JP2019184510A - 腐食試験方法および腐食試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗料の腐食試験に要する時間を短縮する。【解決手段】試験槽１１に、試料（塗装鋼板）１１６とともに、試料１１６と同じ塗装仕様で測定面に塗膜を形成した塗装ファイバプローブ１１５を設置する。試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５に対して塩水噴霧、乾燥、湿潤という３つの工程からなるサイクルを繰り返す。このサイクルにおける乾燥工程において、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜の特定波長の吸光度を定間隔で測定し、この測定される吸光度が所定の条件を満たした時、乾燥を終了する。例えば、測定される吸光度の値が所定値以下となった時に乾燥を終了したり、測定される吸光度の単位時間当たりの変化量が所定値以下となった時に乾燥を終了したりする。【選択図】図１

Description

本発明は、塗料の耐腐食性を評価する腐食試験方法および腐食試験装置に関する。

従来より、屋外で長時間使用される鋼材や塗膜の腐食に対する耐性の評価をするために、ＪＩＳやＩＳＯ等に定められた複合サイクル試験が広く適用されてきた。この試験において、塗料の耐腐食性を評価する際には、塗料が塗装された鋼材（塗装鋼材）を試料とし、この試料に対して、塩水噴霧、乾燥、湿潤という３つの工程からなるサイクルを繰り返す（非特許文献１参照）。以下、本明細書では、この塗装鋼材を試料とする試験を塗料の腐食試験ともいう。

JIS K5600-7-9 サイクル腐食試験方法、［平成３０年４月９日検索］、インターネット＜URL：http://kikakurui.com/k5/K5600-7-9-2006-01.html＞ 須賀蓊、自動車用材料、部品の腐食試験方法及びその応用による新しい試験方法、防錆管理、1994-4、p.26〜36、1994 [14] 三輪貴志, 竹下幸俊, 石井梓, "塗装鋼板を用いた各種促進腐食試験・屋外暴露試験による腐食挙動の比較", 防錆管理, 61(12), 449-455 (2017)

しかしながら、従来の塗料の腐食試験では、屋外で長時間使用される環境を模擬するため、試験に長時間を要するという問題がある。例えば、上記のJIS K5600-7-9のサイクルＡにおいて、試料に対する、塩水噴霧工程（２時間）、乾燥工程（４時間）、湿潤工程（２時間）という３つの工程からなるサイクルを長時間（数百〜数千時間程度）にわたり繰り返す必要があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、塗料の腐食試験に要する時間を短縮することが可能な腐食試験方法および腐食試験装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、塗料が塗装された鋼材を試料（１１６）とし、この試料と同じ塗装仕様で測定面（１１５₂）に塗膜（１１５₃）が形成されたファイバプローブ（１１５₁）を塗装ファイバプローブ（１１５）とし、前記試料と前記塗装ファイバプローブとを試験槽（１１）に設置して前記塗料の耐腐食性を評価する腐食試験を行う腐食試験方法であって、前記試料および前記塗装ファイバプローブに塩水を噴霧する塩水噴霧工程（Ｓ１）と、前記塩水噴霧工程の後、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を行う乾燥工程（Ｓ２）と、前記乾燥工程の後、前記試料および前記塗装ファイバプローブを湿潤状態にする湿潤工程（Ｓ３）とを備え、前記乾燥工程は、前記塗装ファイバプローブに形成されている前記塗膜の特定波長の吸光度を定間隔で測定し、この測定される吸光度が所定の条件を満たした時、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了することを特徴とする。

この発明では、乾燥工程において、塗装ファイバプローブに形成されている塗膜の特定波長の吸光度を定間隔で測定し（例えば、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光）、ラマン分光、紫外・可視・近赤外分光等を含む分光測定法で測定し）、この測定される吸光度が所定の条件を満たした時、試料および塗装ファイバプローブの乾燥を終了する。

例えば、測定される吸光度の値が所定値以下となった時、試料および塗装ファイバプローブの乾燥を終了したり、測定される吸光度の単位時間当たりの変化量が所定値以下となった時、試料および塗装ファイバプローブの乾燥を終了する。これにより、乾燥工程の時間を短くし、塗料の腐食試験に要する時間を短縮することが可能となる。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。

以上説明したように、本発明によれば、試料と同じ塗装仕様で測定面に塗膜が形成されたファイバプローブを塗装ファイバプローブとし、試料および塗装ファイバプローブの乾燥中、塗装ファイバプローブに形成されている塗膜の特定波長の吸光度を測定し、この測定される吸光度が所定の条件を満たした時、試料および塗装ファイバプローブの乾燥を終了するようにしたので、乾燥工程の時間を短くし、塗料の腐食試験に要する時間を短縮することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態に係る腐食試験装置の構成例を示す図である。 図２は、この腐食試験装置に用いる塗装ファイバプローブの構成例を示す図である。 図３は、この腐食試験装置の動作手順を説明する図である。 図４は、腐食試験の試験条件を示す図である。 図５は、銅と亜鉛の腐食試験の試験結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

〔実施の形態〕
図１に、本実施形態の腐食試験装置１０の構成を示す。この腐食試験装置１０は、試験槽１１と、空気供給部１２と、塩水タンク１３と、制御部１４と、加湿部１５と、加熱部１６と、測定部１７とを備えている。

この腐食試験装置１０において、試験槽１１には、試料ホルダ１１１と、塩水噴霧部１１２と、温湿度センサ１１４とが設けられ、試料ホルダ１１１には、試料（塗料が塗装された鋼材）１１６とともに、塗装ファイバプローブ１１５が設置される。

塗装ファイバプローブ１１５は、図２に示すように、ファイバプローブ１１５₁の測定面（プローブ先端中央）１１５₂に試験対象である試料１１６と同じ塗装仕様（膜厚も同じ）で塗膜１１５₃を形成したものであり、ファイバ１１５₄を通して測定部１７に接続されている。この塗装ファイバプローブ１１５を用いることにより、直接塩水がかかる塗膜１１５₃の表面ではなく、塗膜１１５₃中を浸透し、ファイバプローブ１１５₁まで到達した水分による塗膜１１５₃の吸光度を測定することができる。

また、腐食試験装置１０には純水供給部２０が接続される。なお、図示を省略しているが、試験槽１１には、試料１１６に噴霧された塩水を排水するための排水口や、試験槽１１内に供給された空気を排気するための排気口が設けられている。また、図１中破線で示す空気濃度センサ１１３は、腐食試験装置１０に装備される場合と装備されない場合とがある。

試験槽１１は、試料１１６に対する腐食試験（試料１１６に塗装されている塗料の腐食試験）を行うための槽である。腐食試験は、試料１１６に対し、塩水噴霧、乾燥、湿潤の３つの工程からなるサイクルを繰り返すことにより行われる。

この腐食試験装置１０において、空気供給部１２は、試験槽１１内に空気の供給を行う。塩水タンク１３は、塩水噴霧部１１２に対し塩水を供給する。この塩水タンク１３は、例えば、腐食試験装置１０の外部に設置された純水供給部２０から供給される水に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を添加して塩水を供給する。また、この塩水タンク１３にはヒータ１３１が設置され、このヒータ１３１により塩水の温度が調整される。

また、制御部１４は、腐食試験装置１０全体の制御を司り、ここでは主に、試料１１６の塩水噴霧工程→乾燥工程→湿潤工程の順で行われる各工程の制御を行う。

まず、制御部１４は、塩水噴霧工程を行う。つまり、制御部１４は、塩水タンク１３から塩水噴霧部１１２に所定温度の塩水を供給させ、塩水噴霧部１１２に、所定時間、試料１１６に塩水を噴霧させる。この塩水は塗装ファイバプローブ１１５にも噴霧される。

次に、制御部１４は、乾燥工程を行う。つまり、制御部１４は、加熱部１６および加湿部１５を用いて試験槽１１内の温度および湿度を調整し、試料１１６を乾燥させる。具体的には、制御部１４は、試験槽１１内の温度および湿度を温湿度センサ１１４によりモニタリングし、試験槽１１内の温度および湿度が所定値となるよう加熱部１６および加湿部１５を制御する。この乾燥は塗装ファイバプローブ１１５に対しても行われる。

また、制御部１４は、試料１１６の乾燥開始後、所定時間ごとに測定部１７から、塗装ファイバプローブ１１５と測定部１７を用いて測定した吸光度測定結果（塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度）を得る。

なお、本実施の形態では、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光）によって塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の測定を行うが、ラマン分光、紫外・可視・近赤外分光等の他の分光測定法を用いて、塗膜１１５₃の水分量変化に由来する特定波長の吸光度を測定することをもって置き換えても良い。

そして、制御部１４は、測定部１７からの塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の値が所定値以下になったと判断したとき、加熱部１６および加湿部１５を停止させる。つまり、制御部１４は、試料１１６の乾燥の開始後、塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の値が所定値以下となった場合、試料１１６の乾燥が完了したと判断して、乾燥工程を終了させる。

本実施の形態において、塗装ファイバプローブ１１５に用いるファイバプローブ１１５₁は、ＡＴＲ（Attenuated Total Reflection：減衰全反射法）ファイバプローブ、反射ファイバプローブが好適である。透過ファイバプローブ、ベアファイバプローブも用いることができるが、透過ファイバプローブ、ベアファイバプローブは塗膜中にプローブを埋設する必要があり、あまり適していないのに対し、ＡＴＲファイバプローブ、反射ファイバプローブといった反射型のプローブは、試料１１６と同様の塗装仕様でその先端の測定面を塗装するだけで良いため利便性に優れる。

次に、制御部１４は、湿潤工程を行う。つまり、制御部１４は、加熱部１６および加湿部１５を用いて試験槽１１内の温度および湿度を調整し、試料１１６を湿潤状態に移行させる。具体的には、制御部１４は、試験槽１１内の湿度を温湿度センサ１１４によりモニタリングし、試験槽１１内の温度および湿度が所定値となるよう加熱部１６および加湿部１５を制御し、所定時間、試料１１６を湿潤状態にする。この場合、塗装ファイバプローブ１１５も湿潤状態とされる。制御部１４は、上記の塩水噴霧工程、乾燥工程、湿潤工程の３つの工程からなるサイクルを繰り返す。

なお、上記の塩水噴霧工程、乾燥工程、湿潤工程の３つの工程それぞれにおける、所要時間、塩水の濃度、試験槽１１内の温度および湿度等の試験条件については、試験条件記憶部１４１に記憶されている試験条件を用いるものとする。なお、この試験条件は、腐食試験装置１０の管理者等により入力される。

加湿部１５は、制御部１４からの指示に基づき、試験槽１１内の加湿を行う。加熱部１６は、制御部１４からの指示に基づき試験槽１１内の加熱を行う。測定部１７は、塗装ファイバプローブ１１５を用いて塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の測定を行う。この測定部１７は、例えば、ＦＴ−ＩＲ装置が用いられる。

試料ホルダ１１１は、試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５を収納するホルダである。塩水噴霧部１１２は、制御部１４からの指示に基づき、塩水タンク１３から供給された塩水を試料ホルダ１１１上の試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５に噴霧する。温湿度センサ１１４は、試験槽１１内の温度および湿度を測定する。

次に、図３を用いて、腐食試験装置１０の動作手順を説明する。
〔塩水噴霧工程〕
まず、腐食試験装置１０は、所定時間（例えば、３５℃で２時間）、塩水噴霧部１１２により試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５に塩水を噴霧する（ステップＳ１：塩水噴霧工程）。

例えば、制御部１４は、塩水噴霧部１１２に塩水噴霧の開始信号を送信し、これを受けた塩水噴霧部１１２は試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５への塩水噴霧を開始する。

このとき、制御部１４は温湿度センサ１１４から試験槽１１内の温度情報を得ながら、加熱部１６および塩水タンク１３内のヒータ１３１の出力を調整し、試験槽１１内の温度を所定の設定値（例えば、３５℃等）に制御する。そして、制御部１４は、塩水噴霧の開始から所定時間（例えば、２時間）経過後、塩水噴霧部１１２の塩水噴霧を停止させる。

〔乾燥工程〕
ステップＳ１の後、腐食試験装置１０は、試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５を乾燥させる（ステップＳ２：乾燥工程）。

例えば、制御部１４は、温湿度センサ１１４から、試験槽１１内の温度情報および湿度情報を得ながら、加熱部１６および加湿部１５の出力を調整し、試験槽１１内の温度および湿度を乾燥環境の設定値（例えば、温度：６０℃、湿度：２０〜３０％等）に制御することで、試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５を乾燥させる。

また、制御部１４は、この試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５の乾燥後、所定時間ごとに測定部１７から、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度を得る。

そして、制御部１４は、この所定時間ごとに得られる塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の値が、すなわち定間隔で得られる塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の値が、予め設定しておいた所定値（例えば、湿度５０％ＲＨの大気と平衡になった塗膜１１５₃の特定波長の吸光度を予め測定しておいた値）以下になった場合、試料１１６の乾燥が完了したとみなして加熱部１６および加湿部１５による乾燥を停止させる。

なお、制御部１４において、塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の単位時間当たりの変化量が所定値以下になった場合（例えば、１０分間での吸光度の値の変化が０．００１以下になった場合）、試料１１６の乾燥が完了したとみなして加熱部１６および加湿部１５による乾燥を停止させるようにしてもよい。ここで、特定波長は水による吸収がある波長であればどの波長でも好適に用いられるが、塗膜の水の吸収・乾燥による吸光度の変化が大きい１６４０cm-1が好適に用いられる。

発明者らの実験によると、鋼構造物用の市販のエポキシ樹脂塗料において、１６４０cm-1の吸光度は、飽和含水時（水没させ長時間経過）の０．０９から乾燥時（５０％ＲＨの大気と平衡）には０．０５まで低下した。そのため、例えば、１０分間あたりの吸光度の変化量が０．００１以下になった場合に、塗膜１１５₃が乾燥したとみなしても良い。

なお、上記のステップＳ２の乾燥工程において、腐食試験装置１０は、塗装ファイバプローブ１１５と測定部１７との組み合わせを複数用意し、制御部１４において、すべての測定部１７で特定波長の吸光度の値や単位時間あたりの変化量が所定値以下になったとき、試料１１６の乾燥が完了したとみなして乾燥工程を終了させてもよい。

また、上記のステップＳ２の工程において、試料１１６の乾燥の開始から所定時間（例えば、３０分間）経過するまでの塗膜１１５₃の吸光度の変化量を初期吸光度変化量として測定し、その後の所定時間ごと（例えば、１０分間ごと）の塗膜１１５₃の吸光度の変化量を測定し、初期吸光度変化量に対して所定時間ごとの塗膜１１５₃の吸光度変化量が、所定の割合以下（例えば、最初の３０分の吸光度変化に対して１／２０以下）となったとき、試料１１６の乾燥が完了したとみなして乾燥工程を終了させるようにしてもよい。

また、塗装ファイバプローブ１１５と試料１１６とは、膜厚の個体差がある上、塗装基材がファイバプローブ（プラスチック）と鋼材（亜鉛めっき鋼材や鋼材）で異なり、塗膜／塗装基材界面に存在する水の乾燥時の挙動がやや異なることから、試料１１６を完全に乾燥させるためには塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の吸光度が、乾燥したと判断された後すぐではなく、乾燥したと判断された後、一定時間経過後（例えば、１０分後）に乾燥工程を終了させてもよい。

〔湿潤工程〕
ステップＳ２の後、制御部１４は、所定時間（例えば、２時間）、試料１１６および塗装ファイバプローブ１１５を湿潤状態にする（ステップＳ３：湿潤工程）。

例えば、制御部１４は、温湿度センサ１１４から試験槽１１内の温度情報および湿度情報を得ながら、加熱部１６および加湿部１５の出力を調整し、試験槽１１内の温度および湿度を湿潤環境の設定値（例えば、温度：５０℃、湿度：９８％など）に制御する。

そして、制御部１４は、試験槽１１内の温度および湿度を湿潤環境の設定値に設定してから、所定時間（例えば、２時間）経過後に、ステップＳ３の湿潤工程を終了させる。

その後、制御部１４は、試験開始から所定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ４）、まだ所定時間経過していなければ（ステップＳ４のＮｏ）、ステップＳ１の塩水噴霧工程に戻る。制御部１４は、このステップＳ１〜Ｓ３の工程を繰り返すことによって、試料１１６の腐食を進行させる。

制御部１４は、試験開始から所定時間が経過すれば（ステップＳ４のＹｅｓ）、試験を終了させる。なお、ステップＳ１〜Ｓ３の工程からなるサイクルを所定回数実行したときに試験を終了させてもよい。

このように、本実施の形態の腐食試験装置１０では、ステップＳ２の乾燥工程において、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の値が所定値以下となったときに乾燥を終了させるので、乾燥工程に要する時間を短縮することができる。

つまり、従来の腐食試験（非特許文献１参照）では、乾燥しにくい試料が用いられることも考慮し、乾燥工程において長めの乾燥時間（４時間）が設定されているが、実際には４時間以内に試料の乾燥が完了する場合もある。

そこで、本実施の形態の腐食試験装置１０では、乾燥工程において、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度を測定し、塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の値が所定値以下になったら、試料１１６の乾燥が完了したと判断して、乾燥工程を終了させ、次の湿潤工程に移る。したがって、腐食試験装置１０は、様々な試料１１６について確実に乾燥させつつ、短い乾燥時間で次の湿潤工程に移ることができる。

また、ステップＳ２の乾燥工程のように、腐食試験装置１０が、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の値が所定値以下になったら、試料１１６の乾燥を終了させることにより、乾燥時間は、例えば、１００〜２００μｍ程度の塗膜（下塗り・中塗り：エポキシ樹脂塗料、上塗り：ポリウレタン樹脂塗料）の場合、４時間→１時間程度に短縮される。

その結果、例えば、従来技術（非特許文献１参照）では、厚さ１００〜２００μｍ程度の塗装鋼材に対し、塩水噴霧工程（温度：３５℃、時間：２時間）→乾燥工程（温度：６０℃、時間：４時間）→湿潤工程（温度：５０℃、湿度９５％以上、時間：２時間）というサイクルであったところ、本実施の形態の腐食試験装置１０では、塩水噴霧工程（温度：３５℃、時間：２時間）→乾燥工程（温度：６０℃、時間：１時間）→湿潤工程（温度：５０℃、湿度９５％以上、時間：２時間）というサイクルになる。

つまり、１サイクルに要する時間が８時間→５時間に短縮されるので、従来技術と同程度に試料１１６の腐食が進行するまでの試験時間を約５／８にまで短縮することができる。また、試験時間が短縮される結果、腐食試験装置１０の加熱部１６、ヒータ１３１等の使用時間も短縮されるので、腐食試験に要する消費電力を低減することもできる。

（実験結果）
次に、本実施形態の腐食試験装置１０を用いた試験方法の効果を検証するため、従来技術の試験方法（非特許文献１参照）との比較を行った。試験条件を図４に示す。

なお、本発明は塗料が塗装された鋼材を試料とし、この試料に対して塩水噴霧、乾燥、湿潤という３つの工程からなるサイクルを繰り返す試験方法であるが、腐食速度を従来技術の試験方法と比較するために、試料としては塗料が塗装されていない鋼と亜鉛の２種類の鋼材を用いて、その単位面積・単位時間あたりの腐食速度を比較した。

従来技術による試験方法では、図４に「従来技術」として示すように、塩水噴霧工程における塩水のＮａＣｌ濃度：５ｗｔ％、試験槽１１内の温度：３５℃、時間：２ｈとした。また、乾燥工程における試験槽１１内の温度：６０℃、時間：４ｈとし、湿潤工程における試験槽１１内の温湿度：５０℃９５％ＲＨ、時間：２ｈとした。

また、本発明による試験方法では、乾燥工程において塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の単位時間あたりの変化量が所定値以下になったとき、乾燥を終了させることとし、乾燥工程以外の塩水噴霧工程・湿潤工程の条件は図４に「本発明」として示すように、従来技術と同じ条件とした。本発明の乾燥工程において、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の単位時間あたりの変化量が所定値以下となるまでの時間は、乾燥工程の開始から１時間程度であった。

図４に示した試験条件による試験結果を図５に示す。従来技術の試験方法では、鋼の腐食速度は８０（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）であり、亜鉛の腐食速度は、１５（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）であった。一方、本発明の試験方法の場合、鋼の腐食速度は１２７（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）であり、亜鉛の腐食速度は２３（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）であった。つまり、乾燥工程に要する時間が従来技術においては４時間であったところ、本発明では１時間に短縮できたので、それに伴い腐食試験の１サイクルに要する時間も８時間→５時間に短縮でき、試料の腐食速度が向上した。すなわち、乾燥工程において、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の単位時間あたりの変化量が所定値以下になったとき、試料の乾燥を終了させることにより、試料の腐食試験の時間を短縮することができた。

なお、非特許文献２には、腐食試験の信頼性の確保のためには、塩水噴霧工程、乾燥工程、湿潤工程の全工程に要する時間に対し、試料が濡れている状態（つまり、塩水噴霧工程および湿潤工程）の時間比率を５０％とすることが条件として記載されている。これは試料が濡れている状態の時間比率をより高く（５０％超）した場合、試料の腐食はより促進されるが、実環境で生じる腐食とは大幅に様相の異なる腐食が生じてしまい、腐食試験の信頼性が確保できなくなるという実験結果に基づくものである。このことから、従来、非特許文献１に記載のＪＩＳの試験条件、例えば、１サイクルあたり塩水噴霧工程（２時間）→乾燥工程（４時間）→湿潤工程（２時間）という試料が濡れている状態の時間比率５０％の試験条件が用いられてきた。

これに対して、「試料が濡れている状態の時間比率」よりも「試料に水が過剰に浸み込みすぎないこと」が重要であり、「試料が連続で濡れている状態の温度・時間」を所定値以下（本実施形態においては湿潤工程５０℃２時間＋塩水噴霧工程３５℃２時間）にすれば、「試料が濡れている状態の時間比率」を高くして促進性を高めても実環境で生じる腐食と近似性の高い腐食を再現でき、試験の信頼性を確保できることが報告されている（非特許文献３）。

そのため、腐食試験装置１０において、「連続で試料が濡れている時間（湿潤工程＋塩水噴霧工程）を４時間」と設定した上で、腐食試験の乾燥工程において、塗装ファイバプローブ１１５に形成されている塗膜１１５₃の特定波長の吸光度の単位時間あたりの変化量が所定値以下となり、乾燥が完了したと判断したときに乾燥工程を終了させた場合、多くの試料では３０分〜２時間程度で乾燥が終了するため試料が濡れている状態の時間比率は５０％超となり試料の腐食がより促進されると同時に「連続で試料が濡れている時間は所定時間以下」となるため、腐食の信頼性も確保しつつ、乾燥工程に要する時間を短縮することができる。よって、試料の腐食試験の時間を短縮することができる。

実際に、従来技術の試験方法（非特許文献１参照）と本発明の試験方法で、同じ塗料により塗装を施した鋼材に対して試験したところ、本発明の試験方法では、従来技術の試験方法（非特許文献１参照）と同様の結果（ふくれ、錆びの発生）を、従来技術の試験方法と比較して、２／３程度の短時間で再現できることがわかった。

ＦＴ−ＩＲのような分光測定装置とダイヤモンドＡＴＲのような反射測定用のアタッチメントを用いて、試料表面の水分量やその変化を分析する研究例は数多く行われている。しかし、それらは通常、試料の外界へ露出している側（表面）を測定している。そのため、塗膜内部に水分が残っていても表面が乾燥したら試料が乾燥したとみなしてしまう恐れがある。

一方、本発明は図２のようにファイバプローブ１１５₁の測定面１１５₂を塗装することにより、試料の外界側（表面）ではなく、ファイバプローブ１１５₁の先端と接した部分の塗膜１１５₃の水分量を測定できるため、塗装ファイバプローブ１１５と同じ仕様で塗装した塗装ファイバプローブ１１５以外の試料（塗装鋼板）について、塗膜と被塗物の境界が乾燥しているかを正確に判断することができる。これは容易には類推できない。

本発明のほかに、塗膜が乾燥したことを検出する方法としては、例えば一定間隔で塗膜の重量を測定し、重量が所定値以下になったことや、単位時間あたりの重量変化が少なくなったことをもって乾燥したと判断する方法や、塗膜中に電極を配置し、インピーダンスもしくは塗膜抵抗を測定し、これらの値が所定値以下になったことや、単位時間あたりの変化量が少なくなったことをもって乾燥したと判断する方法が考えられるが、前者は塩水を噴霧する腐食試験装置の中に、塗膜の乾燥を判断できる精度で塗膜の重量測定を実施できる機構を実現するのが難しく、後者は絶縁性が高い塗膜の場合にはインピーダンスもしくは塗膜抵抗の変化を測定するのが困難といった問題がある。一方、本発明では塗膜を透過してきた水分による特定波長の吸光度を測定するため、前述したような問題を回避できる。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０…腐食試験装置、１１…試験槽、１２…空気供給部、１３…塩水タンク、１４…制御部、１５…加湿部、１６…加熱部、１７…測定部、２０…純水供給部、１１１…試料ホルダ、１１２…塩水噴霧部、１１３…空気濃度センサ、１１４…温湿度センサ、１１５…塗装ファイバプローブ、１１５₁…ファイバプローブ、１１５₂…測定面、１１５₃…塗膜、１１５₄…ファイバ、１１６…試料、１３１…ヒータ、１４１…試験条件記憶部。

Claims (8)

1. 塗料が塗装された鋼材を試料とし、この試料と同じ塗装仕様で測定面に塗膜が形成されたファイバプローブを塗装ファイバプローブとし、前記試料と前記塗装ファイバプローブとを試験槽に設置して前記塗料の耐腐食性を評価する腐食試験を行う腐食試験方法であって、
   前記試料および前記塗装ファイバプローブに塩水を噴霧する塩水噴霧工程と、
   前記塩水噴霧工程の後、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を行う乾燥工程と、
   前記乾燥工程の後、前記試料および前記塗装ファイバプローブを湿潤状態にする湿潤工程とを備え、
   前記乾燥工程は、
   前記塗装ファイバプローブに形成されている前記塗膜の特定波長の吸光度を定間隔で測定し、この測定される吸光度が所定の条件を満たした時、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了する
   ことを特徴とする腐食試験方法。
2. 請求項１に記載された腐食試験方法において、
   前記乾燥工程は、
   前記測定される吸光度の値が所定の条件を満たした時、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了する
   ことを特徴とする腐食試験方法。
3. 請求項１に記載された腐食試験方法において、
   前記乾燥工程は、
   前記測定される吸光度の単位時間当たりの変化量が所定の条件を満たした時、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了する
   ことを特徴とする腐食試験方法。
4. 請求項１に記載された腐食試験方法において、
   前記乾燥工程は、
   前記乾燥の開始から所定時間が経過するまでの前記吸光度の変化量を初期吸光度変化量とし、その後の所定時間ごとの吸光度の変化量が前記初期吸光度変化量に対して所定の割合以下となった時、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了する
   ことを特徴とする腐食試験方法。
5. 請求項１に記載された腐食試験方法において、
   前記乾燥工程は、
   前記測定される吸光度が所定の条件を満たした後、所定時間経過後、前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了する
   ことを特徴とする腐食試験方法。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載された腐食試験方法において、
   前記ファイバプローブは、
   反射型のファイバプローブである
   ことを特徴とする腐食試験方法。
7. 塗料が塗装された鋼材を試料とし、この試料と同じ塗装仕様で測定面に塗膜が形成されたファイバプローブを塗装ファイバプローブとし、前記試料と前記塗装ファイバプローブとを試験槽に設置して前記塗料の耐腐食性を評価する腐食試験を行う腐食試験装置であって、
   前記試料および前記塗装ファイバプローブに塩水を噴霧する塩水噴霧部と、
   前記試験槽内に空気を供給する空気供給部と、
   前記試験槽内の加熱を行う加熱部と、
   前記試験槽内の加湿を行う加湿部と、
   前記塗装ファイバプローブに形成されている前記塗膜の特定波長の吸光度を測定する測定部と、
   前記塩水噴霧部に、所定時間、前記試料および前記塗装ファイバプローブへ塩水を噴霧させ、前記塩水の噴霧を終了した後、前記加熱部に前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を開始させ、前記測定部から定間隔で得られる前記塗膜の特定波長の吸光度が所定の条件を満たした時、前記加熱部による前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了させ、前記加熱部および前記加湿部により、所定時間、前記試料および前記塗装ファイバプローブを湿潤状態にさせる制御部と
   を備えることを特徴とする腐食試験装置。
8. 請求項７に記載された腐食試験装置において、
   前記制御部は、
   前記測定部から定間隔で得られる前記塗膜の特定波長の吸光度の値もしくは単位時間当たりの変化量が所定の条件を満たした時、前記加熱部による前記試料および前記塗装ファイバプローブの乾燥を終了させる
   ことを特徴とする腐食試験装置。