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マルチフェロイック合金： . 廃熱発電 ニッ ケ ルとそ の 用 途 の 情 報 誌 家庭に根付いたニッケル： . 快適な生活をサポート ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) 微量栄養素ニッケル： . アンモニア転換に基本的に重要 中国 酪農産業のニーズに応えて NickelMagJapaneseDec11.indd 1 12-02-01 9:03 AM iStock photo © Alex Slobodkin ウェブサイトの刷新 ニッケル協会のウェブサイトが新しいデザインで新たに立ち上げられました： 初めての人に使いやすい画面、強力な検索機能、資料の簡潔明瞭な表示 www.nickelinstitute.org ニッケルの社会と環境に責任ある生産、使用とリサイクルによる再利用 に関する情報の提供 NickelMagJapaneseDec11.indd 2 12-02-01 9:03 AM 写真提供：KOHLER。 スタッカート キッチン シンク ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) ニッケルとその用途の情報誌 発行：ニッケル協会 プレジデント：Dr. Kevin Bradley 編集発行人：Stephanie Dunn [email protected] デザイン： Constructive Communications, Design 住所： Nickel Institute Nickel Institute Eighth Floor Avenue des Arts 13-14 Brussels 1210, Belgium Tel. 32 2 290 3200 [email protected] ニッケル誌オンライン予約： www.nickelonline.org/subscribe 本誌は読者への一般情報提供を目的としており、 しかる べき助言を確保せずして、いかなる特定の目的あるい は用途のために使用もしくは依拠されるべきではない。 本誌は専門的に見て正確であると信じられるものであ るが、ニッケル協会とその会員、 スタッフ及びコンサルタ ントはあらゆる一般的な、 もしくは特定の目的のための 適合性について、何ら表明もしくは保証するものではな く、 また本書に示されている情報に関して、いかなる種 類の義務もしくは責任を負うものではない。 ISSN 0829-8351 印刷：カナダ。再生紙使用。 iStock photo © Alex Slobodkin 表紙： 写植：Constructive Communications 牛の写真：ニッケル協会のためにVicki Saundersが撮影 iStock Photos: © joingate © fcknimages © paci77 © Dmitry Naumov 目 次 今号の焦点 . 家庭内に根付いたニッケル . . . . . . . . 3 特 集 中国の酪農 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5 家庭はニッケル製品がある場所 . . 8, 9 注目される用途 水回り製品 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6, 7 キッチンの中心であるシンク . 12, 13 ステンレス鋼のリサイクル . . . . . . . . 14 必須ニッケル . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 ニッケルと技術革新 ニチノールのアーチ・ワイヤー . . . . 10 フェロイック合金 . . . . . . . . . . . . . . . 15 ニッケルを知ること 塩化ニッケル . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 UNS詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 ウェブサイト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 家庭内に根付いたニッケル 我々は、ニッケルが卓越した革新的な役割を現代産業において果たしていることを知 っている。 この雑誌は一貫してより劇的なあるいは最先端の応用の多くを網羅してきた が、 しかし、 より通常で家庭内用途についてはどうだったであろうか？これらについては 見落としている傾向がある。今回のニッケル誌はその不均衡が除かれるように企画さ れている。 そして、始めるのにキッチンより適切な場所はあるだろうか？キッチンの中にはセラミ ックや鋳鉄のボールや調理道具の場所がある。 しかしながら、家庭で作られようが、 レ ストランやカフェテリアで作られようが、 日々の食事はニッケル含有ステンレス鋼に依 存している。 カトラリー、ポット、鍋、容器はステンレス鋼でできているたくさんのキッチ ン用品の僅かな例でしかない。8ページでの記事が説明しているように、ニッケルは驚 く程多くの小さな家庭用製品や電気器具の中にも隠されている。 実際上、 そのような器具はどの道おそらく間違いなく全部の中で最も大切な「設備」 、 キ ッチンのシンクに関連している。 ここは調理や飲用の水を得る場所で、果物や野菜と同 じくキッチン用品や小さな家庭用品を洗う場所でもある。 シンクの寿命は長く頑丈なも のである。 それは落下や摩耗、熱さや冷たさ、酸やアルカリに耐えなければならないし、 そして終始頻繁なクリーニングに持ちこたえなければならない。我々は、12ページの「 キッチンの中心であるシンク」 でいかにこれらすべてが可能なのか気づかされる。 キッチン内外での家庭生活に強く関連しているのが配管系設備である。 どこでも水の あるところ、そしてその流れを制御する必要のあるところでは、ニッケルが優れた特長 を出す好機がある。 それらは美的な特長（「艶消しニッケル」は近年人気があるようであ り、光沢クロム仕上げは下地のニッケルに依存する）や実用的な特長(健康な家庭の環 境に不可欠な靭性、耐久性、清浄化可能性の確保)であろう。 これらすべては、6ページの 「配管系設備」 で捜し出せる。 家庭生活に言及するその他の記事は、強い骨と歯を作る牛乳の安全な製造をいかに ニッケルが支えているか（4ページの「中国の酪農」） 、そして、ニッケルの歯科矯正ワイ ヤの使用がいかに歯をまっすぐにするのに役立っているか（10ページの「ニチノール のアーチ・ワイヤ」） を示している。 我々はまた家庭の場面をあえて超えて、ニッケルの健康な木への役割を、 さらに将来的 廃熱発電へのニッケルの役割を、加えて、金属という脈絡の中で 「リサイクル含量」が何 を意味するのかを探る。 これらの全ての記事が示すところは、想像以上にいろいろな形 で健康で持続可能な生活にニッケルが使われ働いているということである。 Stephanie Dunn Editor, Nickel Magazine ニッケル誌、編集者 ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) NickelMagJapaneseDec11.indd 3 ニッケル: 焦点 3 12-02-01 9:03 AM 4 特 集 NickelMagJapaneseDec11.indd 4 iStock photo: Girl © Thomas Perkins, milk background © craftvision iStock photo: Milk pitcher © Valentyn Volkov, baby bottles © MARIA TOUTOUDAKI, Ice cream © Okea, Cheese © Ivonne Wierink-vanWetten, ricotta © paci77, cheese © Petro Korchmar 中国 全土の酪農のために ニッケル含有ステンレス鋼は中国の酪農に役立つ ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) 12-02-01 9:03 AM 中 国は非 常に短 期 間で世 界 一 流の酪 農製品生産国の仲間に入った。2010年 の牛乳生産量は3740万トンに達し、中 国は世界第3位の牛乳生産国となった。 現在の5ヵ年計画(2013年に終了)では 4,800万トンになる見込みである。この 結果、中国における牛乳及び乳製品の 処理加工でニッケル含有ステンレス鋼 られる。つまり、牛乳の充填ラインを含め 加工工程のすべての設備がステンレス の使用が激増した。 でできている。 中国の酪農生産の爆発的な成長は挑戦 なくしては起こらなかった。3年前、乳製 ステンレス鋼の多くの利点がステンレス 品に不純物が混じっていたことが発覚し 鋼を牛乳生産用の材料として必要不可 た時、国民の信頼が損なわれた。中国の 欠で代替不可能なものにしている。これ 牛乳加工業者は、混りけのない安全な ら利点の中でも主たる点は清浄可能な 製品が必要であることに長いこと気づい ことである。牛乳生産工程のすべての段 ており、2008年の事件が、加工業者の 階で設備は熱水で清浄にする必要があ 純粋で安全な牛乳であるという品質保 る。牛乳と接触する関連設備の表面はす べてステンレス鋼である(清浄がもっと難 証に対する責任を強めた。 「当協会の会員企業の生産設備はすべ しい一部のゴムの部分は除いて)。 ステンレス鋼は、搾乳機械そのものから 牛乳生産の全工程で使用されている。生 乳はステンレス鋼製の管を通ってステン レス鋼製のタンクに集められ、その後、 牛乳を4度以下に冷却するステンレス製 の冷却装置に送られる。そこからステン レス鋼製の管を通ってステンレス鋼製 の貯蔵タンクにいく。スキムミルクやバタ ーを作るために、牛乳は温度５０℃と６ ５℃の間で分離が起きるステンレス鋼 の分離機にステンレス鋼管を通して送 ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) NickelMagJapaneseDec11.indd 5 中央の写真提供：孙智慧 (Dr. Zhihui Sun) and卜迟武 (Dr. Chiwu Bu) 牛乳生産でオーステナイト系ステンレス 鋼を使用しているおかげで、安全で高品 質な乳製品を保証する処理工程が改善 されており、生産性があがったことで乳 製品のコスト全体が引き下げられる結果 となった。 ステンレス鋼の他によく知られている利 点は耐食性である。熱水を使った洗浄 剤と殺菌剤が設備を衛生的にするため に使われる。 このような化学物質は腐食 性であり、これがニッケル含有ステンレ ス鋼の304系(UNS S30400)と316系 (UNS S31600)が採用される理由であ る。事実、 これらの合金は、酪農だけでな く食品産業全体で製品が接触する材料 として中国の規格となっている。 これらニッケル含有ステンレス鋼には、 耐用寿命が長く、加工が容易、入手し易 いといったさらなる利点がある。また、 牛乳の生産、貯蔵及び流通の全工程で 304と316タイプは牛乳が容器との相互 作用により汚染されたり、風味が損なわ れるのを防いでいる。 IStock Photo © P_Wei てステンレス鋼であふれている。」と中 国食品包装機械産業協会の副会長であ り、ハルピン商業大学軽工業学部の教 授であるDr. Zhihui Sunは言う。 「会員企 業は、ステンレス鋼は寿命が長いことに 加え、乳製品の安全性を確実にするもの であることを知っている。ステンレス鋼 は清浄で衛生的にするのが容易である。 中国の酪農産業はステンレス鋼に依存 している。彼らはステンレス鋼を信頼し ている。」 IStock Photo © Tanuki Photography 「生産者は、 ステンレス鋼は寿命が長いこと に加えて乳製品の安全性を確かなものにす ることを知っている。 」 ニッケルは乳牛が食べる牧草地の牧草 にとって必須の微量栄養素であるので、 牛乳中には天然でかつ必然的成分とし てニッケルが含まれている。 中国の現在の経済成長と食習慣の発展 を考えると、牛乳と乳製品の消費が今後 も増加することは確かである―ニッケル 含有ステンレス鋼が酪農やほかの産業 において果たす役割がますます重要に Ni なることが確かなように。 ステンレス鋼は牛乳の全生産工程で使用され ている。 生乳はステンレス鋼製の管を通ってステンレ ス鋼製のタンクに集められ、その後、牛乳を4 度以下に冷却するステンレス製の冷却装置に 送られる。 そこからステンレス鋼製の管を通っ てステンレス鋼製の貯蔵タンクにいく。 特 集 5 12-02-01 9:03 AM 水回り製品 オールステンレス：もはや単に公共施設だ けのものではない 画像提供：KOHLER 「……豪華なバスル ームを求める人々 は、“外観の美しさだけ ではなく清潔さで”材 料を選択する。 」 ニッケル合金はいつもキッチンやバスルー ムで大きな水しぶきをあげてきたが、その 波紋は大部分の家庭で見出されるステンレ ス鋼のシンクやニッケルメッキの蛇口を越 えて広がっている。古いことわざの「なんで もかんでも」(直訳は(移動が困難な)キッチ ンのシンクを除いてすべて)は改める必要 がある。つまり、 「あらゆるものとキッチン のシンクについて考えなさい」 向にあった。もっと丈夫なクロムめっきに 取って代わられた。Kohlerによれば、ニッケ ルは、PVD(物理蒸着)として知られる改善さ れ た 仕 上 げ 工 程 の 発 達 により復 興し た。PVDプロセスはクロムより耐久性と耐 摩耗性のある被覆ができる。最近では、研 磨やつや消ししたニッケル仕上げはキッチ ンやバスルームの蛇口に使われる最も人気 のある選択材料のうちの二つとなってい る。(後者は水のしみや指紋を隠すマット仕 上げである。) ームを探している人々は外見の美しさだけ でなく清潔さで材料を選ぶ。」と付け加え Kohlerは、その不可欠な構成部品がステン る。ステンレス鋼の製品は、一般的にガラ レスである斬新なハイテクのトイレを作っ ス光沢の磁器製の同等のモデルと比べて ている。リモコン式のNumiTMトイレは、ビ 約三分の一以上高い。 デの洗浄及乾燥用の管が格納式のステンレ ス製でプログラム制御でき自動洗浄する。 ステンレス鋼はまたキッチン用のシンクで も新しいデザインのものが登場している。 ウイスコンシン州にあるバスやキッチン用 品の大手であるKohler Co.のようなメーカ 商業施設や公共施設で一般に見られるオ ーは現代のキッチン用に好まれる流しが下 ールステンレスの水回り製品が家庭に移動 部はめ込み式で前面張り出しのモデルを し、そこで大胆なデザインを発表している。 製造している。 ロサンジェルスの北米で最大の水回り製品 製 造 業 者 の ひ と つ で あ る A c o r n 従来のカウンタートップはめ込み式シンク Engineeringは、1950年代以降、学校や刑 がモデルチェンジされ、Kohlerは現在、上 務所用に作られた金属のトイレやシンクの 品なカーブが特色のSwerveTM モデルや デ ザイン を 変 更し 、3 0 4タイプ ( UN S 流しがカウンタートップより数インチ高い S30400)ステンレスを加工したものをシリ 長方形のVerityⓇモデルを売り出している。 ーズ化した。 蛇口といえば、一世紀前はニッケルめっき AcornのNeo-Metro部門は、継ぎ目なしで の真ちゅうが役立つ組み合わせであったが、 化粧台のトップにつながるステンレス鋼の 金属めっきは時とともに徐々になくなる傾 洗面台の他にトイレや輝くバスタブ、シャ ワーとビデも製造している。静電気を応用 した明るい原色の焼きつけ仕上げが特注 の外観に応じて加えられる。 ニッケルは浴室用品では依然とし人気があ る材料である。例えば、世界最大の水回り 製品メーカーの日本のTOTOは、つや消し や研磨されたニッケル製で多数のデザイン の棒状やリング状のタオル掛け、バスロー ブ掛けやペーパーホールダーを提供してい る。シャワーヘッドや蛇口が同社の水回り 製品に加わりこれは新しいハンドフリーの 節水蛇口シリーズのEcoPowerTMに含まれ る。 Ni 「私の選択材料はステンレス鋼である。」と Neo-Metroの営業部長でAcorn の創業者 の孫である Kristin Kahle は言う。NeoMetroはナイトクラブ、レストラン、ホテルに 販売しているが、水回り製品の清潔で流れ るようなラインやヨーロッパスタイルに魅 力を感じる一般住宅の顧客に隙間需要が あることを見出した。 ３．KohlerのBachataⓇの下部はめ込み式 の洗面台 「長い間、ステンレス鋼は高額製品とされて きた。」とKahleは言及し、 「豪華なバスル 6 注目される用途 NickelMagJapaneseDec11.indd 6 次ページの画像 w １．Neo Metroのデザインによるこのユニ ークな日本の深く浸かることができる 浴槽は厚肉のステンレス鋼でできてお り、屋外のバス用にはぴったりである。 ２．MiniLoo: この魅力的な「mini」 トイレ は狭い空間にぴったりである。NEO Metro製。 ４．お湯の温度を何時間も一定に保つた めの二重壁断熱が特色のワンピース 構造のバスタブ。Neo Metro製。 ５．Numiトイレの格納式ステンレス製ビ デ管 ６．光沢を薄くした設計の梨地仕上げステ ンレス鋼の洗面台。壁掛け式の樹脂製 デッキ。Neo Metro製。 v KohlerのハイテクNumiトイレ ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) 12-02-01 9:03 AM 1. 2. 3. 4. 5. 6. ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) NickelMagJapaneseDec11.indd 7 注目される用途 7 12-02-01 9:03 AM 家庭はニッケル製品がある場所 ニッケルがいかに快適な生活をサポートするのに役立っているか どの家でもちょっと見渡せば、必ずステンレス鋼やそのほかのニッケ ル合金でできた製品のたくさんの例を見ることができる。 それらはキッチン用品を飾るパネルでキラリと光り、流し台や水道 の蛇口に光沢のある輝きをもたらし、引き出しやキャビネットにしま われているポットや鍋、食器類やキッチン用器具に清潔さと耐久性 を加えている。もっと近寄ってみれば、食器洗浄機の内側、衣服乾 燥機のドラムにステンレス鋼を見 出すであろう。また、中庭で作業 中でさえもステンレス鋼がガスバ ーベキューの道具を風雨から保護 しているのを見出すであろう。 る前に完全に滑らかになるように磨かれる。 その他にニッケルはもっと手じかなところで使用さ れている。携帯電話の金属ケースや他の外側の部分は、現在よくス テンレス鋼で作られている。最新のブラックベリーのモデルの一つ であるBold 9900の周囲はコントロールボタンを組み込んだステン レス鋼の縁でできており、一方、2011年に発売されたAcer Liquid E Metalスマートフォンの特徴は、 裏側が指紋による腐食を防止する ために塗装を施したステンレス鋼 である。Pascal Payet-Gaspard事 務局長は、ステンレス鋼はほぼ確 実にコンピュータ、電話、タブレッ ト、その他のハイテク装置の内側 の電子部品の多くに見つかると指摘している。 「ステンレス鋼の機械的特性及び耐 久性がステンレス鋼を機能的にしてい る上に、 また美しいものにもしている。 」 しかし、こうした例は、我々が毎日 「一般の人々には目につかない、よく知られていない用途がたくさ んある。」とブラッセルのISSF(国際ステンレス協会)のPascal PayetGaspard事務局長は言う。 「ステンレス鋼の機械的性質と耐久性が ステンレス鋼を美しくするとともに機能的にしている。」 消費財はステンレス鋼生産者には成長分野である。フィンランドの 製造業者Outokumpuは、2010年の年次報告で、ケータリングや電 化製品分野のステンレス鋼消費は2009年の不景気な時でさえ増加 したと指摘している。消費財部門の世界の需要は、中国やインドと いった新興マーケットのより高い成長率により2010年にはさらに14 ％の増加となった。 ドイツの金属市場調査会社のHeinz H. Pariserの調査では、電気製 品の割合はニッケル生産の12％を若干上回り(約155,000トン)、その 大部分はステンレス鋼での家庭用電化製品であったと推定されてい る。総生産の約5％は、ニッケルの耐食性のほかに伝導性、磁性及び 遮蔽性を利用して合金の形で電子部品を作るために使用された。 ニッケルは、アイロン、ホットプレート、オーブントースター、グリル、 電気毛布、ベースボードヒーター、はんだごてといった一般の電気製 品の加熱コイルやヒーター部に見られる。これらのニッケル‐クロム 合金はニッケルを20％から80％含有することができ、酸化防止が可 能なものや温度が1,250℃(2,280℉)までその形状を保つことが可 能なものもある。 ニッケル含有36％から42％の低熱膨張ニッケル‐鉄合金、例えばイ ンバー(UNS K93600)は長年、サーモスタットやそのほかの温度調 節装置のバイメタルに使用されてきた。それらはまたアイロンやトー スターといった小さな電気器具、電子部品、コンピュータのモニター にも見出される。 ニッケルはコンピュータのハードドライブのディスク型データ保存プ ラターの製造に重要な役割を果たしている。アルミのプラターはニ ッケル‐リン合金でめっきし、そのあと磁気データ記録層が作られ 8 特 集 NickelMagJapaneseDec11.indd 8 ニッケル含有ステンレス鋼は、その他の日用品、例 えばベッドルームの腕時計やイアリ ン グ の 小 さ な ス プ リン グ か ら ガ レ ー ジ に お か れ た ゴ ルフク ラブの ヘッド に いたるま で、主 要 材 料 として使 用 され て い る 。I S S F の ウ エ ブ サイト (www.worldstainless.org)には、バック ル、ペン、懐中電灯のケース、キーホール ダ―、時計の裏側やバンド、温水タンク、 スイミングプールのフィルターと固定具を 含む他の多種多様な用途に言及している。 キッチンよりもニッケルが普及している場所は 他にない。Outokumpu社のための技術文書は食 品の調理では耐食性と衛生に対する要求が高いこと が、ステンレス鋼をキッチン用品用として「間違いなく選択される材 料」にしていると明記している。 しかし、キッチンでのステンレス鋼の用途は主要電化製品、流し台、 ポットや鍋以外に注目を集める方法で広がりつつある。市販のキッ チンにモダンでしゃれた外観を求める住宅の所有者や内装設計者 は、カウンターの表面、汚れ止めパネル、棚、調理台、カートやレンジ フードに、そしてクラッド鋼あるいはオール金属のキャビネット用で さえもステンレス鋼を選択している。 「ステンレス鋼製のモダンなキ ッチンを持つのが流行している。」とPayet-Gaspardは言っている。 インディアナ州のStainless Steel Kitchens(www.stainlesssteelkitchen.com)は、例えば、屋内及び屋外用の調理場のキャビネットを 特注で製造しており、消費者にステンレス鋼合金はリサイクルが可 能で、毒性がなく、化学物質アレルギーのある人には理想的な選択 であることを再認識させる。また、デザインの傾向を追っているウエ ブサイトwww.kitchens.comでは、ステンレス鋼のシルバーグレーの 色が室内の他のものからの光や色を反映して中間色の背景の役割 を果たすと指摘している。 ステンレス鋼のきらめきの若干はずらりと並んだ家庭用品により部 Stand Mixer image KitchenAid™ , U.S.A. 使用する消費財におけるニッケル 合金のもっとも顕著な用途に過ぎないーそしてそれらはニッケル含 有材料が現在、家庭でどんなふうに使用されているか、その輝く表 面の上っ面をなでただけである。 ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) 12-02-01 9:03 AM istock photo: house © Ana Vasileva, iron © Pavel Konovalov, toasteroven © angelo gilardelli, pots © umit emre gungut, data phone © Alex Slobodkin, thermostat © Gordon Ball, appliances © alxpin , CD © Emilio Gelosi 屋に加わえることができる。オンライン小売業者(www.thestainlesssteelstore.com)は、多数のステンレス鋼製品の傘立て、ワインラックや ヒップフラスク(携帯用酒瓶)から小鳥のえさ箱や庭用のじょうろに至 るまで、またオフィス用のホッチキスといった製品まで提供している。 ラウンジチェアー画像提供：NAUTINOX LIVING 製造業者は家庭におけるステンレス鋼の新たな用途を今後も見つ けていく。ISSF出版物の新規用途2011年版は、304タイプ(UNS S30400)を使った植物薬調合用器具やコメ洗浄器、また研磨された 316タイプ(UNS S31600)を使った管状の枠のしゃれたヨーロピアン スタイルの中庭用家具も特集している。冷延ステンレス鋼でできた 頑丈な枠のドイツ製グラス陳列ケース ー ニッケル含有合金にぴっ Ni たりの陳列ケースもある。 ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) NickelMagJapaneseDec11.indd 9 特 集 9 12-02-01 9:03 AM r ワイヤの超弾性特性が弱い連続 的な力となり、それによって患者の不 快はずっと小さくなる ニチノールのアーチ・ワイヤ 有効性の確立 歯科矯正学におけるニッケルーチタンによる大進歩を祝って 十年以上前の超弾性Nitinol® (UNS N01555)ワイヤの歯科 矯正学分野における導入は「信じられない天恵」であったと カナダ歯科矯正学会の元プレジデントのDr. Robert Cramが 述べている。超弾性ワイヤは冷えている時には容易に伸びる が、暖められると自然に縮む。 この性質は次第に歯を適正な 位置に引き寄せる。 代表的な重量パーセントでニッケル54.5-57%、チタン4345.5%のニッケルーチタンのアーチ(歯列弓)・ワイヤは、かつ て美容や臨床の理由で歯をまっすぐにする、あるいは矯正す るために使用されたステンレス鋼歯科矯正具をほとんど取って代わってしまった。体温 によって暖められた時ワイヤを縮小し元の形に戻らせる熱活性化過程を強化するため に、時には少量の銅あるいは他の元素が、合金に加えられる。 「なんと素晴らしい発明なんだろう。」 「我々はいつも正しい柔軟性 Cramは言っている。 を持たせるためにあらゆる種類のステンレス鋼をいじりまわさざるを得なかったが、形 状記憶効果は決して得られなかった。 」 もうひとつの超弾性ワイヤの著しい利点は、 ステンレス矯正具とほぼ同等な不快さは生 じさせない点である。 それは従来の矯正具を締め付けるときの強い、瞬時の力よりは、 こ のワイヤは遅く、変化のない一様な圧力が働いているからである。 アーチ・ワイヤが患者 の口の中にセットされると温度が周辺体温まで上昇し、ニチノールを原寸まで低い連続 的な力で縮まり、徐々に歯を目標位置に引き寄せる。 「昔は、アーチ・ワイヤを四週ごとに変えていたが、ステンレスのワイヤを着けた時は、 「それに反して、新しい 二三日間非常に痛いということもあり得た。 」 とCramは思い出す。 ワイヤは、変えなければならないまでの20週間放置可能である。 」 「超弾性ワイヤはステンレス鋼矯正具より数倍高価であるが（実際上、同様な処置の倍 の歯科矯正コスト）、時間消費と不快さがないことで余計なコストも引き合う。」 とCram は言う。彼は、彼のケースの99% で超弾性ワイヤを使用している。 そして、歯科治療が患 者の歯列弓を拡張する必要がある場合にのみ、ニッケル含有ステンレス鋼を使用して いる。 超弾性ニチノールの歯科矯正学分野におけるそのほかの応用としては、六か月で6 mm まで歯を動かすことによる不均等間隔の矯正やねじれ力を活かして捩じれ歯を適正方 Ni 向へ戻すことなどがある。 10 ニッケルと技術革新 NickelMagJapaneseDec11.indd 10 写真提供：3M UNITEK 結果として、歯科矯正医に毎月行くところが四半期に一回ということに変わっている。 ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) 12-02-01 9:03 AM 塩化ニッケル NiCl2 – 多目的の高生産量化学品 これは、ニッケル化学品にスポットライトを当てた一連の四つの記事の最後 です。塩基性炭酸ニッケル、硫酸ニッケル、水酸化ニッケルについてはすで に記事になっている 塩化ニッケルNiCl2 説明 一般の塩化ニッケル・六水和物(NiCl2.6H2O)は、結晶あるいは液状で薄青色からエメラル ドグリーン色へと変化が多い。塩化ニッケルは吸湿性が強く、液状になる(潮解)まで周辺 空気中の水分を吸収する。無水形は淡黄色である。塩化ニッケルは液状でも販売される。 生産 塩化ニッケルは、 「高生産量化学品」 として分類される、年間生産量が1,000トンを超す四 つのニッケル化学品のうちの一つである。 その他は、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、塩基性 と見積 炭酸ニッケルである。世界の塩化ニッケル生産量はNiCl2換算で12,000ﾄﾝ（2002） もられている。 塩化ニッケルの稀に天然にある形態―nickelbischofite ―は存在するが、鉱物収集家を 除いては商業的意味を持たない。 酸化ニッケル(NiO)や塩基性炭酸ニッケル(NiCO3)のような他のニッケル含有化学品を 塩酸で溶解するなど塩化ニッケルの商業生産ルートは多種ある。主要な生産プロセスは、 微粉砕マット(乾式製錬のニッケル／銅中間品)を一連の工程に通し、経済的価値のある その他の元素と同様に塩化ニッケルを分離、精製する。塩化ニッケルはまた、金属ニッケ ルを酸溶解後の溶媒抽出、淨液、結晶化によっても製造される。鍵となる因子はここでも 塩酸あるいは塩化第二鉄をベースとする浸出プロセスであろう。 エンド・ユース 約75%の塩化ニッケルは種々の性能を持つ触媒製造の前駆体として使用される(デンマ これらの触媒のうち、最も多く使用されているのは石油留分 ークNiCl2リスク評価書, p.21)。 「クラッキング」用に用いられる触媒である(クラッキングは複雑分子が単純分子に分解さ れるプロセス)。 そのような触媒で最も著名なものは発明者の名前にちなんで: Raneyニッ ケル触媒と名付けられている。 約2%の塩化ニッケルは顔料や媒染剤（織物の染色あるいは色の固定） あるいはその他 特殊化学品のための中間体材料を作るのに使用される(デンマークNiCl2リスク評価書, p.21)。残りは金属仕上げに使われる。 同義語 Nickelous chloride, nickel dichloride, nickel (II) salt of hydrochloric acid ニッケル含有量： 59.5%（無水） . ~24.3%（商業六水和物） CAS 番号 7718 54 9 (無水)、 . 7791 20 0 (六水和物) EINECS番号 231 743 0 . (anhydrous and hydrated forms) 分子量 129.5994 g/mol (無水)、 . 237.69 g/mol (六水和物) 外観: 淡緑 相対密度(20oC): 3.55 g/cm3 (無水) 、 . 1.92 g/cm3 (六水和物) 融点： 1,001oC (無水); 脱 . 結晶水: 140oC (六水和物) 水溶解度 (20oC): 64.2 g/100 mL (無水)、 . 254 g/100 mL (六水和物) ニッケルめっきは、(プロセスの大多数は塩化ニッケルを使用しているものの)必ずしも全 部が塩化ニッケルを使用するわけではないが、 たくさんの方法で実施される。 ニッケルめ っきは、耐食性強化、耐摩耗性強化、摩擦係数低減、部品の疲労強度増加あるいは美観 のために実施される。 塩化ニッケルを含むめっき浴は、標的部品へのニッケル析出速度と良好な電流分布で知 られている(速度と析出量は、浴中のどこに部品が置かれているかによって影響されない) 。 全ての塩化ニッケル浴のめっきは、比較的低電圧操業が可能で、厚膜を形成し、耐点食 であり、高光沢の表面が得られる。 新式の有機農業殺菌剤の出現とともにそのやりかたは衰退したものの、歴史的に塩化ニ ッケルは数種の農園作物、特に茶の菌類を抑えるために使用されてきた。 産業界の支援を得て欧州連合によって作製された塩化ニッケルに関するリスク評価と塩 化ニッケルのREACH 登録一式文書は最良で最新の公的入手可能追加情報源である。 http://www.nickelinstitute.org/Sustainability/EnvironmentalQuality/NickelRiskAssessment.aspx http://apps.echa.europa.eu/registered/registered-sub.aspx Ni 塩化ニッケル六水和物の拡大図 w ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) NickelMagJapaneseDec11.indd 11 ニッケル ニッケルを知ること 11 12-02-01 9:04 AM istock photo © Jan Rysavy © Tamara Kulikova 写真提供：FRANKF UK キッチンの中心 シンク r 12 注目される用途 NickelMagJapaneseDec11.indd 12 家庭用製品の鋼種には304タイプが 選択される。 これはクロム18％、ニッ ケル10％を含有している ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) 12-02-01 9:04 AM ニッケル含有ステンレス鋼のキッチン用シンクは日常の酷使に対する 耐久性が世界中で評価されている 一般の家庭で最も重要な場所 を問われたならば、多くの人は キッチンと答えるであろう。つま り、我々は皆、生きていくため には食べることが必要であり、 そしてキッチンは食料を貯蔵し、 それを洗い、食べるために調 理する場所である。 選 択 さ れ る 材 料 で あ り、European Hygienic Engineering & Design Group や米国３A Standards Inc.とい ったグループにより好ましい材 料として認められている。304 タイプが基本の鋼種で、もっと 要求の厳しい用途には316タイ プやもっと高品質の合金が使 用される。300シリーズは、もっ と高い温度でも大部分の食品 に対する耐食性や消毒液への 耐食性があり、かつ清浄可能なことから 業務用に使用されている。 「その結果は、我々が使用するステン レス鋼の平均90％は再生材料であ り、またもちろんシンクそれ自体は長 い使用後、100％再生可能である。」 そしてどのキッチンでも中央に シンクがあり、おそらくそれは 全ての家庭用品の中でただ一 つの最も激しく使用されるものであろう。 現在、大部分の家庭用及び業務用シンク がニッケル含有ステンレス鋼でできてお り、長期にわたる美しさと何十年という 耐久性を示している。 「ステンレス鋼は、標準的な日常の使用 ということに関してきわめて優れた働き をしており、このことが、キッチンで使用 される様々な食材と洗浄剤にかかわらずキ ッチンのシンクに要求されるものである。」とニ ッケル協会のヨーロッパのコンサルタントのEric Partingtonは言う。 「ニッケル含有ステンレス鋼のシンクへ の使用と適用での最大の利点の一つは 耐食性である。」とNovanniのBrazda は言う。シンクはもっと品質の低いステン レス鋼合金で作ることが可能であるが、そ れらは304タイプと同じ高い耐食性を持た ない。」 衛生状態が完全に必要とはされていないが、研磨さ れたステンレス鋼の表面が小売の業務環境と家庭用キッチンの 多くのステンレス鋼シンクは、ステンレス鋼のプレス加工し溶接 両方に適切な高い水準を補足して完全にしている。これが大部 された上面に深絞り加工で作られたボールを溶接して作られる。 分の製造業者が加工されたシンクの表面を研磨し優れた表面 成形と溶接を容易にし、また一貫性を持たせているのは、少な 仕上げにする理由である。 からず選択された材料のニッケル含有量と関係がある。 一部の合成物質のようなよりやわらかな材料に対するステンレス 大部分の家庭用及び業務用シンクは高品質のクロム-ニッケルス 鋼の主要な利点はその硬さであり、それが深い引っかき傷をつ テンレス鋼から作られている。家庭用品に選ばれる鋼種は かなくしている。シンクの引っかき傷や深いえぐり傷は洗浄剤が 304タイプ(UNS S30400)で、これはクロム18％、ニッケル 届きにくいので微生物が留まる可能性がある。ステンレス鋼のシ 10％を含有している。 ンクは清潔さを保ち、また洗浄が容易である。 Partingtonは、 「塩辛い食品の調理がなされるといった、もっと 要求の厳しい業務用環境では、モリブデン2％を含有する316タ イプ(UNS S31600)がより適切かもしれない。価格はもっと高く なるが、このモリブデンがこのスチールの耐食性、特に塩化物に 対する耐食性をより大きくする。」と明言する。 ニッケル含有ステンレス鋼のもう一つ重要な利点は再生可能で あることで、これはNovanniが認識しているものである。 「シンク 製造用のステンレス鋼はほとんどすべてスクラップ材料、主に古 いステンレス鋼からである。」とBrazdaは明言する。 「この材料 に新しいステンレス鋼を確実に規格に合せるために必要とされ カナダのコールドウオーターにあるキッチン用シンクの製造会 るクロムあるいはニッケルを何であれ添加する。その結果は、我 社であるNovanni Stainless Inc.のFrank Brazda執行副社長兼 々が使用するステンレス鋼の平均90％は再生材料となっている。 ジェネラルマネージャーは、 「300シリーズに含まれるニッケルが、 そしてもちろんシンクそれ自体はその長い使用期間後100％再 使用される材料を要求する形に深絞り加工と成形を可能にする 生可能である。」 機械的特性を与えている。」と言う。深絞り加工はスチールに高 世界には何百というステンレス鋼シンク製造業者がおり、そのシ いストレスを与えるので、したがってスチールはきわめて高い延 ンクの世界的な人気は代替材料が市場に入り、そして廃れたりし 性を維持しなければならない。」 ている時でさえも続く。しかしながら、ステンレス鋼シンクの美し ニッケル含有ステンレス鋼は家庭用のシンクに使われているだ けではない。それらは世界中のほとんど全ての食品加工設備に ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) NickelMagJapaneseDec11.indd 13 さ、耐久性と機能性は、時がきてシンクそのものがリサイクルに Ni 役立つようになるまでずっと保たれていく。 注目される用途 13 12-02-01 9:04 AM ステンレス鋼のリサイクル . 写真提供：NOVANNI JED1935D8U 重要なのは何がリサイクルされるかで、 リサイクルされた含量ではない Novanniシンク：使用されたステンレス鋼は90%リサイクル材料であり、 シンク自体は長期寿命の最期には100%リサイクル可能である。 市場にはリサイクルされた含量に言及する製品がたくさんある。このような背景のなか、金属は、文字どおりにリサイクルされてい 紙がすぐ思い当たると思うが、そのような例では、 「100%使用さ るから優位にある。つまり、ステンレス鋼スクラップは第一級ステ したがって、Novanniの例は珍しくはないのであ れた材料より製造」なる句が包装に見られる。 しかし、Novanniシ ンレス鋼である。 ンク （「キッチンの中心のシンク」 21ページ参照）のような金属製 る。 品でリサイクル含量に言及するのは稀である。 入手可能性：新ステンレス鋼の「リサイクル含量」に貢献できるよ 「リサイクル含量」は理解しやすい概念で、製品中の材料の「エコ うなエンド・オブ・ライフの材料は使用期間中であり入手不可能 効率」の尺度にもなりうる。 「エコ効率」はより少ない資源を使用し、である一方、オーステナイト・ステンレス鋼製品の需要は増大し これはステンレス鋼の優れた耐久性、強度、耐蝕性 生じる廃棄物や汚染をより少なくして、物やサービスを創る概念 続けている。 である。 というわけで、それは法律を作る人には魅力的で、全ての を反映したものであるが、そのことで今日ステンレス鋼を製造し 材料や製品の規制システムの中に「リサイクル含量」を要求した ている炉への供給の助けになっていない い気持ちがある。残念なことには、 これは「フリーサイズ」が如何に 地理：Novanniのオーステナイト・ステンレス鋼は、 ステンレス鋼 役立たないかのもう一つの例である。 の言葉でいえば「円熟の」北米のある地域にある単一供給者の工 「リサイクル含量」が紙やプラスチックで最も普及しているのは偶 然ではない。 そのような製品がライフの終りに到達したとき、その 運命は、更に使用されるためにリサイクルされて新しい材料に入 るか、 （エネルギー回収のために）燃焼されるか、埋め立てられる。 場製品である。つまり、ステンレス鋼は、数十年、そこで使用され、 使用量が増えてきた。結果として、信頼でき、かつ重要なスクラッ プ の 流 れ がステンレス 鋼 製 造 業 者 へ 入り、そしてそこから Novanniに供給可能となっている。 ステンレス鋼のエコ効率の測定の最も良い方 明らかに、 「更なる使用」が望まれる選択肢である。 しかし、 リサイ この理解によれば、 ではなく、実 クル時にはいつももともとの材料の質が多かれ少なかれ劣化す 法は、特定のステンレス鋼シンクの「リサイクル含量」 るというトレードオフがあり、材料特性がもはや残余の効用や価 際にリサイクルされる回収に利用可能になる全てのステンレス 値がなくなる程度に劣化するまでの実用限度が一回というのが 鋼の世界的な百分率である。世界的な平均は約70%で伸びつつ ある。 しばしばである。 そのような世界的なそして環境関連の百分率の中で、 言いかえれば、 「リサイクル含量」が規定されるのは、 これらの材 しかしながら、 料の「ダウン―サイクリング」(廃棄材料や無用な製品を品質が落 「リサイクル含量」が非常に異なるステンレス鋼シンクが存在する ち機能が低下した新材料や製品に転換するプロセス)に対してで しかし、そのようなことは問題でない。つまり、全部がステンレス Ni 鋼であり、全部がリサイクル可能で、全部が良品であるからである。 ある。 UNSの詳細 C Co Cr Fe H Mn Mo N Nb Ni O P S Si その他 Ti K93600 p. 8 - - - 64 - - - - - 36 - - - - - - N01555 p. 10, 15 0.07 max 0.05 max 0.01 max 0.05 max 0.005 max - - - 0.025 max 54.057.0 0.05 max - - - rem - S30400 p. 5, 9, 13 0.08 max - 18.0020.00 - - 2.00 max - - - 8.0010.50 - 0.045 max 0.030 max 1.00 max - - S31600 p. 5, 9, 13 0.08 max - 16.0018.00 - - 2.00 max 2.003.00 - - 10.0014.00 - 0.045 max 0.030 max 1.00 max - - 14 注目される用途 NickelMagJapaneseDec11.indd 14 ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) 12-02-01 9:04 AM istock photo © James Brey Alloy 本誌で示されているニッケル含有合金及びステンレス鋼の化学的組成(重量パーセント) 最新の発想 研究者たちは廃熱から電気を作るためにニッケル含有マルチフ ェロイック合金を利用する 廃棄物から発生する熱を有用な電気に効 率的に変換する方法を見つけることは研 究者たちの夢である。ミネソタ大学の研 究者たちは、まさにそうした変換を可能に するニッケル45％含有マルチフェロイック 合金の開発に続く正しい道を進んでいる 写真提供：NOVANNI JED1935D8U かもしれない。 フェロイック合金は、特定の温度で、次に 強磁性、強誘電特性あるいは強弾性特性 いはそれ以上の変化がマルチフェロイッ デモンストレーションの概略図(a)及び実際の写真(b)。C, コイル； R, 熱源；S, Ni45Co5Mn40Sn10の見本；M, 磁化の方向を示す永久磁場；T, 熱電対；V, 電圧計。 出典：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201000048/pdf及び Advanced Energy Materials Volume 1, Issue 1, pages 97-104, 15 DEC 2010 DOI: 10.1002/aenm.201000048. ク合金には起こるであろう。最も一般に使 多くの材料がそうした相変化や特性変化 あろう。このプロセスでは排出物が発生し するであろうが、この特殊な合金の重要な ないだけでなく、現在廃棄物となっている 特質の一つは、加熱／冷却のサイクル間 熱が有効活用される。 に大きな変化を生む相変化を突然起こす 材料である。これらの特性のうち二つある 用されているフェロイック合金はニッケル ーチタンのニチノール(UNS N0155)合金 類であり、ニッケルーチタンの割合に応じ の低ヒステリシスである。これは、温度の て室温で超弾性特性(10ページの「歯列矯 わずかな変化だけがどちらの方向にも生 技術の実用化はまだ遠いが、もう一度述 正ワイヤー」参照)あるいは記憶形状特性 じる相変化を起こすために必要であると べるが、ニッケルがグリーンエネルギーの を持つ。 いうことを意味する。 開発で鍵となる役割を果たしつつあるこ ミネソタ大学の合金は、ニッケル45％に加 発電のためにこのプロセスに使用できる とが示されている。 えてマンガン40％、コバルト5％、スズ10 であろう廃熱源になるものはたくさんあ ％を含有するもので強磁性特性を活用す る。これらには自動車の排気装置からの る。この合金は、急速に強磁性オーステナ 熱、電子機器(コンピュータを含む)からの イト構造に変態する臨界温度までは非磁 熱、そして現在、排気塔に行くか、熱交換 性マルテンサイト構造を有している。強力 器を通過して湖や海に行くかのいずれか な永久磁性の出現で、この相変化が取り である発電所やその他の工場からの熱が 囲んでいるコイルに電流を引き起こす。 ある。作られた電気は環境にやさしいで Ni オンライン版ニッケル誌 www.nickelinstitute.org ニッケル誌の無料購読とウェブサイト掲載の お知らせを希望する場合： www.nickelonline.org/subscribe ニッケル誌を7ヶ国語(英語、中国語、 日本語、 ロシア語、 フランス語、 ドイツ語、 スペイン語) でウエブサイトに掲載：www.nickelinstitute. org/NickelMagazine/MagazineHome ニッケル誌のバックナンバーの検索： 2002 年7月号以降のニッケル誌を掲載(英語のみ） ： www.nickelinstitute.org/en/NickelMagazine/MagazineHome/AllArchives istock photo © James Brey ユーチューブでニッケルに関する9本の短い ビデオが見られます。 「Nickel Institute」 で検 索、Nickel Institute Channelにアクセス。ニ ッケル協会のビデオ｢気候温暖化への取り 組み｣、BBCワールドコマーシャル3本及び再 生可能なステンレス鋼に関する広告3本、そ の他掲載。 www.youtube.com/user/NickelInstitute ニッケル誌 第26巻第2号 (2011年12月号) NickelMagJapaneseDec11.indd 15 ニッケルと技術革新 15 12-02-01 9:04 AM 必須ニッケル 天然に存在する微量栄養素ニッケルはアンモニア転換に基本的に重要 ペカン木のニッケル欠乏の体形的証拠 v 一 本の木であるがリグノスルフォン酸ニッケルの散布 が一部分であった場合の二つの結果 r 健 康で生気にあふれた成長の枝と全く対照的なニッ ケル補加を受けなかった枝葉 NickelMagJapaneseDec11.indd 16 ISTock photo © Kevin Dyer, © Kathy Hicks 写真提供：BRUCE WOOD 植物の成長、発育がうまくいく せ、生存性を低下させる。ニッケル にはニッケルが必要である。それ 欠乏の理由としては、土壌中ニッケル はニッケルが尿素をアンモニアに転換する過程で、 濃度が低いこと、あるいは比較的アルカリ性が高い 窒素を反応しやすいように活性化するのに必須な微 こと、あるいはニッケルの摂取や代謝を妨害する亜 量栄養素であるからである。 鉛、銅、鉄のレベルが高いことである可能性がある。 ニッケルは全ての土壌にあり、ごくわずかしか尿素 幸運にも、米国農務省による「ニッケルと植物病害」 の転換に必要とされないから、ニッケルが不足する と題した研究報告に示されているような簡単な治療 というのは稀である。幾つかの植物、たとえばペカン がある。ニッケル（リグノスルフォン酸ニッケル） と窒 の木は特にニッケルの存在に依存している。十分な ニッケルがなければ、尿素をアンモニアに転換する 素含有肥料の混合物を直接ペカン木の枝葉に散布 酵素は機能せず、 したがって尿素は木に有害になる す る こと で 健 康 と 生 産 性 を 回 復 す る 。著 者 の ほど蓄積する。ペカンの木におけるニッケル欠乏は B.W.Wood 博士と C.C. Reilly 博士は次のように結論 「今日、ニッケルは『忘れられた必須微量元 植物体の変形、作物収穫率の低下(たとえば、未成熟 している。 Ni 落果、光合成低下、赤かび病感染性増大)を生じさ 素』 として最も相応しく表現される」。 12-02-01 9:04 AM