(57)【要約】【課題】金属試料の除錆の終点を自動的に判定する。【解決手段】除錆方法は、除錆対象である金属試料の腐食生成物を溶解できる除錆溶液に、除錆対象の金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して特定波長の吸光度が増加する比色試薬と、除錆対象の金属試料とが加えられた溶液に対して、特定波長の光を照射する光照射ステップ（Ｓ１）と、溶液を通過した光を受光して電気信号に変換する光検出ステップ（Ｓ２）と、光検出ステップで得られた電気信号を基に特定波長の吸光度を検出し、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定する判定ステップ（Ｓ３，Ｓ４）とを含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
除錆対象である金属試料の腐食生成物を溶解できる除錆溶液に、前記除錆対象の金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して特定波長の吸光度が増加する比色試薬と、前記除錆対象の金属試料とが加えられた溶液に対して、前記特定波長の光を照射する光照射ステップと、
前記溶液を通過した光を受光して電気信号に変換する光検出ステップと、
この光検出ステップで得られた電気信号を基に前記特定波長の吸光度を検出し、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定する判定ステップとを含むことを特徴とする除錆方法。
【請求項２】
請求項１記載の除錆方法において、
前記金属試料が鉄の場合に、前記除錆溶液は、クエン酸水素二アンモニウムであり、
前記比色試薬は、o-フェナントロリン、バソフェナントロリン、2,4,6-Tris（2-pyridyl）-1,3,5-triazine、2-Nitroso-5-［N-n-propyl-N-（3-sulfopropyl）amino］phenolのうちの少なくとも１つであり、
さらに、前記除錆溶液に還元剤としてアスコルビン酸、ヒドロキシルアミンのうち少なくとも１つを加えることを特徴とする除錆方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の除錆方法において、
さらに、前記判定ステップで除錆終点と判定した後に、除錆した腐食生成物の量を算出する計算ステップを含み、
前記計算ステップは、前記特定波長の吸光度を縦軸にとり、前記除錆溶液への金属試料の浸漬時間を横軸にとったときの吸光度−浸漬時間特性において、除錆終点後の近似直線を除錆開始時点まで外挿して、この近似直線の延長線と縦軸との交点Ｈを求め、最新の時点での吸光度Ｉと除錆開始時点での吸光度Ｅとの差である全吸光度変化（Ｉ−Ｅ）を、金属の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｉ−Ｈ）と腐食生成物の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｈ−Ｅ）とに分離し、分離した吸光度変化（Ｈ−Ｅ）を基にランベルト・ベールの法則により除錆した腐食生成物の量を算出するステップを含むことを特徴とする除錆方法。
【請求項４】
請求項３記載の除錆方法において、
前記計算ステップは、前記吸光度変化（Ｈ−Ｅ）を基に、腐食生成物に由来するイオンと反応した比色試薬のモル濃度を計算し、この比色試薬のモル濃度から腐食生成物に由来するイオンの濃度を計算し、このイオンの濃度から、除錆した腐食生成物の量を算出するステップを含むことを特徴とする除錆方法。
【請求項５】
除錆対象である金属試料の腐食生成物を溶解できる除錆溶液に、前記除錆対象の金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して特定波長の吸光度が増加する比色試薬と、前記除錆対象の金属試料とが加えられた溶液に対して、前記特定波長の光を照射する光源と、
前記溶液を通過した光を受光して電気信号に変換する光検出器と、
この光検出器で得られた電気信号を基に前記特定波長の吸光度を検出し、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定する判定手段とを備えることを特徴とする除錆装置。
【請求項６】
請求項５記載の除錆装置において、
前記金属試料が鉄の場合に、前記除錆溶液は、クエン酸水素二アンモニウムであり、
前記比色試薬は、o-フェナントロリン、バソフェナントロリン、2,4,6-Tris（2-pyridyl）-1,3,5-triazine、2-Nitroso-5-［N-n-propyl-N-（3-sulfopropyl）amino］phenolのうちの少なくとも１つであり、
さらに、前記除錆溶液に還元剤としてアスコルビン酸、ヒドロキシルアミンのうち少なくとも１つを加えることを特徴とする除錆装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の除錆装置において、
さらに、前記判定手段が除錆終点と判定した後に、除錆した腐食生成物の量を算出する計算手段を備え、
前記計算手段は、前記特定波長の吸光度を縦軸にとり、前記除錆溶液への金属試料の浸漬時間を横軸にとったときの吸光度−浸漬時間特性において、除錆終点後の近似直線を除錆開始時点まで外挿して、この近似直線の延長線と縦軸との交点Ｈを求め、最新の時点での吸光度Ｉと除錆開始時点での吸光度Ｅとの差である全吸光度変化（Ｉ−Ｅ）を、金属の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｉ−Ｈ）と腐食生成物の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｈ−Ｅ）とに分離し、分離した吸光度変化（Ｈ−Ｅ）を基にランベルト・ベールの法則により除錆した腐食生成物の量を算出することを特徴とする除錆装置。
【請求項８】
請求項７記載の除錆装置において、
前記計算手段は、前記吸光度変化（Ｈ−Ｅ）を基に、腐食生成物に由来するイオンと反応した比色試薬のモル濃度を計算し、この比色試薬のモル濃度から腐食生成物に由来するイオンの濃度を計算し、このイオンの濃度から、除錆した腐食生成物の量を算出することを特徴とする除錆装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属試料の除錆方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属試料の腐食生成物の除去（除錆）は、腐食量を評価する上で、および腐食生成物の除去後の金属試料の性状を評価する上で必要な作業である。従来、金属試料の除錆方法の一つに、試験片を除錆溶液に所定の時間浸漬する、化学的方法が存在する。
【０００３】
この試験片を除錆溶液に所定の時間浸漬する除錆方法は、除錆対象である金属試料の素材に応じて、除錆溶液の組成、時間、温度を選択して実行する（例えば、非特許文献１、２参照）。この時、腐食量や除錆の終点を判断するにあたっては、金属試料の質量を指標にすることが一般的である。金属試料を除錆溶液に浸漬させ、試料を取出し、水で洗浄し、水分を拭き取り、乾燥させ、試料温度を室温としてから秤量を行う。この一連の作業を繰り返すことによって、金属試料の質量が徐々に小さくなっていく様子を追うことができる（例えば、非特許文献３、４参照）。
【０００４】
図５は、試験片を除錆溶液に所定の時間浸漬する除錆方法により、金属試料の質量が徐々に小さくなっていく様子を示す図である。図５に示すように、縦軸を試料質量、横軸を浸漬時間として、各時間における試料質量をプロットすると、金属試料自体が除錆溶液に溶解するために質量減少が発生するブランク減量直線（Ｂ−Ｃ直線）を描くことができる。このブランク減量直線（Ｂ−Ｃ直線）と縦軸との交点Ｄから、腐食量を算出することが可能である（例えば、非特許文献３参照）。
【０００５】
また、除錆終点は試料質量の減量が小さくなった時点である。ＪＩＳ規格（非特許文献１）に除錆時間の目安が言及されているが、金属試料の錆状態によって除錆に要する時間は大きく変動する。よって、金属試料ごとにブランク減量直線を描くことができるまで除錆を続けて、終点を見極めることが好ましい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「大気環境の腐食性を評価するための標準金属試験片及びその腐食度の測定方法  付属書Ａ（参考）腐食生成物を除去する化学的方法」，日本工業規格  ＪＩＳ  Ｚ２３８３，１９９８年，＜http://kikakurui.com/z2/Z2383-1998-01.html＞
【非特許文献２】“Corrosion of metals and alloys -- Removal of corrosion products from corrosion test specimens”，ＩＳＯ８４０７，２００９，＜http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=42634＞
【非特許文献３】「大気暴露試験ハンドブック  ［II］金属編  ９．付記」，財団法人日本ウエザリングテストセンター，平成１９年１月
【非特許文献４】林直宏他，「複合サイクル試験の腐食促進試験への適用  ２．３  腐食成生物除去」、あいち産業科学技術総合センター研究報告２０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、試験片を除錆溶液に所定の時間浸漬する除錆方法では、浸漬、洗浄、水分拭き取り、乾燥、秤量という作業を繰り返すため、手間がかかるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、目標とする除錆の程度にあった金属試料の除錆の終点を自動的に判定することを可能とする除錆方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の除錆方法は、除錆対象である金属試料の腐食生成物を溶解できる除錆溶液に、前記除錆対象の金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して特定波長の吸光度が増加する比色試薬と、前記除錆対象の金属試料とが加えられた溶液に対して、前記特定波長の光を照射する光照射ステップと、前記溶液を通過した光を受光して電気信号に変換する光検出ステップと、この光検出ステップで得られた電気信号を基に前記特定波長の吸光度を検出し、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定する判定ステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の除錆方法の１構成例は、前記金属試料が鉄の場合に、前記除錆溶液は、クエン酸水素二アンモニウムであり、前記比色試薬は、o-フェナントロリン、バソフェナントロリン、2,4,6-Tris（2-pyridyl）-1,3,5-triazine、2-Nitroso-5-［N-n-propyl-N-（3-sulfopropyl）amino］phenolのうちの少なくとも１つであり、さらに、前記除錆溶液に還元剤としてアスコルビン酸、ヒドロキシルアミンのうち少なくとも１つを加えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の除錆方法の１構成例は、さらに、前記判定ステップで除錆終点と判定した後に、除錆した腐食生成物の量を算出する計算ステップを含み、前記計算ステップは、前記特定波長の吸光度を縦軸にとり、前記除錆溶液への金属試料の浸漬時間を横軸にとったときの吸光度−浸漬時間特性において、除錆終点後の近似直線を除錆開始時点まで外挿して、この近似直線の延長線と縦軸との交点Ｈを求め、最新の時点での吸光度Ｉと除錆開始時点での吸光度Ｅとの差である全吸光度変化（Ｉ−Ｅ）を、金属の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｉ−Ｈ）と腐食生成物の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｈ−Ｅ）とに分離し、分離した吸光度変化（Ｈ−Ｅ）を基にランベルト・ベールの法則により除錆した腐食生成物の量を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の除錆方法の１構成例において、前記計算ステップは、前記吸光度変化（Ｈ−Ｅ）を基に、腐食生成物に由来するイオンと反応した比色試薬のモル濃度を計算し、この比色試薬のモル濃度から腐食生成物に由来するイオンの濃度を計算し、このイオンの濃度から、除錆した腐食生成物の量を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の除錆装置は、除錆対象である金属試料の腐食生成物を溶解できる除錆溶液に、前記除錆対象の金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して特定波長の吸光度が増加する比色試薬と、前記除錆対象の金属試料とが加えられた溶液に対して、前記特定波長の光を照射する光源と、前記溶液を通過した光を受光して電気信号に変換する光検出器と、この光検出器で得られた電気信号を基に前記特定波長の吸光度を検出し、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定する判定手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、除錆溶液に、除錆対象の金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して特定波長の吸光度が増加する比色試薬を加え、この溶液に対して特定波長の光を照射して、溶液を通過した光を基に特定波長の吸光度を検出し、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定することにより、金属試料における除錆の終点を、浸漬、洗浄、水分拭き取り、乾燥、秤量という作業を繰り返すことなく、自動的に簡便に判定することができる。
【００１３】
また、本発明では、特定波長の吸光度を縦軸にとり、除錆溶液への金属試料の浸漬時間を横軸にとったときの吸光度−浸漬時間特性において、除錆終点後の近似直線を除錆開始時点まで外挿して、この近似直線の延長線と縦軸との交点Ｈを求め、全吸光度変化（Ｉ−Ｅ）を、金属の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｉ−Ｈ）と腐食生成物の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｈ−Ｅ）とに分離し、分離した吸光度変化（Ｈ−Ｅ）を基にランベルト・ベールの法則により除錆した腐食生成物の量を算出することにより、金属試料の腐食量を簡便に計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る除錆装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る除錆装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る除錆方法で除錆を行った際の、溶液の特定波長の吸光度と金属試料の浸漬時間との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る除錆装置の他の構成を示す概略構成図である。
【図５】ＩＳＯ８４０７に準拠した方法で除錆を行った際の、試料質量と浸漬時間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［発明の原理］
上記の課題を解決するため、本発明は試料質量に代えて、除錆溶液の特定の波長の吸光度の変化によって除錆終点の自動的な判定を行う。
本発明では、除錆溶液に、金属試料の錆を溶解する成分に加えて、金属イオンと反応して特定の波長の吸光度が変化する成分（比色試薬）を加え、除錆溶液の特定の波長の吸光度変化情報を用いて金属試料の除錆終点を判定する。本発明は、除錆対象である金属試料および金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して増加する特定波長の吸光度の変化をモニタリングすることと、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定することと、ランベルト・ベールの法則から、溶解した腐食生成物由来の金属イオン量を算出し、そこから対象試料の腐食量を算出すること、を含むことを特徴とする。
【００１６】
［実施の形態］
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。上述したように、本実施の形態は、試料質量に代えて、除錆溶液の特定波長の吸光度変化によって除錆終点の判定を行う。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態に係る除錆装置の概略構成図、図２は除錆装置の動作を説明するフローチャートである。除錆装置は、除錆対象である金属試料の腐食生成物を溶解できる除錆溶液に、除錆対象の金属試料の腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して特定波長の吸光度が増加する比色試薬と、除錆対象の金属試料とが加えられた溶液が入った例えばガラス製の透明な容器１と、容器１内の溶液に特定波長の光を照射する光源２と、容器１内の溶液を通過した光を受光して電気信号に変換する光検出器３と、光検出器３で得られた電気信号を基に特定波長の吸光度を検出し、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となったときに、除錆終点と判定する判定部４と、判定部４が除錆終点と判定した後に、除錆した腐食生成物の量を算出する計算部５とを備えている。
【００１８】
上記のとおり、容器１内には、除錆溶液に比色試薬を加えた溶液と、この溶液中に浸漬された除錆対象の金属試料とが入っている。
例えば金属試料を鉄とした場合、除錆溶液としてはクエン酸水素二アンモニウム２０％溶液（ISO 9227（2006））が用いられ、除錆溶液に加える比色試薬としてはo-フェナントロリン、バソフェナントロリン、2,4,6-Tris（2-pyridyl）-1,3,5-triazine、2-Nitroso-5-［N-n-propyl-N-（3-sulfopropyl）amino］phenol等が好適に用いられる。
【００１９】
比色試薬としてo-フェナントロリンを用いる場合は５１０ｎｍの波長の光を吸光度測定に用いると良い。また、比色試薬としてバソフェナントロリンを用いる場合は５３５ｎｍ、2,4,6-Tris（2-pyridyl）-1,3,5-triazineを用いる場合は５９５ｎｍ、2-Nitroso-5-［N-n-propyl-N-（3-sulfopropyl）amino］phenolを用いる場合は７５５ｎｍの波長の光を吸光度測定に用いると良い。
【００２０】
さらに、除錆溶液には、アスコルビン酸、ヒドロキシルアミン等の還元剤を加えると良い。還元剤を加える理由は、前述の比色試薬は２価の鉄イオンと反応して比色反応を示すが、鉄の腐食生成物を溶解させると３価の鉄イオンも同時に得られるため、これら３価の鉄イオンを還元して２価の鉄イオンとして測定するためである。
除錆溶液は前述のものに限らず、対象金属の腐食生成物を溶解可能な溶液であれば用いることができるが，対象金属の溶解は最小限で、腐食生成物を溶解できるものが望ましい。
【００２１】
また、比色試薬も前述のものに限らず、対象金属のイオンと反応して比色反応を示すものであれば用いることができる。ただし、比色試薬は発色に好適なｐＨの範囲があるため、除錆溶液と比色試薬の組み合わせは重要である。例えば、前述のクエン酸水素二アンモニウム２０％のｐＨは、通常５弱程度であり、前述のo-フェナントロリン、バソフェナントロリン、2,4,6-Tris（2-pyridyl）-1,3,5-triazine、2-Nitroso-5-［N-n-propyl-N-（3-sulfopropyl）amino］phenolといった比色試薬の吸光度測定に適したｐＨの範囲内である。
【００２２】
また、対象金属のイオンが例えば鉄イオンの２価と３価のように複数あり、どちらかのイオンしか比色試薬と反応しない場合、反応しないイオンを還元剤（もしくは酸化剤）により比色試薬と反応するイオンにする必要があるが、対象金属のイオンが１種類しかない場合は還元剤（もしくは酸化剤）は必要ない。
【００２３】
また、アスコルビン酸、ヒドロキシルアミン以外であっても対象金属のイオンを還元または酸化できる薬品で、かつ、除錆反応や比色反応を阻害しない薬品であれば、還元剤（もしくは酸化剤）として好適に使用できる。
【００２４】
除錆溶液と比色試薬と還元剤（もしくは酸化剤）とが腐食生成物に対して量が不足すると、除錆が終了していない場合であっても吸光度変化が停止してしまうため、除錆溶液と比色試薬と還元剤（もしくは酸化剤）とを、腐食生成物の量に対して余裕を持った量を添加する必要がある。例えば鉄の腐食生成物であるＦｅ3Ｏ4が７．７ｇ程度付着している試料の場合、腐食生成物由来の鉄イオンが０．１ｍｏｌ程度出てくることが予想されるため、金属由来の鉄イオンが多少出てくることも考慮して、余裕を見て０．２ｍｏｌ程度の鉄イオンに対応できるだけの除錆溶液量とし、比色試薬や還元剤（酸化剤）の量も０．２ｍｏｌ程度の鉄イオンに対応できるだけの量を添加すると良い。
【００２５】
次に、特定波長の吸光度の変化を測定するための光源２および光検出器３として、例えば光源２としては特定波長の光を照射できるＬＥＤが好適であり、光検出器３としてはフォトダイオードが好適である。
光源２と光検出器３とは、具体的には図１に示すように、溶液と金属試料とが入った透明な容器１を挟むように対向して設置し、光源２から光を照射して（図２ステップＳ１）、容器１内の溶液中を通過した光を容器１の反対側で光検出器３により検出すればよい（図２ステップＳ２）。
【００２６】
容器１の溶液内に除錆対象の金属試料を浸漬すると、金属試料の腐食生成物が溶解して生じた金属イオンと比色試薬との反応で特定波長の吸光度が上昇する。吸光度が上昇すると、光検出器３が受光する光量が減るので、光検出器３からの出力が弱くなる。この時、図３に示すように腐食生成物の溶解が終了し、金属のみが溶解するようになると、Ｆ点とＧ点間の近似直線で示すように、単位時間あたりの吸光度の変化が一定となるため、光検出器３からの単位時間あたりの出力の変化も一定となる。ただし、図３のＥ点とＦ点の近似直線の区間においても、単位時間あたりの吸光度の変化がほぼ一定となることがあるので、除錆が完了していないのに除錆終点と誤判定してしまう可能性がある。
【００２７】
そこで、本実施の形態の判定部４は、単位時間あたりの吸光度の変化量が所定の吸光度変化量しきい値以下で、かつ単位時間あたりの吸光度の変化量が一定となった時点を、除錆終点と判定する（図２ステップＳ３，Ｓ４）判定部４は、このような判定を光検出器３の出力（電流）を基に行う。判定部４としては、光検出器３からの出力（電流）を記録するロガーと、ロガーと接続されたコンピュータが好適に用いられる。コンピュータはＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶装置とインタフェースとを備え、ＣＰＵは記憶装置に格納されたプログラムに従って判定部４としての処理を行う。
【００２８】
判定部４は、除錆溶液の吸光度の変化を、光検出器３からの電流量（電流と時間の積）の変化で検出する。具体的には、判定部４は、例えば５分間隔で光検出器３の電流量を計算し、５分間の電流量の変化量が電流量変化しきい値（上記の吸光度変化量しきい値に対応するしきい値）を上回るか、あるいは電流量の変化量が一定でない場合は除錆を継続し、電流量の変化量が電流量変化しきい値以下で、かつ電流量の変化量が連続して一定となった場合は除錆終点と判定する。
【００２９】
電流量変化しきい値は、固定値でもよいし、容器１の溶液内に除錆対象の金属試料を浸漬した除錆開始時点の初期の電流量の変化量を基に決定してもよい。初期の電流量の変化量を用いる場合、例えば除錆を開始して最初の５分間で得られた電流量と次の５分間で得られた電流量との差、すなわち電流量の変化量が１００μＡ秒であった場合、この初期の電流量の変化量の例えば１／１００の値である１μＡ秒を電流量変化しきい値とすればよい。
【００３０】
そして、判定部４は、例えば除錆開始から１１５〜１２０分後の期間で得られた電流量と１２０〜１２５分後の期間で得られた電流量との差が０．９μＡ秒となって、電流量変化しきい値１μＡ秒を初めて下回り、１２０〜１２５分後の期間で得られた電流量と１２５〜１３０分後の期間で得られた電流量との差も０．９μＡ秒となって、電流量の変化量が連続して一定となった場合、吸光度の変化量がしきい値以下で、かつ吸光度の変化量が連続して一定となったと判定し、除錆終点と判定する。
【００３１】
なお、電流量の変化量が連続して一定かどうかは、初めて電流量変化しきい値以下となったｉ番目の電流量の変化量を基準値とし、５分後の（ｉ＋１）番目の電流量の変化量が、電流量変化しきい値以下で、基準値を中心とする所定の範囲内であれば、電流量の変化量が連続して一定であると判定すればよい。ただし、電流量の変化量が一定でない場合には、（ｉ＋１）番目の電流量の変化量を基準値として更新し、次の５分後の（ｉ＋２）番目の電流量の変化量について判定を行うことになる。
【００３２】
また、判定部４は、判定結果（除錆継続／除錆終点）を出力してもよい。出力方法の例としては、例えば判定結果の表示、判定結果の外部への送信などがある。
【００３３】
次に、計算部５は、判定部４が除錆終点と判定した後に、除錆した腐食生成物の量を算出する（図２ステップＳ５）。上記のコンピュータは計算部５としての役割を兼ねても良い。この場合、コンピュータのＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って計算部５としての処理を行う。
【００３４】
除錆溶液中では腐食生成物と同時に試料の金属部分も溶解してしまうが、従来技術では、図５に示したように質量変化が一定となった後の近似直線を除錆開始時点まで外挿することで、除錆開始時の試料の金属部分のみの質量Ｄや腐食生成物の量（Ａ−Ｄ）を求めている。
【００３５】
本実施の形態においても、除錆溶液中では腐食生成物と同時に試料の金属部分も溶解してしまうため、腐食生成物のみの質量を分離して求める工夫が必要である。そこで、本実施の形態では、まず、図３に示したように特定波長の吸光度を縦軸にとり、除錆溶液への試料の浸漬時間を横軸にとったときの吸光度−浸漬時間特性において、除錆終点後の近似直線（Ｆ点とＧ点間の近似直線）を除錆開始時点まで外挿して、この近似直線の延長線と縦軸との交点Ｈを求め、最新のＧ時点での吸光度Ｉと除錆開始時点での吸光度Ｅとの差である全吸光度変化（Ｉ−Ｅ）を、金属の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｉ−Ｈ）と腐食生成物の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｈ−Ｅ）とに分離する。
【００３６】
ここで、吸光度は入射光強度Ｉ0と透過光強度Ｉとの比（透過率）の常用対数をとり、光吸収のある場合を正とするために負号を付けたものであるため、吸光度Ａは次式のように表される。
Ａ＝−ｌｏｇ10（Ｉ／Ｉ0）                                       ・・・（１）
【００３７】
本実施の形態の場合、入射光強度Ｉ0は、光源２と光検出器３間に除錆溶液入りの容器１を設置しない場合に、光源２からの光を光検出器３で受けたときに光検出器３から出力される電流ｉ0と比例している。また、透過光強度Ｉは、光源２から照射され除錆溶液入りの容器１を通過した光を受けたときに光検出器３から出力される電流ｉと比例している。
【００３８】
したがって、あらかじめ電流ｉ0の値を調査して計算部５に登録しておくようにすれば、ｉ／ｉ0＝Ｉ／Ｉ0、すなわち電流ｉ0と除錆溶液入りの容器１を通過した光を受けたときに光検出器３から出力される電流ｉとの比ｉ／ｉ0が、入射光強度Ｉ0と透過光強度Ｉとの比Ｉ／Ｉ0と等しくなるので、計算部５は、電流の比ｉ／ｉ0（＝Ｉ／Ｉ0）から式（１）により吸光度Ａを算出することができる。また、電流ｉ0の値を調査して計算部５に登録しておくのではなく、図４に示すように、ハーフミラー６を用いて、光源２からの光を分割し、一方の光は容器１を透過して光検出器３へ至り、もう一方の光は直接、他の光検出器７へ至るように構成し、光検出器３の出力する電流を電流ｉ、光検出器７の出力する電流を電流ｉ0として吸光度Ａを算出してもよい。このように構成した場合、測定中に光源２から出力される光の強度が低下したり、不安定だったりする際にも正確に吸光度Ａを算出できる。
【００３９】
本実施の形態では、除錆の進行に伴う吸光度変化に対して、ランベルト・ベールの法則から、溶解した腐食生成物の量を算出する。モル吸光係数をｅ、媒質のモル濃度をｃ、媒質を透過する距離をｌとしたとき、ランベルト・ベールの法則は以下の式で表される。
Ａ＝ｅ×ｃ×ｌ                                                  ・・・（２）
【００４０】
図１に示した構成において、除錆の前後で容器１と容器１内の水のモル濃度および光が溶液を透過する距離は変化しないため、吸光度変化に寄与するのは対象イオンと反応して呈色する比色試薬のみである。そのため、腐食生成物や金属が溶解する前の吸光度Ａ0（図３の除錆開始時点の吸光度Ｅ）と除錆開始から時間ｔが経過した後の吸光度Ａtとの差（吸光度変化）をΔＡtとすると、次式が成立する。
ΔＡt＝ｅ×ｃ×ｌ                                               ・・・（３）
【００４１】
式（３）におけるｅは対象イオンと反応した比色試薬のモル吸光係数、ｃは対象イオンと反応した比色試薬のモル濃度、ｌは媒質を透過する距離である。
図１の構成では、媒質を透過する距離ｌは既知の値なので、比色試薬のモル吸光係数ｅを事前に把握しておけば、式（３）により吸光度変化ΔＡtから、対象イオンと反応した比色試薬のモル濃度ｃを算出することができる。
【００４２】
前述したように全吸光度変化（Ｉ−Ｅ）を、金属の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｉ−Ｈ）と腐食生成物の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｈ−Ｅ）とに分離することができる。したがって、腐食生成物の溶解により放出されたイオンによる吸光度変化（Ｈ−Ｅ）をΔＡtとして用いれば、腐食生成物に由来するイオンと反応した比色試薬のモル濃度ｃを式（３）により計算でき、比色試薬のモル濃度ｃから腐食生成物に由来するイオンの濃度が分かるので、このイオンの濃度と容器１内の溶液量との積から、除錆された腐食生成物量のみを算出することが可能になる。
【００４３】
ここで例えば鉄の腐食生成物量を鉄の比色試薬フェナントロリンで算出する場合について説明する。フェナントロリンは鉄と反応して、波長５１０ｎｍに吸光ピークを生じるため、波長５１０ｎｍの吸光度を測定する。例えば吸光度変化（Ｈ−Ｅ）が３．３、除錆溶液を光が透過する距離ｌが１ｃｍ、比色試薬が対象物質と反応した場合のモル吸光係数ｅが１１０００だった場合、対象物質と反応した比色試薬のモル濃度は０．０００３ｍｏｌ／Ｌとなる。
【００４４】
ここで例えば鉄の比色試薬フェナントロリンであれば、比色試薬３：鉄１の既知のモル比で反応するため、腐食生成物由来の鉄イオンの濃度は０．０００１ｍｏｌ／Ｌとなる。除錆溶液の量が１Ｌだったとすれば、除錆された鉄の腐食生成物の量は、０．０００１ｍｏｌ／Ｌ×１Ｌ＝０．０００１ｍｏｌ＝０．００５５８ｇだったということが分かる。
【００４５】
こうして、計算部５は、除錆した腐食生成物の量を算出することができる。計算部５は、計算結果を出力してもよい。出力方法の例としては、例えば計算結果の表示、計算結果の外部への送信などがある。
【００４６】
なお、本実施の形態では、除錆溶液に１つの比色試薬を加える場合について説明したが、複数の比色試薬を加えてもよい。この場合、腐食生成物由来の金属イオン濃度と比例して吸光度が増加する特定波長が比色試薬毎に異なるので、容器１内の溶液に、異なる特定波長の光を照射する複数の光源２と、各光源２から照射され容器１内の溶液中を通過した光を個別に受光する複数の光検出器３とを用いる必要がある。
【００４７】
判定部４は、複数の光検出器３の出力から得られる特定波長毎の吸光度を基に、除錆終点を判定すればよい。この場合、複数の特定波長の吸光度のうち、１つの特定波長の吸光度の判定で除錆終点という判定結果が出た時点で判定処理を終えてもよいし、２つ以上の特定波長の吸光度の各々の判定で除錆終点という判定結果が出た時点で判定処理を終えてもよい。
【００４８】
また、計算部５は、複数の特定波長の吸光度のうち、１つの特定波長の吸光度から除錆した腐食生成物の量を算出してもよいし、例えば２つ以上の特定波長の吸光度の各々から算出した腐食生成物の量の平均値をとってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、金属試料の除錆処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…容器、２…光源、３，７…光検出器、４…判定部、５…計算部、６…ハーフミラー。
【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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