JP2000283914A - 塗布型クロメート処理皮膜のクロム付着量測定方法 - Google Patents

塗布型クロメート処理皮膜のクロム付着量測定方法

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JP2000283914A
JP2000283914A JP11086355A JP8635599A JP2000283914A JP 2000283914 A JP2000283914 A JP 2000283914A JP 11086355 A JP11086355 A JP 11086355A JP 8635599 A JP8635599 A JP 8635599A JP 2000283914 A JP2000283914 A JP 2000283914A
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Atsushi Kajimoto
淳 梶本
Kiyoshi Takatsu
清 高津
Kenji Ogawa
健司 小川
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロメート皮膜がウエット状態であるクロメ
ート処理金属板の色彩を色差計で測定して、その色彩と
予め作成しておいたクロメート処理金属板の色彩とクロ
ム付着量との相関関係とからクロメート皮膜のクロム付
着量を測定する方法において、クロム付着量を正確に測
定することのできる方法を提供する。 【解決手段】 色彩測定の際、クロメート処理金属板か
らの正反射光を受光でき、受光部が積分球である色差計
を用いることを特徴としている。色差計とクロメート処
理金属板との距離は、色差計の受光窓の直径以下が望ま
しい。また、色差計の一部に距離計を付け、色彩測定と
合わせて色差計とクロメート処理金属板との距離を測定
し、色差計とクロメート処理金属板の距離の変化による
色彩値の変化を補正すれば、クロム付着量の測定精度は
向上する。色差計の受光窓にUVフィルターで蓋をする
方が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗布型クロメート処理
皮膜のクロム付着量を正確に測定する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】クロメート処理は、金属板の塗装前処理
や一次防錆処理として広く利用されているが、クロメー
ト皮膜の耐食性はクロム付着量に大体比例するので、ク
ロメート処理はクロメート皮膜のクロム付着量で管理し
ている。しかし、連続塗装ラインや連続めっきラインの
ような連続ラインでは、クロメート処理条件を一定に保
つことが難しく、クロメート皮膜のクロム付着量が変動
してしまうので、連続ラインではクロメート皮膜のクロ
ム付着量を連続的に管理することが行われている。
【0003】この方法の一つとして、クロメート処理金
属板の色彩を色差計で測定し、その色彩と予め作成して
おいたクロメート処理金属板の色彩とクロム付着量との
相関関係とから、クロム付着量を管理する方法が提案さ
れている(特開昭62―135707号公報)。この方
法はクロメート皮膜がクロム付着量の多少により淡黄色
から黄褐色の色彩を呈するので、その色彩値を測定すれ
ば、耐食性を左右するクロム含有量が判断できるとの考
えに基づくもので、クロメート皮膜は乾燥状態のものを
対象にしていた。
【0004】しかしこの方法では、クロメート皮膜が着
色透明で、クロメート皮膜の色彩測定は下地金属板の色
彩の影響があらわれるので、クロメート皮膜単独の色彩
測定は困難である。そこで、クロメート皮膜形成前と形
成後の金属板の色彩を色差計で測定して、両色彩の色差
を予め作成しておいたクロメート皮膜形成前後の金属板
色彩の色差とクロム付着量の相関関係(検量線)に当て
はめることにより、クロム付着量を算出し、その算出に
よる信号で処理液吐出量、コーティングロールの圧下量
や回転数などの制御アクチュエータを自動的に調整する
方法が提案されている(特開昭63―128199)。
この方法でもクロメート皮膜は乾燥状態のものである。
【0005】しかしながら、これらの方法は、クロメー
ト処理がクロメート処理槽で金属板とクロメート処理液
とを反応させて、過剰の処理液を絞りロールで除去する
反応型クロメート処理で有れば、クロム付着量を正確に
管理できるが、水溶性もしくは水分散性樹脂を含有させ
た塗布型クロメート処理液をロールコーターで金属板に
目的の塗布量を塗布して、絞りロールで除去することな
く加熱処理を施し、乾燥固化させる塗布型クロメート処
理に適用すると、クロム付着量が、クロメート皮膜を薬
液で溶解して、クロムを原子吸光法で分析する方法や乾
燥状態のクロメート皮膜を直接蛍光X線で分析する方法
などの分析値と一致もしくは比例しない場合があった。
塗布型クロメート処理では、塗布後に乾燥固化させるの
に80〜200℃の加熱処理を施すため、加熱温度や加
熱時間により6価クロムと下地金属板との反応量が異な
ってしまい、反応生成物の量や下地金属板の粗度等が変
動し、クロメート皮膜のクロム付着量が同一でも、同一
色彩にならない。
【0006】そこで、本発明者らは、クロメート皮膜形
成前後の金属板色彩を色差計で個々に測定して、両色彩
の色差と予め作成しておいたクロメート皮膜形成前後の
金属板色彩の色差とクロム付着量との相関関係とからク
ロメート皮膜のクロム付着量を測定する方法において、
塗布型クロメート処理液によるクロメート皮膜のクロム
付着量を測定する際、クロメート皮膜形成後の金属板の
色彩はクロメート皮膜がウエット状態にあるときに測定
する方法を提案した(特開平11―43779)。クロ
メート皮膜が乾燥状態にある金属板ではなく、ウエット
状態にあるときの色彩を測定して、加熱処理や下地金属
板のエッチングがクロム付着量の測定に影響を与えない
ようにしたのである。
【0007】しかしながら、このような方法でクロム付
着量を測定する場合、色差計の種類によって測定精度に
違いが生じる。また、連続ラインで色差計により測定し
たクロム付着量を、オフラインの原子吸光法や蛍光X線
法で測定したクロム付着量と比較した場合、値に違いが
生じる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、色差計で塗
布型クロメート処理金属板のクロム付着量を正確に測定
することのできる方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明はクロ
メート皮膜がウエット状態であるクロメート処理金属板
の色彩を色差計で測定して、その色彩と予め作成してお
いたクロメート処理金属板の色彩とクロム付着量との相
関関係とからクロメート皮膜のクロム付着量を測定する
方法において、クロメート処理金属板からの正反射光を
受光できる色差計を用いることを特徴としている。ま
た、第2発明は第1発明記載の色差計の受光部が積分球
であることを特徴としている。第3発明は第1又は第2
発明記載の色差計とクロメート処理金属板との距離を、
色差計の受光窓の直径以下とすることを特徴としてい
る。第4発明は第1又は第2発明記載の方法において、
距離計を付けて、色彩測定と合わせて色差計とクロメー
ト処理金属板との距離を測定し、色差計とクロメート処
理金属板の距離の変化によるクロメート処理金属板の色
彩値の変化を補正してクロム付着量を求めることを特徴
としている。第5発明は第1又は第2発明記載の色差計
の受光窓にUVフィルターで蓋をすることを特徴として
いる。
【0010】
【作用】本発明者らは、クロメート皮膜がウエット状態
のクロメート皮膜形成後のクロメート処理金属板の色彩
を色差計で測定して、クロメート皮膜のクロム付着量を
求める方法において、色差計の構造が測定精度に与える
影響について原因を追求した。その結果、金属板で反射
する光は拡散反射光よりも正反射光が強いため、色の情
報量を多く捕らえるには正反射光を取り込める色差計の
ほうが適していることがわかった。
【0011】例えば、亜鉛めっき鋼板に塗布型クロメー
ト処理を施し、ウエット状態のクロメート皮膜形成後の
クロメート処理金属板の色彩を色差計で測定する場合、
ウエット状態のクロメート皮膜が着色透明であるため、
金属板からの反射光は正反射光が強くなる。光はクロメ
ート皮膜通過時と金属板到達時に吸収されるので、反射
してくる光をできるだけ多く受光できれば正確な色彩が
得られる。クロメート処理金属板の色彩を測定する場合
には、正反射光を取り込める色差計の方が、拡散反射光
のみ捕らえる色差計よりも精度良く色彩測定できる。ま
た、同様の点から、正反射光だけでなく拡散反射光も取
り込めれば、更に精度が向上する。受光部が積分球にな
っていれば、拡散反射した様々な方向の光も、多重反射
した後に取り込むことができる。クロメート処理金属板
の色彩を測定する場合には、受光部が積分球になってい
る色差計の方が適している。
【0012】正反射光を取り込む方式には代表的にD-8
法(測定サンプル表面の垂線と受光素子のなす角度が8
°)がある。この方法では、測定サンプル表面の垂線か
ら8°傾いた反射光が正反射光として受光素子に取り込
まれる。このとき図1に示すように、サンプルが受光窓
に接していれば正反射光は充分に取り込まれるが、図2
に示すように、サンプルが測定窓から離れれば、正反射
光の一部が取り込まれなくなる。サンプルが受光窓から
離れても正反射光を十分に取り込むには受光窓が大きけ
ればよいが、ただ単に受光窓を大きくしても、外部から
入射する余分な光が多くなり色彩測定は不正確になる。
また、受光窓の大きさは色差計毎に規定されており、単
純に変えることはできない。正反射光を十分に取り込む
手段としては、サンプルと受光窓の距離を受光窓の大き
さによって規定しなければならない。
【0013】サンプルと受光窓を接触して測定した時の
色彩値(L1*、a1*、b1*)から、サンプルと受光窓を離し
て測定した時の色彩値(L2*、a2*、b2*)を引いた色差を
ΔE*とした場合、図3に示す様に、サンプルと受光窓の
距離が受光窓の直径を越えると、ΔE*の変化量は急激に
多くなる。正反射光を十分に取り込んで正確な色彩を得
るためには、サンプルと受光窓の距離は受光窓の直径以
下とすることが望ましい。ただし(ΔE*=√((L1*- L
2*)2+(a1*- a2*)2+(b1*- b2*)2))
【0014】図2に示す様に、色差計とサンプルの間に
隙間があると、正反射光(加えて拡散反射光も)が受光
部の外部ににげる。従って、隙間の距離が変化すれば受
光できる反射光量も変わるため、色彩も変動する。色差
計の一部に高さ計を付けて、色彩測定と合わせて色差計
とサンプルとの距離を測定すれば、隙間の距離の変動に
よる色彩の変化を補正でき、正確なクロム付着量を得る
ことができる。また、色差計の受光窓にUVフィルター
で蓋をすると、可視光を取り込みながら受光部に入るゴ
ミ、ホコリ等を防止できるため、受光部の汚れによる色
彩の変動を防止できる。
【0015】
【実施例】
【0016】[実施例1]板厚0.2mmのSUS301ステンレ
ス鋼帯から幅方向220mm、長さ300mmの試験片を20枚採取
して、アルカリ脱脂[サーフクリーナー1089N-1、日本
ペイント(株)製]を施し、水洗した後、りん酸塩処理
[ZS-9100、日本ペイント(株)製]をし、水洗、乾燥
した。次に、塗布型クロメート処理液[PM-284、日本パ
ーカライジング(株)製]をバーコーターで各試験片に
塗布した。そして、直ちに色差計1[分光測色計CM-525
i、ミノルタ(株)製]で、各試験片の色彩を20mm離れ
た位置から非接触で測定した。色差計1の測定方式はD-
8法で、受光部は積分球である。受光窓の直径は30mmで
ある。色彩測定した各試験片は炉温160℃の遠赤外線オ
ーブンで1分間加熱して乾燥し、蛍光X線分析装置[RI
X3000、(株)リガク製]でクロム付着量を測定した。
色彩測定値を用いて、予め作成しておいたクロメート処
理金属板の色彩とクロム付着量との相関関係とからクロ
メート皮膜のクロム付着量を換算した。試作した20枚の
サンプルについて、蛍光X線分析装置で求めたクロム付
着量から色差計で求めたクロム付着量を引いた値をΔCr
とし、クロム付着量の測定精度を評価した。
【0017】[実施例2]色差計1の替わりに色差計2
[分光測色計CM-2002、ミノルタ(株)製]を用い、色
差計と試験片の距離を8mmとすること以外は実施例1と
同様の測定を行った。色差計2の測定方式はD-8法で、
受光部は積分球である。受光窓の直径は11mmである。
【0018】[実施例3]色差計1の替わりに色差計3
[色彩色差計CR-310、ミノルタ(株)製]を用い、色差
計と試験片の距離を35mmとすること以外は実施例1と同
様の測定を行った。色差計3の測定方式はD-0法(正反
射光を取り込める)で、受光部は円柱型である。受光窓
の直径は50mmである。
【0019】[実施例4]色差計1の受光窓にUVフィ
ルターをかぶせる以外は、実施例1と同様の測定を行っ
た。
【0020】[実施例5]板厚0.2mmのSUS301ステンレ
ス鋼帯に連続ラインでアルカリ脱脂を施し、水洗した
後、りん酸塩処理を施し、ケミコーターにて連続的に塗
布型クロメート処理[処理液:PM-284、日本パーカライ
ジング(株)製]を施した。ケミコーターのアプリケー
タロールからでてきた直後の塗布型クロメート処理され
たステンレス鋼帯表面を、ステンレス鋼帯表面から20mm
離して色差計1で非接触で測定した。塗布型クロメート
処理されたステンレス鋼帯は炉温160℃の熱風乾燥炉で
連続的に1分間加熱した。乾燥後のステンレス鋼帯から
色彩測定した部分を切り出し、蛍光X線分析装置でクロ
ム付着量を測定した。
【0021】色彩測定値を用いて、予め作成しておいた
クロメート処理金属板の色彩とクロム付着量との相関関
係とからクロメート皮膜のクロム付着量を換算した。切
り出した20枚のサンプルについて、蛍光X線分析装置で
求めたクロム付着量から色差計で求めたクロム付着量を
引いた値をΔCrとした。
【0022】[実施例6]色差計1の側部に距離計[超
音波変位計]を取り付け、ステンレス鋼帯の振動による
色差計との距離の変化を連続的に測定し、色差計とサン
プルとの距離の変動による色彩の変化を補正してクロム
付着量を求めた。それ以外は実施例5と同様に測定を行
った。
【0023】[比較例1]色差計1の替わりに色差計4
[色彩色差計CR-331、ミノルタ(株)製]を用いること
以外は実施例1と同様の測定を行った。色差計4の測定
方式は45-0法(正反射光を取り込まない)で、受光部は
円柱型である。受光窓の直径は30mmである。
【0024】[比較例2]色差計1と試験片の距離を40
mmで色彩測定する以外は、実施例1と同様の測定を行っ
た。
【0025】[比較例3]色差計3と試験片の距離を65
mmで色彩測定する以外は、実施例3と同様の測定を行っ
た。
【0026】[比較例4]色差計1とステンレス鋼帯の
距離を40mmで色彩測定する以外は、実施例5と同様の測
定を行った。
【0027】[比較例5]色差計1の替わりに色差計3
を用い、色差計3とステンレス鋼帯の距離を65mmで色彩
測定する以外は、実施例5と同様の測定を行った。色差
計によるクロム付着量の測定条件および結果を表1に示
す。表1から明らかなように、本発明法(実施例1〜
6)によれば、蛍光X線分析装置で求めたクロム付着量
と色差計で求めたクロム付着量の違いは6mg/m2以下であ
り、色差計によりクロム付着量を精度良く測定できるこ
とがわかった。正反射光を受光できる色差計を用い、受
光部を積分球にし、さらに色差計とサンプルの距離を受
光窓の直径以下とすることで、クロム付着量の測定精度
が向上する。また、連続ラインでの鋼板の振動による色
彩の変動を、距離計を用いて補正することでクロム付着
量の測定精度を改善できる。本発明は、連続ラインで塗
布型クロメート処理を施す場合に、クロム付着量を連続
的に管理するセンサーとして充分に使用できる。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】以上に説明したように、クロメート皮膜
がウエット状態であるクロメート処理金属板の色彩を色
差計で測定して、その色彩と予め作成しておいたクロメ
ート処理金属板の色彩とクロム付着量との相関関係とか
らクロメート皮膜のクロム付着量を測定する方法におい
て、クロメート処理金属板からの正反射光を受光でき、
受光部が積分球である色差計を用い、クロメート処理金
属板と色差計の距離を受光窓の直径以下とすることで、
クロム付着量の測定精度が向上する。さらに連続ライン
での鋼板の振動による色彩の変動を、距離計を用いて補
正することでクロム付着量の測定精度を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】色差計とクロメート処理金属板を接触させて測
定したときの正反射光の光路を示す断面図
【図2】色差計とクロメート処理金属板の間に隙間をあ
けて測定したときの正反射光の光路を示す断面図
【図3】色差計とクロメート処理金属板の間の距離と色
差ΔE*の関係
【符号の説明】
1 受光部、 2 光源、 3 受光素子、 4
正反射光、5 クロメート処理金属板、 6 受光窓、
7 色差計とクロメート処理金属板の距離
フロントページの続き Fターム(参考) 2G020 DA05 DA12 DA24 DA52 2G059 AA05 BB08 BB15 CC20 EE02 FF06 GG00 JJ16 KK01 KK10 LL02 4K026 AA02 AA04 AA07 AA22 BA03 BA06 BB10 CA20 DA02 DA07 DA10 DA16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロメート皮膜がウエット状態であるク
    ロメート処理金属板の色彩を色差計で測定して、その色
    彩と予め作成しておいたクロメート処理金属板の色彩と
    クロム付着量との相関関係とからクロメート皮膜のクロ
    ム付着量を測定する方法において、クロメート処理金属
    板からの正反射光を受光できる色差計を用いることを特
    徴とする塗布型クロメート処理皮膜のクロム付着量測定
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の色差計の受光部が積分球
    であることを特徴とする塗布型クロメート処理皮膜のク
    ロム付着量測定方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の色差計とクロメー
    ト処理金属板との距離を、色差計の受光窓の直径以下と
    することを特徴とする塗布型クロメート処理皮膜のクロ
    ム付着量測定方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の方法において、距
    離計を付けて、色差計とクロメート処理金属板との距離
    を測定し、色差計とクロメート処理金属板の距離の変化
    によるクロメート処理金属板の色彩値の変動を補正し
    て、クロメート皮膜のクロム付着量を測定することを特
    徴とする塗布型クロメート処理皮膜のクロム付着量測定
    方法。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2記載の色差計の受光窓に
    UVフィルターで蓋をすることを特徴とする塗布型クロ
    メート処理皮膜のクロム付着量測定方法。
JP11086355A 1999-03-29 1999-03-29 塗布型クロメート処理皮膜のクロム付着量測定方法 Withdrawn JP2000283914A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266959A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Jfe Steel Kk 物体表面の測色装置および測色方法
JP2009063447A (ja) * 2007-09-06 2009-03-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 防食皮膜の検査方法及び検査装置

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