新しい粉末供給元を認定する買い手は、ほぼ例外なく連続3ロットの生産ロットを要求します。私たちはこの慣行がどの規格に由来するのかを調べましたが、見つかりませんでした。見つかったのは脚注ひとつでした。
3ロットが義務ではなく慣行にすぎないなら、その数字を要求すること自体に交渉力はありません——ほとんどの供給元は素直に応じるからです。交渉力があるのは、そのロットが何を証明しなければならないかを具体的に規定することです。材料がドラムからどう出てくるか、計測器に届く数グラムまでどう分割されるか、ある数値がどの試験方法に属するか、見解が分かれたときにどちらの試験所の結果を優先するか、そして残った分がどうなるか。これらすべてを、最初のサンプルが発送される前に文書化しておく必要があります。
そのすべてが必要なのは、認定用サンプルが瓶の中の粉末についての主張ではないからです。それはその粉末を作った工程についての主張であり、瓶は生産ロットにはできない方法で満たすことができます。自動車業界の答えは手続き的です。AIAGの生産部品承認プロセス（PPAP）は、意味のある規模の生産run由来の部品を要求します——私たちが伝聞で把握した限りでは、少なくとも連続300個を、実際の生産拠点で実際の生産速度により、実際の生産用治具・材料・作業者を用いて製造したものです。あらゆる条項が、特別に作られたサンプルを排除するために存在します。PPAPは自動車業界のものであり粉末供給元を拘束しませんが、その論理はそのまま移植できます。サンプルが生産由来であることを、バッチ記録まで遡れるロット番号と、商業ロットが備えるべき項目を同じ方法で記載した成績書（COA）を通じて証明させるのです。私たちの3Y-TZP粉末のページが、連続3ロットのCOAを同一仕様書に照らして読み合わせた場合に限りグレードを認定済みとして扱っているのは、このためです。
その数字は脚注に由来する
1987年のGuideline on General Principles of Process Validationは、FDAのCenter for Drugs and BiologicsとCenter for Devices and Radiological Healthが作成し、1987年5月11日付の連邦官報（Federal Register、52 FR 17638）で公示が告知されたもので、通常この「3バッチ」慣行の始まりとされる文書です。しかし「three」という語はそこには一度も登場しません。その性能適格性確認（performance qualification）の項は、チャレンジ試験を「結果が意味を持ち、かつ一貫していることを保証できるだけの回数、繰り返すべきである」とだけ述べています。
数字がひとつだけ、10ページの脚注(7)に例として登場します。「例えば、1981年12月2日に承認されたAAMI Guideline for Industrial Ethylene Oxide Sterilization of Medical Devicesは次のように定めている。『性能適格性確認には、すべての判定基準を満たす、計画された適格性確認runを少なくとも3回成功させることを含めるべきである …..（5.3.1.2.）』」もしこの慣行に文書化された起源があるとすれば、記録が示す最も近いものはこれです——第三者規格を引用した括弧書きの例示であり、対象はエチレンオキサイドによる医療機器の滅菌です。要求事項として導入されたものではなく、対象も材料ではありませんでした。
そのガイドラインはもはやFDAの立場ではありません。CDER、CBER、CVMが発行した2011年1月のGuidance for Industry — Process Validation: General Principles and Practicesは「1987年のガイダンスに置き換わる」ものであり、バッチ数は指定していません。代わりに、サンプル数が「バッチ内およびバッチ間の両方で品質について十分な統計的信頼性を提供するのに適切」であること、および「バッチ内変動性とバッチ間変動性の両方を規定する統計的指標」を求めています。これは医薬品の工程バリデーションであり、FDAは自らのガイダンスが「法的強制力のある責任を確立するものではない」と述べています。
その数字を実際に明記している唯一の規制文書は、それを維持しつつも格下げしています。EU GMP附属書15（Qualification and Validation、ブリュッセル、2015年3月30日、2015年10月1日施行）は§5.20で、「5.19を妨げることなく、通常の条件下で製造された連続最低3バッチが工程のバリデーションを構成すると考えることは一般に許容される」と述べ、別の数字も正当化され得ると付け加えています。§5.20が根拠とする§5.19こそが実際に効力を持つ条項で、各製造業者は「工程が品質の確保された製品を一貫して供給できることを高い水準で保証するために必要なバッチ数を決定し、その根拠を示さなければならない」とされています。附属書15は医薬品GMPであり、セラミック粉末の供給元には及びません——しかし、その文言が規制に書き込まれている場合でも、数字の根拠を示す義務がその上に位置しています。
それ以外の場面ではこの数字自体が存在しません。AS9102に基づく航空宇宙分野の初品検査（first-article inspection）は、代表的な部品1個で満たすことができます。私たちはIATF 16949やAIAGのマニュアルを入手できなかったため、3ロット要件が存在しないと確認したのではなく、見つけられなかっただけです。
規格に本当に存在する「3」がひとつありますが、それは誰もが引用するものではありません。ISO 3954:2007 §3.1は、連続排出中にサンプリングする場合、「少なくとも3個の増分を採取しなければならない」と定めています——排出の前3分の1で1個、中間で1個、後3分の1で1個です。これは1つのロットから採った3個の増分であり、再現性ではなく代表性についての規則です。そのため、私たちのサプライヤー・デューデリジェンス・チェックリストがこれまで主張することしかできなかった一文に、ようやく根拠が付きました。買い手より上位のレベルでは連続3ロットを要求するものは何もなく、それは契約書がそう定めた場合にのみ発生します。
3ロットでは工程のばらつきの大きさは分からない
この数字そのものを論点にすべきではないもう一つの理由は、出所ではなく算術にあります。
3ロットの結果が戻ってきて、それらの標準偏差を計算したとします。n個のロットについて、ロット間の真の標準偏差σの95％信頼区間は、s·√((n−1)/χ²₀.₉₇₅,ₙ₋₁) から s·√((n−1)/χ²₀.₀₂₅,ₙ₋₁) までとなります。n = 3のとき自由度は2で、自由度2のカイ二乗分布は平均2の指数分布とちょうど一致します——したがって分位点は閉じた形で求まり、表は不要です。
- χ²₀.₉₇₅,₂ = −2·ln(0.025) = 7.378、これより √(2 / 7.378) = 0.52
- χ²₀.₀₂₅,₂ = −2·ln(0.975) = 0.05064、これより √(2 / 0.05064) = 6.28
3ロットでは、ロット間の真の標準偏差は観測値のおよそ0.52倍から6.28倍の間に収まるにすぎません——12倍の幅です。実際のばらつきが3ロットで示された値の6倍である供給元も、その3ロットの結果と完全に整合します。10ロットにすればおよそ0.69倍から1.83倍まで狭まりますが、認定のために10ロットを購入する人はいません。
これはロットをもっと要求すべきだという主張ではありません。3ロットが何のためのものかという主張です。3ロットは、平均が動いたこと、あるロットが限界値を外れたこと、供給元がその材料を一度きりでなく作れることを示せます。しかし、ばらつきを特徴づけることはできません。したがって、3点から工程能力指数を計算し、それを供給元の特性として報告するプロトコルは、データが持っていない精度を読み取っていることになります。
計測器に届くのは、ロットから何段階も縮小された後のものだ
成績書に記載された数値は、ロットそのものについて測定されたことは一度もありません。それはロットから降りてきた数グラムについて測定されたものであり、その連鎖をISO 3954:2007——セラミック粉末を対象としない粉末冶金用サンプリング規格——は段階ごとに次のように名付けています。ロット → 増分（サンプリング装置が一度に取得する量）→ 全体試料（1つのロットから得たすべての増分）→ 混合試料（それを混合したもの）→ 試験試料 → 分析試料（試験が実際に実施される対象）。ドラムとキュベットの間には4段階から5段階の縮小があり、そのいずれも結果には見えず、しかもそれぞれが答えを変え得ます。材料は混ざったままではいないからです。ISO 3954 §4.1は、「偏析は、粉末のバッチが動かされるときはいつでも生じ得る——例えば容器への充填時、容器の排出時、輸送中、または保管中に振動を受けた場合」と指摘しています。振動を受けると粗い粒子は上へ、細かい粒子は下へ移動します。海を渡ってきたドラムの上部からすくった一杯が、そのドラムのサンプルにならないのはこのためです。ジルコニアや炭化ケイ素のサンプルも同じ連鎖をたどり、この規格が示す3つの対策はほぼそのままプロトコルに移せます。
- 粉末が動いている間にサンプリングする。 §4.2.1は、「可能な限り」連続排出流からのサンプリングを、包装容器からのシーフサンプリングより「優先すべきである」とし、§4.2.2は、流れのすべての部分が等しい確率で容器に入るよう、容器を流れにさらしてから引き上げるべきだとしています。
- ドラムをサンプリングせざるを得ない場合、シーフは半径の0.7の位置に挿入する。 §4.2.3.4：中心軸の上方にある開口部から充填された円筒容器から単一の増分を採取する場合、シーフは「中心から半径の0,7に等しい距離に挿入しなければならない」とされています。中央でも壁際でもなく、しかもすべての深さに到達しなければなりません。
- 円錐四分法はリストに載っていない。 §4.3は、許容される分割装置を4種類挙げています。回転式リフラー、試料分割器、回転式試料分割器、回転コーン式分割器です。多くの現場でいまだに実験室の既定手法である円錐四分法は含まれていません——そして両方の計測器メーカーが引用する研究、すなわちAllenが報告した砂と砂糖の混合物を用いた実験では、円錐四分法は約6.8、回転式リフラーは約0.1という結果で、約50倍の差がありました。もっとも両出典はリフラーの正確な数値では一致しておらず、一方はその混合物が最悪に近いケースだと注記しています。
ある規格は、この問題全体に独自の設計でコストを示しています。ISO 13320:2020（Particle size analysis — Laser diffraction methods、第2版）は、互いに独立した2種類の反復性試験を定義しています。機器反復性は同じ分取サンプルを再測定し、方法反復性は異なる副次サンプルを測定します。後者について§3.1.22は、「そのばらつきには、サブサンプリング技術のばらつき、サンプリングされた材料自体のばらつき、そして機器のばらつきが含まれる」と述べています。この2つの試験の差こそが、サブサンプリングの代償です。ある計測器メーカー——Microtrac——がこの版を読んで公開している数値では、D50は機器試験で±1.5％、方法試験で±2.5％以内とされています。私たちは条文そのものを読むことができなかったため、この数値のペアはあくまでMicrotracの解釈として引用します。同じ論理は自社の試験室にも当てはまります。受入検査が公差の3分の1を消費してしまう買い手は、自らのノイズより小さな変化を検出できません。受け入れたロットにどの機器を使うべきかは別の問題であり、私たちのSEM/EDSロット検証方法で扱っています。
プロトコルのあらゆる部分は、契約に書かなければ存在しない
上記のいずれも誰かに義務を課すものではありません。私たちは、工業用材料の物理的な保管サンプルを要求する非医薬品規格や韓国の法令を探しましたが、見つかりませんでした。工業用材料については、保管サンプルは契約書がそう定めているからこそ存在します。
最も整備されたモデルはやはり医薬品分野のものであり、やはり粉末供給元を拘束しません。EU GMP附属書19、Reference and Retention Samples（ブリュッセル、2005年12月14日）です。これは粉末契約が未決定のまま残しがちな4点を定めています。「分析されることを目的として」保管する参考品と、「識別を目的として」保管する保存品を区別しています。前者の量は用途によって定められ——§4.1は、そのバッチの分析管理全体を「少なくとも2回」実施できるだけの量を求めています。期間も定めており、§3.2は出発物質のサンプルを製品出荷後最低2年間保管することを求めています。そして§4.4は、サンプルが保管されている間ずっと、分析用の材料と機器を利用可能な状態に維持することを求めています。これが買い手が忘れがちな条項です。もはや試験できない密閉された瓶は、保管サンプルではありません。
保管サンプルは、実は紛争解決の条項と同じものであることが分かります。卑金属精鉱、半精製金属、鉄鉱石の契約におけるアンパイア分析は、次のように機能します。双方が同一ロットの分割試料のうち自分の取り分をそれぞれ分析し、結果を交換します。差が契約上合意された分割許容差を超えた場合、まさにこの目的のためにサンプリング時に取り分けて封印しておいた第三の分を、事前に指名しておいたアンパイア試験所に送り、その結果が拘束力を持ち、費用はその結果からより離れていた側が負担します。これは公表された規則ではなく契約慣行であるため、自分で起草する必要があります。しかし構造的な要点はどう起草しても変わりません。**サンプリング時に第三の分を取り分けて封印していなければ、アンパイア条項は成立し得ません。**保管サンプルと紛争解決は、両端から見た同じ一つの条項であり、後者だけを書いて前者を書かなかった買い手は、機能しないものを書いたことになります。
試験所を指名することは、どちら側の数字が勝つかを定めます——韓国であれば、KOLASのもとでKS Q ISO/IEC 17025の認定を受けた試験所であり、その成績書はILACとAPACの相互承認取り決めを通じて通用します。方法を指定することは、どの数字を比較するのかを定めます。レーザー回折法によるD50とふるい分けによるD50は、同じ粉末についても異なる数字であり、その差がどれほどになるかについて、私たちは出典のある数値を持っていません。だからこそ、成績書には中央値だけでなく方法と分散条件を記載すべきであり、私たちのグリーンSiCマイクロパウダーについてもそのようにしています。
最初のサンプルが発送される前に定めておくべきこと
- サンプリング方法とサンプリング地点——可能であれば流動する流れから。そうでなければ何個の容器から、何個の増分を、シーフをどの位置に挿入して採取するか。
- 分割装置を名指しする——円錐四分法ではなく、リフラーまたは分割器を。
- 規定されたすべての物性についての試験方法、前処理と分散条件とともに。
- 保管サンプル——量、誰が封印するか、どこでどれだけの期間保管するか、そしてその期間を通じて方法と機器を利用可能な状態に維持すること。
- 指名試験所とアンパイア条項、分割許容差と費用負担者とともに。
- 生産バッチ記録への遡及可能性、生産日と生産量とともに。
- 各ロットが何を証明しなければならないか——数ではなく問いの形で示す。
グレード、粒度表示、不純物の算定基準、梱包は、これらすべてに先立って決めておくべき事項であり、これらは私たちのSiC粉末購買チェックポイントで扱っているRFQ前の判断事項です。そして上記の項目群自体は、私たちのRFQ仕様書ビルダーで組み立てることができ、このツールは公差と方法を伴うD50、元素基準の微量金属、生産ロットごとのCOAを項目として持たせます。韓国の買い手向けの通関上の注記をひとつ：韓国「関税法」第94条第3号および韓国「関税法施行規則」第45条第1項第3号に基づき、サンプルは、その課税価格が米ドル250以下であれば、견본품として関税を免除され得ます。文言は「면제할 수 있다」——許可的な規定であり、通関時に適用されます。
よくある質問
連続3ロットはFDAまたはISOの要求事項ですか。
私たちが見つけられた限り、それを要求する規格はありません。1987年のFDAガイドラインには「three」という語は含まれておらず、この数字は1981年のAAMIエチレンオキサイド滅菌ガイドラインを例として引用した脚注にのみ登場します。それに置き換わった2011年のガイダンスは数字を指定していません。EU GMP附属書15 §5.20は「連続最低3バッチ」という表現を維持していますが、それは数字の根拠を示す§5.19の義務を妨げない範囲での「一般に許容される」ものにすぎず、しかもこれは医薬品GMPであり粉末供給元を拘束しません。
3ロットが恣意的な数字なら、いくつ要求すべきですか。
それは最適化すべき数量ではありません。3ロットではロット間のばらつきを有効に絞り込むことはできません——真の標準偏差の95％信頼区間は、観測値のおよそ0.52倍から6.28倍にわたります。代わりに各ロットが何を証明すべきかを問い、サンプルの採取・分割・測定・保管の方法に労力を注いでください。
ドラムの上部から一杯すくうだけではだめですか。
だめです。ISO 3954:2007は、輸送や保管中の振動を含め、粉末が動かされるときにはいつでも偏析が生じ、粗い粒子が上へ、細かい粒子が下へ移動すると指摘しています。可能であれば流動する排出流からサンプリングしてください。そうでなければシーフはすべての深さに到達しなければならず、円筒容器からの単一増分は中心から半径の0.7の位置に挿入します。
認定用サンプルの費用は誰が負担し、期間はどれくらいかかりますか。
私たちはそのどちらについても信頼できる基準を見つけられませんでした——典型的な費用分担も、典型的なリードタイムもありません——そのためどちらも提示しません。両方とも、サンプリングと保管の規則を定めるのと同じ契約書の中で取り決めるべき条件であり、供給元の回答は業界標準としてではなく一つの見積もりとして扱ってください。
参考文献（公開情報源）
- US Food and Drug Administration、Guideline on General Principles of Process Validation、1987年5月、Center for Drugs and BiologicsおよびCenter for Devices and Radiological Health作成。公示は1987年5月11日付連邦官報（52 FR 17638）で告知。私たちが読んだものはFDA自身のサイトから入手したものではありません。同機関がこの文書を撤回しているためです。
- US Food and Drug Administration、Guidance for Industry — Process Validation: General Principles and Practices、2011年1月、CGMP Revision 1、CDER、CBER、CVM発行。
- European Commission、EudraLex Volume 4、EU Guidelines for Good Manufacturing Practice：附属書15（Qualification and Validation）、ブリュッセル、2015年3月30日、2015年10月1日施行、§§5.19および5.20。ならびに附属書19（Reference and Retention Samples）、ブリュッセル、2005年12月14日、§§2.1、3.2、4.1および4.4。
- ISO 3954:2007、Powders for powder metallurgical purposes — Sampling、第2版、ISO/TC 119/SC 2——条項2の用語、および条項3・4のサンプリングと分割に関する規定を、公開されているプレビューから読んだもの。
- ISO 13320:2020、Particle size analysis — Laser diffraction methods、第2版、ISO/TC 24/SC 4——§3.1.22の方法反復性の定義。パーセンタイルの許容差はMicrotracが公開している条項6の解釈であり、私たちが直接読んだ本文ではありません。
- AIAG生産部品承認プロセスに関する資料。顧客企業自身のPPAP手順および品質実務者の議論を通じてのみ接したもの。マニュアルは有料出版物であり入手できなかったため、「意味のある規模の生産run」という表現と300個という数字は、全体を通じて伝聞情報です。
- SAE International / IAQG AS9102の初品検査要件。私たちが直接読んだ本文ではなく二次的な要約によるもので、改訂記号と発行日は確認できていません。
- HORIBAとMalvern Panalyticalは、いずれもSampling for Particle Size Analysisという表題のホワイトペーパーを発行しており、試料分割誤差の比較を、それぞれT. Allen著Particle Size Measurementの異なる版に帰していますが、数値は一致していません。私たちはAllenの原書を読んでおらず、その数値を再掲することもしていません。
- 契約条項集、鉱業ソフトウェアの文書、SECに提出された銅精鉱購買契約書、そしてある商業試験所によるアンパイア試験サービスの説明——アンパイア分析の仕組みの出典です。公表された標準書式は見つかりませんでした。
- 국가법령정보센터：韓国「関税法」第94条 および 韓国「関税法施行規則」第45条。所管省庁および制定に関するメタデータについては情報源ごとに記載が食い違うため、条文と号番号のみを引用します。
本文の見解と数値は、執筆時点で参照可能な公開情報源を反映したものです。上記で版年が示されていない箇所は、私たちがそれを確認できなかったためです。
Nami Tech Solutions（NTS）は、セラミックおよびレアアース粉末について常備在庫からではなくプロジェクト単位で対応しており、私たちの業務の大部分はこのサンプル段階にあります。私たちは材料を採取する前に工場とサンプリング・分割方法を合意し、仕様書の測定方法をサンプルと商業ロットの双方で同一の文言のまま適用し、どちらが後日試験できるようどの封印済みサンプルを保管するかを取り決めることで、後に生じ得る意見の相違が、単なる水掛け論ではなく解決可能なものになるようにしています。
