KR100287745B1 - 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분 - Google Patents

Abstract

(목적) 우수한 수분산성을 구비하면서 충분한 탐상능력을 가지며, 또한 저장안정성이 좋은 습식자분 탐상시험용 형광자분을 제공한다.

(구성) 도자성입자에 합성수지를 바인더로 하며 형광안료를 결합시켜 이루어지는 평균입경 1 - 25 ㎛ 의 습식자분 탐상시험용 형광자분 100중량부에 대하여 0.01 - 0.05 ㎛ 의 친수성 무정형 이산화규소입자분말 0.5 ∼ 30 중량부가 배합되어 있으며, 또한, 그 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분입자의 표면에 당해 이산화규소 미립자가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 습식자분탐상 시험용 수분산성 형광자분.

Description

습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분

제1도는 본 발명에 있어서의 장기 분산성 테스트에 사용한 테스트 장치의 일부 종단면 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 탱크 2 : 펌프

3 : 파이프

본 발명은, 습식자분(濕式磁分)탐상 시험방법에 이용되어지는 형광자분(螢光磁分) 에 관한 것이다.

본 발명에 관한 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분은, 주로 철강 제조업체나 자동차 제조업체 등에서 널리사용되고 있는 습식자분탐상 시험방법의 실시에서 사용된다.

주지하는 바와 같이, 철강 제조업체에 있어서는 각(角) 빌레트나, 환(丸)빌레트 등의 강재를 피검사물로 하여, 또 자동차 제조업체에 있어서는 샤프트나 너클아암 등의 강제부품을 피검사물로 하여, 그 표면 결함부의 탐상에 JIS G 0565 - 1992에 규정되어 있는 습식자분탐상 시험방법이 범용되고 있다.

습식자분탐상 시험방법은, 통상, 물 1ℓ 당 형광자분 0.2 ∼ 15 g을 분산시킨 검사액 (당업계에 있어서는 「자분액」 이라 칭해지는 일도 있다)을 피검사물 표면에 접촉시킴으로서 실시되고 있지만, 당해 검사액의 조제에 있어서는, 전술한 JIS규격에 「… 습식법에는 … 물 등을 분산매체로 하고, 필요에따라 적당한…계면활성제를 넣은 검사액을 이용한다…」라고 되어 있는 바와 같이, 계면활성제가 사용되고 있다.

이것은, 형광자분이 순철입자분말, 사삼산화철입자분말, Y -산화철 입자분말 등의 도자성(導磁性)분자분말 (당업계에서는 「자분」이라 칭해지고 있다)에 소수성(疎水性)의 합성수지를 바인더로 하여 형광안료를 결합시킨 형광자분입자로 구성된것이며, 각 형광자분입자의 표면이 합성 수지로 덮혀서 소수성이므로, 당해 형광자분만을 물에 투입할 경우에는 수면에 부유되어버려 분산하지 않기 때문이다.

보다 구체적으로 설명하면, 당업계에 있어서는, 형광자분을 물이 분산시켜 검사액을 조제하는데 있어서는, 물에 HLB 9 ∼ 16의 비이온성 계면활성제 2 ∼ 30중량 %를 용해시켜 이루어지는 시판의 자분분산제 (예를 들면, 슈퍼마그나 자분분산제 BC - 600 : 상품명 : 마크테크 주식회사제)를 사용하며, 소정량의 자분분산제와 소정량의 형광자분을 잘 반죽한후에 소정량의 물에 투입하여, 형광자분을 분산시키는 수법이 채택 되고 있다.

또, 상기수법을 취할 경우에는, 계량작업 및 반죽작업이 필수이므로, 이것을 개량하기 위하며, 일본국 특개소 57 - 141547호 공보에 개시되어 있는 「자분에 형광안료를 포함하는 합성수지를 피복한후에 계면활성제를 피복하여 형광자분을 얻는」기술에서 볼수있듯이, 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분 입자에 계면활성제를 부착함으로써 형광자분자체에 수분산성 (水分散性)을 부여하는 수법이 제안되고 있다.

그러나, 형광자분을 충분히 분산시키기 위해서는, HLB 9 ∼ 16의 비이온성계면활성제를 이용할 필요가 있으며, 이와같은 계면활성제는 일반적으로 불휘발성의 점성액체이므로, 이것을 부착시킨 형광자분은 저장중에 응집이 일어나기쉬우며, 계면활성제를 이용하고 있음에도 불구 하고 검사액 조제시에 충분한 분산상태를 얻을 수 없는 것이다. 계면활성제를 부착시킨 형광자분이 실용되어지고 있는 예는 없으며, 시판 자분분산제를 사용하는 상기 수법이 채택되고 있는 것이 현재의 상황이다.

본 발명자는 수많은 시작(試作)·실험을 거듭한 결과, 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분입자에 계면활성제를 부착시키는 수법에 의하여 실용할 수 있는 수분산성 형광자분을 얻는 것은 불가능하다는 결론에 대하여, 계면활성제의 대체물질을 구하여 연구를 진행하였다.

그리고, 연구도중에, 일본국 특개평 5-213611 호 공보에 개시되어 있는 「흑연질 입자분말의 입자표면에 친수성을 갖는 금속산화물, 금속 탄화물, 금속질화물, 금속붕화물 및 금속으로부터 선택된 미립자 (실시예 : 알루미나, 실리카, 탄화규소, 금속알루미늄) 을 부착하여 친수성을 부여 하는」기술에 착안하여, 형광자분입자의 표면에 친수성을 갖는 무기질 미립자를 부착시킴으로써 수분산성형광자분을 얻는다는 착상을 얻고, 이를 구현하기 위하여 시작· 실험을 진행하였다.

본 발명자가 행한 실험결과에 의하면, 일본국 특개평 5-213611호 공보의 실시예로 들고있는 알루미나, 금속알루미늄, 탄화규소의 각 미립자를 형광자분입자의 표면에 부착시킨 경우에는, 수분산성을 부여할수있으며, 또한, 실리카 (단,친수성인 것)의 미립자를 형광자분입자의 표면에 부착시킨 경우에도 수분산성을 부여할 수 있었다.

그렇지만, 상기 수분산성이 부여된 각형광자분을 사용하여 습식자분탐상 시험방법을 실시한 바, 물에 분산시킬 수는 있었지만, 소요 탐상정도(精度)를 얻을 수 없었다.

즉, 알루미나, 금속알루미늄 및 실리카 (단, 친수성인 것)의 각 미립자를 이용한 경우에는, 그 각 미립자가 불투명체인 것이 요인으로, 형광자분입자가 본래 구비하고 있는 자외선등(燈)(당업게에서는 「블랙라이트」라고도 칭해지고 있다) 조사하에서의 형광휘도가 거하되어 미세한 결함부를 탐상하는 것은 불가능했었다. 또한, 탄화규소 미립자를 이용한 경우에는, 그 미립자의 비중이 큰 것에 기인하여, 물에 분산시킨 형광자분입자의 침강속도가 빨라져서 피검사물 표면에 충분히 부착시킬 수 없으므로 미세한 결함부를 탐상하는 것은 불가능했었다.

그래서, 본 발명자는 저장중에 응집이 일어나지 않고, 탐상정도를 저하시키는 일 없이, 충분한 수분산성을 부여할 수 있는 물질을 부착시킨 수분산성 형광자분, 바꿔말하면, 습식자분탐상 시험방법에 실용할 수 있는 수분산성 형광자분을 제공하는 것을 기술적 과제로서, 또한 수많은 시작·실험을 거듭한 결과 본 발명을 완성한 것이다.

그리고, 일본국 특개소 51-73961호 공보 및 특개소 60-237355호 공보에는, 각각 규산분말을 배합한 자분탐상용 형광자분이 개시되어 있지만, 모두 규산분말이 할택제(滑澤劑)로서 이용되고 있으면, 또, 각 공보에서도, 단지「규산분말」 이라고 가재되어 있을 뿐이며, 그 종류나 성질 등은 기재되어 있지 않다.

상기한 기술적 과제는 다음과 같은 본 발명에 의하여 달성할 수 있다.

즉, 본 발명은, 도자성입자에 합성수지를 바인더로 하여 형광안료를 결합시켜 이루어지는 평균입경 1 ∼ 25 ㎛의 습식자분 탐상시험용 형광자분 100 중량부에 대하여 평균입경 0.01 ∼ 0.05 ㎛ 의 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말 0.5 ∼ 30중량부가 배합되어 있으며, 또한 당해 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분입자의 표면에 당해 이산화규소 미립자가 부착되고 있는 것을 특징으로 하는 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분이다.

또한, 본 발명에 관한 습식자분 탐상용 수분산성 형광자분에는 수용성 방청제를 첨가할 수도 있다.

본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명에서 이용하는 도자성입자에 합성수지를 바인더로 하여 형광안료를 결합시켜 이루어지는 평균입경1 ∼ 25 ㎛의 습식자분 탐상시험용 형광자분은, 주지의 것으로, 예를 들면, 슈퍼마그너 형광자분 LY-1500 (상품명 : 마크테크 주식회사제) 나 슈퍼마그나 형광자분 LY-2300 (상품명 : 마크테크 주식회사제)등의 시판품을 이용하면 된다.

그리고, 위에서 게재한 시판품을 비롯한 통상의 시판습식자분 탐상 시험용 형광자분은, 순철입자, 사삼산화철입자, r -산화철입자 등의 도자성입자에 비닐· 브티랄계 합성수지나 초산 셀룰로오스계 합성수지 등을 바인더로 하여 르모겐옐로우 - S 0790 (상품명 : BASF 사제) 나 푸에스타 A(상품명 :사와다 (Swada)사제)등의 형광안료를 길합시켜 이루어지는 평균 입경 1 ∼ 25 ㎛ 범위내의 형광자분입자로 구성되어있다.

다음에, 본 발명에서 사용하는 평균 입경 0.01 ∼ 0.05 ㎛의 친수성 무정형 이산화규소미립자 분말도, 주지의 것으로, 예를 들면 아에로딜 200(상품명 : 일본 아에로딜 주식회사제), 도꾸실 (Tokusil) U (상품명 (도꾸야 마소다 주식회사제), 도꾸실 GU (상품명 : 도꾸야마소다 주식회사제) 등의 시판품을 이용하면 된다.

상기 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말은, 투명성의 수불용성 물질이며, 흡습성이 작아 저장중에 응집하는 일은 없다.

본 발명에 이용되는 상기 친수성 무정형 이산화규소미립자 분말로서, 평균입경 0.05 ㎛ 을 초과하는 것을 사용할 경우에는, 상기 습식자분 탐상 시험용 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분입자의 표면에 부착시키기 어려워진다. 평균 입경 0.05 ㎛미만, 바람직하게는 0.01 ∼ 0.04 ㎛인 것을 이용할 경우에는 후술하는 바와 같이, 수율이 좋게 부착시킬 수 있다. 그리고, 평균입경 0.01 ㎛미만인 것을 시장에서 입수하기 곤란 하기 때문에 하한을 0.01 ㎛ 으로 규정하고 있다.

본 발명에서의 상기 습식자분탐상 시험용 형광자분과 상기 친수성 무정형 이산화규소 미립자분말의 배합비율은, 전자 100중량부에 대하여 후자를 0.5 ∼ 30중량부, 바람직하게는, 2 ∼ 20중량부를 배합할 필요가 있다. 후자가 0.5 중량부 미만인 경우에는 충분한 분산성을 부여하는것이 곤란하며, 30중량부를 넘어 배합하여도 분산성의 현저한 향상을 얻을 수 없다.

다음에, 본 발명에 관한 습식자분 탐상용 수분산성 형광자분의 제조는, 용이하며, 상기 습식자분 탐상시험용 형광자분과 상기 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말을, 각각 소정량 저울로 달아, 주지의 믹서나 파쇄기를 이용하여 혼합·교반하는 것만으로, 그 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분입자의 표면에 그 이산화규소 미립자를 충분히 부착시킬 수 있으며, 이 부착상태는, 후술의 실시예에서 볼 수 있는 바와같이, 수세, 여과, 건조하여도, 일단 부착시킨 당해 이산화규소 미립자의 최대 32 % 가 탈락하는데 지나지 않으며, 습식자분탐상 시험방법에 사용되는 형광자분은 한번 사용하고 버려져, 건조하여 재사용되는 일이 없기 때문에, 실용상 충분히 부착 (고착)하고 있다고 말할 수 있다.

또한, 믹서나 파쇄기에 의한 혼합·교반시간은, 이용하는 믹서나 파쇄기의 능력과 대상으로하는 형광자분 및 이산화규소미립자분말의 각 평균입경을 감안하여 선정하면 되지만, 양자의 평균입경이 작을수록 혼합·교반시간을 길게하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명에 따른 습식자분 탐상용 수분산성 형광자분을 사용함에 있어서는, 소정량 (통상 물 1ℓ 당 0.2 ∼ 15 g)을 달고, 소정량의 물에 직접 투입하고 교반하면, 충분히 분산하며, 소정량의 시판자분 분산제와 소정량의 시판습식자분 탐상시험용 형광자분을 잘 반죽한 후에 소정량의 물에 투입하여 교반하는 경우와 동등한 분산상태를 얻을수 있다.

또한, 본 발명에 따른 습식자분 탐상용 수분산성 형광자분에는, 구연산 나트륨, 트리폴리산 나트륨, 글루콘산 나트륨, 몰리브덴산 나트륨 등의 주지의 수용성 방청제를 첨가해 두는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 통상, 시판하는 자분분산제에는 상기 수용성 방청제가 첨가되어 있지만, 본 발명품을 사용할 경우에는 그 자분분산제의 사용을 필수로 하지 않으므로, 검사액에 상기 수용성 방청제의 첨가가 필요한 경우에 대응할 수 있기 때문이다.

그리고, 상기 수용성 방청제의 첨가는, 수분산성이나 형광휘도에 어떠한 악영향도 주는 것이 아니며, 그 첨가량은 필요에 따른 양을 설정할 수 있지만, 검사액의 조제에 사용되는 형광자분의 양이 물 1 ℓ 당 0.2 ∼ 15 g 이라는 소량이므로, 본 발명에 관한 습식자분탐상용 수분산성 형광자분 100중량부에 대하여 상기 수용성 방청제 50 ∼ 100중량부를 첨가해 두는 것이 바람직하다.

이제 본 발명에 관한 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 습식자분탐상 시험용 수분산성 형광자분은, 각 형광자분입자의 표면에 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말이 부착되어 있으므로, 그 이산화규소 미립자 분말의 존재에 의하여, 우수한 수분산성을 구비하고 있으며, 또한, 당해 이산화규소미립자분말은 투명성이 좋으므로, 그 각 형광자분입자가 본래 지니고 있는 형광휘도도 저하되어 있지 않으며, 또한, 당해 이산화규소 미립자 분말을 흡습성이 적으므로, 당해 각형광자분입자가 저장중에 응집하는일도 없다.

또한, 각 형광자분입자의 표면에 부착되어 있는 당해 이산화규소 미립자 분말은 불수용성 물질이므로 사용시에 검사액 중에 있어서 용해되지 않기 때문에, 사용중에 수분산성을 잃는 일도 없다.

다음에, 본 발명에 관한 습식자분 탐상시헝용 수분산성 형광자분이, 습식자분 탐상시험용 형광자분과 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말을 믹서나 파쇄기를 이용하여 혼합·교반하는 것만으로 얻어진 것임에도 불구하고, 그 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분입자의 표면에 그 이산화규소 미립자 분말이 충분히 부착되어 있는 이유에 대해서는, 유감스럽게도 아직 해명되고 있지 않지만, 본 발명자는 당해 이산화규소 미립자의 표면에 존재하고있는 실란올기가 당해 형광자분입자의 표면에 존재하고있는 합성수지에 화학적으로 흡착하는일 및 혼합·교반시에 발생하는 마찰에 의하여 당해 이산화규소 미립자가 그 합성수지 표면에 물리적으로 흡착하는 것이 요인이라고 추정하고 있다.

다음에, 수용성 방청제의 첨가가 수분산성이나 형광휘도에 악영향을 주지 않는 것은, 검사액 조제시에 물에 투입되면 신속하게 용해되 버리기때문이다. 또한, 상기에 예시했던 각 수용성 방청제는, 모두 흡습성이 적기 때문에, 저장중에 응집하는 일은 없다

[실시예]

이하에, 실시예 및 비교예를들어 본발명을 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

습식자분 탐상시험용 형광자분으로서 슈퍼마그나 형광자분 LY-1500[상품명 :마크테크 주식회사제 : 순철입자에 비닐 브티랄계 합성수지를 바인더로 하여 전술의 르모겐옐로우 S 0790을 결합시켜 이루어지는 평균입경이 20 ㎛이며 외관비중이 1.3인 것] 을 이용하고, 이 형광자분 100중량부에 대하여, 친수성 무정형 이산화규소 미립자분말로서 아에로딜 200 [상품명 : 일본아에로딜 가부시끼가이샤제 · 평균입경이 0.02㎛ 에서 외관비중이 오스타바 믹서 [상품명 : 오스타사 (미) 제1를 이용하여 12000 rpm에서 10분간 혼합·교반하여 본 발명에 관한 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분 110 중량부를 얻었다. 그리고, 이 수분산성 형광자분의 비중은 1.2 이었다.

[수분산성 테스트]

본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분 5 g 의 침강속도를 JIS G0 565 - 1960에 의거하여, 수돗물을 이용하여 측정한 바 89 %이었다.

한편, 비교를 위하여, 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-1500 5 g 의 침강속도를, JIS G 0565 - 1960 에 의거하여 산모르 N - 605 [상품명 : 닛까화학주식회사제 : 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르형 비이온성 계면활성제] 0.5 g을 첨가한 수돗물을 이용하여 측정한바 88 %이었다. 그리고, 계면활성제를 사용하지 않으면 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-1500 은, 계면활성제를 사용하지 않으면 물에 분산되지 않으며, 수돗물만인 경우에는 수면에 부유하여, 1시간후의 관찰에서도 수중에 가라앉는 일은 없이 수면에 부유하고 있다.

상기의 측정결과로부터, 본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분은, 종래의 형광자분을 계면활성제를 이용하여 물에 분산시킨 경우와 대체로 동등하게 물에 분산되는 것을 확인할 수 있었다.

[부착성 테스트]

본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분 11 g을 수돗물 200 ml에 분산시키고, 그 분산액 중에 자화기 [핸드마그나 : 상품명 마크테크 주식회사제] 를 삽입하여 액중의 수분산성 형광자분을 이 자화기에 흡착시켜서 회수하는 조작을 반복하고, 당해 분산액 중에 존재하는 수분산성형광자분을 거의 완전하게 회수하고, 회수한 수분산성 형광자분을 수세·여과·건조하고 그 중량을 측정하였다. 이 측정을 5회 행했을때의 평균치는 8.9 g 이었다

한편, 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-150O 10 g을 전술의 산모르 N-605 1 g을 이용하여 수돗물 200 ml에 분산시키고, 상기와 같은 조작에 의하여, 그 분산액 중에 존재하는 그 형광자분을 거의 완전히 회수 하고, 회수한 당해 형광자분을 수세·여과·건조하여, 그 중량을 측정하였다. 이 측정을 5회 행하였을 때의 평균치는 8.2 g이며, 회수되지 않았던 1.8 g은 순철입자를 포함하지 않는 바인더와 형광안료만의 부분이라고 추정할 수 있다.

상기의 측정결과로부터, 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-1500의 경우에는 10 g을 사용하여 8.2 g이 회수되어 미회수부분은 1.8 g 이며, 본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분의 경우에는 11 g (주 :그중 1 g이 친수성 무정형 이산화규소 미립자이다)을 사용하여 8.9 g이 회수되어 미회수분은 2.1 g이며, 그 미회수분 중의 1.8 g은 순철입자를 포함하지 않는 바인더와 형광안료만의 부분이라고 추정할 수 있으므로, 나머지 0.3g 이 탈락한 친수성 무정형 이산화규소 미립자라고 인정되므로 탈락률은 30% 이었다.

[탐상능력 테스트]

본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분 10g을 수돗물 10ℓ에 분산시켜 검사액을 조제함과 동시에, 비교를 위하여, 전술의 슈퍼마그나형광자분 LY-1500 10 g 을 슈퍼마그나 자분 분산제 BC-600 [상품명 마크테크 주식회사제: 비이온성 계면활성제를 주성분으로 하는 것] 0.21 ℓ을 이용하여 통상의 방법에 따라서, 수돗물 10ℓ 에 분산시켜 비교용 검사액을 조제하고, 양 검사액을 사용하여 다음파 같은 습식자분탐상 시험방법을 실시 하였다.

JIS - G - 0565- 1992 규격의 A 형 표준시험편 (원형·Al - 15/100)을 피검사물로 하고, 그 시험편을 강제 각형 빌레트에 붙이고, 그 각형 빌레트를 축통전법에 의하여 자화하여 당해 시힘편에 검사액을 산포하고, 어두운 장소의 자외선등 밑에서 육안으로 시험면을 관찰한다.

그 결과 어느 검사액을 사용한 경우에도, 명료한 결함지시모양이 관찰 가능하며, 양 검사액이 동등한 탐상능력을 갖고 있음이 확인되었다.

[실시예 2∼4 및 비교예 1,2]

습식자분 탐상용 형광자분과 친수성 무정형 이산화규소 미립자분말의 배합비율을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 이외는 실시예 1과 동일 하게 하여 본 발명에 관한 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분 3종 및 비교품 2 종을 얻고, 이들 5 종에 대하여 실시예 1 과 동일하게 하여 수분산성 테스트, 부착성 테스트 및 탐상능력 테스트를 행한 결과를 동표에 나타 냈다.

[표 1]

(주 1) : 수돗물만의 경우에는 수면에 부유하여 측정불능.

(주 2) : 수돗물만의 경우에는 수면에 부유하여 검사액의 조제불능.

(주 3) : 실시예 1에 있어서 비교를 위하여 조제한 검사액 (자분 분산제를 이용한 것)을 사용한 경우에 비하여 미세 결함부의 결함지시모양의 형광휘도가 약하여 결함없는 부위와의 식별이 곤란했었다.

[실시예 5]

실시예 1 ∼ 4에서 얻은 본 발명에 관한 습식자분 탐상시험용 수분 산성 형광자분 100중량부에 대하여, 각각 수용성 방청제로서 구연산 나트륨 분말 100중량부를 첨가하고, 혼합하여 방청제혼입 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분 4종을 얻었다. 이들 4종의 외관비중은 어느 것이나 1.0 이었다.

본 실시예에서 얻은 각 방청제혼입 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분에 대하여 다음과 같은 장기 수분산성 테스트 및 탐상능력 테스트를 행하였다.

본 실시예에서 얻은 각 방청제혼입 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분 50 g을, 각각 수돗물 50ℓ에 분산시켜 조제한 각 검사액과 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-1500 50 g을 전술의 슈퍼마그나 자분 분산제 BC-600 1ℓ 를 이용하여, 통상의 방법에 따라, 수돗물 50ℓ 에 분산시켜 조제한 비교용 검사액을 준비한다.

먼저, 제1도에 나타낸 SUS 제 탱크 (1 : 용량 90ℓ )에 검사액 50ℓ 을 투입하고, 액체 온도를 25℃로 유지한 상태에서 펌프(2)를 작동시켜, 그림 중 화살표와 같이 검사액을 파이프(3)를 통하여 순환시켜두고, 순환중의 검사액을 24시간마다 1ℓ 씩 비이커로 채취하여 분산상태를 육안으로 관찰하는 조작을 순환개시점부터 96 시간에 걸쳐 행한다.

그 결과, 어느 검사액에 대해서도, 각 관찰시점에서 비이커속의 수면에 부유하고 있는 형광자분은 볼수없었고, 96시간에 걸쳐 충분한 분산상태가 유지되고 있으며, 전 검사액이 동등한 수분산성을 갖고 있음이 확인되었다.

다음에, 상기의 장기 수분산성 테스트 종료후의 각 검사액 (96시간 순환후의 검사액)을 10ℓ 씩 사용하여, 실시예 1 의 탐상능력 테스트에 있어서의 습식자분탐상 시험방법과 동일조건의 습식자분탐상 시험방법을 실시 한다.

그 결과, 어느 검사액을 사용한 경우에도, 명료한 결함지시 모양을 관찰할 수 있으며, 전 검사액이 동등한 탐상능력을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.

그리고, 본 실시예에서 얻은 각 방청제혼입 습식자분 탐상지험용 분산제를 폴리에틸렌 텔레프탈레이트제 주머니에 넣고, 실내에 방치하여 6개월 후에 주머니로부터 꺼내어 관찰한 바, 응집되어 있지 않으며, 제조 직후와 동일한 유동성을 유지하고 있으며, 충분한 저장 안정성을 갖고 있음이 확인 되었다.

[실시예 6]

습식자분 탐상시험용 형광자분으로서 슈퍼마그나 형광자분 LY-2300 [상품명 : 마크테크 주식회사제 : 사삼산화철입자에 셀룰로스계 합성수지를 바인더로하여 전술의 르모겐옐로우 S 0790을 결합시켜 이루어지는 평균 입경이 10 ㎛이며 외관비중이 0.9인 것]을 이용하며, 그 형광자분 100중량부에 대하여, 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말로서 도꾸실 GU[상품명 :도꾸야마소다 주식회사제 :평균 입경이 0.04 ㎛이며 외관비중이 0.25 인 것] 10 중량부를 첨가하고, 이시까와 파쇄기 24 호 [상품명 : 주식회사 이시까와 제작소제]를 이용하여, 50rpm에서 3시간 혼합·교반하여 본 발명에 관한 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분 110중량부를 얻었다. 그리고 이 수분산성 형광자분의 비중은 0.9였다.

[수분산성 테스트]

본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분 5 g 의 침강속도를 JIS G 0565 - 1960에 의거하여 수돗물을 이용하여 측정한바 94 %이었다

한편, 비교를 위하여, 진술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-2300 5 g의 침강속도를, JIS G 0565 - 1960에 의거하어, 전술의 산모르 N - 60S 0.5 g을 첨가한 수돗물을 이용하여 측정한 바 93%이었다. 그리고, 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-2300은, 계면활성제를 사용치 않으면 물에 분산되지 않으며, 수돗물만의 경우에는 수면에 부유하고, 1시간후의 관찰에서도 수중으로 가라앉는 현상은 없으며 수면에 부유하고 있다.

상기의 측정결과로부터, 본 실시예에 얻은 수분산성 형광자분은, 종래의 형광자분을 계면활성제를 이용하여 물에 분산시켰던 경우와 대략 동등하게 물에 분산하는 것이 확인되었다.

[부착성 테스트]

본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분 11 g을 수돗물 200 ml에 분산시키고, 그 분산액 중에 자화기 [핸드마그나 : 상품명 : 마크테크 주식회사제]를 삽입하여 액중의 수분산성형광자분을 그 자화기에 흡착시켜 회수하는 조작을 반복하며 당해 분산액중에 존재하는 수분산성형광자분의 거의 완전히 회수하고, 회수한 수분산성 형광자분을 수세·여과·건조하여, 그 중량을 측정하였다. 이 측정을 5회 행했을 때의 평균치는 9.51 g 이었다.

한편, 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-2300 10 g을 산모르 N-60S 1 g을 이용하여 수돗물 200 ml에 분산시키고, 상기와 같은 조작에 의하여, 그 분산액 중에 존재하는 그 형광자분을 거의 완전히 회수하고, 회수한 당해 형광자분을 수세·여과·건조하여 그중량을 측정하였다. 이 측정을 5회 행했을때의 평균치는 8.7 g이며, 회수되지 않았던 1.3 g은 순철입자를 포함하지않는 바인더와 형광안료만의 부분이라고 추정할 수 있다.

상기 측정결과로부터, 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-2370인 경우에는 10 g사용하여 8.7 g이 회수되어 미회수분은 1.3 g이며, 본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분의 경우에는 11 g (주 : 그중 1 g이 친수성 무정형 이산화규소 미립자이다)사용하여 9.51 g이 회수되어 미회수분은 1.49 g이며, 그 미회수분 중의 1.3 g은 순철입자를 포함하지 않는 바인더와 형광안료만의 부분이라고 추정할 수 있으므로, 나머지 0.19 g이 탈락한 친수성 무정형 이산화 규소미립자라고 인정할 수 있으므로, 탈락률은 19 % 이었다.

[탐상 능력 테스트]

본 실시예에서 얻은 수분산성 형광자분 10 g을 수돗물 10ℓ에 분산시켜 검사액을 조제함과 동시에, 비교를 위하여, 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-2300 10 g을 전술의 슈퍼마그나 자분 분산제 BC-600 0.2ℓ 를 이용하여, 통상의 방법에 따라, 수돗물 10ℓ 에 분산시켜 비교용 검사액을 조제하고, 양 검사액을 사용하여, 실시예 1의 탐상능력 테스트에서의 습식자분 탐상시험방법과 동일 조건인 습식자분 탐상시험방법을 실시 하였다.

그 결과, 어느 검사액을 사용했던 경우에도, 명료한 결함지시 현상이 관찰되며, 양검사액이 동등한 탐상능력을 갖고있음이 확인되었다.

[실시예 7∼9 및 비교예 3∼4]

습식자분 탐상용 형광자분과 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말의 배합비율을 표 2 에 나타나는 바와 같이 대로 변경한 이외는 실시예 5 와 동일하게 하여 본 발명에 관한 습식자분탐상 시험용수분산성 형광자분 3종 및 비교품 2종을 얻고, 이들 5종에 대하여 실시예 5와 동일하게 하여 수분산성 테스트, 부착성 테스트 및 탐상능력 테스트를 행한 결과를 동표에 나타내었다.

[표 2]

(주 4) : 수돗물만의 경우에는 수면에 부유하여 측정불능.

(주 5) : 수돗물만의 경우에는 수면에 부유하여 검사액의 조제불능.

(주 6) : 실시예 5에 있어서 비교를 위하여 조제한 검사액 (자분분산제를 이용한 것)을 사용했던 경우와 비교하여 미세 결함부의 결함지시모양인 형광휘도가 약하며 결함없는 부위와의 식별이 곤란했었다.

[실시예 9]

실시예 6 ∼ 9에서 얻은 본 발명에 관한 각 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분 100중량부에 대하여 각각 수용성 방청제로서 트리폴리인산 나트륨 분말 100중량부를 첨가하고, 혼합하여 습식 자분탐상시험용 방청제혼입 수분산성 형광자분 4종을 얻었다. 이들 4종의 외관비중은 모두 0.7 이었다.

[장기 수분산성 테스트 및 탐상능력 테스트]

본 실시예에서 얻은 각 습식자분 탐상용 방청제혼입 수분산성 형광자분 50 g을, 각각 수돗물 50ℓ에 분산시켜 조제한 각 검사액과 전술의 슈퍼마그나 형광자분 LY-23OO 50 g 을 전술의 슈퍼마그나 자분 분산제 BC-600 1ℓ 를 이용하여, 통상의 방법에 따라, 수돗물 50 ℓ 에 분산시켜 조제한 비교용 검사액을 사용하여, 실시예 5에서의 장기 수분산성 테스트 및 탐상능력 테스트와 동일조건에서 그 각 테스트를 행하였다.

그 결과, 어느 검사액에 대해서도, 각 관찰시점에 있어서 비이커중의 수면에 부유하고 있는 형광자분은 확인할 수 없었으며, 96시간에 걸쳐 충분한 분산상태가 유지되고있으며, 전검사액이 동등한 수분산성을 갖고 있음을 확인할 수 있었으며, 또한, 어느 검사액을 사용한 경우에도, 명료한 결함지시 현상을 관찰할 수 있으며, 전 검사액이 동등한 탐상능력을 갖고 있음이 확인되었다.

그리고 본 실시예에서 얻은 각 방청제혼입 습식자분 탐상시험용 분산제를 폴리에틸렌 텔레프탈레이트제 주머니에 넣고, 실내에 방치하여 6개월 후에 주머니로부터 꺼내 관찰한 바, 응집되어 있지 않으며, 제조 직후와 동일한 유동성을 유지하고있으며, 충분한 저장안정성을 갖고있음이 확인되었다.

[비교예 5]

친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말을 소수성 무정형 이산화규소 미립자 분말인 아에로딜 R972 [상품명 : 일본 아에로딜 주식회사제 : 평균 입경이 0.02 ㎛이며 외관비중이 0.05인 것으로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 형광자분을 얻고, 그 형광자분을 수돗물에 분산시키려 했지만, 당해 형광자분은 수면에 부유해버려, 한시간후의 관찰에서도 수중에 침몰하는 현상은 없고 수면에 부유된 채로였다.

또한, 전술의 아에로딜 R972의 배합비율을 여러가지로 변경해 보았지만 어느경우에도 수돗물에 분산시키는것은 불가능했었다.

본 발명에 의하면, 우수한 수분산성을 구비하면서 충분한 탐상능력을 갖고 있는 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분을 제공할 수 있다.

본 발명에 관한 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분을 사용하면 검사액이 능률적으로 조제할 수 있으며, 또한 노동안전위생법상의 진폐법에 해당하지 않는 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말을 이용하고 있기 때문에 사용자의 안을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분은, 제조가 극히 용이함과 동시에, 계면활성제를 배합하지 않기 때문에 재료비도 싸므로, 저코스트로 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명의 산업이용성은 대단히 크다고 말할 수 있다.

Claims (2)

1. 도자성(導磁性)입자에 합성수지를 바인더로 하여 형광안료를 결합시켜 이루어지는 평균입경 1 ∼ 25 ㎛의 습식자분 탐상시험용 형광자분 100 중량부에 대하여 평균입경 0.01 ∼ 0.05 ㎛ 의 친수성 무정형 이산화규소 미립자 분말 0.5 ∼ 30중량부가 배합되어 있으며, 또한, 그 형광자분을 구성하고 있는 각 형광자분입자의 표면에 당해 이산화규소 미립자가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 습식자분 탐상시험용 수분산성형 광자분.
2. 제1항에 기재된 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분에 수용성 방청제를 첨가하여 이루어지는 습식자분 탐상시험용 수분산성 형광자분.