クロムフリー表面技術の開発について
クロム（元素記号Ｃｒ）
は表面に酸化皮膜（不動態皮管理局が現状よりも厳しい基準を示したため、作膜）を形成して内部を保護するため耐食性が良好で業環境の側面から代替技術の開発が求められていあり、その特性を生かしてステンレス鋼などの合ます。

金材料として多く用いられています。一方、表面

現在、クロムめっき代替技術としてクロメート処理の分野でも、亜鉛めっき後のクロメート処理処理と同様にＣｒ（Ⅲ）を用いる方法が開発されていや、クロムめっきなどの用途に広く用いられています。しかし、Ｃｒ（Ⅵ）からのめっきと比較した場ます。

合、装飾めっきでは色調が若干異なり、工業用ではしかし、近年ＥＵの環境規制の対象物質として６耐摩耗性に劣り、完全な代替技術として確立する

価 ク ロ ム（Ｃｒ（Ⅵ））が 取 り 上 げ ら れ た た め、特 にことが難しい状況です。また、Ｃｒ（Ⅲ）はＣｒ（Ⅵ）
をＣｒ（Ⅵ）
を皮膜中に含むクロメート処理については還元して合成するため、エネルギー的にロスが多代替技術の開発が急速に進んでいます。現在のとく、結果としてコストがかかる方法になります。

ころ３価クロム（Ｃｒ（Ⅲ））を主成分とした化成処理

当所ではクロムめっきに替わる材料として全く皮膜（３価クロメート皮膜）が代替技術として用いクロムを含まないめっき浴を用いて、耐摩耗性をられていますが、皮膜中や排水中のＣｒ（Ⅲ）が酸化有する電解ニッケル−リン／アルミナ分散めっきされてＣｒ（Ⅵ）
が生成するという報告もあり、最終と、装飾クロムめっきと似た光沢外観を有するス的にはクロムフリーの技術が必要です。当所におズ−コバルト合金めっきの開発を進めてきました。

いてもクロムフリー皮膜の開発やＣｒ（Ⅵ）の分析手総合的な性能としてはまだクロムめっきに及びま法について取り組んでいます。

せんが、アルミナ分散めっきでは耐摩耗性、スズ−クロムめっきは光沢と硬度に優れているため、コバルト合金めっきでは外観に優れた特性を有す

装飾めっきや硬質めっきの用途で用いられていまるめっき皮膜を作製することができました。このす。めっきされたクロム金属は規制対象物質ではような研究に興味のある方はお気軽にご連絡くだないので、クロメート処理のように製品についてさい。

規制を受けることはありません。しかし、めっき浴の主成分がＣｒ（Ⅵ）
であり、作業者が受けるＣｒ（Ⅵ）
許容被曝限界についてアメリカ職業安全健康（表面技術研究室松本宏紀）

９１
１ＴＥＬ（０５２）６５４−９

設備紹介

吸水・吸油材料技術関連分野の新規導入設備（平成１９年度（財）ＪＫＡ（旧日本自転車振興会）設備拡充補助事業）
吸水・吸油材料は、砂漠緑化や廃油回収材など

接触角測定装置として用いられ、環境対応型材料の一つとして知られています。当所では、平成１９年度にＪＫＡより補助を受け、「環境を保全する新規吸水・吸油材料の開発」の研究を実施しました。この事業では、付加価値を高めた独自の環境対応型吸水・吸油材料を開発してその用途を拡大し、環境に配慮した新しい製品の開発および製造技術の確立をめざしております。新規設備として環境制御型電子顕微鏡、接触角測定装置、Ｘ線分析顕微鏡、分取液体クロマ
トグラフシステム、ＬＥＤ式ＵＶ照射装置、粘度測定

写真２

接触角測定装置メーカー・型式：ＫＳＶ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社、ＣＡＭ２００装置を導入しましたのでご紹介します。
環境制御型電子顕微鏡

接触角測定装置は、試料表面上に滴下した液滴の接触角を測定する装置で、試料表面と液滴のぬれ性が評価できます。今回導入した機器は、単位時間ごとの画像解析により、静的な接触角と動的な接触角（前進・後退角や滑落角）の測定が可能です。また、各種溶液の表面張力も測定できます。
（仕様）
測定温度

室温〜２００℃

最大画像取込速度 ６０画像／秒（資源循環研究室
写真１

環境制御型電子顕微鏡

山中基資）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９８８８

メーカー・形式：ＦＥＩ Ｃｏｍｐ
ａｎｙ社、Ｑｕａｎｔａ２００ Ｘ線分析顕微鏡
環境制御型電子顕微鏡は、試料を前処理することなく極低真空で水蒸気ガスを導入して試料を観察できます。このため、含水・含油した試料を高倍率で観察したり、真空度と温度を制御することにより試料表面に水滴が付着する状況を観察したりすることができます。
（仕様）
試料室真空度 １０〜２６００Ｐａ（ＥＳＥＭモード）
二次電子分解能 ３．
０ｎｍ（ＥＳＥＭモード）
試料室ガス

水蒸気

外部ガス

（資源循環研究室

写真３ Ｘ線分析顕微鏡
メーカー・型式：堀場製作所㈱、中野万敬）

ＸＧＴ−５０００ＴＹＰＥ１Ｓ

ＴＥＬ（０５２）６５４−９８９３
Ｘ線分析顕微鏡は、試料にＸ線を照射した際に発生する蛍光Ｘ線を検出することで試料中の元素を調 ＬＥＤ式ＵＶ照射装置

べる装置です。本装置では試料の光学像より指定した任意の場所にＸ線を照射することで微小部の分析が可能です。特殊な前処理は不要で、大気雰囲気中、非破壊で分析できることから、異物分析、材料分析、含水試料の分析に有効です。マッピング分析、透過Ｘ線像の観察も可能です。
（仕様）
Ｘ線管

最大５０ｋＶ １ｍＡ（Ｒｈターゲット）

写真５ ＬＥＤ式ＵＶ照射装置

空間分解能 １００μｍ、検出元素 Ｎａ〜Ｕ
（資源循環研究室山口

メーカー・形式：オムロン㈱、ＺＵＶ−Ｃ３０Ｈ浩一）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９８９８ＬＥＤ式ＵＶ照射装置は、ランプ式に比べ照射部の温度を上昇させることなく強力な紫外線を照射す

ることができます。

分取液体クロマトグラフシステム（仕様）
波長 ３６５ｎｍ、最大照射強度 ３，０００ｍＷ／ｃｍ-1（資源循環研究室朝日真澄）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９８８９

写真４粘度測定装置

分取液体クロマトグラフシステム

メーカー・型式：㈱島津製作所、
液体クロマトグラフ大量分取システム

溶液中での分子の排除体積の差を利用して分子

写真６：粘度測定装置

量を測定するサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）

メーカー・型式：Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ社、ＨＢＤＶ−Ⅱ＋ＰｒｏＣＰ

は、高分子の分子量分布測定などに広く用いられています。本装置ではこの原理を利用して、排除

本粘度測定装置は、少量のサンプル測定に適し体積の異なる化合物からなる混合試料溶液から目たコーン／プレート型であり、液体を一定速度で流的物を単離することができます。

動させた時に受ける抵抗から粘度を測定します。

（仕様）

（仕様）

最大流速 ４０ｍｌ／分、溶離液
カラム排除限界 ５０００、検出器

クロロホルム
示差屈折、紫外線（プラスチック材料研究室石垣友三）

測定可能粘度範囲：１３．
１ｍＰａ・
ｓ〜２６１，０００ｍＰａ・ｓ（電子計測研究室吉村圭二郎）

ＴＥＬ（０５２）６５４−９８６７ＴＥＬ（０５２）６５４−９９０７

技術支援

工業研究所活用事例
当所は、地域に根ざした頼りがいのある中核研究機関を目指すとともに、積極的に技術開発をしようとする企業のみなさまとともにそれぞれのオンリーワン技術の開発に取り組んでいます。
お気軽に当所をご利用いただく参考として、過去に技術支援した事例を紹介します。
鋼材中の非金属介在物による割れ・バリの発生
業種：機械・金属
目的：金属製部品の不具合発生調査
問い合わせ先金属技術研究室（０５２）６５４‐９８８０

樹脂部品の折損
業種：化学・窯業
目的：トラブル対策

問い合わせ先プラスチック材料研究室（０５２）６５４−９９１３「ＲＴＬ設計スタイルガイド」の調査
業種：電気電子、情報
目的：トラブル対策

問合わせ先
情報・デバイス研究室（０５２）６５４−９９４６

鋼材を熱間鍛造した後にプレス打抜きによって自動車用部品を製造している企業から、特定メーカーの鋼材を用いたときに部品端面に割れや顕著なバリが頻発するという相談を受けました。原因を特定するために不具合品の断面の顕微鏡観察を行ったところ、材料全体にわたり細長形状の非金属介在物が多数分散しており、割れ内面やバリ発生箇所近傍にも同種の介在物の存在が確認されました。この種の介在物（硫化物、珪酸塩など）は高温で変形しやすいため熱間鍛造時に引き伸ばされ、その後の打抜きの際に当該箇所に応力が集中し、それが原因で割れやバリが発生したと推察されました。最
近の原材料高騰のあおりでコストや入手の容易さにより鋼材購入先が決められがちですが、材料の健全性という基本的観点を見落すことがないよう助言し、その後は不具合発生の報告はありません。

タンクから薬液を供給するために取り付けた樹脂ねじ部品が多数折損する、という事例について技術相談を受けました。
折損した樹脂部品は、３０％ガラス繊維入りのポリプロピレン製で、薬液は次亜塩素酸ナトリウム水溶液です。折損した部品の拡大写真を見ると表面が白化しており、ガラス繊維が樹脂部品から飛び出ているように見えました。ポリプロピレン樹脂は耐薬品性に優れた樹脂であるとされていますが、次亜塩素酸ナトリウム水溶液のような酸化力のある薬品に対しては、耐性が十分ではありません。薬品にさらされる温度と時間にもよりますが、樹脂の表面から徐々に侵されていきます。応力がかかる部品で、微小なクラックを起点として亀裂が広がり、最終的に折損したものと考えられます。ポリプロピレン樹脂を使わずに、耐薬品性のある他の樹脂を使用することで対応しました。

ハードウェア記述言語（Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）を正しい文法で記述し、コンパイラ付属の文法チェッカをパスしているにもかかわらず、シミュレーションどおりの回路が合成されない、ハードウェアの種類ごとに挙動が変わるなどの相談がありました。
誤動作の原因としてコンパイラの制限、ハードウェアの制限、ソースコードの再利用性などが挙げられます。それらについてまとめられたテキスト1） に基づき、相談先を含めこの分野に関心のある企業３社にご参加頂き勉強会を催しました。勉強会では各社の事例を挙げて意見交換を行ない、誤動作の発生要因やその防止策ついて、参加者同士で理解を深めることができました。現在、勉強会で得られた知識を各社にて役立てて頂いています。
１）例えば㈱半導体理工学研究センター発行「ＲＴＬ設計スタイルガイドブック」

月刊 名工研・技術情報 ６・７月号
平成２０年６月１日 発 行№６８７ 発行部数 １，５００部
無料 特定配布
編集担当 名古屋市工業研究所
技 術 支 援 室

発行

名古屋市工業研究所
名古屋市熱田区六番三丁目４番４１号
ＴＥＬ （０５２）６６１−３１６１
ＦＡＸ （０５２）６５４−６７８８ｈｔ
ｔｐ：／／ｗｗｗ．
ｎｍｉ
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ｃｉｔｙ．
ｎａｇｏｙａ．
ｊｐ／「この月刊名工研・技術情報は古紙パルプを含む再生紙を使用しています。」

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