JPH0521423B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は塗膜測定プローブに係り、特に金属表
面に防錆や美観仕上げ等の目的で塗付された塗装
膜の劣化を電気化学的に検出し評価するに好適な
塗膜測定プローブに関する。 〔発明の技術的背景〕 一般に、金属表面の塗膜劣化の検出や評価を行
なう場合、第３図の概念図に示す如き構成を用い
た電気化学的評価方式が実施されている。同図に
示す如く、評価に当つては素地金属１上に塗装し
た評価すべき塗装膜２の上に導電性ゲル３を介し
てAl箔等の測定用電極４を接触させる。次に、
素地金属１と測定用電極４間に電流計５を介して
交流電源６を用いて交流電圧を印加する。このと
きに印加された電圧を素地金属１と測定用電極４
の間に接続された電圧計７により読取る。 一般に、塗装膜２は塗装直後の正常な状態では
電気抵抗が非常に大きく、10⁸Ω−cmあるいはそ
れ以上の直流抵抗を有する。塗装膜２の電気的等
価回路は、塗装膜２が正常な場合には、第４図の
等価回路図に示すような抵抗Rfと容量Cfとの並
列回路で表わされる。これに対して、塗装膜２が
劣化してくると、この抵抗Rfが減少してくると
ともに、第４図に示されるような単純な等価回路
から複数の時定数を持つような複雑なインピーダ
ンスを示すようになつてくる。しかしながら、劣
化の初期段階では、抵抗Rfと容量Cfとの並列回
路として扱うことが可能である。 塗装膜２のインピーダンスＺ（jω）は、第３図
の構成を通じて即手される電圧、電流に基いて、
(1)式から求めることができる。 Ｚ（jω）＝ｅ（jω）／ｉ（jω） ……(1) ただし、ωは角周波数。ｅ（jω）は電圧、 ｉ（jω）は電流である。また、もう一つの劣化の
指標であるtanδは(2)式から求めることができる。 tanδ＝｜Zm｜／｜Ze｜ ……(2) ここで、Zmはインピーダンスの虚数部、Zeはイ
ンピーダンスの実数部である。ちなみに、実数部
とはインピーダンスが純抵抗で得られるときの位
相成分である。塗装膜が劣化してくると、第４図
の抵抗Rfが減少し、同じ交流電流ｅ（jω）を印加
した場合にはｉ（jω）が増加し、インピーダンス
（jω）が減少する。同様にして、抵抗Rfが減少し
てくると、｜Ze｜が減少し tanδが増加する。このようにして塗装膜２のイン
ピーダンスあるいはtanδを測定することで、塗装
膜の劣化を検出することができる。 塗装膜２の劣化前後にインピーダンスの変化を
第５図ならびに第６図の特性図に示す。ちなみ
に、第５図はインピーダンスの絶縁値を周波数
（対数）に対してプロツトしたものであり、一般
にボード線図と言われている。劣化していない塗
装膜のインピーダンス曲線ａに対して塗装膜が劣
化してくるとインピーダンスは曲線ｂのように周
波数の低い側での現象が顕著となる。したがつ
て、インピーダンスの絶対値のみから劣化を検出
する場合には、周波数の低い方で測定する方が有
効である。一方、第６図はインピーダンスを実数
部と虚数部とで表示したもので、一般にはナイキ
スト線図と言われる形に複素表示したものであ
る。塗装膜２が劣化してくるとインピーダンス奇
跡ｄは正常な場合（曲線ｃ）と比べて半円が小さ
くなるとともに円が変形してくる。この形から塗
装膜の劣化の程度を推定することができる。 〔背景技術の問題点〕 上述した如く、第３図の概念図に示す如く構成
を通じて、塗装膜２のインピーダンスを測定した
結果から塗装膜２の劣化を検出することができ
る。ところが、このような方式において正確な測
定を行なうためには、アルミニウム箔等の測定用
電極４を塗装膜２に密着させる必要がある。この
ため、従来から導電性ゲル３を被測定面に塗布し
て、測定誤差を少なくするべく対策が考えられて
きた。しかしながら、塗装膜２上の被測定面が天
井面や凹面部分に対応するような場合には、第７
図ａ，ｂに示すように、導電性ゲル３内に気泡Ｍ
を生じやすく、生じた気泡Ｍの除去も極めて困難
であるというような状況になりやすい。この場
合、塗装膜２上の被測定面全面に導電性ゲル３が
介在していない状態となり、測定用電極４と塗装
膜２の間の測定面積が一定とならない。このため
に、インピーダンスの測定結果に誤差を生じ、塗
装膜２の本来のインピーダンスが測定できなくな
り、塗装膜２の劣化を正確に検出することが不可
能となる。 そこで、発明者らは第８図ａに示すような塗装
膜２に対向する面に凸面状に配されるスポンジ状
電極１１とスポンジ状電極１１に含浸すべき導電
性ゲル３を収容する容器とを備えた。塗膜測定プ
ローブ（特願昭第59−229822号）を提案した。こ
のプローブの一例は同図ａに示す如く、プローブ
本体８の内部にはベロー９を取り付けた多孔板１
０が配されており、先端には外面（被測定面側）
を凸面状にしたスポンジ状電極１１が取り付けれ
ている。導電性ゲル３はスポンジ状電極１１と多
孔板１０およびベロー９から成るゲル槽内に充填
されスポンジ状電極１１の全体に浸み込んでい
る。プローブ本体８の先端には塗膜インピーダン
スの測定時にプローブ本体８を塗装膜に固定する
ための磁石１５が取り付けれている。 このように構成された塗膜測定プローブを塗装
膜２上の被測定面に当てると、プローブ本体８の
先端部のスポンジ状電極１１は凸面状となつてい
るめに被測定面側に必ず中央部より接触して行
き、塗装膜２のスポンジ状電極１１との間に気泡
が発生しても、これは外周に押し出されていく。
このため、気泡を生じることなく、最終的にスポ
ンジ状電極１１は塗装膜２の被測定面に全面密着
して、導電性ゲル３は被測定塗装膜全面に付着す
る。 しかしながら、上記の如き塗膜測定プローブを
使用するに際し、単にスポンジ状電極１１を被測
定面に押し当てて磁石１５により固定しただけで
は、まれに、導電性ゲル３が被測定面全面に付着
しないで無付着部を生じる場合がある。第８図ｂ
は同図ａのプローブを被測定面に当ててはがした
場合の、導電性ゲル３の付着状態に示した図で、
無付着部Ｎは特にスポンジ状電極の外周近傍に生
じ易い。これは、スポンジ状電極１１が凸面状と
なつているために、電極中央部は被測定面に強く
押し付けられるが、外周部の押しつけ力は弱くな
るためである。 このように被測定面の一部に無付着部Ｎが生じ
た場合には、前述した気泡発生の場合と同様に、
インピーダンスの測定結果に誤差を生じ塗装膜の
劣化を正確に検出することが出来なくなる。 そこで、無付着部Ｎを生じさせないようにする
ために、上記プローブを被測定面に押し付ける際
には、手でプローブを左右に回転させながら行う
ようにして気泡を強制的に外周へ押し出すように
している。しかしながら、不用意に回転させると
プローブ本体８が傾いたりした時にその先端、特
に吸着力の働く磁石１５が塗装膜面に接触して塗
装膜２を傷つけることがあるため十分注意して行
われなければならないという不便さがあつた。 〔発明の目的〕 本発明は、上記不便を解決すべくなされたもの
で、塗装膜に対向して凸面状に配されるスポンジ
状電極を、塗装膜の被測定面に導電性ゲルの無付
着部を生じさせずに簡単に密着させることができ
る塗膜測定プローブを提供することを目的とす
る。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するため、本発明は塗装膜に対
向して凸面状に配されるスポンジ状電極と、スポ
ンジ状電極に含浸すべき導電性ゲルを収容する容
器とを備えた塗膜測定プローブにいて、前記スポ
ンジ状電極を前記塗装膜に対し回転自在かつ進退
自在に支持するガイド部材を設けたものである。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。 第１図は本発明の一実施例に係る塗膜測定プロ
ーブの概略構成図で、同図ａは断面図、同図ｂは
底面図をそれぞれ示すものである。一方、第２図
は第１図に示した塗膜測定プローブを使用して塗
装膜の凹面状部分の塗膜インピーダンスを測定し
ている状態を示した説明図である。 さて、第１図に示す如く、プローブ本体８の内
部にはベロー９と取り付けた多孔板１０が配され
ており、先端には外面（被測定面形）を凸面状に
したスポンジ状電極１１が取り付けられている。
更に、プローブ本体８のベロー９の上部には空気
抜き孔１２が配され、側面には導電性ゲル３を注
入するためのゲル注入口１３が設けられている。
導電性ゲル３は注入口１３よりスポンジ状電極１
１と多孔板１０およびベロー９から成るゲル槽内
に注入される。導電性ゲル３にはリード線として
被覆銅線１４が接続されている。ちなみに、導電
性ゲル３としては３％食塩水に３％の増粘剤（カ
ルボキシルメチルセルローズ）を加えたもの等が
使用可能である。 以上は前回提案した第８図の塗膜測定プローブ
との同様の構成であるが、本実施例のプローブで
は更に、先端に塗膜インピーダンスの測定時にプ
ローブ本体８を塗装膜に固定するための磁石１５
が取り付けられたガイドリング１６が、プローブ
本体８の先端部の外周面に周方向へ回転自在かつ
軸方向へ進退自在となるようにネジ機構１７を介
して取り付けられている。 かかる構成において、次にその作用を第２図の
説明図に従つて説明する。第１図に示すように構
成された塗膜測定プローブを塗装膜２上に被測定
面に当てる際、まず第２図ａに示すようにプロー
ブ本体８の先端部のスポンジ状電極１１をガイド
リング１６の先端面より後退させ状態で、ガイド
リング１６の先端を被測定塗装膜に当てる。これ
によりガイドリング１６は磁石１５と素地金属１
との間の磁気的吸着力により被測定面上に固定さ
れる。次に、プローブ本体８を手で回転させなが
らネジ機構１７を介して被測定面へ向つてねじ込
んで行くと、プローブ本体８の先端部のスポンジ
状電極１１は回転しながら被測定面に対し垂直に
徐々に接近して行く。スポンジ状電極１１は凸面
状となつているために被測定面側に必ず中央部よ
り接触して行き、塗装膜２とスポンジ状電極１１
との間に気泡が発生してもこれは外周に押し出さ
れて行く。しかも、スポンジ状電極１１は回転し
ながら被測定面に密着して行くので、単に被測定
面に押し付けられるだけの場合に比べ気泡をより
強力に外周へ押し出すことができる。このため、
気泡を生じることなく、最終的にスポンジ状電極
１１は塗装膜２の被測定面に全面密着して、スポ
ンジ状電極１１に浸み込んだ導電性ゲル３は被測
定面全面に付着した局部的な無付着部が生じるこ
とは全くなくなる。この間、プローブ本体８はガ
イドリング１６により被測定面に対し垂直に支持
されているので従来のように塗装膜２に接触して
傷付けることは全くない。尚、スポンジ状電極１
１を被測定面に押しつけたりはがしたりする時に
生じるゲル槽内の圧力の変化は、ベロー９の伸縮
により緩衝される。測定時のプローブ本体８の固
定は磁石１５により行なうので、斜面、垂直面、
天井面のいずれも確実に固定することができ、簡
単でかつ確実な塗装膜インピーダンスの測定が可
能となる。 さて、本実施例の塗装膜測定プローブを第２図
ｂのように使用してエポキシ系厚膜塗料の塗装膜
インピーダンスを測定した結果を表１に示す。表
１からも明らかな如く、測定結果はアルミ箔電極
を使用した場合とほぼ一致しており、本実施例の
塗膜測定プローブは塗膜インピーダンス測定に当
つて有効に作用する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればスポンジ
状電極を塗装膜に対し進退自在かつ回転自在に支
持するガイド部材を設けた結果、このガイド部材
に沿つてスポンジ状電極を回転させながら前記塗
装膜の被測定面に押し付けることができるので、
この被測定面に対し前記スポンジ状電極を導電性
ゲルの無付着部を生じさせずにかつ塗装面を傷つ
けることなく簡単に密着させることができ、塗装
膜劣化の検出を正確に行えるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明の一実施例に係る塗膜測
定プローブの断面図および底面図、第２図ａ，ｂ
は第１図に示した塗膜測定プローブを用いて塗装
膜劣化を電気化学的に評価する状態を示す断面
図、第３図は塗装膜劣化を電気化学的に評価する
周知の方式を示す概念図、第４図は塗装膜の電気
的な等価回路図、第５図は塗装膜の劣化によるイ
ンピーダンスの周波数依存性の変化を示す特性
図、第６図は第５図を複素平面上で表わした特性
図、第７図a.bはAl箔電極を用いた場合の問題点
を示す断面図、第８図ａ，ｂは発明者らが以前提
示した塗膜測定プローブの断面図及びこの塗膜測
定プローブを用いた場合の問題点を示す導電性ゲ
ルの塗膜面への付着状況を示す図である。 １……素地金属、２……塗装膜、３……導電性
ゲル、８……プローブ本体、９……ベロー、１０
……多孔板、１１……スポンジ状電極、１４……
リード線、１５……磁石、１６……ガイドリン
グ、１７……ネジ機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗膜に対向する面に配されるスポンジ状電極
   と、このスポンジ状電極に含浸すべき導電性ゲル
   を収容する容器とを備えた塗膜測定プローブにお
   いて、 前記スポンジ状電極を前記塗膜に対し回転自在
   かつ進退自在に支持するガイド部材を設けたこと
   を特徴とする塗膜測定プローブ。 ２ 前記ガイド部材が前記スポンジ状電極の外周
   に周方向へ回転自在かつ前記塗膜方向へ進退自在
   に取り付けられたリング状部材であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の塗膜測定プロ
   ーブ。 ３ 前記ガイド部材が前記塗膜の被測定面に固定
   されるための吸着具を備えていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の塗膜測定プロー
   ブ。 ４ 前記スポンジ状電極の前記塗膜に対向する面
   が凸面状であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の塗膜測定プローブ。