はじめに
防錆紙についてここ数年間をみると，画期的な新製品の出現はなく，各社とも化学物質管理に基づくREACH規則やCLP規則への対応やSDSやラベル表示の改正に力を注いでいる。
本稿では防錆紙の基本を簡単に説明し，現状と今後に残された課題に言及する。なお，防錆紙についての解説は多数あるが*1～*17，その多くはかなり専門的である。ここではできるだけ平易な記述を心がけるので，詳しく知りたいときには各所に示した引用文献を見るなどしてほしい。
1. 防錆紙の概要
1.1 防錆紙とは
防錆紙はJISでは気化性さび止め紙*18，あるいは気化性腐食抑制紙*19と呼ばれている機能性材料である。なぜ「防錆紙」と言わないかというと，「錆」という漢字が常用漢字にないためにJISでは使えないことが主な理由である。
端的に言うと，防錆紙はクラフト紙などの紙に金属のさび（腐食）を防ぐ効力のある化学物質（防錆剤または気化性防錆剤という）を含浸または塗布した包装紙である。どのような化学物質が使われているかは後で説明するが，紙に防湿性を付与したり強度を向上することで，いろいろな場面で使用されている。
金属製品，とりわけ鉄鋼製品をさびから守るためには防錆油が広く使われているが，防錆紙を用いて包装すれば防錆油を使わずに済ませることができる（この点については次節でもう少し詳しく説明する）。包装を解いた後に防錆油を除去する手間が省けるから，防錆紙で包装された製品の受け取り先では工数の削減ができるというメリットがある。表1に防錆紙と防錆油などとの比較をまとめた。
|
表1 防錆紙とその他の防錆包装材料との比較
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.2 防錆包装における防錆紙の位置づけ
前節で防錆紙は包装材料と述べたが，JISには防錆包装の指針が定められている*20。この規格は鉄鋼のさびを防ぐための包装方法について定めたものであり，すべての金属を対象としているものではないが，鉄鋼以外の金属についても参考になるだろう。
表2に示すように，JISでは防錆包装を5つに大別し，さらにどのような防錆包装材料を用いるかによって細分している。5つの大分類のうち，防湿包装・防水包装・一般包装の3つは，水分の浸入がどれだけ抑制されるかの度合いによる区分であり，防湿包装が水分の浸入が最も少なく，防水包装は水の浸入は防ぐが水蒸気の侵入については無抵抗の包装方法，一般包装は水分の浸入防止策が全くない包装である。防錆紙はこれら3つの大分類のいずれにも使用され，防錆油を必要としない防錆包装方法である。細分を見ると，防錆紙の使い方にラッピングと密封空間内に挿入する2つの方法があることがわかるであろう。ラッピングは説明するまでもなく，鉄鋼製品を直接包む使い方であるが，後者の密封空間内に挿入する使い方は，ポリエチレンフィルムの袋や防湿性のダンボールなどの中に鉄鋼製品と一緒に入れた防錆紙で内容物をさびから守る使い方である。
ラッピングで使うとき，バリヤ層をつけて防湿性を付与した防錆紙を使えば，外装の防湿包装材料が不要となる。
|
表2 JIS に規定された防錆包装方法
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.3 防錆紙の種類
防錆紙の種類を説明するとき，防錆対象金属によって分類する方法と，使用方法によって区分する方法の2通りの考え方がある。
防錆対象金属による分類を表3に示した。防錆紙には対象とする金属ごとに異なった種類のものがあり，1種類の防錆紙ですべての金属に対応することはできない。それは，対象とする金属に応じて効力のある防錆剤が異なるためである。たとえば鉄鋼専用の防錆紙は銅には効力を発揮せず，銅用の防錆紙は鉄鋼に対する効力は微弱であって実用性はない。そのために，鉄鋼と銅が共存する場合にはいずれの防錆紙も使えない。そこで鉄鋼と銅が共存しているときにも使えるように，鉄／非鉄金属共用の防錆紙が開発されているが，この防錆紙の鉄鋼に対する効力は鉄鋼専用の防錆紙には及ばない。
|
表3 防錆紙の種類―防錆対象金属別
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
後者の考え，すなわち使用方法の観点からまとめると表4のようになる。防錆紙をラッピング材料として使用するときには，包装作業に耐え，包装した製品のハンドリングに支障のない強度が必要である。また密封包装が可能ならば，紙単体ではなく片面にポリエチレン（PE）ラミネート加工を行って防湿バリヤー性を付与したタイプが優れている。包装の外からの水分の浸入を抑えるとともに，防錆剤の気化喪失を抑制することもできるので，防錆効果の持続性を向上させることができる。また，スリットコイルなどを包装するときには，フィット性の優れたクレープ紙（しわをつけた紙）をベースにした防錆紙が適している。
|
表4 防錆紙の種類―包装形態別
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
一方，密封空間内に挿入して使用するのであれば，防錆紙には防錆剤の担体としての機能があればよいわけで，とりたてて強度を必要とすることはなく厚さの薄い紙をベースにしたもので支障はない。
特殊な使用方法としてはノックダウン包装用と合紙として用いる方法が挙げられ，両者に求められる防錆剤の気化性の大きさが両極端に違っているのが特徴的である。すなわちノックダウン包装用は大きな空間に対して使われることから，防錆紙からかなり離れたところまで防錆剤を到達させる必要があり，気化性の高い防錆剤が必要とされる。これに対して合紙としての用途では基本的に金属製品に接触させて使うものであるから，防錆剤の気化性は小さくて十分である。むしろ，平滑性などベースとなる紙にかかわる品質が重要となる。
1.4 防錆紙の防錆性能発現機構
防錆紙を用いたとき金属製品はどのようなメカニズムでさびから守られるのか，防錆油と対比させて説明しよう。
防錆油の油膜は一般的には数μm（10-5～10-6m）の厚さがあり，目に見え触れば分かる。防錆油は，防錆添加剤による効果はあるものの，主に水や酸素がこの油膜を通過して金属表面に到達するのを邪魔することによってさびを防いでいる。これに対して，防錆紙が金属の腐食を防止する作用機構は使用されている防錆剤の化学的な働きである。
防錆紙から気化して金属表面に到達した防錆剤分子は，金属表面に吸着して効果を発揮する。分子の大きさでの作用であり，防錆油の油膜の厚さの1/1000ほどしかないごく微量の世界，10-9mのまさにナノスケールの世界である（図1*21）。もちろん目には見えないし，触っても分からない。金属表面で作用している防錆剤の量は，防錆油よりも数桁少ない量で十分である。このように微量で効果を発揮するから，省資源，省エネルギーになる。
 図1 防錆剤吸着層の大きさ |
しかし，作用が化学的であるために，防錆剤には，いかなる金属に対しても同じように効果を発揮するような機能はない。現在のところすべての金属に効果を発揮する防錆剤は存在しない。
防錆紙に使われている防錆剤の多くにはわずかなりとも気化性がある。水などのポピュラーな物質とともに防錆剤の蒸気圧を文献*22～*27から調べてまとめ，図2*1，*14に示した。最も著名な鉄鋼用防錆剤であるDICHAN（ダイカン：ジシクロヘキシルアミン亜硝酸塩）や銅用防錆剤のBTA（ベンゾトリアゾール）は水銀よりも気化しにくい物質であり，水の1/104～1/105の蒸気圧しかない。表3に示したアミンのカルボン酸塩の蒸気圧は知られていないが，DICHANやBTAよりも桁違いに大きいということはないであろう。また，亜鉛用の防錆剤であるピラゾロンの蒸気圧は測定ができないほどに小さな値であると考えられている。図2に示してあるCHCは水の蒸気圧の1/10～1/100しかないが，それでも防錆紙を使うには気化性が高すぎる。一般的に防錆剤の蒸気圧は非常に小さなものであり，「気化性防錆剤」という名称から非常に気化しやすい物質であるとの印象を与えやすいが，水に比べれば問題にならないほど小さなレベルであることを強調したい。後述する使用上の注意につながる重要なポイントである。
 図2 VCIなどの蒸気圧 |
1.5 使用上の注意
防錆紙を使うに際して注意すべきことを作業の順序に沿って表5*17に示す。
|
表5 防錆紙の使用上の注意
|
まず，はじめにしなければならない最も大切な作業は，包装対象となる金属の種類に合致したものを選択することであり，これを怠ると，むしろさびを助長することにもなりかねない。めっき製品を対象とするとき，めっきの表面の防錆が目的なのか，下地の金属が対象なのか，あるいは両方を保護する必要があるのかを明確にしないと防錆紙の選択を誤ることになる。また，めっき後の化成処理の内容によってもどのような防錆紙を使うべきか判断は分かれる。たとえば，亜鉛めっき鋼板であっても，めっき表面に化成処理が施されていると，亜鉛用防錆剤のピラゾロンは亜鉛に直接作用できず，使用してもムダになる。
また，包装に先立つ洗浄は疎かにできない。防錆紙には金属製品に付着している汚れなどの腐食性物質を取り除く作用はないため，腐食性物質が付着した金属表面には防錆剤が到達できない。汗や汚れで覆われた部分の防錆は不完全なものとなる。
さて，清浄した金属製品を包装する段階になるが，このとき防錆紙はできるだけ金属製品に接触させるように使用することが望ましい。図2に示したように，防錆剤といわれている物質は気化するとはいっても，水に比べれば問題外なほどに小さな蒸気圧しかもっていない。したがって，防錆紙と金属表面が離れていると，必要な量の防錆剤が金属表面に到達するまで長い時間がかかってしまう。そのとき防錆剤が金属表面に作用する前に金属製品の表面には水が吸着するだろうし，結露が起きると腐食が進行してしまう。
防錆紙の保管に際しては，保管期間とともに置かれる環境にも留意すべきであり，水濡れは厳禁である。防錆剤には水溶性の化学物質が多用され，しかも接着剤は使われていないので，防錆紙が水にぬれると防錆剤は容易に流れ出てしまうことになる。雨水がかかるような場所での保管は論外であるが，倉庫などで結露によって天井から水滴が落ちたり，床が濡れるようなところも危ない。また化学製品に一般的な注意として，直射日光が当たるところや高温にさらされる場所での保管も避けるべきである。
2. 近年の話題
2.1 防錆紙による作業環境改善
ひと昔前の環境問題のキーワードは，「省資源，省エネルギー」であった。防錆油の塗布から防錆紙へ切り替えることにより，受取り側では防錆油を取り除くために洗浄する手間がいらなくなることから省エネになる。また，より少ない物質量で防錆を達成することができるため，省資源にもなる。その意義は現在でも変わらない。防錆油の塗布を浸漬やシャワーから静電塗装に変更することで付着量は激減するとはいえ，防錆紙の世界から見ればまだ数桁もの多量消費である（図1を参照）。しかも，防錆油の塗布作業にともない，作業場の床が油まみれになりかねない。防錆油の塗布を止めて防錆紙によるラッピングに変更すれば，作業環境の向上にもなる。ある大型の金属製品の組立工場では，輸出物件の包装に際して防錆油を全廃し，防錆紙に切り替えた結果，作業環境は格段に向上した。
2.2 ニトロソアミンについて
30年以上前の話になるが，切削油剤中のニトロソアミンが発がん性の心配から注目を浴び*28，メーカーでは使用する化学物質の見直しを迫られた。
ニトロソアミンは，図3*17に示したように第二級アミンと亜硝酸（亜硝酸塩を含む）がある条件の下で化学反応すると生成される。第二級以外の第一級アミンはニトロソアミンにはならずに分解してしまう。また，第三級アミンは亜硝酸との反応がそもそも起きない。
 図3 アミンの構造とニトロソアミンの生成の関係 |
切削油剤の業界では，第二級アミンと亜硝酸を一緒に配合するのは止めようと行動し，切削油剤には亜硝酸塩を使わなくした。
防錆紙でも同じ課題を負ったが，亜硝酸塩は鉄鋼に対して欠くことのできない防錆剤であり，代替が困難なことから，ニトロソアミンの素になる第二級アミンを使わない配合を指向することにした。すべてのニトロソアミンに発がん性があるわけではないだろうが，念のために取った処置である。
発がん物質というと，化学技術の発展にともない人工的につくられたもののように思われているが，自然界には発がん物質は何種類も存在しており，地球上の生物は化学技術が発達する前から多くの発がん物質に囲まれて生殖して自分たちの種をつないできている。ニトロソアミンにしても，摂取した野菜に含まれる硝酸塩がヒトの体内で亜硝酸に変化し，同時に摂取した魚などに含まれる第二級アミンと反応して生成されもする。
ニトロソアミンはマスコミによって有害性だけがいたずらに大きく取り上げられ，正確な理解が伴わないまま大騒ぎになったように思われる。
3. 新たな法規制への対応
3.1 MSDSからSDSへ
近年，化学物質管理に対する考え方が大きく変わり，化学物質のもつ有害性だけでなく暴露される量も加味したリスク管理の考え方が導入された。1992年に開かれた地球サミットにおいてもリスク管理の考え方の必要性が示され*29，2002年の環境開発サミット（WSSD）で「2020年までにすべての化学物質を健康や環境への影響を最小化する方法で生産・利用する」との合意が生まれた*30。
一方，有害性の評価基準や表示が各国でばらばらであったものを統一するシステムとして，GHS（The Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals）が国連でつくられた。
わが国では化審法*31・労働安全衛生法*32・化管法*33などが改正され，リスク管理の考え方とGHSを取り入れた新たな法規制が始まっている。化審法の改正内容については月刊「潤滑経済」にも紹介*34があるのでそれに譲り，労働安全衛生法と化管法の改正点については省略するので，厚生労働省や経済産業省のホームページで確認されたい。
防錆紙にかかわる具体的な作業としては，以前からあったMSDS（Material Safety Data Sheet）の内容をGHSに対応したものに変え，名称もSDS（Safety Data Sheet：安全データシート）とすることにある。
GHSに基づいた分類は独立行政法人製品評価技術基盤機構（NITE）によって作業が進められ，その結果はNITEのGHS関連情報のホームページで公開されている*35。分類の判定に用いるデータソースは世界的に権威のある機関が発表したものであり，健康に対する有害性は急性毒性や発がん性，生殖毒性など細かく分けると15項目，環境に対する有害性が3項目，物理化学的危険性が16項目あり，一定の基準に基づいた分類が行われている。現在，2618の物質について公開されており，今後も作業は続けられる。表3に示したように，防錆剤にはアミンや有機酸など多種類の化学物質が使用されているが，その中のいくつかはすでに分類結果が公開されている。代表例として，亜硝酸ナトリウムとDICHANの分類結果を表6に示した。項目のなかには両物質においては無関係のものもあるが，参考のために全項目を示した。なお，分類結果が「分類できない」とあるのは，データがないか，あったとしても信頼の置けるデータでないために分類されていないことを示している。また，「区分外」というのは有害性や危険性がないことを意味している。
|
表6 亜硝酸ナトリウムとDICHANのGHS分類結果
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
分類結果に基づくシンボルマークや注意喚起語はラベルやSDSに明示しなければならず，防錆紙メーカー各社は対応に追われた。NITEの分類結果には分類根拠や問題点も記されているが，その内容はかなり細かく煩雑となるので，表6では省略した。
労衛法や化管法などに定められた物質を規定濃度以上に含むときには，SDSを発行しなければならないが，そのSDSは厚生労働省の「職場のあんぜんサイト*36」に例示がある。現在，2600を超える物質についてのモデルが公開されており，防錆紙に使用される物質も表7に示したように散見される。
|
表7 SDSが例示されている防錆紙関連物質
|
3.2 REACHとCLPへの対応
EUではREACH規則を2007年6月に発効させた。この規則は，1t／年を超える化学物質をEU内で製造するかEUに輸出するときには，2018年までに事業者に登録と有害性評価を義務づけるものである。この規制は，EUに輸出される物品（医薬品や食品添加物などは除外）そのものだけでなく，それを包装する物品，たとえば，鉄鋼製品の包装に使われる防錆紙に含まれる化学物質も対象になる*37，*38。
何の対応もせずに対象となる化学物質の量が1t／年を超えると，その物質を使用した防錆紙で包装した鉄鋼製品をEUに輸出できなくなる可能性があることから，鉄鋼メーカーや自動車産業界からの要求で防錆紙メーカー各社は対応に追われたが，防錆紙に使用されている防錆剤の量を試算すると，ほとんどの物質が登録の必要な1t／年を超えるレベルではなかった。
REACHでは，物質の登録とともに高懸念物質（SVHC：Substances of Very High Concern）への対応が必要である。SVHCはEU内での使用に際して特別な許可を必要とする物質の候補であり，発がん性・変異原性・生殖毒性の強さ，残留性・蓄積性の大きさなどから指定されることになっている。1500種がリストアップされる見込みであるが，現在はまだ150種ほどしかリストアップされていない。今のところ防錆紙に含まれる物質はリストにないが，今後の作業を見守る必要がある。
製品に含まれている化学物質の情報開示は世の中の流れであろうが，防錆紙メーカーにとっては，どのような化学物質をどれほど使用しているのかは基本的な機密事項となっている。どのような物質がリストに採り上げられるかによっては，防錆剤として使用する化学物質の見直しが必要になることも予想される。
4. 今後の課題
ここ十数年というもの画期的な防錆紙は開発されておらず，技術開発は停滞しているように思われる。新規化学物質を用いた防錆剤の開発はこれからますます困難になってゆくから，今後も大きな期待はできない。しかし，やらなければならないことはまだたくさん残されている。
現在の防錆紙のJISはUSAの軍用規格を基にして制定され，製品の多くは軍用を想定した設計となっている。開発当初は朝鮮戦争にかかわる軍需が多かったであろうが，近年は軍需は皆無に等しく，もっぱら民間からの需要である。軍需は民需にくらべて要求品質が高く，たとえば，防錆剤の塗布（含浸）量は過剰になっている可能性がある。規格を含めて現実に見合った品質設計に変えてゆくことが必要であろう。防錆剤の塗布（含浸）量を減らすことは，化学物質の環境への排出量の低減にもつながる。
また，防錆紙が機能を発揮する作用機構をはじめとして未解決の問題が多く，技術的課題がなくなったわけではない。関係者の奮起を期待したい。
〈引用文献〉
*1 清水良直：防錆管理，50 [9]，p.337（2006）
*2 篠崎市郎：さびを防ぐ事典，産業調査会，p.515（1981）
*3 堀正：気化性防錆材の実際，日本防錆技術協会（1982）
*4 清水良直，俵川日出夫：紙とプラスチック，10 [8]，p.11（1982）
*5 藤田敏雄：防錆管理，31 [10]，p.387（1987）
*6 沼野金治：紙パ技術タイムス 1988増刊号，p.180
*7 沼野金治：最新紙加工便覧，テックタイムス社，p.762（1988）
*8 佐々木坤彪：繊維と工業，44 [12]，p.485（1988）
*9 藤田敏雄：材料と環境，43 [9]，p.511（1994）
*10 清水良直，山田英智：コンバーテック，23 [5]，p.49（1995）
*11 高橋教司：防錆管理，40 [10]，p.354（1996）
*12 西村英雄：防錆管理，42 [4]，p.137（1998）
*13 浜田弘介：特殊機能紙，紙業タイムス社，p.671（2001）
*14 清水良直：コーティング，加工技術研究会，p.259（2002）
*15 畑勝典：潤滑経済 2003年6月号，p.55
*16 清水良直：コンバーテック，31 [6]，p.26（2003）
*17 清水良直：潤滑経済 2009年5月号，p.3
*18 日本工業規格 JIS Z 1535-1994「気化性さび止め紙」
*19 日本工業規格 JIS Z 0321-1997「銅及び銅合金用気化性腐食抑制紙」
*20 日本工業規格 JIS Z 0303：2009「さび止め包装方法通則」
*21 清水良直：コンバーテック，30 [12]，p.42（2002）
*22 A.Wacher,T.Skei and N.Stillman：Corrosion, 7 [9] ,p.284（1951）
*23 B.A.Miksic and R.H.Miller：Proc.5th Eur.Symp.Corros.Inhibitors, 1, p.217（1980）
*24 E.G.Stroud and W.H.J.Vernon：J.Appl.Chem., 2 [4] ,p.178（1952）
*25 P.Jimenez, M.V.Roux and C.Turrion：J.Chem.Thermodynamics, 21, p.759（1989）
*26 日本化学会編：化学便覧基礎編改訂3版，丸善，p.II-118（1984）
*27 日本化学会編：化学便覧基礎編改訂3版，丸善，p.II -117（1984）
*28 ニトロソアミン勉強会，昭和52年9月26日，日本防錆技術協会（1977）
*29 アジェンダ21 第19章（1992）
*30 WSSD 2020年目標
*31 化学物質の審査及び製造等の規則に関する法律の一部を改正する法律，平成23年4月1日施行
*32 労働安全衛生法の一部を改正する法律，平成24年4月1日施行
*33 指定化学物質等の性状及び取扱いに関する情報の提供の方法等を定める省令及び指定化学物質等取扱事業者が講ずべき第一種指定化学物質等及び第二種指定化学物質等の管理に係る措置に関する指針の改正，平成24年6月1日施行
*34 経済産業省 製造産業局 化学物質管理課：潤滑経済2013年2月号，p.22
*35 http://www.safe.nite.go.jp/ghs/list.html
*36 http://anzeninfo.mhlw.go.jp/index.html
*37 欧州の化学品規則（REACH/CLP）に関する解説書，産業環境管理協会（2011）
*38 安齋亨征：潤滑経済 2008年11月号，p.53
