JP2004325084A - 塗膜の耐食性評価方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】重塗装などの場合でも実際に使用される塗装の耐食性の短期評価が可能であり、また腐食メカニズムの解明にも適用できる。
【解決手段】塗膜の表面電位を測定することによって、電位変化の挙動を検知し、新しい塗膜傷及び塗膜下の腐食損傷をモニターし、塗膜の耐食性評価する。
【選択図】 図１
【解決手段】塗膜の表面電位を測定することによって、電位変化の挙動を検知し、新しい塗膜傷及び塗膜下の腐食損傷をモニターし、塗膜の耐食性評価する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、塗膜の耐食性評価方法に関し、さらに詳細には、塗膜の新しい傷を同定する手法を含む塗膜の耐食性の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
塗膜下の腐食機構は主にインピ−ダンス法により研究されているが、非常に厚い塗装では抵抗が大きすぎるため、インピーダンスの計測は不可能であった。
【０００３】
発明者らは先にポータブルさび変化安定化測定装置を開発し、さびの安定化度を表面電位の変化から評価するものであるが、重塗装など実際に使用される塗装の耐食性の短期に評価する上で、また腐食メカニズムを解明する上で問題有していた。
【０００４】
かかる状況の中で、この出願の発明は、本願発明は重塗装など実際に使用される塗装の耐食性の短期評価および腐食メカニズムの解明に適用できる発明として、表面電位の変化から塗膜下の腐食をモニターする手法を見出した。具体的には測定前に数日測定可能な状態で放置することで表面電位を安定させ、その後腐食試験を行うことで初期腐食損傷の計測が可能であることを見出したことによるものである。
【０００５】
これまで、金属材の表面電位を、その表面に生成されたさびに少量の水分を付着される前、付着させた時点から以後乾燥するまで測定し、その電位変動からさびの安定化度を評価する発明（特許第３２７７２２３号）も存在していたが、塗膜を表面電位で評価したものはなく、本願発明のように、厚い塗装の塗膜下初期腐食のモニター手法は存在していない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記課題を解決するものとして、塗膜の表面電位を測定することによって、電位変化の挙動を検知し、新しい塗膜傷及び塗膜下の腐食損傷をモニターすることを特徴とする塗膜の耐食性評価方法（請求項１）を提供する。
【０００７】
また、この出願の発明は、塗膜または金属界面を湿度変化に伴う表面電位の変化によって測定し、この湿度変化に伴う表面電位の変化により塗膜または金属界面の濡れ性をモニターすることを特徴とする塗膜の耐食性評価方法（請求項２）をも提供する。
【０００８】
本願発明によれば、海岸付近で使用される塗装膜についても、短時間で耐食性の評価に基づき、新しい塗膜の開発に寄与することができる。
【０００９】
この出願の発明は、上記のような特徴を有するものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１０】
【発明の実施形態】
この出願の発明においては、まず塗膜に非常に小さな傷を付け、電位変化から初期塗膜傷の判定が可能である。
【００１１】
金属面が露出するような微小な傷をつけ、塩化マグネシウム液滴を、傷を付けた場所と付けない場所に付着させ、電位挙動の違いから腐食部の判定が可能である。
【００１２】
また、湿度を変化させた場合においても、湿度を変化させた場合の電位変動の有無による塗膜／金属界面の濡れ性の判定が可能である。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
塗膜の表面電位分布を取得するには、グランドをとるために金属部を露出させる必要があるが、加工の影響で初期には電位変化は安定しない。
【００１４】
ここで、金属部を露出させて、１日測定状態に放置しておくと、表面電位が安定することが判った。そこで、表面電位を安定させ、その後、図２に示すように、先ず塗膜厚さ０．１ｍｍのものに幅０．１ｍｍ、深さ０．０３ｍｍ、長さ１．５ｍｍの傷をカッターで塗膜表面に付けた。
【００１５】
そして、塗膜付金属の塗膜表面に傷を付けた直後から時間経過を経た時点までの電位分布の計測を行った。
【００１６】
図３は、塗膜面に上記条件の非常に小さな傷を付けた時のレーザ顕微鏡像および時間経過における電位変化を表わしている。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）において、それぞれの右縦列電位の間隔は０．２５Ｖ毎の単位で表わされている。なお、この場合、走査範囲２０ｍｍ×２０ｍｍである。
【００１７】
図３（ａ）は塗膜に新しい傷を付けた直後の表面電位分布の変化を、（ｂ）は塗膜に傷を付けて２時間後の表面電位分布の変化を、（ｃ）は塗膜に傷を付けて５時間後の表面電位分布の変化をそれぞれ示している。これによれば、図３（ａ）→（ｂ）→（ｃ）と時間を経過するにしたがって、傷部分の電位変化が徐々に消滅していくことが判る。
【００１８】
さらに、図４に示すように、金属部が露出するように幅０．５ｍｍ、深さ０．１２ｍｍ、長さ３ｍｍの傷を付け、腐食を起こさせるため塩化マグネシウム溶液を１〔μｌ〕付着させた。
【００１９】
その結果電位変化が観察され、非常に小さな腐食が検出可能と判明した。
【００２０】
図５は、塗膜に人工欠陥を作り、腐食させたときの電位変化および欠陥部のカラーレーザー顕微鏡像を示している。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）において、それぞれの右縦列等間隔の電流変化は０．２Ｖ毎の単位で表わされている。なお、この場合、走査範囲２０ｍｍ×２０ｍｍである。
【００２１】
図５（ａ）は塗膜に作られた人工欠陥の腐食試験前の表面電位分布の変化を、（ｂ）は腐食試験直後の表面電位分布の変化を、（ｃ）は腐食試験後１時間経過後の表面電位分布の変化をそれぞれ示しており、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の時間経過中、腐食が起こっている間は電位変化が起こっており、消滅するようなことはなく、またその際、腐食部が非常に小さいにも拘わらず情報が拡大して表示される。
【００２２】
一方、欠陥がない部分についても同様の腐食試験の実験を行ったが電位の変化は見られなかった。
【００２３】
以上から、図１に示すように、電位変化を測定することによって、時間と共に変化があるか、変化あった場合に、電位変化が消滅しないか、乗除に消滅するかによって、塗膜に新しい傷を付けた場合には、傷近傍の電位が大幅に変化するがやがて電位変化はなくなること等から、これらの電位変化の挙動の比較によって表面電位測定による新しい塗膜傷及び塗膜下の腐食損傷を検知しモニターすることが可能である。
【００２４】
この場合、さらに、測定された表面電位の大きさ、消滅時間の長さ等によって、損傷の程度を検知することができるので、これによって最終的に塗膜の耐食性を評価することもできる。
（実施例２）
次に撥水性の塗膜および親水性の塗膜を用い、湿度変化に伴う表面電位変化を測定した。
【００２５】
図７は、親水性塗膜の湿度変化に伴う表面電位分布変化を、カラーレーザー顕微鏡像で示している。図７（ａ），（ｂ）において、それぞれの右縦列等間隔の電流変化は０．２Ｖ毎の単位で表わされている。なお、この場合、走査範囲２０ｍｍ×２０ｍｍである。これによれば、親水性の塗膜を用いた場合、相対湿度３０％における表面電位分布の変化と相対湿度８０％における表面電位分布の変化をそれぞれ示しており、図７（ａ）→（ｂ）と湿度の増加に伴って電位変化が起こっていることが示され、親水性塗膜では湿度を８０％まで増加したのみで表面電位は平均０．７Ｖ低下した。
【００２６】
一方、撥水性塗膜では結露させてもしばらくは表面電位の変化は見られなかった。
【００２７】
以上から、図６に示すように、湿度を結露するまでの変化を与え場合の、結露前の電位変化の有無、及び結露後の電位変化の有無、挙動によって、腐食の起点となる塗膜／金属界面の漏れ性がモニター可能となる。
【００２８】
また、海岸などで使用される非常に厚い塗装の電位も測定した結果、可能であることが判った。
【００２９】
なお、上記の傷の寸法については一例であって、それらの寸法に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上から、この出願の発明は、従来不可能であった重塗装などの場合でも実際に使用される塗装の耐食性の短期評価が可能であり、また腐食メカニズムの解明にも適用することができる。
【００３１】
さらに、塗装の耐食性の短期評価が可能になることにより、新しい耐食塗膜の開発の指針が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明に係る塗装金属の欠陥をモニターする方法のフロー図を示す。
【図２】塗膜面に新しくを付ける傷の概要を表わし、（ａ）は傷の形状を示し、（ｂ）は塗膜面に新しい傷を付けた時の傷のレーザ顕微鏡像をそれぞれ示す。
【図３】塗膜面に新しくを付けた傷における時間経過の電位変化を表わし、（ａ）は新しい傷を付けた直後の表面電位分布の変化、（ｂ）は２時間後の表面電位分布の変化、（ｃ）は５間後の表面電位分布の変化をそれぞれ示す。
【図４】塗膜にさらに金属表面に達する傷を作って形成される人工欠陥の概要を表わし、（ａ）人工欠陥の形状を示し、（ｂ）は腐食直前のカラーレーザー顕微鏡像を示し、（ｃ）は腐食試験後のカラーレーザー顕微鏡像をそれぞれ示す。
【図５】塗膜に人工欠陥を作り、腐食させたときの電位変化を示し、（ａ）は腐食試験前、（ｂ）は腐食試験直後、（ｃ）は腐食試験後１時間後、の表面電位分布の変化をそれぞれ示す。
【図６】この出願の発明に係る塗装金属の塗膜／金属界面の濡れ性をモニターする方法のフロー図を示す。
【図７】親水性塗膜の湿度変化に伴う表面電位分布変化を示し、（ａ）は相対湿度３０のおける表面電位分布変化を、（ｂ）は相対湿度８０のおける表面電位分布変化をそれぞれ示す。
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、塗膜の耐食性評価方法に関し、さらに詳細には、塗膜の新しい傷を同定する手法を含む塗膜の耐食性の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
塗膜下の腐食機構は主にインピ−ダンス法により研究されているが、非常に厚い塗装では抵抗が大きすぎるため、インピーダンスの計測は不可能であった。
【０００３】
発明者らは先にポータブルさび変化安定化測定装置を開発し、さびの安定化度を表面電位の変化から評価するものであるが、重塗装など実際に使用される塗装の耐食性の短期に評価する上で、また腐食メカニズムを解明する上で問題有していた。
【０００４】
かかる状況の中で、この出願の発明は、本願発明は重塗装など実際に使用される塗装の耐食性の短期評価および腐食メカニズムの解明に適用できる発明として、表面電位の変化から塗膜下の腐食をモニターする手法を見出した。具体的には測定前に数日測定可能な状態で放置することで表面電位を安定させ、その後腐食試験を行うことで初期腐食損傷の計測が可能であることを見出したことによるものである。
【０００５】
これまで、金属材の表面電位を、その表面に生成されたさびに少量の水分を付着される前、付着させた時点から以後乾燥するまで測定し、その電位変動からさびの安定化度を評価する発明（特許第３２７７２２３号）も存在していたが、塗膜を表面電位で評価したものはなく、本願発明のように、厚い塗装の塗膜下初期腐食のモニター手法は存在していない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記課題を解決するものとして、塗膜の表面電位を測定することによって、電位変化の挙動を検知し、新しい塗膜傷及び塗膜下の腐食損傷をモニターすることを特徴とする塗膜の耐食性評価方法（請求項１）を提供する。
【０００７】
また、この出願の発明は、塗膜または金属界面を湿度変化に伴う表面電位の変化によって測定し、この湿度変化に伴う表面電位の変化により塗膜または金属界面の濡れ性をモニターすることを特徴とする塗膜の耐食性評価方法（請求項２）をも提供する。
【０００８】
本願発明によれば、海岸付近で使用される塗装膜についても、短時間で耐食性の評価に基づき、新しい塗膜の開発に寄与することができる。
【０００９】
この出願の発明は、上記のような特徴を有するものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１０】
【発明の実施形態】
この出願の発明においては、まず塗膜に非常に小さな傷を付け、電位変化から初期塗膜傷の判定が可能である。
【００１１】
金属面が露出するような微小な傷をつけ、塩化マグネシウム液滴を、傷を付けた場所と付けない場所に付着させ、電位挙動の違いから腐食部の判定が可能である。
【００１２】
また、湿度を変化させた場合においても、湿度を変化させた場合の電位変動の有無による塗膜／金属界面の濡れ性の判定が可能である。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
塗膜の表面電位分布を取得するには、グランドをとるために金属部を露出させる必要があるが、加工の影響で初期には電位変化は安定しない。
【００１４】
ここで、金属部を露出させて、１日測定状態に放置しておくと、表面電位が安定することが判った。そこで、表面電位を安定させ、その後、図２に示すように、先ず塗膜厚さ０．１ｍｍのものに幅０．１ｍｍ、深さ０．０３ｍｍ、長さ１．５ｍｍの傷をカッターで塗膜表面に付けた。
【００１５】
そして、塗膜付金属の塗膜表面に傷を付けた直後から時間経過を経た時点までの電位分布の計測を行った。
【００１６】
図３は、塗膜面に上記条件の非常に小さな傷を付けた時のレーザ顕微鏡像および時間経過における電位変化を表わしている。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）において、それぞれの右縦列電位の間隔は０．２５Ｖ毎の単位で表わされている。なお、この場合、走査範囲２０ｍｍ×２０ｍｍである。
【００１７】
図３（ａ）は塗膜に新しい傷を付けた直後の表面電位分布の変化を、（ｂ）は塗膜に傷を付けて２時間後の表面電位分布の変化を、（ｃ）は塗膜に傷を付けて５時間後の表面電位分布の変化をそれぞれ示している。これによれば、図３（ａ）→（ｂ）→（ｃ）と時間を経過するにしたがって、傷部分の電位変化が徐々に消滅していくことが判る。
【００１８】
さらに、図４に示すように、金属部が露出するように幅０．５ｍｍ、深さ０．１２ｍｍ、長さ３ｍｍの傷を付け、腐食を起こさせるため塩化マグネシウム溶液を１〔μｌ〕付着させた。
【００１９】
その結果電位変化が観察され、非常に小さな腐食が検出可能と判明した。
【００２０】
図５は、塗膜に人工欠陥を作り、腐食させたときの電位変化および欠陥部のカラーレーザー顕微鏡像を示している。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）において、それぞれの右縦列等間隔の電流変化は０．２Ｖ毎の単位で表わされている。なお、この場合、走査範囲２０ｍｍ×２０ｍｍである。
【００２１】
図５（ａ）は塗膜に作られた人工欠陥の腐食試験前の表面電位分布の変化を、（ｂ）は腐食試験直後の表面電位分布の変化を、（ｃ）は腐食試験後１時間経過後の表面電位分布の変化をそれぞれ示しており、図５（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の時間経過中、腐食が起こっている間は電位変化が起こっており、消滅するようなことはなく、またその際、腐食部が非常に小さいにも拘わらず情報が拡大して表示される。
【００２２】
一方、欠陥がない部分についても同様の腐食試験の実験を行ったが電位の変化は見られなかった。
【００２３】
以上から、図１に示すように、電位変化を測定することによって、時間と共に変化があるか、変化あった場合に、電位変化が消滅しないか、乗除に消滅するかによって、塗膜に新しい傷を付けた場合には、傷近傍の電位が大幅に変化するがやがて電位変化はなくなること等から、これらの電位変化の挙動の比較によって表面電位測定による新しい塗膜傷及び塗膜下の腐食損傷を検知しモニターすることが可能である。
【００２４】
この場合、さらに、測定された表面電位の大きさ、消滅時間の長さ等によって、損傷の程度を検知することができるので、これによって最終的に塗膜の耐食性を評価することもできる。
（実施例２）
次に撥水性の塗膜および親水性の塗膜を用い、湿度変化に伴う表面電位変化を測定した。
【００２５】
図７は、親水性塗膜の湿度変化に伴う表面電位分布変化を、カラーレーザー顕微鏡像で示している。図７（ａ），（ｂ）において、それぞれの右縦列等間隔の電流変化は０．２Ｖ毎の単位で表わされている。なお、この場合、走査範囲２０ｍｍ×２０ｍｍである。これによれば、親水性の塗膜を用いた場合、相対湿度３０％における表面電位分布の変化と相対湿度８０％における表面電位分布の変化をそれぞれ示しており、図７（ａ）→（ｂ）と湿度の増加に伴って電位変化が起こっていることが示され、親水性塗膜では湿度を８０％まで増加したのみで表面電位は平均０．７Ｖ低下した。
【００２６】
一方、撥水性塗膜では結露させてもしばらくは表面電位の変化は見られなかった。
【００２７】
以上から、図６に示すように、湿度を結露するまでの変化を与え場合の、結露前の電位変化の有無、及び結露後の電位変化の有無、挙動によって、腐食の起点となる塗膜／金属界面の漏れ性がモニター可能となる。
【００２８】
また、海岸などで使用される非常に厚い塗装の電位も測定した結果、可能であることが判った。
【００２９】
なお、上記の傷の寸法については一例であって、それらの寸法に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上から、この出願の発明は、従来不可能であった重塗装などの場合でも実際に使用される塗装の耐食性の短期評価が可能であり、また腐食メカニズムの解明にも適用することができる。
【００３１】
さらに、塗装の耐食性の短期評価が可能になることにより、新しい耐食塗膜の開発の指針が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明に係る塗装金属の欠陥をモニターする方法のフロー図を示す。
【図２】塗膜面に新しくを付ける傷の概要を表わし、（ａ）は傷の形状を示し、（ｂ）は塗膜面に新しい傷を付けた時の傷のレーザ顕微鏡像をそれぞれ示す。
【図３】塗膜面に新しくを付けた傷における時間経過の電位変化を表わし、（ａ）は新しい傷を付けた直後の表面電位分布の変化、（ｂ）は２時間後の表面電位分布の変化、（ｃ）は５間後の表面電位分布の変化をそれぞれ示す。
【図４】塗膜にさらに金属表面に達する傷を作って形成される人工欠陥の概要を表わし、（ａ）人工欠陥の形状を示し、（ｂ）は腐食直前のカラーレーザー顕微鏡像を示し、（ｃ）は腐食試験後のカラーレーザー顕微鏡像をそれぞれ示す。
【図５】塗膜に人工欠陥を作り、腐食させたときの電位変化を示し、（ａ）は腐食試験前、（ｂ）は腐食試験直後、（ｃ）は腐食試験後１時間後、の表面電位分布の変化をそれぞれ示す。
【図６】この出願の発明に係る塗装金属の塗膜／金属界面の濡れ性をモニターする方法のフロー図を示す。
【図７】親水性塗膜の湿度変化に伴う表面電位分布変化を示し、（ａ）は相対湿度３０のおける表面電位分布変化を、（ｂ）は相対湿度８０のおける表面電位分布変化をそれぞれ示す。
Claims (2)
- 塗膜の表面電位を測定することによって、電位変化の挙動を検知し、新しい塗膜傷及び塗膜下の腐食損傷をモニターすることを特徴とする塗膜の耐食性評価方法。
- 塗膜または金属界面を湿度変化に伴う表面電位の変化によって測定し、この湿度変化に伴う表面電位の変化により塗膜または金属界面の濡れ性をモニターすることを特徴とする塗膜の耐食性評価方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003115862A JP3882041B2 (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | 塗膜の耐食性評価方法 |
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| JP2006168297A Division JP4317994B2 (ja) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | 塗膜と金属界面の濡れ性の判別方法 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003115862A Expired - Lifetime JP3882041B2 (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | 塗膜の耐食性評価方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3882041B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023114177A (ja) * | 2022-02-04 | 2023-08-17 | 三菱重工業株式会社 | 塗装体の検査方法 |
| CN118243742A (zh) * | 2024-02-24 | 2024-06-25 | 兰州大学 | 一种多电极电磁固体界面性能测量方法及装置 |
| CN119167528A (zh) * | 2024-11-22 | 2024-12-20 | 湖北工业大学 | 一种基于机器学习的船体涂层破损识别方法及系统 |
-
2003
- 2003-04-21 JP JP2003115862A patent/JP3882041B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023114177A (ja) * | 2022-02-04 | 2023-08-17 | 三菱重工業株式会社 | 塗装体の検査方法 |
| CN118243742A (zh) * | 2024-02-24 | 2024-06-25 | 兰州大学 | 一种多电极电磁固体界面性能测量方法及装置 |
| CN119167528A (zh) * | 2024-11-22 | 2024-12-20 | 湖北工业大学 | 一种基于机器学习的船体涂层破损识别方法及系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3882041B2 (ja) | 2007-02-14 |
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