耐錆性評価試験装置
【課題】再現性のある耐錆性促進試験を短期間で行うことが可能な耐錆性評価試験装置を提供する。
【解決手段】試験槽は、ある温度湿度に保たれた槽内の空気を短時間で他の温度湿度条件に切り換えるために、槽内の空気をポンプで減圧排出する通路と、槽外より一定の温度湿度の空気をポンプにより加圧導入する通路を設けると共に、開閉弁を設けて双方の通路を開閉可能とした耐錆性評価試験装置。
【解決手段】試験槽は、ある温度湿度に保たれた槽内の空気を短時間で他の温度湿度条件に切り換えるために、槽内の空気をポンプで減圧排出する通路と、槽外より一定の温度湿度の空気をポンプにより加圧導入する通路を設けると共に、開閉弁を設けて双方の通路を開閉可能とした耐錆性評価試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の被試験体、特に家電製品、事務用機器、自動車、工業製品等の部品、家電製品、事務用機器、電気・電子機器それ自体及びそれらに使用されるめっき鋼板、塗装鋼板等を被試験体とし、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う耐錆性評価試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属製の被試験体、家電製品、事務用機器、自動車、工業製品等の部品に使用されるめっき鋼板、塗装鋼板等の耐錆性を評価するには、使用環境を模擬した大気環境条件下でめっき鋼板、塗装鋼板等を暴露し、金属製の被試験体の表面に生じた錆の面積率を測定するなどして耐錆性を評価することが行われている。
めっき鋼板、塗装鋼板等の耐錆性を評価するには、塩水噴霧試験装置がよく用いられている。また塩水噴霧・乾燥・湿潤等の工程を組み合わせた複合サイクル試験装置が、めっき鋼板、塗装鋼板等を被試験体とし、塩分を影響因子とする耐錆性促進試験を行うために使用される場合もある。
【０００３】
ところで最近まで、結露を影響因子とする被試験体とし、試験は、実際の使用環境条件における長期間暴露試験が行われてきたが、より迅速に耐錆性の試験結果を得るために図７に示すような、２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置により金属製の被試験体３００の耐錆性促進試験を行う方法が検討されている。
図７に示す耐錆性評価試験装置を用いて耐錆性促進試験を行う場合には、先ず被試験体３００を試験槽１００内で所定の時間保持した後、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送し、試験槽２００内において所定の時間保持することを１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返す。その際、１サイクル終了毎に被試験体３００は試験槽１００内に戻す。なお図７は、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送する途中の状態を示す。移送前は２つの扉４００ａ、４００ｂは両方とも閉状態とされている。
【０００４】
また特許文献１には、金属材の耐食性を評価する方法に関して、金属材の表面に塩化物イオンを含む塩分を付着させる（Ａ）の工程と、金属材に温度と相対湿度をステップ状に変化させて設定した乾燥工程と湿潤工程を１乃至複数回行う（Ｂ）の工程とを行うことを１サイクルとし、このサイクルを１乃至複数回繰り返す金属材の耐食性評価方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３２９５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１には、金属材の耐食性評価方法について開示されているものの、金属材の耐食性評価試験装置に関しては言及されていない。
また図７に示すような、２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った場合には次のような問題がある。
２つの試験槽１００、２００内の温度と湿度は、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送することにより試験槽２００内において被試験体３００の表面に結露が生成するように条件が設定されている。
【０００６】
ところが被試験体３００の移送時には、２つの扉４００ａ、４００ｂを両方とも開ける必要があると共に被試験体３００の移送には若干の時間がかかる。
このために２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った場合には、扉４００ａ、４００ｂを両方とも開けることにより設定した条件が変化するから、年間を通じて一定な耐錆性の評価結果を得るにはそのための条件出しをしなければならないという問題がある。
【０００７】
また２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置を用いた場合には、たとえ、条件出しをしたとしても被試験体３００の移送には若干の時間がかかるので、移送時に被試験体３００が槽外の大気の影響を受け、結露生成条件が変わってしまい、再現性のある耐錆性の評価結果を得ることが困難となる。
また２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置を用いた場合には、移送作業を人手によって行うために被試験体３００の移送が深夜になることはできるだけ避けねばならず、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送して被試験体３００の表面に結露を生成するタイミングを労働時間内とするために、耐錆性の評価結果を得るまでの所要期間が長くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、再現性のある耐錆性の評価結果を短期間で得ることが可能な耐錆性評価試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の通りである。
１．金属製の被試験体を少なくとも一つ収納できる大きさの一つの試験槽を有し、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う耐錆性評価試験装置であって、前記試験槽は、ある温度湿度に保たれた槽内の空気を短時間で他の温度湿度条件に切り換えるために、槽内の空気をポンプで減圧排出する通路と、槽外より一定の温度湿度の空気をポンプにより加圧導入する通路を設けると共に、開閉弁を設けて双方の通路を開閉可能としたことを特徴とする耐錆性評価試験装置。
２．前記開閉弁が電磁弁とされ、制御装置に接続されていることを特徴とする上記１．に記載の耐錆性評価試験装置。
３．前記槽内に槽内の空気の温度および湿度をそれぞれ検出する検出器が配置されている共に、前記槽内の空気の温度および湿度を調整可能な温度調節器と湿度調節器が設置され、前記検出器および前記温度調節器と湿度調節器が制御装置に接続されていることを特徴とする上記１．または２．に記載の耐錆性評価試験装置。
４．前記槽内に収納した金属製の被試験体に温度検出器と結露検出器が取り付けられていることを特徴とする上記１．〜３．のいずれかに記載の耐錆性評価試験装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の耐錆性評価試験装置によれば、結露生成条件を一定として金属製の被試験体の表面に結露を生成させることができると共に、金属製の被試験体が使用される実際の使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行うことができる。また本発明によれば、金属製の被試験体の移送作業をなくすことができる。
この結果、本発明の耐錆性評価試験装置によれば、再現性のある耐錆性の評価結果を短期間で得ることが可能となる。
【００１１】
したがって本発明の耐錆性評価試験装置を用いることにより、金属製の被試験体の耐錆性評価を効率的に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明者らは、金属製の被試験体の耐錆性評価を行うに当たり、結露を影響因子とする耐錆性促進試験条件について鋭意検討した結果、結露生成条件を一定として金属製の被試験体の表面に結露を生じさせることが再現性のある耐錆性の評価結果を得るために重要であるとの知見を得た。
そのために本発明の耐錆性評価試験装置は、一つの試験槽内（以下、単に槽内ともいう）において、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行うことができるように構成することにより、金属製の被試験体の移送作業をなくした。
【００１３】
また本発明の耐錆性評価試験装置においては、槽内の空気の減圧排出と同時に、槽外からの一定の温度湿度の空気の加圧導入により、短時間で槽内の空気環境を一変させ、その空気中に含まれる水蒸気によって金属製の被試験体の表面に結露を生成するようにした。
以下、図１、図２を用いて本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置について説明する。
【００１４】
本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置は、図１に示すように金属製の被試験体２を少なくとも一つ収納できる大きさの一つの試験槽１を有し、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う装置である。この試験槽１は耐圧性を有する槽とされ、本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置は、該槽に、槽外からの一定の温度湿度の空気の加圧導入通路４と、槽内の空気３を槽外の大気へ排出するための減圧排出通路５を設けると共に、開閉弁１１ａ、１１ｂを設けて双方の通路を開閉可能とした。
【００１５】
また図１に示した耐錆性評価試験装置は、槽内の空気３を使用環境を模擬した大気環境条件とすることができるように、試験槽１に空調通路６ａ、７ａが設けてあり、空調通路６ａは温度調節器６と、空調通路７ａは湿度調節器７と繋げられて槽内の空気３の温度および湿度をそれぞれ調節することができるようになっており、槽内との流通をよくするために循環ファンが設けられている。
【００１６】
試験槽１の大きさは、耐錆性促進試験を行う金属製の被試験体２の寸法に応じて決定する。例えば図１に示した耐錆性評価試験装置により、寸法が板厚１．６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍの亜鉛めっき鋼板を金属製の被試験体２として、結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う場合には、ステンレス鋼板を用いることにより、幅１．０ｍ×奥行き１．０ｍ×高さ１．０ｍの耐圧性を有する槽を構成することができる。
【００１７】
ここで開閉弁１１ａ、１１ｂは電磁弁とし、制御装置１０に接続するのが好ましい。この理由は、耐錆性促進試験中、制御装置１０内に予め記憶させた時刻に制御装置１０からの信号により開閉弁１１ａ、１１ｂの開、閉を確実にかつ短時間に行うことができるからである。
また温度調節器６と湿度調節器７は制御装置１０に接続されているのが好ましい。この理由は、温度調節器６と湿度調節器７を制御装置１０に接続することにより、耐錆性促進試験を行う際に、槽内の空気３の温度および湿度を制御装置１０内に予め記憶させた設定値となるように制御することができるからである。温度調節器６は、槽内の空気３の加熱、槽内の空気３の冷却を行うことができるものとするのが広範囲にわたる使用環境条件を模擬することができるので望ましく、また湿度調節器７は、槽内の空気３の加湿、槽内の空気３の除湿を行うことができるものとするのが広範囲にわたる使用環境条件を模擬することができるので望ましい。
【００１８】
また耐錆性評価試験装置には、各種センサを設けて試験状態を測定すると共に記録することができるようにするのが好ましい。この理由は、図１には図示しない、例えば槽内の空気３の温度を検出する温度検出器や槽内の空気３の湿度を検出する湿度検出器を設置して、前記の制御装置１０に接続することにより試験時の槽内の空気３の温度や槽内の空気３の湿度を測定すると共に記録することができるために、耐錆性促進試験を行った後に制御装置１０内に予め記憶させた設定条件のように耐錆性促進試験が行われてたか、否かを確認することができるからである。
【００１９】
また結露センサ８や金属製の被試験体２の温度を検出する温度検出器９を、槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に取り付けるのが好ましい。例えば結露センサ８としてはＡＣＭセンサ（北斗電工製等）があり、金属製の被試験体２の温度を検出する温度検出器９としては例えばＣＡ熱電対がある。このような結露センサ８および金属製の被試験体２の温度を検出する温度検出器９としてＣＡ熱電対を槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に取り付けて前記の制御装置１０に接続することが好ましい理由は、耐錆性促進試験中にそれらの検出器からの出力を制御装置１０に記録することにより、耐錆性促進試験を行った後に槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に結露が生成していたか、否かを確認することができ、また同様に金属製の被試験体２の温度と槽内の空気３の温度を比較することができるからである。図１中、１２は耐錆性促進試験中、槽内に収納した金属製の被試験体２を保持する保持台を示す。この保持台１２は、被試験体２より大きな熱容量を持つことにより、槽内の空気３の急激な温度変化による被試験体２への熱影響をできるだけ少なくするよう保持台１２から伝熱されるよう工夫されている。
【００２０】
以上説明した本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置の作用について図２〜図４により説明する。
ただし図１に示した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う場合には、第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程、それに続く結露生成工程と乾燥工程を経た後に第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程を行うことを１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返して行うことを標準とする。
【００２１】
図２は、図１に示した耐錆性評価試験装置による槽内の空気３の環境条件を例示した図であり、図２中、Ｐは第１の環境条件を示し、Ｑは第２の環境条件を示す。
図３は、同図１に示した耐錆性評価試験装置による耐錆性促進試験条件の一例を示す図であり、図３中、Ａは第２の環境条件Ｑからの移行過程を含む第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程の区間を示し、Ｂは区間Ｃの条件からの移行過程を含む第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程の区間を示す。そして区間Ｃは、槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に結露を生成する結露生成工程とそれに続く乾燥工程の区間を示す。
【００２２】
また図4-a〜図4-bは、結露生成条件を説明する図である。
図4-a〜図4-bに示すように槽内の空気３の圧力、槽内の空気３の相対湿度、槽内の空気３の温度、槽内に収納した金属製の被試験体２の温度が変化して、図５に示すように確実に金属製の被試験体２の表面に十分な結露が生成している。
このように本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置によれば、結露生成条件を一定として金属製の被試験体２の表面に結露を確実に生成させることができると共に、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行うことができる。また本発明によれば、金属製の被試験体の移送作業をなくすことができる。
【００２３】
図１に示した耐錆性評価試験装置により、第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程、それに続く結露生成・乾燥工程および第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程を行う際には、開閉弁１１ａ、１１ｂを次の状態にする。
(１) 第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程：開閉弁１１ａ、１１ｂは両方共に閉
(２) 結露生成工程
槽外の空気の加圧導入過程：開閉弁１１ａは開、１１ｂは閉
槽内の空気３を減圧排出過程：開閉弁１１ａ、１１ｂは両方共に開
(３) 乾燥工程：開閉弁１１ａは閉、１１ｂは閉
(４) 第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程：開閉弁１１ａは閉、１１ｂは閉
なお図１に示した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う際には、試験が終了するまでの間、図示しない扉は閉めた状態に維持されており、開閉弁１１ａ、１１ｂを両方共に閉とすると試験槽１は密閉された密閉槽となる。
【００２４】
槽外の空気の加圧導入過程の時間、および槽内の空気３を減圧排出し、第２の環境条件Ｑに到達する時点までの所要時間は、５分以内が必要である。さらに２分以内であれば好ましいが、１分以内であればさらに好ましい。
槽外から加圧導入する空気は、あらかじめ、第２の環境条件Ｑに同じ温度湿度であることが望ましいが、前記時間内で一定に到達するならば、第２の環境条件Ｑに対して温度湿度が多少上下してもかまわない。また加圧導入する空気を貯える方法は特に限定しないが、コンプレッサーや貯槽タンクなどを設けることで対応できる。ただし、圧縮された空気は、急激に解放すると、温度が下がるので、加熱加湿を行った空気を槽内に導入する必要がある。槽内の空気を減圧排気する際は、真空ポンプ等により排気を行う。加圧導入と減圧排気をバランスよく行う必要があるが、加圧導入により第１の環境条件Ｐから第２の環境条件Ｑへの移行が充分速やかに行われれば、排気能力をそれほど必要としない。
【００２５】
なお図１に示した本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置には、必要に応じて実際の使用環境を模擬した金属製の被試験体２の耐錆性促進試験を行うために、水や塩、海塩等を金属製の被試験体２に予め塗布してから試験槽１内に収納してもよいし、塩水をアトマイザー等により噴霧する噴霧装置や、ＮＯｘ、ＳＯｘなどを含むガスや関東ローム層などの微細な赤土・粉塵等を導入する導入通路を試験槽１に設けることができる。
【００２６】
ただし、ＮＯｘ、ＳＯｘなどを含むガスを槽内に導入して金属製の被試験体２の耐錆性促進試験を行う場合には、試験槽１に設けた圧力解放通路５からＮＯｘ、ＳＯｘなどを含むガスを直接大気に放出するのは地球環境上問題があるから、その排気対策を施した装置とすることが好ましい。
【実施例】
【００２７】
図１に示した耐錆性評価試験装置により亜鉛めっき鋼板（Ｚｎ目付量２０ｇ／ｍ２：板厚１．６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ）を金属製の被試験体２とし、結露を影響因子とする亜鉛めっき鋼板の耐錆性促進試験を行った。
使用環境を模擬した環境条件は、図２、図３、図4-a〜図4-bと同じとした。第１の環境条件は、槽内の空気３の温度を１５℃、槽内の空気３の相対湿度を７０％とし、第２の環境条件は、槽内の空気３の温度を３０℃、槽内の空気３の相対湿度を８５％とした。
【００２８】
結露生成条件は、図７に示すように、幅１０ｃｍ、長さ１５ｃｍ、高さ５ｃｍの保持台上に幅１０ｃｍ、長さ２ｃｍ、高さ４．５ｃｍの保持台の間に被試験材をはさみ、端部を５ｍｍ程露出させて、結露させ、露出させた端部の上面を観察面とした。被試験材の端部の保持台からの露出率（Ｂ／Ａ）は、この場合１／１０とした。被試験材の露出した部分の重量は保持台に対して０．０６％程度である。
【００２９】
また図３に示すように第２の環境条件Ｑからの移行過程を含む第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程の時間を１５０分、区間Ａの条件からの移行過程を含む第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程の時間を１３８分とし、この一連の工程を１サイクル（４．８時間／サイクル＝５サイクル／日）として表１に示すように最多で４０サイクル行った。
このような金属製の被試験体２の耐錆性促進試験を２月と８月に行って金属製の被試験体２の耐錆性を評価した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
金属製の被試験体２の耐錆性は、図６に示すような、せん断面２ｂ＋破断面２ａの全断面（ばりを含む）における赤錆発生面積率を目視により測定して評価した。図６中、ｈは板厚を示す。
比較例は、図７に示した２つの試験槽１００、２００からなる耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った。被試験体３００としては、本発明例と同じ亜鉛めっき鋼板から採取した供試材（Ｚｎ目付量２０ｇ／ｍ２：板厚１．６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ）を用いた。第１試験槽１００は槽内の空気３の温度を１５℃、槽内の空気３の相対湿度を５０％に設定し、第２試験槽２００は槽内の空気３の温度を３０℃、槽内の空気３の相対湿度を８５％に設定し、被試験体３００を第１試験槽１００内で３０分から１時間、暴露した後、人手により第２試験槽２００内に移送し、第２試験槽２００内で２３時間、暴露することを１サイクル（１サイクル／日）として最多で４０サイクル行った。
【００３２】
結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った後、金属製の被試験体３００の耐錆性を発明例と同様に評価した。その結果を合わせて表１に示す。
表１から比較例の場合には、２月と８月で異なる耐錆性の評価結果が得られているのに対して、本発明例では２月と８月で同じ耐錆性の評価結果が得られている。また本発明例では比較例の場合より短期間で耐錆性の評価結果が得られている。
【００３３】
このことから本発明の耐錆性評価試験装置によれば、再現性のある耐錆性の評価結果を短期間で得ることができ、金属製の被試験体の耐錆性評価を効率的に行い得ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置の模式図である。
【図２】図１に示した耐錆性評価試験装置による結露生成条件を説明する図である。
【図３】図１に示した耐錆性評価試験装置による耐錆性促進試験条件の一例を示す図である。
【図４−ａ】結露生成条件を説明する図である。
【図４−ｂ】結露生成条件を説明する図である。
【図５】結露生成状態を示す図である。
【図６】実施例に用いた金属製の被試験体の断面を示す模式図である。
【図７】実施例における金属製の被試験体の保持状態を示す模式図である。
【図８】従来の耐錆性評価試験装置の問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 試験槽（槽）
２ 被試験体
３ 槽内の空気
４ 加圧導入通路
５ 減圧排出通路
６ 温度調節器
７ 湿度調節器
６ａ、７ａ 空調通路
８ 結露センサ
９ 温度検出器
１０ 制御装置
１１ａ、１１ｂ 電磁弁（開閉弁）
１２ 保持台
２ａ 破断面
２ｂ せん断面
Ａ、Ｂ、Ｃ 条件の区分
１００、２００ 試験槽（槽）
３００ 被試験体
４００ａ、４００ｂ 扉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の被試験体、特に家電製品、事務用機器、自動車、工業製品等の部品、家電製品、事務用機器、電気・電子機器それ自体及びそれらに使用されるめっき鋼板、塗装鋼板等を被試験体とし、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う耐錆性評価試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属製の被試験体、家電製品、事務用機器、自動車、工業製品等の部品に使用されるめっき鋼板、塗装鋼板等の耐錆性を評価するには、使用環境を模擬した大気環境条件下でめっき鋼板、塗装鋼板等を暴露し、金属製の被試験体の表面に生じた錆の面積率を測定するなどして耐錆性を評価することが行われている。
めっき鋼板、塗装鋼板等の耐錆性を評価するには、塩水噴霧試験装置がよく用いられている。また塩水噴霧・乾燥・湿潤等の工程を組み合わせた複合サイクル試験装置が、めっき鋼板、塗装鋼板等を被試験体とし、塩分を影響因子とする耐錆性促進試験を行うために使用される場合もある。
【０００３】
ところで最近まで、結露を影響因子とする被試験体とし、試験は、実際の使用環境条件における長期間暴露試験が行われてきたが、より迅速に耐錆性の試験結果を得るために図７に示すような、２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置により金属製の被試験体３００の耐錆性促進試験を行う方法が検討されている。
図７に示す耐錆性評価試験装置を用いて耐錆性促進試験を行う場合には、先ず被試験体３００を試験槽１００内で所定の時間保持した後、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送し、試験槽２００内において所定の時間保持することを１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返す。その際、１サイクル終了毎に被試験体３００は試験槽１００内に戻す。なお図７は、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送する途中の状態を示す。移送前は２つの扉４００ａ、４００ｂは両方とも閉状態とされている。
【０００４】
また特許文献１には、金属材の耐食性を評価する方法に関して、金属材の表面に塩化物イオンを含む塩分を付着させる（Ａ）の工程と、金属材に温度と相対湿度をステップ状に変化させて設定した乾燥工程と湿潤工程を１乃至複数回行う（Ｂ）の工程とを行うことを１サイクルとし、このサイクルを１乃至複数回繰り返す金属材の耐食性評価方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３２９５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１には、金属材の耐食性評価方法について開示されているものの、金属材の耐食性評価試験装置に関しては言及されていない。
また図７に示すような、２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った場合には次のような問題がある。
２つの試験槽１００、２００内の温度と湿度は、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送することにより試験槽２００内において被試験体３００の表面に結露が生成するように条件が設定されている。
【０００６】
ところが被試験体３００の移送時には、２つの扉４００ａ、４００ｂを両方とも開ける必要があると共に被試験体３００の移送には若干の時間がかかる。
このために２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った場合には、扉４００ａ、４００ｂを両方とも開けることにより設定した条件が変化するから、年間を通じて一定な耐錆性の評価結果を得るにはそのための条件出しをしなければならないという問題がある。
【０００７】
また２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置を用いた場合には、たとえ、条件出しをしたとしても被試験体３００の移送には若干の時間がかかるので、移送時に被試験体３００が槽外の大気の影響を受け、結露生成条件が変わってしまい、再現性のある耐錆性の評価結果を得ることが困難となる。
また２つの試験槽１００、２００を具備した耐錆性評価試験装置を用いた場合には、移送作業を人手によって行うために被試験体３００の移送が深夜になることはできるだけ避けねばならず、被試験体３００を試験槽１００内から試験槽２００内へ移送して被試験体３００の表面に結露を生成するタイミングを労働時間内とするために、耐錆性の評価結果を得るまでの所要期間が長くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、再現性のある耐錆性の評価結果を短期間で得ることが可能な耐錆性評価試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の通りである。
１．金属製の被試験体を少なくとも一つ収納できる大きさの一つの試験槽を有し、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う耐錆性評価試験装置であって、前記試験槽は、ある温度湿度に保たれた槽内の空気を短時間で他の温度湿度条件に切り換えるために、槽内の空気をポンプで減圧排出する通路と、槽外より一定の温度湿度の空気をポンプにより加圧導入する通路を設けると共に、開閉弁を設けて双方の通路を開閉可能としたことを特徴とする耐錆性評価試験装置。
２．前記開閉弁が電磁弁とされ、制御装置に接続されていることを特徴とする上記１．に記載の耐錆性評価試験装置。
３．前記槽内に槽内の空気の温度および湿度をそれぞれ検出する検出器が配置されている共に、前記槽内の空気の温度および湿度を調整可能な温度調節器と湿度調節器が設置され、前記検出器および前記温度調節器と湿度調節器が制御装置に接続されていることを特徴とする上記１．または２．に記載の耐錆性評価試験装置。
４．前記槽内に収納した金属製の被試験体に温度検出器と結露検出器が取り付けられていることを特徴とする上記１．〜３．のいずれかに記載の耐錆性評価試験装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の耐錆性評価試験装置によれば、結露生成条件を一定として金属製の被試験体の表面に結露を生成させることができると共に、金属製の被試験体が使用される実際の使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行うことができる。また本発明によれば、金属製の被試験体の移送作業をなくすことができる。
この結果、本発明の耐錆性評価試験装置によれば、再現性のある耐錆性の評価結果を短期間で得ることが可能となる。
【００１１】
したがって本発明の耐錆性評価試験装置を用いることにより、金属製の被試験体の耐錆性評価を効率的に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明者らは、金属製の被試験体の耐錆性評価を行うに当たり、結露を影響因子とする耐錆性促進試験条件について鋭意検討した結果、結露生成条件を一定として金属製の被試験体の表面に結露を生じさせることが再現性のある耐錆性の評価結果を得るために重要であるとの知見を得た。
そのために本発明の耐錆性評価試験装置は、一つの試験槽内（以下、単に槽内ともいう）において、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行うことができるように構成することにより、金属製の被試験体の移送作業をなくした。
【００１３】
また本発明の耐錆性評価試験装置においては、槽内の空気の減圧排出と同時に、槽外からの一定の温度湿度の空気の加圧導入により、短時間で槽内の空気環境を一変させ、その空気中に含まれる水蒸気によって金属製の被試験体の表面に結露を生成するようにした。
以下、図１、図２を用いて本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置について説明する。
【００１４】
本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置は、図１に示すように金属製の被試験体２を少なくとも一つ収納できる大きさの一つの試験槽１を有し、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う装置である。この試験槽１は耐圧性を有する槽とされ、本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置は、該槽に、槽外からの一定の温度湿度の空気の加圧導入通路４と、槽内の空気３を槽外の大気へ排出するための減圧排出通路５を設けると共に、開閉弁１１ａ、１１ｂを設けて双方の通路を開閉可能とした。
【００１５】
また図１に示した耐錆性評価試験装置は、槽内の空気３を使用環境を模擬した大気環境条件とすることができるように、試験槽１に空調通路６ａ、７ａが設けてあり、空調通路６ａは温度調節器６と、空調通路７ａは湿度調節器７と繋げられて槽内の空気３の温度および湿度をそれぞれ調節することができるようになっており、槽内との流通をよくするために循環ファンが設けられている。
【００１６】
試験槽１の大きさは、耐錆性促進試験を行う金属製の被試験体２の寸法に応じて決定する。例えば図１に示した耐錆性評価試験装置により、寸法が板厚１．６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍの亜鉛めっき鋼板を金属製の被試験体２として、結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う場合には、ステンレス鋼板を用いることにより、幅１．０ｍ×奥行き１．０ｍ×高さ１．０ｍの耐圧性を有する槽を構成することができる。
【００１７】
ここで開閉弁１１ａ、１１ｂは電磁弁とし、制御装置１０に接続するのが好ましい。この理由は、耐錆性促進試験中、制御装置１０内に予め記憶させた時刻に制御装置１０からの信号により開閉弁１１ａ、１１ｂの開、閉を確実にかつ短時間に行うことができるからである。
また温度調節器６と湿度調節器７は制御装置１０に接続されているのが好ましい。この理由は、温度調節器６と湿度調節器７を制御装置１０に接続することにより、耐錆性促進試験を行う際に、槽内の空気３の温度および湿度を制御装置１０内に予め記憶させた設定値となるように制御することができるからである。温度調節器６は、槽内の空気３の加熱、槽内の空気３の冷却を行うことができるものとするのが広範囲にわたる使用環境条件を模擬することができるので望ましく、また湿度調節器７は、槽内の空気３の加湿、槽内の空気３の除湿を行うことができるものとするのが広範囲にわたる使用環境条件を模擬することができるので望ましい。
【００１８】
また耐錆性評価試験装置には、各種センサを設けて試験状態を測定すると共に記録することができるようにするのが好ましい。この理由は、図１には図示しない、例えば槽内の空気３の温度を検出する温度検出器や槽内の空気３の湿度を検出する湿度検出器を設置して、前記の制御装置１０に接続することにより試験時の槽内の空気３の温度や槽内の空気３の湿度を測定すると共に記録することができるために、耐錆性促進試験を行った後に制御装置１０内に予め記憶させた設定条件のように耐錆性促進試験が行われてたか、否かを確認することができるからである。
【００１９】
また結露センサ８や金属製の被試験体２の温度を検出する温度検出器９を、槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に取り付けるのが好ましい。例えば結露センサ８としてはＡＣＭセンサ（北斗電工製等）があり、金属製の被試験体２の温度を検出する温度検出器９としては例えばＣＡ熱電対がある。このような結露センサ８および金属製の被試験体２の温度を検出する温度検出器９としてＣＡ熱電対を槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に取り付けて前記の制御装置１０に接続することが好ましい理由は、耐錆性促進試験中にそれらの検出器からの出力を制御装置１０に記録することにより、耐錆性促進試験を行った後に槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に結露が生成していたか、否かを確認することができ、また同様に金属製の被試験体２の温度と槽内の空気３の温度を比較することができるからである。図１中、１２は耐錆性促進試験中、槽内に収納した金属製の被試験体２を保持する保持台を示す。この保持台１２は、被試験体２より大きな熱容量を持つことにより、槽内の空気３の急激な温度変化による被試験体２への熱影響をできるだけ少なくするよう保持台１２から伝熱されるよう工夫されている。
【００２０】
以上説明した本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置の作用について図２〜図４により説明する。
ただし図１に示した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う場合には、第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程、それに続く結露生成工程と乾燥工程を経た後に第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程を行うことを１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返して行うことを標準とする。
【００２１】
図２は、図１に示した耐錆性評価試験装置による槽内の空気３の環境条件を例示した図であり、図２中、Ｐは第１の環境条件を示し、Ｑは第２の環境条件を示す。
図３は、同図１に示した耐錆性評価試験装置による耐錆性促進試験条件の一例を示す図であり、図３中、Ａは第２の環境条件Ｑからの移行過程を含む第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程の区間を示し、Ｂは区間Ｃの条件からの移行過程を含む第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程の区間を示す。そして区間Ｃは、槽内に収納した金属製の被試験体２の表面に結露を生成する結露生成工程とそれに続く乾燥工程の区間を示す。
【００２２】
また図4-a〜図4-bは、結露生成条件を説明する図である。
図4-a〜図4-bに示すように槽内の空気３の圧力、槽内の空気３の相対湿度、槽内の空気３の温度、槽内に収納した金属製の被試験体２の温度が変化して、図５に示すように確実に金属製の被試験体２の表面に十分な結露が生成している。
このように本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置によれば、結露生成条件を一定として金属製の被試験体２の表面に結露を確実に生成させることができると共に、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行うことができる。また本発明によれば、金属製の被試験体の移送作業をなくすことができる。
【００２３】
図１に示した耐錆性評価試験装置により、第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程、それに続く結露生成・乾燥工程および第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程を行う際には、開閉弁１１ａ、１１ｂを次の状態にする。
(１) 第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程：開閉弁１１ａ、１１ｂは両方共に閉
(２) 結露生成工程
槽外の空気の加圧導入過程：開閉弁１１ａは開、１１ｂは閉
槽内の空気３を減圧排出過程：開閉弁１１ａ、１１ｂは両方共に開
(３) 乾燥工程：開閉弁１１ａは閉、１１ｂは閉
(４) 第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程：開閉弁１１ａは閉、１１ｂは閉
なお図１に示した耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う際には、試験が終了するまでの間、図示しない扉は閉めた状態に維持されており、開閉弁１１ａ、１１ｂを両方共に閉とすると試験槽１は密閉された密閉槽となる。
【００２４】
槽外の空気の加圧導入過程の時間、および槽内の空気３を減圧排出し、第２の環境条件Ｑに到達する時点までの所要時間は、５分以内が必要である。さらに２分以内であれば好ましいが、１分以内であればさらに好ましい。
槽外から加圧導入する空気は、あらかじめ、第２の環境条件Ｑに同じ温度湿度であることが望ましいが、前記時間内で一定に到達するならば、第２の環境条件Ｑに対して温度湿度が多少上下してもかまわない。また加圧導入する空気を貯える方法は特に限定しないが、コンプレッサーや貯槽タンクなどを設けることで対応できる。ただし、圧縮された空気は、急激に解放すると、温度が下がるので、加熱加湿を行った空気を槽内に導入する必要がある。槽内の空気を減圧排気する際は、真空ポンプ等により排気を行う。加圧導入と減圧排気をバランスよく行う必要があるが、加圧導入により第１の環境条件Ｐから第２の環境条件Ｑへの移行が充分速やかに行われれば、排気能力をそれほど必要としない。
【００２５】
なお図１に示した本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置には、必要に応じて実際の使用環境を模擬した金属製の被試験体２の耐錆性促進試験を行うために、水や塩、海塩等を金属製の被試験体２に予め塗布してから試験槽１内に収納してもよいし、塩水をアトマイザー等により噴霧する噴霧装置や、ＮＯｘ、ＳＯｘなどを含むガスや関東ローム層などの微細な赤土・粉塵等を導入する導入通路を試験槽１に設けることができる。
【００２６】
ただし、ＮＯｘ、ＳＯｘなどを含むガスを槽内に導入して金属製の被試験体２の耐錆性促進試験を行う場合には、試験槽１に設けた圧力解放通路５からＮＯｘ、ＳＯｘなどを含むガスを直接大気に放出するのは地球環境上問題があるから、その排気対策を施した装置とすることが好ましい。
【実施例】
【００２７】
図１に示した耐錆性評価試験装置により亜鉛めっき鋼板（Ｚｎ目付量２０ｇ／ｍ２：板厚１．６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ）を金属製の被試験体２とし、結露を影響因子とする亜鉛めっき鋼板の耐錆性促進試験を行った。
使用環境を模擬した環境条件は、図２、図３、図4-a〜図4-bと同じとした。第１の環境条件は、槽内の空気３の温度を１５℃、槽内の空気３の相対湿度を７０％とし、第２の環境条件は、槽内の空気３の温度を３０℃、槽内の空気３の相対湿度を８５％とした。
【００２８】
結露生成条件は、図７に示すように、幅１０ｃｍ、長さ１５ｃｍ、高さ５ｃｍの保持台上に幅１０ｃｍ、長さ２ｃｍ、高さ４．５ｃｍの保持台の間に被試験材をはさみ、端部を５ｍｍ程露出させて、結露させ、露出させた端部の上面を観察面とした。被試験材の端部の保持台からの露出率（Ｂ／Ａ）は、この場合１／１０とした。被試験材の露出した部分の重量は保持台に対して０．０６％程度である。
【００２９】
また図３に示すように第２の環境条件Ｑからの移行過程を含む第１の環境条件Ｐ下で暴露する低温保持工程の時間を１５０分、区間Ａの条件からの移行過程を含む第２の環境条件Ｑで暴露する促進工程の時間を１３８分とし、この一連の工程を１サイクル（４．８時間／サイクル＝５サイクル／日）として表１に示すように最多で４０サイクル行った。
このような金属製の被試験体２の耐錆性促進試験を２月と８月に行って金属製の被試験体２の耐錆性を評価した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
金属製の被試験体２の耐錆性は、図６に示すような、せん断面２ｂ＋破断面２ａの全断面（ばりを含む）における赤錆発生面積率を目視により測定して評価した。図６中、ｈは板厚を示す。
比較例は、図７に示した２つの試験槽１００、２００からなる耐錆性評価試験装置により結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った。被試験体３００としては、本発明例と同じ亜鉛めっき鋼板から採取した供試材（Ｚｎ目付量２０ｇ／ｍ２：板厚１．６ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ）を用いた。第１試験槽１００は槽内の空気３の温度を１５℃、槽内の空気３の相対湿度を５０％に設定し、第２試験槽２００は槽内の空気３の温度を３０℃、槽内の空気３の相対湿度を８５％に設定し、被試験体３００を第１試験槽１００内で３０分から１時間、暴露した後、人手により第２試験槽２００内に移送し、第２試験槽２００内で２３時間、暴露することを１サイクル（１サイクル／日）として最多で４０サイクル行った。
【００３２】
結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行った後、金属製の被試験体３００の耐錆性を発明例と同様に評価した。その結果を合わせて表１に示す。
表１から比較例の場合には、２月と８月で異なる耐錆性の評価結果が得られているのに対して、本発明例では２月と８月で同じ耐錆性の評価結果が得られている。また本発明例では比較例の場合より短期間で耐錆性の評価結果が得られている。
【００３３】
このことから本発明の耐錆性評価試験装置によれば、再現性のある耐錆性の評価結果を短期間で得ることができ、金属製の被試験体の耐錆性評価を効率的に行い得ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる耐錆性評価試験装置の模式図である。
【図２】図１に示した耐錆性評価試験装置による結露生成条件を説明する図である。
【図３】図１に示した耐錆性評価試験装置による耐錆性促進試験条件の一例を示す図である。
【図４−ａ】結露生成条件を説明する図である。
【図４−ｂ】結露生成条件を説明する図である。
【図５】結露生成状態を示す図である。
【図６】実施例に用いた金属製の被試験体の断面を示す模式図である。
【図７】実施例における金属製の被試験体の保持状態を示す模式図である。
【図８】従来の耐錆性評価試験装置の問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 試験槽（槽）
２ 被試験体
３ 槽内の空気
４ 加圧導入通路
５ 減圧排出通路
６ 温度調節器
７ 湿度調節器
６ａ、７ａ 空調通路
８ 結露センサ
９ 温度検出器
１０ 制御装置
１１ａ、１１ｂ 電磁弁（開閉弁）
１２ 保持台
２ａ 破断面
２ｂ せん断面
Ａ、Ｂ、Ｃ 条件の区分
１００、２００ 試験槽（槽）
３００ 被試験体
４００ａ、４００ｂ 扉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の被試験体を少なくとも一つ収納できる大きさの一つの試験槽を有し、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う耐錆性評価試験装置であって、
前記試験槽は、ある温度湿度に保たれた槽内の空気を短時間で他の温度湿度条件に切り換えるために、槽内の空気をポンプで減圧排出する通路と、槽外より一定の温度湿度の空気をポンプにより加圧導入する通路を設けると共に、開閉弁を設けて双方の通路を開閉可能としたことを特徴とする耐錆性評価試験装置。
【請求項２】
前記開閉弁が電磁弁とされ、制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の耐錆性評価試験装置。
【請求項３】
前記槽内に槽内の空気の温度および湿度をそれぞれ検出する検出器が配置されている共に、前記槽内の空気の温度および湿度を調整可能な温度調節器と湿度調節器が設置され、前記検出器および前記温度調節器と湿度調節器が制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の耐錆性評価試験装置。
【請求項４】
前記槽内に収納した金属製の被試験体に温度検出器と結露検出器が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐錆性評価試験装置。
【請求項１】
金属製の被試験体を少なくとも一つ収納できる大きさの一つの試験槽を有し、使用環境を模擬した大気環境条件下で結露を影響因子とする耐錆性促進試験を行う耐錆性評価試験装置であって、
前記試験槽は、ある温度湿度に保たれた槽内の空気を短時間で他の温度湿度条件に切り換えるために、槽内の空気をポンプで減圧排出する通路と、槽外より一定の温度湿度の空気をポンプにより加圧導入する通路を設けると共に、開閉弁を設けて双方の通路を開閉可能としたことを特徴とする耐錆性評価試験装置。
【請求項２】
前記開閉弁が電磁弁とされ、制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の耐錆性評価試験装置。
【請求項３】
前記槽内に槽内の空気の温度および湿度をそれぞれ検出する検出器が配置されている共に、前記槽内の空気の温度および湿度を調整可能な温度調節器と湿度調節器が設置され、前記検出器および前記温度調節器と湿度調節器が制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の耐錆性評価試験装置。
【請求項４】
前記槽内に収納した金属製の被試験体に温度検出器と結露検出器が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐錆性評価試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−ａ】
【図４−ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４−ａ】
【図４−ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１２５９９１（Ｐ２００６−１２５９９１Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１４２６１（Ｐ２００４−３１４２６１）
【出願日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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