(57)【要約】【課題】実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動を再現性良く示す標準サンプルを高効率で均一に形成する。【解決手段】酸化鉄物層の形成方法は、固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する方法において、  （ａ）固体試料の表面に塩化鉄の水溶液を塗布した後に乾燥させ、固体試料の表面に塩化鉄層を形成する工程  （ｂ）表面に塩化鉄層を形成した試料をアルカリ水溶液中に浸漬し、固体試料の表面に形成された塩化鉄層の鉄成分を不溶化し、固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する方法において、
前記固体試料の表面に塩化鉄の水溶液を塗布した後、乾燥させ、前記固体試料の表面に塩化鉄層を形成する工程と、
前記表面に塩化鉄層を形成した試料をアルカリ水溶液中に浸漬し、前記塩化鉄層の鉄成分を不溶化し、前記固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする酸化鉄物層の形成方法。
【請求項２】
前記固体試料の表面に塩化鉄の水溶液を塗布して乾燥させる工程を室温程度で行うことを特徴とする、請求項１に記載の酸化鉄物層の形成方法。
【請求項３】
前記アルカリ水溶液は水酸化カルシウム水溶液であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の酸化鉄物層の形成方法。
【請求項４】
前記固体試料を前記水酸化カルシウム水溶液に浸漬する工程を８０℃〜１００℃で行うことを特徴とする、請求項１から３の何れか一つに記載の酸化鉄物層の形成方法。
【請求項５】
更に、前記固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する工程において、酸化鉄物層上に析出した塩化物を水洗し、乾燥することを特徴とする、請求項１から４の何れか一つに記載の酸化鉄物層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化鉄物の汚染を洗浄試験する際に、汚染の標準サンプルとして用いる洗浄試験用試料に関し、洗浄試験用試料の表面に酸化鉄物層を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗浄対象において、代表的な無機系汚れとして鉄さび系汚れとカルシウム系汚れがある。カルシウム系汚れは風呂場や流し、湯沸かし器等の生活に密着した場面でも多く見られ、洗浄剤も比較的に多くみられる。一方、鉄さび系汚れについては、生活の場面では衣類に付着した鉄さびのしみ抜き程度しか扱われることがなくあまり注目されていないが、実際には水道管や貯水槽内の汚れ、鉄道車両等に付着する汚れ、また構造物自体の劣化に伴う汚れとして、洗浄対象として重要な位置を占めている。
【０００３】
鉄さび系汚れ及びカルシウム系汚れの何れにおいても、酸剤やキレート剤等を用いて処理を行うことが一般的であるが、除去メカニズムに関する規則性が乏しく、洗浄剤組成等についても多くは経験則に依存するものとなっている。
【０００４】
従来から鉄さび系汚れの除去にはシュウ酸、リン酸、塩酸等が用いられている。文献１〜３等には、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸等が用いることが示され、文献４にはシュウ酸、塩酸、希硫酸、リン酸、クエン酸等を用いることが示されている。
【０００５】
シュウ酸はカルシウムと結合してシュウ酸カルシウムになると有害性が高くなり、リン酸は水環境での富栄養化の原因として問題視され、塩酸は濃度・温度に著しく影響を受けて、洗浄性の高い条件では作業環境の危険性が大きく基質を腐食する等の問題がある。
【０００６】
これら洗浄剤に含まれる問題から、環境負荷が少なく、人体安全性にも優れ、除去能力の高い洗浄剤の探索が求められている。洗浄剤の探索では標準サンプルが用いられるが、標準サンプルには、実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動を再現性良く示すことが求められる。
【０００７】
従来、鉄さび汚れの洗浄試験においては、主に実際の鉄さび汚れを用いて洗浄性評価が行われている。例えば、取り壊された住宅設備の配管や廃棄車両の一部を標準サンプルとして用いて洗浄性が評価される。このような実際の鉄さび汚れを標準サンプルとする場合には、再現性の点で問題がある。
【０００８】
標準サンプルとして、実際の鉄さび汚れに代えて試験的に用意したサンプルを用いることによって再現性を改善することが期待され、食塩や塩酸を用いて鉄材の表面に鉄さびを生成する手法、あるいは、塩化鉄の水溶液を加熱することによって乾燥させる加熱蒸発法によって試験試料を作製する手法が知られている。
【０００９】
文献１〜３には、食塩や塩酸を用いて鉄材の表面に鉄さびを生成する手法が提案されている。文献１，２には、さび除去性の評価において、プラスチックシャーレに鋳物切りくずを入れ、水を加えた後、液切りしてふたをし、その後、２日間放置してからふたを取り、室温で乾燥させた後、鋳物切りくずを取り除き、さびが転写されたシャーレを試験片とすることが提案されている。文献３には、ステンレス鋼板の上に鉄粉を均一に振り撒き、水を噴霧して放置し、さびが発生するまで水の噴霧を繰り返し、ステンレス鋼板にさびを付着させることが提案されている。
【００１０】
文献４には均一化を向上させる手法が提案され、除錆性を試験する試験用テストピースの作製において、ステンレスのテストピースを食塩水（５重量％）とノニオン界面活性剤（１重量％）含有の水溶液で濡らした紙製のウエスで空気が入らないように覆い、鉄粉をふりかけ、ミクロスパチュラを用いてできる限り均一にならした後、食塩水（５重量％）とノニオン界面活性剤（１重量％）含有の水溶液をスプレーして再度均一化を行い、その後、室温下、７２時間放置し発錆させ、発錆したテストピースからウエスを取り除き、水洗し、２４時間風乾して、試験用テストピースを作製することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−３２４９５号
【特許文献２】特開２０１３−１０９８７号
【特許文献３】特開２０１２−１８０５６２号
【特許文献４】特開２０１６−１１４３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
さび除去性の評価において、実際の鉄さび汚れに代えて標準サンプルを作成する手法において、加熱蒸発法は、作製されるさびの均一性に問題があり、文献１〜３に示す手法は非常に効率が悪く再現性に乏しいという問題がある。
【００１３】
また、文献４に示す手法では、作製した試験用テストピースに食塩水に起因する塩素分や、ノニオン界面活性剤が残留するおそれがある。水道管や貯水槽内の汚れ、鉄道車両等に付着する汚れの洗浄を評価する際には、これらの汚れには塩素分は含まれていない。そのため、残留塩素分は、実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動を再現性良く示す標準サンプルとしては課題が適切性を欠くという問題がある。
【００１４】
したがって、本発明は、上記した問題点に鑑み、実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動を再現性良く示す標準サンプルを高効率で均一に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の酸化鉄物層の形成方法は、固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する方法において、
（ａ）固体試料の表面に塩化鉄の水溶液を塗布した後に乾燥させ、固体試料の表面に塩化鉄層を形成する工程
（ｂ）表面に塩化鉄層を形成した試料をアルカリ水溶液中に浸漬し、固体試料の表面に形成された塩化鉄層の鉄成分を不溶化し、固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する工程とを備える。
【００１６】
（ａ）本発明は塩化鉄層を形成する工程において、塗布した塩化鉄の水溶液を乾燥させる工程を室温程度で行う。従来行われている加熱蒸発法では、塩化鉄の水溶液を加熱することによって乾燥させている。この加熱蒸発法では、加熱温度にムラがあるため、試料表面に形成される酸化鉄物層の厚さに場所による偏りが生じ、均一性を欠くという問題がある。また、文献１，２では、室温で乾燥する処理を含むものの、この処理は酸化鉄物を形成するものであり、また、２日間の放置を要するものであるため効率の点で課題がある。
【００１７】
本発明の塩化鉄層の形成工程は、塗布した塩化鉄水溶液を室温程度の温度で乾燥させることによって、温度差による蒸発の偏りを無くし、試料表面に形成される酸化鉄物層の厚さの偏りを低減して、均一な塩化鉄層を形成する。また、塩化鉄層の層厚は塩化鉄水溶液の濃度に依存するため、塩化鉄水溶液の濃度を調整することによって、塩化鉄層の層厚の高い再現性を得ることができる。
【００１８】
（ｂ）本発明は酸化鉄物層を形成する工程において、塩化鉄層を形成した試料をアルカリ水溶液中に浸漬することによって、塩化鉄層の鉄成分はアルカリ水溶液の水酸化基と結合して不溶化し、固体試料の表面に酸化鉄物層が形成される。この酸化鉄物層が形成工程において、塩化鉄層に含まれる塩素成分はアルカリ水溶液の陽イオン成分と結合し、酸化鉄物層の上側に塩化物として析出され塩化物層が形成される。したがって、本発明の酸化鉄物層を形成する工程では、塩化鉄層の塩素成分は塩化物層として析出されると共に、水酸化基に置換された酸化鉄物層が形成され、試料表面に酸化鉄物層と塩化物層の層構造が形成される。
【００１９】
酸化鉄物は試料表面に層状に形成されるため、形成された酸化鉄物層は均一な層厚となる。酸化鉄物層の層厚はアルカリ水溶液の濃度に依存するため、アルカリ水溶液の濃度を調整することによって、酸化鉄物層の層厚の高い再現性を得ることができる。また、アルカリ水溶液中に浸漬する酸化鉄物層の処理時間は、例えば１分程度であるため高効率である。
【００２０】
本発明の酸化鉄物層の形成方法は、塩化物層の形成によって酸化鉄物層から塩素成分が除去され、実際の鉄さびに近い標準サンプルとして好適なものとなる。
【００２１】
また、酸化鉄物層を形成する工程において、酸化鉄物層の上側に塩化物層が形成される層構造が形成されるため、上側に積層される塩化物層を水洗等の除処理によって、酸化鉄物層から塩化物層を容易に分離することができる。
【００２２】
アルカリ水溶液は、一態様として水酸化カルシウム水溶液を用いる。水酸化カルシウム水溶液中に試料を浸漬することによって、固体試料の表面には水酸化鉄の酸化鉄物層が形成され、塩化カルシウムの塩化物層が形成される。固体試料を水酸化カルシウム水溶液に浸漬する工程は８０℃〜１００℃の高温で行う。
【００２３】
発明者は、浸漬処理において酸化鉄物中の塩素の残留量は水酸化カルシウム水溶液の水温に対して依存性を有し、高温では塩素の残留量が少ないことを見いだした。この知見に鑑み、本発明の浸漬工程を８０℃〜１００℃の高温で行うことによって酸化鉄物中の塩素の残留量を低減する。
【００２４】
更に、固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する工程において、酸化鉄物層上に析出した塩化物層を水洗し、乾燥する。塩化物層を除去することによって、固体試料の表面には酸化鉄物層が露出する。
【００２５】
本発明の形態によれば、塩化鉄の水溶液を乾燥させる工程を室温程度で行うことによって、形成される酸化鉄物層の厚さのムラを無くして均一なものとする。また、水酸化カルシウム水溶液によるアルカリ水溶液中に試料を浸漬する工程を高温で行うことによって、形成される酸化鉄物中の塩素の残留量が低減される。
【００２６】
本発明により形成される酸化鉄物層は、均一な層厚を調整可能であると共に高効率に形成することができ、実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動を再現性良く示す標準サンプルとして好適である。
【００２７】
本発明において、固体試料は金属、セラミック、硝子、高分子フィルム等の任意の固定素材とすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明の酸化鉄物層の形成方法によれば、実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動を再現性良く示す標準サンプルを高効率で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の酸化鉄物層の形成方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の酸化鉄物層の形成方法の手順を説明するための図である。
【図３】本発明の酸化鉄物層の形成方法の一実施例を説明するための写真である。
【図４】本発明の酸化鉄物層の形成方法による塩素分の除去を説明するための図である。
【図５】本発明の酸化鉄物層の形成方法による塩素分の除去を説明するための図である。
【図６】比較対象例の洗浄結果を説明するための図である。
【図７】本発明により得られた標準サンプルの洗浄結果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。以下、図１のフローチャート及び図２の手順図を用いて本発明の酸化鉄物層の形成方法の手順を説明し、図３を用いて一実施例を説明し、図４，５を用いて本発明の酸化鉄物層の形成方法による塩素分の除去を説明し、図６，７を用いて洗浄結果について本発明と比較対象例を説明する。
【００３１】
図１のフローチャート及び図２の手順図を用いて本発明の酸化鉄物層の形成方法の手順を説明する。
【００３２】
本発明の酸化鉄物層の形成は、固体試料の表面に酸化鉄物層を形成する方法であって、主に 塩化鉄層を形成する工程(S1)と、酸化鉄物層を形成する工程(S2)の２つの工程を備える。
【００３３】
(S1)塩化鉄層の形成工程：
固体試料１０の表面に塩化鉄水溶液２０を塗布した（(S1a)，図１（ａ））後、室温で乾燥させて（(S1b)，図１（ｂ））、塩化鉄層２１を形成する。室温乾燥させることによって、塩化鉄層２１の膜厚は均一化する。塩化鉄層２１の膜厚は、塩化鉄水溶液２０の濃度によって調整することができる。
【００３４】
（S2）酸化鉄物層の形成工程
塩化鉄層の形成工程によって固体試料１０の表面が塩化鉄層２１が形成された固体試料をアルカリ水溶液３０中に浸漬する（（S2a），図１（ｃ））。塩化鉄層２１をアルカリ水溶液３０中に浸漬することによって、塩化鉄層２１の鉄成分を不溶化する（(S2b) ，図１（ｄ））。不溶化処理によって、塩化鉄は酸化鉄物に変化すると共に塩化物が析出し、酸化鉄物層２２の上側に塩化物層２３が形成される。これによって、固体試料１０の上側には、酸化鉄物層２２と塩化物層２３の積層体が形成される。
【００３５】
アルカリ溶液水として水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を用いた場合には、塩化鉄（ＦｅＣｌ３又はＦｅＣｌ２）は以下の反応式で表される不溶処理によって水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３又はＦｅ（ＯＨ）２）及び塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）となる。
３価鉄の場合：  ２ＦｅＣｌ３＋３Ｃａ（ＯＨ）２  →  ２Ｆｅ（ＯＨ）３＋３ＣａＣｌ３
２価鉄の場合：  ＦｅＣｌ２＋Ｃａ（ＯＨ）２     →  Ｆｅ（ＯＨ）２＋ＣａＣｌ２
なお、水酸化鉄はその後にオキシ水酸化鉄等に変化する。
【００３６】
ここで、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を用いた場合には、酸化鉄膜中にカルシウム（Ｃａ）が残留する可能性があるが、カルシウム（Ｃａ）の残留は自然界における鉄さび膜において通常みられる成分であり、洗浄実験用の自然の鉄さび膜の再現膜としては却って好都合である。
【００３７】
アルカリ溶液水として水酸化ナトリウム（Ｎａ（ＯＨ））を用いた場合には、塩化鉄（ＦｅＣｌ３又はＦｅＣｌ２）は以下の反応式で表される不溶処理によって水酸化鉄及び塩化ナトリウム（ＣａＣｌ）となる。
３価鉄の場合：  ２ＦｅＣｌ３＋３Ｎａ（ＯＨ）  →  Ｆｅ（ＯＨ）３＋３ＮａＣｌ
２価鉄の場合：  ＦｅＣｌ２＋２Ｎａ（ＯＨ）  →  Ｆｅ（ＯＨ）２＋２ＮａＣｌ
【００３８】
ここで、水酸化ナトリウム（Ｎａ（ＯＨ））を用いた場合には、塩化ナトリウムが水溶性であるため、塩化物層２３が形成されず、次の水洗工程（(S4) ，図１（ｆ））が不要となる。
【００３９】
S2の酸化鉄物層の形成工程の後、固体試料１０をアルカリ水溶液３０から取り出し（(S3) ，図１（ｅ））、析出している塩化物２４を水洗して酸化鉄物層２２上にある塩化物層２３を除去する（(S4) ，図１（ｆ））。塩化物層２３の除去によって固体試料１０の表面には酸化鉄物層２２が残る。その後、固定試料を乾燥させて(S5)、固定試料１０上に形成した酸化鉄物層２２を得る。
【００４０】
（本発明の酸化鉄物層の形成方法による試料作製例）
塩化鉄（III）を付着させた試料をアルカリ液に浸漬してなる鉄成分の不溶化処理例では、５０mm×５０mmの焼成用セッターに１%塩化鉄(III)水溶液を１mL付着させて常温乾燥した後、０．５％アルカリ水溶液に浸漬する。
【００４１】
アルカリ水溶液として水酸化カルシウムを用いた場合は、浸漬１分間ほどで鉄汚れ部分の色合いが濃色に変化した後、取り出して水洗し乾燥した。図３（ａ）は浸漬処理の状態を示し、図３（ｂ）は水洗し乾燥した状態を示している。得られた試料は、汚染状態が均一であり再現性に優れていることが確認される。
【００４２】
（塩素の残留）
次に、本発明の形成方法で得られる酸化鉄物層に含まれる塩素成分の残留について説明する。
【００４３】
水道管や貯水槽内の汚れ、鉄道車両等に付着する汚れなどの自然に存在する洗浄対象物には塩素分は含まれていない。そのため、実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動の評価に用いる標準サンプルには、残留塩素分が含まれないことが求められる。
【００４４】
ここでは、酸化鉄物層に含まれる残留塩素成分を分析するために、蛍光Ｘ線分析により元素成分比を測定する。
【００４５】
図４は蛍光Ｘ線分析による元素成分比の測定例であり、横軸は蛍光Ｘ線のエネルギーを示し、縦軸は蛍光Ｘ線強度（ＣＰＳ）を示している。蛍光Ｘ線のエネルギーに対応する各元素について測定される蛍光Ｘ線強度（ＣＰＳ）のデータに基づいて塩化鉄（III）の鉄成分に対する塩素成分の質量比を算出することができる。なお、ここでは、アルカリ水溶液として水酸化カルシウムを用いた場合を示している。
【００４６】
図４（ａ）は、塩化鉄（III）を加熱蒸発し水洗して得られる酸化鉄物の蛍光Ｘ線分析の測定結果であり、このとき得られる酸化鉄物に含まれる鉄成分（Ｆｅ）に対する塩素成分（Ｃｌ）の質量比（Ｆｅ／Ｃｌ）は酸化鉄物層に含まれる（アルカリ水溶液処理前の）残留塩素成分を示している。加熱蒸発法により得られる酸化鉄物層に含まれる残留塩素成分の質量比（Ｆｅ／Ｃｌ）は約０．６７である。
【００４７】
一方、図４（ｂ）は本発明の形成方法で得られる酸化物の蛍光Ｘ線分析の測定結果であり、このとき得られる酸化鉄物に含まれる鉄成分（Ｆｅ）に対する塩素成分（Ｃｌ）の質量比（Ｆｅ／Ｃｌ）は約１６．７である。なお、図４（ｂ）に示す酸化鉄物の蛍光Ｘ線分析の測定結果は、８０℃の水酸化カルシウム水溶液中で浸漬処理して得られた試料のスペクトルである。
【００４８】
上記した質量比（Ｆｅ／Ｃｌ）の比較は、本発明の形成方法で得られる酸化鉄物層に含まれる塩素分が激減することを示している。この酸化鉄物層に含まれる塩素分の減少は、水酸化カルシウムによるアルカリ水溶液の浸漬処理は酸化鉄物層から塩素分が溶け出す水溶性を喪失させることを示している。この塩素分の水溶性の喪失は、実際の排水管内の汚れにおいても塩素分の不検出として確認される。
【００４９】
更に、水酸化カルシウム溶液での浸漬処理の過程では鉄成分の損失は殆どなく、定量的に優れた試料作製が可能となる。
【００５０】
（浸漬処理の温度条件）
次に、アルカリ水溶液の浸漬処理の温度条件について説明する。発明者は、酸化鉄物の塩素成分の残留量は、アルカリ水溶液の浸漬処理におけるアルカリ水溶液の温度について依存性を有することを見出した。
【００５１】
アルカリ水溶液として水酸化カルシウム水溶液を用いる場合、浸漬処理を行う水酸化カルシウム水溶液の水温によって塩素の残留量が異なり、温度を８０℃にした場合には、６０℃や３０℃の時よりも塩素量が少ないことを見出した。前記したように、図４（ｂ）に示す酸化鉄物の蛍光Ｘ線分析の測定結果は、８０℃の水酸化カルシウム水溶液中で浸漬処理して得られた試料のスペクトルである。
【００５２】
図５は酸化鉄物の塩素成分の残留の温度依存性を説明するための図であり、塩素成分に対する鉄成分の比率について、図５（ａ）はピークの面積強度を表す積分強度を示し、図５（ｂ）は質量％を示し、図５（ｃ）はモル％を示している。各図５（ａ）〜（ｃ）は、３０℃、６０℃、８０℃の各温度での２サンプルの測定結果を示している。
【００５３】
図５（ａ）〜（ｃ）は、８０℃の水酸化カルシウム水溶液を用いた浸漬処理で得られる酸化鉄物中の塩素成分の残留分は、３０℃及び６０℃の水酸化カルシウム水溶液を用いた浸漬処理で得られる酸化鉄物中の塩素成分の残留分と比較して少ないことを示している。このことは、アルカリ水溶液の浸漬処理の温度条件を高温とすることによって、酸化鉄物の塩素成分の残留量を低減させることができることを示している。
【００５４】
（比較対象の試料作製手法）
比較対象の試料作製手法として加熱蒸発法を説明する。以下、２種類の蒸発皿を用いて蒸発法による酸化鉄物汚染試料の作製方法について示す。
【００５５】
直径φ＝６cmの平底の蒸発皿、または直径φ＝１０cmの丸底の蒸発皿に０．１％塩化鉄（III）水溶液を１０mL入れ、ホットプレート（CHP-400DN(AS ONE)）を使用して温度３００℃に設定し、蒸発皿をホットプレート上に設置して水分を十分蒸発させるために２０分間放置する。その後、蒸発皿に残留した鉄分の水溶性成分を除去するために３分間水で洗い流し、乾燥させる。
【００５６】
平底の蒸発皿の場合、ホットプレート上で蒸発させるときに、蒸発皿の中心から溶液が蒸発し汚れが蒸発皿の端に付着する。そのため、画像アプリケーションを用いて汚れ量を測定する場合、蒸発皿の端に付着した汚れは影の影響を受けて、正しく汚れ量を測定することが困難となる。図６（ａ）は平底蒸発皿で作製した汚染試料の例を示し、図６（ｂ）は丸底の蒸発皿で作製した汚染試料の例を示している。
【００５７】
表１は丸底の蒸発皿で作製した汚染試料を用いた洗浄試験の結果を示している。ここでは、塩酸，シュウ酸，リン酸，乳酸，クエン酸，リンゴ酸，及び酢酸の７種類の５％酸水溶液を用いて浸漬洗浄試験を行っている。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
蒸発法により得られる標準サンプルでは、酸化鉄物層の厚さにばらつきがあり十分な均一性が得られず、画像解析による洗浄率の算出が困難である。そのため、表１の洗浄試験結果で、目視によって洗浄試験の結果を評価している。表１の結果によれば、塩酸、シュウ酸、リン酸の洗浄性が高いと評価される。なお、この洗浄試験の結果の評価は妥当であると判断される。
【００６０】
（本発明と比較対象の試料作製手法との比較）
本発明の酸化鉄物層の形成方法を用いて得られた標準サンプルは、酸化鉄物層の厚さに十分な均一性が得られるため、画像解析による洗浄率の算出が可能である。
【００６１】
画像解析による洗浄率の算出では、画像解析アプリケーションを用いて洗浄前後の酸化鉄物汚れのΣＫ／Ｓを求め、この値から洗浄率を算出する。Ｋ／Ｓ値は、Kubelka-Munk式で表される光吸収係数Ｋと光分散係数Ｓとの比であり、表面反射率ＲによりＫ／Ｓ＝（１−Ｒ）２／２Ｒで表され、汚れを評価する値として用いられる。表面反射率Ｒは明度信号Ｙを用いることができ、Ｋ／Ｓ＝（１−Ｙ）２／２Ｙによって算出することができる。
【００６２】
図７は本発明により作製される酸化鉄物層を備える標準サンプルを用いた洗浄試験の結果を示している。図７では、塩酸，シュウ酸，リン酸，乳酸，クエン酸，リンゴ酸，及び酢酸の７種類の５％酸水溶液を用いた浸漬洗浄試験において、洗浄時間が５分間と１０分間の場合の洗浄率を示している。
【００６３】
本発明により作製される酸化鉄物層を備える標準サンプルについて、各種酸溶液による浸漬型洗浄試験においても、塩酸、シュウ酸、リン酸等の洗浄性が優れていることが確認でき、洗浄試験用試料としての有益性が確認される。
【００６４】
表２は繰り返し試験の結果を示している。ここでは、塩酸、リン酸、及び乳酸の各種酸溶液で洗浄時間を１０分間とした場合について３回の洗浄率を示している。
【００６５】
【表２】
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【００６６】
表２の繰り返し試験の結果によれば、多少のばらつきはあるものの再現性が確認される。
【００６７】
加熱蒸発法で得られた汚染試料は、水洗後に残留する汚れ量に大きなばらつきがあり、より精度の高い試験を行うには不適であるが、本発明により作製される酸化鉄物層を備える標準サンプルについては水洗後に残留する汚れ量のばらつきが低減したことが確認される。
【００６８】
本発明によれば、再現性良く実際の鉄さび汚れに近い洗浄挙動を示す標準サンプルを高効率で形成することができる。
【００６９】
なお、本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の酸化鉄物層の形成方法は、素材表面の酸化鉄物層によるコーティングに適用し、耐候性膜を有する素材に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０    固体試料
２０    塩化鉄水溶液
２１    塩化鉄層
２２    酸化鉄物層
２３    塩化物層
２４    塩化物
３０    アルカリ水溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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