤 | SVHC；発がん性区分1B（H350）、変異原性区分2（H341）、眼損傷区分1（H318）（ECHA）－現行の配合ではほぼ使用されていない | 現行の商品名は確認されていない |
| イソプロピルチオキサントン（ITX） | 5495-84-1（PubChem） | 259 nm、383 nm（Arkema/Sartomer） | UV／UV LED、貫通硬化用途0.1〜5 wt% | 印刷インキ（フレキソ、オフセット、スクリーン）、工業用コーティング、インクジェット、包装印刷（Arkema） | 2005年のITX／テトラパック事件（「規制上の背景」の項を参照）の中心となった物質であり、禁止されたことはないものの、「低移行性」処方への転換の契機となった（BBC News） | Speedcure（2-）ITX（Lambson）；Omnirad ITX（IGM Resins） |
| 2-クロロチオキサントン（CTX） | 86-39-5（PubChem） | 350〜420 nmにわたる広い吸収を示し、400〜420 nmで吸光係数が高い（BenchChem；PMC） | UV／UV LED | UV硬化（現在では類縁体のSpeedcure CPTXに置き換えられることが多い） | SVHCまたはCMR分類は確認されていない | Sinocure CTX；かつてはKayacure／Nisso／Quantacure CTX |
| アントラキノン | 84-65-1（PubChem） | 251、279、321、377 nm（PubChem） | UV／近紫外LED（増感剤として） | 母体化合物：染料および化学中間体；置換誘導体はII型光開始剤として使用される（HAL review） | 母体化合物についてSVHCまたはCMR分類は確認されていない | 独自の商品名はない（2-エチルアントラキノンを参照） |
| 2-エチルアントラキノン | 84-51-5（PubChem） | 256 nm、327 nm（Sartomer） | UV LED、0.1〜5 wt% | 顔料系、LED硬化、電子部品（Sartomer） | SVHCまたはCMR分類は確認されていない | Speedcure EAQ（Lambson/Arkema） |
光重合開始剤に関する規制動向
Regulation (EU) No 10/2011。本規則は、食品と接触することを意図したプラスチックに使用が認められるモノマーおよび添加剤の「連合リスト」（一般的な特定移行限度値（SML）60 mg/kg、総移行限度値10 mg/dm²）を定めていますが、印刷インキを直接規制するものではなく、各国の規定（例えばスイス消費財令817.023.217の附属書10 Part A）およびNIAS原則（「意図せず添加された物質」）に委ねられています（legislation.gov.uk；Printcolor）。
EuPIA適合性リスト。欧州印刷インキ工業会（EuPIA）は、間接的な食品接触に適していると見なされる光重合開始剤および光増感剤の年次リストを公表しており、TPOは2023年4月に追加されました（EuPIA 2025）。
TPO ― 分類変更の一例。TPOは2012年にCMR区分2に分類されましたが、2021年にECHAのリスク評価委員会（RAC）がCMR区分1Bへの再分類を勧告し（委任規則（EU）2024/197により施行）、2023年6月14日にはSVHCに収載され、2025年9月1日からはEU化粧品規則附属書IIにおいて禁止物質として収載されています。この禁止措置は主にUVジェルネイルおよびハイブリッドネイル製品に影響するものであり、印刷インキや工業用コーティングには適用されません（HPRA）。
歯科用コンポジットとISO 10993。カンファーキノンを含む歯科用充填材料は、米国においてクラスII医療機器（21 CFR 872.3690）に分類されており、その生体適合性はISO 10993シリーズ規格に基づいて試験され、FDAの医療機器生体適合性に関するガイダンスでも参照されています（FDA guidance；ACS Omega）。
米国における食品接触規制。米国では、UVおよびEB硬化型の食品接触用コーティングが、2008年にFood Contact Notification（FCN）772により、より広範なFDA承認を取得しました。接着剤およびコーティングに使用される個々の光重合開始剤は、さらに21 CFR Part 175の対象となります（RadTech）。
強力なランプが誤った開始剤を励起しない理由
上記の表では、それぞれの開始剤について1つ以上の吸収極大が示されています。これらの数値は単なる補足情報ではなく、実際の選定基準そのものです。なぜなら励起は光源の分光放射照度と開始剤の吸収という2つの曲線の重なりに従うのであって、ランプの出力に従うのではないからです。
重合が開始する速度は、到達する光子の数ではなく、開始剤に吸収された光子の数に比例します。開始剤が吸収しない波長域では、放射線は配合物を素通りするか熱として失われ、いずれも硬化には寄与しません。ここから、調達に関する議論で見落とされがちな一文が導かれます。
放射照度が20倍の395 nm LEDは、HCPK配合物を20倍速く硬化させるわけではなく、そもそも全く硬化させません。HCPKは243 nmと331 nmで吸収しますが、395 nmではそのバンドはとうに消失しています。逆に、385 nmでは数mW/cm²もあれば、379 nmに極大を持つTPOを確実に開裂させるのに十分です。
これは水銀中圧ランプからUV LEDへ移行する際に、実務上重要な意味を持ちます。中圧ランプは広帯域で放射し、一般的な開始剤のいずれかには必ず当たるため、不適切な配合であっても許容されます。UV LEDは幅10〜20 nm程度の狭帯域で放射するため、何も許容しません。30年間問題なく稼働していた配合が変更後に硬化しなくなるのは、新しい光源が弱いからではなく、開始剤を素通りする波長で放射しているからです。
2つ目の帰結は硬化深度に関わるものです。短波長の放射は、強く吸収する開始剤によって表層数マイクロメートル以内で消費されてしまい、表面は硬化してもその下は軟らかいままとなります。長波長側のバンド（TPOの379 nm、BAPOの380 nm、ITXの383 nm）はより深くまで浸透します。アシルホスフィンオキサイドには、厚膜部材や白色顔料系にとって不可欠な特性が備わっています。それは反応が進むにつれて光退色するという性質で、反応生成物はもはや吸収を持たなくなり、既に硬化した層を通して光が下層の分子まで届くようになります。
白色顔料系ではこれに加えて酸化チタンが影響します。酸化チタンは約400 nm以下で強く散乱・吸収するため、365 nmの光源では数マイクロメートルでほとんど光が残りません。ここでは長波長側で機能するものだけが硬化に寄与します。
どの光源がどの開始剤を励起するか
| 開始剤 | 長波長側λmax | 高圧水銀灯 | UV LED 365 nm | UV LED 385 nm | UV LED 395/405 nm | 青色LED 450～470 nm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Omnirad 907 | 303 nm | 強 | 極弱 | なし | なし | なし |
| Omnirad 369 | 323 nm | 強 | 弱 | なし | なし | なし |
| Omnirad 2959 | 330 nm | 強 | 弱 | なし | なし | なし |
| HMPP (1173) | 330 nm、約365 nmまでの範囲 | 強 | 中 | 弱 | なし | なし |
| HCPK (184) | 331 nm | 強 | 弱 | なし | なし | なし |
| ベンゾフェノン＋アミン相乗剤 | 333 nm | 強 | 弱 | なし | なし | なし |
| TPO | 379 nm | 強 | 中 | 強 | 弱 | なし |
| BAPO | 380 nm | 強 | 中 | 強 | 中 | なし |
| ITX | 383 nm | 強 | 中 | 強 | 弱 | なし |
| CTX | 350～420 nmの広範囲 | 強 | 中 | 強 | 強 | なし |
| カンファーキノン | 468 nm（360～510 nm） | 弱 | 弱 | 弱 | 中 | 強 |
ランプスペクトルを吸収帯に重ね合わせる
重なりは推測するものではなく、実際に見て確認できます。スペクトルデータベースエクスプローラには、水銀低圧・中圧ランプ、ドープランプ、UV LEDの実測スペクトルが収録されており、上記の表のλmax値をこれらに重ねれば、開始剤の吸収帯が発光範囲の内側にあるのか、それとも外れているのかが一目で分かります。基盤となるUVランプのスペクトルデータベースには、個々の測定値が一覧化されています。
設計にあたっては、順序を逆転させる価値があります。すなわち、まず配合と規制上の位置づけが許容する開始剤を確定し、その後で光源をそれに合わせて選定するのであって、その逆ではありません。光源は交換可能ですが、配合はめったに変更できません。
- 光源。Opsytecは365、385、395、405、450 nmのUV LED光源を提供しており、上記の表の各列に対応するピーク波長を一つずつ備えています。複数の開始剤が同時に機能するためスペクトルが広くなければならない場合には、水銀ランプが依然としてより簡便な解答となります。
- 管理された試験。BSLシリーズのUV LEDチャンバーは、既知の放射照度で試料面を照射し、積算光量管理された曝露を行います。これにより、「硬化する」「硬化しない」という結果が、配合間で比較可能なmJ/cm²単位の積算光量に変換されます。
- クロスチェック。光源がデータシートの約束通りに実際に放射しているかどうかは、試料面での分光測定によって示されます。UVpad Eを用いるか、全波長域が必要な場合にはSR900を用います。LEDのピーク波長は製造ばらつきがあり、接合温度によっても変動します。急峻な吸収端では、5ナノメートルの差も些細なものではありません。
パート2:UV吸収剤とUVブロッカー
UV吸収剤とブロッカーは、3つの異なるメカニズムによって光劣化を防止します。
有機UV吸収剤（ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、ベンゾフェノン類、シンナメートエステル類、サリチレート類など）は、UV光子を吸収し、そのエネルギーを熱として非放射的に放出する発色性の環構造を有しています。
無機UVブロッカー（酸化チタン、酸化亜鉛）は、バンドギャップを介してUV光を吸収するとともに、これを反射・散乱させる（「物理的」フィルター）半導体粒子です。
HALS（ヒンダードアミン系光安定剤）自体はUV光をほとんど吸収しませんが、光酸化の際に生成するラジカルを、ニトロキシラジカルサイクルを介して捕捉します。そのため、HALSは実質的に常に真のUV吸収剤と併用されます。
有機系UV吸収剤
| 物質 | CAS番号 | 分類 | λmax／吸収範囲 (nm) | 用途 | 承認／規制状況 | 製造元／商品名 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tinuvin 328 | 25973-55-1（PubChem） | ベンゾトリアゾール | 300～400 nmで強い吸収（BASFデータシート） | プラスチックおよびポリマー、塗料、フォーム、接着剤、シーラントの耐候性保護（PubChem） | EU化粧品用UVフィルターには該当しない（附属書VIに未収載、CosIng）。REACH登録済み。複数のEU評価において難分解性・生物蓄積性ありと分類されている（REACH Baden-Württemberg） | BASF Tinuvin 328；Eversorb 74としても知られる |
| Tinuvin 234 | 70321-86-7（Wikidata） | ベンゾトリアゾール | 300～400 nmで高い吸収を示し、可視光にはほとんど吸収がない（Additivesforpolymer） | 高温で加工されるポリマー（ポリカーボネート、ポリエステル、ポリオレフィン、フィルムおよび繊維）（Additivesforpolymer） | EU化粧品用UVフィルターには該当しない。REACHに基づく工業用ポリマー添加剤 | BASF Tinuvin 234 |
| Tinuvin 326（bumetrizole） | 3896-11-5（PubChem） | ベンゾトリアゾール | 300～400 nmで強い吸収（BASFデータシート） | プラスチック、塗料、合成ゴムおよび繊維。サプライヤー情報によれば食品接触プラスチックにも適する（Longchangchemical） | 工業用ポリマー添加剤。製造元によれば(EU) 10/2011の適用範囲内で使用可能。REACH登録済み | BASF Tinuvin 326 |
| Tinuvin 327 | 3864-99-1（PubChem） | ベンゾトリアゾール | 300～400 nmで強い吸収を示し、可視光にはほとんど吸収がない（Linchemical） | ポリオレフィン（PE、PP）、PVC、ABS、ポリウレタン（Linchemical） | EU化粧品用UVフィルターには該当しない。REACH登録済み。PBT評価においてUV-328およびUV-320とともに言及されている | BASF Tinuvin 327 |
| Drometrizole（Tinuvin P） | 2440-22-4（PubChem） | ベンゾトリアゾール | 300～400 nmで強い吸収を示し、270～340 nmが主なピークとされる場合もある（Santplas；IPGChem） | プラスチック、塗料、有機基材の光安定化 | 現行のEU附属書VIに収載された33種の承認済み化粧品用UVフィルターには含まれていない。REACHに基づく工業用プラスチック添加剤 | BASF Tinuvin P；Benazol Pとしても知られる |
| Oxybenzone（benzophenone-3） | 131-57-7（PubChem） | ベンゾフェノン | UV-B（280～315）およびUV-A（315～400）、ピークは約288～350 nm | 日焼け止めおよび化粧品。プラスチックや包装材の光保護にも使用 | EU附属書VI項目4、2022年以降濃度上限が引き下げられている（Regulation (EU) 2022/1176）。FDA：「データ不十分」（GRASEステータスなし）（FDAファクトシート）。ハワイおよびパラオでは使用禁止（Safe to Swim Hawaii；Palau） | Eusolex 4360, Uvinul M40 |
| Benzophenone-4（sulisobenzone） | 4065-45-6（SCCS opinion） | ベンゾフェノン | UV-A／UV-B；具体的なλmaxは不明 | 日焼け止めおよび化粧品 | EU附属書VI項目22（酸として最大5％）。内分泌かく乱への懸念があるもののSCCSにより安全性が評価されている | ジェネリック（INCI名：benzophenone-4） |
| Bemotrizinol（Tinosorb S） | 187393-00-6（PubChem） | トリアジン | 広帯域UV-B／UV-A、ピークは約310 nmおよび約340 nm（BASF） | 広域スペクトル日焼け止め、光安定性、油溶性（BASFデータシート） | EU附属書VI項目25、最大10％まで許可（CosIng）。米国ではFDAの承認手続き（TEA）が長期間保留中 | BASF Tinosorb S |
| Octyl triazone（Uvinul T150） | 88122-99-0（PubChem） | トリアジン | UV-B吸収剤、λmaxは不明 | 油溶性で光安定性の高い日焼け止めフィルター（BASFデータシート） | EU附属書VI項目15、最大5％。米国ではTEA申請が保留中でFDAモノグラフには未収載 | BASF Uvinul T150 |
| Tinuvin 400 / 405 / 460 / 479（hydroxyphenyl triazines, HPT） | 153519-44-9、137658-79-8、153053-27-9、204848-45-3を含む | トリアジン（HPT） | UV-BおよびUV-A領域で非常に高い吸光係数を示す（BASF） | 自動車OEMおよび補修用塗料、航空宇宙、コイルコーティング、家具・床材、粉体塗料、デジタル印刷（BASF） | 工業用塗料添加剤、EU化粧品用としての承認なし | BASF Tinuvin 400/405/460/479 |
| Avobenzone（Parsol 1789） | 70356-09-1（PubChem） | ジベンゾイルメタン | UV-A吸収剤、λmax約357～360 nm、範囲320～400 nm（Wikipedia） | 日焼け止めにおける最も重要な広域UV-Aフィルターであり、光安定性のためオクトクリレンと併用されることが多い（Wikipedia） | EU附属書VI項目8、最大5％。FDA：「データ不十分」。パラオでは使用禁止 | DSM Parsol 1789; Eusolex 9020; Escalol 517 |
| Octyl methoxycinnamate / octinoxate | 5466-77-3（CosIng） | 桂皮酸エステル | UV-B吸収剤、約280～320 nm | 日焼け止めおよび化粧品、UV-Bフィルター | EU附属書VI項目12、最大10％。FDA：「データ不十分」。ハワイ（2021年1月1日以降）およびパラオでは使用禁止 | Parsol MCX/MOX; Eusolex 2292; Uvinul MC80 |
| Homosalate | 118-56-9（PubChem） | サリチル酸エステル | UV-B吸収剤、サリチル酸系発色団の吸収は約295～315 nm | 日焼け止めおよび化粧品、SPFブースター | EU附属書VI項目3、内分泌かく乱への懸念から2021年以降最大7.34％（顔用製品のみ）に引き下げられている（SCCS opinion）。FDA：「データ不十分」 | ジェネリック（INCI名：homosalate） |
| Ethylhexyl salicylate（octisalate） | 118-60-5（PubChem） | サリチル酸エステル | UV-B吸収剤、λmaxは不明 | 日焼け止めおよび化粧品 | EU附属書VI項目20、最大5％。2024年にSCCSにより安全性が評価されている。FDA：「データ不十分」 | Neo Heliopan OS |
| Ensulizole | 27503-81-7（PubChem） | ベンズイミダゾールスルホン酸 | UV-B吸収剤、水溶性 | 日焼け止めおよび化粧品（cosmeticsinfo.org） | EU附属書VI項目6、最大8％（酸として）。FDA：「データ不十分」。パラオでは使用禁止 | Eusolex 232（ナトリウム塩） |
| Bisoctrizole（Tinosorb M） | 103597-45-1（CosIng） | ベンゾトリアゾール（微粒子型） | 280～400 nmにわたる広い吸収を示し可視域にまで及ぶ。ピークは約305 nmおよび約360 nm（BASF） | 広域スペクトル日焼け止め、白色粒子状UVフィルター（BASFデータシート） | EU附属書VI項目23／23a（ナノ形態を含む）、最大10％。米国ではFDAへのTEA申請が保留中 | BASF Tinosorb M |
| Octocrylene | 6197-30-4（PubChem） | 桂皮酸／アクリレート誘導体 | UV-Bおよび短波長UV-A（UV-A II）、ピークは約303 nm、有効スペクトルは290～360 nm（ScienceDirect） | 日焼け止め中のアボベンゾンの光安定剤（dermapproved.com） | EU附属書VI項目10（「条件を参照」）、2022年以降規制が強化されている（分解生成物としてベンゾフェノンが生成するため）（Regulation (EU) 2022/1176）。FDA：「データ不十分」 | Eusolex OCR; Uvinul N539T |
無機系UV遮蔽剤
| 物質 | CAS番号 | 吸収メカニズム／範囲 | 用途 | 承認／規制状況 | 製造元／商品名 |
|---|---|---|---|---|---|
| 二酸化チタン（TiO₂） | 13463-67-7（PubChem） | 半導体バンドギャップ：アナターゼ型の吸収端は約380～400 nm（バンドギャップ約3.2 eV）、ルチル型の吸収端は約400～420 nm（約3.0 eV）（InstaNano；PMC） | 日焼け止めにおける物理的UV-A/UV-B遮蔽剤；プラスチックおよび食品包装フィルムにおける白色顔料およびUV安定剤（Plastemart） | EU附属書VI項目27／27a（通常型／ナノ型）、最大25%；FDA：GRASE（承認された日焼け止め用UVフィルターは2種類のみで、その一つ）（FDA）；2020年に吸入（粉末形態）による発がん性区分2に分類されたが、この分類は2022年11月にEU一般裁判所により無効とされた（Ecomundo）；食品添加物E171としては2022年以降EUで禁止（化粧品および包装用途とは別扱い）；食品接触プラスチックにおける顔料としては（EU）10/2011に基づき許可 | 多数のサプライヤーが存在（顔料グレードおよび化粧品グレード） |
| 酸化亜鉛（ZnO） | 1314-13-2（CosIng） | 半導体バンドギャップ約3.3～3.37 eV、吸収端約380 nm；UV-A（320～400 nm）およびUV-Bを広範囲に吸収（MDPI；Wikipedia） | 日焼け止めにおいて単一鉱物系フィルターとして最も広範囲をカバー；プラスチックおよび包装材におけるUV安定化・抗菌性顔料 | EU附属書VI項目30／30a（通常型「条件を参照」／ナノ型は最大25%）；FDA：GRASE；「リーフセーフ」とみなされ、ハワイおよびパラオでは代替品として明示的に推奨されている（Safe to Swim Hawaii） | 多数のサプライヤーが存在（化粧品グレードおよび日焼け止めグレード） |
HALS – UV吸収を持たないラジカル捕捉剤
HALS化合物（ヒンダードアミン光安定剤）は顕著なUV吸収を持たず、光酸化の際に生成するラジカルを触媒的なニトロキシルラジカルサイクルによって捕捉することでポリマーを保護します。そのため、実際にはほぼ常に真のUV吸収剤（ベンゾトリアゾール系またはトリアジン系）と組み合わせて配合されます。
| 物質 | CAS番号 | 用途 | 承認／規制状況 | 製造元／商品名 |
|---|---|---|---|---|
| Tinuvin 770 | 52829-07-9（PubChem） | PP、PE、PA、TPO向けの耐候性保護；コーティング剤、接着剤およびシーラント（kunststoff-profi.de） | 食品接触グレードの「DF」品質で、FDAの食品接触物質データベース（21 CFR）に掲載（FDA FCS）；EU化粧品用UVフィルターではない | BASF Tinuvin 770（770 DFも含む） |
| Tinuvin 292 | 41556-26-7（ChemicalBook） | コーティング剤、印刷および包装用途、接着剤およびシーラント向けの万能型液状HALS（BASFデータシート） | 工業用ポリマーおよびコーティング添加剤、REACH登録済み | BASF Tinuvin 292 |
| Tinuvin 622 | 65447-77-0（ChemicalBook） | ポリオレフィン、薄膜および繊維向けの長期耐候性保護（オリゴマー型、低移行性）（BASFデータシート） | 水生環境有害性、慢性区分4に分類；EU化粧品用UVフィルターではない | BASF Tinuvin 622 |
規制上の背景:UV吸収剤とUVブロッカー
EU化粧品規則(EC)No 1223/2009、附属書VI。附属書VIはクローズドなポジティブリストであり、そこに記載された33物質(および別途規定されるナノ形態の項目)のみがEU域内で化粧品用UVフィルターとして使用でき、それぞれ独自の最大濃度が定められています(CosIng;ECHA)。オキシベンゾンとオクトクリレンは、消費者安全科学委員会(SCCS)が内分泌かく乱の懸念を指摘した後、規則(EU)2022/1176によってより厳しい濃度制限を受けました(規則(EU)2022/1176)。Tinuvin 328、234、326、327、Pなどの工業用ベンゾトリアゾール系添加剤は、化粧品用UVフィルターではなく純粋なポリマー・コーティング添加剤として機能するため、このリストには含まれていません。
FDAサンスクリーンモノグラフ(GRASEステータス)。米国モノグラフが対象とする16種のサンスクリーン有効成分のうち、現行のFDA提案では酸化亜鉛と二酸化チタンのみがGRASE(「一般に安全かつ有効と認められる」)とみなされています(FDAファクトシート)。PABAとサリチル酸トロラミンは非GRASEとされ、残る12種の有効成分(アボベンゾン、オキシベンゾン、オクトクリレン、ホモサレート、オクチノキサート、オクチサレート、エンスリゾールを含む)は「データ不十分」のステータスのままです。ビソクトリゾール(Tinosorb S)やオクチルトリアゾン(Uvinul T150)などの新しいフィルターは、長年保留となっている別のTEA認可手続きを経るため、最終的なFDAモノグラフにはまだ含まれていません。
EU食品接触材料規則(EU)No 10/2011。本規則はプラスチック包装用添加剤について特定移行限度量を規定しており、Tinuvin 326やTinuvin 770 DFなどの複数のベンゾトリアゾール系UV安定剤やHALSは、メーカーにより食品接触に適した製品として販売されています。二酸化チタンはプラスチック用の顔料・着色料として別途認可されています(EU 10/2011)。
二酸化チタン:発がん性分類とその取消し。2020年、EUは粉末形態の二酸化チタンを吸入によるカテゴリー2発がん性物質に分類しました(CLP適応)が、2022年11月23日、欧州連合一般裁判所は信頼できる科学的根拠を欠くとしてこの分類を取り消しました(Ecomundo;裁判所プレスリリース)。サンスクリーン用UVフィルターおよび食品包装用顔料としての使用は、これとは独立して規制されています。
内分泌作用をめぐる議論。2019年以降、SCCSは複数のUVフィルター(オキシベンゾン、オクトクリレン、ホモサレート、エチルヘキシルサリチレート)について、内分泌への影響の可能性を再評価してきました。いずれの場合も継続使用は安全と評価されましたが、最大濃度の引き下げや製品カテゴリーの制限を伴います(オクトクリレンに関するSCCS;ホモサレートに関するSCCS)。
「リーフセーフ」規制。2021年1月1日以降、ハワイ州はサンゴ礁への影響を理由に、オキシベンゾンおよびオクチノキサートを含むサンスクリーンの販売を禁止しています(Act 104、Safe to Swim Hawaii)。パラオは2020年1月1日施行のSunscreen Regulationsでさらに踏み込み、実質的にすべての合成有機UVフィルターを「サンゴ礁毒性物質」として禁止する一方、代替品としてミネラル系フィルター(酸化亜鉛および非ナノ二酸化チタン)は引き続き許可されています(パラオ規則)。
概要
光重合開始剤とUV吸収剤・UVブロッカーは、意図的なUV活性化とUV防御という一見相反する目的に対応しますが、UV光子の吸収とそれを化学的な結果（ラジカル生成）または物理的な結果（熱、散乱）に変換するという、同じ光物理学的原理に従っています。適切な物質の選定は、必要とされるスペクトル範囲に大きく左右されます。240～280 nmの短波長域でのα開裂（HCPK、HMPP）から、380～405 nmの長波長域でのLED硬化（TPO、BAPO）、歯科用コンポジットにおける可視青色光硬化（カンファーキノン、468 nm）、さらには日焼け止めにおける280～400 nmのUV-B/UV-A防御範囲まで多岐にわたります。規制には明確な傾向が見られます。CMR作用または内分泌かく乱作用が実証または疑われている物質（TPO、ミヒラーケトン、オキシベンゾン、オクトクリレン、ホモサレート）は、許容濃度の制限または全面禁止がますます進む一方、低溶出性・鉱物系の代替物質（酸化亜鉛、二酸化チタン）やBAPOのような低溶出性光重合開始剤の重要性が高まっています。
光開始剤およびUV吸収剤に関するよくある質問
タイプI光開始剤とタイプII光開始剤の違いは何ですか?
タイプI光開始剤は、光子を吸収した後に直接2つのラジカルに分解します（Norrish I型開裂）。そのため、追加の添加剤なしで機能します。タイプII光開始剤は、励起状態で水素供与体（通常は共開始剤として働く第三級アミン）から水素原子を引き抜き、その後初めて開始ラジカルが生成されます。したがって、タイプIIシステムには常に増感剤が必要ですが、より長い波長で励起できることが多いという特徴があります。
光開始剤にはどの波長が必要ですか?
その光開始剤自身の吸収極大の波長です。HCPKやHMPPなどのヒドロキシアセトフェノン類は約240 nmと330 nmに吸収を持ち、365～385 nmでも励起可能です。TPOやBAPOなどのアシルホスフィンオキシド類は379～380 nmに長波長側の吸収帯を持つため、385 nm、395 nm、405 nmのUV LEDと適合します。カンファーキノンは約468 nmにピークを持つ青色可視光域に吸収を示します。したがって、水銀ランプをLEDに置き換える場合は、LEDの狭い発光帯が開始剤の吸収帯に実際に到達しているかどうかを確認する必要があります。
光開始剤にとって、UV積算光量が規制上重要なパラメータであるのはなぜですか?
硬化が不完全であると、未反応の光開始剤や残留モノマーの割合が増加し、これらの物質こそが硬化層から移行（マイグレーション）する可能性があるためです。食品接触材料においては、再現性のある完全な硬化こそが移行限度値を満たすための決め手となります。これは、基材における分光放射照度、放射照度、そしてそこから算出される積算光量によって実証可能です。
TPOはどうなりましたか?
ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドは2012年にCMR区分2に分類されました。2021年にはECHAのリスク評価委員会がCMR 1Bへの再分類を勧告し（委任規則（EU）2024/197により実施）、2023年6月14日にSVHC収載が行われ、2025年9月1日以降はEU化粧品規則の附属書IIに収載されています。この禁止は主にUVジェルおよびハイブリッドネイル製品に影響し、印刷インキや工業用コーティングには及びません。間接的な食品接触については、TPOは2023年4月以降EuPIA適合性リストに掲載されています。
UV吸収剤、UVブロッカー、HALSはどのように違いますか?
有機UV吸収剤は発色性の環状構造を持ち、UV光子を吸収してそのエネルギーを熱として非放射的に放出します。無機UVブロッカー（二酸化チタンおよび酸化亜鉛）は半導体粒子であり、そのバンドギャップを介してUV放射を吸収するとともに、反射・散乱も行います。HALSは自らはほとんどUV光を吸収しませんが、光酸化の際に生成するラジカルを、触媒的なニトロキシラジカルサイクルによって捕捉します。そのため、HALSは常に真のUV吸収剤と併用して配合されます。
化粧品にはどのUV吸収剤でも使用できますか?
いいえ。EU化粧品規則（EC）No 1223/2009の附属書VIは閉鎖的なポジティブリストであり、そこに記載された物質（現在33項目に加えナノフォームの個別項目）のみが、それぞれ規定された最大配合濃度でEU域内において化粧品用UVフィルターとして使用可能です。Tinuvin 328、234、326、327、Pなどの工業用ベンゾトリアゾール系安定剤はこのリストには含まれておらず、これらはポリマーおよびコーティング用添加剤であり、化粧品用UVフィルターではありません。
米国とEUで適用される日焼け止めフィルターが異なるのはなぜですか?
FDAはモノグラフを通じて日焼け止めを医薬品として規制しているためです。FDAの提案案では、対象となる16種類の有効成分のうち、GRASE（一般に安全かつ有効と認められる）と見なされているのは酸化亜鉛と二酸化チタンのみです。PABAおよびトロラミンサリチレートはGRASEではないとされ、残りの12成分（アボベンゾン、オキシベンゾン、オクトクリレン、ホモサレート、オクチノキサートなど）は「データ不十分」の状態が続いています。ベモトリジノールやオクチルトリアゾンなどの新しい広域帯フィルターは、長年保留となっている別途のTEA手続きを経ているため、まだ最終モノグラフには含まれていません。
硬化を測定によってモニタリングするにはどうすればよいですか?
光開始剤が実際に受け取る量、すなわち光源の分光放射照度、層の位置における放射照度、そして露光時間から算出される積算光量を、それぞれ吸収帯の波長範囲内で測定することによって可能です。初期特性評価および光源の変更時には分光分解測定が必要ですが、継続的なモニタリングには、その光源に対して計量トレーサビリティのある分光基準と照合された帯域限定型センサで十分です。
出典と参考文献
光開始剤 – 一次データ
- IGM Resins製品データシート：Omnirad 184、Omnirad 1173、Omnirad 2959、Omnirad 369、Omnirad 907、Omnirad TPO、Omnirad 819、Omnirad BP Flakes
- Sartomer/Arkema社光開始剤カタログ：PDF、SpeedCure 2-ITX
- PubChemの登録情報（一部）：HCPK、Irgacure 369、Irgacure 907、BDK、TPO、TPO-L、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ITX、2-クロロチオキサントン、アントラキノン、2-エチルアントラキノン
- ChemicalBook：HCPK、BAPO
- Sinocure：カンファーキノン
- Fisher/Thermo Scientific：カンファーキノン
- Royal-Dentテクニカルデータシート：PDF
- ACS Omega：歯科用コンポジットの溶出物に関する研究
- FDA生体適合性ガイダンス：PDF
- ScienceDirect：Irgacure 2959の細胞毒性研究
- REACH バーデン=ヴュルテンベルク州：Irgacure 907
- ECHA：TPOのSVHC評価書／HPRA通知、ベンゾフェノンの物質評価、ミヒラーケトンのSVHC評価書
- PrintcolorのTPOに関する顧客向け情報：PDF
- EuPIA適合性リスト2025：PDF
- BBC News：ITX／テトラパック事件
- DairyReporter：ネスレのリコール
- 欧州議会：質問書 E-6-2005-4616
- legislation.gov.uk：（EU）10/2011の統合版テキスト
- RadTech Food Packaging Alliance：FCN 772
- OSTI：ベンゾインエーテル類の過去の吸収データ
UV吸収剤およびUVブロッカー – 一次データ
- PubChemの登録情報（一部）：UV-328、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin P、オキシベンゾン、ビソクトリゾール、オクチルトリアゾン、アボベンゾン、ホモサレート、エチルヘキシルサリチレート、エンスリゾール、オクトクリレン、二酸化チタン
- BASFデータシートおよび製品ページ：Tinuvin 328、Tinuvin 326、Tinuvin 400、Tinuvin 479、Tinosorb S、Tinosorb M、Uvinul T150、Tinuvin 770 DF、Tinuvin 292、Tinuvin 622、BASFプレスリリース Tinosorb M、BASFプレスリリース Tinosorb S
- CosIng／附属書VIトラッカー：cosingchecker.com
- ECHA：化粧品用UVフィルターの概要、二酸化チタンの分類に関するガイダンス
- EU官報：規則（EU）2022/1176、規則（EU）No 10/2011（統合版）
- SCCS意見書：ホモサレート、エチルヘキシルサリチレート、オクトクリレン、ベンゾフェノン-4
- FDA：サンスクリーン ファクトシート（GRASEステータス）、FDA食品接触物質データベース
- Ecomundo：TiO₂の発がん性分類の無効化
- 欧州司法裁判所：プレスリリース
- Safe to Swim Hawaii：ハワイにおけるサンゴ礁保護のための禁止措置
- パラオ政府：サンスクリーン規則2020
- Wikipedia：アボベンゾン、酸化亜鉛
- 専門文献：MDPIの酸化亜鉛レビュー、InstaNano UV-Visデータベース、PMCの光触媒作用レビュー、BenchChemのTinosorb比較、ScienceDirectのオクトクリレン、madebygenieのオキシベンゾン、Plastemart UV安定剤、Patsnapの酸化亜鉛
注：本記事に記載されているλmax値および吸収範囲は、メーカーのデータシートおよび公開されている資料から引用したものであり、当該処方について分光測定された原データに代わるものではありません。EU化粧品規則附属書VIに基づく濃度上限および規制上の分類は定期的に改定されるため、規制目的で利用する前に、EUR-LexまたはCosIngで最新の状況を確認する必要があります。
関連する応用分野
- UV硬化と光重合 – 光開始剤が引き起こす連鎖反応、酸素阻害と積算光量管理について。
- UV接着、ポッティングおよび封止 – 接着剤、ポッティング材、封止材における光開始剤の選定と内部硬化。
- 積層造形と3Dプリンティング – TPO、BAPO、HMPPが硬化を左右する、光造形（ステレオリソグラフィー）およびDLP用樹脂。
- 包装・充填技術 – 低マイグレーション印刷インキ、セットオフ、食品接触適合性。
- 医薬品と光安定性 – リスクとしての光分解、および製品保護におけるUV吸収剤の役割。
- 医療と光線療法 – 歯科用コンポジットにおけるカンファーキノン系と青色光硬化。
- 光化学 – 吸収、励起、量子収率の光物理学的基礎。
全体像についてはUVアプリケーションの概要をご覧ください。
光開始剤およびUV吸収剤に関するコンサルティング
水銀ランプからUV LEDへの移行をお考えで、狭帯域のLEDが光開始剤の吸収帯にまだ届くかどうかを確認する必要がありますか。あるいは、低マイグレーション処方の完全硬化を証明する必要がありますか。弊社では校正機関にて光源のスペクトルを測定し、分光放射計で層の位置における放射照度を求め、適切なUVセンサで積算光量管理を構築いたします。お問い合わせください。
マーク・パラヴィア博士
代表取締役兼校正機関責任者
Opsytec Dr. Gröbel GmbH（ドイツ・エトリンゲン）
電話 +49 (0)7243 / 94 783-50 ・ mark.paravia@opsytec.de
