ステンレス鋼の合金元素浸出評価試験報告書

平成１３年９月号「ステンレス」誌抜刷

ステンレス協会

ステンレス鋼の合金元素浸出評価試験報告書･･････浸出値はいずれも水質基準を大幅にクリア･･････

ステンレス協会
市場開発技術企画専門委員会

はしがき

問題とステンレス鋼の取り扱いが活発に議論さステンレス協会はステンレス鋼からのニッケれている。

ル、クロム等の浸出値が水質基準値に比べ、ど以上の背景より、ステンレス協会はステンレの程度の水準にあるかを調査するため第三者機

ス鋼からの浸出性能を適正な条件のもとに調査関に委託して、合金元素の浸出試験を行った結し、ステンレス鋼の安全性を立証する知見を国果、いずれの元素も厚生省の定めた資機材基準

内はもとより、国際的に発信していくべきと思

値および水質監視項目指針値を十分にクリアし慮し評価試験を実施した。ていることを確認した。
合金元素の浸出評価を行った背景と浸出試験方法、試験結果について報告する。

２.

ステンレス鋼の合金元素をとりまく環境問題

２‑１.
１.

背景

ステンレス鋼に係わる金属の水質環境基準

ステンレス鋼は優れた耐食性を有するため、容器、食器類や給水装置に幅広く使用されていステンレス鋼に係わる金属に関する水質基準を表 １に示す。

る。近年、環境問題への意識の高まりから、金日本における水質に係る環境基準は、水質汚属類の疫学上の毒性調査に基づく環境基準の見濁防止法のもと、「人の健康の保護に関する基直しの動きが活発に進められており、ステンレ準」と「生活環境の保全に関する基準」の二つス鋼より食品や飲料水への溶出金属の移行の可から成り立っている。前者の環境基準項目とし能性および溶出金属の安全性が議論されているてカドミウム、シアン、鉛等の 23 物質が定めらが、ステンレス鋼の浸出性能等の調査報告は国れており、厚生省が定める水道水質基準（飲料内外とも極めて事例が少ないのが実情である。

水基準）も同じ値をとっている。六価クロムは、

また平成 9 年度に厚生省が実施した給水装置

この 23 物質に該当し、環境基準値 0.05mg/l が関係技術実態調査

1）

では、ステンレス配管から水質基準を上回る添加金属（ニッケル）が検出されたとの新聞報道

2）もあった。

定められている。
平成５年、環境庁は、「水質汚濁に係わる人の健康の保護に関する環境基準項目の追加および一方諸外国では、ニッケルおよびクロムの皮基準値の見直し」に合わせ、人の健康の保護に膚障害や発ガン性問題に強い関心が集められて関する物質であるが、直ちに環境基準とはせず、おり、特にニッケルに関してはＯＥＣＤを中心継続して水質測定を行う要監視項目 25 物質を設に金属ニッケル、ニッケル合金の化合物の分類定した。この 25 物質中、ステンレス鋼に関連す

平成 13（2001）‑9（ 1 ）

表１
金属区分

ステンレス鋼に係わる金属の水質基準
機関

対象

基準値

区分

（mg/l）
ニッケル

六価クロム

モリブデン

マンガン

鉄

ＷＨＯ

飲料水

0.02

ガイドライン値

環境庁

水質基準

未設定

要監視項目

厚生省

飲料水

≦0.01

要監視項目指針値

ＷＨＯ

飲料水0.05

暫定ガイドライン値

環境庁

水質基準

≦0.05

基準値

厚生省

飲料水

≦0.05

基準値

ＷＨＯ

飲料水0.07ガイドライン値

環境庁

水質基準

≦0.07

要監視項目

ＷＨＯ

飲料水0.5

ガイドライン値

厚生省

飲料水0.05

基準値

厚生省

飲料水0.3

基準値

る金属は、ニッケルおよびモリブデンがあった。

進められてきた。その結果、水道施設の技術的その後、公共水域での実態調査とモニタリング基準を定める省令（厚生省令第 15 号を実施し、平成 11 年 2 月に、環境庁は、「水質年 2 月 23 日）により、浄水または浄水処理過程に関する環境基準の改正（環境庁告示第 14 号平における水に接する資機材等からの有害物質の成 11 年 2 月 22 日）」を告示した。ニッケルは浸出は、極力少なくすべきであるとし、滞留状毒性について定量的評価を確率するには十分な態での浸出量が水道水質基準値の 10％を超えて試験結果がなく、不適切な評価を誘導する可能はならないとの、基準が設けられた。ステンレ性があるため監視項目指針値され、毒性評価がス鋼に係わる金属に関しては、六価クロム固まった時点で環境基準を設定することとなっ0.005mg/l、マンガン 0.005mg/l 、鉄 0.03mg/l

た。またモリブデンも同様に指針値をＷＨＯとの基準が規定されている。

平成 12

同じ 0.07mg/l 以下とし、引き続き監視を継続することになった。
マンガンについては、ＷＨＯでは一日の摂取２‑２.

合金分類（Alloy classification）に関する動き

量が 20mg になるまでは、明らかな健康影響が表ＥＵ（欧州共同体）では 10 年程前より、危険れないことから、暫定的なガイドラインとして物質による健康影響や環境問題に取り組み、法0.5mg/l を定めているが、日本における飲料水基制化等を実施してきたが、これらの動きに、ス準は、0.05mg/l としている。

テンレス鋼のマーケットに深刻な脅威となるこ

水道施設を含む給水装置については、平成 9とが懸念される。

年の水道法の改正を受け、厚生省生活環境審議

ＥＵにおける危険物指針(ＤＳＤ:Dangerous会水質管理等専門委員会で、様々な化学物質等Substance Directive)に関連した危険物調合指への対応という観点から、水質基準の見直しが針(ＤＰＤ:Dangerous Preparations Directive)（ 2 ）−ステンレス−では、①ニッケル金属は、発ガン物質の疑い（ド②新しい危険物指針(新ＤＰＤ)には、合金に関イツ政府提案では発ガン物質）に分類、②ニッして新たな分類法が必要である。

ケル金属は肌疾患誘起物質に分類、③ニッケル③ＥＵ委員会に合金分類の取り扱いに関するコを含む重金属は環境に対して毒性もしくは有害ンサルタントを任命し、工業界の提案した 4である等、ステンレス鋼に関して脅威となる定階の分類法を評価する。

義がされている。これらは、学術的に裏付けさ4 段階の分類法とは、以下の 4 つのステップを踏れた証拠無しに、ＮＧＯ等の圧力により決めらんで評価するものである。

れているものが多く、ドイツ金属工業界では、①金属成分、物理的・冶金的性質、有害性デー

金属ニッケルの発ガン性定義に反論するため、タ等の現有するデータを用いて判定

動物実験を計画し、ＥＵＲＯＦＥＲ(欧州鉄鋼連②汗（擬似的に製造したもの）や水による腐食、盟)およびＩＳＳＦ(国際ステンレス スチール溶出テストなどによる追加的テストによる評フォーラム)も資金援助することになった。 欧価・判定

米の工業界では、この危険物指針に対して、危③合金に特定した腐食テストもしくは動物を模険物分類に関係した委員会(ＢＩＡＣ)を作り、擬したテストによる判定

現行法令の改正係争を援助する科学的根拠を集④人体への影響を評価できない場合に、例外的め、立法者と議論する戦略を推進している。代に、的確な条件による動物実験による判定

表的な委員会には以下のものがある。
①②③段

欧州ステンレス工業界(ＳＳＰＧ)では、ＥＵ

SSPG Stainless Steel Producers Groupの危険物分類に対し、ニッケルアレルギーを誘(EUROFER のステンレス製造会社グループ)

発する鋼種は硫黄を含有し、汗による溶出速度

EIMAC European Industry Metals & Allo‑の早いＳＵＳ303 のみであること、他のステンレ

ys Classification Group(Eurometax,ス鋼ではアレルギーは起きないこと、ステンレ

Eurofer 等参画）

ス鋼の溶接時におけるヒュームも問題ないこ

BIAC Business&Industry Advisory Commi‑と、ドイツにおける動物実験ではステンレス鋼

ttee to the OECD(OECD に対するアドバイによるガン発生は見られないこと、と言った種ザリーコミッティー)々の反論データを蓄積している。

ＯＥＣＤでは、混合物の危険性分類に関して今後、合金分類の定義を含む新たな危険物指世 界 的 調 和 シ ス テ ム (Global Harmonization

針(新ＤＰＤ)の設定は 2002 年まで、合金分類にofClassification of Mixtures)を作成すべく活必要な研究は 2005 年まで継続して検討されると動を展開している。前述したＢＩＡＣは世界的思われ、ステンレス製造企業が、この問題を全調和システムにおける危険物分類の作成に影響世界レベルで共有化することが重要であると考を持っている。この活動に対して、各工業界かえる。

らの働きかけにより、いくつかの前向きな結論を得ている。その内容の主なものは、①合金は複合混合物として特別な特性を有するものである。

３.

過去における新聞報道や調査実施例

ステンレス製品からのニッケルを含む金属の水への浸出に関しては、国内で 4 件 1）、3）〜5）、海外では 5 件 6）〜10）の調査結果が報告されている。

平 13（2001）‑9（ 3 ）日本国内では、ステンレス製器具および食器からの金属の浸出が、1983 年および 1996 年に報告されている。これらは食品衛生上の懸念から
国立衛生研究所

5）

および大学

4）

４.

合金元素浸出評価分科会の活動経緯

ステンレス協会

市場開発技術企画専門委員

会では、前述したＳＵＳ316 鋼管からのニッケルで調査されたもの浸出に関する新聞報道に対し、より正しい条のであり、食品衛生法に定める溶出溶媒（4％酢件での調査が必要であると認識し、また、世界酸溶液）を用いたＳＵＳ304 からの浸出金属は、的なニッケルの有害性への関心の高まりを受け

いずれもＩＣＰ発光分光分析装置では、検出感て、平成 12 年度の事業計画として、ステンレス度以下の量であった。

鋼の合金元素しかしながら、飲料水関連に関しては、水道浸出評価分科会を平成 12 年 4 月に発足させ、平法の改正により、厚生省は、給水装置の構造・成 13 年 3 月まで、計 9 回の検討会で、試験水準材質基準（平成 9 年厚生省令第 14 号）を制定し、の策定、試験機関の選定、試験結果の評価等を人の健康に影響があることから、給水装置関係行った。

実態調査

1）

(平成 10 年 3 月)を行った。この調査におけるＳＵＳ316 鋼管を用いた試験結果では、厚生省水質基準値（0.01mg/l）を超える 0.037mg/lのニッケルの浸出があったことが報告され、新【合金元素浸出評価分科会の検討の歩み】
合金元素浸出評価分科会における、検討会の内容および参画メンバーは、下表の通り。

聞2）にも報道された。但し、この調査では、サンプルに対する洗浄等の予備処理条件、コンデ５.

ィショニングを含めたテスト条件等、不明な点５．１が多く、その後の追跡調査も不可能となっており、データの信憑性には、甚だ疑問がある。

浸出試験について浸出試験に関する基準について

日本国内における水道施設の技術的基準を定める省令として、以下のものがある。
①厚生省告示第 45 号

資機材等の材質に関する試験基準（平成 12 年 2 月 23 日告示、同年 4 月 1 日施行）［検討会の内容］
検討会

実施日

第１回

平成12年 4月18日(火)分科会活動方法についての討議

第２回

平成12年 5月18日(木）情報交換及び分科会活動案の討議

第３回

平成12年 6月12日(月)ニッケルの環境基準・規制動向等の情報交換

第４回

平成12年 7月12日(水)試験方案の検討

第５回

平成12年 8月23日(水)試験機関の絞り込み

第６回

平成12年 9月20日(水)試験機関（千葉県薬剤師会検査センター）との打合せ

第７回

平成12年10月25日(水)試験水準の最終検討

第８回

平成13年 2月 6日(火)試験結果の報告と今後の方針検討

第９回

平成13年 3月22日(木)配管に関する追加試験結果報告、最終まとめ討議（ 4 ）

主要な討議事項−ステンレス−

【分科会参画メンバー】
役

名

会

主査

ＮＫＫ

鉄鋼技術センター次長

副主査

住友金属工業㈱

参事

委

川崎製鉄㈱

ステンレス特殊鋼セクター室

員

社

名

役

職

ステンレス・チタン技術部

担当次長

主査

ステンレス営業部〃

新日本製鐵㈱

〃〃

〃

〃

〃

大同特殊鋼㈱

〃

日新製鋼㈱

〃

日本金属工業㈱技術開発本部研究室〃

日本冶金工業㈱技術サービス部〃〃

ステンレス商品技術グループマネジャー
鉄鋼研究所
鋼材第一研究部

主任研究員

環境部
地球環境対策グループマネジャー
研究開発本部特殊鋼研究所高合金研究室
ステンレス総括部
ステンレス総括チーム

技術部

主任部員
主任

次長

部長

②給水装置の構造及び材質の基準に関する省
令名

厚生省告示第 111 号

氏

名

国定泰信

宇野秀樹

山本準一

高畑繁則

金子道郎

古山輝夫

清水哲也

宇都宮武志
浅野昌樹

池田克己

栗栖一之

び 316 について 2 種類の表面状態（2Ｂおよび 600番研磨）を有するサンプルにて、厚生省が定め（平成９年４月２２日告示、同年１０月１日施行）た水道施設の技術的基準を定める省令（厚生省③日本水道協会規格令第 15 号）を受けた資機材等の材質に関する試

Ｚ108

水道用資機材−浸出試験方法

験である厚生省告示第 45 号に準拠したテストを（平成１２年３月２７日規格制定、同年４月１日施行）実施した。なお、一部のサンプルについては厚尚、日本水道協会規格Ｚ108 は、厚生省告示第生省告示第 111 号に準拠した温度、時間でのテ45 号を受けて規定されたものであり、内容は同じである。諸外国においては、①英国規格（British Standard）№7766（BS7766 : 1994）（平成 6 年 10 月 15 日施行）がある。

ストも行った。
又、本試験結果の諸外国への有用性を考慮して、ＢＳ7766 に準拠した試験も合わせて実施した。
試験水準は、合計 25 水準（含む空試験 2 水準）を選定した。さらに給水装置を考慮して、鋼管（材質

ＳＵＳ31620Ａ）についても、厚生省告示第 45 号に準拠した試験を実施した。
５．２

試験水準の絞り込み浸出試験は、ステンレス協会が所持する腐食試験サンプルを使用し、鋼種ＳＵＳ304、およ平 13（2001）‑9

なお、試験は第三者機関である(財)千葉県薬剤師会検査センターに委託した。
分析金属および計測手段は次表の通りである。
（ 5 ）［分析金属および計測手段］
分析金属

鉄

ニッケル

Ｔ‑クロム※

マンガン

モリブデン

分析方法

ＩＣＰ法

ＩＣＰ‑ＭＳ法

ＩＣＰ‑ＭＳ法

ＩＣＰ法

ＩＣＰ‑ＭＳ法※：トータルクロム（６価クロム＋３価クロム）
表２
サンプル

鋼種304

液温度
約23℃
90℃

鋼板約23℃
31690℃

鋼管

31623℃

浸出試験結果

【単位】

ニッケル

鉄

Ｔ‑クロム

0.00020.003

0.0005〜0.0003〜0.007〜0.0016

不検出0.0040.00020.003〜0.0018

mg/l

マンガン

モリブデン

不検出

−

0.00230.0021−0.00050.0007〜0.0015〜0.0009

0.00070.00020.003

0.00160.00070.0013〜0.0014〜0.006〜0.0028〜0.0016〜0.00220.0011〜0.0029

水道施設の技術的基準を定める省令

−

0.03

0.005

0.005

−

水質基準および指針値

0.01a）

0.3b）

0.05b）

0.05b）

0.07c)

水道施設の技術的基準を定める省令（水に接する資機材等の浸出液基準）：厚生省告示
第 15 号（平成 12 年 2 月 23 日）a）

厚生省飲料水c)

環境庁水質基準５．３

要監視項目指針値b）

厚生省飲料水

基準値

要監視項目

試験片洗浄

精製水で 3 回洗った。

本試験におけるステンレス鋼からの浸出金属
イオン濃度は、極めて微量であることから、試５．４

験片表面に残存している付着物によって試験結果が影響されることが考えられる。し たがって、千葉県薬剤師会検査センターで実施した試験結果を、表 ２に示す。

試験片表面の洗浄は、まず、試験片を特級のアセトン溶液中に浸漬し、10 分間の超音波洗浄を試験結果の概要

これらの試験結果の概要は以下の通りである。

行った（洗浄時間については、洗浄時間を変化させた試料表面の付着物のＳＥＭ観察を行い、(1)鋼板付着物が極めて少ないとの観点より、10 分間と①

厚生省告示 45 号に準拠した試験（コンディした。）つづいて、特級のエタノール中で１分間ショニング有り、23℃、浸出時間：3 日間）の超音波洗浄を行った。さらに厚生省の告示第において、ＳＵＳ304 及びＳＵＳ316 はいずれ45 号に準拠して、水道水で 1 時間洗い、その後、も各金属元素の浸出イオン濃度が極めて低く（ 6 ）−ステンレス−

厚生省令 15 号の資機材基準値（ Fe、T‑Cr、Mn）（2）鋼管

及び水質監視項目指針値（Ni、Mo）をかなり2 種類のＳＵＳ316 鋼管（繰返し数：各 2）を下回る値を示した。比較としてコンディショ用いて厚生省告示 45 号に準拠した試験（コンデニング無しの試験も実施したがほぼ同様に良ィショニング有り、23℃、浸出時間：16 時間）好な結果が得られた。

を実施し、Ｎｉの浸出イオン濃度を測定した。
いずれの鋼管においてもＮｉの浸出イオン濃

2Ｂ仕様サンプルのみＮｉの浸出イオン濃度度は低く、指針値をかなり下回る値が得られた。

がやや高めの値を示した。但し、その値は指また、繰り返しによるばらつきも殆ど認められ針値の 1/5 程度であった。

なかった。これまでに得られている試験結果と②

ここで、コンディショニング無しの SUS316、ＢＳ7766 に準拠した試験（24℃、浸出時間の比較から、試験にあたっては試験前の試験片：14 日間（分析は最終の 24ｈ浸出液で実施)）

洗浄を丁寧に行うことが重要であることが示唆においても両鋼はいずれも各金属元素の浸出された。なお、鋼板のＮｉ浸出イオン濃度は鋼イオン濃度が極めて低く、浸出溶液を厚生省管よりも低めの値を示しているが、これは鋼板告示 45 号に変えても同様に良好な結果が得ら試験と鋼管試験での比液量の違い（鋼板試験/鋼れた。但し、コンディショニング無しのＳＵ管試験≒15）によるものであり、試験片単位面

Ｓ304、2Ｂ仕様サンプルのみＴ‑Ｃｒの浸出積当たりの浸出量で計算すると両者の値はほぼイオン濃度がやや高い値（基準値の 1/3 程度）同等となる。

を示した。
③

厚生省告示 45 号に準拠した試験において試

６．

結論

験温度と試験時間のみ厚生省告示第 111 号（90

今回の試験結果から、厚生省告示 45 号及びＢ℃、16 時間）とした試験では、いずれの鋼種、Ｓ7766 に準拠した試験においては、ＳＵＳ304

条件においてもＴ‑Ｃｒの浸出イオン濃度がおよびＳＵＳ316 からのＮｉ、Ｆｅ、Ｔ‑Ｃｒ、高めの値（基準値の 1/2 程度）を示した。まＭｎおよびＭｏ（ＳＵＳ316）の浸出イオン濃度

た、コンディショニング無しのＳＵＳ316 ではは低く、いずれも資機材基準値、水質監視項目

2Ｂ仕様においてＮｉの浸出イオン濃度がや指針値を十分にクリアし得ることを確認した。

や高めの値を示した。但し、その値は指針値の 1/7 程度であった。また、コンディショニング無しのＳＵＳ316 は表面仕様にかかわらずＭｏの浸出イオン濃度がやや高めの値（指針値の 1/50 程度）を示した。
以上の結果から、厚生省告示 45 号およびＢＳ7766 に準拠した試験においてＳＵＳ304 およびＳＵＳ316 は、コンディショニングの有無にかかわらずいずれも良好な耐浸出性を有することが確認された。

平 13（2001）‑9【参考資料】
1) 給水装置関係技術実態調査報告 平成 9 年度
厚生省受託
平成 10 年 3 月 (財)水道技術研究センター
2) 設備産業新聞 平成 10 年 4 月 27 日
3) ステンレス溶接鋼管の水質に及ぼす影響 ス
テンレス協会屋内配管開発小委員会
昭和 50 年 1 月 公害技術研究所
4) ガスクロ法によるステンレス製食器により溶出するクロムの挙動の検討 環境中 の金属に関する研究（第 4 報） 昭和 58 年 5 月 金沢大学薬学部
5) ステンレス製器具および食器からの金属溶出
平成 8 年 10 月 国立衛生試験所

（ 7 ）

6)

7)

8)

Manufacture,Processing and Use of Sta‑
inless Steel : A review of the healtheffects Eurofer report
January1999 University of Birmingham
Behavior of Ferritic, Austenitic andDuplex Stainless Steels with different
surface finishes in tests for metal
release into potable waters based uponth procedure BS7766 : 1994
British Steel plc. Avesta SheffieldA study of potential for the migration（ 8 ）of Metals from Stainless Steel systems
into chlride and hypochlorite bearing
waters British Steel plc.
Avesta Sheffield
9) Nickel Migration from Chromium‑Nickel
Stainless Steel exposed to potablewater Mannesmannrohren‑Werke AG,
10) Co‑normative research on test methods
for materials in contact with drinking
water Metallic Materials final report
January2000 CRECEP, Kiwa, LHRSP,
DVGW/TZW,WRc−ステンレス