JPH02122248A - 塗装金属部材の塗膜劣化度検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は、塗膜を有する塗装金属部材、例えば自動車
のボディ外板において、ピンホール等の塗膜欠陥部分や
塗膜はく離部分の発生による塗膜の劣化の程度を検出し
てその防錆能力を評価するのに利用される塗装金属部材
の塗膜劣化度検出方法に関するものである。 （従来の技術） 塗装金属部材の塗膜の劣化度を検出してその防錆能力を
評価するのに利用される従来の方法としては、例えば、
コロ−ジョンレートメータ法、タンジェストデルタ法、
インピーダンス測定法などがある。 これらのうち、コロ−ジョンレートメータ法は、第５図
に示すように、金属板３１の表面に塗膜３２を形成させ
た塗装金属部材３３の塗膜防錆能力を評価するに際し、
塗装金属部材３３の塗膜３２に、容器３４内に収容した
電解液３５を接触させた状態とし、電解液３５中に基準
極３６と対極３７とを設け、基準極（Ｒ）　３６と対極
（Ｃ）３７と塗装金属部材（Ｗ）３３との間にメインユ
ニット３８より通電して塗装金属部材３３を分極させ、
・、このときに流れる電流や一定時間に流れる電気量を
測定することによって、塗膜３２の劣化度を推定する方
法である。 また、タンジェントデルタ法は、電解液に浸漬させた対
極と前記電解液と接触させた状態の塗装金属部材との間
に例えば４００Ｈｚ程度の交流を印加してそのときの位
相差のタンジェントを測定することにより塗膜の劣化の
程度を推定する方法である。 さらに、インピーダンス法は、塗装金属部材に電解液を
接触させた状態にして、前記電解液に浸漬した電極と塗
装金属部材との間に広い周波教範、囲で交流を印加し、
位相が４５°となる周波数の値によって塗膜のはく離の
程度を測定し、この周波数の値がはく離面積に比例する
ものとしてはく離の量を推定する方法である（「防食技
術」Ｖｏｕ、３６．Ｎｏ、３．１９８７　　第１３４頁
〜１４１頁）。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の塗装金属部材の塗膜劣
化度検出方法において、前二者のコロ−ジョンレートメ
ータ法、およびタンジェントデルタ法では、塗装金属部
材が電解液と接触している状態において等価な電気回路
についての考察がなされておらず、単なる経験により得
られた方法に従って塗装金属部材の塗膜の劣化を評価す
るようにしていたため、塗膜の劣化を定量的に評価する
ことができないという課題を有していた。 また、後者のインピーダンス測定法では、塗装金属部材
の塗膜のはく離面積を定量的に評価することが可能であ
るものの、塗膜にピンホール等の塗膜欠陥部分がある場
合には測定に誤差を生じゃすく、塗膜の劣化を正しく評
価することができないことがあるという課題があった。 （発明の目的） この発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされた
もので、塗膜を有する塗装金属部材において、ピンホー
ル等の塗膜欠陥部分や塗膜はく離部分を生じて劣化した
塗膜について、ピンホール等の塗膜欠陥部分の面積およ
び塗膜はく離部分の面積を別々にそして各々定量的に検
出して、塗膜の劣化度合を定量的に評価することが可能
である塗装金属部材の塗膜劣化度検出方法を提供するこ
とを目的としている。

【発明の構成】

この発明は、塗膜を有する塗装金属部材のピンホール等
の塗膜欠陥部分や塗膜はく離部分の発生による塗膜の劣
化度を検出するに際し、塗装金属部材の塗膜表面に電解
液を接触させた状態にして、前記電解液に接する電極と
前記塗装金属部材との間に所定の間隔で周波数を変化さ
せた交流電圧を印加し、前記交流電圧の印加により前記
塗装金属部材の電気化学的インピーダンスの周波数変化
を生じさせ、前記電気化学的インピーダンスの周波数変
化における複数の変曲点のうち異なる変曲点によりそれ
ぞれ前記塗膜のピンホール等の塗膜欠陥部分や塗膜はく
離部分の発生度合を別々に検出する構成としたことを特
徴としており、このような塗装金属部材の塗膜劣化度検
出方法の構成を上述した従来の課題を解決するための手
段としており、実施態様においては、電解液に接する電
極と塗装金属部材との間に一定の間隔で周波数を変化さ
せた交流電圧を印加することにより、４つの変曲点をも
つ塗装金属部材の電気化学的インピーダンス変化を前記
交流の周波数変化により発生させ、この４つの変曲点を
もつインピーダンスの周波数変化において第２の変曲点
の値によりピンホール等の塗膜欠陥部分の面積を検出し
、第２の変曲点の値と第４の変曲点の値とにより塗膜は
く離部分の面積を検出するというように、塗膜欠陥部分
の面積と塗膜はく離部分の面積とを並列の検出回路によ
り分離して検出する。 この発明に係る塗装金属部材の塗膜劣化度検出方法の実
施に用いられる検出装置としては、電解液を収容してい
ると共に前記電解液に接する電極をそなえ且つ塗膜を有
する塗装金属部材の前記塗膜に前記電解液の接触を可能
とじたプローブと、前記プローブの電極と前記塗装金属
部材との間に所定の間隔で周波数を変化させた交流電圧
を印加する電源供給手段と、前記プローブの電解液と前
記塗装金属部材の塗膜とが接触した状態で前記プローブ
の電極と前記塗装金属部材との間に前記電源供給手段に
より所定の間隔で周波数を変化させた交流電圧を印加す
ることにより発生する複数の変曲点をもつインピーダン
スの周波数変化を測定して前記複数の変曲点のうち選択
された変曲点により前記塗膜のピンホール等の塗膜欠陥
部分や塗膜はく離部分の発生度合をそれぞれ別々に分離
して検出する検出手段と、を備えた構成のものとするこ
とができる。 （発明の作用） この発明に係る塗装金属部材の塗膜劣化度検出方法では
、上記の構成を有しているものであるから、所定の間隔
で周波数を変化させた交流電圧を印加することにより発
生する複数の変曲点をもつインピータンスを測定して当
該インピーダンスの周波数変化において特定された変曲
点をとらえるようにし、塗装金属部材が電解液と接触し
ている状態で表わされる等価回路においてピンホール等
の塗膜欠陥部分と塗膜はく離部分との並列回路が形成さ
れるようにしているので、塗膜欠陥部分の面積と塗膜は
く離部分の面積とがそれぞれ別々に分離して演算されう
るものとなり、ピンホール等の塗膜欠陥部分および塗膜
はく離部分の発生度合がそれぞれ別々にそして各々定量
的に検出されて、塗装金属部材の塗膜の劣化度合が評価
される。 （実施例） 第１図はこの発明の実施例を示している。 第１図に示すように、塗装金属部材１は、金属板２の例
えば片面に塗膜３を有しているものであり、この塗膜３
側には、電解液４を収容すると共に前記電解液４と接す
る電極５をそなえ且つ前記塗膜３に前記電解液４の接触
を可能とした筒状の容器６をそなえたプローブ７を固定
具８，８により固定してあり、塗膜３と容器５（プロー
ブ７）との間にシールリング９を介在させることによっ
て電解液４の漏れを防ぐようにしている。この場合、電
解液４としては、想定する腐食環境によっても異なるが
、通常の場合、０．５ｍｏｕ／文（約３％）のＮａＣ１
水溶液が用いられる。 このプローブ７の電極５と塗装金属部材１との間には、
それぞれ通電線５ａ、ｌａを介して、定電圧電源１１が
接続してあり、この定電圧電源１１には、任意の周波数
を発生することができる発振器１２が接続してあり、こ
の定電圧電源１１と発振器１２とで電源供給手段１３を
構成している。 この電源供給手段１３の定電圧電源１１および発振器１
２には、前記電源供給手段１３によって所定の間隔で周
波数を変化させた交流電圧を印加させた際に発生する複
数の変曲点をもつインピーダンスの周波数変化を測定し
て前記複数の変曲点により塗膜のピンホール等の塗膜欠
陥部分の面積や塗膜はく離部分の面積をそれぞれ別々に
算出する演算器（ＣＰＵ）１４が接続してあり、こらら
の演算結果は表示器１５で表示されるようにしてあって
、この演算器１４と表示器１５で検出手段１６を構成し
ている。 第２図は塗膜３が劣化していない部分の塗装金属部材１
とプローブ７との当接部分における電気的な等価回路を
示すものであって、Ｒｓｏｌは電解液４の抵抗、Ｃｆは
塗膜３の測定面全体における静電容量、Ｒｆは塗膜３の
抵抗を示している。 また、第３図は塗膜３が劣化している部分の塗装金属部
材１とプローブ７との当接部分における電気的な等価回
路を示すものであって、ＲｓｏＭは電解液４の抵抗、Ｃ
ｆは塗膜３の測定面全体における静電容量、Ｒｆは塗膜
３の抵抗であってはく離面績に反比例する値、Ｃｄｕは
塗膜３のはく離部分における電気二重層容量、Ｒｃは塗
膜３のはく離部分における反応抵抗を示し、この回路に
よって塗膜３のはく離部分の面積を定量的に測定する電
気回路が構成されるようにしている。 また、同じく第３図に示す等価回路において、Ｒ，ｐは
ピンホール内の溶液抵抗、Ｃｄ１ｐはピンホールの底部
における電気二重層容量、Ｒｃｐはピンホールの底部に
おける反応抵抗を示し、この回路によって塗膜３のピン
ホール部分（塗膜欠陥部分）の面積を定量的に測定する
電気回路が構成されるようにしている。 この実施例においては、塗装金属部材１として亜鉛めっ
き鋼板を選び、金属板２（鋼板）の表面に塗膜３として
エポキシを２５１Ｌｍの厚さで塗装した亜鉛めっき鋼板
を塩水噴霧試験に３ケ月供したのち、亜鉛めっき鋼板の
電気化学的インピーダンスを測定した。この結果を第４
図に示す。 第４図において、曲線１は前述した従来のインピーダン
ス法によって評価できるが、曲線２では位相が４５°と
なる周波数が４個所現われるため評価することができな
い。なお、第４図の点線は第３図に示した等価回路を用
いでシミュレートしたものであり、実際の測定結果とよ
く対応している。 そこで、第４図において、曲線２のインピーダンスの変
曲点を高い方からｆｌ　　、’ｆ２　、ｆ３ｆ４とする
と、第３図に示した等価回路について検討した結果、次
のことが判明した。 まず、ｆ２は回路定数と以下に示す関係がある。 ｆ２　＝−１／（２電ＲｐＣｆ）　　　　　　　　・・
・　（１）また、単価面積あたりのＲｐをＲｐｏとし、
ピンホールの面積をＳｌとすると、 ｆ２＝１／（２πＣｆ　ＲＰ　’　／　Ｓ　ｓ　）　　
・・・（２）Ｓ、＝ｆ２Ｘ２πＣｆＲｐ’　　　　　　
　・・・（３）１／（２πＲｐ　Ｏ／　Ｓ　１Ｘ　Ｃｄ
立ｐ０ＸＳ＋　）ｌ／（２πＲｐＯＣｄＪＪｐＯ）　　
　　・・・（４）となり、（４）式からｆ３の値は常に
一定であることがわかる。さらに、 Ｃｄ文ｐ＝１／（２πＲＰ’／５ｔｆ３）・・・（５）
ｆ４＝１／（２πＣｄｆＬｐＲ’　　）　　　・・・（
６）Ｒ’＝１／（２πｆ４Ｃｄ又ｐ）　　　・・・（７
）ここで、ＲｆＯは単位面積あたりのＲｆであり、Ｓ２
ははく離面績である。 ■ したがって、（３）式でＳｌを求めることによりＳ２の
値も決定される。 次に、第４図の曲線２について計算を行うと、 ｆ２　　＝３　．３Ｘ１０３’　（Ｈｚ）Ｃｆ＝３　．
９８Ｘ１０−”　　（Ｆ）Ｒｐ’＝１０（Ω・　０ｍ２
　） から、（３）式より、 ３１　＝８．３Ｘ　１０−４（０ｍ２）０−４（，５Ｘ
ｌＯ’　　（Ｈｚ） であり、（５）式より、 Ｃｄ文ｐ＝＝３．８４ＸＩＯ−８（Ｆ）ｆ４＝１．０Ｘ
１０１ であり、　（７）式より、 Ｒ’＝１．８Ｘ１０Ｓ ＲｆＯ＝１．３ＸＩＯ５（Ω＊ｃｍ２）Ｒｃｐ’＝１．
６Ｘ１０４　（Ω＊ｃｍ２）であり、（８）式より、 ５２＝７．２Ｘ１０’　　（０ｍ２） となる。 したがって、ピンホールの面積は８．３×１０″４ｃｍ
’、はく離面績は７．ＩＸｌＸｌｏｌＣを得ることがで
き、塗膜３の劣化度を検出することが可能である。 なお、定数項であるＲｐ’　、ＲｆＯ，ＲｃｐＯＣｄｌ
ｐＯ，ＣｆＯの値は被測定系である塗膜の種類に固有の
量であり、あらかじめデータセットとして適切な値を演
算器（ＣＰＵ）１４に入力しておく。

【発明の効果】

この発明に係る塗装金属部材の塗膜劣化度検出方法では
、塗装金属部材の塗膜表面に電解液を接触させた状態に
して、前記電解液に接する電極と前記塗装金属部材との
間に所定の間隔で周波数を変化させた交流電圧を印加し
、前記交流電圧の印加により前記塗装金属部材の電気化
学的インピーダンスの周波数変化を生じさせ、前記電気
化学的インピーダンスの周波数変化における複数の変曲
点のうち異なる変曲点によりそれぞれ前記塗膜のピンホ
ール等の塗膜欠陥部分や塗膜はく離部分の発生度合を別
々に検出するようにしたから、ピンホール等の塗膜欠陥
部分と塗膜はく離部分の両方を有する劣化した塗膜をも
つ塗装金属部材において、塗膜欠陥部分の面積と塗膜は
く離部分の面積の両方を別々にそして各々定量的に検出
して、塗膜の劣化度合を定量的に評価することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る塗装金属部材の塗膜劣化度検出
方法の実施例を示す要部説明図、第２図は塗膜が劣化し
ていない部分の塗装金属部材とプローブとの当接部分に
おける電気的な等価回路を示す説明図、第３図は塗膜が
劣化している部分の塗装金属部材とプローブとの当接部
分における電気的な等価回路を示す説明図、第４図は亜
鉛めっき鋼板の塩水噴霧試験後における電気化学的イン
ピーダンスの周波数による変化を測定した結果を示すグ
ラフ、第５図は従来の塗装金属部材の塗膜劣化度検出方
法のうちのインピーダンス法の要部構成を示す説明図で
ある。 １・・・塗装金属部材、 ３・・・塗膜、 ４・・・電解液、 ５・・・ 電極、 ７・・・プローブ、 ３・・・電源供給段、 ６・・・ 検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗膜を有する塗装金属部材のピンホール等の塗膜
   欠陥部分や塗膜はく離部分の発生による塗膜の劣化度を
   検出するに際し、塗装金属部材の塗膜表面に電解液を接
   触させた状態にして、前記電解液に接する電極と前記塗
   装金属部材との間に所定の間隔で周波数を変化させた交
   流電圧を印加し、前記交流電圧の印加により前記塗装金
   属部材の電気化学的インピーダンスの周波数変化を生じ
   させ、前記電気化学的インピーダンスの周波数変化にお
   ける複数の変曲点のうち異なる変曲点によりそれぞれ前
   記塗膜のピンホール等の塗膜欠陥部分や塗膜はく離部分
   の発生度合を別々に検出することを特徴とする塗装金属
   部材の塗膜劣化度検出方法。