JPH022532B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ゴム又はゴム状弾性シート又は粘着
テープやインク等のペイント状物質の粘着力を測
定する装置に関するものである。 この種の粘着力の測定は、一般に、試料を軽荷
重下で互いに接触させ、これを剥離する力を測定
することにより行なわれている。このような圧着
剥離型の粘着力測定装置として、試料片を巻き付
けた金属円板をシート状の試料に所定の荷重下で
接触させ、前記金属円板を移動させて両試料を剥
離する力を測定することにより、粘着力を測定す
るピツクアツプ型の装置がある（英国特許第
742214号明細書）。しかし、この装置は、接着条
件（初期荷重、圧着荷重、圧着時間等）、剥離速
度等により測定値が異なるにもかかわらず、接触
操作を手作業で行なうため、測定結果のバラツキ
が非常に大きい欠点がある。 前記接着条件、剥離速度等を機械的、電気的に
制御して、測定結果のバラツキを減少させる装置
が提案された（特開昭51−75580号公報、特開昭
51−75581号公報、実開昭51−84490号公報）。こ
の装置は、モータに連結されたロープに上試料用
の支持体をつり下げ、前記モータによつて前記ロ
ープを巻き戻すことにより前記支持体を下降させ
て上試料を下試料に接触させ、所定時間経過後に
前記モータを逆転させて前記支持体を上昇させる
ことにより上試料を下試料から剥離し、このとき
に要した力を測定するものである。しかし、この
装置も剥離したときのロープの下端の位置を目読
することにより剥離に要した力を測定するため、
測定精度が低い欠点があつた。 これらの欠点を解消すべく、本発明者は既に、
引張り荷重および圧縮荷重に応じた電気信号を発
生する所謂引張圧縮型のロードセルを、上試料支
持体に、ロード軸を介して結合させた装置を提案
した（特願昭55−18012号［特公昭62−45492
号］）。 この装置は、粘着力を高精度で測定でき、さら
に圧着に要したエネルギー、剥離に要したエネル
ギー、圧縮時、剥離時の荷重変化の測定などが出
来るもので、この種の装置としては画期的なもの
であるが、このロードセルを上下させる駆動モー
タの振動の影響を受けて、測定値にノイズ（雑
音）が生ずる、という問題があつた。 本発明は、引張り荷重及び圧縮荷重に応じた電
気信号を出力する所謂引張り圧縮型のロードセル
を下試料支持体の下部に設置すると共に、モータ
の振動がロードセルに伝達されないようにするこ
とによつて、ノイズを少なくし粘着力を高精度で
測定することができ、しかも圧着に要したエネル
ギー、剥離に要したエネルギー、圧着時、剥離時
の荷重変化等をも知ることが可能な粘着力測定装
置を提供することを目的とする。 以下、図面に示す実施例について説明する。 第１図において、１は後述する測定装置本体が
内蔵されている外枠で、その正面側は操作面にな
つており、この操作面には、電源が投入されてい
る間点灯する表示灯付きの押釦スイツチ６、圧着
時に点灯される表示灯７、剥離時に点灯される表
示灯８、試験開始用の押釦スイツチ９、試験を中
止するための押釦スイツチ１０、後述するサーボ
モータ２９の回転速度を設定する速度調整つまみ
１１、粘着力用の表示器１２、圧着エネルギー用
の表示器１３、剥離エネルギー用の表示器１４、
圧着時間を設定する設定器１５、実際の圧着時間
を表示する表示器１６、表示器１２の表示内容を
予じめ零に調整するための零調整つまみ１７、後
述する表示器１２用のドライブ回路に設けられて
いるピーク検出保持回路をON・OFFする切換ス
イツチ１８、前記ピーク検出保持回路で保持して
いる内容をクリヤする押釦スイツチ１９及び圧着
荷重設定器２０が設けられている。 表示器１２，１３，１４，１６は、目盛板を用
いたメータのようなアナログ表示器であつてもよ
いが、数字表示器のようなデイジタル表示器を用
いると、信号処理回路が簡単になり、好適であ
る。 前記測定装置本体は、第２図に示すように、上
部固定板２１と下部固定板２２が回転軸２３と固
定軸２４，２５により上下方向に所定距離だけ離
された状態に固定されており、下部固定板２２に
取付けられた４本の脚２６により全体が支えられ
ている。回転軸２３はほぼ全長にわたつて角ねじ
が形成されたねじ棒であり、その下端は下部固定
板２２の上面に固着されたサーボモータ２９の回
転軸に直結され、上端は上部固定板２１に回転自
在に取付けられている。固定軸２４，２５は、固
定板２１，２２に固着されている。 固定板２１と２２の間には、回転軸２３と固定
軸２４，２５が貫通する可動体３０が設けられて
いる。回転軸２３が貫通する可動体３０の孔は、
回転軸２３と螺合する雌ねじ孔であり、可動体３
０はサーボモータ２９により回転軸２３が回転さ
れると上下方向に移動する。 前記下部固定板２２のガイド孔２７に可動軸３
２が上下動自在に挿通されている。該ガイド孔２
７は可動軸３２の上下動に際し接触しない程度の
大きさであることが必要である。前記可動体３０
の上端部に孔２８が形成され、この孔２８に可動
軸３２が遊挿され、該可動軸３２に固着された突
起３３が前記可動体３０に係止している。なお、
前記ガイド孔２７は下部固定板２２に設けず、装
置本体とは独立したガイド部材を設置する方がモ
ータ２９の振動が可動軸３２に伝達されないため
好ましい。可動軸３２は突起３３によつて可動体
３０に係止されているが、可動体３０の下降によ
り上試料３が下試料２に圧着すると、可動体３０
から離れるので可動軸３２ならびにこれに取付け
られた重り５５、上試料支持体５３及び円板５４
の総合計重量以上の荷重が下試料２にかかること
がない。可動軸３２の下部には上試料３を装着す
る金属円板５４を含む既知の試料支持体５３が固
着されている。必要に応じて上試料支持体５３上
に重り５５が取付けられる。 前記上試料支持体５３の下方に位置して下試料
支持装置Ａが設置されている。該下試料支持装置
Ａは、支持ロツド５６が一体に固着されている支
持板５７と、試料押え部材５８と、台５上に載置
され前記支持ロツド５６が直結された引張り圧縮
型のロードセル３１とからなる。該ロードセル３
１は前記外枠１からも脚部２６からも独立してい
る。前記試料押え部材５８は、中央部に上試料３
の嵌まる孔５９を有し、この孔５９の下面周縁に
下試料２に接触する凸縁６０を有し、かつ両側下
面に位置決め用の突出部６１，６１を備えたもの
で、この突出部６１，６１を下試料支持体５７の
段部６２，６２に嵌合させ、任意の手段で下試料
２を押圧する。例えば下試料押え５８と下試料支
持体５７の各々の孔６３，６４にボルトを通して
ねじ止めしてもよいし、あるいは下試料押え５８
が、両試料２，３の剥離工程の際、下試料２が持
ち上がらない程度に重量のあるものであれば単に
載置しておくだけでもよく、押え手段は任意であ
る。 第３図は上述した測定装置の電気回路の一実施
例であり、同図において、４０はロードセル３１
の出力信号を増巾する増巾器、４１は増巾器４０
の出力信号を増巾する第２増巾器、４２は増巾器
４０の出力信号が負の間動作して入力信号を積分
し、積分した値に対応する２進コードの信号を出
力する第１信号処理回路、４３は増巾器４０の出
力信号が正の間動作して入力信号を積分し、積分
した値に対応する２進コードの信号を出力する第
２信号処理回路、４４は増巾器４０の出力信号が
負の一定の値の間動作して圧着時間を計時するタ
イマ、４５は増巾器４０の出力信号が負のときは
表示灯７を点灯し、正のときは表示灯８を点灯す
るドライバー、４６，４７，４８，４９は表示器
１２，１３，１４，１６用のドライブ回路、５０
はサーボモータ２９用の制御回路、５１は増巾器
４０の出力信号の電圧波形を記録するペンレコー
ダ等の記録計、５２は表示器１２，１３，１４，
１６に表示している値をプリントするプリンタで
ある。 ドライブ回路４６は、入力信号が正のときの電
圧の最大値（粘着力）を検出し保持するピーク検
出保持回路を有しており、入力信号が負のとき
と、切換スイツチ１８がOFFのときは入力信号
の電圧に比例した数字を表示するように表示器１
２を制御し、入力信号が正で、しかも切換スイツ
チ１８がONであると入力信号の最大値を検出
し、その値に対応する数字を表示するように表示
器１２を制御する。また、このドライブ回路４６
は、押釦スイツチ９又は１９のいずれかが圧下さ
れると、ピーク検出保持回路に保持（記憶）して
いる内容をクリヤする。 ドライブ回路４７，４８，４９は、前段の回路
からの入力信号に対応する数字を表示するよう
に、次段の表示器１３，１４，１６を制御する。 次に上記測定装置の動作を説明する。押釦スイ
ツチ６を圧下して電源を投入した後に、下試料２
と上試料３を取付け、速度調整つまみ１１により
サーボモータ２９の速度を設定し、設定器１５に
より圧着時間を設定し、押釦スイツチ１９を圧下
してドライブ回路４６に保持している内容をクリ
ヤし、零調整つまみ１７により、表示器１２が零
を表示するように、ロードセル３１の出力信号用
の増巾器４０の直流レベルを調整して試験開始の
準備をし、その後押釦スイツチ９を圧下する。な
お、速度調整つまみ１１により、サーボモータ２
９の速度を圧着時と剥離時とで異なる速度にして
もよい。 このようにすれば、この装置は、イニシヤルリ
セツトされた後、サーボモータ２９が制御回路５
０により所定の速度で正転され、可動体３０が下
降する。可動体３０の下降により支持軸３２がガ
イド孔２７内を移動しながら、上試料支持体５３
は下降し、上試料３が下試料２上に圧着される。
この圧着荷重は円板５４、上試料支持体５３、支
持軸３２及び重り５５の総合計重量である。この
圧着工程によつてロードセル３１に圧縮荷重が加
わり、その荷重が荷重設定器２０で設定された荷
重になると制御回路５０によりモータ２９が停止
される。設定荷重は前記総合計重量に等しいか又
はそれ以下でなければならない。 一方、ロードセル３１に圧縮荷重が加わると、
増巾器４０の出力信号が負になり、この結果表示
灯７がドライバー４５により点灯されて圧着工程
であることを表示し、表示器１２に負の値の圧着
荷重を表示し、さらに圧着荷重を第１信号処理回
路４２で積分して、圧着に要した総エネルギーを
表示器１３に表示する。そして、増巾器４０の出
力信号が負の所定の値に達するとタイマ４４が動
作を開始する。 増巾器４０の出力信号が負の所定値になつたと
きから設定器１５に設定された時間を経過する
と、この装置はサーボモータ２９が制御回路５０
により逆転され、可動体３０、可動軸３２及び試
料支持体５３が上昇されて、上試料３を下試料２
から剥離する剥離工程に入る。剥離工程の間は、
ロードセル３１に引張り荷重が加わるから、増巾
器４０の出力信号が負から正に変化し、その結果
タイマ４４が停止して実際の圧着時間を表示器１
６に表示する。増巾器４０の出力信号が負から正
に変化したときの表示器１３の表示内容は圧着に
要した総エネルギー（圧着エネルギー）であり、
このときの値は次回の試験開始まで保持される。 剥離工程に移行すると、この装置は、表示灯７
が消灯され、表示灯８が点灯されて剥離工程であ
ることを表示し、また切換スイツチ１８がOFF
であれば表示器１４に正の引張り荷重を表示し、
ONであれば最大値（粘着力）を表示器に表示
し、さらに引張り荷重を第２信号処理回路４３で
積分して剥離に要したエネルギーを表示器１２に
表示する。 上試料３が下試料２から剥離すると、この装置
は、サーボモータ２９が停止し、プリンタ５２に
より表示器１２，１３，１４，１６の内容をプリ
ントした後、停止する。このときの表示器１４の
表示内容は剥離に要した総エネルギー（剥離エネ
ルギー）である。 記録計５１は、少なくとも試験開始から終了ま
で動作して、その間増巾器４０の出力信号の波形
を記録紙に記録する。 なお、サーボモータ２９要の停止信号とプリン
タ５２の駆動開始信号は、たとえば増巾器４０の
出力信号の急激な変化から上試料と下試料が剥離
したことを検知する検知器を設けて、この検知器
の検知信号とすることができる。 第４図は、上述した装置により天然ゴム系の未
加硫ゴムシートの粘着力の測定試験を行なつたと
きに記録計５１に得られた増巾器４０の出力信号
の波形図（荷重変化を示す図）であり、このとき
の測定条件と測定結果を表１に示す。第４図で明
らかなように本発明装置では波形に脈動が少な
く、したがつてノイズが少なくなる。

【表】 上述の装置によれば、粘着力を自動的に測定す
ることができるのみならず、第４図に示すように
荷重の時間的変化を知ることができるし、表１に
示すように圧着エネルギー、剥離エネルギーを知
ることができ、さらには従来装置では困難であつ
た試料自身の強さと剥離エネルギー、粘着力の正
確な比較、圧着エネルギーと剥離エネルギーの関
係等を解明することができる。 なお、本発明はゴム又はゴム状弾性シート間の
粘着力の測定のみならず、ゴム又はゴム状弾性シ
ートと他の材料、たとえば金属、木材等との間の
粘着力又は粘着テープやインク等のペイント状物
質の粘着力の測定にも適用することができる。 以上のように本発明は、引張り圧縮型のロード
セルを介して試料に圧縮荷重と引張り荷重を加え
るから、ロードセルの出力信号をアナログ的及び
又はデイジタル的に処理することにより、粘着
力、剥離エネルギー、圧着エネルギー等を1gr又
はそれ以下の単位で測定することができると共
に、下試料支持体の下部にロードセルを設け、か
つ上試料支持体をモータにより上下動する可動体
に上下動可能に垂下させたので、上下試料の圧着
時モータの振動がロードセルに伝達されることが
なく、そのため測定値のノイズがきわめて小さく
なり、粘着力を高精度で測定できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は粘着力測定装置の一例を示す正面図、
第２図は粘着力測定装置本体の一例を示す斜視
図、第３図は電気回路の一例を示すブロツク図、
第４図は実験結果の一例を示す波形図である。 ２：下試料、３：上試料、２９：モータ、３
０：可動体、３１：ロードセル、３２：可動軸、
５３：上試料支持体、Ａ：下試料支持装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モータの回転により上下動される可動体と、
   該可動体に上下動可能に垂下された可動軸の下端
   に取付けられた上試料支持体と、該上試料支持体
   の下方に配置された下試料支持体と、該下試料支
   持体の下部に取付けられたロードセルと、上試料
   の下試料に対する圧着時及び剥離時におけるロー
   ドセルの出力信号を処理して圧着力及び粘着力を
   測定する電気回路装置とからなることを特徴とす
   る粘着力測定装置。