朱亞偉

摘 要：不銹鋼材料是生活中常見的金屬材料，其為一種含有多種金屬元素的合金材料。材料在與食物和飲料等接觸時(shí)，不銹鋼中的重元素會(huì)遷移到食品中去，因而各國都有相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)來確保不銹鋼材料的安全使用。近年來不銹鋼材料的也逐漸應(yīng)用在電子產(chǎn)品等與人體直接接觸的產(chǎn)品中來，本文梳理了各國不銹鋼國家標(biāo)準(zhǔn)和目前不銹鋼材料的在生活中的應(yīng)用，并指出各自目前存在的問題，以期為拓寬不銹鋼材料的使用范圍提供參考。

關(guān)鍵詞：不銹鋼 重金屬遷移 國家標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TS914.213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）06（c）-0104-03

不銹鋼是我們生活中常見的一種金屬材料，因其美觀、不銹、耐久性好、耐蝕、易保養(yǎng)，被廣泛應(yīng)用在各類生活器具中，如鍋、碗、刀具等。近年來隨著電子科技的發(fā)展，越來越多的公司在其新產(chǎn)品上開始使用不銹鋼材料，如美國蘋果公司就在其iPhone X手機(jī)和Apple Watch智能手表的外框部分使用不銹鋼材料，以期帶來吸引人的外表，同時(shí)提高耐用性。無論是日常廚具還是隨身攜帶的智能電子設(shè)備，它們往往都會(huì)與人體或者食物進(jìn)行直接接觸，而不銹鋼材料中往往含有鉻、鎳、鎘等金屬，這就讓人對(duì)不銹鋼材料的安全性提出了質(zhì)疑。

1 世界各國的不銹鋼安全標(biāo)準(zhǔn)

食品接觸類材料，指的是與食物或者包裝飲料在生產(chǎn)，包裝，存儲(chǔ)過程中所接觸到的材料，它包括用于食品加工機(jī)器的部分，甚至覆蓋例如咖啡機(jī)和飲料機(jī)的范疇。食品接觸類不銹鋼材料，指的是該定義范疇內(nèi)的不銹鋼金屬材料，亦即尋常所說的食品級(jí)不銹鋼材料。

在與食品或者飲料接觸的過程中，與食物或飲料接觸的材料的分子將會(huì)遷移到食物或者飲料中去。因此，大多數(shù)的國家都有著食品安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)來監(jiān)督材料的食品安全問題。以下將分國家介紹世界幾個(gè)典型的國家對(duì)于食品接觸類不銹鋼的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

1.1 中國標(biāo)準(zhǔn)

中國現(xiàn)行的不銹鋼材料牌號(hào)和化學(xué)成分的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》。該標(biāo)準(zhǔn)為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)其規(guī)定，不銹鋼的定義為“以不銹、耐蝕性為主要特征，且鉻含量至少為10.5%，碳含量最大不超過1.2%的鋼”。該標(biāo)準(zhǔn)明確了各類不銹鋼的定義，規(guī)定了確定化學(xué)成分極限值的一般準(zhǔn)則，明確劃定了各類不銹鋼的新舊牌號(hào)及化學(xué)成分。

我國現(xiàn)行食品接觸材料和制品的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB 4806.1-2016《食品接觸材料及制品通用安全要求》，該標(biāo)準(zhǔn)為國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)定了一系列食品接觸材料及制品的定義，并規(guī)定了與遷移量相關(guān)一系列概念的定義。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品接觸類材料及制品應(yīng)滿足的基本要求為，“食品接觸材料及制品在推薦的使用條件下與食品接觸時(shí)，遷移到食品中的物質(zhì)水平不應(yīng)危害人體的健康”（節(jié)選）。并規(guī)定了食品接觸累材料的限量要求，符合性規(guī)則，和相關(guān)檢驗(yàn)方法，以及食品接觸類材料的可追溯性和產(chǎn)品信息方面的強(qiáng)制性規(guī)定。

中國現(xiàn)行的食品級(jí)不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)為GB 4806.9-2016 《食品接觸用金屬材料及制品》，此標(biāo)準(zhǔn)為國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)定食品接觸用金屬材料及制品的定義是“在正常使用條件下，預(yù)期或已經(jīng)與食品接觸的各類金屬（包括各種金屬鍍層及合金）材料及制品“。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不銹鋼材料做出技術(shù)要求，要求”金屬材料及制品中食品接觸面使用的金屬基材，金屬鍍層和焊接材料不應(yīng)對(duì)人體健康造成傷害。同時(shí)規(guī)定，金屬基材和鍍層材料等材料成分應(yīng)與產(chǎn)品所標(biāo)示成分或牌號(hào)的相應(yīng)成分一致。不銹鋼食具容器及食品生產(chǎn)經(jīng)營工具，設(shè)備的主體部分應(yīng)選用奧氏體型不銹鋼，不銹鋼、鐵素體型不銹鋼等不銹鋼材料；不銹鋼餐具和食品生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的鉆磨工具等的主體部分也可 采用馬氏體型不銹鋼材料。“并明確劃定與食品直接接觸的不銹鋼制品應(yīng)滿足的理化指標(biāo)，即不銹鋼的遷移物指標(biāo)，并規(guī)定了遷移試驗(yàn)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。并對(duì)特殊使用要求和標(biāo)簽標(biāo)識(shí)做出了相應(yīng)的規(guī)定。

1.2 美國標(biāo)準(zhǔn)

在美國最被認(rèn)可和常見的食品安全機(jī)構(gòu)是FDA和NSF International。

The Food and Drug Administration （FDA） 是美國健康與人類服務(wù)部門的下屬監(jiān)管機(jī)構(gòu)。它的職責(zé)包括通過確保供給的食品的安全性，誠實(shí)性和安全來保護(hù)公眾的健康。FDA來決定什么樣的材料可以適用于包裝飲料和食品加工，處理和包裝。

美國不銹鋼的國家標(biāo)準(zhǔn)是ANSI/NSF 51–1997《Food Equipment Materials》，其規(guī)定用于食品設(shè)備的不銹鋼材料必須是AISI 200/300/400系列的金屬材料（注：指在美國牌號(hào)系統(tǒng)下設(shè)計(jì)牌號(hào)分別是S2xxxx， S3xxxx， and S4xxxx的金屬材料）。當(dāng)用于食品領(lǐng)域時(shí)，不銹鋼材料必須滿足最低鉻含量不低于16%的要求。鉻含量低于16%的不銹鋼材料可以用于刀具，刀片和類似的需要鋒利刀刃的器具上，假定所用不銹鋼已經(jīng)經(jīng)過了合適的焊后熱處理如淬火和回火。

The United States Department of Agriculture （USDA）對(duì)于不銹鋼的規(guī)定在《美國農(nóng)業(yè)部乳制品加工設(shè)備的衛(wèi)生設(shè)計(jì)和生產(chǎn)指南》中提及，規(guī)定不銹鋼必須是AISI 300系列或者是相應(yīng)的ACI系列或者是無毒且無吸附性的不銹鋼，同時(shí)該不銹鋼應(yīng)滿足在預(yù)期使用條件下有著與AISI 300系列（包括301和302）耐腐蝕性相同。再或者是在預(yù)期使用條件下有著與前述金屬一樣的耐腐蝕性同時(shí)滿足無毒和無吸附性要求。當(dāng)有硬度上的需求時(shí)，AISI 400系列金屬也可以用于特定的領(lǐng)域如切割用刀片中。

1.3 歐盟標(biāo)準(zhǔn)

歐盟立法有許多類型，適用于所有成員國的主要法律（除非另有說明）是評(píng)議會(huì)（council），歐洲議會(huì)和理事會(huì)（European parliament and council），委員會(huì)（commission）。歐盟的食品接觸類材料需要滿足食品接觸類材料EC 1935/2004的規(guī)定。

在歐盟金屬受到和化學(xué)品一樣的管制。化學(xué)品被分類（與其固有的危險(xiǎn)特性有關(guān)）并貼上標(biāo)簽的基本法規(guī)是危險(xiǎn)物質(zhì)命令（Dangerous Substances Directive 67/548/EEC）。值得注意的是，用于識(shí)別歐盟化學(xué)品（生態(tài)）毒性的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法通常不適合于金屬一同使用。

在危險(xiǎn)物質(zhì)命令下，所有的化學(xué)品都被定義為“物質(zhì)”（如氯化鈉，苯，鎳）或“制劑”（即一種或多種物質(zhì)的混合物或溶液）。在歐盟市場(chǎng)上的物質(zhì)清單建立時(shí)，工業(yè)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)共同決定將金屬合金視為制劑（不銹鋼材料本質(zhì)上就是一種合金）。1988年，第一份《危險(xiǎn)制劑指令》（Dangerous Preparations Directive 88/379/EEC）發(fā)布。根據(jù)該命令，“制劑”的劃分主要分為兩種方式，一是根據(jù)其所含分類物質(zhì)的量（即傳統(tǒng)方法），二是基于其自身的危險(xiǎn)特性。然而對(duì)于某些危害如致癌性，致突變性和生殖毒性，則只允許使用傳統(tǒng)分類方法（即無法測(cè)試“制劑”）。可以看到歐盟對(duì)于不銹鋼的安全性還是十分的重視的。

通常用于食品接觸應(yīng)用的不銹鋼材料等級(jí)由歐洲標(biāo)準(zhǔn)（European Standard EN 10088（163））定義。雖然法國和意大利有法律上的要求，但食品接觸應(yīng)用中使用的不銹鋼材料并沒有通用的成分限制。

在法國，用于食品接觸產(chǎn)品的不銹鋼必須含有至少13%的鉻，并且可以含有鎳和錳。對(duì)某些其他合金元素施加最大限制（鉬，鈦，鋁和銅為4%；鉭，鈮和鋯為1%）。 AFNOR 10333標(biāo)準(zhǔn)涉及鋼材包裝。

在意大利，有一系列不銹鋼用于食品接觸類材料。這些等級(jí)下的材料必須在特定條件下通過蒸餾水，橄欖油，乙醇水溶液和3%濃度的乙酸水溶液的腐蝕試驗(yàn)。在適當(dāng)?shù)臏y(cè)試之后，新的材料可以添加到允許的不銹鋼材料列表中去。意大利對(duì)于不銹鋼材料的具體法規(guī)相關(guān)文件是DM 21/03/73及其后續(xù)修訂條例。

意大利、法國、英國和德國的立法或標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)有所不同，此外，對(duì)于某種類型的不銹鋼材料的應(yīng)用還有歐洲標(biāo)準(zhǔn)。用于餐具的不銹鋼成分限制也在EN ISO 8442-2中有所規(guī)定。這個(gè)成分限制同樣取決于餐具的實(shí)際應(yīng)用。

2 應(yīng)用范圍

不銹鋼材料廣泛應(yīng)用于食品、藥品的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，和其他有著高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的情況，廚房各類用具，如餐刀、叉、筷子、碗、碟、盆、勺等。在日用衛(wèi)具中、不銹鋼材料憑借其靚麗的外表，優(yōu)秀的耐蝕性，廣泛在各類潔具和日常用具中得到采用。在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域，不銹鋼材料因?yàn)檩^好的人體親和性，也廣泛應(yīng)用在各種人體植入件中。在電子科技領(lǐng)域，不銹鋼材料因其閃亮的外表，較之鋁合金更為堅(jiān)固和耐磨，近年來也逐漸出現(xiàn)在各類電子產(chǎn)品中來，如智能手機(jī)中框，智能手表外殼等。可見不銹鋼在日常生活中的應(yīng)用十分廣泛，下面將分幾個(gè)方面介紹不銹鋼材料的應(yīng)用。

2.1 日常生活中的應(yīng)用

不銹鋼材料因其耐蝕性，易清洗，因而在日常生活中可以用于如碟子、碗、餐盤、沙拉盆等容器，也多用在如筷子、餐刀、餐叉、勺子、披薩刀等，此類餐具會(huì)與食物進(jìn)行直接的接觸，對(duì)不銹鋼材料的安全性要求很高，因此材料多使用奧氏體鎳鉻不銹鋼（即304不銹鋼，統(tǒng)一代號(hào)為S30408，GB/T 20878-2007下牌號(hào)為06Cr19Ni10）等材料。

食具會(huì)與食物進(jìn)行直接的接觸，需要面對(duì)酸堿等復(fù)雜環(huán)境，對(duì)抗腐蝕性和無毒無害方面要求較高，對(duì)硬度等要求不高，多使用奧氏體鎳鉻不銹鋼（即304不銹鋼材料）。而廚房用刀具等，因常用于切削用途，對(duì)硬度，韌性，強(qiáng)度等要求較高，往往使用高碳含量的不銹鋼材料，日常刀具多使用440A、440B、440C等含碳量較高的鋼材，其碳含量逐漸提高，硬度也逐漸提高，但抗腐蝕性依次降低，不銹鋼制成的日常刀具，兼具了傳統(tǒng)碳鋼的高鋒利度和不銹鋼的耐蝕性，易打理，使用便捷。然而現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2016刪除了對(duì)于不銹鋼牌號(hào)的使用限制，雖然某種意義上這為廠商拓寬了材料選擇面，促進(jìn)了新型不銹鋼材料的開發(fā)，但這同時(shí)給了不法廠商可乘之機(jī)，這些廠商使用廉價(jià)劣質(zhì)的不銹鋼材料來生產(chǎn)食具，帶來了一定的安全隱患。

這類有著安全隱患的不銹鋼材料便是高猛不銹鋼材料，即鉻錳系奧氏體不銹鋼（國標(biāo)200系），其使用錳和氮（或僅用氮）來代替?zhèn)鹘y(tǒng)304不銹鋼材料中的鎳元素，原本用于建筑裝潢，交通運(yùn)輸?shù)确鞘称匪幤奉愋袠I(yè)中，但隨著新國標(biāo)對(duì)于不銹鋼牌號(hào)使用限制的放開，該類不銹鋼材料也逐漸使用在食品接觸的領(lǐng)域中。因?yàn)槌煞稚系牟町悾擃惛咤i系不銹鋼材料耐腐蝕性上要顯著低于傳統(tǒng)的304不銹鋼材料。日常餐具使用時(shí)常需要接觸富含食用鹽（主要成分是NaCl）的溶液，醬油，耗油等調(diào)味料，其含有的氯離子對(duì)于不銹鋼材料有點(diǎn)蝕的作用，而該類不銹鋼含有的錳元素更會(huì)降低不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性，因而該類不銹鋼材料用于餐具時(shí)很容易出現(xiàn)腐蝕的問題。進(jìn)而加劇不銹鋼材料中的重金屬元素進(jìn)入食物的問題，造成安全隱患。

目前國際標(biāo)準(zhǔn)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)等均對(duì)于食品接觸類不銹鋼材料進(jìn)行了所用鋼材牌號(hào)的規(guī)定，如德國，法國，意大利。這些國家目前所用的牌號(hào)里并沒有鉻錳系不銹鋼，即200系不銹鋼材料不可應(yīng)用于食品接觸類制品的生產(chǎn)，而這使我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)所缺失的。我國現(xiàn)行國標(biāo)GB 4806.9-2016也沒有對(duì)于錳元素的最高限量要求，且測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB 31604.1-2015中所用的食品模擬物是4%體積分?jǐn)?shù)的乙酸或20%～95%體積分?jǐn)?shù)的乙醇，與日常生活中NaCl環(huán)境相差較大，在該標(biāo)準(zhǔn)下，許多劣質(zhì)的200系鉻錳不銹鋼是可以順利通過國家標(biāo)準(zhǔn)的，亦即滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品可能仍存在一定的安全隱患。

2.2 電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用

雖然不銹鋼材料有著耐蝕的特性，美觀的外表，同時(shí)有著較高的強(qiáng)度和硬度，似乎是優(yōu)秀的外殼類材料，但過去不銹鋼材料較少應(yīng)用于電子產(chǎn)品領(lǐng)域，主要因?yàn)椴讳P鋼材料硬度較高，較難加工且加工耗時(shí)長(zhǎng)，難以著色等原因，目前常用于電子產(chǎn)品如筆記本電腦，智能手機(jī)，智能手表等電子產(chǎn)品的外殼多采用鎂鋁合金等輕質(zhì)金屬。然而隨著近年來材料加工技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于電子產(chǎn)品的要求越來越高，不銹鋼材料也在逐漸走入人們的視野中。如先前小米公司的小米4智能手機(jī)，Apple公司的Apple Watch智能手表，iPhone X智能手機(jī)，MP3，MP4等外殼，均采用了不銹鋼材料作為中框材料，以期提高其辨識(shí)度和耐用性。

不銹鋼材料應(yīng)用于電子產(chǎn)品中框，常與人體產(chǎn)生接觸，人體汗液等因素可能會(huì)加速對(duì)金屬的腐蝕，這就對(duì)不銹鋼材料的安全性提出了要求，目前目前業(yè)界多采用食品級(jí)不銹鋼材料用于與人體接觸部分，如304不銹鋼（統(tǒng)一代號(hào)為S30408，GB/T 20878-2007下牌號(hào)為06Cr19Ni10），316L不銹鋼材料（統(tǒng)一代號(hào)為31603，GB/T 20878-2007下牌號(hào)為022Cr17Ni12Mo2），后者同時(shí)對(duì)用于腕表的金屬表帶部分。雖然目前已經(jīng)逐漸有公司開始采用不銹鋼材料作為電子產(chǎn)品的外框材料，但目前用于電子產(chǎn)品的不銹鋼材料仍然面臨的很多問題，一是加工難度大，耗時(shí)長(zhǎng)，成本高。不銹鋼材料硬度較高，而現(xiàn)代電子產(chǎn)品外殼加工多采用CNC數(shù)控機(jī)床，不銹鋼材料加工同樣的中框耗時(shí)更久，對(duì)切削刀頭的消耗更大，不銹鋼材料因無法透過無線信號(hào)因而應(yīng)用在電子產(chǎn)品時(shí)且往往需要和玻璃材料進(jìn)行拼接，對(duì)加工精度提出較高要求，因而加工成本較高。二是，不銹鋼材料著色困難，不銹鋼相較工藝成熟的陽極氧化鋁著色難度高出很多，目前即使采用不銹鋼材料的科技公司往往配色較少，往往僅有不銹鋼材料裸色或者使用物理氣相沉積技術(shù)的黑灰色，可選余地較少。三是不銹鋼材料的密度較大，相較鋁合金等輕質(zhì)金屬應(yīng)用在電子產(chǎn)品時(shí)會(huì)增加重量，而這正是目前筆記本電腦等所竭力避免的。

綜上所述，目前電子產(chǎn)品生產(chǎn)公司正在逐步使用不銹鋼材料來代替過去常用的陽極氧化鋁材料，但因?yàn)槌杀締栴}和著色難，重量大等問題影響了不銹鋼材料在電子產(chǎn)品中的推廣和應(yīng)用。相信隨著加工工藝和著色工藝的進(jìn)步，加工難，著色難等問題也會(huì)得到解決，相信日后我們會(huì)在更多的電子產(chǎn)品上見到不銹鋼材料的影子。目前國家尚未有對(duì)于與身體接觸的不銹鋼材料的國家標(biāo)準(zhǔn)，目前電子產(chǎn)品也多采用食品級(jí)不銹鋼材料，隨著日后不銹鋼材料越來越多的使用在隨身電子產(chǎn)品時(shí)，相關(guān)細(xì)分標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善。

2.3 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用

不銹鋼材料在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用多集中在手術(shù)用器材，人體植入體等應(yīng)用中，如手術(shù)刀、手術(shù)鉆、止血鉗、牙齒矯治器、不銹鋼支架、骨骼固定板螺絲、螺絲頭等。醫(yī)用級(jí)不銹鋼材料的標(biāo)準(zhǔn)往往更高，對(duì)其重金屬離子析出的要求更為嚴(yán)格，要求無毒無害的同時(shí)要求其有較好的組織相容性，避免出現(xiàn)過敏反應(yīng)。近年來盡管鈷基合金、鈦合金、復(fù)合型生物陶瓷等材料得到廣泛應(yīng)用，但在硬組織修復(fù)和替換方面，醫(yī)用不銹鋼材料憑借其價(jià)低，易加工使用等特點(diǎn)依然有其不可替代的作用。

目前廣泛使用的外科植入體用不銹鋼材料為奧氏體316L，317L，往往作為臨時(shí)植入體使用，因其相對(duì)鈦合金等材料的較低耐腐蝕性能，作為永久植入體受到限制。同時(shí)不銹鋼材料中的鎳元素可能會(huì)使部分人產(chǎn)生過敏反應(yīng)，且鎳元素在人體內(nèi)含量過高也會(huì)引發(fā)局部中毒反應(yīng)，因而催生出不含鎳的不銹鋼材料。不銹鋼材料自身是具有相當(dāng)?shù)纳锬褪苄缘模涫褂眠^程中的重金屬元素析出仍不可小覷。通過材料表面改性處理和新型不銹鋼材料的出現(xiàn)，可以有效提高不銹鋼材料的耐腐蝕和耐磨性，從而降低金屬離子析出所帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。

醫(yī)用不銹鋼材料盡管目前有了相關(guān)的材料標(biāo)準(zhǔn)，但其生物相容性目前缺乏一個(gè)綜合且標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估體系，且盡管對(duì)于不銹鋼材料誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡取得了一定的進(jìn)展，但目前金屬材料引起細(xì)胞凋亡的的機(jī)制仍不明確，且相關(guān)報(bào)道更是罕見，這些都有賴于生命科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步探索。

3 結(jié)語

盡管我國目前已經(jīng)有了多個(gè)關(guān)于食品接觸用不銹鋼材料的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于各項(xiàng)金屬元素遷移也有了明確的規(guī)定和測(cè)試方法，其嚴(yán)格度不亞于歐盟等食品安全高要求的國家和地區(qū)， 但我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9-2016缺失了對(duì)于食品接觸用產(chǎn)品的不銹鋼牌號(hào)要求，給商家使用具有安全隱患的鉻錳系不銹鋼以可乘之機(jī)，應(yīng)予以注意。不銹鋼產(chǎn)品越來越多地應(yīng)用在智能手機(jī)、手表等頻繁與人體接觸類的產(chǎn)品上，其安全應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予以完善。醫(yī)用不銹鋼制品的安全標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)十分嚴(yán)格，但隨著新型不銹鋼材料的開發(fā)和發(fā)展，新標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，做好監(jiān)督管理工作。

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