JP2007298320A - 検知体および検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】評価対象から六価クロムを溶出するための水や薬液が含有される溶出部2、その溶出部2を加熱するための加熱部3、および溶出部2で溶出された六価クロムと反応して変色するジフェニルカルバジド等の物質を含んだ反応部4を有する検知体1を構成する。検知体1を用いて評価対象の六価クロムの検知を行う際には、水や薬液を含有させた溶出部2を評価対象に密着させ、その水や薬液を加熱部3によって加熱する。そして、そのときの反応部4の変色状態から、評価対象の六価クロムの有無を判別する。これにより、評価対象を分解したり加工したりすることなく、六価クロムの検知を容易かつ迅速に、また、低コストで行うことができる。
【選択図】図1
Description
まず、六価クロムの検知に用いる検知体とその検知の原理について説明する。
図1は検知体の概略断面図である。
ここで、加熱部3自体が発熱する構成の場合には、加熱部3には、例えば、空気や水と接触して発熱する物質が含有される。そのような物質としては、例えば、空気中の酸素と反応して発熱する鉄(Fe)等のほか、水和反応によって発熱する酸化カルシウム(CaO)や三酸化硫黄(SO3)等が挙げられる。なお、このような物質を含有させる媒体としては、例えば、メッシュやフィルタ等の多孔質性材料を用いることができる。
検知体1を用いて検知を行う際には、まず、図2に示すように、検知体1を、そのような評価対象5の表面、ここでは六価クロメート皮膜7に、その溶出部2が密着するようにして貼り付ける。溶出部2には、検知体1の貼り付け前にあらかじめ水や薬液を含有させておいたり、あるいは検知体1の貼り付け直前に水や薬液を滴下または含浸させたりして水や薬液を含有させるようにする。
六価クロメート皮膜7に検知体1を貼り付けた後、一定時間が経過し、図4に示すように、溶出した六価クロムが溶出部2内を移動して反応部4に到達すると、六価クロムが反応部4の変色剤と反応し、反応部4が変色するようになる。この変色によって六価クロムの存在を検知することができる。
以上説明したように、上記のような検知体1を用いることにより、評価対象5を分解したり加工したりすることなく、検知体1を評価対象5に貼り付けてその皮膜中の六価クロムの有無を判別することができ、六価クロムの検知を容易に行うことができるようになる。さらに、評価対象5に貼り付けた検知体1に含有される六価クロム溶出用の水や薬液を加熱することにより、そのような加熱を行わなかった場合に比べ、一定時間の溶出量を増加させ、また、一定量の溶出を短時間で行うため、六価クロムの検知を迅速に高感度で行うことができるようになる。
図5は検知体の第1の構成例の断面模式図である。
図5に示す検知体10は、溶出部11と反応部12の積層体の側面およびその反応部12上面が耐熱・透光フィルム13で覆われ、この構造体の側部に加熱部14が設けられた構成を有している。検知の際には、溶出部11の耐熱・透光フィルム13で覆われていない面が評価対象に貼り付けられる。
すなわち、溶出部11は、六価クロム溶出用の水や薬液が含有される構成になっている。このような溶出部11の材質は、これに六価クロム溶出用の水や薬液が含有されたときに、六価クロム溶出用の水や薬液を一定時間保持しておくことができ、その水や薬液と反応せず、溶出された六価クロムを固定しないものであれば、特に限定されない。例えば、溶出部11には、メッシュやフィルタ等の多孔質性材料を用いることができる。
その際、加熱部14を水との接触によって発熱する構成とした場合には、溶出部11と共に、加熱部14にも水や薬液を含有させる。この場合、水や薬液は、例えば、検知体10の貼り付け面側から溶出部11および加熱部14に水や薬液を滴下したり、貼り付け面の溶出部11および加熱部14を水や薬液に含浸したりすればよい。それにより、加熱部14による溶出部11内の水や薬液の加熱が開始されるようになる。
図6に示す検知体20は、単層の溶出・反応部21を有している点で、上記図5に示した検知体10と相違する。検知の際には、溶出・反応部21の耐熱・透光フィルム13で覆われていない面が評価対象に貼り付けられる。
図7に示す検知体30は、溶出・反応部21の側部に加熱部14が設けられ、溶出・反応部21の上面および加熱部14の上面が耐熱・透光フィルム31で覆われている点で、上記図6に示した検知体20と相違する。
図8に示す検知体40は、単層の溶出・加熱部41を有し、その上層にジフェニルカルバジド等の変色剤が含有された反応部42が設けられている。
図9に示す検知体50は、単層構造であり、その層内に六価クロム溶出用の水や薬液を含有することができるようになっている。さらに、この検知体50は、その層内にその水や薬液の加熱用の発熱材、およびジフェニルカルバジドのような変色剤が含有された構成を有している。発熱材としては、CaO,SO3等の水と接触して発熱する材料が用いられる。
図10に示す検知体60は、溶出部61と反応部62の積層体を有しており、その溶出部61内には、加熱部として、CaO,SO3等の水と接触して発熱する材料を内包するマイクロカプセル63が埋め込まれている。このマイクロカプセル63には、外力でそのカプセル壁が破壊されることによって中の発熱材が放出されるものや、水等と接触してそのカプセル壁が溶解することによって中の発熱材が放出されるもの等、種々の形態が利用可能である。溶出部61および反応部62はそれぞれ、図1に示した検知体1の溶出部2および反応部4のような構成とすることができる。
図11に示す検知体70は、単層構造であり、溶出部61内に六価クロム溶出用の水や薬液が含有されるようになっている。さらに、この検知体70は、その溶出部61内に、加熱部として機能するマイクロカプセル71、および反応部として機能するマイクロカプセル72が埋め込まれた構成を有している。
図12に示す検知体80は、溶出部81と反応部82の積層体の側部に、金属、セラミック、伝熱物質混入材料等の伝熱材を用いた加熱部83が設けられた構成を有し、加熱部83の貼り付け面側には、接着層84が設けられている。接着層84には、例えば、接着剤として広く利用されるPVA(Poly Vinyl Alcohol)等を用いることができる。さらに、この検知体80では、加熱部83に、部分的に側方に延びた突出部83aが設けられており、この突出部83aの先端部分には、窪み83bが形成されている。なお、溶出部81および反応部82はそれぞれ、図1に示した検知体1の溶出部2および反応部4のような構成とすることができる。
図16は検知体の第11の構成例を示す図であって、(A)は平面模式図、(B)は(A)のE−E断面模式図である。ただし、図16では、図12に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
図17は検知体の第12の構成例を示す図であって、(A)は平面模式図、(B)は(A)のF−F断面模式図である。ただし、図17では、図12に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
図18は検知体の第13の構成例を示す図であって、(A)は平面模式図、(B)は(A)のG−G断面模式図である。また、図19および図20は第13の構成例の検知体の貼り付け方法の説明図である。図19は検知体貼り付け方法の第1工程を示す図であって、(A)は平面模式図、(B)は(A)のH−H断面模式図である。図20は検知体貼り付け方法の第2工程を示す図であって、(A)は平面模式図、(B)は(A)のI−I断面模式図である。
また、この検知体130に用いた密封シール136a,136bは、図1に示した検知体1のほか、上記の第1〜第12の構成例に示したものについても同様に適用することが可能であり、この検知体130について述べたのと同様の使用方法により、同様の作用および効果を得ることが可能である。
図21に示す検知体140は、溶出部141と反応部142の積層体、加熱部143およびPVA等の接着層144を有している。そして、溶出部141と反応部142の積層体、加熱部143をそれぞれ被覆するように連続して、PET等の耐熱・透光フィルム145が設けられている。さらに、この耐熱・透光フィルム145は、複数の検知体140に連続して形成されている。そして、このように連なった複数の検知体140の、評価対象への貼り付け面側、およびその反対の面側がそれぞれ、上記図18に示した検知体130と同様に密封シール146a,146bで被覆されている。なお、溶出部141、反応部142および加熱部143はそれぞれ、図1に示した検知体1の溶出部2、反応部4および加熱部3のような構成とすることができる。
また、この検知体140のように、複数のものを切り取り可能に連続して形成する構成の原理は、図1に示した検知体1のほか、上記の第1〜第13の構成例に示したものについても同様に適用することが可能であり、同様の作用および効果を得ることが可能である。
まず、第1の実施例について述べる。
ここでは、評価対象のサンプルとして、鉄の素地層上の亜鉛メッキ層に形成された三価クロメート皮膜および六価クロメート皮膜を用いた。鉄の素地層の厚みは約2mm、亜鉛メッキ層の厚みは約7μm、三価クロメート皮膜および六価クロメート皮膜の厚みはいずれも約500nmである。
ここでは、評価対象のサンプルとして、上記の第1の実施例と同じく、鉄の素地層上の亜鉛メッキ層に形成された三価クロメート皮膜および六価クロメート皮膜を用いた。鉄の素地層の厚みは約2mm、亜鉛メッキ層の厚みは約7μm、三価クロメート皮膜および六価クロメート皮膜の厚みはいずれも約500nmである。
被検知体に接触して前記被検知体から六価クロムを溶出するための溶出部と、
前記溶出部を加熱する加熱部と、
前記溶出部で溶出された六価クロムを検出する物質を含んだ反応部と、
を有することを特徴とする検知体。
(付記3) 前記加熱部は、発熱性材料で構成されていることを特徴とする付記1記載の検知体。
(付記5) 前記電圧印加によって発熱する材料は、電熱線またはペルチェ素子であることを特徴とする付記4記載の検知体。
(付記7) 前記加熱部は、熱伝導性材料で構成されていることを特徴とする付記1記載の検知体。
(付記10) 前記反応部は、前記物質を内包するマイクロカプセルで構成され、前記溶出部内に設けられていることを特徴とする付記1記載の検知体。
(付記12) 前記溶出部の温度を検出するための温度検出部を有していることを特徴とする付記1記載の検知体。
(付記14) 前記溶出部は、前記被検知体との接触前、前記被検知体との接触面が、剥離可能なシールで被覆されていることを特徴とする付記1記載の検知体。
(付記16) 前記溶出部と前記加熱部とは、フィルムによって隔離されていることを特徴とする付記1記載の検知体。
(付記18) 六価クロムの検知方法において、
被検知体に接触して前記被検知体から六価クロムを溶出するための溶出部と、
前記溶出部を加熱する加熱部と、
前記溶出部で溶出された六価クロムを検出する物質を含んだ反応部と、
を有する検知体を用い、
前記検知体の前記溶出部を前記被検知体に接触させ、前記被検知体に接触する前記溶出部を前記加熱部によって加熱し、前記反応部での変色の有無によって前記被検知体の六価クロムの有無を判別することを特徴とする検知方法。
(付記20) 前記被検知体に接触する前記溶出部を前記加熱部によって加熱する際には、
前記加熱部自体を発熱させて前記溶出部を加熱するか、または外部から供給される熱を前記溶出部に伝熱させて前記溶出部を加熱することを特徴とする付記18記載の検知方法。
2,11,61,81,131,141 溶出部
3,14,83,91,134,143 加熱部
4,12,42,62,82,132,142 反応部
5 評価対象
6 下地層
7 六価クロメート皮膜
13,31,121,133,145 耐熱・透光フィルム
21 溶出・反応部
41 溶出・加熱部
63,71,72 マイクロカプセル
83a,91c,91d 突出部
83b,91e,91f 窪み
84,135,144 接着層
85 電熱線
91a,91b 金属
101 サーモラベル
111 基準色ラベル
136a,136b,146a,146b 密封シール
147 切り取り部
Claims (5)
- 六価クロムの検知に用いる検知体において、
被検知体に接触して前記被検知体から六価クロムを溶出するための溶出部と、
前記溶出部を加熱する加熱部と、
前記溶出部で溶出された六価クロムを検出する物質を含んだ反応部と、
を有することを特徴とする検知体。 - 前記物質は、六価クロムと反応して変色することを特徴とする請求項1記載の検知体。
- 前記加熱部は、発熱性材料で構成されていることを特徴とする請求項1記載の検知体。
- 前記加熱部は、酸素若しくは水と反応して発熱する材料、または電圧印加によって発熱する材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項3記載の検知体。
- 六価クロムの検知方法において、
被検知体に接触して前記被検知体から六価クロムを溶出するための溶出部と、
前記溶出部を加熱する加熱部と、
前記溶出部で溶出された六価クロムを検出する物質を含んだ反応部と、
を有する検知体を用い、
前記検知体の前記溶出部を前記被検知体に接触させ、前記被検知体に接触する前記溶出部を前記加熱部によって加熱し、前記反応部での変色の有無によって前記被検知体の六価クロムの有無を判別することを特徴とする検知方法。
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