本発明の一実施形態に係る6価クロム簡易 定量法について説明する。

 本実施形態の6価クロム簡易定量法では、 6価クロムと反応して変色する変色剤として� �ジフェニルカルバジドと、試料を溶解させ� �酸としてのリン酸とを含む複数のテスト溶� �が用意される。これらテスト溶液中のリン� �の含有量はそれぞれ異なる。次に、試料を� �れぞれのテスト溶液に接触させる。その後� �テスト溶液の変色の有無が検出され、その� �出結果に基づいて試料に含まれる6価クロム� ��含有量範囲が特定される。

 (試料)
 鉄(または鉄系合金)を母材とした試料が用� �られる。母材上には、鉄の防錆としての亜� �めっきが形成され、さらにその上に亜鉛め� �きの防錆としての化成処理皮膜が形成され� �いる。

 (テスト溶液)
 テスト溶液は、変色剤としてのジフェニル� ��ルバジドと、有機溶剤としてのアセトン及� ��エタノールと、酸としてのリン酸と、水と� ��含む。複数のテスト溶液は、ジフェニルカ� ��バジド(0.4g)と、アセトン(20ml)と、エタノー� ��(20ml)と含む混合液のそれぞれに対して、異� ��る量のリン酸(0.3ml,0.05ml,0.03ml,0.005ml)を混合� �せ、更に全量を同一(80ml)にするように水を� �えることによって作られる。0.3mlのリン酸を 混合させた溶液は、体積濃度で0.375%のリン酸 を含むテスト溶液(以下0.375%テスト溶液と称� �る)である。同様に、0.05mlのリン酸を混合さ� ��たテスト溶液を0.0625%テスト溶液、0.03ml の� ��ン酸を混合させたテスト溶液を0.0375%テスト 溶液、0.005mlのリン酸を混合させたテスト溶� �を 0.00625%テスト溶液と称する。なお、テス� ��溶液の混合において、順番にジフェニルカ� ��バジド、アセトン、エタノール、リン酸ま� ��は水が混合される。また、テスト溶液の使� ��期限は調製後8時間とする(ISO3613参照)。

 (基準試料)
 温水(沸騰水)中に試料を浸漬させて皮膜中� �成分を温水中に取り出す温水抽出により、6� ��クロムの含有量の測定結果が0.02μg/cm ² ,0.06μg/cm ² ,0.09μg/cm ² とそれぞれ異なる基準試料が用いられる。

 (テスト溶液の6価クロムに対する反応測定)
 試料中に6価クロムが含まれる場合は、6価� �ロムとジフェニルカルバジドとが反応して� �ロム-ジフェニルカルバゾン錯体を形成する� ��この錯体形成に要する時間は反応溶液のpH� �依存して変化する。詳細には、pHが高いと反 応に要する時間が長くなる。この反応溶液の pHは、酸濃度によって変えることができる。� ��た、変色(発色)反応が進行している段階の� �る時間において、pHの低い反応溶液とpHの高� ��反応溶液とでは、両者の間に発色強度の差� ��生じる。つまり、ある反応時間において、p Hの違いにより発色している状態と発色して� �ない状態を作り出すことができる。このこ� �から、テスト溶液の酸濃度を変えることに� �り、6価クロムの検出能力を変化させること� ��できる。

 そこで、酸濃度を変えるものとしてリン� ��を用いた。すなわち、錯体形成に要する時� ��は反応溶液のリン酸濃度により変化する。� ��2のジフェニルカルバジド吸光光度法による 測定結果が示すように、平衡状態における錯 体の吸光度は6価クロム濃度に依存する。ま� �、平衡状態に達する前の時間帯ではリン酸� �度の低下と共に吸光度は小さくなる。これ� �、平衡状態に達するまでに要する時間がリ� �酸濃度の低下に応じて長くなり、反応速度� �小さくなるからである(図2参照)。従って、� �スト溶液と基準試料との反応過程において� �、発色反応の平衡状態に達する前に呈色の� �定を行うことにより、反応速度差によって� �色が確認できる6価クロム濃度を区別するこ� ��ができ、6価クロムの検出感度を調節するこ とができる。

 上記のことから、リン酸濃度がそれぞれ� ��なる各テスト溶液を基準試料と接触させ、� ��ロム-ジフェニルカルバゾン錯体を形成させ て、テスト溶液の変色を観測した。なお、テ スト溶液の変色の観測については、目視で行 われ、試料表面にテスト溶液を滴下させ試料 表面のテスト溶液の発色を観測する、試料表 面にテスト溶液を滴下させテスト溶液のみを 時計皿に移して観測する、試料表面にテスト 溶液を滴下させテスト溶液を綿棒で吸い取っ て綿棒を観測するなど種々の方法がある。本 実施の形態では、テスト溶液を含んだ綿棒で 試料表面を拭き取り、その綿棒を観測した。 この観測条件では、拭き取り面積を10±2mm×4± 1mmとし、拭き取り回数を2往復とし、観測ま� �の時間を1分に定めた。

 (テスト溶液の反応による6価クロムの含有� �範囲の特定)
 測定の結果を図1に示す。なお、図中に示す 「○」は目視で変色を確認できたテスト溶液 を示し、「×」は目視で変色を確認できなか� ��たテスト溶液を示す。

 一般に定性的に使用される基準組成のテス� ��溶液(ジフェニルカルバジド0.4g、アセトン20 ml、エタノール20ml、リン酸20ml、水20mlを混合� ��た溶液:ISO3613参照)を用いた場合には、すべ� ��の基準試料に対してテスト溶液の変色が確� ��された。リン酸含有量が0.3mlの0.375%テスト� �液では、すべての基準試料に対してテスト� �液の変色が確認された。リン酸含有量が0.05m lである0.0625%テスト溶液では、6価クロムの含 有量が0.02μg/cm ² の基準試料でテスト溶液の変色が確認されな かった。また、リン酸含有量が0.03mlである0.0 375%テスト溶液では、6価クロムの含有量が0.02 μg/cm ² ,0.06μg/cm ² の基準試料でテスト溶液の変色が確認されな かった。リン酸含有量が0.005mlである0.00625%テ スト溶液では、すべての基準試料に対してテ スト溶液の変色が確認されなかった。

 この測定結果から、基準組成のテスト溶液� ��変色しない場合は、試料中に6価クロムが含 まれていないことがわかる。また、基準組成 のテスト溶液が変色し、且つ0.375%テスト溶液 が変色しない場合には、試料中に0μg/cm ² 以上0.02μg/cm ² 未満の6価クロムが含まれていることがわか� �。また、0.375%テスト溶液が変色し、且つ0.062 5%テスト溶液が変色しない場合には、試料中� ��0.02μg/cm ² 以上0.06μg/cm ² 未満の6価クロムが含まれていることがわか� �。また、0.0625%テスト溶液が変色し、且つ0.03 75%テスト溶液が変色しない場合には、試料中 に0.06μg/cm ² 以上0.09μg/cm ² 未満の6価クロムが含まれていることがわか� �。また、0.0375%テスト溶液が変色する場合に� ��、0.09μg/cm ² 以上の6価クロムが含まれていることがわか� �。

 (試料に対する6価クロムの含有量範囲の測� �)
 まず、リン酸含有量の最も多い0. 375%テス� �溶液を試料に接触させ、テスト溶液の変色� �観測する。次に、テスト溶液が変色した場� �には、次にリン酸含有量が多い0.0625%テスト� ��液を試料に接触させ、テスト溶液の変色を� ��測する。このような操作をリン酸含有量の� ��も多いテスト溶液からリン酸含有量の少な� ��テスト溶液へ、テスト溶液の変色が観測さ� ��なくなるまで順次行う。

 このようにリン酸含有量が異なる複数の� ��スト溶液を用いることにより、試料中に含� ��れる6価クロムの含有量範囲を簡易に特定す ることができる。なお、リン酸含有量が異な るテスト溶液をさらに多く用いることによっ て、より詳細に試料中に含まれる6価クロム� �含有量範囲を特定することができる。

 本発明の6価クロム簡易定量法では、リン 酸の含有量が異なる複数のテスト溶液を試料 に接触させることによって6価クロムの含有� �範囲を特定することができる。この定量法� �は、複雑な操作を適用することなく、試料� �にどの程度6価クロムが含まれているかを容� ��に検知することができる。従って、試料中� ��含まれる6価クロムの含有量範囲を簡易に測 定することができる。

 なお、本発明ではテスト溶液を4つとして いるが、これに限られるものではなく、酸の 含有量が異なるテスト溶液を増やすことによ って、より正確に試料中の6価クロムの含有� �範囲を特定することができる。