(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製基材に表面処理膜が設けられてなる被覆金属材の耐食性試験方法であって、
上記被覆金属材の相離れた２箇所に、上記表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する人工傷を加える準備ステップと、
上記人工傷の大きさを計測する第１計測ステップと、
上記２箇所の人工傷を、該人工傷に接触する含水材料を介して外部回路で電気的に接続する接続ステップと、
上記外部回路によって上記金属製基材に通電することにより、上記２箇所の人工傷の少なくとも一方で、上記表面処理膜の膨れを発生させる通電ステップと、
上記表面処理膜の膨れの大きさを計測する第２計測ステップと、
上記２箇所の人工傷のうち上記表面処理膜の膨れが大きい方について、上記第１計測ステップで計測した上記人工傷の大きさと、上記第２計測ステップで計測した上記表面処理膜の膨れの大きさと、に基づいて、上記被覆金属材の腐食の進行度合いを算出する算出ステップと、
上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷の大きさと、予め試験的に求めておいた人工傷の大きさと上記被覆金属材の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、上記算出ステップで算出した上記被覆金属材の腐食の進行度合いを補正する補正ステップと、を備えた
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記通電ステップで、上記２箇所の人工傷のうち一方はアノードサイトとなるとともに、他方はカソードサイトとなり、
上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷は、上記カソードサイトとなった人工傷である
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記腐食の進行度合いは、上記表面処理膜の膨れの進展速度であり、
上記算出ステップで、上記２箇所の人工傷のうち上記表面処理膜の膨れが大きい方について、上記第１計測ステップで計測した上記人工傷の大きさと、上記第２計測ステップで計測した上記表面処理膜の膨れの大きさと、上記通電ステップにおける通電情報と、に基づいて、上記表面処理膜の膨れの進展速度を算出する
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷の形状は、平面視で点状である
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項５】
請求項４において、
上記第１計測ステップで、上記人工傷の大きさとして、上記人工傷の径を計測する
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項６】
請求項５において、
上記人工傷の径は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つにおいて、
上記表面処理膜は、樹脂塗膜である
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項８】
金属製基材に表面処理膜が設けられてなる被覆金属材の耐食性試験装置であって、
上記被覆金属材の相離れた２箇所に人工的に加えられた、上記表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する人工傷間を、該人工傷に接触する含水材料を介して電気的に接続する外部回路と、
上記２箇所の人工傷の少なくとも一方で、上記表面処理膜の膨れが発生するように、上記外部回路によって上記金属製基材に通電する通電手段と、
上記人工傷の大きさを計測する第１計測手段と、
上記表面処理膜の膨れの大きさを計測する第２計測手段と、
上記２箇所の人工傷のうち上記表面処理膜の膨れが大きい方について、上記第１計測手段により計測した上記人工傷の大きさと、上記第２計測手段により計測した上記表面処理膜の膨れの大きさと、に基づいて、上記被覆金属材の腐食の進行度合いを算出する算出手段と、
上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷の大きさと、予め試験的に求めておいた人工傷の大きさと上記被覆金属材の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、上記算出手段により算出された上記被覆金属材の腐食の進行度合いを補正する補正手段と、を備えた
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験装置。
【請求項９】
請求項８において、
上記相関関係は、上記人工傷の大きさに対応する補正係数である
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被覆金属材の耐食性試験方法及び耐食性試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塗膜性能を評価する手法として複合サイクル試験、塩水噴霧試験等の腐食促進試験が行われている。
【０００３】
しかし、かかる腐食促進試験においては、評価に数ヶ月を要するため、例えば塗装鋼板の構成材料や焼付条件の異なる塗膜の膜質を簡便に評価し、塗装条件の最適化等を迅速に行うことが困難である。従って、材料開発、塗装工場の工程管理、車両防錆に係る品質管理の場において、塗装鋼板の耐食性を迅速且つ簡便に評価する定量評価法の確立が望まれている。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、金属部材の表面に施された皮膜の耐食性を評価する手法として、金属部材及び対極部材を水又は電解質液に浸漬し、測定電源の負端子側を金属部材に、正端子側を対極部材に電気的に接続し、対極部材から皮膜を通して金属部材に流れる酸素拡散限界電流に基づいて当該皮膜の防食性能を評価することが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、塗装金属材の塗膜表面側に電解質材料を介して電極を配置し、塗装金属材の基材と塗膜表面との間に電圧を印加し、塗膜が絶縁破壊するときの電圧値に基づいて、塗装金属材の耐食性を評価することが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、塗装金属材の塗膜表面側に電解質材料を介して電極を配置し、塗装金属材の塗膜に電解質材料を浸透させ、塗装金属材の基材と塗膜表面との間に電圧を印加し、該電圧の印加に伴って流れる電流に関する値に基づき、塗装金属材の耐食性を評価することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７１５０１号公報
【特許文献２】特開２０１６−５０９１５号公報
【特許文献３】特開２０１６−５０９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜３に記載された耐食性試験方法においても、塗装金属材の耐食性を評価することができるが、より信頼性が高い評価結果が得られる耐食性試験の確立が求められる。
【０００９】
本願発明者らは、被覆金属材の腐食は金属製基材の表面処理膜の傷に起因して進行することが多いことに着目し、そのような腐食を模擬した電気化学的耐食性試験方法について既に出願を行っている（特開２０１９−０３２１７１等）。
【００１０】
当該方法は、特許文献１〜３に記載された耐食性試験方法に比べて、簡便且つ信頼性の高い方法であるが、人工傷の大きさ、形状等の試験結果への影響を考慮すると、汎用性を高めるという点で改善の余地があった。
【００１１】
そこで、本発明は、簡便且つ信頼性が高く、汎用性に優れた被覆金属材の耐食性試験方法及び耐食性試験装置をもたらすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、ここに開示する被覆金属材の耐食性試験方法は、金属製基材に表面処理膜が設けられてなる被覆金属材の耐食性試験方法であって、上記被覆金属材の相離れた２箇所に、上記表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する人工傷を加える準備ステップと、上記人工傷の大きさを計測する第１計測ステップと、上記２箇所の人工傷を、該人工傷に接触する含水材料を介して外部回路で電気的に接続する接続ステップと、上記外部回路によって上記金属製基材に通電することにより、上記２箇所の人工傷の少なくとも一方で、上記表面処理膜の膨れを発生させる通電ステップと、上記表面処理膜の膨れの大きさを計測する第２計測ステップと、上記２箇所の人工傷のうち上記表面処理膜の膨れが大きい方について、上記第１計測ステップで計測した上記人工傷の大きさと、上記第２計測ステップで計測した上記表面処理膜の膨れの大きさと、に基づいて、上記被覆金属材の腐食の進行度合いを算出する算出ステップと、上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷の大きさと、予め試験的に求めておいた人工傷の大きさと上記被覆金属材の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、上記算出ステップで算出した上記被覆金属材の腐食の進行度合いを補正する補正ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
金属の腐食は、水と接触する金属が溶解（イオン化）して遊離電子を生ずるアノード反応（酸化反応）と、その遊離電子によって水中の溶存酸素が水酸基ＯＨ−を生成するカソード反応（還元反応）が同時に起こることで進行することが知られている。
【００１４】
本構成では、被覆金属材の２箇所の人工傷は、含水材料を介して外部回路により電気的に接続されているから、通電することにより、上記アノード反応及び上記カソード反応の少なくとも一方の反応サイトとなる。アノード反応が進行する人工傷では、金属製基材の金属が溶出するとともに電子が発生する。カソード反応が進行する人工傷では、アノード反応により生じた電子が金属製基材を介して当該人工傷に流入することにより当該カソード反応が進行する。そうして、カソード反応が進行する人工傷では、表面処理膜に浸透した水や溶存酸素、水中の電離Ｈ＋との反応により水素やＯＨ−が発生するとともに、水の電気分解により水素が発生する。人工傷におけるこれらの反応は、被覆金属材の実際の腐食を加速再現するものである。
【００１５】
アノード反応が進行する人工傷では、金属製基材の金属がイオン化して含水材料に溶解して、金属製基材側に電子が遊離される。この反応は単独では起こらず、遊離した電子を受け取る反応が必要であり、それがカソード反応である。
【００１６】
カソード反応が進行する人工傷では、ＯＨ−の生成によりアルカリ性環境になる。これにより、金属製基材表面の下地処理（化成処理）がダメージを受けて表面処理膜の密着性が低下し（下地処理がされていない場合は単純に金属製基材と表面処理膜の密着性が低下し）、表面処理膜の膨れが発生する。また、水の電気分解やＨ＋の還元により発生した水素ガスが表面処理膜の膨れを促進する。従って、カソード反応が進行した人工傷における表面処理膜の膨れの程度をみることによって、被覆金属材の腐食の進行度合いを計ることができる。
【００１７】
カソード反応が進行する人工傷の大きさにばらつきがあると、人工傷において進行する水の電気分解反応の進行度合い、表面処理膜の膨潤による人工傷の閉じ具合、表面処理膜の膨れ内で発生した水素ガスの脱泡度合い等にばらつきが生じる。そうして、表面処理膜の膨れの大きさにもばらつきが生じ、耐食性試験の信頼性が低下する。しかしながら、そのようなばらつきの発生を抑制するために、全く同一の大きさの人工傷を形成することは難しい。
【００１８】
本構成では、補正ステップにおいて、第１計測ステップで計測した人工傷の大きさと、予め試験的に求めておいた人工傷の大きさと被覆金属材の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、算出ステップで算出した被覆金属材の腐食の進行度合いを補正する。これにより、カソード反応が進行する人工傷の通電前の大きさによらず、被覆金属材の腐食の進行度合いを精度よく評価できる。そうして、耐食性試験の信頼性及び汎用性を高めることができる。
【００１９】
一実施形態では、上記通電ステップで、上記２箇所の人工傷のうち一方はアノードサイトとなるとともに、他方はカソードサイトとなり、上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷は、上記カソードサイトとなった人工傷である。
【００２０】
人工傷を相離れた２箇所に形成した場合、一方はアノード反応が進行するサイト、すなわちアノードサイトとなるとともに、他方はカソード反応が進行するサイト、すなわちカソードサイトとなることが望ましい。
【００２１】
アノードサイトでは、アノード反応が進行するから、上述のごとく表面処理膜の膨れはほとんど発生しない。一方、カソードサイトでは、カソード反応が進行するから、上述のごとく、表面処理膜の膨れが生じる。
【００２２】
本構成によれば、カソードサイトとなった人工傷の通電前の大きさとその表面処理膜の膨れの大きさとに基づいて腐食の進行度合いを算出するから、耐食性試験の信頼性を向上できる。
【００２３】
一実施形態では、上記腐食の進行度合いは、上記表面処理膜の膨れの進展速度であり、上記算出ステップで、上記２箇所の人工傷のうち上記表面処理膜の膨れが大きい方について、上記第１計測ステップで計測した上記人工傷の大きさと、上記第２計測ステップで計測した上記表面処理膜の膨れの大きさと、上記通電ステップにおける通電情報と、に基づいて、上記表面処理膜の膨れの進展速度を算出する。
【００２４】
カソード反応が進行した人工傷における表面処理膜の膨れの進展速度は、腐食が進展する速度に相当する。従って、被覆金属材１の腐食の進行度合いとして、表面処理膜の膨れの進展速度を得ることにより、信頼性の高い耐食性試験が可能となる。なお、本明細書において、「通電情報」は、通電時の電流値、電圧値、通電時間等の情報を意味する。
【００２５】
一実施形態では、上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷の形状は、平面視で点状である。
【００２６】
本明細書において、「点状」とは、平面視において円形、多角形等の形状であり、その最大幅と最小幅との比が２以下の形状であることをいう。なお、人工傷の最大幅を「径」という。
【００２７】
本構成によれば、腐食に伴い表面処理膜を有効にドーム状に膨れさせることができ、腐食の促進性を向上できる。
【００２８】
好ましくは、上記第１計測ステップで、上記人工傷の大きさとして、上記人工傷の径を計測する。
【００２９】
本構成によれば、人工傷の大きさを精度よく計測できる。
【００３０】
好ましくは、上記人工傷の径は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００３１】
カソード反応が進行する人工傷の径（金属製基材の露出径）に関しては、その径が小さくなりすぎると、通電性が低下してカソード反応が進み難くなる。一方、その径が大きくなりすぎると、カソード反応が不安定になり、腐食の加速再現性が低下する。人工傷の径を上記範囲とすることにより、カソード反応の促進と腐食の加速再現性を両立できる。
【００３２】
なお、上記２箇所の人工傷間の距離は、表面処理膜の膨れの確認の容易さの観点から、２ｃｍ以上であることが好ましく、３ｃｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３３】
当該耐食性試験に供するに適した被覆金属材としては、例えば、金属製基材に表面処理膜として樹脂塗膜が設けられた塗装金属材がある。このような塗装金属材では、金属製基材と樹脂塗膜との間で塗膜膨れが進行しやすく、耐食性試験の信頼性が向上する。
【００３４】
金属製基材は、例えば、家電製品、建材、自動車部品等を構成する鋼材、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）、高張力鋼板又はホットスタンプ材等であり、或いは軽合金材であってもよい。金属製基材は、表面に化成皮膜（リン酸塩皮膜（例えば、リン酸亜鉛皮膜），クロメート皮膜等）が形成されたものであってもよい。
【００３５】
樹脂塗膜としては、具体的には例えば、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系等のカチオン電着塗膜（下塗り塗膜）があり、電着塗膜に上塗り塗膜が重ねられた積層塗膜、電着塗膜に中塗り塗膜及び上塗り塗膜が重ねられた積層塗膜等であってもよい。
【００３６】
上記金属製基材への通電のために、外部回路はその両端の各々に、上記含水材料に埋没状態に設けられた電極を備えることができる。そのような電極としては、炭素電極、白金電極等を使用することができる。また、特に、上記表面処理膜に相対する少なくとも一つの貫通孔を有する有孔電極を採用することができ、該有孔電極を上記表面処理膜と略平行に配置することが好ましい。例えば、有孔電極は、中央に貫通孔を有するリング状とされ、該貫通孔が上記人工傷に相対するように設けられる。或いは、有孔電極としてメッシュ状の電極を採用し、該メッシュ電極を上記含水材料に埋没した状態で上記表面処理膜と略平行になるように配置してもよい。
【００３７】
一実施形態では、上記通電は、定電流制御で行われ、上記定電流制御の電流値は１０μＡ以上１０ｍＡ以下の範囲で設定され得る。電流値を上記範囲とする定電流制御により、試験時間の短縮化と試験の信頼性の向上とを両立させることができる。
【００３８】
一実施形態では、上記含水材料は、泥状物であり、上記２箇所の人工傷部各々の上記表面処理膜の表面に設けられ得る。また、上記含水材料は、水、支持電解質及び粘土鉱物を含有してもよい。上記支持電解質は、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム及び塩化カルシウムから選択される少なくとも一つの塩としてもよい。上記粘土鉱物は、層状ケイ酸塩鉱物又はゼオライトである。上記層状ケイ酸塩鉱物は、カオリナイト、モンモリロナイト、セリサイト、イライト、グローコナイト、クロライト及びタルクから選択される少なくとも一つとしてもよい。
【００３９】
上記接続ステップで、上記含水材料を上記表面処理膜の表面上に配置した状態で１分以上１日以下保持してもよい。本構成によれば、表面処理膜への含水材料の浸透を予め促すことができる。そうして、試験時間の短縮化及び耐食性試験の信頼性向上が可能となる。
【００４０】
ここに開示する被覆金属材の耐食性試験装置は、金属製基材に表面処理膜が設けられてなる被覆金属材の耐食性試験装置であって、上記被覆金属材の相離れた２箇所に人工的に加えられた、上記表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する人工傷間を、該人工傷に接触する含水材料を介して電気的に接続する外部回路と、上記２箇所の人工傷の少なくとも一方で、上記表面処理膜の膨れが発生するように、上記外部回路によって上記金属製基材に通電する通電手段と、上記人工傷の大きさを計測する第１計測手段と、上記表面処理膜の膨れの大きさを計測する第２計測手段と、上記２箇所の人工傷のうち上記表面処理膜の膨れが大きい方について、上記第１計測手段により計測した上記人工傷の大きさと、上記第２計測手段により計測した上記表面処理膜の膨れの大きさと、に基づいて、上記被覆金属材の腐食の進行度合いを算出する算出手段と、上記表面処理膜の膨れが大きい方の上記人工傷の大きさと、予め試験的に求めておいた人工傷の大きさと上記被覆金属材の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、上記算出手段により算出された上記被覆金属材の腐食の進行度合いを補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４１】
カソード反応が進行する人工傷の大きさにばらつきがあると、人工傷において進行する水の電気分解反応の進行度合い、表面処理膜の膨潤による人工傷の閉じ具合、表面処理膜の膨れ内で発生した水素ガスの脱泡度合い等にばらつきが生じる。そうして、表面処理膜の膨れの大きさにもばらつきが生じ、耐食性試験の信頼性が低下する。しかしながら、そのようなばらつきの発生を抑制するために、全く同一の大きさの人工傷を形成することは難しい。
【００４２】
本構成では、補正手段を用い、表面処理膜の膨れが大きい方の人工傷の大きさと、予め試験的に求めておいた人工傷の大きさと被覆金属材の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、算出により算出した被覆金属材の腐食の進行度合いを補正する。これにより、カソード反応が進行する人工傷の通電前の大きさによらず、被覆金属材の腐食の進行度合いを精度よく評価できる。そうして耐食性試験の信頼性及び汎用性を向上できる。
【００４３】
一実施形態では、第１計測手段及び／又は第２計測手段は、被覆金属材の表面、すなわち表面処理膜の表面の画像データを取得するための検出手段と、この検出手段に接続された制御装置と、により構成され得る。検出手段は、例えばカメラ、デジタル顕微鏡、光学顕微鏡及び電子顕微鏡等である。検出手段により取得された画像データは、制御装置に送られる。制御装置は、当該画像データ上で、人工傷の大きさ及び／又は表面処理膜の膨れの大きさを計測するように構成されている。本構成によれば、検出手段により取得した画像データを用いるから、精度よく人工傷の大きさ及び／又は表面処理膜の膨れの大きさを計測できる。
【００４４】
一実施形態では、上記相関関係は、上記人工傷の大きさに対応する補正係数である。
【００４５】
相関関係として、人工傷の大きさに対応する補正係数を予め算出しておくことにより、補正が容易となる。そうして、簡易な構成で信頼性及び汎用性の高い耐食性試験が可能となる。
【発明の効果】
【００４６】
本開示では、補正ステップにおいて、第１計測ステップで計測した人工傷の大きさと、予め試験的に求めておいた人工傷の大きさと被覆金属材の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、算出ステップで算出した被覆金属材の腐食の進行度合いを補正する。これにより、カソード反応が進行する人工傷の通電前の大きさによらず、被覆金属材の腐食の進行度合いを精度よく評価できる。そうして、耐食性試験の信頼性及び汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る耐食性試験の原理及び耐食性試験装置を示す図。
【図２】第１実施形態に係る耐食性試験方法を説明するためのフロー図。
【図３】人工傷の一例を示すデジタル顕微鏡像。
【図４】第１計測ステップを説明するための図。
【図５】供試材１の耐食性試験後の人工傷の写真。
【図６】供試材２、３における人工傷の径と腐食進展速度の指数との関係を示すグラフ。
【図７】第１実施形態の耐食性試験における定電流通電制御時の電流プロット図。
【図８】第２実施形態の耐食性試験における定電圧通電制御時の電流プロット図。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００４９】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る耐食性試験方法の原理及び耐食性試験装置の一例を示す。同図において、１は被覆金属材、３０は耐食性試験装置である。
【００５０】
本実施形態における被覆金属材１は、鋼板２の表面に化成皮膜３が形成されてなる金属製基材に、表面処理膜としての電着塗膜４（樹脂塗膜）が設けられたものである。
【００５１】
被覆金属材１には、相離れた２箇所に電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する人工傷５が加えられている。
【００５２】
＜耐食性試験装置＞
図１に示すように、本実施形態に係る耐食性試験装置３０は、円筒１１と、外部回路７と、通電手段８と、カメラ３１（第１計測手段、第２計測手段、検出手段）と、制御装置３３（第１計測手段、第２計測手段、算出手段、補正手段）と、を備える。なお、図１は、後述する接続ステップＳ３の状態を示している。
【００５３】
−円筒−
被覆金属材１の人工傷５が形成された２箇所の部分には、人工傷５よりも大径の円筒１１が人工傷５と同心状に設けられている。円筒１１は、含水材料６を収容して、電着塗膜４の表面上に保持するためのものである。含水材料６は、円筒１１内に収容された状態で、電着塗膜４の表面に接触しているとともに、人工傷５内に浸入している。
【００５４】
含水材料６は、水、支持電解質及び粘土鉱物を含有してなる泥状物であり、導電材としての機能を有する。含水材料６が粘土鉱物を含有する泥状物であることにより、後述する接続ステップＳ３及び通電ステップＳ４において、含水材料６中のイオン及び水が人工傷５周りの電着塗膜４に浸透し易くなる。
【００５５】
支持電解質は、塩であり、含水材料６に十分な導電性を付与するためのものである。支持電解質としては、具体的には例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、リン酸カルシウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、酒石酸水素カリウム及び硫酸マグネシウムから選択される少なくとも一つの塩を採用することができる。支持電解質としては、特に好ましくは塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム及び塩化カルシウムから選択される少なくとも一つの塩を採用することができる。含水材料６における支持電解質の含有量は、好ましくは１質量％以上２０質量％以下、より好ましくは３質量％以上１５質量％以下であること、特に好ましくは５質量％以上１０質量％以下である。
【００５６】
粘土鉱物は、含水材料６を泥状にするとともに、電着塗膜４へのイオンの移動及び水の浸透を促進させ、腐食の進行を促すためのものである。粘土鉱物としては、例えば、層状ケイ酸塩鉱物又はゼオライトを採用することができる。層状ケイ酸塩鉱物としては、例えば、カオリナイト、モンモリロナイト、セリサイト、イライト、グローコナイト、クロライト及びタルクから選択される少なくとも一つを採用することができ、特に好ましくはカオリナイトを採用することができる。含水材料における粘土鉱物の含有量は、好ましくは１質量％以上７０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上５０質量％以下、特に好ましくは２０質量％以上３０質量％以下である。なお、含水材料６が泥状物であることにより、電着塗膜４が水平になっていない場合でも、該電着塗膜４の表面に含水材料６を設けることができる。
【００５７】
含水材料６は、水、支持電解質及び粘土鉱物以外の添加物を含有してもよい。このような添加物としては、具体的には例えばアセトン、エタノール、トルエン、メタノール等の有機溶剤が挙げられる。含水材料６が有機溶剤を含有する場合は、有機溶剤の含有量は、水に対して体積比で５％以上６０％以下であることが好ましい。その体積比は、１０％以上４０％以下であること、２０％以上３０％以下であることがさらに好ましい。
【００５８】
−外部回路−
外部回路７は、含水材料６を介して被覆金属材１の２箇所の人工傷５部分を電気的に接続するためのものである。外部回路７の両端の各々には電極１２が設けられ、その電極１２は円筒１１内の含水材料６に埋没状態に設けられている。電極１２としては、限定する意図ではないが、例えば炭素電極、白金電極等を使用することができる。
【００５９】
電極１２は、中央に貫通孔１２ａを有するリング状の有孔電極であり、該貫通孔１２ａが人工傷５に相対し該人工傷５と同心になるように、電着塗膜４と平行に配置されている。
【００６０】
後述する通電ステップＳ４では、人工傷５において水素ガスが発生し得る。電極１２が貫通孔１２ａを有していることにより、水素ガスは貫通孔１２ａを通って抜けるから、電極１２と電着塗膜４の間に水素ガスが滞留することが避けられる。そうして、通電性が悪化することが避けられる。
【００６１】
−通電手段−
通電手段８は、外部回路７によって鋼板２に通電するためのものであり、直流の定電流源からなる。通電手段８としては、例えば、ガルバノスタットを採用することができる。通電手段８は、制御装置３３と電気的に接続又はワイヤレス接続されている。通電手段８は、制御装置３３により定電流制御される。また、通電手段８により外部回路７に印加された電流値及び通電時間等の通電情報は、制御装置３３に送られる。電流値は好ましくは１０μＡ以上１０ｍＡ以下、より好ましくは１００μＡ以上５ｍＡ以下、特に好ましくは５００μＡ以上２ｍＡ以下に制御される。電流値が１０μＡ未満では、腐食の加速性が低下して試験に長時間を要するようになる。一方、電流値が１０ｍＡを超えると、腐食反応速度が不安定になり、実際の腐食の進行との相関性が悪くなる。電流値を上記範囲とすることにより、試験時間の短縮化と試験の信頼性の向上とを両立させることができる。
【００６２】
−カメラ−
カメラ３１は、被覆金属材１の表面の写真を撮影するための装置であり、例えばＣＣＤカメラ等からなる。カメラ３１は、制御装置３３に電気的に接続又はワイヤレス接続されている。カメラ３１により撮影された写真、すなわち画像データは、制御装置３３に送られる。カメラ３１は、後述する第１計測ステップＳ２及び第２計測ステップＳ５において、それぞれ通電ステップＳ４前の人工傷５の写真（図３、図４参照）及び通電ステップＳ４後の人工傷５周りの電着塗膜４の膨れの写真を撮影する。
【００６３】
−制御装置−
制御装置３３は、例えば周知のマイクロコンピュータをベースとする装置であり、演算部３３１（算出手段、補正手段）と、各種データを格納する記憶部３３２と、演算部３３１の結果等に基づいて制御信号を出力し各種制御を行う制御部３３３と、を備える。また、制御装置３３は、図示はしないが、例えばディスプレイ等からなる表示部、キーボード等からなる入力部等を備えてもよい。記憶部３３２は、各種データ及び演算処理プログラム等の情報が格納されている。演算部３３１は、記憶部３３２に格納された上記情報、入力部を介して入力された情報等に基づいて、各種演算処理を行う。制御部３３３は、演算部３３１の演算結果に基づいて、制御対象に制御信号を出力し、各種制御を行う。
【００６４】
制御装置３３は、上述のごとく、通電手段８及びカメラ３１と、電気的に接続又はワイヤレス接続されている。上述のごとく、通電手段８により外部回路７に印加された電流値及び通電時間等の通電情報、カメラ３１により撮影された画像データ等は、制御装置３３に送られ、記憶部３３２に格納される。また、制御部３３３は、通電手段８に制御信号を出力し、通電手段８により外部回路７に印加される電流値を制御する。なお、制御装置３３は、例えばカメラ３１にも制御信号を出力し、カメラ３１による撮影タイミング等を制御するように構成されてもよい。
【００６５】
演算部３３１は、記憶部３３２に格納された被覆金属材１の表面の画像データに基づき、後述する第１計測ステップＳ２では、人工傷５の大きさとしての径を、後述する第２計測ステップＳ５では、人工傷５周りの電着塗膜４の膨れの大きさを計測する。
【００６６】
また、演算部３３１は、後述する算出ステップＳ６及び補正ステップＳ７において、それぞれ、被覆金属材１の腐食の進行度合いを算出及び補正する。
【００６７】
＜耐食性試験方法＞
本実施形態に係る耐食性試験方法は、図２に示すように、準備ステップＳ１と、第１計測ステップＳ２と、接続ステップＳ３と、通電ステップＳ４と、第２計測ステップＳ５と、算出ステップＳ６と、補正ステップＳ７と、を備える。以下、各ステップについて説明する。
【００６８】
−準備ステップ−
準備ステップＳ１では、被覆金属材１の相離れた２箇所に、電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する人工傷５を人工的に加える。
【００６９】
一般に、塗膜を備えた被覆金属材では、例えば塩水などの腐食因子が塗膜に浸透し、基材に到達することで腐食が開始する。従って、被覆金属材の腐食過程は、腐食が発生するまでの過程と腐食が進展する過程とに分けられ、それぞれ腐食が開始するまでの期間（腐食抑制期間）と腐食が進展する速度（腐食進展速度）とを求めることにより評価することができる。
【００７０】
電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する人工傷５を加えると、人工傷５が加えられた箇所は錆び始める。従って、人工傷５を加えることにより、被覆金属材１の腐食過程のうち、腐食が発生するまでの過程が終了した状態、すなわち腐食抑制期間終了時の状態を模擬的に作り出すことができる。
【００７１】
２箇所の人工傷５のうち、少なくとも一方は、点状に形成されていることが望ましい。「点状」とは、平面視において円形、多角形等の形状であり、その最大幅と最小幅との比が２以下の形状であることをいう。また、後述する第２計測ステップＳ５で計測する電着塗膜４の膨れの大きさが大きい方の人工傷５は、この準備ステップＳ１において、点状に形成されていることが好ましい。さらに、後述する通電ステップＳ４でカソード反応が進行する人工傷５、すなわちカソードサイトとなる人工傷５は、点状に形成されていることが好ましい。この場合、アノードサイトとなる人工傷５の形状は特に限定されず、点状であってもよいし、例えばカッター傷のような線状等であってもよい。
【００７２】
人工傷５を付ける道具の種類は特に問わない。点状の人工傷５を形成する場合には、人工傷５の大きさや深さにばらつきを生じないように、すなわち、定量的に傷を付ける観点から、例えば、自動傷付けポンチを用いる方法、ビッカース硬さ試験機を用いてその圧子により所定荷重で傷を付ける方法等が好ましい。点状以外の形状、例えば上述の線状の人工傷５を形成する場合には、カッター等を用いればよい。
【００７３】
図３に、自動傷付けポンチ（ＲＡＣＯＤＯＮ  ２０６Ｇ）により形成した点状の人工傷の一例を示す。図３の人工傷は、平面視で円形を有している。人工傷５が点状であることにより、腐食に伴い電着塗膜４を有効にドーム状に膨れさせることができ、腐食の促進性を向上できる。
【００７４】
２箇所の人工傷５間の距離は電着塗膜４の膨れの確認の容易さの観点から、２ｃｍ以上であることが好ましく、３ｃｍ以上であることがさらに好ましい。
【００７５】
−第１計測ステップ−
第１計測ステップＳ２は、人工傷５の大きさを計測するステップである。人工傷５の大きさは、人工傷５の径又は表面積、好ましくは径である。例えば人工傷５の形状が平面視で円形の場合、人工傷５の表面積は、円の面積で与えられる。なお、本実施形態では、人工傷５の大きさは、鋼板２の露出部の大きさと同一と想定している。
【００７６】
具体的には、図４に示すように、上述のカメラ３１を用いて、電着塗膜４の表面上における人工傷５周辺を撮影する。得られた画像データ上で、演算部３３１により人工傷５の大きさを計測する。
【００７７】
計測する人工傷５は、２箇所ともであってもよいし、通電ステップＳ４においてカソードサイトとなる人工傷５のみであってもよい。
【００７８】
人工傷５の形状が点状の場合、人工傷５の径、特にカソードサイトとなる人工傷５の径は、好ましくは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下（人工傷５の表面積は０．０１ｍｍ２以上２５ｍｍ２以下）、より好ましくは０．１５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、特に好ましくは０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることができる。
【００７９】
後述するように、上記好ましい範囲においては、径が小さいほど、腐食の加速性は上昇する。もっとも、その径が０．１ｍｍ未満まで小さくなると、通電性が低下してカソード反応が進み難くなる。一方、径が５ｍｍを超えて大きくなると、カソード反応が不安定になるとともに、後述する電着塗膜４の膨れの進行が遅くなる。人工傷５の径を上記範囲とすることにより、カソード反応及び電着塗膜４の膨れの進行が促進される。
【００８０】
−接続ステップ−
接続ステップＳ３は、２箇所の人工傷５を、該人工傷５に接触する含水材料６を介して外部回路７で電気的に接続するステップである。
【００８１】
具体的には例えば、まず、被覆金属材１の電着塗膜４の上に、２箇所の人工傷５各々を囲む円筒１１を立て、円筒１１の中に泥状の含水材料６を所定量入れる。このとき、円筒１１は人工傷５と同心に設けることが好ましい。次に、外部回路７の両端の各々に設けられたリング状の電極１２を、各円筒１１に入れ、含水材料６に埋没した状態になるようにする。このとき、電極１２は、電着塗膜４の表面と平行になるように、且つ人工傷５と同心になるように設けることが好ましい。なお、図１には図示していないが、円筒１１と電着塗膜４との間に、液漏れ防止用の環状のゴムマットを配置してもよい。
【００８２】
以上により、円筒１１内に収容された含水材料６が電着塗膜４の表面に接触しているとともに、人工傷５内に浸入した状態になる。そして、上記２箇所の人工傷５が、該人工傷５に接触する含水材料６を介して外部回路７で電気的に接続された状態になる。
【００８３】
なお、次の通電ステップＳ４前に、含水材料６を電着塗膜４の表面上に配置した状態で、所定時間保持してもよい。所定時間、すなわち保持時間は、好ましくは１分以上１日以下、より好ましくは１０分以上１２０分以下、特に好ましくは１５分以上６０分以下である。
【００８４】
含水材料６を電着塗膜４の表面上に配置した状態で保持することにより、予め電着塗膜４への含水材料６の浸透を促すことができる。すなわち、特に図１中ドット模様で示すように、電着塗膜４へのイオンの移動及び水の浸透を予め促すことができる。このことは、いわば腐食抑制期間が終了した状態を、実際の腐食過程により近い形で、模擬的に再現していることになる。そうして、次の通電ステップＳ４における化成皮膜３及び鋼板２の腐食をよりスムーズに進行させて、腐食が進展する過程を表す腐食進展速度を評価するための電着塗膜４の膨れの進展を促すことができる。これにより、試験時間の短縮化をはかるとともに、耐食性試験の信頼性を向上させることができる。
【００８５】
なお、電着塗膜４へのイオンの移動及び水の浸透をさらに促進させる観点から、被覆金属材１及び／又は含水材料６の温度を好ましくは３０℃以上１００℃以下、より好ましくは５０℃以上１００℃以下、特に好ましくは５０℃以上８０℃以下とすることが望ましい。具体的には例えば、図１において、被覆金属材１の下側に、ホットプレート等を配置すること、円筒１１周りにラバーヒータやフィルムヒータ等を巻くこと等により、被覆金属材１及び／又は含水材料６の温度調整を行う構成とすることができる。なお、被覆金属材１及び含水材料６の温度調整はいずれか一方のみ行う構成とすることもできる。また、装置全体を炉内で温度調整するようにしてもよい。
【００８６】
−通電ステップ−
通電ステップＳ４は、２箇所の人工傷５の少なくとも一方で、電着塗膜４の膨れが発生するように、外部回路７によって鋼板２に通電するステップである。
【００８７】
具体的に、通電手段８を作動させ、外部回路７によって被覆金属材１の鋼板２に電極１２、含水材料６及び電着塗膜４を介して通電する。この通電は、電流値が上述の範囲における一定値となるように定電流制御される。
【００８８】
仮に通電を行わない場合には、２箇所の人工傷５の各々において、通常の腐食過程と同様に、アノード反応及びカソード反応が同時にゆっくりと進行して、それぞれ腐食が進行すると考えられる。
【００８９】
本実施形態では、上記通電を行うことにより、上記２箇所の人工傷５のうちの通電手段８の負極側に接続された一方（図１の左側）では、鋼板２のＦｅが溶出するアノード反応（Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−）が主に進行する。すなわち、この一方の人工傷５がアノードサイトになる。上記アノードサイトにおけるＦｅの溶出反応により発生した電子ｅ−は鋼板２を通って通電手段８の正極側に接続された他方の人工傷５（図１の右側）に移動する。そうして電子ｅ−は、該他方の人工傷５において含水材料６に放出され、水中の溶存酸素が還元されて水酸基ＯＨ−が生成されるカソード反応が主に進行する。すなわち、この他方の人工傷５がカソードサイトになる。
【００９０】
アノードサイト側では、電極１２から含水材料６にｅ−が供給されるから、含水材料６中の溶存酸素の還元及び水の電気分解が起こり、ＯＨ−が生じる。アノードサイトで溶出したＦｅ２＋は、電極１２に引き寄せられ、上記ＯＨ−と反応して水酸化鉄になる。また、上述のごとく、アノードサイトで発生した電子ｅ−はカソードサイトに移動する。従って、アノードサイトでは、アノード反応は進行するが、カソード反応が抑制される。そうすると、アノードサイトの人工傷５周りがアルカリ環境にならないから、化成皮膜３はダメージを受けにくく、電着塗膜４の密着性は保持される。そうして、アノードサイトでは、電着塗膜４の膨れはほとんど発生しない。
【００９１】
これに対して、カソードサイトでは、アノードサイトから移動してきた電子ｅ−が、含水材料６の水及び溶存酸素と反応してＯＨ−を生ずる（Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→２ＯＨ−）。また、含水材料６の電離した水素イオンと当該電子ｅ−の反応により水素が発生する（２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２）。こうしてカソード反応が進行する。また、水の電気分解による水素も発生する。
【００９２】
カソードサイトでは、アルカリ性になること（ＯＨ−の発生）により、化成皮膜３が溶解することで、電着塗膜４の鋼板２に対する付着力が低下する。そして、上記水素ガスの発生によって、電着塗膜４の膨れを生じ、鋼板２の腐食が人工傷５の部位から周囲に進展していく。
【００９３】
すなわち、カソードサイトにおける電着塗膜４の膨れの進展は、被覆金属材１の腐食の進展を模擬的に再現したものとなる。従って、上記通電開始から所定時間を経過した時点での電着塗膜４の膨れの大きさを評価することによって、被覆金属材１の腐食の進行度合いを評価することができる。
【００９４】
具体的に、図５は、後述する耐食性試験後の供試材１のアノードサイト及びカソードサイトの外観写真を示している。なお、カソードサイトの外観写真（剥離前）は、試験後の被覆金属材１の表面の写真であり、外観写真（剥離後）は、試験後、被覆金属材１の表面から膨れ上がった電着塗膜４を粘着テープで剥離した後の写真である。アノードサイトでは、人工傷５の形成を確認することができるものの、電着塗膜４の膨れはほとんど観察できない。一方、カソードサイトでは、人工傷５と、当該人工傷５の周りに形成された電着塗膜４の膨れが観察される。
【００９５】
なお、人工傷５の大きさ、形状等、通電手段８による通電時の電流値等の条件によっては、アノードサイトにおけるカソード反応の進行の抑制が不十分になる場合がある。すなわち、本実施形態において、２箇所の人工傷５において、アノード反応が進行する人工傷５と、カソード反応が進行する人工傷５とが明瞭に分かれることが好ましいが、明瞭に分かれない場合もある。この場合、アノードサイトにおいても電着塗膜４の膨れが進展し得る。このような場合には、２箇所の人工傷５の双方において電着塗膜４の膨れが進行し得るから、後述する算出ステップＳ６において、電着塗膜４の膨れが大きい方の人工傷５に基づいて、被覆金属材１の腐食の進行度合いを算出することになる。
【００９６】
なお、上記外部回路７による通電では、アノードサイト及びカソードサイトにおいて、含水材料６に電圧が加わることにより、それぞれ含水材料６中の陰イオン（Ｃｌ−等）及び陽イオン（Ｎａ＋等）が電着塗膜４を通って鋼板２に向かって移動する。そして、この陰イオン及び陽イオンに引きずられて水が電着塗膜４に浸透していく。
【００９７】
また、電極１２が人工傷５を囲むように配置されているから、人工傷５周りの電着塗膜４に電圧が安定して印加され、通電時における該電着塗膜４へのイオンの移動及び水の浸透が効率良く行なわれる。
【００９８】
こうして、アノードサイト及びカソードサイトにおいて、通電により、人工傷５周りの電着塗膜４へのイオン及び水の浸透が促進されるから、電気の流れが速やかに安定した状態になる。よって、人工傷５における電着塗膜４の膨れの進展が安定したものになる。
【００９９】
このように、本実施形態では、通電により、アノード反応が進行するサイトと、カソード反応が進行するサイトとを分離するとともに、人工傷５における両反応の進行及び電着塗膜４の膨れの進展を安定的に促進できるから、被覆金属材１の耐食性試験を極めて短時間で精度よく行うことができる。
【０１００】
通電ステップにおける通電時間は、塗膜膨れの十分な広がりを得る観点から、例えば、０．０５時間以上２４時間以下とすればよい。その通電時間は、好ましくは０．１時間以上１０時間以下、より好ましくは０．１時間以上５時間以下とする。
【０１０１】
−第２計測ステップ−
第２計測ステップＳ５は、電着塗膜４の膨れの大きさを計測するステップである。
【０１０２】
上述の第１計測ステップＳ２で、人工傷５の大きさとして、その径を計測した場合には、電着塗膜４の膨れの大きさは、例えば、図５のカソードサイトの外観写真（剥離前）の状態で、電着塗膜４の膨れにより現れた人工傷５周りの円の径（以下、「膨れ径」という。）を計測することにより得られる。また、好ましくは、電着塗膜４の膨れの大きさは、図５のカソードサイトの外観写真（剥離後）に示すように、耐食性試験後に、電着塗膜４に粘着テープを貼り、電着塗膜４の膨れた部分を剥がし、露出した鋼板２の露出面の径（以下、「剥離径」という。）を計測して得てもよい。
【０１０３】
具体的には、第２計測ステップＳ５では、カメラ３１を用いて、剥離後の人工傷５周辺を撮影する。得られた画像データ上で、演算部３３１により膨れ径又は剥離径を計測する。
【０１０４】
なお、後述する算出ステップＳ６において、腐食の進行度合いの算出に使用される膨れ径又は剥離径は、電着塗膜４の膨れが大きい方の人工傷５の膨れ径又は剥離径である。
【０１０５】
従って、第２計測ステップでは、２箇所の人工傷５のうち、片方の人工傷５における電着塗膜４の膨れが残りの人工傷５における電着塗膜４の膨れよりも明瞭に大きい場合には、電着塗膜４の膨れが大きい方についてのみ、膨れ径又は剥離径を計測するようにしてもよい。具体的には例えば、図５に示すように、カソードサイトの電着塗膜４の膨れが、アノードサイトの電着塗膜４の膨れよりも明瞭に大きい場合には、カソードサイトの写真のみを撮影して、膨れ径又は剥離径を計測すればよい。
【０１０６】
また、両者の電着塗膜４の膨れの大きさが同程度である場合には、両者の写真を撮影して、両者の膨れ径又は剥離径を計測し、計測結果から膨れ径又は剥離径の大きい方を選択するようにしてもよい。
【０１０７】
なお、上述の第１計測ステップＳ２で、人工傷５の大きさとして、その表面積を採用した場合には、電着塗膜４の膨れの大きさとしても表面積を採用すればよい。
【０１０８】
−算出ステップ−
算出ステップＳ６では、被覆金属材１の腐食の進行度合いを算出する。
【０１０９】
上述のごとく、通電ステップＳ４における通電開始から所定時間を経過した時点で電着塗膜４の膨れがどこまで進展したかをみることによって、被覆金属材１の腐食の進行度合いを得ることができる。
【０１１０】
腐食の進行度合いを示す指標としては、第１計測ステップＳ２で計測した人工傷５の大きさと第２計測ステップＳ５で計測した電着塗膜４の膨れの大きさとの差や、電着塗膜４の膨れの進展速度等が挙げられるが、好ましくは、電着塗膜４の膨れの進展速度である。電着塗膜４の膨れの進展速度は、上述の腐食進展速度に相当するからである。
【０１１１】
腐食の進行度合いとして、電着塗膜４の膨れの進展速度を算出する場合は、例えば以下の手順で行う。すなわち、２箇所の人工傷５のうち電着塗膜４の膨れが大きい方について、第１計測ステップＳ２で計測した人工傷５の径と、第２計測ステップＳ５で計測した膨れ径又は剥離径と、に基づいて、通電中に電着塗膜４の膨れが進展した距離を算出する。この進展距離と、通電ステップＳ４における通電時間と、に基づいて、電着塗膜４の膨れが進展する速度を算出する。
【０１１２】
−補正ステップ−
カソード反応が進行する人工傷５の通電ステップＳ４前の大きさにばらつきがあると、人工傷５において進行する水の電気分解反応の進行度合い、電着塗膜４の膨潤による人工傷５の閉じ具合、電着塗膜４の膨れ内で発生した水素ガスの脱泡度合い等にばらつきが生じる。そうして、電着塗膜４の膨れの大きさにもばらつきが生じ、耐食性試験の信頼性が低下する。しかしながら、そのようなばらつきの発生を抑制するために、いつも全く同一の大きさの人工傷５を形成することは難しい。
【０１１３】
ここに、本実施形態は、算出ステップＳ６で算出した腐食の進行度合いを、通電ステップＳ４前の人工傷５の大きさに基づいて、補正することを特徴とする。
【０１１４】
具体的には例えば、補正ステップＳ７において、第１計測ステップＳ２で計測した人工傷５の径と、予め試験的に求めておいた人工傷５の径と被覆金属材１の腐食の進行度合いとの相関関係と、に基づいて、算出ステップＳ６で算出した被覆金属材１の腐食の進行度合いを補正する。
【０１１５】
腐食の進行度合いとして電着塗膜４の膨れの進展速度、すなわち腐食進展速度を採用する場合を例に挙げて説明する。図６は、後述する耐食性試験における供試材２、３の人工傷５の径と、腐食進展速度の指数との関係を示すグラフである。なお、「腐食進展速度の指数」は、腐食進展速度を、人工傷５の径が１ｍｍのときの腐食進展速度に対する比で示したものである。
【０１１６】
図６に示すように、供試材２、３のいずれにおいても、人工傷５の径が１．５ｍｍから０．２ｍｍまで小さくなるに伴い、腐食進展速度は増加する。このことは、人工傷５の径が小さいほど腐食の加速性が上昇することを示している。言い換えると、人工傷５の径が大きくなると、腐食進展速度は低下、すなわち腐食の加速性が低下する。これは、人工傷５の径が大きくなることにより鋼板２の露出部分の面積が増加することが主たる原因と考えられる。鋼板２の露出部分の面積が増加すると、電着塗膜４の膨れに直接関与しない鋼板２の露出面における電気化学反応（水素イオンの還元による水素ガス発生）が増加し、通電手段８により供給される電気エネルギーの浪費分が増加し得る。
【０１１７】
供試材２、３の結果から回帰式を算出すると、図６中実線で示す曲線（Ｒ２＝０．９７）のようになる。この回帰式は上述の相関関係の一例である。このように、人工傷５の径と、腐食進展速度との相関関係を、予め実験的又はシミュレーション等の解析的な手法により試験的に求めておくことができる。相関関係として、図６の実線で示すような回帰式の情報を記憶部３３２に格納しておき、補正に使用すればよい。
【０１１８】
また、図６に示すような回帰式から算出した、所定の人工傷５の径に対応する補正係数の情報を記憶部３３２に格納しておき、補正に使用してもよい。補正係数とは、例えば、図６の例では、所定の人工傷５の径に対応する回帰式上の腐食進展速度の指数である。具体的には例えば、図６において、人工傷５の径が１ｍｍのときの補正係数は１、人工傷５の径が０．４ｍｍのときの補正係数は１．５となる。このような補正係数を、例えば人工傷５の径０．１ｍｍ毎に算出しておき、補正に使用すればよい。相関関係として、人工傷５の径に対応する補正係数を予め算出しておくことにより、補正が容易となる。そうして、簡易な構成で信頼性及び汎用性の高い耐食性試験が可能となる。
【０１１９】
具体例として、仮に第１計測ステップＳ２で計測された人工傷５の径が０．４ｍｍ、算出ステップＳ６で算出された腐食進展速度が１．５ｍｍ／ｈであったとする。また、相関関係として補正係数を採用し、例えば人工傷５の径が１ｍｍ及び０．４ｍｍのときの補正係数がそれぞれ１及び１．５であったとする。この場合、演算部３３１は、人工傷５の径が０．４ｍｍであるという情報と、記憶部３３２から読み出した人工傷５の径０．４ｍｍのときの補正係数が１．５であるという情報と、に基づいて、腐食進展速度１．５ｍｍ／ｈの値を補正係数１．５で除して１ｍｍ／ｈに補正する。
【０１２０】
このような補正ステップＳ７を設けることにより、カソード反応が進行する人工傷５の通電前の大きさによらず、被覆金属材１の腐食の進行度合いを精度よく評価できる。そうして、耐食性試験の信頼性及び汎用性を高めることができる。
【０１２１】
補正ステップＳ７を経て得られた補正後の腐食進展速度は、例えば、実腐食試験と関連付けて被覆金属材１の耐食性の評価に用いることができる。具体的には例えば、当該耐食性試験により得られた補正後の腐食進展速度と、実腐食試験で得られた腐食進展速度との関係を予め求めておき、当該耐食性試験結果に基づいて、それが実腐食試験においてどの程度の耐食性に相当するかをみることができる。
【０１２２】
＜実験例＞
−耐食性試験−
表１に示すように、供試材（被覆金属材）として、電着塗膜４の塗料、及び電着焼付条件が異なる３種類を準備した。
【０１２３】
【表１】
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【０１２４】
供試材１〜３はいずれも金属製基材が鋼板２であり、化成皮膜はリン酸亜鉛、化成処理時間は１２０秒、電着塗膜４の厚さは１０μｍである。各供試材について、図１に示す態様で本実施形態に係る耐食性試験を行なった。
【０１２５】
供試材１〜３には、ビッカース硬さ試験機を用いて、鋼板２に達する人工傷５を互いに４ｃｍの間隔をあけて同一径で２箇所に付与した。具体的には、表１に示すように、供試材１では、１ｍｍの径を有する人工傷５を２箇所に付与した。供試材２では、０．２ｍｍ、０．６ｍｍ、及び、１．５ｍｍの径を有する人工傷５を２箇所に付与してなる３種類のサンプルを準備した。供試材３では、０．２ｍｍ、０．４２ｍｍ、０．６ｍｍ、１ｍｍ、及び、１．５ｍｍの径を有する人工傷５を２箇所に付与してなる５種類のサンプルを準備した。
【０１２６】
供試材１の耐食性試験では、含水材料６として、水１．３Ｌに対し、支持電解質としての塩化ナトリウム５０ｇ、及び粘土鉱物としてのカオリナイト５００ｇを混合させてなる模擬泥を用いた。供試材２、３の耐食性試験では、含水材料６として、水１．２Ｌに対し、支持電解質としての塩化ナトリウム５０ｇ、塩化カルシウム５０ｇ、及び硫酸ナトリウム５０ｇ、並びに、粘土鉱物としてのカオリナイト１０００ｇを混合させてなる模擬泥を用いた。
【０１２７】
電極１２としては、外径約１２ｍｍ、内径約１０ｍｍのリング状の有孔電極（白金製）を用いた。
【０１２８】
供試材１の耐食性試験では、鋼板２の下側にホットプレートを配置するとともに、円筒１１周りにラバーヒータを巻き、鋼板２及び含水材料６の温度を５０℃に加温した。供試材２、３の耐食性試験では、鋼板２の下側にホットプレートを配置し、鋼板２及び含水材料６の温度を６５℃に加温した。
【０１２９】
通電手段８の電流値は１ｍＡとした。供試材１では接続ステップ後すぐに通電を行った（保持時間０分）。供試材２、３では、接続ステップ後、３０分保持した後、通電を行った（保持時間３０分）。通電時間は、供試材１では５時間、供試材２、３では０．５時間であった。
【０１３０】
通電終了後、供試材１については、図５の写真を撮影した。供試材２、３については、上述の方法で、各供試材について、図６に示す腐食進展速度を算出した。
【０１３１】
［第２実施形態］
以下、本開示に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１３２】
第１実施形態では、通電ステップＳ４における通電は、定電流制御方式であったが、これに限らず、定電圧制御方式にすることもできる。
【０１３３】
具体的に、図７は第１実施形態の１ｍＡの定電流制御による通電の電流プロット（供試材１の試験）であり、図８は１ｍＡの電流が流れる程度の定電圧を印加したときの電流プロットである。この定電流制御の耐食性試験及び定電圧制御の耐食性試験において、通電条件を除く、他の試験条件は第１実施形態における耐食性試験の供試材１の試験条件と同じである。
【０１３４】
定電流制御の場合、電流値が通電初期において多少ばらつくものの、略１ｍＡに制御されている。このように腐食の加速に直接関与する電流値が安定することにより、腐食の加速再現性が良くなる。すなわち、耐食性試験の信頼性が高くなる。
【０１３５】
これに対して、定電圧制御の場合、電流値が大きく変動しており、腐食の加速再現性の面で不利になることがわかる。通電開始から７０００秒付近までの電流値の変動が大きい期間は、電着塗膜４に水が浸透する期間にあたり、塗膜への水の浸透が定常的に進まないために、電流値が大きく変動しているものと認められる。その後も、電流値は０．５ｍＡ〜１．５ｍＡの範囲で変動しており、化成皮膜の劣化や発錆に伴う抵抗値の変動の影響と認められる。なお、接続ステップにおいて、含水材料６を電着塗膜４の表面上に配置した状態で所定時間保持すると、通電開始から７０００秒付近までの電流値の変動は抑制され得る。定電圧制御での電流プロット（電流波形）から、腐食が進展する過程における腐食の進行状態ないしは腐食の程度を捉えることが可能になると考えられる。
【０１３６】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、表面処理膜として電着塗膜４を備えた構成であったが、被覆金属材１は、表面処理膜として二層以上の多層膜を備えた構成とすることができる。具体的には例えば、電着塗膜４に加え、該電着塗膜４表面上に中塗り塗膜を備えた構成、若しくは該中塗り塗膜上にさらに上塗り塗膜等を備えた構成の多層膜とすることができる。
【０１３７】
中塗り塗膜は、被覆金属材１の仕上り性と耐チッピング性を確保するとともに、電着塗膜４と上塗り塗膜との密着性を向上させる役割を有する。また、上塗り塗膜は、被覆金属材１の色、仕上り性及び耐候性を確保するものである。これらの塗膜は、具体的には例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アルキド等の基体樹脂と、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネート化合物（ブロック体も含む）等の架橋剤とからなる塗料等により形成することができる。
【０１３８】
本構成によれば、例えば自動車部材の製造工程等において、塗装工程毎に製造ラインから部品を取り出し、塗膜の品質等を確認することができる。
【０１３９】
また、上記実施形態では、含水材料６は電着塗膜４への水の浸透を促す機能を有する成分として粘土鉱物を含む構成であったが、同様の機能を有する成分であれば粘土鉱物に限られるものではない。具体的には例えば、含水材料６は、アセトン、エタノール、トルエン、メタノール等の溶剤、塗膜の濡れ性を向上させるような物質等を含んでもよい。
【０１４０】
上記実施形態では、電極１２は貫通孔１２ａを有する有孔電極であったが、貫通孔１２ａを有しない電極であってもよい。また電極形状は、特に限定されるものではなく、電気化学測定において一般的に用いられる形状の電極を採用することができる。
【０１４１】
上記実施形態の耐食性試験装置３０は、通電手段８及びカメラ３１に電気的に接続又はワイヤレス接続された制御装置３３を備える構成であったが、本開示に係る耐食性試験方法は、その他の手段によっても行うことができる。具体的には例えば、通電手段８の電流値、通電時間等の情報及びカメラ３１の画像データを、ユーザにより他のコンピュータに読み込んで、処理を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本開示は、簡便且つ信頼性が高く、汎用性に優れた被覆金属材の耐食性試験方法及び耐食性試験装置をもたらすことができるので、極めて有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  被覆金属材
２  鋼板（金属製基材）
３  化成皮膜（金属製基材）
４  電着塗膜（表面処理膜）
５  人工傷
６  含水材料
７  外部回路
８  通電手段
１２  電極
１２ａ  貫通孔
３０  耐食性試験装置
３１  カメラ（第１計測手段、第２計測手段、検出手段）
３３  制御装置
３３１  演算部（第１計測手段、第２計測手段、算出手段、補正手段）
３３２  記憶部
３３３  制御部
【要約】
【課題】簡便且つ信頼性が高く、汎用性に優れた被覆金属材の耐食性試験方法をもたらす。
【解決手段】被覆金属材１の耐食性試験方法は、被覆金属材１の２箇所に人工傷５を加える準備ステップＳ１と、人工傷５の大きさを計測する第１計測ステップＳ２と、２箇所の人工傷５を、含水材料６を介して外部回路７で電気的に接続する接続ステップＳ３と、鋼板２に通電することにより人工傷５で電着塗膜４の膨れを発生させる通電ステップＳ４と、電着塗膜４の膨れの大きさを計測する第２計測ステップＳ５と、人工傷５の大きさと電着塗膜４の膨れの大きさとに基づいて被覆金属材１の腐食の進行度合いを算出する算出ステップＳ６と、人工傷５の大きさと予め試験的に求めておいた人工傷５の大きさと腐食の進行度合いとの相関関係とに基づいて、腐食の進行度合いを補正する補正ステップＳ７と、を備える。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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