(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、
上記表面処理膜に接触する含水材料を保持する１つ又は複数の含水材料保持部と、該１つの含水材料保持部又は該複数の含水材料保持部の各々に収容された上記含水材料に接触する１つ又は複数の電極と、を配置するとともに、上記電極及び上記金属製基材間、又は、上記複数の電極間を外部回路により電気的に接続するステップと、
上記外部回路上に設けられた通電手段により、上記電極及び上記金属製基材、又は、上記複数の電極の少なくとも１つ及び他の少なくとも１つを、それぞれアノード及びカソードとして両者間に通電することにより、上記被覆金属材の腐食を進行させるステップと、を備え、
上記含水材料は、水、電解質材料及びカオリナイトを含み、
上記含水材料中における上記カオリナイトの含有量は、３６．０質量％以上４５．０質量％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２】
請求項１において、
上記含水材料中における上記カオリナイトの含有量は、３８．８質量％以上４４．３質量％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３】
請求項１又は請求項２において、
上記腐食を進行させるステップの前に、少なくとも該被覆金属材の温度を調整するステップを備えた
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
上記被覆金属材は、上記表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する１箇所又は複数箇所の傷を備えており、
上記含水材料保持部は、上記含水材料が上記１箇所の傷又は上記複数箇所の傷に接触するように配置される
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、
上記通電を行うステップで、上記被覆金属材の腐食の進行は、上記傷の周りで発生する上記表面処理膜の膨れとして現れるものであり、
上記通電を行うステップ前に、上記傷の大きさを計測するステップと、
上記通電を行うステップ後に、上記表面処理膜の膨れの大きさを計測するステップと、
上記傷の大きさと、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６】
請求項５において、
上記傷の大きさと、予め試験的に求めておいた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、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ステップをさらに備えた
ことを特徴とする被覆金属材の耐食性試験方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の被覆金属材の耐食性試験方法に用いられる含水材料であって、
上記含水材料は、水、電解質材料及びカオリナイトを含み、
上記含水材料中における上記カオリナイトの含有量は、３６．０質量％以上４５．０質量％以下である
ことを特徴とする含水材料。
【請求項８】
請求項７において、
上記含水材料は、上記水としてのイオン交換水と、上記電解質材料としての塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウム、硝酸カリウム、リン酸カルシウム及び酒石酸水素カリウムからなる群から選択される少なくとも１種と、を含む
ことを特徴とする含水材料。
【請求項９】
請求項８において、
上記含水材料は、上記電解質材料としての塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む
ことを特徴とする含水材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被覆金属材の耐食性試験方法及び該方法に用いられる含水材料に関する。
【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。
【０００７】
特許文献４には、被覆金属材の相離れた２箇所の人工傷部を、含水電解質材料を介して外部回路で電気的に接続し、定電流制御の通電によって、上記２箇所の人工傷部の一方をアノードサイトとし、他方をカソードサイトとして腐食を進行させる耐食性試験方法及び装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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
【特許文献４】特開２０１９−３２１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜４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、より短時間で信頼性の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。
【００１０】
そこで、本開示は、より短時間で信頼性の高い評価結果が得られる被覆金属材の耐食性試験方法及び該方法に用いられる含水材料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、上記表面処理膜に接触する含水材料を保持する１つ又は複数の含水材料保持部と、該１つの含水材料保持部又は該複数の含水材料保持部の各々に収容された上記含水材料に接触する１つ又は複数の電極と、を配置するとともに、上記電極及び上記金属製基材間、又は、上記複数の電極間を外部回路により電気的に接続するステップと、上記外部回路上に設けられた通電手段により、上記電極及び上記金属製基材、又は、上記複数の電極の少なくとも１つ及び他の少なくとも１つを、それぞれアノード及びカソードとして両者間に通電することにより、上記被覆金属材の腐食を進行させるステップと、を備え、上記含水材料は、水、電解質材料及びカオリナイトを含み、上記含水材料中における上記カオリナイトの含有量は、３６．０質量％以上４５．０質量％以下であることを特徴とする。
【００１２】
一般に、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等が水酸基ＯＨ−等を生成するカソード反応（還元反応）とが同時に起こることで進行することが知られている。
【００１３】
本構成では、電極及び金属製基材、又は、複数の電極の少なくとも１つ及び他の少なくとも１つを、それぞれアノード及びカソードとして、両者間に通電する。電極をアノード、金属製基材をカソードとして通電した場合、表面処理膜中に浸透した含水材料が金属製基材に到達すると、含水材料と金属製基材との接触部においてカソード反応が進行する。また、複数の電極の少なくとも１つをアノード、他の少なくとも１つをカソードとした場合、アノードとなっている電極側に位置する金属製基材と含水材料との接触部においてカソード反応が進行する。さらに、いずれの場合も、通電条件によっては、水の電気分解も進行し、水素が発生する。
【００１４】
カソード反応が進行すると、ＯＨ−の生成により含水材料と金属製基材との接触部周辺が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）、接触部において表面処理膜が浮き上がり、表面処理膜の膨れが発生する。そして、アルカリ性環境下で金属製基材との密着性が低下した表面処理膜は、水の電気分解やＨ＋の還元により発生した水素によりさらに押し上げられ、表面処理膜の膨れが進展する。このようなカソード反応の進行並びに表面処理膜の膨れの発生及び進展は、被覆金属材の実際の腐食を加速再現するものである。すなわち、本明細書において、「被覆金属材の腐食を進行させる」とは、「表面処理膜の膨れを発生及び進展させる」ことを意味する。従って、例えば接触部において発生した表面処理膜の膨れの発生状況や進展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。
【００１５】
このような耐食性試験において、含水材料として、水、電解質材料、及び上記の範囲の含有量のカオリナイトを含有する混合物を用いることにより、試験中カオリナイトが表面処理膜上に沈殿する。そうすると、含水材料と金属製基材との接触部において発生した水素が表面処理膜の切れ目等から放出されにくくなり、表面処理膜と金属製基材との間に保持されるようになる。そうして、表面処理膜と金属製基材との間の内圧が上昇し、表面処理膜の押し上げが促進される。また、含水材料が、押し上げられた表面処理膜の金属製基材側の面に案内されて、表面処理膜の膨れが進展する先端部分に効率よく供給される。そうして、当該先端部分におけるカソード反応が促進されるとともに、当該先端部分を介して効率よく電流が流れる。そして、水素による表面処理膜の押し上げの促進及び上記先端部分におけるカソード反応の促進により、表面処理膜の膨れの進展がさらに促進される。そうして、被覆金属材の腐食が効果的に促進されるから、より短時間で信頼性の高い被覆金属材の耐食性試験が可能となる。
【００１６】
なお、カオリナイトの含有量が上記下限値未満では表面処理膜の膨れの進展の十分な促進性が得られ難いおそれがある。また、カオリナイトの含有量が上記上限値を超えると、表面処理膜と金属製基材との間からの水素の放出が過度に抑制され得る。そうすると、両者間の空洞が大きくなり、含水材料と金属製基材との十分な接触が抑制されるおそれがある。そうして、カソード反応の進行が抑制されて電流が流れなくなり、表面処理膜の膨れが進展しなくなるおそれがある。
【００１７】
一実施形態では、上記含水材料中における上記カオリナイトの含有量は、３８．８質量％以上４４．３質量％以下である。
【００１８】
本構成によれば、表面処理膜の膨れの進展がさらに促進され、より短時間で信頼性の高い被覆金属材の耐食性試験が可能となる。
【００１９】
一実施形態では、上記腐食を進行させるステップの前に、少なくとも該被覆金属材の温度を調整するステップを備えている。
【００２０】
被覆金属材の温度を調整することにより、被覆金属材における表面処理膜の膨れを効率よく促進させること、及び／又は、腐食環境をより精度よく模擬することが可能となる。
【００２１】
一実施形態では、少なくとも上記被覆金属材の温度は、上記表面処理膜のガラス転移温度未満に調整される。
【００２２】
被覆金属材の温度が表面処理膜のガラス転移温度以上にまで上昇すると、表面処理膜の物性が変化してしまい、耐食性試験の信頼性が低下するおそれがある。本構成によれば、被覆金属材の温度が表面処理膜のガラス転移温度未満に制御されるから、表面処理膜の物性変化を抑制でき、信頼性の高い耐食性試験が可能となる。なお、表面処理膜のガラス転移温度は、被覆金属材から採取した表面処理膜のサンプルについて、例えば、熱機械分析（ＴＭＡ）、動的粘弾性測定（ＤＭＡ）等を用いて計測してもよいし、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準拠し、示差熱分析（ＤＴＡ）又は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて計測してもよい。
【００２３】
被覆金属材の温度は、含水材料の凝固温度よりも高い温度とすることが望ましい。被覆金属材の温度を含水材料の凝固温度以下とすると、被覆金属材に接触する含水材料の温度も凝固温度以下に低下して含水材料が固化し得る。そして、含水材料と表面処理膜との界面における化学反応の速度が大きく低下し、耐食性試験を行うことが困難になるおそれがある。
【００２４】
一実施形態では、少なくとも上記被覆金属材の温度は、３０℃以上１００℃以下に調整される。
【００２５】
本構成によれば、含水材料及び表面処理膜の状態変化を抑えつつ両者の界面における化学反応の進行を促進して被覆金属材の腐食を促進できる。そうして、耐食性試験の試験時間の短縮化を図ることができる。
【００２６】
なお、被覆金属材が自動車部品用であり、表面処理膜が自動車用塗料により形成された塗膜である場合には、塗膜の一般的なガラス転移温度は約９０℃以上であるから、被覆金属材の温度は約９０℃未満、好ましくは約８０℃以下とすることが望ましい。
【００２７】
一実施形態では、上記被覆金属材は、上記表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する１箇所又は複数箇所の傷を備えており、上記含水材料保持部は、上記含水材料が上記１箇所の傷又は上記複数箇所の傷に接触するように配置される。
【００２８】
一般に、表面処理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表面処理膜に浸透し、金属製基材に到達することで腐食が開始する。すなわち、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。
【００２９】
本構成のように、被覆金属材が表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する傷を備える場合、腐食因子としての含水材料を傷に接触するように配置すると、含水材料は傷の内側に侵入し、金属製基材の露出部に到達する。含水材料が金属製基材の露出部と接触すると、当該露出部において腐食が開始する。そして、通電により、カソード反応が進行する露出部の周りで表面処理膜の膨れが発生及び進展する。すなわち、被覆金属材が傷を備えていることにより、被覆金属材の腐食過程のうち、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。そうして、通電開始から表面処理膜の膨れの発生までの時間を短縮化できる。
【００３０】
一実施形態では、上記通電を行うステップで、上記被覆金属材の腐食の進行は、上記傷の周りで発生する上記表面処理膜の膨れとして現れるものであり、上記通電を行うステップ前に、上記傷の大きさを計測するステップと、上記通電を行うステップ後に、上記表面処理膜の膨れの大きさを計測するステップと、上記傷の大きさと、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ステップと、を備えている。
【００３１】
カソード反応が進行する傷の大きさにばらつきがあると、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傷の閉じ具合、表面処理膜の膨れ内で発生した水素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傷を形成することは難しい。
【００３２】
本構成では、通電前の傷の大きさ及び通電後の表面処理膜の膨れの大きさを計測し、これらの計測結果から、被覆金属材の腐食の進行度合いを算出する。これにより、カソード反応が進行する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。
【００３３】
なお、本明細書において、「傷の大きさ」とは、平面視における傷の大きさをいい、傷の径、面積等である。例えば、傷の形状が平面視で円形の場合、傷の面積は、円の面積で与えられる。また、傷の径は、傷の最大幅で与えられる。なお、本明細書において、傷の大きさは、傷における金属製基材の露出部の大きさと同一と想定している。
【００３４】
また、本明細書において、「表面処理膜の膨れの大きさ」とは、膨れ径若しくは膨れ面積、又は、剥離径若しくは剥離面積のことをいう。「膨れ径」及び「膨れ面積」は、それぞれ、表面処理膜の膨れ部の径及び面積である。「剥離径」及び「剥離面積」は、それぞれ、耐食性試験後に、表面処理膜の膨れ部を剥がして現れた金属製基材の露出面である剥離部の径及び面積である。
【００３５】
一実施形態では、上記傷の大きさと、予め試験的に求めておいた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、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ステップをさらに備えている。
【００３６】
本構成では、通電前の傷の大きさと、予め試験的に求めておいた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さらに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。
【００３７】
一実施形態では、上記相関関係は、上記傷の大きさに対応する補正係数である。
【００３８】
相関関係として、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。
【００３９】
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大きさの増加速度である。
【００４０】
表面処理膜の膨れの大きさの増加速度は、上述の金属の腐食過程のうちの腐食進展速度に相当する。従って、被覆金属材の腐食の進行度合いとして、表面処理膜の膨れの大きさの増加速度を得ることにより、被覆金属材の腐食進展速度に関する耐食性を精度よく評価できる。
【００４１】
一実施形態では、上記表面処理膜は、樹脂塗膜である。
【００４２】
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では、金属製基材と樹脂塗膜との間で樹脂塗膜の膨れが進展しやすく、耐食性試験の信頼性が向上する。
【００４３】
ここに開示する含水材料は、上述の被覆金属材の耐食性試験方法に用いられる含水材料であって、上記含水材料は、水、電解質材料及びカオリナイトを含み、上記含水材料中における上記カオリナイトの含有量は、３６．０質量％以上４５．０質量％以下である。
【００４４】
上述の耐食性試験において、含水材料として、水、電解質材料、及び上記の範囲の含有量のカオリナイトを含有する混合物を用いることにより、試験中カオリナイトが表面処理膜上に沈殿する。そうすると、含水材料と金属製基材との接触部において発生した水素が表面処理膜の切れ目等から放出されにくくなり、表面処理膜と金属製基材との間に保持されるようになる。そうして、表面処理膜と金属製基材との間の内圧が上昇し、表面処理膜の押し上げが促進され、延いては表面処理膜の膨れの進展がさらに促進される。そうして、被覆金属材の腐食が効果的に促進されるから、より短時間で信頼性の高い被覆金属材の耐食性試験が可能となる。
【００４５】
好ましくは、上記含水材料は、上記水としてのイオン交換水と、上記電解質材料としての塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウム、硝酸カリウム、リン酸カルシウム及び酒石酸水素カリウムからなる群から選択される少なくとも１種と、を含む。また、より好ましくは、上記含水材料は、上記電解質材料としての塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む。
【００４６】
本構成によれば、水として不純物の少ないイオン交換水を用いることにより、通電時の安定性を確保し、試験の信頼性を向上できる。また、電解質材料として、安価且つ入手容易な上記材料を用いることにより、含水材料に容易に十分な導電性を付与できるとともに、コストを抑えて信頼性の高い試験が可能となる。
【００４７】
上述の耐食性試験を行うための耐食性試験装置の一例は、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、上記表面処理膜上に配置され、該表面処理膜に接触する含水材料を保持する１つ又は複数の含水材料保持部と、上記１つの含水材料保持部又は上記複数の含水材料保持部の各々に収容された上記含水材料に接触する１つ又は複数の電極と、上記電極及び上記金属製基材間、又は、上記複数の電極間を電気的に接続する外部回路と、上記外部回路上に設けられ、上記電極及び上記金属製基材、又は、上記複数の電極の少なくとも１つ及び他の少なくとも１つを、それぞれアノード及びカソードとして両者間に通電することにより、上記被覆金属材の腐食を進行させる通電手段と、を備える。
【００４８】
このような耐食性試験装置及び上述の含水材料を用いて耐食性試験を行うことにより、より短時間で信頼性の高い被覆金属材の耐食性試験が可能となる。
【００４９】
また、耐食性試験装置は、上記被覆金属材に当接され、少なくとも該被覆金属材の温度を調整する温調要素と、上記温調要素に接続され、上記温調要素の温度を制御する温度コントローラとを備えてもよい。
【００５０】
温調要素を被覆金属材に当接させ、被覆金属材の温度を調整することにより、被覆金属材における表面処理膜の膨れを効率よく促進させること、及び／又は、腐食環境をより精度よく模擬することが可能となる。
【００５１】
上記温調要素は、上記被覆金属材の上記含水材料保持部が配置される側と反対側に配置された第１温調要素を含んでもよい。
【００５２】
含水材料保持部が配置される側と反対側、すなわち被覆金属材の裏側には、含水材料保持部が配置されていないから、第１温調要素を容易に配置でき、被覆金属材の温度調整を容易に行うことができる。
【００５３】
第１温調要素としては、具体的には例えば、ホットプレート、ペルチェ素子、フレキシブルヒータ等が挙げられる。
【００５４】
上記第１温調要素は、少なくとも上記含水材料保持部に対応する位置に配置されていることが好ましい。
【００５５】
本構成によれば、第１温調要素が少なくとも含水材料保持部に対応する位置に配置されているから、含水材料保持部に収容された含水材料と接触する被覆金属材の部分を効率的に温度調整できる。そうして、被覆金属材及び当該被覆金属材に接触する含水材料、特に表面処理膜と含水材料との界面近傍における含水材料の温度調整を効率的に行うことができる。
【００５６】
一実施形態では、上記温調要素は、上記被覆金属材の上記表面処理膜上に配置された第２温調要素を含む。
【００５７】
本構成によれば、被覆金属材の形状等の制約により、被覆金属材の裏側に温調要素を配置できない場合等であっても、第２温調要素を表面処理膜上に配置することにより、被覆金属材及び被覆金属材に接触する含水材料の温度を調整できる。
【００５８】
第２温調要素としては、具体的には例えば、フレキシブルヒータ等が挙げられる。
【００５９】
一実施形態では、上記第２温調要素は、上記含水材料保持部の周囲に配置されている。
【００６０】
温調要素は、少なくとも被覆金属材の温度を調整するためのものであるが、被覆金属材の温度調整を行うと、表面処理膜に接触する含水材料保持部内の含水材料の温度も調整され得る。特に、表面処理膜と含水材料との界面近傍における含水材料の温度が調整され得る。そうすると、含水材料と表面処理膜との界面における化学反応の進行が促進され、耐食性試験の試験時間が短縮化される。従って、表面処理膜上に配置される第２温調要素は、含水材料保持部の周囲に配置されていることが望ましい。これにより、第２温調要素に囲まれた領域内に位置する被覆金属材の部分の温度が効果的に調整され、延いては表面処理膜に接触する含水材料の温度が精度よく調整される。
【００６１】
一実施形態では、上記温調要素は、上記被覆金属材の上記含水材料保持部が配置される側と反対側に配置された第１温調要素と、上記被覆金属材の上記表面処理膜上に配置された第２温調要素と、を含み、上記温度コントローラは、上記第１温調要素及び上記第２温調要素の両者に接続され、該両者の温度を制御する。
【００６２】
温調要素として、第１温調要素及び第２温調要素の両者を備えることにより、被覆金属材を表裏両側から温度調整できるから、被覆金属材の温度調整が容易となる。また、両者の温度コントローラを共通化することにより、耐食性試験へのノイズの影響の低減、両者の温度調整の精度の向上及び装置のコンパクト化等に資することができる。
【００６３】
一実施形態では、上記温度コントローラは、上記温調要素の側方に配置されている。
【００６４】
温度コントローラが温調要素の上側又は下側に配置されていると、含水材料保持部から含水材料が漏れたときに、温度コントローラが含水材料に接触して損傷するおそれがある。本構成によれば、温度コントローラは温調要素の側方に配置されているから、含水材料保持部から含水材料が漏れた場合であっても、温度コントローラと含水材料との接触を抑制し、温度コントローラの損傷を抑制できる。
【００６５】
一実施形態では、上記被覆金属材は、上記表面処理膜を貫通して上記金属製基材に達する傷を備えており、上記含水材料保持部は、上記含水材料が上記傷に接触するように配置されており、上記被覆金属材の腐食の進行は、上記傷の周りで発生する上記表面処理膜の膨れとして現れるものであり、上記傷の大きさを計測する第１計測装置と、上記表面処理膜の膨れの大きさを計測する第２計測装置と、上記第１計測装置により計測した上記傷の大きさと、上記第２計測装置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、をさらに備えている。
【００６６】
本構成では、第１計測装置及び第２計測装置を用い、それぞれ通電前の傷の大きさ及び通電後の表面処理膜の膨れの大きさを計測し、これらの計測結果から、算出手段により被覆金属材の腐食の進行度合いを算出する。これにより、カソード反応が進行する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。
【００６７】
一実施形態では、第１計測装置及び／又は第２計測装置は、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画像検出手段と、この画像検出手段に接続された制御装置と、により構成され得る。画像検出手段は、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。画像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、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。
【００６８】
本構成によれば、画像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。
【００６９】
一実施形態では、上記傷の大きさと、予め試験的に求めておいた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をさらに備えている。
【００７０】
本構成では、補正手段を用い、通電前の傷の大きさと、予め試験的に求めておいた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、算出手段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。
【発明の効果】
【００７１】
本開示によれば、上述の耐食性試験において、含水材料として、水、電解質材料、及び上記の範囲の含有量のカオリナイトを含有する混合物を用いることにより、試験中カオリナイトが表面処理膜上に沈殿する。そうすると、含水材料と金属製基材との接触部において発生した水素が表面処理膜の切れ目等から放出されにくくなり、表面処理膜と金属製基材との間に保持されるようになる。そうして、表面処理膜と金属製基材との間の内圧が上昇し、表面処理膜の押し上げが促進される。また、含水材料が、押し上げられた表面処理膜の金属製基材側の面に案内されて、表面処理膜の膨れが進展する先端部分に効率よく供給される。そうして、当該先端部分におけるカソード反応が促進されるとともに、当該先端部分を介して効率よく電流が流れる。そして、水素による表面処理膜の押し上げの促進及び上記先端部分におけるカソード反応の促進により、表面処理膜の膨れの進展がさらに促進される。そうして、被覆金属材の腐食が効果的に促進されるから、より短時間で信頼性の高い被覆金属材の耐食性試験が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施形態１に係る耐食性試験装置の一例を示す図。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図。
【図３】実施形態１に係る耐食性試験の原理を説明するための図。
【図４】図１の耐食性試験装置における容器本体を示す図。
【図５】実施形態１に係る耐食性試験方法を説明するためのフロー図。
【図６】供試材Ａの耐食性試験後の傷の近傍のデジタル顕微鏡写真。
【図７】カオリナイトと電着塗膜の膨れの進展との関係を説明するための図。
【図８】保温性の評価試験方法を説明するための図。
【図９】カオリナイトの含有量と電着塗膜の剥離径との関係を示すグラフ。
【図１０】実施形態２に係る耐食性試験装置の一例を示す図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線における断面図。
【図１２】実施形態２に係る耐食性試験の原理を説明するための図。
【図１３】実施形態３に係る耐食性試験における傷の径と腐食進展速度の指数との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下、本開示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、本開示、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。
【００７４】
（実施形態１）
図１、図２は、被覆金属材の耐食性試験に用いられる耐食性試験装置の一例を示す。図３は、本実施形態に係る耐食性試験方法の原理を説明するための図である。これらの図において、１は被覆金属材、３００は電極部装置、１００は耐食性試験装置である。また、図４は、図１の耐食性試験装置１００における容器本体３１を示す図である。
【００７５】
＜被覆金属材＞
本実施形態に係る耐食性試験において試験対象となる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挙げられる。
【００７６】
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。
【００７７】
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）がある。
【００７８】
被覆金属材は、表面処理膜として二層以上の多層膜を備えていてもよい。具体的には例えば、表面処理膜が樹脂塗膜の場合は、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。
【００７９】
中塗り塗膜は、被覆金属材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。
【００８０】
本実施形態に係る耐食性試験は、上記のような被覆金属材を対象とするから、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。
【００８１】
以下の説明では、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）が設けられてなる被覆金属材１を例に挙げて説明する。
【００８２】
図２、図３に示すように、被覆金属材１には、電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する傷５が相離れた２箇所に形成されている。当該２箇所の傷５は、含水材料６が配置される測定部分４Ａに含まれている。なお、傷５は、人工的に形成されたものであってもよいし、自然に形成されたものであってもよい。また、傷５は、相離れた３箇所以上に形成されていてもよく、その場合、上記２箇所の傷５は、３箇所以上の傷５のうちの２つを意味する。
【００８３】
＜含水材料＞
本実施形態に係る耐食性試験方法に用いられる含水材料６は、水、電解質材料及びカオリナイトを含む混合物である。なお、本明細書において、カオリナイトを符号６３で示し、含水材料６に含まれるカオリナイト以外の成分を電解液成分６１と称することがある。
【００８４】
水としては、特に限定されるものではなく、水道水、蒸留水、イオン交換水等を用いることができるが、通電時の安定性を確保し、試験の信頼性を向上させる観点から、不純物の少ないイオン交換水を用いることが望ましい。
【００８５】
電解質材料は、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。電解質材料としては、具体的には例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウム、硝酸カリウム、リン酸カルシウム、酒石酸水素カリウム、硫酸ナトリウム、及び塩化カルシウム等が挙げられる。電解質材料としては、好ましくは、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウム、硝酸カリウム、リン酸カルシウム及び酒石酸水素カリウムからなる群から選択される少なくとも１種、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なる群から選択される少なくとも１種を採用できる。電解質材料として、上記のような安価且つ入手容易な材料を用いることにより、含水材料６に容易に十分な導電性を付与できるとともに、コストを抑えて信頼性の高い試験が可能となる。含水材料６における電解質材料の含有量は、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。
【００８６】
カオリナイトは、試験中に電着塗膜４上に沈殿することにより、電着塗膜４と鋼板２との間に水素を保持し、両者間の内圧を上昇させて、電着塗膜４の膨れの進展を促進させる機能を有する。含水材料６中におけるカオリナイトの含有量の下限値は、３６．０質量％以上、好ましくは３８．８質量％以上、より好ましくは４０．１質量％以上である。また、カオリナイトの含有量の上限値は、４５．０質量％以下、好ましくは４４．３質量％以下、より好ましくは４１．０質量％以下である。カオリナイトの含有量を上記範囲とすることにより、表面処理膜の膨れの進展がさらに促進され、より短時間で信頼性の高い被覆金属材の耐食性試験が可能となる。カオリナイトの含有量が３６．０質量％未満では電着塗膜４の膨れの進展の十分な促進性が得られ難いおそれがある。また、カオリナイトの含有量が４５．０質量％を超えると、電着塗膜４と鋼板２との間からの水素の放出が過度に抑制され得る。そうすると、両者間の空洞が大きくなり、含水材料６と鋼板２との十分な接触が抑制されるおそれがある。そうして、カソード反応の進行が抑制されて電流が流れなくなり、電着塗膜４の膨れが進展しなくなるおそれがある。なお、カオリナイトは、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る機能も有し、これにより通電ステップＳ５における腐食の進行が促進される。また、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。
【００８７】
含水材料６は、水、電解質材料及びカオリナイト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、塗膜の濡れ性を向上させるような物質等が挙げられる。これらの有機溶剤、物質等は電着塗膜４への水の浸透を促す機能を有し得る。含水材料６がこれらの有機溶剤、物質等を含有する場合は、その含有量は、水に対して体積比で好ましくは５％以上６０％以下、より好ましくは１０％以上４０％以下、特に好ましくは２０％以上３０％以下である。
【００８８】
＜耐食性試験装置＞
耐食性試験装置１００は、電極部装置３００と、外部回路７と、通電手段８（電流検出手段）と、制御装置９（温度コントローラ、第１計測装置、第２計測装置、算出手段、補正手段）と、ホットプレート４１（第１温調要素）と、フレキシブルヒータ４３（第２温調要素）と、カメラ５１（第１計測装置、第２計測装置、画像検出手段）と、を備える。
【００８９】
≪電極部装置≫
電極部装置３００は、本実施形態に係る耐食性試験に用いられる装置であり、容器３０と、電極１２と、を備えている。
【００９０】
−容器−
容器３０は、被覆金属材１の電着塗膜４上に載置されている。容器３０は、容器本体３１と、任意の底部３２と、を備えている。
【００９１】
容器３０は、特に図１、図４に示すように、平面視長円形の部材であり、容器本体３１及び底部３２を備える。容器３０は、底面３２Ａに略垂直な方向に、容器本体３１及び底部３２を貫通する２つの貫通孔１１を備えた円筒部材である。
【００９２】
２つの貫通孔１１の各々は、底面３２Ａに設けられた開口部１１Ａを備えている。底面３２Ａが電着塗膜４に接触するように、容器３０を電着塗膜４上に配置すると、開口部１１Ａにより、電着塗膜４の一部の領域である測定部分４Ａが２箇所定義される。貫通孔１１と、測定部分４Ａとにより、含水材料６が収容される含水材料保持部が構成される。なお、本明細書において、貫通孔１１及び測定部分４Ａからなる含水材料保持部を「含水材料保持部１１」と称することがある。含水材料６は、電着塗膜４における測定部分４Ａの表面に接触する。
【００９３】
［容器本体及び底部］
底部３２は、底面３２Ａにおいて、電着塗膜４の表面に接している。容器本体３１は、底部３２における底面３２Ａと反対側に配置されている。
【００９４】
含水材料６は、含水材料保持部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、傷５内に侵入している。
【００９５】
底部３２は、例えばシリコーン樹脂製のシート状のシール材であり、容器３０を被覆金属材１上に載置したときに、容器本体３１と電着塗膜４との密着性を向上させるとともに、両者の隙間を埋めることができる。そうして、容器本体３１と電着塗膜４との間からの含水材料６の漏れを効果的に抑制することができる。底部３２を設けない構成も可能であるが、含水材料６の漏れを十分に抑制する観点から設けることが好ましい。
【００９６】
容器本体３１は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料製やセラミック製等、特に好ましくはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料製とすることができる。これにより、容器本体３１と外部との絶縁性を確保しつつ、電極部装置３００、延いては耐食性試験装置１００を軽量化及び低コスト化することができる。
【００９７】
図１、図２、図４に示すように、容器本体３１は、底部３２側の台座部３０２と、台座部３０２において底部３２と反対側に延設された延設部３０１とを備えている。台座部３０２は、平面視、延設部３０１よりも大径である。台座部３０２の外周面３０２Ａ及び延設部３０１の外周面３０１Ａは段差部３０３により接続されている。
【００９８】
各貫通孔１１における容器本体３１及び底部３２の内径、すなわち含水材料保持部１１の径は、傷５の径よりも大きいことが望ましい。そして、容器３０は、含水材料保持部１１が傷５とほぼ同心状になるように、電着塗膜４上に載置されることが望ましい。当該構成により、傷５全体を含水材料６で覆いつつ、耐食性試験に必要十分量の含水材料６を収容することができる。なお、例えば傷５の径が０．１ｍｍ以上７ｍｍ以下の場合は、含水材料保持部１１の径は、例えば０．５ｍｍ以上４５ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができる。本構成により、傷５全体を含水材料６で覆いつつ、耐食性試験に必要十分量の含水材料６を収容することができる。
【００９９】
台座部３０２の底部３２側には、溝部３０４が形成されている。溝部３０４は、各貫通孔１１周りに配置されており、当該溝部３０４内にリング型の磁石３３が収容される。すなわち、各貫通孔１１周りに１つずつリング型の磁石３３が配置される。これにより、容器３０を被覆金属材１の電着塗膜４上に載置したときに、容器３０は、磁石３３の吸着力により、被覆金属材１に吸着固定される。そうして、容器３０の位置ずれを効果的に抑制することができ、後述する耐食性試験の信頼性を向上させることができる。
【０１００】
磁石３３としては、例えばフェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等を用いることができるが、高い吸着力を得る観点から、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石を用いることが望ましい。
【０１０１】
磁石３３は、溝部３０４に収容された後、例えば、エポキシ樹脂等で封止されることが望ましい。これにより、溝部３０４からの磁石３３の抜けや、含水材料保持部１１から溝部３０４への含水材料６の漏れ等を抑制できる。また、封止により、磁石３３と含水材料６との間の絶縁性を確保することで、高い電導性を有する磁石３３の成分の含水材料６への溶け出しによる耐食性試験の信頼性の低下を抑制できる。
【０１０２】
−電極−
２つの電極１２は、その先端１２ａが含水材料６に埋没状態に設けられている。すなわち、２つの電極１２は、それぞれ、２つの含水材料保持部１１の各々に収容された含水材料６に接触している。
【０１０３】
電極１２としては、具体的には例えば炭素電極、白金電極等を使用することができる。
【０１０４】
電極１２の形状は、電気化学測定において一般的に用いられる形状を採用してよいが、特に、電極１２として、先端１２ａに少なくとも１つの孔を有する有孔電極を採用することが好ましい。そして、該先端１２ａを、孔が電着塗膜４の表面と略平行になるように配置することが好ましい。例えば、有孔電極は、先端１２ａがリング状とされ、当該リングが電着塗膜４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、該メッシュ電極を含水材料６に埋没した状態で電着塗膜４と略平行になるように配置してもよい。
【０１０５】
後述する通電ステップＳ５では、傷５において水素が発生し得る。先端１２ａに孔を有していることにより、水素は孔を通って抜けるから、電極１２と電着塗膜４の間に水素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。
【０１０６】
≪外部回路≫
外部回路７は、配線７１と、配線７１上に配置された通電手段８と、を備える。配線７１の両端には、上記２つの電極１２が接続されている。すなわち、配線７１は、２つの電極１２間を電気的に接続している。配線７１としては、公知のものを適宜使用できる。
【０１０７】
−通電手段−
通電手段８は、後述する通電ステップＳ５において、２つの電極１２間に電圧／電流を印加する電源部としての役割を担う。また、同時に、通電手段８は、両者間に流れる電流／電圧を検出する電流検出手段／電圧検出手段としての役割も担う。通電手段８としては、具体的には例えば、電圧／電流の印加法として制御可能なポテンショ／ガルバノスタット等を使用することができる。
【０１０８】
通電手段８は、後述する制御装置９と電気的に接続又はワイヤレス接続されており、制御装置９により制御される。また、通電手段８により外部回路７に印加された又は通電手段８により検出された電圧値、電流値、及び、通電時間等の通電情報は、制御装置９に送られる。
【０１０９】
≪ホットプレート及びフレキシブルヒータ≫
ホットプレート４１及びフレキシブルヒータ４３（以下、まとめて「温調要素４１，４３」と称することがある。）は、少なくとも被覆金属材１の温度を調整するためのものである。なお、本明細書において、温度の調整とは、加温、冷却、所定温度での維持等を含む。
【０１１０】
ホットプレート４１は、被覆金属材１における容器３０が配置される側と反対側、言い換えると被覆金属材１の裏側（鋼板２側）に配置されている。ホットプレート４１は、被覆金属材１及び電着塗膜４近傍の含水材料６を、被覆金属材１の裏側から温度調整するためのものである。なお、第１温調要素として、ホットプレート４１の代わりに、ペルチェ素子、フレキシブルヒータ等を用いてもよい。
【０１１１】
ホットプレート４１は、被覆金属材１への当接部分に配置された第１絶縁部４２（絶縁部）を有している。言い換えると、ホットプレート４１は、当該第１絶縁部４２を介して被覆金属材１に当接されている。ホットプレート４１の温度制御に伴い、被覆金属材１の特に鋼板２の温度が調整されると、化成皮膜３及び電着塗膜４の温度も調整される。そして、電着塗膜４に接触する含水材料保持部１１内の含水材料６、特に電着塗膜４と含水材料６との界面近傍における含水材料６の温度が調整される。
【０１１２】
フレキシブルヒータ４３は、被覆金属材１の表側、すなわち電着塗膜４側に当接されるとともに、含水材料保持部１１の周囲に配置されている。具体的に、フレキシブルヒータ４３は、電着塗膜４上において、容器３０の台座部３０２の外周面３０２Ａの全周を囲うように配置されている。なお、図１では、容器本体３１の台座部３０２及び底部３２の図示を明瞭にするため、フレキシブルヒータ４３の一部の図示を省略している。
【０１１３】
フレキシブルヒータ４３は、被覆金属材１への当接部分に配置された第２絶縁部４４（絶縁部）を有している。言い換えると、フレキシブルヒータ４３は、当該第２絶縁部４４を介して被覆金属材１に当接されている。フレキシブルヒータ４３の温度制御に伴い、特に被覆金属材１におけるフレキシブルヒータ４３に囲まれた内側に位置する部分の温度が調整される。そうすると、その温度が調整された部分に接触する含水材料保持部１１内の含水材料６、特に上述の界面近傍における含水材料６の温度が調整される。フレキシブルヒータ４３は、容器３０の全周に亘って配置されていることが好ましいが、一部にのみ配置されていてもよい。フレキシブルヒータ４３は、具体的には例えば、アルミ箔ヒータ、フィルムヒータ、ラバーヒータ等である。アルミ箔ヒータ等の金属材で覆われたヒータは、第２絶縁部４４を配置して使用すればよい。また、フィルムヒータ及びラバーヒータ等は、それ自体、金属製の発熱体を樹脂フィルム、シリコーンゴム等の絶縁材で覆ってなるヒータであるから、第２絶縁部４４はフレキシブルヒータ４３に一体化されていると考えてもよい。また、フィルムヒータ及びラバーヒータを用いる場合であっても、第２絶縁部４４を別に配置してもよい。
【０１１４】
温調要素４１，４３は、被覆金属材１の温度調整により、電着塗膜４に接触する含水材料６、特に電着塗膜４と含水材料６との界面近傍における含水材料６の温度調整も行うことが望ましい。これにより、電着塗膜４と含水材料６との界面における化学反応の進行が促進され、耐食性試験の試験時間が短縮化される。被覆金属材１及び含水材料６の温度調整を精度よく効率的に行う観点から、ホットプレート４１は、少なくとも被覆金属材１の裏側における含水材料保持部１１に対応する位置に配置されていることが望ましい。また、同様に、被覆金属材１及び含水材料６の温度調整を精度よく効率的に行う観点から、フレキシブルヒータ４３は、上述のごとく、容器３０の周囲、好ましくは全周に配置されていることが望ましい。
【０１１５】
温調要素４１，４３による被覆金属材１及び含水材料６の温度調整により、後述する耐食性試験において、電着塗膜４へのイオンの移動及び水の浸透を促進させ、傷５における腐食を効果的に進行させることができる。そうして、より短時間且つ信頼性の高い耐食性試験が可能となる。また、所望の試験時間に亘って被覆金属材１及び含水材料６の温度を一定に保つことができるから、所定の温度条件における信頼性の高い耐食性試験が可能となる。
【０１１６】
なお、第１絶縁部４２及び第２絶縁部４４（以下、まとめて「絶縁部４２，４４」と称することがある。）は、温調要素４１，４３と被覆金属材１との絶縁性を確保するためのものである。
【０１１７】
被覆金属材１には、傷がつきやすく、取扱中に自然に素地の鋼板２に到達するような傷が発生し得る。鋼板２の露出部分が温調要素４１，４３の当接部分に直接接触すると、その接触部を介してリーク電流が流れ、耐食性試験の信頼性が低下する。
【０１１８】
具体的に、本実施形態の被覆金属材１は裏側に電着塗膜４等の表面処理膜が形成されておらず鋼板２が露出している。このような場合には、鋼板２の表面に酸化膜等が存在している場合であっても自然に傷が形成されて鋼板２の金属が露出する。そして、仮に、温調要素４１，４３が絶縁部４２，４４を有していない場合には、金属の露出部分が直接温調要素４１，４３の当接部分に接触する。
【０１１９】
また、被覆金属材１の裏側に電着塗膜４等の表面処理膜が形成されている場合、及び金属製基材としてメッキ材等を使用している場合においても、被覆金属材１には、傷がつきやすく、取扱中に自然に素地の鋼板２に到達するような傷が発生し得る。特に、被覆金属材１の表側に人工的に傷を形成した場合には、鋼板２の裏側は傷形成時の圧力により僅かに膨らみ得る。そうすると、膨らんだ部分の表面処理膜又はメッキ等が剥がれて鋼板２の金属が露出する。
【０１２０】
こうして、金属の露出部分と温調要素４１，４３とが直接接触すると、その接触部を介してリーク電流が流れる。耐食性試験は、電子の移動を伴う電気化学反応を進行させる試験であるから、リーク電流が流れてしまうと、耐食性試験の信頼性が低下する。
【０１２１】
本構成では、絶縁部４２，４４を介して温調要素４１，４３を被覆金属材１に当接させるから、被覆金属材１と温調要素４１，４３との絶縁性を確保し、接触部を介してリーク電流が流れることを抑制できる。そうして、信頼性の高い被覆金属材の耐食性試験が可能となる。
【０１２２】
絶縁部４２，４４の形状等は特に限定されない。具体的には例えば、絶縁部４２，４４は、温調要素４１，４３と被覆金属材１との間に介在するように配置されるとともに、少なくとも外側が絶縁性となるように構成された皿形状、バット形状等の容器、シート、フィルム等の部材であってもよい。絶縁部４２，４４がこのような部材の場合は、別途部材を準備しておき、被覆金属材１に対して、部材を介して温調要素４１，４３を配置するようにすればよい。なお、耐食性試験では、容器３０と電着塗膜４との間から含水材料６が漏れ、温調要素４１，４３、制御装置９等の周辺機器の汚染、延いては故障を招くおそれがある。従って、含水材料６の漏れによる周辺機器の汚染、故障を抑制する観点から、絶縁部４２，４４として皿形状、バット形状等の容器を採用してもよい。
【０１２３】
また、絶縁部４２，４４は、温調要素４１，４３における被覆金属材１へ当接される表面に配置された絶縁性物質からなる層であってもよい。本構成によれば、絶縁部４２，４４を層状とすることにより、温調要素４１，４３の表面全体に亘って絶縁性物質を配置できるから、被覆金属材１と絶縁部４２，４４との絶縁性をより確実に確保できる。絶縁性物質からなる層は、具体的には例えば、塗布、印刷、蒸着、ラミネート等の方法により絶縁性物質を温調要素４１，４３の表面にコーティングすることにより得られる。
【０１２４】
絶縁部４２，４４を構成する絶縁性物質としては、具体的には例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート等のポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリビニル；ポリアミド；芳香族ポリアミド；ポリフェニレンサルファイド等の耐熱性に優れた絶縁性樹脂が挙げられる。また、他の具体例としては、低硬度のアクリル樹脂、高熱電導性シリコーン樹脂等の熱伝導性に優れた絶縁性樹脂等が挙げられる。さらに、他の具体例としては、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＢＮ、ＢｅＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、マイカ、雲母等のセラミックス、及びこのようなセラミックスの粉末をエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂に混合してなる混合物等が挙げられる。絶縁性物質は、これらのうちの１種又は２種以上の組み合わせであってもよい。
【０１２５】
なお、絶縁部４２，４４が、上述の容器、シート、フィルム等の部材の場合には、部材の少なくとも外側が上述の絶縁性物質で覆われている必要がある。具体的には、絶縁部４２，４４は、絶縁性の樹脂製容器等でもよいし、熱伝導性を向上させる観点から、金属製の容器の表面を絶縁性の樹脂フィルム等で覆ってなる容器等でもよい。
【０１２６】
絶縁部４２，４４は、柔軟性を有していてもよい。ここで、「柔軟性」とは、応力を加えたときには変形し、応力を取り除いたときには元の形状に戻る性質のことである。絶縁部４２，４４が柔軟性を有することにより、被覆金属材１の反り、凹凸等を吸収して、被覆金属材１と温調要素４１，４３との十分な接触状態を確保できる。そうして、温調要素４１，４３による被覆金属材１の温度調整の精度が向上するから、耐食性試験の信頼性が向上する。柔軟性を有する絶縁性物質としては、例えば上述の高熱電導性シリコーン樹脂等が挙げられる。
【０１２７】
絶縁部４２，４４の厚さは、好ましくは１μｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは３μｍ以上１ｍｍ以下、特に好ましくは５μｍ以上５００μｍ以下である。厚さが１μｍ未満では、被覆金属材１と温調要素４１，４３との絶縁の確保が困難となるおそれがある。厚さが５ｍｍ以上では、絶縁部４２，４４の十分な熱伝導性の確保が困難となり、温調要素４１，４３による被覆金属材１の温度調整の精度が低下するおそれがある。絶縁部４２，４４の厚さを上記範囲とすることにより、被覆金属材１と温調要素４１，４３との絶縁性を確保しつつ、絶縁部４２，４４の十分な熱伝導性を確保できる。
【０１２８】
温調要素４１，４３は、後述する制御装置９に電気的に接続又はワイヤレス接続されている。そして、制御装置９の制御部９３が、温度コントローラとして両者の温度を制御する。このように、温調要素４１，４３は、単一の温度コントローラにより制御されることが望ましい。言い換えると、ホットプレート４１に接続された温度コントローラは、フレキシブルヒータ４３に接続された温度コントローラを兼ねることが望ましい。電気化学測定はノイズの影響を受けやすいところ、温度コントローラは、ノイズの発生源となる。特に、耐食性試験装置１００を移動させて工場内や室外において耐食性試験を行う場合には、容易にノイズ遮断ができない場合がある。そのような環境でも、温調要素４１，４３の温度コントローラを制御装置９が兼ねることにより、ノイズ発生源の数を減らし、耐食性試験へのノイズの影響を低減できる。また、温調要素４１，４３の温度コントローラを制御装置９が兼ねることにより、温度コントローラの機体差をなくして両者の温度調整の精度を向上できるとともに、配線経路の複雑化を抑制して耐食性試験装置１００の簡素化及びコンパクト化に資することができる。なお、本構成は、温度コントローラとして、制御装置９以外の装置を使用することを制限するものではない。また、温調要素４１，４３の温度を別々の温度コントローラで制御してもよい。
【０１２９】
温調要素４１，４３の両者を備える構成でもよいが、いずれか一方を備える構成としてもよい。温調要素４１，４３の両者を備えることにより、被覆金属材１を表裏両側から温度調整できるから、被覆金属材１の温度調整が容易となる。また、温調要素４１，４３のいずれか一方を備えることにより、消費電力を抑えることができる。なお、温調要素４１，４３のいずれか一方を備える場合、電着塗膜４と含水材料６との界面近傍における含水材料６の温度を精度よく制御する観点から、ホットプレート４１を備えることが好ましい。また、例えば被覆金属材１が、例えば閉断面構造の部品である等、被覆金属材１の形状等の制約により、被覆金属材１の裏側にホットプレート４１を配置できないことがある。そのような場合には、被覆金属材１の表側にフレキシブルヒータ４３を配置して、被覆金属材１及び含水材料６の温度を調整することが望ましい。
【０１３０】
また、温調要素４１，４３の両者を備える場合であっても、温度調整は両者とも行ってもよいし、いずれか一方のみ行ってもよい。
【０１３１】
≪カメラ≫
カメラ５１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５１は、制御装置９に電気的に接続又はワイヤレス接続されている。カメラ５１により撮影された写真、すなわち画像データは、制御装置９に送られる。カメラ５１は、後述する第１計測ステップＳ２及び第２計測ステップＳ６において、それぞれ通電ステップＳ５前の傷５の写真及び通電ステップＳ５後の傷５周りの電着塗膜４の膨れの写真を撮影する。
【０１３２】
≪制御装置≫
制御装置９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９１と、記憶部９２と、制御部９３と、を備える。また、制御装置９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９２には、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９１は、記憶部９２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９３は、記憶部９２に格納されたデータ、演算部９１の演算結果等に基づいて、制御対象に制御信号を出力し、各種制御を行う。
【０１３３】
制御装置９は、上述のごとく、通電手段８、ホットプレート４１、フレキシブルヒータ４３、及びカメラ５１と、電気的に接続又はワイヤレス接続されている。
【０１３４】
なお、図１では、制御装置９は、被覆金属材１の上方に図示されているが、そのような構成に限る意図ではない。制御装置９が温調要素４１，４３の上側又は下側に配置されていると、含水材料保持部１１から含水材料６が漏れたときに、制御装置９が含水材料６に接触して損傷するおそれがある。従って、制御装置９は、例えば、温調要素４１，４３の側方に配置される構成としてもよい。これにより、含水材料保持部１１から含水材料６が漏れた場合であっても、制御装置９と含水材料６との接触を抑制し、制御装置９の損傷を抑制できる。
【０１３５】
上述のごとく、通電手段８の通電情報、温度センサ３７により検出された温度情報、カメラ５１により撮影された画像データ等は、制御装置９に送られ、記憶部９２に格納される。また、制御部９３は、通電手段８、ホットプレート４１及びフレキシブルヒータ４３に制御信号を出力し、通電手段８により外部回路７に印加される電圧値／電流値、ホットプレート４１及びフレキシブルヒータ４３の温度設定を制御する。なお、制御装置９は、例えばカメラ５１にも制御信号を出力し、カメラ５１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。
【０１３６】
演算部９１は、記憶部９２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、第１計測装置として傷５の大きさとしての径を計測する。また、演算部９１は、上記画像データに基づき、後述する第２計測ステップＳ６では、第２計測装置として傷５周りの電着塗膜４の膨れの大きさを計測する。
【０１３７】
また、演算部９１は、後述する算出ステップＳ７では、被覆金属材１の腐食の進行度合いを算出する算出手段としても機能する。算出された被覆金属材１の腐食の進行度合いの情報も記憶部９２に格納される。
【０１３８】
＜耐食性試験方法＞
図５は、本実施形態に係る耐食性試験方法のフローチャートである。
【０１３９】
本実施形態に係る耐食性試験方法は、図５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、温調ステップＳ４と、通電ステップＳ５と、第２計測ステップＳ６と、算出ステップＳ７と、任意の補正ステップＳ８と、を備える。以下、各ステップについて説明する。なお、補正ステップＳ８については、実施形態３において説明する。
【０１４０】
≪準備ステップ≫
準備ステップＳ１では、被覆金属材１の相離れた少なくとも２箇所に、電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する傷５を備えた被覆金属材１を準備する。
【０１４１】
上述のごとく、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。
【０１４２】
電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する傷５が存在すると、含水材料６を接触させたときに、含水材料６が傷５内に侵入して、傷５において露出する鋼板２に接触する。従って、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。そうして、耐食性試験において、腐食進展速度に関する情報を効率的に得ることができる。
【０１４３】
上述のごとく、傷５は、自然傷であってもよいし、人工的に加えられた人工傷であってもよいが、人工傷であることが望ましい。人工的に傷５を形成することにより、傷５の形状、大きさ等をある程度所望の形状、大きさ等にすることができる。そうして、第１計測ステップＳ２での傷５の大きさの計測が容易となる。また、通電ステップＳ５で発生する電着塗膜４の膨れの進展が容易となる。さらに、第２計測ステップＳ６での電着塗膜４の膨れの大きさの計測が容易となる。そうして、耐食性試験の定量性及び信頼性を向上できる。
【０１４４】
傷５は、点状の傷であってよいし、カッター傷のような線状の傷であってもよいが、好ましくは点状の傷である。そして、２箇所の傷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。また、後述する第２計測ステップＳ６で計測する電着塗膜４の膨れの大きさが大きい方の傷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Ｓ５でカソード反応が進行する傷５、すなわちカソードサイトとなる傷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。なお、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。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。
【０１４５】
傷５が人工傷の場合、傷５を付ける道具の種類は特に問わない。点状の傷５を形成する場合には、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傷５を形成する場合には、カッター等を用いればよい。
【０１４６】
なお、２箇所の傷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。
【０１４７】
≪第１計測ステップ≫
第１計測ステップＳ２は、傷５の大きさを計測するステップである。
【０１４８】
具体的には、カメラ５１を用いて、電着塗膜４の表面上における傷５周辺を撮影する。得られた画像データ上で、演算部９１により傷５の大きさ、すなわち、傷５の径、面積等を計測する。
【０１４９】
計測する傷５は、２箇所ともであってもよいし、通電ステップＳ５においてカソードサイトとなる傷５のみであってもよい。
【０１５０】
傷５の形状が点状の場合、傷５の径、特にカソードサイトとなる傷５の径は、好ましくは０．１ｍｍ以上７ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下、特に好ましくは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。また、傷５の形状に拘わらず、傷５の面積は、好ましくは０．０１ｍｍ２以上４０ｍｍ２以下、より好ましくは０．０２ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下、特に好ましくは０．０５ｍｍ２以上２ｍｍ２以下である。
【０１５１】
後述するように、上記好ましい範囲においては、径又は面積が小さいほど、腐食の加速性は上昇する。もっとも、その径が０．１ｍｍ（及び／又は面積が０．０１ｍｍ２）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７ｍｍ（及び／又は面積が４０ｍｍ２）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。傷５の大きさ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。
【０１５２】
≪接続ステップ≫
接続ステップＳ３は、２つの含水材料保持部１１の各々に収容された含水材料６に接触する２つの電極１２間を外部回路７により電気的に接続するステップである。
【０１５３】
具体的には例えば、まず、図１、図２に示すように、ホットプレート４１のヒータ面上に第１絶縁部４２を配置する。そして、第１絶縁部４２の上に、被覆金属材１を、電着塗膜４が上側になるように載置する。これにより、ホットプレート４１は、第１絶縁部４２を介して被覆金属材に当接した状態となる。そして、被覆金属材１の電着塗膜４の上に、含水材料保持部１１の各々が２箇所の傷５の各々を囲むように容器３０を配置する。このとき、含水材料保持部１１が傷５と同心となるように容器３０を配置することが好ましい。さらに、電着塗膜４上であり且つ容器３０の全周に第２絶縁部４４を介してフレキシブルヒータ４３を配置する。
【０１５４】
ここで、抵抗計を用いて、温調要素４１，４３と鋼板２との間の抵抗値を計測し、温調要素４１，４３及び鋼板２間の絶縁性が確保されていることを確認する。抵抗計としては、市販のテスタ等を用いることができる。本明細書において、抵抗値が、好ましくは２０ＭΩ超、より好ましくは１００ＭΩ以上、特に好ましくは１ＧΩ以上である場合に、温調要素４１，４３及び鋼板２間の絶縁性が確保されていると判断する。
【０１５５】
なお、例えば、抵抗計の２つの端子の一方を温調要素４１，４３のヒータ部分に固定しておくようにしてもよい。これにより、抵抗計の他方の端子を鋼板２に接触させるだけで、温調要素４１，４３と鋼板２との間の抵抗値を計測できるから、抵抗値を計測する工程が簡素化される。
【０１５６】
そして、含水材料保持部１１の中に含水材料６を所定量入れる。次に、外部回路７の両端に設けられたリング状の２つの電極１２を、各含水材料保持部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のリング状の先端１２ａが電着塗膜４の表面と平行、且つ、傷５と同心になるように、電極１２を配置することが好ましい。
【０１５７】
以上により、含水材料保持部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、傷５内に浸入した状態になる。また、含水材料６に接触する２つの電極１２間を外部回路７により電気的に接続した状態となる。
【０１５８】
≪温調ステップ≫
温調ステップＳ４は、温調要素４１，４３により、少なくとも被覆金属材１、好ましくは被覆金属材１及び含水材料６、より好ましくは被覆金属材１及び電着塗膜４と含水材料６との界面近傍における含水材料６の温度を調整するステップである。
【０１５９】
温調要素４１，４３により、被覆金属材１等の温度は、電着塗膜４のガラス転移温度未満に調整されることが望ましい。被覆金属材１の温度が電着塗膜４のガラス転移温度以上にまで上昇すると、電着塗膜４の物性が変化してしまい、耐食性試験の信頼性が低下するおそれがある。本構成によれば、被覆金属材１の温度が電着塗膜４のガラス転移温度未満に制御されるから、電着塗膜４の物性変化を抑制でき、信頼性の高い耐食性試験が可能となる。なお、電着塗膜４のガラス転移温度は、被覆金属材１から採取した表面処理膜のサンプルについて、例えば、熱機械分析（ＴＭＡ）、動的粘弾性測定（ＤＭＡ）等を用いて計測してもよいし、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準拠し、示差熱分析（ＤＴＡ）又は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて計測してもよい。
【０１６０】
また、被覆金属材１の温度は、含水材料６の凝固温度よりも高い温度とすることが望ましい。被覆金属材１の温度を含水材料６の凝固温度以下とすると、被覆金属材１に接触する含水材料６の温度も凝固温度以下に低下して含水材料６が固化し得る。そして、含水材料６と電着塗膜４との界面における化学反応の速度が大きく低下し、耐食性試験を行うことが困難になるおそれがある。
【０１６１】
具体的には、被覆金属材１等の温度は、好ましくは３０℃以上、より好ましくは４０℃以上、特に好ましくは５０℃以上、及び、好ましくは１００℃以下、より好ましくは９０℃以下、特に好ましくは８０℃以下に調整されることが望ましい。本構成によれば、含水材料６及び電着塗膜４の状態変化を抑えつつ両者の界面における化学反応の進行を促進して被覆金属材１の腐食を促進できる。そうして、耐食性試験の試験時間の短縮化を図ることができる。なお、被覆金属材１が自動車部品用であり、電着塗膜４が自動車用塗料により形成された塗膜である場合には、塗膜の一般的なガラス転移温度は約９０℃以上であるから、被覆金属材１の温度は約９０℃未満、好ましくは約８０℃以下とすることが望ましい。
【０１６２】
なお、被覆金属材１及び電着塗膜４と含水材料６との界面近傍における含水材料６の温度を調整する場合には、温度計を用いて、電着塗膜４と含水材料６との界面近傍の含水材料６の温度を計測し、所定の温度に調整されていることを確かめることが望ましい。
【０１６３】
温調ステップＳ４では、含水材料６を電着塗膜４の表面上に配置し、温度調整を行った状態で、通電を行う前に、所定時間保持するようにしてもよい。温調ステップＳ４における所定時間、すなわち温度の保持時間は、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。
【０１６４】
含水材料６を電着塗膜４の表面上に配置し、温度調整を行っ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３中ドット模様で示すように、電着塗膜４への水の浸透及びイオンの移動を予め促すことができる。このことは、測定部分４Ａ全体に亘って、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Ｓ５における被覆金属材１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。
【０１６５】
≪通電ステップ≫
通電ステップＳ５では、通電手段８により、２つの電極１２の一方及び他方を、それぞれアノード及びカソードとして両者間に通電することにより、被覆金属材１の腐食を進行させる。
【０１６６】
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、例えば電流値が一定値となるように定電流制御される。
【０１６７】
詳細に、図３は、左側の電極１２が通電手段８の負極側、右側の電極１２は通電手段８の正極側に接続された状態を示す。図３の状態では、通電が行われると、左側の電極１２と含水材料６との界面では還元反応が進行するから、左側の電極１２はカソードとなる。
【０１６８】
そして、左側の傷５は、左側の電極１２と同一の含水材料６に接触しているから、左側の傷５における鋼板２の露出部５Ａ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、左側の傷５は、アノードサイトとなる。
【０１６９】
上記アノードサイトにおけるアノード反応により発生した電子ｅ−は鋼板２を通って右側の傷５に移動する。そして、右側の傷５における鋼板２の露出部５Ａは、含水材料６と接触しているから、水中の溶存酸素及び水素イオンが還元されて水酸基ＯＨ−及び水素が生成されるカソード反応が進行する。すなわち、右側の傷５は、カソードサイトとなる。なお、右側の傷５では、通電条件によっては、水の電気分解も進行し、水素が発生する。
【０１７０】
さらに、右側の傷５が接触する含水材料６は、右側の電極１２とも接触しているから、右側の電極１２と含水材料６との界面では酸化反応が進行する。そうして、右側の電極１２はアノードとなる。
【０１７１】
アノードサイトとなる傷５では、アノード反応が進行し、カソード反応の進行は抑制されるから、電着塗膜４の膨れはほとんど発生しない。
【０１７２】
一方、カソードサイトとなる傷５において、カソード反応が進行すると、ＯＨ−の生成により傷５の周りがアルカリ性環境になる。これにより、鋼板２表面の下地処理（化成処理）がダメージを受けて電着塗膜４の密着性が低下し、傷５の周りで電着塗膜４が浮き上がり、電着塗膜４の膨れが発生する。また、アルカリ性環境下で鋼板２との密着性が低下した電着塗膜４は、水の電気分解やＨ＋の還元により発生した水素によりさらに押し上げられ、電着塗膜４の膨れが進展する。
【０１７３】
このような傷５の周りにおけるカソード反応の進行並びに電着塗膜４の膨れの発生及び進展は、被覆金属材１の実際の腐食を加速再現するものである。すなわち、傷５の周りで発生する電着塗膜４の膨れの発生及び進展は、被覆金属材１の腐食の進行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できる。特に、電着塗膜４の膨れの大きさの増加速度は、上述の金属の腐食過程のうちの腐食進展速度に相当する。従って、被覆金属材１の腐食の進行度合いとして、電着塗膜４の膨れの大きさの増加速度を得ることにより、被覆金属材１の腐食進展速度に関する耐食性を精度よく評価できる。
【０１７４】
なお、アノードサイト及びカソードサイトの外観写真の具体例を図６に示す。
【０１７５】
具体的に、まず、金属製基材としての鋼板２（ＳＰＣ）に、化成皮膜３（リン酸亜鉛皮膜、化成処理時間１２０秒）を介して、エポキシ樹脂系の電着塗膜４（焼付条件１４０℃×１５分、厚さ１０μｍ）を設けてなる被覆金属材１を供試材Ａとした。供試材Ａの電着塗膜４が形成された面に対し、ビッカース硬さ試験機を用いて、人工的に２箇所の傷５を形成した。２箇所の傷５の径はいずれも１ｍｍであり、両傷５間の距離は４ｃｍであった。そして、供試材Ａに対し、含水材料６として、水１．３Ｌに対し、電解質材料としての塩化ナトリウム５０ｇ、及びカオリナイト５００ｇを混合させてなる混合物を用い、５０℃の条件で、１ｍＡの定電流を５分間印加した。
【０１７６】
図６は、上記耐食性試験後のアノードサイト及びカソードサイトを示す。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。カソードサイトでは、傷５と、当該傷５の周りに形成された電着塗膜４の膨れが観察される。一方、アノードサイトでは、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。
【０１７７】
なお、電着塗膜４の膜質、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いてもカソード反応が進行する場合がある。すなわち、２箇所の傷５において、アノード反応が進行する傷５と、カソード反応が進行する傷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Ｓ７において、電着塗膜４の膨れが大きい方の傷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。
【０１７８】
また、通電ステップＳ５では、通電により、含水材料６中の電解質成分の陰イオン（Ｃｌ−等）又は陽イオン（Ｎａ＋等）が電着塗膜４を通って鋼板２に向かって移動する。これらのイオンは水和状態であるから、イオンの移動に伴って水が電着塗膜４に浸透していく。さらに、電極１２が傷５を囲むように配置されているから、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。こうして、通電により、傷５周りの電着塗膜４へのイオンの移動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、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。
【０１７９】
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アノードサイトと、カソード反応が進行するカソードサイトとを分離するとともに、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。
【０１８０】
そして、本実施形態に係る耐食性試験方法は、上述のごとく、含水材料６にカオリナイトが所定量含まれることを特徴とする。
【０１８１】
図７に模式的に示すように、含水材料６として、上記の範囲の含有量のカオリナイト６３を含有することにより、試験中、カオリナイト６３が電着塗膜４上に沈殿する。そうすると、通電ステップＳ５において、含水材料６と鋼板２との接触部において発生した水素が電着塗膜４の切れ目４Ｂ等から放出されにくくなり、電着塗膜４と鋼板２との間に保持されるようになる。そうして、電着塗膜４と鋼板２との間の内圧が上昇する。一方、含水材料６に含まれる電解液成分６１は、電着塗膜４に浸透するとともに、切れ目４Ｂ等から電着塗膜４と鋼板２との間に侵入し、押し上げられた電着塗膜４の鋼板２側の面に案内されて、電着塗膜４の膨れが進展する先端部分４Ｃに効率よく供給される。これにより、当該先端部分４Ｃにおいてカソード反応がさらに進行する。そうして、矢印４Ｄで示すように、カソード反応の進行及び水素による内圧の上昇により、先端部分４Ｃにおける電着塗膜４の押し上げが促進される。そして、電着塗膜４の膨れの進展がさらに促進される。
【０１８２】
なお、後述する水素の脱泡性の評価に示すように、カオリナイトの含有量が過剰になると、水素の放出が過剰に抑制されるため、逆に腐食の進行が抑制され得る。また、後述する保温性の評価試験及び電着塗膜４への水浸透性評価試験の結果に示すように、カオリナイトの含有量が増加すると、含水材料６の保温性及び電着塗膜４への水浸透性のいずれもが向上する。従って、カオリナイトの含有量を上記の範囲とすることにより、水素の脱泡性、含水材料６の保温性及び電着塗膜４への水浸透性のいずれもが優れるから、腐食の促進性が向上する。
【０１８３】
通電ステップＳ５における電流値は、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以下である。電流値が１０μＡ未満では、腐食の加速再現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。
【０１８４】
通電ステップＳ５における通電時間は、電着塗膜４の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時間以下とすることができる。なお、温調ステップＳ４で、通電前に所定の温度で所定時間保持する場合には、通電時間は好ましくは０．１時間以上１時間以下とすることができる。
【０１８５】
２つの電極１２間には、上述のごとく定電流を印加することが望ましいが、定電圧を印加してもよい。
【０１８６】
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、概ね設定値に制御され得る。通電を定電流制御とすることにより、腐食の加速に直接関与する電流値が安定するから、腐食の加速再現性が良くなる。そうして、耐食性試験の信頼性を向上できる。
【０１８７】
これに対して、定電圧制御の場合、電着塗膜４への含水材料６の浸透度合い、化成皮膜３の劣化や発錆に伴う抵抗値の変動等の影響により電流値が大きく変動し、腐食の加速再現性の面で不利になるおそれがある。なお、温調ステップＳ４において、通電前に所定の温度で所定時間保持すると、通電ステップＳ５前に電着塗膜４への含水材料６の浸透を促進できるから、定電圧制御であっても電流値の変動は抑制され得る。また、定電圧制御における電流プロット（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ようにしてもよい。
【０１８８】
≪第２計測ステップ≫
第２計測ステップＳ６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。
【０１８９】
上述の第１計測ステップＳ２で、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、電着塗膜４の膨れにより現れた傷５周りの膨れ部の径、すなわち膨れ径を計測することにより得られる（図６のカソードサイト外観写真（剥離前）参照）。また、電着塗膜４の膨れの大きさは、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、すなわち剥離径を計測して得てもよい（図６のカソードサイト外観写真（剥離後）参照）。
【０１９０】
具体的には、第２計測ステップＳ６では、カメラ５１を用いて、剥離前又は剥離後の傷５周辺を撮影する。得られた画像データ上で、演算部９１により膨れ径又は剥離径を計測する。
【０１９１】
なお、後述する算出ステップＳ７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傷５の膨れ径又は剥離径である。
【０１９２】
従って、第２計測ステップＳ６では、２箇所の傷５のうち、片方の傷５における電着塗膜４の膨れが残りの傷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、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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
なお、上述の第１計測ステップＳ２で、傷５の大きさとして、その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面積を採用すればよい。具体的には、電着塗膜４の膨れの大きさとして、膨れ面積又は剥離面積を計測すればよい。
【０１９５】
電着塗膜４の膨れの大きさは、被覆金属材１を構成する材料、電着塗膜４の膜質、耐食性試験の試験条件等により変動し得るが、十分な腐食の促進性を得る観点から、例えば以下の範囲とすることができる。具体的には、電着塗膜４の膨れの大きさとしての膨れ径及び剥離径は、好ましくは０．４ｍｍ以上２０ｍｍ以下、より好ましくは０．６ｍｍ以上１７ｍｍ以下、特に好ましくは１ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。また、電着塗膜４の膨れの大きさとしての膨れ面積及び剥離面積は、好ましくは０．１ｍｍ２以上３２０ｍｍ２以下、より好ましくは０．２ｍｍ２以上２３０ｍｍ２以下、特に好ましくは０．５ｍｍ２以上１８０ｍｍ２以下である。
【０１９６】
なお、後述する実施例及び比較例の耐食性試験において使用した供試材Ｂ及び試験条件では、電着塗膜４の膨れの大きさとしての膨れ径及び剥離径は、好ましくは５．４ｍｍ以上、より好ましくは７．０ｍｍ以上、特に好ましくは９．０ｍｍ以上であり、好ましくは１０ｍｍ以下である。また、当該供試材Ｂ及び試験条件の場合、電着塗膜４の膨れの大きさとしての膨れ面積及び剥離面積は、好ましくは１５ｍｍ２以上、より好ましくは２５ｍｍ２以上、特に好ましくは４１ｍｍ２以上であり、好ましくは８０ｍｍ２以下である。
【０１９７】
電着塗膜４の膨れの大きさが下限値未満では、腐食の進展が不十分となり、耐食性試験の信頼性が低下するおそれがある。また、電着塗膜４の膨れが大きすぎると、そのような膨れを発生させるために、特に膜質の優れた被覆金属材１では、通電ステップＳ５における通電時間が長くなるおそれがある。電着塗膜４の膨れの大きさを上記範囲とすることにより、電着塗膜４の膨れの大きさを精度よく容易に算出できるとともに、腐食の促進性を向上できるから、短時間で信頼性の高い耐食性試験が可能となる。
【０１９８】
≪算出ステップ≫
算出ステップＳ７では、第１計測ステップＳ２で計測した傷５の大きさと第２計測ステップＳ６で計測した電着塗膜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。
【０１９９】
上述のごとく、通電ステップＳ５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。
【０２００】
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で計測した傷５の大きさと第２計測ステップＳ６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。なお、本明細書において、「電着塗膜４の膨れの進展速度」を「腐食進展速度」と称することがある。
【０２０１】
腐食の進行度合いとして、腐食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で計測した傷５の径又は面積と、第２計測ステップＳ６で計測した膨れ径若しくは剥離径又は膨れ面積若しくは剥離面積と、に基づいて、通電中に電着塗膜４の膨れが進展した領域の距離又は面積等を算出する。この進展した領域の距離又は面積と、通電ステップＳ５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。
【０２０２】
具体的には例えば、傷５の径及び電着塗膜４の剥離径から電着塗膜４の腐食進展速度を算出する場合、傷５の径及び電着塗膜４の剥離径の差の１／２を腐食が進展した距離とし、当該距離を通電時間で割ることにより、腐食進展速度が得られる。このようにして得られた腐食進展速度は、被覆金属材１を構成する材料、電着塗膜４の膜質、耐食性試験の試験条件等により変動し得るが、腐食の促進性向上の観点から、例えば０．３ｍｍ／ｈ以上、好ましくは０．４ｍｍ／ｈ以上、より好ましくは０．７ｍｍ／ｈ以上であることが望ましい。なお、腐食進展速度は、後述する実施例及び比較例の耐食性試験において使用した供試材Ｂ及び試験条件の場合、好ましくは４．６ｍｍ／ｈ以上、より好ましくは６．２ｍｍ／ｈ以上、特に好ましくは８．２ｍｍ／ｈ以上である。腐食進展速度の上限値は、特に限定されるものではないが、計測の容易性及び試験の信頼性の観点から、例えば２０ｍｍ／ｈ以下、好ましくは１０ｍｍ／ｈ以下とすることができる。
【０２０３】
算出ステップＳ７で算出された腐食の進展度合いは、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腐食の進展度合いと、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。
【０２０４】
＜実施例＞
以下、具体的に実施した実施例について説明する。
【０２０５】
≪耐食性試験≫
−実施例及び比較例−
金属製基材としての鋼板２（ＳＰＣ）の一面に、化成皮膜３（リン酸亜鉛皮膜、化成処理時間３０秒）を介して、エポキシ樹脂系の電着塗膜４（焼付条件１５０℃×２０分、厚さ１０μｍ）を設けてなる被覆金属材１を供試材Ｂとした。
【０２０６】
供試材Ｂの電着塗膜４が形成された面に対し、ビッカース硬さ試験機を用いて、３０ｋｇの荷重により人工的に傷５を形成した。なお、傷５は、互いに４ｃｍの間隔をあけて同一径で２箇所に形成した。傷５の径は０．８ｍｍであった。
【０２０７】
ホットプレート４１のヒータ面上にＳＵＳ製のバットを載置し、バットの表面を絶縁部４４としてのポリ塩化ビニリデン製のフィルム（厚さ１１μｍ）で覆った。なお、バットは、含水材料６が漏れた場合に、ホットプレート４１の汚染を抑制するためのものである。
【０２０８】
供試材Ｂの電着塗膜４が形成された面が上側になるように、供試材Ｂを上記バットのフィルム上に載置した。
【０２０９】
この状態で、ホットプレート４１のヒータ面と供試材Ｂの鋼板２との間の抵抗値を、市販のテスタ（抵抗値が２０ＭΩ超で計測不能、０．１Ω未満で０（ゼロ）Ωと表示）を用いて計測した。抵抗値は、計測不能（２０ＭΩ超）であり、ホットプレート４１のヒータ面と鋼板２との間の十分な絶縁性が確保されていることを確認した。
【０２１０】
そして、供試材Ｂに対し、図１に示す態様で、容器３０等を配置した。なお、フレキシブルヒータ４３及び第２絶縁部４４は配置しなかった。そして、含水材料保持部１１に含水材料６を注入した。用いた含水材料６の成分配合を、表１に示す。なお、含水材料６の成分として以下を使用した；
水：イオン交換水、
ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）：ナイカイ塩業株式会社製  ＮａＣｌ（９９％）、
Ｎａ２ＳＯ４（硫酸ナトリウム）：シグマアルドリッチ社製  一級、
ＣａＣｌ２（塩化カルシウム）:林純薬工業株式会社製  一級、
カオリナイト：シグマアルドリッチ社製  粒子径２μｍ、密度２．６ｇ／ｃｍ３。
【０２１１】
【表１】
0006835286.tif 000002
【０２１２】
なお、含水材料６中における電解質材料の総含有量は、４．８質量％〜８．４質量％であった。
【０２１３】
ホットプレート４１の温度を調整して、電着塗膜４と含水材料６との界面近傍の含水材料６の温度を６５℃とし、そのまま３０分間保持した（温調ステップ）。
【０２１４】
そして、図３の状態で、２つの電極１２間に１ｍＡの定電流を３０分間印加した。
【０２１５】
−剥離径−
定電流を印加後、含水材料６を除去し、供試材Ｂの表面を水で洗浄した。そして、粘着テープ（ニチバン株式会社製、Ｎｏ．４０５）を用いて電着塗膜４の膨れ部を除去し、剥離径を計測した。結果を表１に示す。
【０２１６】
なお、比較例１，６，７の試験は１回のみ行った。また、実施例１〜１０及び比較例２〜５の試験は、全く同一の条件で２回又は３回行った。表１に示す実施例１〜１０及び比較例２〜５の剥離径の値は、２回又は３回の試験で得られた剥離径の値の平均値である。
【０２１７】
−腐食進展速度−
以下の式（１）に基づいて、腐食進展速度を算出した。
【０２１８】
腐食進展速度（ｍｍ／ｈ）
＝（剥離径（ｍｍ）−傷の径（０．８ｍｍ））／（２×０．５（ｈ））
＝剥離径（ｍｍ）−傷の径（０．８ｍｍ）  ・・・（１）
−腐食の促進性−
表１の剥離径の結果から腐食の促進性を以下の指標に基づいて評価した；
◎：剥離径が７．０ｍｍ以上、
○：剥離径が５．４ｍｍ以上７．０ｍｍ未満、
△：剥離径が２．０ｍｍ以上５．４ｍｍ未満、
×：剥離径が２．０ｍｍ未満、又は、電流が流れない。
【０２１９】
すなわち、剥離径が５．４ｍｍ以上であれば、腐食の促進性は良い（○）と判断した。特に、剥離径が７．０ｍｍ以上の場合には、腐食の促進性は非常に良い（◎）と判断した。
【０２２０】
一方、剥離径が２．０ｍｍ以上５．４ｍｍ未満の場合は、腐食の促進性は観察できるものの、良いとはいえない（△）と判断した。また、剥離径が２．０ｍｍ未満、又は、通電ステップＳ５において電流が流れず腐食が進行しない場合には、腐食の促進性は悪い（×）と判断した。
【０２２１】
なお、腐食の促進性評価において、○と△との境界となる閾値を５．４ｍｍとした理由の１つとして、剥離径（平均値）が５．４ｍｍ未満では、２回又は３回計測した剥離径の個々のデータのばらつきが、剥離径（平均値）が５．４ｍｍ以上の場合と比べて、大きくなることが挙げられる。具体的には例えば、実施例１，１０では、剥離径の平均値と最小値との差がそれぞれ０．１ｍｍ及び０．４ｍｍであったのに対し、比較例３，４では、剥離径の平均値と最小値との差はそれぞれ０．９ｍｍ及び０．７ｍｍであった。このように、剥離径（平均値）が５．４ｍｍ未満では、腐食の進行の安定性が低下する。
【０２２２】
≪水素の脱泡性≫
上記耐食性試験の通電ステップＳ５において、電着塗膜４と鋼板２との間からの水素の放出（脱泡）が過度に抑制されると、両者間の空洞が大きくなり、含水材料６と鋼板２との十分な接触が抑制され得る。そうして、カソード反応の進行が抑制されて電流が流れなくなり、延いては腐食が進行しなくなる。
【０２２３】
通電ステップＳ５における電流の流れやすさにより以下の通り水素の脱泡性を評価した；
○：設定通り１ｍＡの電流が流れる、
△：電流が流れたり流れなかったりする、
×：電流が流れない。
【０２２４】
≪保温性評価試験≫
図８に示すように、含水材料６を円筒からなる含水材料保持部１１に注入し、以下の方法で含水材料６の保温性について検討した。
【０２２５】
具体的には例えば、含水材料６を、２つの含水材料保持部１１に、それぞれ８ｍＬ及び１．１ｍＬ注入した（例えば図８の左端及び中央の含水材料保持部１１）。そして、ホットプレート４１の設定温度を６１℃とし、３０分間保持した後に、電着塗膜４及び含水材料６の界面近傍（界面から５ｍｍ以内）の含水材料６の温度を測定した。そして、含水材料６の注入量が８ｍＬの場合と１．１ｍＬの場合の温度差を用いて含水材料６の保温性を以下の通り評価した；
○：０．５℃未満、
△：０．５℃以上１℃未満、
×：１℃以上。
【０２２６】
例えば、比較例１では、３０分間保持する前の温度は、８ｍＬ及び１．１ｍＬのいずれも６１℃、３０分間保持した後の温度は、８ｍＬでは４３℃、１．１ｍＬでは５５℃であった。すなわち、上記温度差は１２℃となり、×の評価となった。
【０２２７】
比較例１の含水材料６はカオリナイトを含有せず電解液成分６１のみからなる。そのため、８ｍＬの場合には、図８の左端に示すように、含水材料６の対流により界面近傍の含水材料６が含水材料保持部１１内全体に拡散されて、界面近傍における含水材料６の温度低下がもたらされたものと考えられる。一方、１．１ｍＬの場合には、含水材料６の量が少ないため、ホットプレート４１により含水材料６全体の温度が上昇しており、含水材料６が対流しても、温度低下が起こりにくいと考えられる。
【０２２８】
一方、例えば、実施例８では、３０分間保持する前の温度は、８ｍＬ及び１．１ｍＬのいずれも６１℃、３０分間保持した後の温度は、８ｍＬ及び１．１ｍＬのいずれも５２℃であった。すなわち、上記温度差は０℃となり、○の評価となった。
【０２２９】
実施例８の含水材料６は、カオリナイト６３を含有する。このため、実施例８の試験では、カオリナイト６３という固形成分が存在することや、カオリナイト６３の結晶の層間に含水材料６の水が保持されること等により、図８の右端に示すように、全体として含水材料６の対流が抑制されると考えられる。これにより、含水材料６の量が多い場合（８ｍＬ）でも、含水材料６の量が少ない場合（１．１ｍＬ）と同様に、界面近傍の含水材料６の拡散が抑制され、界面近傍の含水材料６の温度低下が抑制されたものと考えられる。
【０２３０】
≪電着塗膜への水浸透性評価試験≫
供試材Ｂを５０℃の含水材料６に浸漬し、電着塗膜４への水分の侵入に伴う質量変化を５分毎に測定し、飽和するまでの時間、すなわち質量変化が５％以内となるまでの時間を指標として評価した；
○：３０分未満、
△：３０分以上４５分未満、
×：４５分以上。
【０２３１】
≪考察≫
−剥離径及び腐食の促進性について−
図９は、表１の剥離径をカオリナイトの含有量に対してプロットしたグラフである。なお、図９中、表１の腐食の促進性の評価において○と△との境界となる閾値５．４ｍｍを２点鎖線で示している。表１及び図９に示すように、含水材料６中におけるカオリナイトの含有量を０質量％（比較例１）から５５．９質量％（比較例７）まで増加させると、３６．０質量％以上４５．０質量％以下（実施例１〜１０）では、剥離径が５．４ｍｍ以上となり、腐食の促進性が優れることが判った。特に、含水材料６中におけるカオリナイトの含有量が３８．８質量％以上４４．３質量％以下（実施例４〜９）では、剥離径が７．０ｍｍ以上となり、腐食の促進性が非常に優れることが判った。
【０２３２】
また、含水材料６中におけるカオリナイトの含有量が３６．０質量％未満（比較例１〜３）及び４５．０質量％超（比較例４〜７）では、剥離径が５．４ｍｍ未満となり、腐食の促進性が優れないか又は悪いことが判った。
【０２３３】
−水素の脱泡性について−
比較例１〜３及び実施例１〜９では水素の脱泡性は良好であることが判った。実施例１０及び比較例４，５では、脱泡性は優れないことが判った。また、比較例６，７では、脱泡性は悪いことが判った。
【０２３４】
すなわち、カオリナイトの含有量が増加するにつれて、水素の脱泡性は低下することが判った。
【０２３５】
−保温性−
実施例４〜１０及び比較例４〜７の含水材料６は、保温性に優れることが判った。一方、比較例２，３及び実施例１〜３の含水材料６は保温性が優れず、比較例１の含水材料６は保温性が悪いことが判った。
【０２３６】
すなわち、カオリナイトの含有量が増加するにつれて、含水材料６の保温性は向上することが判った。これは、カオリナイトの含有量が増加するにつれて、含水材料６の対流が抑制されるためと考えられる。
【０２３７】
−電着塗膜への水浸透性−
実施例２〜１０及び比較例４〜７の含水材料６は、電着塗膜４への水浸透性に優れることが判った。一方、比較例２，３及び実施例１の含水材料６は電着塗膜４への水浸透性が優れず、比較例１の含水材料６は電着塗膜４への水浸透性が悪いことが判った。
【０２３８】
すなわち、カオリナイトの含有量が増加するにつれて、含水材料６の電着塗膜４への水浸透性は向上することが判った。
【０２３９】
−まとめ−
腐食の促進性が非常に優れる実施例４〜９（カオリナイト含有量３８．８質量％以上４４．３質量％以下）では、水素の脱泡性、保温性及び電着塗膜４への水浸透性のいずれも優れている（○）ことが判った。
【０２４０】
また、腐食の促進性が悪い比較例１，６，７では、水素の脱泡性、保温性及び電着塗膜４への水浸透性の少なくともいずれかが悪い（×）ことが判った。
【０２４１】
（実施形態２）
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、実施形態１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。
【０２４２】
実施形態１では、被覆金属材１の相離れた複数箇所に傷５が存在し、そのうちの２箇所の傷５を用いる場合について説明した。
【０２４３】
実施形態２では、被覆金属材１の１箇所に傷５が存在する場合、又は、相離れた複数箇所の傷５のうち１箇所を用いる場合について説明する。
【０２４４】
図１０、図１１は、実施形態２に係る耐食性試験装置の一例を示す。図１２は、実施形態２に係る耐食性試験方法の原理を説明するための図である。
【０２４５】
＜耐食性試験装置＞
≪電極部装置≫
実施形態２の電極部装置３００は、含水材料保持部１１を１つ有している。また、電極部装置３００は、任意の温度センサ３７（温度検出手段）を備えている。
【０２４６】
−容器−
容器３０の容器本体３１は、１つの貫通孔１１を備えている。そして、容器３０は、任意の蓋部３４と、任意の側壁孔３８と、任意の穴３６と、を備えている。
【０２４７】
［容器本体及び底部］
容器本体３１及び底部３２は、１つの貫通孔１１を備えた、例えば円筒状、多角筒状等の筒状の部材であり、熱膨張時のひずみを低減させる観点から、好ましくは円筒状の部材である。
【０２４８】
容器本体３１の内径と底部３２の内径とは同一である。容器本体３１及び底部３２の貫通孔１１の内周面により形成される空間からなる内部は、含水材料を保持する１つの含水材料保持部１１を構成する。含水材料保持部１１は、底面３２Ａに設けられた開口部１１Ａを備えている。容器３０を被覆金属材１の電着塗膜４上に載置した状態で、開口部１１Ａにより定義される被覆金属材１の１つの領域が１つの測定部分４Ａとなる。
【０２４９】
なお、含水材料６の漏れを効果的に抑制する観点から、後述する実験例に示すように、底部３２の厚さは１ｍｍ超であることが好ましく、底部３２の硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５０で規定されたデュロメータＡ硬度で、５０以下であることが好ましい。また、底部３２の厚さの上限値は、特に限定されるものではないが、後述する磁石３３による吸着力の効果を得る観点及び底部３２の材料コスト低減の観点から、例えば１０ｍｍ以下とすればよい。底部３２の硬度の下限値は、特に限定されるものではないが、上記デュロメータＡ硬度で、底部３２として使用可能な製品の入手容易性の観点から、例えば１０以上とすればよい。底部３２の厚さ及び硬度の好ましい数値範囲については、他の実施形態においても適用され得る。
【０２５０】
容器本体３１の中心軸３１Ｂ周りにおいて、台座部３０２及び延設部３０１の内径は同一である。台座部３０２の外径は、延設部３０１の外径よりも大きい。
【０２５１】
実施形態１と同様に、台座部３０２の底部３２側には、溝部３０４が形成されており、リング型の磁石３３が収容される。これにより、容器３０の位置ずれを効果的に抑制できる。なお、磁石３３は、実施形態１と同様に、樹脂等で封止されることが望ましい。
【０２５２】
磁石３３の強度は、後述する実験例に示すように、３７０ｍＴ以上であることが好ましい。本構成によれば、電極部装置３００と被覆金属材１とのより高い密着性を確保できる。なお、磁石３３の強度の上限値は、特に限定されるものではないが、例えば１３００ｍＴ以下とすることができる。磁石３３の強度の好ましい数値範囲は、他の実施形態においても適用され得る。
【０２５３】
［実験例］
エポキシ樹脂製の容器本体３１（含水材料保持部１１の内径１０ｍｍ）の底面３２Ａ側に、シリコーン樹脂製の底部３２としてのシリコーンマットを配置して、平坦な机上に載置し、容器本体３１の内部に水を注入して１０分間保持し、水漏れの有無を調べた。なお容器本体３１の底面３２Ａ側にはリング型のネオジム磁石（株式会社マグファイン製）がエポキシ樹脂により埋め込まれている。結果を、表２に示す。シリコーンマットの硬さは、ＪＩＳ  Ｋ６２５０で規定されたデュロメータＡ硬度で示している。
【０２５４】
【表２】
0006835286.tif 000003
【０２５５】
実験例１〜４の結果から、磁石の強度が高く、シリコーンマットの硬さが柔らかく、厚さが大きい方が、水漏れの抑制効果が高いことが判った。
【０２５６】
［蓋部］
蓋部３４は、容器本体３１の上側開口部３１Ａを閉塞する。耐食性試験中に含水材料６の溶媒成分等が揮発すると、含水材料６の成分濃度が変化し、試験の信頼性が低下するおそれがある。蓋部３４により上側開口部３１Ａを閉塞することにより、含水材料６の揮発分が容器本体３１内で上方に移動しても、容器本体３１の外部への放出が抑制される。そうして、試験中における含水材料６の減少を抑制できる。また、含水材料６及び被覆金属材１の温度を上昇させて試験を行う場合には、保温の効率を上昇できる。
【０２５７】
蓋部３４は、容器本体３１と同様に、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料製やセラミック製等とすることができ、特に好ましくはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料製とすることができる。これにより、含水材料保持部１１と外部との絶縁性を確保しつつ、電極部装置３００、延いては耐食性試験装置１００を軽量化及び低コスト化することができる。
【０２５８】
また、特に、容器本体３１及び／又は蓋部３４の材料としてＰＥＥＫ材を使用すると、ホットプレート４１及び／又はフレキシブルヒータ４３の誤動作等による容器本体３１及び／又は蓋部３４の溶損を抑制できる。
【０２５９】
容器本体３１と蓋部３４とは、異なる材料製であってもよいし、同一の材料製であってもよい。また、容器本体３１と蓋部３４とは一体であってもよいし、別体であってもよい。
【０２６０】
なお、蓋部３４は、実施形態１の容器３０にも設けることができる。この場合、蓋部３４は、２つの含水材料保持部１１を覆う１つの部材であってもよいし、２つの含水材料保持部１１の各々を覆う２つの部材であってもよい。
【０２６１】
［側壁孔］
側壁孔３８は、容器本体３１の上側側壁に当該側壁を貫通するように設けられた、容器３０の内圧解放用の孔である。容器３０が蓋部３４を有する場合は、側壁孔３８を設けることが望ましい。耐食性試験中には、化学反応により、例えば水素等のガスが発生する場合がある。このような場合には、容器本体３１を完全に密閉してしまうと、容器３０の内圧が上昇し、容器３０の破損等に繋がるおそれがある。本構成では、試験中にガスが発生しても、側壁孔３８から脱気でき、容器３０の内圧の上昇を抑制できる。さらに、側壁孔３８は、容器本体３１の上側側壁に設けられているから、例えば下側側壁及び蓋部３４等に側壁孔３８が設けられている場合に比べて、含水材料６の漏れ、含水材料６の揮発分の放出等を抑制できる。
【０２６２】
また、側壁孔３８は、電極１２又は外部回路７の配線７１の引き出し用、及び／又は、含水材料６の注入用にも使用され得る。
【０２６３】
側壁孔３８の数は、１つであってもよいし、複数あってもよい。側壁孔３８の数は、好ましくは１つ、２つ又は３つである。側壁孔３８が１つの場合は、１つの側壁孔３８が上記３つの用途を兼ねる。これにより、電極部装置３００の構成が簡単になるとともに、側壁孔３８の数が少ないから、含水材料６の揮発分の放出を効果的に抑制できる。また、側壁孔３８が２つ又は３つの場合は、各々の側壁孔３８が上記３つの用途を分担すればよい。これにより、上記３つの用途の各々に関する作業が容易となる。
【０２６４】
内圧解放用の用途に使用される側壁孔３８の形状は特に限定されないが、その他の用途に使用される側壁孔３８の形状は、作業の容易性の観点から、断面形状が円形且つ一定径のストレート孔であることが望ましい。
【０２６５】
含水材料６は、例えばスポイト、シリンジ等で含水材料保持部１１に注入され得る。そうすると、含水材料６の注入用に使用される側壁孔３８は、図１１に示すように、容器本体３１の外部から内部に向かって下向きに傾斜するように形成されていることが望ましい。これにより、含水材料６の注入作業が容易となる。
【０２６６】
側壁孔３８の径、すなわち、側壁孔３８の中心軸に垂直な断面における最大幅は、好ましくは１ｍｍ以上７ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。側壁孔３８の径が下限値未満では、ガスの発生量が多い場合、容器３０の内圧が十分に解放されないおそれや、その他の用途に使用する際の作業が困難になるおそれがある。側壁孔３８の径が上限値を超えると、側壁孔３８からの含水材料６の揮発成分の放出量が多くなりすぎるおそれがある。
【０２６７】
側壁孔３８を実施形態１の容器３０に設けてもよい。その場合、２つの含水材料保持部１１の各々に側壁孔３８を設けることが望ましい。
【０２６８】
［穴］
容器本体３１の下側側壁には、温度センサ３７を挿入するための穴３６が設けられていることが好ましい。
【０２６９】
穴３６の底３６Ａは、容器本体３１の内部に貫通している。これにより、温度センサ３７を穴３６に挿入したときに、温度センサ３７の先端３７Ａを、底３６Ａを通じて、含水材料保持部１１内に突出させ、含水材料６と接触させることができる。そうして、含水材料６の温度を検出できる。
【０２７０】
なお、穴３６は、容器３０が電着塗膜４の表面上に配置されたときに、その底３６Ａが、できる限り電着塗膜４に近くなるように形成されていることが望ましい。
【０２７１】
このような穴３６は、具体的には例えば、容器本体３１の成形時に、熱伝導性の高い樹脂、セラミック等の絶縁性材料により形成された筒状の部材を、インサート成形することにより、容器本体３１の側壁に埋め込む形で形成することができる。また、穴３６は、容器本体３１の成形時に、型により容器本体３１の側壁に形成してもよい。
【０２７２】
なお、穴３６は、底３６Ａが容器本体３１の内部に貫通しないように設けられていてもよい。
【０２７３】
−温度センサ−
電極部装置３００は、含水材料６の温度を検出する温度センサ３７を備えることが好ましい。温度センサ３７は、穴３６に挿入され、含水材料６の温度を検出する。
【０２７４】
本実施形態に係る耐食性試験では、含水材料６、特に電着塗膜４と含水材料６との界面近傍の含水材料６の温度が重要になる。穴３６内に温度センサ３７を設置することにより、上記界面近傍の含水材料６の温度を精度よく検出できるから、耐食性試験の信頼性が向上する。
【０２７５】
温度センサ３７は、具体的には例えば熱電対、光ファイバー式温度計、赤外線温度計等である。なお、より精度よく含水材料６の温度を検出する観点から、温度センサ３７を穴３６に収容した状態で、熱伝導性の高い樹脂等でモールドすることが好ましい。
【０２７６】
温度センサ３７の先端３７Ａの容器本体３１の内部への突出量は、できる限り少ないことが望ましい。これにより、後述する通電ステップＳ５において、膨れた電着塗膜４が温度センサ３７の先端に付着することによる温度検出精度の低下を抑制できる。
【０２７７】
実施形態１の電極部装置３００も、穴３６及び温度センサ３７を備えてもよい。この場合、２つの含水材料保持部１１の各々に、穴３６及び温度センサ３７を備えることが望ましい。
【０２７８】
−電極−
実施形態２では、電極１２は１つであり、１つの含水材料保持部１１に収容された含水材料６に接触している。
【０２７９】
≪外部回路≫
実施形態２では、外部回路７の配線７１は、電極１２と、鋼板２と、を電気的に接続している。
【０２８０】
−通電手段−
実施形態２では、通電手段８は、通電ステップＳ５において、電極１２と鋼板２との間に電圧／電流を印加する電源部としての役割を担う。また、同時に、通電手段８は、両者間に流れる電流／電圧を検出する電流検出手段／電圧検出手段としての役割も担う。
【０２８１】
≪制御装置≫
制御装置９は、温度センサ３７とも電気的に接続又はワイヤレス接続されている。
【０２８２】
温度センサ３７により検出された温度情報は、制御装置９に送られ、記憶部９２に格納される。なお、制御部９３は、温度センサ３７により検出された温度情報に基づいて、ホットプレート４１の温度設定を制御するようにしてもよい。これにより、より精度の高い温度制御が可能となる。
【０２８３】
＜耐食性試験方法＞
≪準備ステップ≫
準備ステップＳ１では、電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する傷５を少なくとも１箇所備えた被覆金属材１を準備する。
【０２８４】
≪接続ステップ≫
接続ステップＳ３では、側壁孔３８を通じて、配線７１の一端側に接続された電極１２を、含水材料保持部１１に配置する。なお、配線７１の他端側は、鋼板に接続されている。そうして、電極１２と、鋼板２と、が外部回路７で電気的に接続された状態となる。さらに、温度センサ３７を配置する。
【０２８５】
そして、含水材料保持部１１の中に、スポイト等を用い、側壁孔３８を通じて、含水材料６を所定量入れる。このとき、電極１２の少なくとも先端１２ａが含水材料６に埋没した状態になるようにする。そうして、含水材料保持部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、且つ傷５内に浸入した状態になる。
【０２８６】
≪温調ステップ≫
実施形態２では、温度計の代わりに温度センサ３７を用いて、電着塗膜４と含水材料６との界面近傍の含水材料６の温度を計測し、所定の温度に調整されていることを確かめる。これにより、界面近傍の含水材料６の温度を経時的に計測し、記憶部９２に格納できるから、耐食性試験の信頼性が向上する。
【０２８７】
≪通電ステップ≫
実施形態２では、通電ステップＳ５は、通電手段８により、図１２に示すように、電極１２及び鋼板２をそれぞれアノード及びカソードとして両者間に通電することにより、傷５の周りで、鋼板２の腐食を進行させるステップである。
【０２８８】
電極１２をアノード、鋼板２をカソードとして通電した場合、傷５における鋼板２の露出部５Ａにおいて、カソード反応が進行する。そして、通電条件によっては、水の電気分解も進行し、水素が発生する。このような傷５の周りにおけるカソード反応の進行並びに電着塗膜４の膨れの発生及び進展は、実施形態１と同様に、被覆金属材１の実際の腐食を加速再現するものである。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できる。そして、被覆金属材１の腐食の進行度合いとして、電着塗膜４の膨れの大きさの増加速度を得ることにより、被覆金属材１の腐食進展速度に関する耐食性を精度よく評価できる。
【０２８９】
（実施形態３）
上記実施形態において、以下の補正ステップＳ８を設けてもよい。
【０２９０】
≪補正ステップ≫
通電ステップＳ５前の傷５の大きさにばらつきがあると、傷５において進行するカソード反応及び水の電気分解反応の進行度合い、電着塗膜４の膨潤による傷５の閉じ具合、電着塗膜４の膨れ内で発生した水素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傷５を備えた被覆金属材１を準備することは難しい。
【０２９１】
補正ステップＳ８では、算出ステップＳ７で算出した腐食の進行度合いを、通電ステップＳ５前の傷５の大きさに基づいて、補正する。具体的には例えば、補正ステップＳ８において、第１計測ステップＳ２で計測した傷５の大きさと、予め試験的に求めておいた傷５の大きさと被覆金属材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Ｓ７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。なお、補正ステップＳ８において、制御装置９の演算部９１は、被覆金属材１の腐食の進行度合いを補正する補正手段として機能する。補正された被覆金属材１の腐食の進行度合いの情報も記憶部９２に格納される。
【０２９２】
具体例として、図３の試験態様を用いて、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１３は、後述する実験例の耐食性試験における供試材Ｆ１，Ｆ２の傷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、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。
【０２９３】
図１３に示すように、供試材Ｆ１，Ｆ２のいずれにおいても、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。すなわち、傷５の径が小さいほど腐食の加速性が上昇する一方、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再現性が低下する。これは、傷５の径が大きくなることにより鋼板２の露出部の面積が増加し、電着塗膜４の膨れに直接関与しない電気化学反応（水素イオンの還元による水素発生）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するためと考えられる。
【０２９４】
供試材Ｆ１，Ｆ２の結果から回帰式を算出すると、図１３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、傷５の大きさと、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１３の実線で示すような回帰式の情報を記憶部９２に格納しておき、補正に使用すればよい。
【０２９５】
また、上述の相関関係は、傷５の大きさに対応する補正係数としてもよい。具体的には例えば、図１３に示すような回帰式から算出した、所定の傷５の大きさに対応する補正係数の情報を記憶部９２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１３の例では、所定の傷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１３において、傷５の径が１ｍｍのときの補正係数は１、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、傷５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。
【０２９６】
例えば、第１計測ステップＳ２で計測された傷５の径が０．４ｍｍ、算出ステップＳ７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９１は、傷５の径が０．４ｍｍであるという情報と、記憶部９２から読み出した傷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。
【０２９７】
このような補正ステップＳ８を設けることにより、カソード反応が進行する傷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。
【０２９８】
−実験例−
［耐食性試験］
表３に示すように、供試材Ｆ１，Ｆ２として、電着塗膜４の塗料、及び電着焼付条件が異なる２種類を準備した。
【０２９９】
【表３】
0006835286.tif 000004
【０３００】
供試材Ｆ１，Ｆ２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皮膜（化成処理時間１２０秒）、電着塗膜４の厚さは１０μｍである。各供試材について、図１２に示す態様で耐食性試験を行なった。
【０３０１】
供試材Ｆ１，Ｆ２には、ビッカース硬さ試験機を用いて、鋼板２に達する傷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３に示すように、供試材Ｆ１では、０．２ｍｍ、０．６ｍｍ、及び、１．５ｍｍの径を有する傷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Ｆ２では、０．２ｍｍ、０．４２ｍｍ、０．６ｍｍ、１ｍｍ、及び、１．５ｍｍの径を有する傷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。
【０３０２】
含水材料６として、水１．２Ｌに対し、電解質材料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、カオリナイト１０００ｇを混合させてなる混合物を用いた。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。また、鋼板２の下側にホットプレート４１を配置し、鋼板２及び含水材料６の温度を６５℃に加温した。なお、実施形態１の供試材Ｂの耐食性試験と同様の方法により、鋼板２とホットプレート４１との間の絶縁性を確保した。通電手段８の電流値は１ｍＡとした。含水材料６を電着塗膜４の表面上に配置してから、３０分保持した後、通電を行った。通電時間は、０．５時間であった。通電終了後、上述の方法で、各供試材について、腐食進展速度及び図１３に示す腐食進展速度の指数を算出した。
【０３０３】
（実施形態４）
上記実施形態では、被覆金属材１の測定部分４Ａは、電着塗膜４及び化成皮膜３を貫通して鋼板２に達する傷５を含む構成であったが、傷５は鋼板２にまで達していなくてもよい。また、測定部分４Ａは、傷５を備えていなくてもよい。
【０３０４】
この場合、例えば実施形態１であれば、図３に示す測定部分４Ａにおいて、電着塗膜４に浸透した含水材料６が鋼板２に到達すると、含水材料６と鋼板２の接触部においてカソード反応（図３のカソードサイト）又はアノード反応（図３のアノードサイト）が進行する。すなわち、傷５が鋼板２に到達していない、又は、傷５がない場合であっても、含水材料６が電着塗膜４へ浸透し最初に鋼板２に到達したときが腐食抑制期間の終了時と考えられる。含水材料６が鋼板２に接触すると腐食が発生し始める。そして、最初に腐食が発生した部分を起点として腐食を進展させ、電着塗膜４の膨れの大きさから、腐食進展速度を算出することになる。なお、所望の位置を起点として腐食を促進させる観点からは、被覆金属材１は、傷５、特に鋼板２に達する傷５を備えていることが望ましい。
【０３０５】
被覆金属材１が傷５を備えていない場合、第１計測ステップＳ２は不要となる。この場合、例えば通電ステップＳ５で発生した電着塗膜４の膨れの大きさを第２計測ステップＳ６で計測し、その大きさから腐食の進行度合いを算出すればよい。
【０３０６】
（その他の実施形態）
上記実施形態１では、被覆金属材１の相離れた複数箇所に傷５が存在し、そのうちの２箇所の傷５を用いる場合、また、上記実施形態２では、被覆金属材１の１箇所に傷５が存在する場合、又は、相離れた複数箇所の傷５のうち１箇所を用いる場合について説明した。図示は省略するが、被覆金属材１の相離れた複数箇所に傷５が存在し、そのうちの３箇所以上の傷５を用いて耐食性試験を行ってもよい。具体的には例えば、まず、３箇所以上の傷５の各々に対してその傷５を含むように含水材料保持部１１を配置する。そして、３つ以上の含水材料保持部１１の各々に含水材料６を注入し、電極１２を浸漬させる。そうして、３つ以上の電極を直列に接続し、カソード／アノード／カソード／・・・と交互に設定することにより、一度の通電で同時に複数箇所の耐食性試験を行うことができる。そうして、より短時間で信頼性の高い耐食性試験が可能となる。
【０３０７】
実施形態１の装置構成の一部を実施形態２の装置構成に採用してもよいし、実施形態２の装置構成の一部を実施形態１の装置構成に採用してもよい。また、実施形態１の耐食性試験は、図１０、図１１に示す実施形態２の耐食性試験装置１００における電極部装置３００を２個使用して行ってもよい。
【０３０８】
上記実施形態では、各種検出手段、各種制御対象等に電気的に接続又はワイヤレス接続された制御装置９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。例えば、通電手段８の通電情報、温度センサ３７の温度情報、画像検出手段の画像データ等を、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。
【０３０９】
上記実施形態では、例えば第１計測ステップＳ２、第２計測ステップＳ６及び算出ステップＳ７における算出手段等の役割を、単一の制御装置９が担う構成であったが、例えばステップ毎に異なる制御装置を使用するなど、別々の手段であってもよい。なお、制御装置９による算出結果の精度の向上及び耐食性試験装置１００のコンパクト化に資する観点からは、複数の役割を単一の制御装置９が担うことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０３１０】
本開示は、より短時間で信頼性の高い評価結果が得られる被覆金属材の耐食性試験方法及び該方法に用いられる含水材料を提供することができるので、極めて有用である。
【符号の説明】
【０３１１】
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  傷
６  含水材料
７  外部回路
８  通電手段（電流検出手段）
９  制御装置（算出手段、補正手段、温度コントローラ、第１計測装置、第２計測装置）
１１  貫通孔、含水材料保持部
１２  電極
４１  ホットプレート（第１温調要素）
４２  第１絶縁部（絶縁部）
４３  フレキシブルヒータ（第２温調要素）
４４  第２絶縁部（絶縁部）
５１  カメラ（第１計測装置、第２計測装置、画像検出手段）
６１  電解液成分
６３  カオリナイト
１００  耐食性試験装置
【要約】
【課題】より短時間で信頼性の高い評価結果が得られる被覆金属材の耐食性試験方法及び該方法に用いられる含水材料を提供する。
【解決手段】鋼板２に電着塗膜４が設けられてなる被覆金属材１の耐食性試験方法であって、電着塗膜４に接触する含水材料６を保持する２つの含水材料保持部１１と、２つの含水材料保持部１１の各々に収容された含水材料６に接触する２つの電極１２と、を配置するとともに、２つの電極１２間を外部回路７により電気的に接続するステップと、外部回路７上に設けられた通電手段８により、２つの電極１２の一方及び他方を、それぞれアノード及びカソードとして両者間に通電することにより、被覆金属材１の腐食を進行させるステップと、を備え、含水材料６は、水、電解質材料及びカオリナイトを含み、含水材料６中におけるカオリナイトの含有量は、３６．０質量％以上４５．０質量％以下である。
【選択図】図３【図１】
0006835286.tif 000005
【図２】
0006835286.tif 000006
【図３】
0006835286.tif 000007
【図４】
0006835286.tif 000008
【図５】
0006835286.tif 000009
【図６】
0006835286.tif 000010
【図７】
0006835286.tif 000011
【図８】
0006835286.tif 000012
【図９】
0006835286.tif 000013
【図１０】
0006835286.tif 000014
【図１１】
0006835286.tif 000015
【図１２】
0006835286.tif 000016
【図１３】
0006835286.tif 000017