JPH0989638A - 残留加工油量の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、金属加工を受けてから洗浄剤
で洗浄を受けた金属製品の表面に残留する残留加工油量
を正確に測定することができる残留加工油量の測定方法
を提供することにある。 【解決手段】本発明は、金属加工を受けてから洗浄剤で
洗浄を受けた金属製品の表面に残留する残留加工油量の
測定方法であって、前記金属製品を前記残留加工油を溶
解することができる有機溶剤が入っている洗浄槽に入れ
て前記残留加工油を溶解、抽出した後、得られた抽出液
を無機繊維製濾紙で濾過し、然る後その得られた濾液に
ついて油分濃度計若しくは赤外吸収スペクトル分析によ
り残留加工油量を定量することを特徴とする残留加工油
量の測定方法にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は残留加工油量の測定
方法に関するものである。更に詳述すれば本発明は金属
加工を受けた金属製品に残留する残留加工油を正確に測
定できる測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、金属材料は金属加工、例えばロ
ール圧延加工、ダイス線引き加工、切削加工等を受ける
とき、その金属材料表面に加工油をかけながら行われ
る。

【０００３】そしてこれらの金属加工が終わると、金属
加工品表面に付着している加工油は適当な脱脂洗浄剤で
工業的に洗浄、除去するようになっている。

【０００４】しかしこの工業的に洗浄を受けた金属加工
品表面には微量の加工油が残留している。

【０００５】さて、このような脱脂洗浄剤としては難燃
性で且つ低沸点の有機溶剤、例えば１、１、１−トリク
ロロエタンが多用されている。

【０００６】ところでこの１、１、１−トリクロロエタ
ンは地球のオゾン層を破壊する化学物質として知られて
おり、１９９６年以降に全廃することが決められてい
る。

【０００７】このような訳で多くの工業会では地球のオ
ゾン層を破壊しない環境にやさしい脱脂洗浄剤の探索、
研究が進められている。

【０００８】このようなオゾン層を破壊しない環境にや
さしい脱脂洗浄剤としては水系脱脂洗浄剤、特定の炭化
水素系脱脂洗浄剤等がある。また、規制対象外の含塩素
系有機溶剤を使用することもある。

【０００９】このような金属材料の素材加工分野では脱
脂洗浄剤による洗浄作業後の金属加工品の表面に残留す
る加工油量については、それ程注意を払わない場合が多
かった。

【００１０】しかしながら多くの脱脂洗浄剤の洗浄性に
ついて検討する場合、従来の残留加工油量の測定方法に
ついて評価しておく必要が生じた。

【００１１】従来の残留加工油量の測定方法としては次
の２方法が行われていた。

【００１２】（１）四塩化炭素抽出液の赤外吸収スペク
トル分析方法 ．この方法は、まず金属加工を受けた金属加工品を赤
外吸収スペクトル分析特化用四塩化炭素にて抽出処理
し、その金属加工品の表面に付着している残留加工油を
四塩化炭素中に溶解させる。

【００１３】．次に、その得られた赤外吸収スペクト
ル分析特化用四塩化炭素抽出液を赤外吸収スペクトル分
析装置にて加工油の−ＣＨ結合に基ずく赤外吸収スペク
トル分析を行う。

【００１４】．次に、得られた−ＣＨ結合に基ずく赤
外吸収スペクトルとＬａｍｂｅｒ−Ｂｅｅｒの法則とか
ら残留加工油量を定量する。

【００１５】ここにおいて抽出液として赤外吸収スペク
トル分析特化用四塩化炭素を用いるのは、次のような理
由のためである。

【００１６】即ち、一般の四塩化炭素では特定の化学的
安定剤が入っており、その特定の化学的安定剤が加工油
の−ＣＨ結合に基ずく赤外吸収スペクトルと重なってし
まい、正確なる加工油の−ＣＨ結合に基ずく赤外吸収ス
ペクトルが得られないためである。赤外吸収スペクトル
分析特化用四塩化炭素はこのような赤外吸収スペクトル
の重なりを完全に防止できる特殊グレードのものであ
る。

【００１７】また、赤外吸収スペクトル分析特化用四塩
化炭素抽出液から残留加工油量を定量する簡易な測定器
として油分濃度計があるが、正確なる定量が困難であ
る。

【００１８】なお、赤外吸収スペクトル分析特化用四塩
化炭素抽出液から残留加工油量を定量する方法としてＦ
Ｔ−ＩＲ方法が用いられる。

【００１９】（２）溶媒抽出液の蒸発残査測定方法 ．この方法は、まず金属加工を受けた金属加工品を一
般グレードの溶媒、例えば一般グレードの四塩化炭素に
て抽出処理し、その金属加工品の表面に付着している残
留加工油を四塩化炭素中に溶解させる。

【００２０】．次に、その得られた四塩化炭素抽出液
を蒸発皿に移し、溶媒の四塩化炭素を沸点以上に加熱し
て蒸発、揮散させる。

【００２１】．次に、その得られた蒸発残査を化学天
秤で秤量し、残留加工油量を求める。

【００２２】この方法において溶媒としては一般グレー
ドの四塩化炭素の外に、１、１、１−トリクロロエタ
ン、ジクロロメタン等を用いることができる。

【００２３】しかしながらこれら２方法には次のような
難点があった。

【００２４】上記（１）の方法の難点 この方法では金属加工を受けた金属加工品を赤外吸収ス
ペクトル分析特化用四塩化炭素にて抽出処理するが、そ
の抽出条件により測定値が大きく異なる。

【００２５】例えば、洗浄装置メーカー、洗浄剤メーカ
ー、金属加工メーカーの三者間で抽出条件をかなり厳格
に取り決めておかないと得られる測定値が大きく異な
る。また、同じ測定者でも抽出条件をかなり厳格に取り
決めておかないと得られる測定値が大きく異なる。

【００２６】上記（２）の方法の難点 この方法では（１）の方法と同様に金属加工を受けた金
属加工品を四塩化炭素にて抽出処理するが、その抽出条
件により測定値が大きく異なる。その上、この（２）の
方法では、抽出容器の重量変動、溶媒の蒸発、揮散条
件、残留加工油の蒸発、変質、蒸発熱による水分結露等
の影響を受けて測定値が変動し易い難点がある。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し金属加工を受けてから洗
浄剤で洗浄を受けた金属製品の表面に残留する残留加工
油量を正確に測定することができる残留加工油量の測定
方法を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、金属加工を受けてから洗浄剤により洗浄処理を受
けた金属製品を有機溶剤で抽出処理し、次にその抽出液
を無機繊維製濾紙で濾過して微細な金属粉を除去し、そ
の濾液について油分濃度計若しくは赤外吸収スペクトル
分析等により残留加工油量を測定する方法にある。

【００２９】即ち、本発明者は残留加工油量の測定値の
分析値のばらつきの原因について鋭意検討した結果、ば
らつきの最大の原因は以外にも残留加工油に混入してい
る微細金属粉にあることを突き止め、本発明に至ったも
のである。

【００３０】このような微細な金属粉は金属加工の際に
発生し、そしてそれらの微細金属粉がそのまま残留加工
油に混入するか、或いはその金属加工を受けた金属製品
の表面に残留加工油と共に機械的に埋め込まれた形で固
着している。

【００３１】そして金属製品の表面に残留加工油と共に
機械的に埋め込まれた形で固着している微細金属粉は、
通常の脱脂洗浄剤で洗浄しても除去することが困難であ
る。この金属製品の表面に残留加工油と共に機械的に埋
め込まれた形で固着している微細金属粉を除去するに
は、超音波洗浄処理が効果的である。

【００３２】この超音波洗浄処理は、まず金属加工を受
けた金属製品を四塩化炭素液に浸漬し、次いで四塩化炭
素液内に超音波を付加すると金属製品の表面に機械的に
埋め込まれた形で固着している微細金属粉が四塩化炭素
液中に剥離、落下する。つまり金属製品の表面に残留す
る残留加工油は四塩化炭素の溶解力により溶解されると
共に超音波により機械的にも剥離し、その相乗作用で完
全に抽出されるのである。

【００３３】この超音波洗浄処理の良否は用いる超音波
洗浄処理槽の大きさ、処理槽内に入れる四塩化炭素量、
洗浄する金属製品の大きさと量を適格に設定することが
重要である。

【００３４】例えば、超音波洗浄処理槽の大きさが小さ
く且つ四塩化炭素量が少なくそして洗浄する金属製品量
が多い場合には、直進性がある超音波が全ての金属製品
に作用しなく、その結果金属製品の表面に残留する残留
加工油の四塩化炭素への溶解が不完全となると共に金属
製品の表面に機械的に埋め込まれた形で固着している微
細金属粉の除去も不完全となる。

【００３５】逆に、超音波洗浄処理槽の大きさが大きく
且つ四塩化炭素量が多くそして洗浄する金属製品量が少
ない場合には、直進性がある超音波が全ての金属製品に
作用し、その結果金属製品の表面に残留する残留加工油
の四塩化炭素への溶解が完全となると共に金属製品の表
面に機械的に埋め込まれた形で固着している微細金属粉
の除去も完全となる。

【００３６】ここにおいて当然ながら超音波を掛ける時
間が長い程、金属製品の表面に残留する残留加工油の四
塩化炭素への溶解がより完全となると共に金属製品の表
面に機械的に埋め込まれた形で固着している微細金属粉
の除去もより完全となる。

【００３７】この微細金属粉は大きいものから極めて微
細なものまで様々である。

【００３８】極めて微細な金属粉は四塩化炭素抽出液の
底部に沈降することなく長時間浮遊している。このよう
な浮遊する程度の微細な金属粉は赤外吸収スペクトル分
析における赤外線を透過せずに遮断し、その結果正確な
る吸収スペクトルを得ることが困難である。それにより
浮遊する程度の微細な金属粉を含む四塩化炭素抽出液を
用いては正確なる残留加工油量の測定が困難である。

【００３９】なお、浮遊する程度の微細な金属粉が赤外
吸収スペクトル分析において赤外線を透過せずに遮断し
た場合、見掛けの吸光度が大きくなり、その結果残留加
工油量は真の値より大きくなるというミスをおかすこと
になる。

【００４０】そして前述の（２）の方法では、短時間に
四塩化炭素抽出液の底部に沈降するような重量が大きい
金属粉が問題となる。即ち、短時間に四塩化炭素抽出液
の底部に沈降するような重量が大きい金属粉は密度が残
留加工油より数倍大きく、その結果金属粉が混入してい
る量が大きいほど見掛けの残留加工油量が大きくなると
いうミスが発生する。

【００４１】従って四塩化炭素抽出液に存在する微細金
属粉を効果的に除去できれば、残留加工油を正確に測定
できる訳である。

【００４２】本発明者はこの四塩化炭素抽出液に存在す
る微細金属粉を効果的に除去するには無機繊維製濾紙が
最も最適であることを見出だし、本発明に至ったもので
ある。

【００４３】即ち、無機繊維製濾紙は微細金属粉を効果
的に除去し、しかも残留加工油の抽出溶媒に溶解、抽出
することもないから測定誤差がなく、その結果残留加工
油を正確に測定できる訳である。

【００４４】これに対して一般のセルローズ系濾紙は残
留加工油の抽出溶媒に溶解、抽出し、その上抽出された
セルローズ等は残留加工油の赤外吸収スペクトルのピー
ク吸収が重なって残留加工油を正確に測定することが困
難である。

【００４５】なお、無機繊維製濾紙としてはガラス繊維
製濾紙、セラミック繊維製濾紙、ロックウール繊維製濾
紙等がある。

【００４６】これらの無機繊維製濾紙の粒子保持能は特
に限定されないが、３μｍ程度以下が望ましい。

【００４７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の残留加工油量の測
定方法の実施例について説明する。

【００４８】まず、次の圧延条件でロール圧延加工した
銅条を工業的に製造した。

【００４９】製造ロットは下記の実施例１〜４及び比較
例１〜４に用いたものがＡロット、下記の実施例５〜７
及び比較例５〜７に用いたものがＢロットである。

【００５０】（圧延条件） 加工後の銅条板厚 ０．０４mm 加工度 ５％ 用いた加工油 合成油（粘度；３ｃＳｔ、比重；
０．８） 次に、上記で得られた銅条を下記の条件で工業的に洗浄
した。

【００５１】（工業的洗浄条件） 洗浄溶剤名 １、１、１−トリクロロエタン 洗浄時間 ２秒 洗浄方法 １、１、１−トリクロロエタン洗
浄槽内を搬送、移動 次に、上記で工業的に洗浄した銅条について実施例及び
比較例の残留加工油の測定方法により残留加工油を測定
した。

【００５２】（実施例１）まず、工業的に洗浄したＡロ
ットの銅条を約０．８cm² の銅条片の大きさとなるよう
に複数個裁断、採取した。

【００５３】次に、これらの細かく裁断した銅条片を四
塩化炭素が２０ml入っている洗浄槽に入れ、それから超
音波を１分掛けることにより銅条片から残留加工油を四
塩化炭素中に溶解、抽出した。

【００５４】次に、得られた四塩化炭素抽出液をガラス
繊維製濾紙（アドバンテック東洋株式会社のＧＦ−７５
濾紙）で濾過することにより、四塩化炭素中に混入して
いた微細銅粉を除去した。

【００５５】次に、濾液を２分し、それらについて油分
濃度計による残留加工油の測定及び赤外吸収スペクトル
分析（ＦＴ−ＩＲ）による残留加工油の測定を行った。

【００５６】（実施例２）超音波を２０分掛ける以外は
実施例１と同様にして残留加工油の抽出、微細銅粉の除
去、残留加工油の測定を行った。

【００５７】（実施例３）まず、工業的に洗浄したＡロ
ットの銅条を７cm角となるように２枚を裁断、採取し
た。

【００５８】次に、これらの裁断した銅条片２枚を四塩
化炭素が１００ml入っている洗浄槽に入れ、それから銅
条片１枚につき超音波を３分掛けることにより銅条片か
ら残留加工油を四塩化炭素中に溶解、抽出した。

【００５９】以下、実施例１と同様に微細銅粉の除去、
残留加工油の測定を行った。

【００６０】（実施例４）工業的に洗浄したＡロットの
銅条を７cm角となるように１３枚を裁断、採取した以外
は実施例３と同様にして、残留加工油の抽出、微細銅粉
の除去、残留加工油の測定を行った。

【００６１】（実施例５）まず、工業的に洗浄したＢロ
ットの銅条を７cm角の銅条片の大きさとなるように６枚
裁断、採取した。

【００６２】次に、これらの裁断した銅条片を四塩化炭
素が３０ml入っている洗浄槽に入れ、それから１枚につ
き超音波を３分掛けることにより銅条片から残留加工油
を四塩化炭素中に溶解、抽出した。

【００６３】以下、実施例１と同様に微細銅粉の除去、
残留加工油の測定を行った。

【００６４】（実施例６）７cm角の大きさの工業的に洗
浄したＢロットの銅条片を１２枚とした外は実施例５と
同様にして、残留加工油の抽出、微細銅粉の除去、残留
加工油の測定を行った。

【００６５】（実施例７）１０cm角の大きさの工業的に
洗浄したＢロットの銅条片を１１枚とした外は実施例５
と同様にして、残留加工油の抽出、微細銅粉の除去、残
留加工油の測定を行った。

【００６６】赤外吸収スペクトル分析は２０００cm−１
と３４００cm−１の２点の吸光度を直線で結び、バック
グランド処理することにより再現性を確保した。

【００６７】このため四塩化炭素抽出液中にたとえ微細
な銅粉が浮遊していて全波長に亘って赤外線の透過光が
減少したとしても油分のピークを正しく測定できるよう
にした。

【００６８】（比較例１）まず、工業的に洗浄したＡロ
ットの銅条を０．８cm² の銅条片の大きさとなるように
複数個裁断、採取した。

【００６９】次に、これらの細かく裁断した銅条片を四
塩化炭素が２０ml入っている洗浄槽に入れ、それから超
音波を２０分掛けることにより銅条片から残留加工油を
四塩化炭素中に溶解、抽出した。

【００７０】次に、四塩化炭素抽出液を２分し、それら
について油分濃度計による残留加工油の測定及び赤外吸
収スペクトル分析による残留加工油の測定を行った。

【００７１】（比較例２）超音波を２０分掛ける以外は
比較例１と同様にして残留加工油を四塩化炭素中に溶
解、抽出した。

【００７２】次に、得られた四塩化炭素抽出液をガラス
繊維製濾紙（アドバンテック東洋株式会社のＧＦ−７５
濾紙）で濾過することにより、四塩化炭素中に混入して
いた微細銅粉を除去した。

【００７３】次に、濾液を２分し、それらについて油分
濃度計による残留加工油の測定及び赤外吸収スペクトル
分析による残留加工油の測定を行った。

【００７４】（比較例３）工業的に洗浄したＡロットの
銅条を７cm角の銅条片の大きさとなるように２枚裁断、
採取した。

【００７５】次に、これらの裁断した銅条片を四塩化炭
素が３０ml入っている洗浄槽に入れ、それから１枚につ
き超音波を３分掛けることにより銅条片から残留加工油
を四塩化炭素中に溶解、抽出した。

【００７６】次に、四塩化炭素抽出液を２分し、それら
について油分濃時計による残留加工油の測定及び赤外吸
収スペクトル分析による残留加工油の測定を行った。

【００７７】（比較例４）７cm角の大きさの工業的に洗
浄したＡロットの銅条片を１３枚とした外は比較例３と
同様にして、銅条片から残留加工油を四塩化炭素中に溶
解、抽出した。

【００７８】以下、比較例２と同様にして、微細銅粉の
除去、残留加工油の測定を行った。 （比較例５）７cm角の大きさの工業的に洗浄したＢロッ
トの銅条片を６枚とした外は比較例４と同様にして、残
留加工油の抽出、微細銅粉の除去、残留加工油の測定を
行った。

【００７９】（比較例６）★７cm角の大きさの銅条片を
１２枚とした外は比較例４と同様にして、残留加工油の
抽出、微細銅粉の除去、残留加工油の測定を行った。

【００８０】（比較例７）１０cm角の大きさの銅条片を
１枚とした外は比較例４と同様にして、残留加工油の抽
出、微細銅粉の除去、残留加工油の測定を行った。

【００８１】以上の各例における測定結果を表１に示
す。

【００８２】

【表１】

【００８３】表１から分かるように比較例１〜７の残留
加工油の測定値は銅条ロット、測定方式、銅条片の大き
さ、銅条片の枚数、超音波処理時間等で数倍〜１０倍も
異なる。

【００８４】これに対して本発明の実施例１〜７の残留
加工油の測定値は銅条ロット間及び油分濃度計測定方式
と赤外吸収スペクトル測定方式による測定値の差は若干
見られるが、銅条片の大きさ、銅条片の枚数、超音波処
理時間等で大きく異なることはなく、再現性あるデータ
が得られた。

【００８５】表２は四塩化炭素抽出液を濾紙の種類を変
えて濾過した濾液について、残留加工油を油分濃時計で
測定した結果を示したものである。

【００８６】

【表２】

【００８７】表２からわかるようにＣ１は、測定液が油
分測定四塩化炭素のブランク試料であるから油分値（mg
／Ｌ）は０である。これはガラスフィルターで濾過して
も０である。

【００８８】しかしＣ２は、測定液が油分測定四塩化炭
素のブランク試料であるにも拘らず濾過後の油分値は
１．３である。これはペーパーフィルターが油分測定四
塩化炭素でペーパーフィルターの不純物が溶解し、誤差
が生じたものである。

【００８９】これらに対してガラス繊維製濾紙で濾過し
た濾液の油分測定値に大きな変化はなく、粒子保持能の
影響はある程度無視できることがわかる。

【００９０】なお、抽出液の微細金属粉を除去するには
遠心分離法等も適用することができる。これは密度でみ
ると四塩化炭素が１．６３、残留加工油が０．８３、銅
粉が８．９６と大差があるためである。

【００９１】

【発明の効果】本発明の残留加工油量の測定方法によれ
ば金属加工を金属表面に残留する残留加工油を正確且つ
再現性よく測定することができるものであり、工業上有
用である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属加工を受けてから洗浄剤で洗浄を受け
   た金属製品の表面に残留する残留加工油量の測定方法で
   あって、前記金属製品を前記残留加工油を溶解すること
   ができる有機溶剤が入っている洗浄槽に入れて前記残留
   加工油を溶解、抽出した後、得られた抽出液を無機繊維
   製濾紙で濾過し、然る後その得られた濾液について残留
   加工油量を定量することを特徴とする残留加工油量の測
   定方法。
2. 【請求項２】無機繊維製濾紙がガラス繊維製濾紙、セラ
   ミック繊維製濾紙、ロークウール繊維製濾紙から選ばれ
   た１種であることを特徴とする請求項１記載の残留加工
   油量の測定方法。
3. 【請求項３】無機繊維製濾紙が粒子保持能３μｍ以下の
   ものであることを特徴とする請求項１記載の残留加工油
   量の測定方法。
4. 【請求項４】残留加工油を溶解することができる有機溶
   剤が入っている洗浄槽に入れて前記残留加工油を溶解、
   抽出する際、超音波を付加することを特徴とする請求項
   １記載の残留加工油量の測定方法。
5. 【請求項５】残留加工油量を定量する測定方式が油分濃
   度計測定方式若しくは赤外吸収スペクトル分析測定方式
   であることを特徴とする請求項１記載の残留加工油量の
   測定方法。