JP2000221173A - 接着面の非破壊検査法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波を用いて接着界面層に空気層が存在す
るかどうかを検査することにより、製品を破壊すること
なく、かつ、簡単に接着の良否を判定する。 【解決手段】 第１部材１０に接着したシート状の第２
部材１２の表面より超音波を入射し、この入射した超音
波の反射波を画像として取り込み、この画像によって表
示される反射波の波形パターンから接着界面層１４に存
在する空気層Ａの有無を判断し、これによって接着性を
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート状部材の接
着面の良否を超音波を用いて判定する非破壊検査法およ
びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高層煙突や高層橋脚に用いられるＲＣ造
の筒状構造物を構築する手段にスリップフォーム工法が
ある。このスリップフォーム工法は、対向配置された１
対の型枠間にコンクリートを打設するとともに、この型
枠をコンクリートに対して相対的に上方に移動させて脱
型し、更にその上部にコンクリートを打設するという動
作を繰り返すことで、連続した筒状構造物を構築しつつ
型枠の盛り替え作業を省力化できるようになっている。

【０００３】かかるスリップフォーム工法では型枠を相
対移動させるためには、コンクリートに対する縁切り性
を良好にする必要があり、特開平９−１００６２５号公
報に開示されるように、型枠の内面に凝結遅延物質とバ
インダーとからなる塗布膜を固着形成する技術が提案さ
れる。また、これ以外にも縁切り性の富む滑性シートを
貼り合わせることが提案されている。

【０００４】ところで、滑性シートの接着作業時には接
着材の塗布量，加熱温度，加熱時間および圧着力等の管
理が行われるが、この接着部分に不良個所が存在する
と、工事開始後に滑性シートに膨れや剥がれが発生して
しまう。このため、滑性シートの接着状態を予め検査す
る必要があるが、この検査には通常は接着力試験によっ
て行われる。この接着力試験は滑性シートに剥がれ方向
の荷重を付加して、その時の耐荷重を測定するようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記接
着力試験は破壊検査であるため、どうしても検査を行っ
た製品は使い物にならなくなり、このため全製品に対し
て検査を行うことができず、多くても製品総数の１パー
セント程度しか検査できない。また、検査にあたって製
品を検査機にセットして滑性シートに剥離荷重かけると
いう困難な作業を伴うため、１回の試験に要する時間が
長くかかってしまうという課題があった。

【０００６】ところで、上記滑性シートの接着不良の原
因の一つとして、接着界面層に空気を巻き込んでしまう
ことが挙げられる。つまり、接着界面層に存在する空気
層によって滑性シートの密着性が悪化してしまうことが
判明した。

【０００７】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、超音波を用いて接着界面層に空気層
が存在するかどうかを検査することにより、製品を破壊
することなく、かつ、簡単に接着の良否を判定すること
ができる接着面の非破壊検査法およびその装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の請求項１に示す接着面の非破壊検査法にあ
っては、第１部材とこれに接着した第２部材のいずれか
一方の表面より超音波を入射し、この入射した超音波の
反射波を画像として取り込み、この画像によって表示さ
れる反射波の波形パターンから上記接着界面層に存在す
る空気層の有無を判断し、これによって接着性を判定す
る。

【０００９】この際用いられる本発明の請求項３に示す
接着面の非破壊検査装置は、第１部材および第２部材の
いずれか一方から他方に向かって超音波を発信するとと
もに、該超音波の反射波を受信する超音波測定器と、該
超音波測定器で測定された反射波を画像処理して波形パ
ターンに変換し表示する画像処理手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１０】この非破壊検査法およびその装置では、第
１部材と第２部材との接着面の状態は、接着界面層に空
気層が存在するかどうかが超音波測定器から入射した超
音波の反射波によって異なることとなり、この反射波を
画像処理手段で画像処理することで得られる波形パター
ンから空気層を容易に判断することができる。つまり、
空気層が存在する場合は接着不良、空気層が存在しない
場合は接着良として簡単かつ正確に判断できる。このた
め、接着面の検査は超音波を入射してこれの反射波を画
像処理手段に入力するという簡単な操作であるため、検
査を簡単かつ短時間のうちに行うことができ、かつ、検
査した製品は破壊されることがないため、全ての製品に
対して検査が可能となって各製品の安全性を確保でき
る。また、検査は画像に変換した波形パターンによって
判断できるため、検査に特別な技術を要することなく、
熟練の無い検査員でも容易かつ確実に判断することがで
きる。

【００１１】また、本発明の請求項２に示す接着面の非
破壊検査法にあっては、上記反射波の波形パターンは、
接着界面層の反射度値から算出される反射率の正負によ
って山部および谷部として表示することが望ましい。

【００１２】この非破壊検査法にあっては、反射波の波
形パターンは接着界面層の反射度値から山部および谷部
として表示されることにより、これら山部および谷部を
確認することにより一目瞭然で空気層が有るか無いかを
判断できるため、接着面の良否をより迅速かつ正確に検
査することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図１から図６は本発明の
接着面の非破壊検査法およびその装置の一実施形態を示
し、図１は非破壊検査法およびその装置の基本構成を示
す概略構成図、図２は本発明の非破壊検査法が用いられ
るスリップフォーム工法の型枠構造を示す要部構成図、
図３は接着不良個所の反射波を画像に取り込んだ波形パ
ターンの一例を示すグラフ、図４は接着良好個所の反射
波を画像に取り込んだ波形パターンの一例を示すグラ
フ、図５はテストピースの接着力と接着性判定結果を示
す偏差グラフ、図６は実際の製品の接着力と接着性判定
結果を示す偏差グラフである。

【００１４】本実施形態の接着面の非破壊検査装置は、
第１部材１０および第２部材１２のいずれか一方から他
方に向かって超音波を発信するとともに、該超音波の反
射波を受信する超音波測定器を構成する後述の発信子５
０、受信子５２、超音波発信手段５４、並びに超音波受
信手段５６と、該超音波測定器で測定された反射波を画
像処理して波形パターンに変換し表示する、後述する画
像生成手段５８および画像表示手段６０とからなる画像
処理手段とを備えて構成される。

【００１５】また本実施形態の接着面の非破壊検査法
は、第１部材１０に接着したシート状の第２部材１２の
表面より超音波を入射し、この入射した超音波の反射波
を画像として取り込み、この画像によって表示される反
射波の波形パターンから上記接着界面層１４に存在する
空気層Ａの有無を判断し、これによって接着性を判定す
る。このとき、上記反射波の波形パターンは、接着界面
層１４の反射度値から算出される反射率の正負によって
山部および谷部として表示するものである。

【００１６】本実施形態では検査される対象物として
は、図２に示すようにスリップフォーム工法の型枠２２
が用いられる。即ち、この型枠２２の内側面にはコンク
リートＣとの縁切り性を高めるために、肉厚が１ｍｍ程
度のテフロンなどの滑性に優れる樹脂製シート４２が接
着材を介して貼り付けられており、この樹脂製シート４
２の接着状態が本実施形態の非破壊検査法によって検査
されるようになっている。

【００１７】即ち、上記型枠２２が用いられるスリップ
フォーム工法の型枠装置は、作業床梁の下部に懸垂支持
される支持ヨーク１２と、支持ヨーク１２の下部に懸垂
固定される下部支保工１４とを備える。

【００１８】支持ヨーク１２は、上部作業床梁１０の直
下に移動可能に平行配置されるヨーク梁１６と、ヨーク
梁１６の下方に平行配置され、かつ、上面に足場板１８
ａが設置される下部床梁１８と、ヨーク梁１６と各下部
床梁１８間を連結するヨーク支柱２０と、両下部床梁１
８の下部対向端に対向配置される上記型枠２２と、各下
部床梁１８の外側に立設され、かつ、紙面と直交する方
向に手摺り２４が配置される支持ステーとを備えて概略
構成される。

【００１９】支持ヨーク１２は、ヨーク梁１６の上部に
突出し、かつ、各支柱２０にそれぞれブレース２０ａに
より連結された支持材２８を介して作業床梁１０の下部
に沿って移動可能に懸垂支持されている。ヨーク支柱２
０間には、連結ビーム３０が水平に配置され、この連結
ビーム３０の略中央部分に反力ジャッキ３２が固定され
ている。

【００２０】反力ジャッキ３２は、型枠２２に打設され
たコンクリートＣの中央を貫通して建て込まれるととも
に、コンクリートＣの上部に突出する反力用ロッド３４
に挿通されて、このロッド３４に沿って型枠装置全体を
上昇させるようになっている。また、型枠２２は、上下
を連結ビーム３０および下部床梁１８に傾斜状に連結さ
れた支持フレーム３６および支柱２０の下部に一体に垂
設された支持フレーム３８の内側に移動調整装置４０を
介して勾配変化可能に配置されている。

【００２１】かかる型枠装置では、コンクリートＣの打
設後、十分に強度が発現するまでの間上昇を停止して、
ロッド３４の周囲に図外の縦筋や横筋の配筋作業が行わ
れる。そして、配筋が完了した後、上部作業床梁１０と
ともに支持ヨーク１２および下部支保工１４を全体的に
一打設量分だけ上昇させることで、上記コンクリートＣ
を残した状態で型枠２２が上方に移動して、次のコンク
リートの打設準備作業が完了する。このとき、型枠２２
内面に接着された樹脂製シート４２の滑性によりコンク
リートＣとの縁切り性が高められて、コンクリートＣ表
面に引っ掻き傷や脱落箇所を生ずることなく滑らかに型
枠２２が上昇される。

【００２２】上記型枠２２はこれの製作段階で、樹脂製
シート４２を接着した後に図１に示したように非破壊検
査が行われることになる。即ち、本実施形態ではこの非
破壊検査は、第１部材としての型枠２２と第２部材とし
ての樹脂製シート４２との接着性を検査するようになっ
ている。この非破壊検査は超音波を用いて検査され、ま
ず、樹脂製シート４２の表面に、超音波を発信する発信
子５０とこれから発信された超音波の反射波を受信する
受信子５２とを押し当てる。発信子５０には、超音波発
信手段５４から超音波がパルス信号として入力され、発
信子５０から樹脂製シート４２内に超音波が一定周期で
入射される。

【００２３】発信子５０から入射された超音波は、その
一部が接着界面層１４で反射され、この反射波を受信子
５２で捉えて超音波受信手段５６に出力され、これから
画像生成手段５８に出力される。画像生成手段５８は入
力された反射波を画像処理して画像表示手段６０に波形
パターン６２を表示するようになっている。また、画像
生成手段５８は、反射波に接着界面層１４の反射度値を
算入して波形パターン６２を求めるようになっており、
この波形パターン６２は反射度値から算出される反射率
の正負によって山部および谷部として表示される。この
とき、波形パターン６２は超音波の反射波の強度ではな
く、接着界面層１４に空気層Ａの有無によって反射波の
パターンが異なる現象が生じ、このことによって接着の
良否を判断するようになっている。

【００２４】図３は接着不良の場合の波形パターン６２
を示し、樹脂製シート４２と鋼製の型枠２２との接着界
面層１４に空気層Ａが存在するために、超音波の反射は
下地となる鋼製の型枠２２ではなく空気層Ａで起こる。
このため、波形パターン６２には山部６２ａのピークＰ
が最初に見られ、次に谷部６２ｂが見られる。そして、
樹脂製シート４２を通過した後の超音波の波形は、空気
層Ａの存在により型枠２２と樹脂製シート４２との間で
超音波の反響が起こらないため、平坦（図中→で示す部
分）となる。

【００２５】図４は接着良好の場合の波形パターン６２
を示し、樹脂製シート４２に密着して型枠２２が存在
し、空気層Ａが存在しないため超音波の反射が下地の型
枠２２で起こる。このため、谷部６２ｂが最小に見ら
れ、次に山部６２ａのピークＰが見られる。そして、樹
脂製シート４２を通過した後の超音波の波形は、空気層
Ａが存在しないため下地の型枠２２の素地の表面粗さ
（目粗し）の影響を受けて反響し、波形パターン６２は
平滑ではなく波打つような様子（図中→で示す部分）と
なる。

【００２６】つまり、接着状態の不良と良好との違い
は、→で示す部分の平滑性と波打ち性との差としても現
れるが、最も顕著な違いとして山部６２ａと谷部６２ｂ
との前後関係がある。これは反射度値（インピーダン
ス）から算出される反射率が正となるか負となるかによ
る。このような波形パターン６２の違いは、反射度値が
物質固有の値を取ることに起因すると考えられる。ここ
で、空気層Ａの反射度値は０．０００４であるのに対
し、鋼は４．５となる。

【００２７】「実施例１」鋼板に厚み１ｍｍ程度の樹脂
製シートを圧着条件を代えて貼付したテストピースパネ
ルについて、超音波による接着性非破壊検査を行った。
同一接着剤を使用し、圧着条件は、強、弱、無しの３種
類とし、各テストピースパネルについて１０×１５（ｃ
ｍ）の範囲内を任意に９箇所選び、超音波を入射して接
着性判定を行った。その結果、圧着強は検査した９箇所
全てが図４（接着良：○）の波形パターン６２、圧着弱
は９箇所中７箇所が図３（接着悪：×）の波形パターン
６２、また、圧着無しは９箇所全てが図３（接着悪：
×）の波形パターン６２を示した。これらのテストピー
スパネルについて、樹脂製シートと鋼板との引張り接着
力を試験した結果を図５に示す。これにより、接着不良
と判定されたテストピースパネルは接着力が低く、接着
良好と判定されたテストピースパネルの１／２から１／
４程度であった。このように、超音波による非破壊検査
によって接着力を推定評価することが可能である。

【００２８】「実施例２」実際に納品されたスリップフ
ォーム工法の型枠２２について、超音波による接着性の
非破壊検査を行った。次に、接着性が悪いと判定した領
域と、接着性が良好と判定した領域に付いてそれぞれ接
着力試験を行った。その結果を図６に示すと、接着性が
悪いと判定した領域の接着力が、接着性良好と判定した
領域の約１／２程度と低くなる。

【００２９】以上説明したように本実施形態の接着面の
非破壊検査法はスリップフォーム工法の型枠２２に用い
たもので、型枠２２とこれの内面に貼り付けられる樹脂
製シート４２との接着状態は、超音波の反射波を画像と
して取り込んだ波形パターン６２から判断するようにな
っている。つまり、接着状態は接着界面層１４に空気層
Ａが存在するかどうかで接着の良否を判断するもので、
この空気層Ａの有無は波形パターン６２に現れる山部６
２ａと谷部６２ｂの前後関係で理解される。

【００３０】つまり、この非破壊検査法およびその装置
にあっては、反射波の波形パターン６２は接着界面層１
４の反射度値から山部６２ａおよび谷部６２ｂとして表
示されることにより、これら山部６２ａおよび谷部６２
ｂの前後関係を確認することにより一目瞭然で空気層が
有るか無いかを判断できる。このため、接着面の検査は
超音波測定器の発信子５０から超音波を入射してこれの
反射波を画像処理手段の画像生成手段５８に入力すると
いう簡単な操作にして、検査を短時間のうちに正確に行
うことができ、かつ、検査した製品は破壊されることが
ないため、全ての製品に対して検査が可能となって各製
品の安全性を確保できる。また、検査は画像として取り
込んだ波形パターン６２によって判断できるため、検査
に特別な技術を要することなく、熟練の無い検査員でも
容易かつ確実に判断することができる。

【００３１】ところで、本実施形態では型枠２２の内面
に貼り付けた樹脂製シート４２を例にとって、これの接
着状態を非破壊検査する場合を説明したが、これに限る
ことなくシート状の部材を他の部材に貼り付けたもので
あれば本発明を適用して、両部材間の接着状態を非破壊
検査することができる。

【００３２】また上記実施形態では、樹脂製シート４２
側から超音波を入射するようにしたが、当該シート４２
が張り付けられる相手の部材側から超音波を入射するよ
うにしてもよいことはもちろんである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１お
よび３に示す接着面の非破壊検査法およびその装置にあ
っては、第１部材と第２部材との接着界面層に空気層が
存在するかどうかで、両者間の接着状態を判断するもの
で、第１部材および第２部材のいずれか一方の表面より
入射した超音波の反射波を画像処理手段で画像処理する
ことで得られる波形パターンから空気層の有無を判定す
るようにしたので、接着性の判断を簡単かつ迅速に、し
かも正確に検査することができる。また、検査した製品
は破壊されることがないため、全ての製品に対して検査
が可能となって各製品の安全性を確保できるとともに、
検査は画像に取り込んだ波形パターンによって判断でき
るため、検査に特別な技術を要することなく、熟練の無
い検査員でも容易かつ確実に判断することができる。

【００３４】また、本発明の請求項２に示す接着面の非
破壊検査法にあっては、反射波の波形パターンを、接着
界面層の反射度値から算出される反射率の正負によって
山部および谷部として表示するようにしたので、これら
山部および谷部を確認することにより一目瞭然で空気層
が有るか無いかを判断できるため、接着面の良否をより
迅速かつ正確に検査することができるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接着面の非破壊検査法およびその装置
の基本構成を示す概略構成図である。

【図２】本発明の非破壊検査法が用いられるスリップフ
ォーム工法の型枠構造を示す要部構成図である。

【図３】本発明の非破壊検査法にあって接着不良個所の
反射波を画像に取り込んだ波形パターンの一例を示すグ
ラフである。

【図４】本発明の非破壊検査法にあって接着良好個所の
反射波を画像に取り込んだ波形パターンの一例を示すグ
ラフである。

【図５】本発明の非破壊検査法にあってテストピースの
接着力と接着性判定結果を示す偏差グラフである。

【図６】本発明の非破壊検査法にあって実際の製品の接
着力と接着性判定結果を示す偏差グラフである。

【符号の説明】

１０ 第１部材 １２ 第２部材 １４ 接着界面層 ２２ 型枠（第１部材） ４２ 樹脂製シート（第２部材） ５０ 発信子 ５２ 受信子 ５４ 超音波発信手段 ５６ 超音波受信手段 ５８ 画像生成手段 ６０ 画像表示手段 ６２ 波形パターン Ａ 空気層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 章子 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G047 AA10 AB07 BA03 BC00 EA09 EA10 GG23 GH06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１部材に第２部材を一体に接着してな
   る接着面の非破壊検査法において、 第１部材および第２部材のいずれか一方の表面より超音
   波を入射し、この入射した超音波の反射波を画像として
   取り込み、この画像によって表示される反射波の波形パ
   ターンから接着界面層に存在する空気層の有無を判断
   し、これによって接着性を判定することを特徴とする接
   着面の非破壊検査法。
2. 【請求項２】 上記反射波の波形パターンは、接着界面
   層の反射度値から算出される反射率の正負によって山部
   および谷部として表示することを特徴とする請求項１に
   記載の接着面の非破壊検査法。
3. 【請求項３】 第１部材に第２部材を一体に接着してな
   る接着面の非破壊検査装置において、 第１部材および第２部材のいずれか一方から他方に向か
   って超音波を発信するとともに、該超音波の反射波を受
   信する超音波測定器と、該超音波測定器で測定された反
   射波を画像処理して波形パターンに変換し表示する画像
   処理手段とを備えたことを特徴とする接着面の非破壊検
   査装置。