JP7376791B2

JP7376791B2 - 未加硫ゴムの密着性評価方法および装置

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Publication number: JP7376791B2
Application number: JP2020011514A
Authority: JP
Inventors: 恵美佐藤; 政勝小沢; 健太松田; 誠光真坊
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2040-01-28
Also published as: JP2021117144A

Description

本発明は、未加硫ゴムの密着性評価方法および装置に関し、さらに詳しくは、未加硫ゴムが繰り返し対象表面に接触する際の対象表面の状態に起因する密着性の経時変化を、簡便に効率的に把握できる未加硫ゴムの密着性評価方法および装置に関するものである。

空気入りタイヤ等のゴム製品は、未加硫ゴムにより形成された成形体を加硫することで製造される。ゴム製品を製造するには、未加硫ゴムの混練り、押出し、切断、搬送、ストックなどの様々な工程がある。そのため、未加硫ゴムは様々な部材や装置部品に接触する。未加硫ゴムは粘着力が高いので、対象表面に過度に密着して剥がれ難くなると作業性が低下する。一方で、対象表面に対する未加硫ゴムの密着性が弱くて滑り易い場合に、作業性が低下することもある。

ゴム製品の製造工程では、未加硫ゴムが同じ対象表面に対して繰り返し接触するため、対象表面に未加硫ゴムの成分が残存するなどによって表面状態が変化する。この表面状態の変化に起因して、対象表面に対する未加硫ゴムの密着性も経時変化する。この密着性の経時変化（バラつき）が作業性を低下させる一因になることもあるため、対象表面が過度に汚れた場合は、洗浄や交換をする必要がある。

未加硫ゴムの粘着力を測定する装置は種々提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。これらの測定装置は、未加硫ゴムの粘着力を把握することを主眼にしているため、対象表面の状態に起因する未加硫ゴムの密着性の経時変化を把握することはできない。それ故、この密着性の経時変化を簡便に効率的に把握するには新たな工夫が必要になる。

特開２００１－１８８０３６号公報特開２００９－２１０４６３号公報特開２０１３－１９７７６号公報

本発明の目的は、未加硫ゴムが繰り返し対象表面に接触する際の対象表面の状態に起因する密着性の経時変化を、簡便に効率的に把握できる未加硫ゴムの密着性評価方法および装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の未加硫ゴムの密着性評価方法は、ベース台の対象表面の所定エリアに未加硫ゴムの試験体を押圧した状態にした後で、前記試験体と前記ベース台の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させることにより、前記試験体の前記対象表面との接触面に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して多数の前記試験体を用いて繰り返し行い、それぞれの前記試験体に対する前記引張工程後の前記所定エリアの表面状態を把握することを特徴とする。

本発明の未加硫ゴムの密着性評価装置は、対象表面を有するベース台と、前記対象表面の所定エリアに未加硫ゴムの試験体を押圧した状態にする加圧機構と、押圧した状態の前記試験体と前記ベース台の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させて、前記試験体の前記対象表面との接触面に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を行う引張機構と、前記所定エリアの表面状態を把握する表面把握手段と、前記試験体を所定の準備位置から前記所定エリアに相対移動させ、前記試験体を前記所定エリアから所定の保存位置に相対移動させる搬送機構とを備えて、前記引張工程が、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアで繰り返し行われる設定にして、多数の前記試験体それぞれに対する前記引張工程後の前記所定エリアの表面状態が前記表面把握手段により把握される構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、前記試験体の前記対象表面との接触面に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して多数の前記試験体を用いて繰り返し行うことで、未加硫ゴムが繰り返し対象表面に接触する工程をバラつきなく安定して簡便に再現できる。そして、多数の前記試験体に対するそれぞれの前記引張工程後に、前記所定エリアの表面状態を把握することで、対象表面の状態に起因する未加硫ゴムの密着性の経時変化を効率的に把握できる。

本発明の密着性評価装置の実施形態を正面視で例示する説明図である。図１の評価装置の一部を平面視で例示する説明図である。準備位置のホルダに保持されている試験体を拡大して縦断面視で例示する説明図である。試験体を準備位置のホルダからベース台に移動させる工程を正面視で例示する説明図である。試験体を対象表面に対して押圧する押圧工程を縦断面視で例示する説明図である。試験体に引張力を付与する引張工程を縦断面視で例示する説明図である。引張工程後の対象表面の所定エリアの表面状態を把握する工程と、試験体を保存位置のホルダに移動させる工程を正面視で例示する説明図である。保持アームを準備位置のホルダに移動させる工程を正面視で例示する説明図である。対象表面の所定エリアの表面状態の経時変化を模式的に例示する説明図である。対象表面の所定エリアの表面の汚れの堆積量の経時変化を例示するグラフ図である。引張工程における試験体と対象表面との界面の破壊強度の経時変化を例示するグラフ図である。密着性評価装置の別の実施形態の一部を縦断面視で例示する説明図である。図１２の試験体を対象表面に押圧する押圧工程を縦断面視で例示する説明図である。図１３の試験体に引張力を付与する引張工程を縦断面視で例示する説明図である。試験体の挿入機構を例示する説明図である。図１５の挿入機構により筒状体に試験体を収容してセットした状態を例示する説明図である。試験体の挿入機構の変形例を示す説明図である。図１７の挿入機構により筒状体に試験体を収容してセットした状態を例示する説明図である。

以下、本発明の未加硫ゴムの密着性評価方法および装置を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示する未加硫ゴムの密着性評価装置１（以下、評価装置１という）の実施形態は、ベース台８の平坦な対象表面８ａの所定エリアで、未加硫ゴムからなる小片の試験体９を押圧する押圧工程が行われる。その後、試験体９を対象表面８ａの所定エリアから剥離させる引張工程が行われる。そして、試験体９の引張工程後に対象表面８ａの所定エリアに付着した汚れＸの範囲や量などを取得して表面状態を把握する表面把握工程が行われる。この押圧工程、引張工程、表面把握工程は、所定エリアの位置を変えることなく、多数の試験体９を用いて繰り返し行われる。尚、図２には後述するアクチュエータ３、測定器６、加圧機構１１、表面把握手段１２などを省略して図示していない。

この評価装置１は、対象表面８ａを有するベース台８と、未加硫ゴムからなる試験体９を対象表面８ａの所定エリアに押圧する加圧機構１１と、押圧されて対象表面８ａに密着した試験体９に対して引張工程を行う引張機構２と、対象表面８ａの所定エリアの表面状態を把握する表面把握手段１２と、搬送機構４とを備えている。この実施形態では対象表面８ａを基準表面として平坦な金属表面にしている。さらに評価装置１は、引張工程時に、試験体９と対象表面８ａ（所定エリア）との界面の破壊強度Ｆを測定する測定器６と制御部１３と演算部１４とを有している。制御部１３および演算部１４としてはコンピュータが用いられる。

この実施形態では、ベース台８の上に着脱自在に連結される保持ブロック８ｂを備えている。保持ブロック８ｂは上下に延在する貫通穴８ｃを有している。

ベース台８が設置された位置から離間した所定の準備位置と所定の保存位置にはそれぞれホルダ５Ａ、５Ｂが設置されている。ホルダ５Ａ、５Ｂには多数の保持穴５ｈが形成されていて、一方のホルダ５Ａには引張工程前の試験体９が保持され、他方のホルダ５Ｂには引張工程後の試験体９が保持される。

この実施形態では図３に例示するように、試験体９は円筒状の筒状体１０に収容されている。筒状体１０の下端開口１０ｂ側に試験体９が配置され、上端開口１０ａ側からは円柱状の加圧部材７が挿入されている。筒状体１０の上端部には周壁を貫通する係合部１０ｃが形成されている。加圧部材７の外周面は筒状体１０の内周面に密着するように形成されている。

筒状体１０は円筒形状に限らず角筒形状など他の形状にすることもできる。加圧部材７は円柱状に限らず、筒状体１０の形状に合わせた他の形状にすることもできる。加圧部材７の下端面が試験体９に対向する対向表面７ａになっている。対向表面７ａは多数の凹凸を有することにより、対向する対象表面８ａよりも表面積が大きくなっている。即ち、対向表面７ａは、試験体９との接触面積が意図的に大きく設定されている。

試験体９の大きさは例えば、外径、高さがそれぞれ数ｃｍ（縦、横、高さの寸法が数ｃｍ）程度である。筒状体１０の下端開口１０ｂから試験体９を挿入し、上端開口１０ａから加圧部材７を挿入することで図３の状態になる。試験体９はその粘着性によって筒状体１０の内周面および対向表面７ａに付着する。

図３に例示する試験体９、加圧部材７および筒状体１０の一体物は、ホルダ５Ａの保持穴５ｈに筒状体１０が挿入されて立設された状態になる。ホルダ５Ａにはこの一体物が多数本、保持される。尚、保持穴５ｈの底面には、試験体９の付着を防止する材料やコーティングを採用するとよい。

引張工程後の試験体９、加圧部材７および筒状体１０の一体物は、ホルダ５Ｂの保持穴５ｈに筒状体１０が挿入されて立設された状態になる。ホルダ５Ｂにはこの一体物が多数本、保持される。ホルダ５Ｂの保持穴５ｈの底面には、試験体９の付着を防止する材料やコーティングを採用するとよい。

搬送機構４は、試験体９を所定の準備位置（ホルダ５Ａ）から対象表面８ａの所定エリアに相対移動させ、試験体９をこの所定エリアから所定の保存位置（ホルダ５Ｂ）に相対移動させる。搬送機構４は、直交して水平方向に延在するガイドレール４ａ、４ｂと移動体４ｃとを有している。移動体４ｃは、一方のガイドレール４ａに沿って移動し、他方のガイドレール４ｂは移動体４ｃに対してガイドレール４ｂの延在方向に移動し、これらの移動はサーボモータ等によって駆動される。

この実施形態では、後述するアクチュエータ３が他方のガイドレール４ｂに連結されて吊持されている。搬送機構４によってアクチュエータ３を任意の平面位置に移動させることができる。搬送機構４の動作は制御部１３により制御される。搬送機構４はこの実施形態に例示する構成に限らず、種々の構成を採用することができる。例えば、ロボットアームなどを搬送機構４として用いることができる

引張機構２は、試験体９を対象表面８ａから引き剥がそうとする引張力を試験体９に付与する。具体的には引張機構２は、試験体９の対象表面８ａとの接触面全体に対して、一度に垂直方向の引張力を付与する。本発明での垂直方向とは対象表面８ａに対して法線方向であるが、実質的には対象表面８ａに対して９０°±２°の方向であり、より好ましくは９０°±１°の方向であればよい。

引張機構２は、アクチュエータ３と、このアクチュエータ３のロッド３ａによって上下移動する保持アーム３ｃとを有している。この実施形態では、ロッド３ａの下方に上下間隔をあけてプレート３ｂが配置されていて、上側のプレート３ｂにロッド３ａの下端が接続されている。下側のプレート３ｂには保持アーム３ｃが取り付けられている。上側のプレート３ｂと下側のプレート３ｂの間には測定器６と加圧機構１１が挟持されている。したがって、保持アーム３ｃは上側のプレート３ｂと下側のプレート３ｂに挟まれた測定器６と加圧機構１１を介して、ロッド３ａに接続されている。

２本の保持アーム３ｃが対向位置に配置されていて、それぞれの保持アーム３ｃは互いが近接および離反する方向に移動可能になっている。保持アーム３ｃは２本に限らず複数本であればよく、３本、４本などにすることもできる。それぞれの保持アーム３ｃは、アクチュエータ３の軸芯を中心とした円の周方向に等間隔に配置するとよい。アクチュエータ３および保持アーム３ｃの動作は制御部１３により制御される。

上側のプレート３ｂの下面に接続された測定器６は、引張機構２によって引張力が付与された試験体９の対象表面８ａとの界面の破壊強度Ｆを測定する。測定器６としては、例えばロードセルを用いることができる。試験体９の対象表面８ａとの界面の破壊強度Ｆとは、基本的には、対象表面８ａに密着している試験体９が対象表面８ａから剥がれる時の引張強度（＝引張力／試験体９と対象表面８ａの接触面積）である。試験体９が対象表面８ａから剥がれる前に試験体９が破損した場合は、この破壊強度Ｆは、試験体９が破損した時の引張強度よりも大きいと評価する、或いは、試験体９が破損した時の引張強度と同じであると評価することもできる。

測定器６により測定されたデータは演算部１４に入力されて、演算部１４により上述の破壊強度Ｆが算出される。この実施形態では、測定器６は、上側のプレート３ｂと加圧機構１１とに接続されているが、上述した破壊強度Ｆを測定できれば他の位置に設置することもできる。

測定器６の下端に接続された加圧機構１１は、下側のプレート３ｂを貫通して上下に進退する押圧部１１ａを有するアクチュエータである。加圧機構１１の動作は制御部１３により制御される。加圧機構１１は、試験体９を対象表面８ａの所定エリアに押圧できれば他の位置に設置することもできる。

表面把握手段１２としてこの実施形態では、画像データを取得するデジタルカメラが使用されている。表面把握手段１２としては、その他に例えば対象表面８ａに付着した汚れＸの厚さを検知する高さセンサなどを用いることができる。表面把握手段１２によって取得されたデータは演算部１４に入力される。

尚、制御部１３と制御部１３に制御される機器とは有線または無線によって通信可能に接続され、演算部１４と演算部１４にデータを入力する機器とは有線または無線によって通信可能に接続されている。

対象表面８ａ（ベース台８）の材質は、未加硫ゴムが製造ラインで実際に接触する部材や部品と同じ（同等）材質にすることもできる。例えば、対象表面８ａを種々の金属、樹脂、加硫ゴム、コーティング剤などすることもできるが、予め評価指標とする基準材質を設定して、その基準材質を使用することもできる。対向表面７ａ（加圧部材７）および筒状体１０の材質は、対象表面８ａと同じにすることも異ならせることもできる。

評価装置１の全体または一部の雰囲気温度を所定温度に加熱する加熱手段を設けることもできる。例えば、評価装置１の全体を覆うカバーを備えて、加熱手段を制御部１３によって制御することで、カバー内部の雰囲気温度を所望の温度範囲にコントロールしてもよい。

以下、この評価装置１を用いて、試験体９の密着性を評価する方法を説明する。

図１、図２に例示するように、試験体９および加圧部材７が収容された筒状体１０を準備してホルダ５Ａに立設させる。多数の試験体９を形成するので、試験体９および加圧部材７が収容された筒状体１０を多数本、予めホルダ５Ａに保持させておくとよい。

次いで、移動機構４により保持アーム３ｃをホルダ５Ａに立設されている筒状体１０の上に移動させた後、アクチュエータ３のロッド３ａを下方に進出させて保持アーム３ｃを筒状体１０の位置まで下方移動させる。次いで、保持アーム３ｃを互いに近接させる方向に移動させて、それぞれの保持アーム３ｃを筒状体１０の係合部１０ｃに係合させる。

次いで、図４に例示するように、アクチュエータ３のロッド３ａを上方に後退させて保持アーム３ｃに係合させた筒状体１０をホルダ５Ａから抜き取る。また、移動機構４によりアクチュエータ３を筒状体１０とともにベース台８に向かって移動させる。筒状体１０を保持ブロック８ｂの貫通穴８ｃの上に位置決めした後、アクチュエータ３のロッド３ａを下方に進出させて筒状体１０を貫通穴８ｃに挿入して、試験体９を対象表面８ａの所定エリアに載置する。

次いで、図５に例示するように、加圧機構１１の押圧部１１ａを下方に進出させて加圧部材７の上端面を押圧する。これにより、試験体９をベース台８と加圧部材７との間で挟んでベース台８と加圧部材７とを相対的に近接させることで試験体９を押圧した状態にする。

所定の押圧時間が経過した後は、押圧部１１ａを上方に後退させて加圧部材７の上端面に対する押圧を解除する。試験体９の押圧中は、保持アーム３ｃと筒状体１０の係合部１０ｃとを係合させた状態にしておく。これにより、試験体９をより安定して押圧することができる。

尚、試験体９は、自身の未加硫ゴムの粘着性によって加圧部材７の対向表面７ａおよび筒状体１０の内周面と密着しているが、少なくとも一方に対して接着剤などを用いて接合させてもよい。この実施形態では、対向表面７ａが対象表面８ａに比して表面積が大きく設定されているので、試験体９は対象表面８ａよりも対向表面７ａに強く密着している。また、試験体９と筒状体１０の内周面との接触面積が試験体９と対象表面８ａとの接触面積よりも大きいので、試験体９は対象表面８ａよりも筒状体１０に強く密着している。筒状体１０の内周面に、試験体９の一部が入り込む凹凸部を形成して試験体９と筒状体１０の内周面との接触面積をより増大させることもできる。

次いで、図６に例示するように、アクチュエータ３のロッド３ａを上方に後退させて保持アーム３ｃを上方移動させる。これにより、筒状体１０および加圧部材７とともに試験体９を上方に引っ張る引張工程を行う。

試験体９に付与する引張力が徐々に大きくなると、対象表面８ａと試験体９との界面が破壊する（分離する）ので、この時の引張力を測定器６により測定する。この引張力を対象表面８ａと試験体９との接触面積で除す演算処理を演算部１４によって行うことにより算出した値を、試験体９と対象表面８ａとの界面の破壊強度Ｆとする。

即ち、試験体９とベース台８の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させることにより、試験体９の対象表面８ａとの接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与し、試験体９を対象表面８ａの所定エリアから剥離させる。試験体９は、対象表面８ａよりも対向表面７ａや筒状体１０の内周面に強く密着しているので、基本的に試験体９は対象表面８ａで剥離される。

この実施形態では保持アーム３ｃを係合部１０ｃに係合させて筒状体１０を上方移動させることで試験体９に引張力を付与している。或いは、加圧部材７の上端部に係合部を設けておき、加圧部材７の係合部および筒状体１０の係合部１０ｃに保持アーム３ｃを係合させて加圧部材７を直接、上方移動させて試験体９に引張力を付与することもできる。

試験体９の対象表面８ａとの接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与することで、実際のゴム製品の製造工程において未加硫ゴムが、接触する部材や部品から最も剥がれ難い条件に近似させている。上述したように試験体９に引張力を付与すると、試験体９と対象表面８ａとの界面の破壊強度を、ばらつきを抑えて安定して測定することが可能になっている。

次いで、一度引張工程を経た試験体９を、図７に例示するように、筒状体１０とともに上方移動させて貫通穴８ｃから引き抜いて、移動機構４によってホルダ５Ｂに向かって移動させる。筒状体１０をホルダ５Ｂの保持穴５ｈの上に位置決めした後、アクチュエータ３のロッド３ａを下方に進出させて筒状体１０を保持穴５ｈに挿入させる。これにより、筒状体１０を保持穴５ｈに立設させて、試験体９をホルダ５Ｂによって保持する。

また、この試験体９を貫通穴８ｃから上方に引き抜いた後に、表面把握手段１２を適宜の手段で貫通穴８ｃの上方位置に位置決めする。その後、対象表面８ａの所定エリアの表面の状態を表面把握手段１２により把握する。

試験体９を保存位置のホルダ５Ｂに移動させた移動機構４は、図８に例示するように、保持アーム３ｃを準備位置のホルダ５Ａに向かって移動させる。その後、新たに引張工程を行う試験体９が収容されている筒状体１０の係合部１０ｃと保持アーム３ｃとを係合させて、上述した引張工程を繰り返し行う。

即ち、上述した試験体９の押圧工程から引張工程の完了までの一連の過程を、所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して多数の試験体９を用いて繰り返し行う。この一連の過程を繰り返し連続的に行うことで、未加硫ゴムが繰り返し対象表面に接触する際の工程を簡便に再現できる。

多数の試験体９を形成することにより、その対象表面８ａにはゴム成分やゴムに含まれている配合剤の成分などが徐々に付着して汚れＸとして堆積する。したがって、それ
ぞれの試験体９に対する引張工程後の対象表面８ａの所定エリアの表面状態を表面把握手段１２によって把握すると、図９に例示するようにその表面状態は図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に変化する。即ち、汚れＸの範囲が徐々に広くなる（汚れＸの堆積量Ｖが徐々に多くなる）。

この汚れＸの堆積量Ｖの経時変化を演算部１４により演算することで、図１０に例示する結果を把握することができる。汚れＸの堆積を短時間で促進させるので、試験体９を形成している未加硫ゴムの密着性の経時変化を効率的に把握できる。汚れＸの堆積量Ｖの経時変化の特性は、ゴム種（配合成分）などによって異なるので、これらの要因との相関関係を把握することで、ゴム製品の加硫故障の発生防止や対象表面の適切な洗浄タイミングや交換タイミングを決定するには有利になる。即ち、未加硫ゴムが繰り返し接触する対象表面の状態の経時変化を事前に把握できるので、作業性を向上させるには有益である。密着性を改善したゴム組成物の開発業務などの迅速化にも大きく寄与する。

また、上述した破壊強度Ｆの経時変化を演算部１４により演算することで、図１１に例示する結果を把握することができる。この破壊強度Ｆは、汚れＸの堆積量Ｖが増加するに連れて大きくなる傾向があるので、この破壊強度Ｆの大きさの経時変化に基づいて、試験体９の密着性の経時変化を評価することもできる。

接触回数が少ない初期では、破壊強度Ｆが大きい程、試験体９の密着性が高く、破壊強度Ｆが小さい程、密着性が低いと判断できる。一方、接触回数が増加しても破壊強度Ｆの変化（増加）が少ない場合は、汚れＸの堆積量Ｖの経時変化が少なく、密着性の変化が少ないと評価できる。接触回数が増加すると破壊強度Ｆの変化（増加）が過大になる場合は、汚れＸの堆積量Ｖの経時変化が大きく、密着性の変化が大きいと評価できる。

試験体９を対象表面８ａの所定エリアに安定して押圧した状態に維持できれば、例示した形態の加圧部材７や筒状体１０、保持ブロック８ｂは省略することもできる。ただし、この加圧部材７は試験体９を押圧する部材としてだけでなく、この加圧部材７に保持アーム３ｃを係合させてベース台８から離反移動させることで、加圧部材７（対向表面７ａ）に密着している試験体９に引張力を付与して上述した引張工程を行うための部材としても使用できる。筒状体１０を省略する場合は、加圧部材７の対向表面７ａが凹凸を有するなどの仕様にして、試験体９を対象表面８ａよりも対向表面７ａにより強く密着させる。また、筒状体１０を用いると、試験体９を安定して押圧することができ、引張工程も安定して行うことができる。さらに、保持ブロック８ｂを用いると、試験体９をより安定して押圧することができ、引張工程もより安定して行うことができる。

試験体９に引張力を付与する速度は、ゴム製品の実際の製造ラインにおいて未加硫ゴムが密着した部材や部品から剥がされる際の実速度と同じ（同等）にすることもできるが、例えば、この実速度以下の範囲で評価指標とする基準速度を設定すればよい。

図１２に例示する評価装置１の別の実施形態は、先の実施形態とは異なり、ベース台８と保持アーム３ｃとを係合させて、ホルダ５Ａに保持されている試験体９に対してベース台８を移動させる。即ち、試験体９は移動させずに、ベース台８をそれぞれの試験体９の位置まで移動させて、試験体９のそれぞれに対して引張工程を行う。その他の手順は概ね、先の実施形態と同じである。

ホルダ５Ａに立設されている筒状体１０には、下端開口１０ｂ側から加圧部材７が挿入されていて、上端開口１０ａ側に試験体９が収容されている。試験体９は上端開口１０ａから上方に突出しない状態で筒状体１０に収容されている。筒状体１０および加圧部材７はホルダ５Ａに螺合させる等によって着脱自在に固定する。

図１３に例示するように、加圧機構１１の押圧部１１ａを下方に進出させて、ベース台８を下方に押圧する。これに伴い、ベース台８の対象表面８ａによって試験体９を押圧する。これにより、試験体９をベース台８と加圧部材７との間で挟んで押圧した状態にする。

試験体９を所定時間押圧した後は、図１４に例示するように、押圧部１１ａを上方に後退させて、ベース台８に対する押圧を解除する。そして、アクチュエータ３のロッド３ａを上方に後退させて、保持アーム３ｃによってベース台８を上方に移動させる。このベース台８の上方移動に伴って、試験体９の対象表面８ａとの接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与し、試験体９を対象表面８ａの所定エリアから剥離させる。このようにして引張工程を行う。押圧工程から引張工程の完了までの一連の過程を、所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して繰り返し行う。

そして、それぞれの試験体９に対する引張工程後の対象表面８ａの所定エリアの表面状態を表面把握手段１２により把握する。また、それぞれの試験体９に対する引張工程時に、試験体９と対象表面８ａとの界面の破壊強度Ｆを測定器６により測定する。

既述した実施形態の評価装置１に対して、図１５～図１８に例示する試験体９の挿入機構１５を備えることもできる。挿入機構１５は制御部１３により制御される。

図１５、図１６に例示する挿入機構１５は、試験体９を筒状体１０に収容する収容工程を行う。この挿入機構１５は、ゴム押出機１６と切断具１７とを備えている。ゴム押出機１６は試験体９を形成する未加硫ゴム９Ａを先端開口から押し出す。この実施形態では、ゴム押出機１６はパイプ部１６ａに接続された流体シリンダを有していて、パイプ部１６ａの内部に充填されている未加硫ゴム９Ａがシリンダロッドによってパイプ部１６ａの先端開口から押し出される。切断具１７は、パイプ部１６ａの先端開口の前方を横断するように進退する切断刃１７ａを有している。

図１５に例示するように、加圧部材７が挿入されている筒状体１０を、加圧部材７とともに保持アーム３ｃによって吊り下げて、移動機構４によりゴム押出機１６のパイプ部１６ａの上に移動させて位置決めする。この筒状体１０には未だ試験体９が収容されていない。次いで、アクチュエータ３のロッド３ａを下方に進出させて筒状体１０をパイプ部１６ａの先端に載置する。筒状体１０および加圧部材７が上方に移動しないように、保持アーム３ｃや押圧部１１ａによって、これらの動きを規制する。筒状体１０の内径は、パイプ部１６ａの内径よりも大きく、パイプ部１６ａの外径よりも小さく設定されている。

次いで、押出機１８のシリンダロッドを前進させて、所定量の未加硫ゴム９Ａをパイプ部１６ａの先端開口から筒状体１０の下端開口に向かって押し込んで、筒状体１０の内部に充填する。充填された未加硫ゴム９Ａは、筒状体１０の下端部で内周面と加圧部材７の下端面に密着する。

次いで、図１６に例示するように、筒状体１０を若干上方移動させて、筒状体１０の下端面とパイプ部１６ａの先端面との間に切断刃１７ａを差し込んで、未加硫ゴム９Ａを切断する。この収容工程によって、図３に例示したように試験体９が筒状体１０に収容される。この試験体９は、ホルダ５Ａ、或いは、対象表面８ａの所定エリアに搬送される。

図１７、図１８に例示する挿入機構１５を用いることもできる。この挿入機構１５は、下端に切断刃１８ａを有する筒状体１８と、この筒状体１８ａを上下移動させるアクチュエータ３とを有している。筒状体１８としては既述した筒状体１０が使用されていて下端部に環状の切断刃１８ａが形成されている。

図１７に例示するように、加圧部材７が挿入されている筒状体１０を、加圧部材７とともに保持アーム３ｃによって吊り下げて、移動機構４によりシート状の未加硫ゴム９Ａの上に移動させて位置決めする。この筒状体１０には未だ試験体９が収容されていない。次いで、アクチュエータ３のロッド３ａを下方に進出させて筒状体１０および加圧部材７を一体的に下方移動させる。筒状体１０および加圧部材７が上方に移動しないように、保持アーム３ｃや押圧部１１ａによって、これらの動きを規制する。

下方移動する切断刃１８ａによってシート状の未加硫ゴム９Ａを打ち抜くとともに、筒状体１０の下端開口に向かって押し込んで、筒状体１０の内部に所定量の未加硫ゴム９Ａを充填する。充填された未加硫ゴム９Ａは、筒状体１０の下端部で内周面と加圧部材７の下端面に密着する。

次いで、図１８に例示するように、筒状体１０を上方移動させる。この収容工程によって、図３に例示したように試験体９が筒状体１０に収容される。この試験体９は、ホルダ５Ａ、或いは、対象表面８ａの所定エリアに搬送される。尚、この実施形態とは異なり、筒状体１０とは別の専用の筒状体１８を用いて所定量の試験体９を打ち抜くこともできる。この場合は、打ち抜いた試験体９（未加硫ゴム９Ａ）を筒状体１８から筒状体１０に収容する作業を行う。

評価装置１に上述した挿入機構１５を追加することで、上記の収容工程と、試験体９の引張工程の完了までの一連の過程を、制御部１３により制御して自動化して連続して行うことができる。これに伴い、密着性評価を行う際の人的な作業を最小限にすることが可能になる。また、上記の過程を繰り返し連続して行うことが可能になるので、多数の試験体９や様々なゴム種の試験体９の密着性の評価に要する時間を大幅に短縮することが可能になる。

１評価装置
２引張機構
３アクチュエータ
３ａロッド
３ｂプレート
３ｃ保持アーム
４搬送機構
４ａ、４ｂガイドレール
４ｃ移動体
５Ａ、５Ｂホルダ
５ｈ保持穴
６測定器（ロードセル）
７加圧部材
７ａ対向表面
８ベース台
８ａ対象表面
８ｂ保持ブロック
８ｃ貫通穴
９試験体
９Ａ未加硫ゴム
１０筒状体
１０ａ上端開口
１０ｂ下端開口
１０ｃ係合部
１１加圧機構
１１ａ押圧部
１２表面把握手段
１３制御部
１４演算部
１５挿入機構
１６ゴム押出機
１６ａパイプ部
１７切断具
１７ａ切断刃
１８筒状体
１８ａ切断刃
Ｘ汚れ

Claims

ベース台の対象表面の所定エリアに未加硫ゴムの試験体を押圧した状態にした後で、前記試験体と前記ベース台の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させることにより、前記試験体の前記対象表面との接触面に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して多数の前記試験体を用いて繰り返し行い、それぞれの前記試験体に対する前記引張工程後の前記所定エリアの表面状態を把握することを特徴とする未加硫ゴムの密着性評価方法。
それぞれの前記試験体に対する前記引張工程時に、前記試験体と前記対象表面との界面の破壊強度を測定する請求項１に記載の未加硫ゴムの密着性評価方法。
前記試験体を前記ベース台と金属製の加圧部材との間で挟んで前記ベース台と前記加圧部材とを相対的に近接させることで前記試験体を押圧した状態にして、前記ベース台の前記対象表面よりも前記加圧部材により強く密着しているまたは接着している前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を行う請求項１または２に記載の未加硫ゴムの密着性評価方法。
前記試験体を金属製の筒状体に収容するとともに、前記筒状体の一方開口側に前記ベース台を配置し、他方開口側から前記加圧部材を前記筒状体に挿入することにより、前記試験体を前記ベース台と前記加圧部材との間で挟んで押圧した状態にして、前記試験体が前記筒状体に収容された状態で前記引張工程を行う請求項３に記載の未加硫ゴムの密着性評価方法。
上下に貫通する貫通穴を有する保持ブロックを前記ベース台の上に連結し、前記筒状体を前記貫通穴に挿入して前記試験体を前記ベース台と前記加圧部材との間で挟んで押圧した状態にする請求項４に記載の未加硫ゴムの密着性評価方法。
前記加圧部材の前記試験体に対する接触面積を、前記対象表面の前記試験体に対する接触面積よりも大きく設定する請求項３～５のいずれかに記載の未加硫ゴムの密着性評価方法。
前記筒状体の内周面に、前記試験体が入り込む凹凸部を形成しておく請求項４または５に記載の未加硫ゴムの密着性評価方法。
前記試験体を、前記加圧部材または前記筒状体の内周面の少なくとも一方に対して接着剤によって接合する請求項４、５、７のいずれかに記載の未加硫ゴムの密着性評価方法。
対象表面を有するベース台と、前記対象表面の所定エリアに未加硫ゴムの試験体を押圧した状態にする加圧機構と、押圧した状態の前記試験体と前記ベース台の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させて、前記試験体の前記対象表面との接触面に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を行う引張機構と、前記所定エリアの表面状態を把握する表面把握手段と、前記試験体を所定の準備位置から前記所定エリアに相対移動させ、前記試験体を前記所定エリアから所定の保存位置に相対移動させる搬送機構とを備えて、
前記引張工程が、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアで繰り返し行われる設定にして、多数の前記試験体それぞれに対する前記引張工程後の前記所定エリアの表面状態が前記表面把握手段により把握される構成にしたことを特徴とする未加硫ゴムの密着性評価装置。