JP2021017272A

JP2021017272A - 磁粉包装体

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Publication number: JP2021017272A
Application number: JP2019134450A
Authority: JP
Inventors: 直人川澄; Naoto Kawasumi; 有仁笠原; Arihito Kasahara; 大幸山田; Hiroyuki Yamada; 堀　充孝; Mitsutaka Hori; 充孝堀
Original assignee: Nihon Denji Sokki Co Ltd
Current assignee: Nihon Denji Sokki Co Ltd
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2021-02-15

Abstract

【課題】磁粉が吸湿して塊となることを防いで、分散性の良好な磁粉分散液の作製を可能にする、磁粉包装体を提供する。【解決手段】磁粉２が包装材に収容され、包装材が水溶性樹脂を用いて構成され、包装材の周縁部が封止されている磁粉包装体１０を構成する。水溶性樹脂として、ポリビニルアルコールが用いられている磁粉包装体。包装材に、さらに、分散剤、防錆剤、疎水性の分散液、の少なくともいずれかが収容されている磁粉包装体。【選択図】図１

Description

本発明は、磁粉を包装材で包装して成る磁粉包装体に関する。

金属材料等の被検査物の表面に、蛍光物質を含有する磁粉を付着させて、被検査物の表面に付着している磁粉に含有される蛍光物質が発光する蛍光を撮像して得られた画像に基づいて、被検査物の探傷を行う磁粉探傷方法が知られている。また、この磁粉探傷方法を行うための磁粉探傷装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

上述した磁粉探傷方法においては、一般的に、磁粉を含有する磁粉液を検査液として使用している。そして、検査液を被検査物の表面に散布して、被検査物の表面に磁粉を付着させている。
磁粉液は、水等の液体に、磁粉を分散させて作製される。

特開２０１８−７２０７２号公報

上記の検査液に磁粉液を使用する場合等、磁粉液を作製する際には、磁粉を容器から取り出して、所定の量の磁粉を計量して、水等の分散媒に投入している。
そして、容器に入っている磁粉の量と比較して、１回の磁粉の使用量は大幅に少ない。
このため、磁粉を取り出すために容器を開ける際に、取り出した磁粉や容器に残った磁粉が吸湿して塊となって、水等の分散媒への分散性が低下するおそれがある。

上述した問題の解決のために、本発明においては、磁粉が吸湿して塊となることを防いで、分散性の良好な磁粉分散液の作製を可能にする、磁粉包装体を提供するものである。

本発明の磁粉包装体は、磁粉が包装材に収容され、包装材が水溶性樹脂を用いて構成され、包装材の周縁部が封止されているものである。

また、本発明の磁粉包装体において、水溶性樹脂として、ポリビニルアルコールが用いられている構成とすることができる。
また、本発明の磁粉包装体において、包装材に、さらに、分散剤、防錆剤、疎水性の分散液、の少なくともいずれかが収容されている構成とすることができる。

上述の本発明の磁粉包装体によれば、包装材が水溶性樹脂を用いて構成されているので、水等の分散液に磁粉包装体を供給することにより、包装材が分散液に溶解して、磁粉を分散液に分散させることができる。
また、磁粉を収容した包装材の周縁部が封止されていることにより、磁粉が水分を吸って固まることを抑制することができ、水等の分散液への磁粉の分散性を良好にすることができる。
従って、本発明の磁粉包装体を用いて、分散性が良好な磁粉分散液（磁粉液）を作製することができる。

本発明の磁粉包装体の一実施の形態の概略構成図（平面図）である。Ａ〜Ｅ図１の磁粉包装体の作製方法を説明する図である。Ａ、Ｂ本発明の磁粉包装体の他の実施の形態の概略構成図（平面図）を示す図である。磁粉包装体を使用した磁粉分散液作製装置の一例の概略構成図である。Ａ〜Ｄ図４の磁粉分散液作製装置の動作を説明する図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

なお、本明細書における開示はあくまでも一例に過ぎず、当業者において発明の趣旨を保って適宜変更しうるものは、当然本発明の範囲に含有される。

本発明の磁粉包装体は、磁粉が包装材に収容された構成である。
そして、包装材が水溶性樹脂を用いて構成され、包装材の周縁部が封止されている。

磁粉としては、磁性体の粉体を用いることができ、磁性体の材料としては、鉄、Ｆｅ_３Ｏ_４、γ−酸化鉄、その他の磁性体を用いることができる。
磁粉を磁粉探傷方法の磁粉液に使用する場合には、磁粉の大きさは、平均粒径１〜２０μｍ程度が好適である。

包装材に用いる水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド等が挙げられる。
水溶性樹脂のフィルムとしては、具体的には、例えば、ポリビニルアルコールを主成分とした、株式会社アイセロ製のソルブロン（登録商標）、三菱ケミカル株式会社製のハイセロン（登録商標）Ｃ−タイプ、が挙げられる。

水溶性樹脂を用いた包装材の厚さは、使用する水溶性樹脂の水への溶けやすさによって、好適な範囲が変わる。例えば、上記の株式会社アイセロ製のソルブロンの場合、厚さ３０〜５０μｍが好適であり、上記の三菱ケミカル株式会社製のハイセロンＣ−タイプの場合、厚さ１７〜６０μｍが好適である。
包装材が薄すぎると、空気中からの吸湿や、手や器具に付着した水分によって、包装材が溶解して破れるおそれがあり、吸湿を防止する対策が必要となるために、取り扱いが煩雑になる。
包装材が厚すぎると、水等に分散させたときに溶解しきれずに包装材が残って、分散液の質が低下することがある。

包装材の中に収容する内容物としては、磁粉の他に、分散剤や防錆剤等の添加物や、疎水性の分散液を含んでいても構わない。
分散剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、亜硝酸ナトリウム等が挙げられる。
磁粉の分散液としては、水系の分散液が販売されているが、本発明の磁粉包装体では、水系の分散液を使用すると、包装材の水溶性樹脂が溶解してしまう。
そこで、分散液を包装材に入れる場合には、疎水性の分散液を使用する。疎水性の分散液としては、例えば、疎水性のアルコール（炭素数が多く、分子量の比較的大きいアルコール）等が挙げられる。

磁粉包装体の形状は、特に限定されず、磁粉を収容して、周縁部を封止することが可能であれば、様々な形状が採用可能である。
例えば、平面形状が四角形状や三角形状等の形状である薄い袋状、球状等の立体的な形状、等々、様々な形状が考えられる。
薄い袋状の磁粉包装体を作製するには、１枚のシート状の包装材を折り曲げて折り曲げ部として他の周縁部を封止する方法、両端部にそれぞれ開口を有する輪の形状に包装材を成形して、各開口を封止する方法、１つの開口を有する袋状に包装材を形成して開口を封止する方法、が考えられる。立体的な形状の磁粉包装体を作製するには、１つの開口を有する立体的な袋状に成形して開口を封止する方法が考えられる。
特に、磁粉包装体を、平面形状が四角形状や三角形状である薄い袋状とした場合には、包装材の周縁部が直線になるため、市販されている封止機を用いて、容易に封止できる利点を有する。

磁粉包装体を用いて作製する磁粉分散液の濃度は、磁粉分散液を使用する目的に応じて、適切な濃度とする。
磁粉探傷方法の検査液として、磁粉分散液を使用する場合には、例えば、水１リットル当たり磁粉１ｇ程度とする。

本発明の磁粉包装体を使用して、磁粉包装体から磁粉分散液（磁粉液）を作製する、磁粉分散液作製装置を構成することができる。
磁粉分散液作製装置は、磁粉分散液の分散媒となる液体（水等）を収容し、攪拌羽根等の攪拌部を備えた攪拌槽に、磁粉包装体を供給する構成である。
磁粉包装体の供給には、磁粉包装体を収容した筐体から、ロボットアーム等で磁粉包装体を取り出して攪拌槽に入れる方法や、供給管等の供給部を通して攪拌槽に入れる方法等、様々な方法がある。
そして、例えば、コンピュータプログラム等により磁粉分散液作製装置を制御すれば、攪拌槽への磁粉包装体の供給や、攪拌槽内の液体の攪拌を、自動的に行うことができる。

本発明の磁粉包装体によれば、包装材が水溶性樹脂を用いて構成されている。これにより、水等の分散液に磁粉包装体を供給すると、包装材が分散液に溶解して、磁粉を分散液に分散させることができる。
また、磁粉を収容した包装材の周縁部が封止されているので、磁粉が水分を吸って固まることを抑制することができ、水等の分散液への磁粉の分散性を良好にすることができる。
従って、本発明の磁粉包装体を用いて、分散性が良好な磁粉分散液（磁粉液）を作製することができる。

また、従来は、磁粉探傷装置のユーザが磁粉を計量して、磁粉探傷装置用の検査液を作製する必要があったため、ユーザにとって大きな負担となっていた。
これに対して、本発明の磁粉包装体を使用して、磁粉探傷装置用の検査液を作製する場合は、メーカーで製造された磁粉包装体をユーザが購入すれば、メーカーが所定の量の磁粉を計量して磁粉包装体を作製するので、ユーザの負担を大幅に軽減することができる。

続いて、本発明の具体的な実施の形態を説明する。
本発明の磁粉包装体の一実施の形態の概略構成図（平面図）を、図１に示す。

図１に示す磁粉包装体１０は、水溶性樹脂から成るフィルム１を包装材として用いて、このフィルム１に磁粉２を収容している。なお、図１は、薄い袋状の磁粉包装体１０をその主面に垂直な方向から見た平面図である。
この磁粉包装体１０は、フィルム１の平面形状が四角形状（ほぼ正方形状）となっている。そして、四角形の下の辺がフィルム１を折り曲げた折り曲げ部３となり、四角形の右の辺及び左の辺が第１封止部４となっている。また、四角形の上の辺が第２封止部５となっている。後述する磁粉包装体の作製方法で説明するが、第１封止部４は磁粉２を入れる前に封止され、第２封止部５は磁粉２を入れた後に封止される。
第１封止部４及び第２封止部５では、フィルム１の周縁部が封止されている。
これら第１封止部４及び第２封止部５と折り曲げ部３とを合わせて、磁粉２が収容されたフィルム１が封止される。

図１に示した磁粉包装体１０の作製方法を、図２Ａ〜図２Ｅを参照して説明する。

まず、図２Ａに示すように、水溶性樹脂から成るフィルム１を切り取る。例えば、７０ｍｍ×３５ｍｍの大きさに切り取る。
次に、図２Ｂに示すように、折り曲げ部３を折り目として、フィルム１を長手方向に２つに折り曲げる。例えば、上記の７０ｍｍ×３５ｍｍのフィルム１を折り曲げて、３５ｍｍ×３５ｍｍの大きさとする。

次に、図２Ｃに示すように、フィルム１の左右の辺を封止して、第１封止部４を形成する。

次に、図２Ｄに示すように、フィルム１の封止していない上の辺を拡げて開口として、その開口から所定の量の磁粉２を入れる。より好ましくは、磁粉２と共に、所定の量の分散剤を入れる。例えば、磁粉２を０．５ｇ、分散剤を０．５〜１ｇ入れる。また、必要に応じて、防錆剤等の他の添加物も入れる。
なお、磁粉２や分散剤等をフィルム１内に入れる際には、フィルム１のみで自立させることが難しいので、手や器具等によりフィルム１を保持することが望ましい。

次に、図２Ｅに示すように、フィルム１の上の辺を封止して、第２封止部５を形成する。これにより、フィルム１が密閉される。このとき、フィルム１内の空気を排出させながら封止することが望ましい。例えば、空気を押し出したり、ポンプで空気を吸い出したりして、封止を行う。
このようにして、図１に示した磁粉包装体１０を作製することができる。

図１に示した磁粉包装体１０は、平面形状が四角形状であるが、磁粉包装体の平面形状を、三角形状等の他の形状としてもよい。
なお、磁粉包装体の平面形状を、例えば、円形又は楕円形を２つに折り曲げた形状のように、周縁が曲線である形状とすることも可能である。ただし、周縁が曲線である形状は封止部が曲線となるため、四角形状や三角形状のように、封止部が直線となる平面形状の方が封止しやすい。

本発明の磁粉包装体の他の実施の形態として、平面形状を三角形状とした磁粉包装体の概略構成図（平面図）を、図３Ａ及び図３Ｂに示す。
図３Ａに示す磁粉包装体１１は、平面形状を二等辺三角形や正三角形として、等辺に第１封止部４と第２封止部５を設けて、その他の辺を折り曲げ部３とした構成である。
図３Ｂに示す磁粉包装体１２は、平面形状を直角三角形として、直角を挟む２つの辺の一方の辺を折り曲げ部３として、他方の辺に第１封止部４を設け、斜辺に第２封止部５を設けた構成である。
平面形状を三角形状とした場合には、三角形の最も長い辺に第２封止部５を設けると、開口が広くなるので、磁粉等を入れやすくなる。

続いて、本発明の磁粉包装体を使用して、磁粉分散液を作製する、磁粉分散液作製装置の一例を説明する。
磁粉包装体を使用した磁粉分散液作製装置の一例の概略構成図を、図４に示す。
図４に示す磁粉分散液作製装置は、図１に示した磁粉包装体１０を用いて磁粉分散液を作製するものであり、下方に攪拌槽２１、上方に磁粉包装体１０を多数収容する筐体２４を設けている。
攪拌槽２１は、攪拌羽根２２を備え、分散媒として水２３を収容する。

筐体２４は、磁粉包装体１０を搬送するガイド２５と、磁粉包装体１０を下方の攪拌槽２１に供給する供給管２７、供給管２７の上部の開口を開閉するシャッタ２６を備えている。
ガイド２５は、磁粉包装体１０を１個ずつ収容する仕切り部材と、複数個の仕切り部材を接続して支持する支持部材とからなり、図中矢印で示すように、左方向へ移動する。
供給管２７は、筐体２４の中央部に接続されており、供給管２７と筐体２４の接続部が開口となっている。そして、シャッタ２６を矢印で示すように移動させることにより、供給管２７の上部の開口を開閉することができる。
シャッタ２６が開いているときに、図中矢印で示すように、磁粉包装体１０を、供給管２７内で落下させて、攪拌槽２１に供給することができる。

攪拌槽２１に磁粉包装体１０を供給した後に、攪拌羽根２２を駆動して、水２３と磁粉包装体１０を攪拌することにより、磁粉包装体１０のフィルム１の水溶性樹脂が溶解して、磁粉２を水２３に分散させることができる。

なお、磁粉包装体１０のフィルム１の水溶性樹脂が吸湿することを防ぐために、筐体２４内に乾燥剤を配置することが望ましい。

図５Ａ〜図５Ｄを参照して、図４に示した磁粉分散液作製装置の動作を説明する。
まず、図５Ａに示すように、ガイド２５を図４に示した状態から左に移動させて、ガイド２５の左端に収容された磁粉包装体１０を、供給管２７の上まで搬送する。
次に、図５Ｂに示すように、シャッタ２６を右に移動させて、供給管２７の上部の開口を開けることにより、磁粉包装体１０が供給管２７内を落下する。これにより、下方の攪拌槽２１に磁粉包装体１０が供給される。
次に、図５Ｃに示すように、シャッタ２６を左に移動させて、供給管２７の上部の開口を閉じる。
次に、図５Ｄに示すように、ガイド２５を左に移動させて、ガイド２５の左から２番目に収容された磁粉包装体１０を、供給管２７の上まで搬送する。

２個以上の磁粉包装体１０を使用して分散液を作製する場合には、さらに、図５Ｄに示した状態からシャッタ２６を開けて、２個目の磁粉包装体１０を攪拌槽２１に供給する。
そして、分散液の作製に必要な個数の磁粉包装体１０が攪拌槽２１に供給されるまで、シャッタ２６の開閉とガイド２５の移動を繰り返す。

必要な個数の磁粉包装体１０が攪拌槽２１に供給されたら、攪拌羽根２２により攪拌して、磁粉包装体１０のフィルム１を水２３に溶解させ、磁粉包装体１０内にあった磁粉２を水２３に分散させる。
なお、複数個の磁粉包装体１０を使用して分散液を作製する場合には、１個目の磁粉包装体１０を攪拌槽２１に供給したときから攪拌羽根２２による攪拌を開始してもよい。
以上説明した手順によって、磁粉分散液を作製することができる。

そして、ガイド２５内の磁粉包装体１０を全て使用したら、ガイド２５を右に移動させて、ガイド２５に磁粉包装体１０を補給する。

また、図４に示した磁粉分散液作製装置を、ガイド２５の移動とシャッタ２６の開閉の各動作や、磁粉包装体１０の供給した個数や残存する個数の管理を、コンピュータプログラムで制御する構成とすることもできる。この構成とすれば、自動的に磁粉包装体１０を攪拌槽２１に供給して磁粉分散液を作製することができる。

以上、本発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと考えられる。

例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１フィルム、２磁粉、３折り曲げ部、４第１封止部、５第２封止部、１０，１１，１２磁粉包装体、２１攪拌槽、２２攪拌羽根、２３水、２４筐体、２５ガイド、２６シャッタ、２７供給管

Claims

磁粉が包装材に収容され、
前記包装材が水溶性樹脂を用いて構成され、
前記包装材の周縁部が封止されている
磁粉包装体。
前記水溶性樹脂として、ポリビニルアルコールが用いられている請求項１に記載の磁粉包装体。
前記包装材に、さらに、分散剤、防錆剤、疎水性の分散液、の少なくともいずれかが収容されている請求項１に記載の磁粉包装体。