説明

有害材料判定方法および装置

【課題】各種材料、製品、部品よりなる被検体に、RoHS指令で規制対象となっている六価クロムが検出される可能性があるクロメート膜が存在する可能性の有無を、非破壊で迅速に検査・判定することが可能となる有害材料判定方法および装置を提供する。
【解決手段】X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロムがある特性値以下であり、アルミニウムがある特性値以上、銅がある特性値以上、亜鉛がある特性値以上、およびニッケルがある特性値以上の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有害物質、特に、六価クロムを検出する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
蛍光X線分析法は、各種材料を構成する元素の特定手段として、素材生産における品質管理や材料研究に広く利用されてきた(例えば特許文献1,2参照)。
【0003】
近年、欧州のRoHS規制(Restrictions of the Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment)、ELV(End of Life Vehicle)等、一般消費者向け製品中の有害物質に関する規制が強化されつつあり、購入部品中に規制物質が存在する可能性の有無をチェックする手段として、電気メーカ等の部品仕様化部門や受け入れ部門で検査装置を大量に導入するニーズが増加している。
【0004】
材料中の有害元素の有無判定においては、一般的に、含有濃度が実際上問題にならない程度に微量である場合に非含有と判定する。したがって、この「実際上問題にならない程度の濃度」が測定できるほどに定量下限が十分低いことが必要である。また、製品を構成する膨大な数の部品が調査対象となるため、できる限り非破壊でかつ短時間に判定を行なう必要がある。
【0005】
エネルギー分散型蛍光X線分析法(ED−XRF)は、このようなニーズに適していることから、分析機器メーカ各社からRoHS、ELV規制向けのバルク材料対応のエネルギー分散型蛍光X線分析装置が市販されており、Cd、Pb等の規制対象元素の蛍光X線を検出しやすくするための一次X線フィルタや検量線プログラムの開発が進み、広く実用化されている。
【特許文献1】特開2003−329621号公報(請求の範囲)
【特許文献2】特開2004−61223号公報(請求の範囲)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
RoHS指令で規制対象となっている六価クロムについても、上記のような蛍光X線を用いて、クロメート膜としての有無を判定する蛍光X線分析法および装置が実用化されている。しかしながら、従来の技術では、六価クロム溶出試験(ジフェニルカルバジド吸光光度法分析)を行う必要があり、破壊検査になり、かつ、迅速なスクリーニングが不可能であった。また、クロムを検出し、かつ各種金属の構成成分および構成比からクロメート膜が存在する可能性があるか否かを判別するため、バルク金属成分としてクロムが含まれる場合や金属クロムめっきが存在する場合でもクロメート膜が存在する可能性があると判定され、スクリーニング効率が非常に悪いという問題があった。
【0007】
本発明は、各種材料、製品、部品よりなる被検体に、RoHS指令で規制対象の六価クロムが検出される可能性があるクロメート膜が存在する可能性の有無の判定を、非破壊で効率的に行うことのできる、インテリジェント化された有害材料判定方法および有害材料判定装置を提供することを目的としている。本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【0008】
なお、本発明において、「クロメート膜」とは、一般的なクロメート処理により形成される膜を意味する。ここで、「クロメート処理」とは、典型的にはクロム酸(六価クロム)を主成分とする溶液に、各種金属材料、製品、部品を浸漬させ、その表面に防錆、防食、装飾を目的として皮膜を生成させる表面処理方法である。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様によれば、被検体にクロメート膜が存在する可能性の有無を判定する有害材料判定方法であって、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロムが特性値1以下であり、
アルミニウムが特性値2以上、
銅が特性値3以上、
亜鉛が特性値4以上、および
ニッケルが特性値5以上
の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する、有害材料判定方法が提供される。
【0010】
本発明態様により、各種材料、製品、部品よりなる被検体に、RoHS指令で規制対象となっている六価クロムが検出される可能性があるクロメート膜が存在する可能性の有無を、非破壊で迅速に検査・判定することが可能となる。
【0011】
X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、クロムが特性値1以下でかつアルミニウムが特性値2以上の場合に、さらに、前記被検体の表面を削ってもクロムの検出に実質的変化がなかった場合には、クロメート膜が存在する可能性がないと判定し直すこと、クロムを検出し、さらに、クロムが特性値6以上で、かつ、銅が特性値7以上またはニッケルが特性値8以上のときは、当該クロムがクロムめっきまたはステンレススチールに起因するものであり、クロメート膜が存在する可能性はないと判定し直すこと、特性値1が5重量%であり、特性値2が80重量%であり、特性値3が80重量%であり、特性値4が10重量%であり、特性値5が10重量%であること、特性値6が10重量%であり、特性値7が10重量%であり、特性値8が10重量%であること、クロムを検出し、かつ、クロメート膜が存在する可能性があると判定された場合に、前記X線を用いて得たクロムの特性X線ピーク強度が、ある強度(強度1)以上あるとき、六価クロム溶出試験で六価クロム溶出の可能性有りと判定すること、この強度1が50cpsであること、モデル物質におけるクロムの特性X線ピーク強度と六価クロム溶出量との関係を予め定め、この関係を用いて、前記被検体におけるクロムの特性X線ピーク強度から、前記被検体における六価クロム溶出量を推定すること、および、X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、アルミニウムが特性値2以上の場合は、被検体を未処理のまま測定したクロムの特性X線ピーク強度または濃度と、当該被検体の表面を削って測定したクロムの特性X線ピーク強度または濃度との差を強度1または特性値1と比較すること、が好ましい。
【0012】
本発明に係る他の一態様によれば、被検体にクロメート膜が存在するかどうかを判定する有害材料判定装置であって、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロム、アルミニウム、銅、亜鉛およびニッケルを定量する検査手段と、
クロムが特性値1以下であり、かつ、アルミニウムが特性値2以上、銅が特性値3以上、亜鉛が特性値4以上、およびニッケルが特性値5以上の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する判定手段と、
当該判定に必要なデータを記憶する記憶手段と、
当該判定に必要な演算を行う演算手段と、
判定結果を表示するための表示手段と
を有する、有害材料判定装置が提供される。
【0013】
本発明態様により、各種材料、製品、部品よりなる被検体に、RoHS指令で規制対象となっている六価クロムが検出される可能性があるクロメート膜が存在する可能性の有無を、非破壊で迅速に検査・判定することが可能な有害材料判定装置が得られる。
【0014】
前記検査手段がクロムを検出し、クロムが特性値1以下でかつアルミニウムが特性値2以上の場合に、さらに、前記被検体の表面を削ってもクロムの検出に実質的変化がなかった場合には、クロメート膜が存在する可能性がないと判定し直すこと、前記検査手段が、クロムを検出し、さらに、クロムが特性値6以上で、かつ、銅が特性値7以上またはニッケルが特性値8以上のときは、当該クロムがクロムめっきまたはステンレススチールに起因するものであり、クロメート膜が存在する可能性はないと判定し直すこと、特性値1が5重量%であり、特性値2が80重量%であり、特性値3が80重量%であり、特性値4が10重量%であり、特性値5が10重量%であること、特性値6が10重量%であり、特性値7が10重量%であり、特性値8が10重量%であること、前記検査手段がクロムを検出し、かつ、前記判定手段が、クロメート膜が存在する可能性があると判定した場合に、前記検査手段が得たクロムの特性X線ピーク強度がある強度(強度1)以上あるとき、前記判定手段が、六価クロム溶出試験で六価クロム溶出の可能性有りと判定すること、強度1が50cpsであること、前記判定手段が、予め入力された、モデル物質におけるクロムの特性X線ピーク強度と六価クロム溶出量との関係を用いて、前記被検体におけるクロムの特性X線ピーク強度から、前記被検体における六価クロム溶出量を推定すること、および、前記検査手段が得たアルミニウムの特性値が特性値2以上の場合であって、前記被検体の表面を削って測定したクロムの特性X線ピーク強度が入力されている場合には、前記の表面切削前のクロムの特性X線ピーク強度または濃度と当該表面切削後のクロムの特性X線ピーク強度または濃度との差を強度1または特性値1と比較すること、が好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、各種材料、製品、部品よりなる被検体に、RoHS指令で規制対象となっている六価クロムが検出される可能性があるクロメート膜が存在する可能性の有無を、非破壊で迅速に検査・判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に、本発明の実施の形態を図、表、式、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、表、式、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
【0017】
上述したように、蛍光X線分析法では、クロムを検出しただけでは、ただちに六価クロムが存在すると判定することは困難である。種々の物品について検討した結果、特定の金属元素の濃度に着目すれば、かなりの精度で、六価クロムが存在する可能性のある物品や、クロムが含まれていても六価クロムではないと考えられる物品を見いだせること、および、場合によっては、六価クロム溶出の可能性や六価クロム溶出量まで推定できることが見出された。
【0018】
すなわち、本発明に係る、被検体にクロメート膜が存在する可能性の有無を判定する有害材料判定方法では、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロムが特性値1以下であり、
アルミニウムが特性値2以上、
銅が特性値3以上、
亜鉛が特性値4以上、および
ニッケルが特性値5以上
の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する。
【0019】
もちろん、このような判定方法では、クロメート膜が存在すると断定することはできず、クロメート膜にも三価のクロメート膜のように特殊なものもあり得るため六価クロムが存在するとも断言できないが、判定が非破壊であるため安価であり、かつ迅速であるため、次に更なる分析が必要である場合にも、対応が迅速になる。クロメート膜が存在する可能性があると判定された場合には、六価クロム溶出試験により、六価クロムの存在を確認することができる。
【0020】
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、各金属元素の特性値を求めるには、ED−XRF等の蛍光X線分析法を利用することができるが、その趣旨に反しない限り、その他のどのような方法を採用してもよい。
【0021】
ここで、「特性値」とは、各金属元素の存在量を示す値のことで、典型的には、濃度を意味するが、各金属元素の存在量が相対比較できるものである限り、X線のカウント数、そのカウント数を何らかの手段により補正した値等、どのようなものであってもよい。たとえば、下記のファンダメンタルパラメーター法を用いた定量分析による濃度や、標準物質(測定対象100重量%よりなる物質)についてのX線カウント数に対する試料のX線カウント数の割合であるKレシオを用いることもできる。本発明における「定量」は、このような「特性値」を得ることを意味し得る。
【0022】
蛍光X線分析法による各金属元素の特性値の決定には、公知のどのような技術を使用してもよい。たとえば、既知濃度の標準試料における、各元素の特性X線ピーク強度と各元素の濃度との関係を予め求め、この関係を用いて換算する方法を挙げることができる。その例としては、例えばファンダメンタルパラメーター法が好ましい。ファンダメンタルパラメーター法とは、標準試料の特性X線強度(通常、定量ソフトに予め組み込まれている)をもとにして、測定で得られた未知試料の構成元素から発生する特性X線強度からおよその元素組成を仮定し、仮定した元素組成から計算した特性X線の理論強度が、測定で得られた特性X線の強度と一致するまで繰り返し計算するという方法で元素組成を得る方法である。
【0023】
被検体は、一般的には未処理のまま測定すれば十分である。ただし、他の物質で汚染されている等の場合には、洗浄等の操作を加えてもよい。存在するかも知れない六価クロムが溶出してしまうような条件は避けるべきである。
【0024】
なお、上記の条件で、アルミニウムが特性値2以上でかつ亜鉛が特性値4以上と言うように複数の条件を同時に充足する場合もあり得るが、実際にはそのような例は見当たらなかった。従って、このように複数の条件が充足される場合には、なんらかの特殊な状態または異常であると付加的に判定することも有用である。
【0025】
上記において、アルミニウム基材には、少量の金属クロムを含んでいるものがあるため、X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、クロムが特性値1以下でかつアルミニウムが特性値2以上の場合には、さらに、前記被検体の表面を削ってもクロムの検出に実質的変化がなかった場合には、クロメート膜が存在する可能性がないと判定し直す方がよい場合がある。基材がアルミニウムである場合に、未処理のまま測定すると、クロメート膜がないにもかかわらず、特性値1の条件と特性値2の条件を充足してしまう場合があり得るが、この方法を採用すると、「クロメート膜が存在する」と誤判断される可能性を避けることができる。なお、この場合における「未処理」には、上述のような洗浄が行われた場合も含まれる。表面をどのくらい削るかは、適宜定めればよいが、多くの場合、クロメート膜は、1μm未満であるので、数μm程度切削すれば十分である。上記の「ある濃度」は実情に応じて適宜定められる。例えば0.1重量%以下を例示できる。なお、上記において「実質的」とは、クロムの検出値(たとえば濃度)の「測定誤差の範囲内」と言うことを意味する。具体的に測定誤差の範囲が把握されていない場合は、表面切削後の検出値が表面切削前の検出値の±10%以内であれば「実質的」の要件を満たすものと考えてもよく、好ましい場合が多い。
【0026】
また、クロムを検出し、さらに、クロムが特性値6以上で、かつ、銅が特性値7以上またはニッケルが特性値8以上のときは、当該クロムがクロムめっきまたはステンレススチールに起因するものであり、クロメート膜が存在する可能性はないと判定し直す方法も有用である。
【0027】
このような場合には、被検体が、銅またはニッケルがクロムメッキされたものである場合や、ニッケルとクロムを含むステンレススチールである場合が考えられる。なお、金属の特性値の合計が100重量%を超えた値となった場合を含め、特性値7の条件と特性値8の条件とがともに充足される場合には、上記と同様、なんらかの特殊な状態または異常であると付加的に判定してもよい。
【0028】
上記特性値は、具体的な検討に基づいて任意的に定めることができる。種々検討の結果、特性値として濃度を使用した場合、上記特性値1としては5重量%であることが好ましく、特性値2としては80重量%であることが好ましく、特性値3としては80重量%であることが好ましく、特性値4としては10重量%であることが好ましく、特性値5としては10重量%であることが好ましいことが判明した。
【0029】
また、特性値6としては10重量%であることが好ましく、特性値7としては10重量%であることが好ましく、特性値8としては10重量%が好ましいことが判明した。
【0030】
以下に、実際の被検体について検討した結果を示す。まず、蛍光X線分析法でクロムを検出した場合、ファンダメンタルパラメーター法で定量した結果が、クロムが5重量%以下かつ、アルミニウムが80重量%以上または銅が80重量%以上または亜鉛が10重量%以上またはニッケルが10重量%以上の場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定し得ることを示す例について説明する。
【0031】
クロメート処理が形成されている金属材としては、アルミニウム材、銅箔、亜鉛めっき鋼板、黄銅、ニッケルめっきがある。表1にそれらの例を示す。これらより、ファンダメンタルパラメーター法の定量結果において、クロムが5重量%以下であり、アルミニウムが80重量%以上、銅が80重量%以上、亜鉛が10重量%以上およびニッケルが10重量%以上のいずれかに相当する場合には、クロメート処理が形成されている場合がある基材(アルミニウム材、銅箔、亜鉛めっき鋼板、黄銅、ニッケルめっき)である可能性が高いと判定可能であることが理解される。
【0032】
【表1】

次に、X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、クロムが特性値1以下でかつアルミニウムが特性値2以上の場合に、さらに、前記被検体の表面を削ってもクロムの検出に実質的変化がなかった場合には、クロメート膜が存在する可能性がないと判定し直すことが好ましい場合があることの理由について説明する。
【0033】
このようなアルミニウムの濃度が80 重量%以上の場合を表2,3に例示する。このような場合および表1の場合における、励起用X線(横軸)のエネルギーと励起されたX線の強度(cps)との関係を表すチャートを図2に示す。
【0034】
表2,3中、残部とは、100重量%から表2のアルミニウム以外の金属濃度を差し引いた濃度を意味する。これらのいくつかについて、表面を1μm程度削り、再度測定して得たクロム濃度を表4に示す。この結果から、アルミニウム材の場合には、クロム濃度に変化はなく、他の三つの場合には、アルミニウム材由来のクロム強度が除去されることによるものと思われる理由により、クロム濃度が減じていることが理解される。この方法による検査は非破壊検査ではない欠点を有するが、六価クロムの迅速な評価の一助としては有用である。
【0035】
【表2】

【0036】
【表3】

【0037】
【表4】

つぎに、ステンレススチールのようにバルク金属成分としてクロムが含まれる場合や金属クロムめっきが存在する場合の例を表5,6に示す。この場合もクロムを検出するが、銅の表面にクロムメッキが施されている場合には、表5に示すように、ファンダメンタルパラメーター法によるクロムが10重量%以上であり、銅が80重量%以上であること、ステンレススチールの場合には、表6に示すように、クロムが10重量%以上で、ニッケルが10重量%以上であることが理解される。
【0038】
【表5】

【0039】
【表6】

本発明によりクロメート膜が存在する可能性があると判定された場合には、六価クロム溶出試験での六価クロム溶出の可能性についての情報を得ることも可能である。
【0040】
たとえば、モデル物質を使用した場合におけるクロムの特性X線ピーク強度と六価クロム溶出試験における溶出量との関係を予め定め、この関係を用いて、ある被検体についてクロムの特性X線ピーク強度から、その被検体における六価クロム溶出量を推定することが可能である。この場合のモデル物質は、任意の材料から適宜選択することができるが、各金属の組成に近い組成のモデル物質があれば、それを使用する方が好ましい場合が多い。
【0041】
このような検討から、クロムを検出し、かつ、クロメート膜が存在する可能性があると判定された場合に、クロムの特性X線ピーク強度が、ある強度(強度1)以上あるとき、六価クロム溶出試験で六価クロム溶出の可能性有りと判定することができることが判明した。この強度1は、上記と同様に、予めモデル物質を使用して、六価クロム溶出試験において六価クロム溶出量と、そのモデル物質のクロムの特性X線ピーク強度との関係を求め、その関係から、六価クロム溶出試験において六価クロム溶出の可能性があると判断できる限界値に対応するクロムの特性X線ピーク強度として定めることができる。検討の結果、強度1としては、50cps(カウント/秒)が好ましいことが判明した。
【0042】
なお、X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、アルミニウムが特性値2以上の場合には、前述のごとく、クロメート膜が存在しない場合もあり得るので、特性値1との比較や、強度1との比較に代えて、被検体を未処理のまま測定したクロムの特性X線ピーク強度または濃度と、当該被検体の表面を削って測定したクロムの特性X線ピーク強度または濃度との差を強度1または特性値1と比較することが好ましい。
【0043】
上記における六価クロム溶出試験としては、一般に使用されている任意の方法を採用できるが、通常JIS−H8625「クロメート皮膜中の6価クロム定量試験」で規定されている溶媒溶出―ジフェニルカルバジド吸光光度法分析法が用いられている。
【0044】
図1は、上記のようにして求めた、モデル材料における、六価クロム溶出量とクロムの特性X線ピーク強度の関係を示すチャートである。六価クロム溶出試験としては、JIS−H8625「クロメート皮膜中の6価クロム定量試験」を採用し、クロムの特性X線ピーク強度は、大気雰囲気、管電圧50kV、クロム用一次X線フィルター使用(φ3mmコリメータ)、測定時間(Live Time)60秒の測定条件を使用し、5.30〜5.53KeVの範囲の積分強度[cps/mA]の条件で求めた。この図より、六価クロム溶出試験で六価クロムの溶出を検出するときに対応する特性X線ピーク強度を求めることができる。具体的には、クロムの特性X線ピーク強度が50cps以上であれば、六価クロム溶出試験で六価クロムの溶出の可能性があると判定できることが理解される。また、六価クロム溶出量とクロムの特性X線ピーク強度の対数との関係は、
Cr6+溶出量[μg/cm]=2.13Ln(Cr−Ka強度[cps/mA])−8.31
で表されることが示された。
【0045】
本発明に係る有害材料判定方法は、公知のどのような装置を用いて行ってもよいが、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロム、アルミニウム、銅、亜鉛およびニッケルの特性値を求める検査手段と、
クロムが特性値1以下であり、かつ、アルミニウムが特性値2以上、銅が特性値3以上、亜鉛が特性値4以上、およびニッケルが特性値5以上の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する判定手段と、
当該判定に必要なデータを記憶する記憶手段と、
当該判定に必要な演算を行う演算手段と、
判定結果を表示するための表示手段と
を有する有害材料判定装置を用いることにより、好適に行うことができる。このような装置は、上記有害材料判定の手順をプログラム化する等の手段により、自動化することも容易である。
【0046】
この場合における「特性値」の意味は、上述と同様である。上記検査手段としては、その目的を達成できる限りどのようなものでもよいが、いわゆる蛍光X分析装置を利用することができる。上記判定手段、記憶手段および演算手段としては、その目的を達成できる限りどのようなものでもよいが、パーソナルコンピュータ等のコンピュータの機能を利用することが容易であり、好ましい。上記表示手段についても、その目的を達成できる限りどのようなものでもよいが、コンピュータを使用する場合には、そのディスプレーを使用できる。なお、上記判定手段、記憶手段、演算手段、表示手段等は、検査手段の近傍にある必要はなく、複数の検査手段と結びつけられていてもよい。各種段間の情報のやり取りは、インターネット回線等を使用するものであってもよい。
【0047】
このような有害材料判定装置のブロック図の一例を図3に、このような有害材料判定装置を用いた有害材料判定方法の手順を示すフローチャートの一例を図4に示す。各金属元素の重量濃度はファンダメンタルパラメータ法(FP法)によって求めるものとする。以下、図3,4に沿って、本発明に係る有害材料判定装置を用いて、本発明に係る有害材料判定方法を実行する例について説明する。以下において、各金属の測定は、各ステップにおいて行う必要はなく、事前に行ってもよいことはいうまでもない。
【0048】
以下において、図3に示すように、記憶手段3が検査手段1から得て記憶したデータを用いて演算手段4が演算した結果に基づき、判定手段2が判定を実施し、その結果を表示手段5が表示する。まず、図3の検査手段1に被検体である試料をセットし、蛍光X線測定を行う。ついで、図3の判定手段2が、図4のステップS1に従って、クロムの有無を検査し、クロムを検出しなかった場合(N)には、図4のステップS2に従って、「クロメート膜が存在する可能性がない」と判定し、終了する。
【0049】
クロムを検出した場合(Y)には、図4のステップS3に従って、FP法によりクロム濃度を求め、図4のステップS4に従って、クロム濃度が5重量%以下かどうかを判定する。クロム濃度が5重量%を超える場合(N)には、図4のステップS2に従って、「クロメート膜が存在する可能性がない」と判定し、終了する。なお、この場合に、クロムが10重量%以上で、かつ、銅が10重量%以上またはニッケルが10重量%以上の場合は、判定手段2が、当該クロムがクロムめっきまたはステンレススチールに起因するものであると判定するフローを取り入れてもよい。
【0050】
判定手段2が、図4のステップS4でクロム濃度が5重量%以下であると判定した場合(Y)には、検査手段がアルミニウムの濃度を測定し、図4のステップS5に従って、判定手段2が、アルミニウムが80重量%以上であるかどうかを判定する。
【0051】
この判定で、アルミニウムが80重量%以上であるとされた場合(Y)には、図4のステップS6に従って、試料表面を切削したサンプルについて、検査手段1がクロム濃度を測定し、その結果に基づき、判定手段2が、図4のステップS7に従って、被検体の表面を削った場合にクロムの検出に実質的変化があるかどうかを評価し、実質的変化がある場合(Y)には、図4のステップS8に従って、「クロメート膜が存在する可能性がある」と判定し、終了する。実質的変化がない場合(N)には、図4のステップS2に従って、「クロメート膜が存在する可能性がない」と判定し、終了する。
【0052】
ステップS5で、アルミニウムが80重量%未満であるとされた場合(N)には、ステップS9に従って、銅が80重量%以上か、亜鉛が80重量%以上か、および、ニッケルが80重量%以上かを判定し、そのいずれかでもない場合には、図4のステップS2に従って、「クロメート膜が存在する可能性がない」と判定し、終了する。また、そのいずれかである場合には、図4のステップS8に従って、「クロメート膜が存在する可能性がある」と判定し、終了する。
【0053】
なお、クロメート膜があると判定された場合には、さらに、検査手段1が得たクロムの特性X線ピーク強度がある強度以上あるときには、判定手段2が、「六価クロム溶出試験で六価クロム溶出の可能性有りと判定する」ようにすることもできる。また、予め入力された、モデル物質における、特性X線を用いて得たクロムの特性X線ピーク強度と六価クロム溶出量との関係を用いて、この特性X線ピーク強度から、この試料における六価クロム溶出量を判定手段2が推定するようにすることもできる。この場合、試料の表面を削って測定したクロムの特性X線ピーク強度が入力されているときには、表面切削前のクロムの特性X線ピーク強度と切削後のクロムの特性X線ピーク強度との差を用いてこの試料における六価クロム溶出量を判定手段2が推定するようにすべきである。
【0054】
以上に示したように、本発明は、どのような被検体についても適用することができ、非破壊で迅速な判定が可能になるため有用性が高い。例えば、電気、電子分野では、最終製品から、部品、原材料に至るまで、本発明を適用することができる。
【実施例】
【0055】
以下に、エネルギー分散型蛍光X線分析装置(日本電子社製JSX−3202EV)を用い、FP法により、クロメート膜が存在する可能性の有無を判定した結果を示す。各金属元素の濃度は、各金属元素(純金属)の特性X線ピーク強度をもとにして、対象物の特性X線ピーク強度から求めた。
【0056】
表7は、このようにして求めた、ねじAと板材Bとについての分析結果である。いずれの場合もクロムが検出された。
【0057】
クロム、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケルの分析の結果、ねじAは、クロムが5重量%以下であり、亜鉛が10重量%以上であるため、クロメート膜が存在する可能性があると判定した。また、板材Bについては、クロムが5重量%を遙かに超えており、クロメート膜が存在する可能性がないと判定した。
【0058】
次に、クロメート膜の可能性有りと判定されたねじAについて、特性X線ピーク強度が594.3cps/mAであることから、六価クロム溶出試験で六価クロムを検出する可能性があると判定した。さらに、クロメート膜のモデル材料についての特性X線ピーク強度と六価クロム溶出量との関係(図1)を使用して、六価クロム溶出量を推定した結果、5.3μg/cmであった。
【0059】
【表7】

これらの結果、実際の検査に本発明に係る有害材料判定方法を採用した結果、分析作業の効率化、迅速化が可能になり、六価クロム溶出試験を行う部品点数を40%程度に減らすことができた。
【0060】
なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。
【0061】
(付記1)
被検体にクロメート膜が存在する可能性の有無を判定する有害材料判定方法であって、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロムが特性値1以下であり、
アルミニウムが特性値2以上、
銅が特性値3以上、
亜鉛が特性値4以上、および
ニッケルが特性値5以上
の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する、有害材料判定方法。
【0062】
(付記2)
X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、クロムが特性値1以下でかつアルミニウムが特性値2以上の場合に、さらに、前記被検体の表面を削ってもクロムの検出に実質的変化がなかった場合には、クロメート膜が存在する可能性がないと判定し直す、付記1に記載の有害材料判定方法。
【0063】
(付記3)
クロムを検出し、さらに、クロムが特性値6以上で、かつ、銅が特性値7以上またはニッケルが特性値8以上のときは、当該クロムがクロムめっきまたはステンレススチールに起因するものであり、クロメート膜が存在する可能性はないと判定し直す、付記1に記載の有害材料判定方法。
【0064】
(付記4)
特性値1が5重量%であり、特性値2が80重量%であり、特性値3が80重量%であり、特性値4が10重量%であり、特性値5が10重量%である、付記1〜3のいずれかに記載の有害材料判定方法。
【0065】
(付記5)
特性値6が10重量%であり、特性値7が10重量%であり、特性値8が10重量%である、付記3または4に記載の有害材料判定方法。
【0066】
(付記6)
クロムを検出し、かつ、クロメート膜が存在する可能性があると判定された場合に、クロムの特性X線ピーク強度が、ある強度(強度1)以上あるとき、六価クロム溶出試験で六価クロム溶出の可能性有りと判定する、付記1,2,4または5に記載の有害材料判定方法。
【0067】
(付記7)
強度1が50cpsである、付記6に記載の有害材料判定方法。
【0068】
(付記8)
モデル物質におけるクロムの特性X線ピーク強度と六価クロム溶出量との関係を予め定め、この関係を用いて、前記被検体におけるクロムの特性X線ピーク強度から、前記被検体における六価クロム溶出量を推定する、付記6または7に記載の有害材料判定方法。
【0069】
(付記9)
X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、アルミニウムが特性値2以上の場合は、被検体を未処理のまま測定したクロムの特性X線ピーク強度または濃度と、当該被検体の表面を削って測定したクロムの特性X線ピーク強度または濃度との差を強度1または特性値1と比較する、付記6〜8のいずれかに記載の有害材料判定方法。
【0070】
(付記10)
被検体にクロメート膜が存在するかどうかを判定する有害材料判定装置であって、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロム、アルミニウム、銅、亜鉛およびニッケルを定量する検査手段と、
クロムが特性値1以下であり、かつ、アルミニウムが特性値2以上、銅が特性値3以上、亜鉛が特性値4以上、およびニッケルが特性値5以上の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する判定手段と、
当該判定に必要なデータを記憶する記憶手段と、
当該判定に必要な演算を行う演算手段と、
判定結果を表示するための表示手段と
を有する、有害材料判定装置。
【0071】
(付記11)
前記検査手段がクロムを検出し、クロムが特性値1以下でかつアルミニウムが特性値2以上の場合に、さらに、前記被検体の表面を削ってもクロムの検出に実質的変化がなかった場合には、クロメート膜が存在する可能性がないと判定し直す、付記10に記載の有害材料判定装置。
【0072】
(付記12)
前記検査手段が、クロムを検出し、さらに、クロムが特性値6以上で、かつ、銅が特性値7以上またはニッケルが特性値8以上のときは、当該クロムがクロムめっきまたはステンレススチールに起因するものであり、クロメート膜が存在する可能性はないと判定し直す、付記10に記載の有害材料判定装置。
【0073】
(付記13)
特性値1が5重量%であり、特性値2が80重量%であり、特性値3が80重量%であり、特性値4が10重量%であり、特性値5が10重量%である、付記10〜12のいずれかに記載の有害材料判定装置。
【0074】
(付記14)
特性値6が10重量%であり、特性値7が10重量%であり、特性値8が10重量%である、付記12または13に記載の有害材料判定装置。
【0075】
(付記15)
前記検査手段がクロムを検出し、かつ、前記判定手段が、クロメート膜が存在する可能性があると判定した場合に、前記検査手段が得たクロムの特性X線ピーク強度がある強度(強度1)以上あるとき、前記判定手段が、六価クロム溶出試験で六価クロム溶出の可能性有りと判定する、付記10,11,13または14に記載の有害材料判定装置。
【0076】
(付記16)
強度1が50cpsである、付記15に記載の有害材料判定装置。
【0077】
(付記17)
前記判定手段が、予め入力された、モデル物質における、特性X線を用いて得たクロムの特性X線ピーク強度と六価クロム溶出量との関係を用いて、前記被検体におけるクロムの特性X線ピーク強度から、前記被検体における六価クロム溶出量を推定する、付記15または16に記載の有害材料判定装置。
【0078】
(付記18)
前記検査手段が得たアルミニウムの特性値が特性値2以上の場合であって、前記被検体の表面を削って測定したクロムの特性X線ピーク強度または特性値が入力されている場合には、前記の表面切削前のクロムの特性X線ピーク強度または濃度と当該表面切削後のクロムの特性X線ピーク強度または濃度との差を強度1または特性値1と比較する、付記15〜17のいずれかに記載の有害材料判定装置。
【図面の簡単な説明】
【0079】
【図1】モデル材料における、六価クロム溶出量とクロムの特性X線ピーク強度の関係を示すチャートである。
【図2】励起用X線(横軸)のエネルギーと励起された特性X線の強度(cps/mA)との関係を表すチャートである。
【図3】有害材料判定装置のブロック図である。
【図4】有害材料判定方法の手順を示すフローチャートの一例である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体にクロメート膜が存在する可能性の有無を判定する有害材料判定方法であって、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロムが特性値1以下であり、
アルミニウムが特性値2以上、
銅が特性値3以上、
亜鉛が特性値4以上、および
ニッケルが特性値5以上
の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する、有害材料判定方法。
【請求項2】
X線で励起した特性X線を用いてクロムを検出し、クロムが特性値1以下でかつアルミニウムが特性値2以上の場合に、さらに、前記被検体の表面を削ってもクロムの検出に実質的変化がなかった場合には、クロメート膜が存在する可能性がないと判定し直す、請求項1に記載の有害材料判定方法。
【請求項3】
クロムを検出し、さらに、クロムが特性値6以上で、かつ、銅が特性値7以上またはニッケルが特性値8以上のときは、当該クロムがクロムめっきまたはステンレススチールに起因するものであり、クロメート膜が存在する可能性はないと判定し直す、請求項1に記載の有害材料判定方法。
【請求項4】
被検体にクロメート膜が存在するかどうかを判定する有害材料判定装置であって、
X線で励起した特性X線を用いてクロムの有無を検査し、クロムを検出した場合に、クロム、アルミニウム、銅、亜鉛およびニッケルを定量する検査手段と、
クロムが特性値1以下であり、かつ、アルミニウムが特性値2以上、銅が特性値3以上、亜鉛が特性値4以上、およびニッケルが特性値5以上の少なくともいずれか一つの条件が充足された場合に、クロメート膜が存在する可能性があると判定する判定手段と、
当該判定に必要なデータを記憶する記憶手段と、
当該判定に必要な演算を行う演算手段と、
判定結果を表示するための表示手段と
を有する、有害材料判定装置。
【請求項5】
前記検査手段が得たアルミニウムの特性値が特性値2以上の場合であって、前記被検体の表面を削って測定したクロムの特性X線ピーク強度または特性値が入力されている場合には、前記特性値1との比較に代えて、前記の表面切削前のクロムの濃度と当該表面切削後のクロムの濃度との差を特性値1と比較する、請求項4に記載の有害材料判定装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2007−240377(P2007−240377A)
【公開日】平成19年9月20日(2007.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−64516(P2006−64516)
【出願日】平成18年3月9日(2006.3.9)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】