(57)【要約】【課題】水ベース浸透液でありながら、排水処理後のＣＯＤが極めて低く、水洗性浸透探傷試験の検出感度も良好である浸透液を提供すること。【解決手段】水洗性蛍光浸透探傷試験に用いられる水洗性蛍光水ベース浸透液であって、油溶性蛍光染料を０．０１〜２重量％、界面活性剤を０．５〜１０重量％、水溶性有機溶剤を５〜１５重量％、水を７０〜９０重量％含有し、前記水溶性有機溶剤が、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、及びトリエチレングリコールブチルエチルエーテルから選択される１種又は２種以上である浸透液。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水洗性蛍光浸透探傷試験に用いられる水洗性蛍光水ベース浸透液であって、油溶性蛍光染料を０．０１〜２重量％、界面活性剤を０．５〜１０重量％、水溶性有機溶剤を５〜１５重量％、水を７０〜９０重量％含有し、前記水溶性有機溶剤が、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、及びトリエチレングリコールブチルエチルエーテルから選択される１種又は２種以上である浸透液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金、鉄鋼材料などの表面開口欠陥の探傷に適用される水洗性蛍光浸透探傷試験用の水洗性蛍光水ベース浸透液に関する。
【背景技術】
【０００２】
浸透探傷試験は、自動車部品（例えば、ナックル部品）などの表面に存在する微細なきず（例えば、微細な割れやピンホール）の探傷に用いられる非破壊検査方法の一つであり、「ＪＩＳ  Ｚ  ２３４３−１〜４：２００９」に規格化されている。
【０００３】
浸透液としては、一般的に染色浸透液と蛍光浸透液が知られており、前者は油溶性赤色染料を溶剤に溶解させた浸透性の高い液体が、後者はブラックライト（紫外線照射灯）を照射し黄緑色蛍光を発光する油溶性蛍光染料を溶剤に溶解させた浸透性の高い液体が用いられる。染色浸透液と蛍光浸透液は、単に浸透液と呼ばれることがあり、種々の技術開発がなされている（特許文献１）。
染色浸透液を用いた染色浸透探傷試験の場合、赤色の浸透液を検査物表面に塗布し、表面開口欠陥に浸透させた後、表面きずに浸透した浸透液以外の表面に残留している余剰浸透液を除去した後、現像処理によって現像剤（炭酸カルシム、炭酸マグネシウムなどの白色無機質の粉末）の現像塗膜を形成させる。その塗膜によってきずに浸透している染色浸透液を塗膜表面に吸い出させ拡大した鮮明なきず指示模様を形成させ、白色光又は自然光の下できず指示模様を観察し、きずを検出するというものである。
蛍光浸透液を用いた蛍光浸透探傷試験の場合には、染色浸透探傷試験と基本工程は同じであるが、浸透液は染色液ではなく蛍光液を用い、暗室でブラックライトを用いてきず指示模様を観察する試験方法である。ただし、アルミダイキャスト等では余剰浸透液を除去後、自力現像力のため、乾燥処理のみで現像剤を使用しなくても浸透液自身がきずからにじみ出るので、きずを検出することができる。
【０００４】
蛍光浸透液を市販品の油溶性蛍光染料（例えば、クマリン誘導体）を溶解するための主溶剤によって大別すれば、可燃性の非水溶性有機溶剤（通常、高沸点溶剤）を主溶剤とする油ベース浸透液と、水及び水と相溶する水溶性有機溶剤を主溶剤とする水ベース浸透液とに分類できる。なお、油ベース浸透液には希釈溶剤（通常、揮発性低・中沸点有機溶剤）が配合されている。
【０００５】
ここで、浸透探傷試験において広い面積を探傷する場合は、余剰浸透液を水洗で除去できる水洗性浸透液が一般的に使用される。
【０００６】
自動車工場等で浸透探傷試験を行う場合、検査のために水洗性浸透液が多量に使用されるが、水洗性油ベース浸透液は主成分として溶剤と界面活性剤を使用しているため、火気に対して注意が必要である。そのため、近年、火気に対する危険性が少ない点から、水洗性水ベース浸透液が使用され始めている。水洗性水ベース浸透液は、成分中に水が多くあるため、引火せず消防法の危険物に該当しない。そのため火気に対するリスクが少ないので安心して使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２４７２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、水洗性油ベース浸透液を使用する場合、水洗性浸透探傷試験後の排水に対する排水処理は凝集沈殿法（凝集剤を使用して、排水中の有機物成分を取り除く方法）により容易に化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤ）を低くすることが可能であり、特に大きな問題となっていない。しかし、水洗性水ベース浸透液を使用する場合は、排水中には浸透液由来の有機物が多量に含まれ、排水処理を行っても簡単にＣＯＤを低くすることができない。このため排水量を制限したり、他の排水処理方法（活性炭吸着法、活性汚泥法等）を組合せる必要があり、排水処理に莫大な費用と時間が掛かるために使用者側で問題となっている。
【０００９】
市販の水洗性水ベース浸透液は、検出感度の向上、引火点を有さないことが優先され、取り扱いや保管量に関する問題はないが、ＣＯＤ値に関しての記述をしたものがない。本発明者が測定した結果は、ＣＯＤ値２００〜５００ｐｐｍであった。
【００１０】
本発明は、水洗性水ベース浸透液でありながら、排水処理後のＣＯＤが極めて低く、浸透探傷試験の検出感度も良好である浸透液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、前記諸問題を解決することを技術的課題とし、試行錯誤を繰り返し、多くの試験や試作を重ねた結果、水溶性有機溶剤として特定の物質を使用することで、前記技術的課題を解決できることを見出した。すなわち次の通り本発明によって解決できる。
〔１〕水洗性蛍光浸透探傷試験に用いられる水洗性蛍光水ベース浸透液であって、油溶性蛍光染料を０．０１〜２重量％、界面活性剤を０．５〜１０重量％、水溶性有機溶剤を５〜１５重量％、水を７０〜９０重量％含有し、前記水溶性有機溶剤が、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、及びトリエチレングリコールブチルエチルエーテルから選択される１種又は２種以上である浸透液。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水洗性浸透探傷試験の検出感度が良好で、かつ試験後の余剰浸透液の除去時に発生する排水のＣＯＤを極めて低くすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（浸透液）
本発明に係る水洗性蛍光水ベース浸透液（以下、本発明の浸透液とも記載する。）は特定の水溶性有機溶剤を含有する。
水洗性浸透探傷試験の排水処理後のＣＯＤを下げるためには、水溶性有機溶剤の量を少なくする必要がある。そのため、水溶性有機溶剤は少量でも蛍光染料の溶解性がよいものでなければならない。また、水溶性有機溶剤自身のＣＯＤが少なく、排水処理した場合にさらにＣＯＤが小さくなるものでなければならない。また、水洗性蛍光水ベース浸透液は現像剤を使用しないため、表面を乾燥した時に、自力現像力によって拡大された指示模様を形成できる性質を持った溶剤でなければならない。それを解決するため、本発明者は、数多くの実験を実施した結果、非常に有効な水溶性有機溶剤を見出し、浸透液を開発することに成功した。
【００１４】
本発明において使用する水溶性有機溶剤は、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル（以下、ＤＥＧＥＭ）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（以下、ＴＥＧＤＭ）、ジエチレングリコールジエチルエーテル（以下、ＤＥＧＤＥ）、またはトリエチレングリコールブチルエチルエーテル（以下、ＴＥＧＢＥ）であり、これらから選択される１種又は２種以上を使用することができる。上記の水溶性有機溶剤であれば、蛍光染料の溶解性がよく、水にも溶解し、低粘度かつ、ＣＯＤが少ない溶剤として機能することができる。
【００１５】
浸透液における水溶性有機溶剤の配合割合は、５〜１５重量％である。５重量％未満であると、蛍光染料が析出しやすくなり安定性が悪くなる。１５重量％を超えると余剰浸透液を洗浄した際の排水のＣＯＤ値が高くなってしまう。水溶性有機溶剤の配合割合は好ましくは５重量％以上、また、１０重量％以下である。
【００１６】
油溶性蛍光染料としては、上記した水溶性有機溶剤に溶解し、ブラックライトを照射したときに、高輝度の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えばクマリン誘導体系油溶性蛍光染料等を用いることができる。なかでも環境面の観点から染料の構造中に重金属が含まれていないものが好ましい。
【００１７】
浸透液における油溶性蛍光染料の配合割合は、０．０１〜２重量％である。０．０１重量％未満であると、観察時において鮮明なきず指示模様を得られないので探傷精度が著しく低下する。一方、２重量％を超えてもそれ以上鮮明なきず指示模様が現れず、また染料を溶解するために水溶性有機溶剤を多量に使用し、又洗浄性を向上させるために界面活性剤を多く使用するため、結果として排水中のＣＯＤ値を高くしてしまう。油溶性蛍光染料の配合割合は好ましくは０．０４重量％以上、また、０．５重量％以下である。
【００１８】
界面活性剤は、濡れ性、洗浄性、染料析出防止のため添加され、低粘度のものが使用され、自力現像を補助する役割を担う。界面活性剤としてはかかる特性を満たすものであれば特に限定されず、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の非イオン系界面活性剤を用いることができる。なかでも水の成分によって洗浄力が落ちにくい非イオン系界面活性剤を使用することが好ましい。
【００１９】
浸透液における界面活性剤の配合割合は０．５〜１０重量％である。これは、０．５重量％未満であると余剰浸透液を洗浄する際の洗浄力が劣り、余剰浸透液が残ってしまうためである。一方、１０重量％を超えると余剰浸透液を洗浄した際の排水のＣＯＤ値が高くなり、一般的な排水処理を行ってもＣＯＤ値が高いままとなってしまう。また、浸透液自身の粘度が高くなり、きずへの浸透性が低下、探傷精度が低下するためである。界面活性剤の配合割合は好ましくは４重量％以上、また、８重量％以下である。
【００２０】
本発明の浸透液は水を含有する。水が浸透液の主成分であるため、火気に対するリスクが少なく安心して使用することができる。浸透液における水の配合割合は７０〜９０重量％である。配合割合がかかる範囲であることで環境負荷物質の排出が少なくなり、ＣＯＤが下がる。また、粘度が低くなり浸透液のきずへの浸透性が良好になる。
【００２１】
本発明の浸透液は上記成分の他、必要に応じて防錆剤、消泡剤、濡れ向上剤等の成分を含有することができる。
【００２２】
（浸透液の製造方法）
本発明の浸透液は、タンクに油溶性蛍光染料を水溶性有機溶剤と界面活性剤を添加し、加熱しながら撹拌し、染料を溶解させる。さらに水を入れ十分に撹拌して得ることができる。
【００２３】
（浸透探傷試験）
本発明の浸透液を用いて浸透探傷試験を行う方法としては、例えば、浸透液を試験体に塗布し、５分間放置後、試験体を水で洗浄し、熱風循環式乾燥器で試験体表面を乾燥させ、ブラックライト下で観察を行う方法が挙げられる。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明し、本発明の効果について説明する。
【００２５】
表１または表２に示す各水溶性有機溶剤に油溶性蛍光染料と界面活性剤を添加して、加熱しながら撹拌し、染料を溶解させた。さらに水を入れ十分に撹拌して浸透液を調製した。
界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテルを用い、油溶性蛍光染料としてはクマリン誘導体系油溶性蛍光染料を用いた。また、表１においてＥＧはエチレングリコール、ＤＥＧはジエチレングリコール、ＨｅＧはヘキシレングリコール、ＢＣはブチルセロソルブ、ＢＤＧはジエチレングリコールモノブチルエーテルをそれぞれ意味する。
【００２６】
水洗性浸透探傷試験において、きずの検出感度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２３４３−３：２００９に記載されているタイプ３の対比試験片を使用し、暗室のブラックライト下で鮮明なきず指示模様が検出されるかを確認し、比較を行った。
また、排水処理については、アルミダイキャストの試験体（３００ｍｍ×４００ｍｍ×１０ｍｍ）を室温（約２０℃）の検査作業雰囲気において、各浸透液を試験体表面に塗布して３０°に斜めに立てかけて５分間放置させ、浸透液を十分に付着させ、表面開口部（きず）に浸透液を浸透させた。次に、水温は２０℃まで、水圧：０．２５ＭＰａで試験体表面に付着している余剰浸透液を水スプレーで洗浄した。排水量は４〜６Ｌであった。この排液に対して、凝集沈殿法で排水処理を行った。凝集沈殿法では、排水に対して、以下の薬剤を使用した。１Ｌの排液に対してベントナイト（３０００ｐｐｍ）を添加し１５分間撹拌後、さらに硫酸アルミニウム（１００ｐｐｍ）を添加し５分間攪拌した。この排水を水酸化カルシウム（ｐＨ調整）でｐＨ７付近になるように調整し、高分子凝集剤（５ｐｐｍ）添加し、２分間撹拌し静置した上澄み液についてＣＯＤの測定を行った。
【００２７】
また、排水のＣＯＤについてはＪＩＳ  Ｋ  ０１０２「工場排水試験方法」に定められる方法により、次のように測定した。凝集沈殿法を行った排水の上澄みを排水試料として適量採取し、蒸留水を加えて１００ｍｌとし、三角フラスコに入れた。さらに、この溶液に硫酸（１＋２）１０ｍｌを加え、振り混ぜながら硝酸銀水溶液（１０％）５ｍｌを加えた。過マンガン酸カリウム溶液（５ｍｍｏｌ／ｌ）１０ｍｌを加えて振り混ぜ、直ちに沸騰水浴中に入れ、３０分間加熱した。水浴から取り出し、しゅう酸ナトリウム水溶液（１２．５ｍｍｏｌ／ｌ）１０ｍｌを加えて振り混ぜ、よく反応させた。液温５０〜６０℃で、過マンガン酸カリウム溶液（５ｍｍｏｌ／ｌ）で僅かに赤い色を呈するまで滴定した。これとは別に、同一条件で水を用いたブランク試験を行った。次式によって、過マンガン酸カリウムによる酸素消費量のＯｍｇ／ｌを算出した。
ＣＯＤＭｎ＝（ａ−ｂ）×ｆ×（１０００／ｖ）×０．２
ＣＯＤＭｎ：１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（Ｏｍｇ／ｌ）
ａ：滴定に要した過マンガン酸カリウム溶液（５ｍｍｏｌ／ｌ）（ｍｌ）
ｂ：蒸留水１００ｍｌを用いた試験の滴定に要した過マンガン酸カリウム（５ｍｍｏｌ／ｌ）（ｍｌ）
ｆ：過マンガン酸カリウム（５ｍｍｏｌ／ｌ）（ｍｌ）のファクター
ｖ：試料の分取量（ｍｌ）
０．２：過マンガン酸カリウム（５ｍｍｏｌ／ｌ）１ｍｌの酸素消費量（ｍｇ）
【００２８】
【表１】
2017223549.tif 000002
【００２９】
【表２】
2017223549.tif 000003
【００３０】
評価欄の「安定性」とは、５℃に３０日間放置した場合の浸透液の濁り又は染料の析出の発生を示すものであり、「○」は透明液体であり、浸透液の濁り及び染料の析出がない場合を示す。「×」は濁り又は析出を生じた場合を示す。
「臭い」とは、水溶性有機溶剤自身の臭いをかぎ、「○」はほとんど臭いがしない、「×」臭いがきつい場合を示す。
「検出感度」とは、きず指示模様を観察し、「○」はきず指示模様が鮮明に検出された場合、「△」はきず指示模様が鮮明に検出されにくかった場合を示す。
「排水処理後のＣＯＤ（ｐｐｍ）」とは、余剰浸透液を除去時した際に発生した排水のＣＯＤの値を示す。
なお、評価欄の「−」は、安定性、臭い、検出感度において問題があったため、それ以上の評価項目については評価を行わなかったことを示す。
【００３１】
この表１に示すように、比較例１と２と７は安定性が悪く染料析出が見られた。比較例３は臭いがきつく、検出感度はきず指示模様が不鮮明であった。比較例４は臭いがきつく、検出感度が悪く、排水処理後のＣＯＤが１６８ｐｐｍと高かった。比較例５と６と８と９と１１と１２は、排水処理後のＣＯＤが２６７ｐｐｍ、８９ｐｐｍ、２４６ｐｐｍ、１０８ｐｐｍ、８９ｐｐｍ、１３７ｐｐｍと高かった。比較例１０は、検出感度が悪かった。このように水溶性有機溶剤が本発明の範囲を逸脱する比較例の浸透液はいずれも、安定性、臭い、検出感度、ＣＯＤの点で問題があった。
【００３２】
一方、実施例１〜５の場合は、特定の水溶性有機溶剤を用い、浸透液の組成が本発明の範囲に入るため、いずれも、安定性も良好であり、臭いもほとんどなく、検出感度も鮮明なきず指示模様を形成しており、排水処理後のＣＯＤも２２〜４５ｐｐｍと極めて低かった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の浸透液は、引火性のリスクが少ない水洗性水ベース浸透液でありながら、排水処理後のＣＯＤが極めて低く、浸透探傷試験の検出感度も良好であるため、浸透液を広範囲に大量使用しかつ高精度のきず検出感度が要求される自動車工場などにおける浸透探傷試験において特に有用である。