JP7255435B2 - 塗膜付着強度判定器具 - Google Patents

Description

本願が開示する発明は、外壁や床等の表面に施工された塗膜の付着強度を判定する塗膜付着強度判定器具に関する。

塗膜の付着強度を測定する手段としては、JＩＳ Ｋ５６００－５－７（ＩＳＯ４６２４）に規定された引張付着試験方法（プルオフ法）等がよく知られている。該試験方法は、概ね以下のような手順で行われる。
（１）あらかじめ、試験対象となる塗膜の表面を清掃し、サンドペーパーで軽く研磨して清浄な状態にする。
（２）平坦な底面を有する試験円筒（ドリー）の底面に接着剤を塗布し、塗膜の表面に押し当てて接着する。
（３）接着剤が硬化したら、試験円筒の底面の周囲に沿ってカッターの刃先を入れ、素地（基材）に達するまで塗膜を環状に切開する。
（４）試験円筒の他端に引張試験機を取り付けて試験円筒を面直方向に引っ張り、塗膜が剥離したときの引張強度を測定する。

また、該試験方法に用いられる引張試験機としては、電子制御式油圧ポンプとシリンダを利用したアドヒージョンテスタや、手動スクリュー式の建研式接着力試験機等がよく利用されている。

建物の外装修繕工事等において、外壁や床の表面に施工された既存の塗膜の上に新たな仕上材等を再施工する場合、既存の塗膜が所定以上の強度をもって素地に付着しているか否かを適切に見極める必要がある。しかし、前述のような引張付着試験方法を施工現場の多数箇所で実施するとなると、試験機材の搬入出に要する手間や、接着剤の硬化を待つための時間等、非効率的な点が多い。そこで、本出願人は、特許文献１において、試験機材の携帯性や操作性に優れ、塗膜の付着力に関しても簡便でありながら安定した評価を行うことのできる引張付着試験方法を提案している。

該試験方法では、図６に示すような引張試験機９を用いる。引張試験機９は、略同寸の矩形状に形成された引張板９１、粘着シート９２および接着板９３と、短寸のリップ溝形鋼からなる引張フレーム９４に長螺子９５を挿通させた引張具とで構成され、長螺子９５の先端が引張板９１の中央に回転自在に枢支されている。試験に際しては、まず、引張付着試験の合格基準強度に応じた粘着力を有する粘着シート９２を介して、引張板９１と接着板９３とを接合する。次いで、粘着シート９２の粘着力よりも高い接着力を発揮する接着剤９６を介して、接着板９３を塗膜Ｃの表面に接着する。さらに、接着板９３の周囲の塗膜Ｃを、素地（被塗装物）Ｆに達するまで切り込む。この状態で、引張フレーム９４に取り付けた長螺子９５のハンドル９７を回転させ、長螺子９５に連結した引張板９１および接着板９３を塗膜Ｃから離れる向きに移動させる。すると。引張板９１が粘着シート９２から剥がれるか、粘着シート９２が接着板９３から剥がれるか、または塗膜Ｃが素地Ｆから剥がれることによって、素地Ｆに対する塗膜Ｃの付着力が、粘着シート９２の粘着力（合格基準強度）を上回っているか否かを簡便に判定することができる。

特開２００６－３００５４９号公報

前述の引張試験機９を用いた引張付着試験方法を実施する場合も、塗膜Ｃと接着板９３との間に塗布した接着剤９６の硬化を待つための時間が必要になる。また、接着板９３の周囲に沿って塗膜Ｃを切り込む手間や、引張板９１に長螺子９５を連結して、さらにその長螺子９５を引張フレーム９４に挿通させる手間についても、改善の余地がある。

本願が開示する発明は、前述の引張付着試験に要する時間と手間をさらに省いて、塗膜の付着強度を効率よく判定することのできる塗膜付着強度判定器具を提供するものである。

本願が開示する発明の塗膜付着強度判定器具は、円柱状の外形を有して、先端に平坦な接着面が形成された試験柱体と、円筒状の外形を有して、先端に円環状の切削刃が形成され、前記試験柱体の外側に挿装された筒刃体と、前記試験柱体の後端に連結されて前記筒刃体の後端に係脱するハンドルと、を具備し、前記筒刃体および前記ハンドルは、前記試験柱体の軸周りに回転可能に、かつ、前記試験柱体の軸方向に沿って一定範囲内で進退可能に取り付けられ、前記試験柱体と前記筒刃体とが互いの先端位置を前後入れ換え得るように保持されている、ものとして特徴づけられる。

このように構成された塗膜付着強度判定器具を使用すれば、試験柱体の接着面を両面テープで塗膜に圧着し、その状態でハンドルを押し回して筒刃体の切削刃で塗膜面を切開し、ハンドルを持って試験柱体を引っ張り塗膜を剥離させる、という簡単な手順で、塗膜の付着強度が両面テープの付着強度を上回っているか否かを判定することができる。

さらに、この塗膜付着強度判定器具は、前記試験柱体と前記筒刃体との間に付勢部材が介装されて、前記筒刃体の先端が前記試験柱体の先端よりも前記ハンドル側に後退するように付勢されており、前記筒刃体を前記付勢部材に抗して前進させると、前記筒刃体の先端が前記試験柱体の先端よりも前方に突出する、ように構成することができる。

また、前記筒刃体と前記ハンドルとが、前記筒刃体の後端に形成された係合凹部と、前記ハンドルに形成された係合凸部と、の係合によって一体的に回転するように構成することもできる。

これらの構成を採用することにより、使い勝手がさらに向上する。

前述のように構成される塗膜付着強度判定器具によれば、試験柱体の接着面を両面テープで塗膜に圧着し、その状態でハンドルを押し回して筒刃体の切削刃で塗膜面を切開し、ハンドルを持って試験柱体を引っ張り塗膜を剥離させる、という簡単な手順により、塗膜の付着強度が両面テープの付着強度を上回っているか否かを、実用レベルで簡便に判定することができる。

本願が開示する発明の一実施形態に係る塗膜付着強度判定器具の構成を示す図であり、（ａ）は筒刃体を軸方向に切断した状態の部分破断側面図、（ｂ）は器具全体を先端側から見た正面図である。 前記塗膜付着強度判定器具を使用して塗膜の付着強度を判定する方法を説明する図であって、試験柱体を塗膜の表面に接着した状態を示す部分破断側面図である。 図２の状態に続いて、筒刃体で塗膜を切開する状態を示す部分破断側面図である。 図３の状態に続いて、ハンドルを引っ張って塗膜を剥離させる状態を示す部分破断側面図である。 試験柱体を引っ張ったときの剥離状態を示す説明図である。 特許文献１に記載された従来の引張試験機および引張試験方法の概要を説明する側面図である。

以下、本願が開示する発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１～図４は、本願が開示する発明の一実施形態に係る塗膜付着強度判定器具の構成と、その器具を使用して塗膜の付着強度を判定する方法を示している。なお、以下の説明において、部位・部材の位置関係や動作の向きを特定する際には、付着強度を判定する塗膜に臨む側を「前（先）」、塗膜付着強度判定器具を操作する人の手元側を「後」と表すこととする。

塗膜付着強度判定器具１は、試験柱体２と、試験柱体２の外側に挿装された筒刃体３と、試験柱体２に連結された手回し操作用のハンドル４と、を組み合わせて構成される。

試験柱体２は、略円柱状の外形を有する部材で、その先端に平坦な接着面２１が形成されている。試験柱体２の後端には、試験柱体２よりも細径のハンドル枢支軸２２が、試験柱体２と同軸状に延出されている。ハンドル枢支軸２２の後端には、短円柱状の大径部２３が形成されている。試験柱体２の外周面における先端寄りおよび後端寄りの二箇所には、径外方向に突出する鍔部２４、２５が形成されている。この試験柱体２は、前記従来の引張付着試験に用いられる試験円筒（ドリー）に相当する部材であるが、この塗膜付着強度判定器具１にあっては、円筒状をなす筒刃体３との区別を明確にするため、「円筒」ではなく「柱体」と称する。

ハンドル４は、試験柱体２の軸心延長方向から見て細長い矩形、楕円形、紡錘形、その他の非円形状をなす部材である。ハンドル４の中心には、ハンドル枢支軸２２を挿通させ得る遊孔４１が形成されている。遊孔４１の後半部には、ハンドル枢支軸２２の大径部２３を収容する座繰り部４２が形成されている。ハンドル枢支軸２２に取り付けられたハンドル４は、ハンドル枢支軸２２の周りに回転し、かつ、ハンドル枢支軸２２の軸方向に沿って一定範囲内で進退可能に、かつ、ハンドル枢支軸２２から抜け出し不能に保持される。ハンドル４に形成された座繰り部４２の深さは、ハンドル枢支軸２２の大径部２３の厚さよりもやや浅く形成されていて、大径部２３が座繰り部４２に収容された状態で、大径部２３の後端がハンドル４の後端よりもわずかに突出する。

筒刃体３は、試験柱体２よりもやや大径の円筒状をなす部材である。筒刃体３の先端には、円環状に連続する鋸形の切削刃３１が形成されている。筒刃体３の内周面における、やや後端寄りの中間部には、径内方向に突出する環状突起３２が形成されている。この環状突起３２を試験柱体２の外周面に形成された二箇所の鍔部２４、２５の間に挟むようにして、筒刃体３が試験柱体２の外側に挿装される。そして、この環状突起３２と、試験柱体２の先端寄りに形成された鍔部２４との間に、付勢部材としての圧縮コイルばね５が介装される。このような取り合いにより、筒刃体３と試験柱体２とが、軸周りに相対回転可能に保持されるとともに、軸方向に一定範囲内で相対移動して、互いの先端位置を前後入れ換え得るように保持される。

筒刃体３の後端には、二箇所の係合凹部３３が、筒刃体３の軸心を挟んで対向する位置に形成されている。これに合わせてハンドル４の前面二箇所に係合凸部４３が形成されている。この係合凸部４３と係合凹部３３とを互いに係合させると、ハンドル４の回転操作によって筒刃体３も一体的に回転させることができる。

この塗膜付着強度判定器具１を使用して既存の塗膜Ｃの付着強度を判定する際には、図２に示すように、試験柱体２の先端の接着面２１に、該接着面２１と略同じ大きさにカットした両面テープ６を貼着して塗膜Ｃの表面に当てがい、ハンドル枢支軸２２の大径部２３を押して、両面テープ６を塗膜Ｃに圧着する。この両面テープ６には、塗膜Ｃに必要とされる付着強度と同等以上の剥離強度を有するものを用いる。この状態では、試験柱体２と筒刃体３の間に改装された圧縮コイルばね５が筒刃体３をハンドル４側に押しており、筒刃体３の先端（切削刃３１）が試験柱体２の先端（接着面２１）よりもハンドル４側に後退している。

試験柱体２の接着面２１が塗膜Ｃにしっかりと接着されたら、図３に示すように、ハンドル４を筒刃体３に係合させた状態で押し回し、筒刃体３の切削刃３１を回転させながら前進させて、塗膜Ｃを円形に切り込む。筒刃体３は、試験柱体２の接着面２１に両面テープ６および塗膜Ｃの厚さを重ねた位置よりも前方まで先端を突出させ得るように、その進退ストロークが設定されている。

塗膜Ｃが素地（下地材）Ｆまで切開されたら、図４に示すように、ハンドル４に指を掛けて試験柱体２を塗膜Ｃの面直方向に引っ張る。すると、図５に示すように、（ａ）試験柱体２の接着面２１と両面テープ６との界面、（ｂ）両面テープ６と塗膜Ｃとの界面、（ｃ）塗膜Ｃの中間層、（ｄ）塗膜Ｃと素地Ｆとの界面、（e）素地Ｆの内部、のうち、付着強度の最も弱い箇所で剥離する。塗膜Ｃが剥がれないで素地Ｆ側に残り、両面テープ６の表裏いずれかの界面が剥がれたら、既存の塗膜Ｃが必要な付着強度（合格基準強度）を維持している、と判定することができる。

この塗膜付着強度判定器具１を使用する判定方法では、試験柱体２と塗膜Ｃとの接着に両面テープ６を用いるので、従来のように接着剤が硬化するのを待つ必要がない。また、試験柱体２は、塗膜Ｃに接着した状態から、そのままハンドル４に手を掛けて引っ張ることができるので、複雑で大掛かりな引張試験機等を現場に搬入出する必要がなく、多数の試験箇所で試験柱体２と引張試験機とをセッティングするような手間もかからない。

両面テープ６の剥離強度が予めわかっていれば、試験柱体２を引っ張ったときの両面テープ６の剥離状態を見るだけで、既存の塗膜Ｃが再施工に適するか否かを、実用レベルで簡便に判定することができる。判定する人によって判定結果にばらつきが生じることもない。

両面テープ６を貼着する面積は、判定を行う人が無理なく引っ張れる荷重（目安として１００Ｎ程度）以内になるように調整されるのが好ましい。既存の塗膜Ｃの表面が荒れているなどによって両面テープ６がしっかりと接着しない場合には、両面テープ６の代わりに瞬間接着剤を塗布して接着してもよい。

かくして、従来よりもはるかに効率よく、既存の塗膜の付着強度を判定することが可能になる。なお、本願が開示する発明の技術的範囲は、例示した実施形態によって限定的に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて概念的に解釈されるべきものである。本願が開示する発明の実施に際しては、特許請求の範囲において具体的に特定していない構成要素の形状、構造、材質、数量、接合形態、相対的な位置関係等を、例示形態と実質的に同等以上の作用効果が得られる範囲内で適宜、改変することが可能である。

本願が開示する発明は、様々な塗膜の強度や劣化状態等を判定する目的で幅広く利用することができる。

１ 塗膜付着強度判定器具
２ 試験柱体
２１ 接着面
２２ ハンドル枢支軸
２３ 大径部
２４ 鍔部
２５ 鍔部
３ 筒刃体
３１ 切削刃
３２ 環状突起
３３ 係合凹部
４ ハンドル
４１ 遊孔
４２ 座繰り部
４３ 係合凸部
５ 圧縮コイルばね
６ 両面テープ
Ｃ 塗膜
Ｆ 素地

Claims (3)

1. 円柱状の外形を有して、先端に平坦な接着面が形成された試験柱体と、
   円筒状の外形を有して、先端に円環状の切削刃が形成され、前記試験柱体の外側に挿装された筒刃体と、
   前記試験柱体の後端に連結されて前記筒刃体の後端に係脱するハンドルと、
   を具備し、
   前記筒刃体および前記ハンドルは、前記試験柱体の軸周りに回転可能に、かつ、前記試験柱体の軸方向に沿って一定範囲内で進退可能に取り付けられ、
   前記試験柱体と前記筒刃体とが互いの先端位置を前後入れ換え得るように保持されている
   ことを特徴とする塗膜付着強度判定器具。
2. 請求項１に記載された塗膜付着強度判定器具において、
   前記試験柱体と前記筒刃体との間に付勢部材が介装されて、前記筒刃体の先端が前記試験柱体の先端よりも前記ハンドル側に後退するように付勢されており、
   前記筒刃体を前記付勢部材に抗して前進させると、前記筒刃体の先端が前記試験柱体の先端よりも前方に突出する
   ことを特徴とする塗膜付着強度判定器具。
3. 請求項１または２に記載された塗膜付着強度判定器具において、
   前記筒刃体と前記ハンドルとは、前記筒刃体の後端に形成された係合凹部と、前記ハンドルに形成された係合凸部と、の係合によって一体的に回転する
   ことを特徴とする塗膜付着強度判定器具。

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