JPH1137920A - 材料試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂塗膜の硬化歪みや接着剤の接着力を測定
することができる材料試験装置を提供する。 【解決手段】 被検体Ｗの力学的変化を測定する材料試
験装置において、装置の基台となるベース台７と、前記
ベース台上に固定され、前記被検体の一端と連結されて
加わる負荷を測定するロードセルセンサ６と、前記ベー
ス台上に前記ロードセルセンサの方向に対して調整移動
可能に設けられ、前記被検体の他端と連結されて前記被
検体を介して前記ロードセルを略水平方向に０点調整す
る０点調整手段３１と、前記ベース台上に設けられ、前
記被検体の重量をキャンセルするバランサ手段３２とを
備え、前記被検体の力学的変化を前記ロードセルにより
検出するように構成する。これにより、被検体にその自
重をキャンセルしつつ、変位を測定したり、或いはこれ
に負荷印加手段により引っ張り負荷を加えることによ
り、樹脂塗膜の硬化歪みや接着剤の接着力を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗膜樹脂の硬化歪
み力及び接着剤の接着力を測定する材料試験装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、塗膜樹脂の接着力などの物性に
ついてはＪＩＳ規格の塗料一般試験方法通則ＪＩＳ Ｋ
５４００や接着剤の接着強さ試験方法通則ＪＩＳ Ｋ
６８４８によって測定できることが周知である。とこ
ろで、樹脂塗膜の付着力を測定する方法はアコースティ
ック・エミッンション法、碁盤目テープ法、引っかき法
などが周知であるが、塗膜樹脂の硬化歪みを測定する方
法はＪＩＳ規格に規定されていない。樹脂塗膜の歪みを
測定する方法として、半導体ダイヤフラムを試料に固定
して、半導体ダイヤフラムに加わる歪みを差圧・圧力検
出器で測定する方法（特開昭５７−３０９２２号公
報）、試料の中空体に磁石を入れ、力学量検出素子を固
定して、熱硬化樹脂の硬化歪みを測定する方法（特開昭
６３−６９２８２号公報）、基板上に薄膜を形成してサ
ンプルの反り変形量をレーザービーム光で測定し、この
反り変形量から薄膜の膜応力を算出する方法（特開平３
−１２２５４４号公報）、棒状の金属基材の表面にコー
ティング膜を被覆した構造の試料を曲げて、コーティン
グ膜の破壊に伴って発生するアコースティク・エミッシ
ョン波を検出することにより、その検出時点における曲
げ量とアコースティク・エミッション波発生位置におけ
る歪み量とからコ−ティング膜の限界歪み量を測定する
方法（特開平８−５５３０号公報）等がある。

【０００３】次に、接着剤の引っ張り接着強さの測定方
法としては、通則ＪＩＳ Ｋ ６８４９接着剤の接着強
さ試験方法が、また、接着剤の引っ張りせん断強さの測
定方法としては、通則ＪＩＳ Ｋ ６８５０接着剤の引
っ張りせん断接着強さ試験方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の塗膜樹脂の硬化歪みを測定する方法によれば、塗膜
樹脂の硬化後の測定であるために、真の硬化歪みを測定
していない。また、硬化過程の硬化歪みや硬化終点を測
定することができず、更には紫外線硬化樹脂の硬化歪み
が測定できないなどの問題点がある。また、上記した従
来の樹脂の接着力、例えば引っ張り接着強さや引っ張り
せん断接着強さを測定する方法によれば、スケールが大
きいなどのために、接着力が小さい材料の接着力を測定
できないばかりか、金やシリコンなどの接着しずらい部
材への接着力も測定できないなどの問題点がある。

【０００５】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は樹脂塗膜の硬化歪みや接着剤の接着力を測定するこ
とができる材料試験装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被検体の力学的変化を測定する材料試
験装置において、装置の基台となるベース台と、前記ベ
ース台上に固定され、前記被検体の一端と連結されて加
わる負荷を測定するロードセルセンサと、前記ベース台
上に前記ロードセルセンサの方向に対して調整移動可能
に設けられ、前記被検体の他端と連結されて前記被検体
を介して前記ロードセルを略水平方向に０点調整する０
点調整手段と、前記ベース台上に設けられ、前記被検体
の重量をキャンセルするバランサ手段とを備え、前記被
検体の力学的変化を前記ロードセルにより検出するよう
に構成したものである。

【０００７】これにより、被検体は、その両端がロード
セルセンサと０点調整手段により連結して略水平に支持
されると共に、バランサ手段によりその重量がキャンセ
ルされる。この状態で、被検体に加わる力学的変化がロ
ードセルセンサにより検出されることになる。この場
合、ロードセルセンサの０点調整は、０点調整手段に設
けた引っ張り用マイクロメータにより行なう。例えば、
被検体の塗膜樹脂の硬化歪み力を測定する場合には、上
述したようにバランサ手段により被検体の重力をキャン
セルした状態で、塗膜樹脂の硬化に従ってロードセルセ
ンサに加わる負荷を測定する。

【０００８】また、接着剤の接着力、例えば引っ張り接
着強さを測定する場合には、被検体として２つの接着部
材を水平方向へ接着剤で接合したものを用意し、引っ張
り接着強さ治具を用いてこの被検体に水平方向へ引っ張
り力を付与する。この引っ張り力は、負荷印加手段に設
けた測定用マイクロメータにより付与する。また、接着
剤の接着力、例えば引っ張りせん断接着強さを測定する
場合には、被検体として２つの接着部材を垂直方向へ接
着剤で接合したものを用意し、引っ張りせん断接着強さ
治具を用いてこの被検体に水平方向へ引っ張り力を付与
する。この引っ張り力は、上述した測定用マイクロメー
タにより付与する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の材料試験装置の
一実施例について添付図面を参照して説明する。図１は
本発明に係る材料試験装置を示す全体斜視図、図２は塗
膜樹脂の硬化歪み力を測定する場合の材料試験装置の部
分平面図、図３は図２に示す部分の部分側面図、図４は
バランサ手段により被検体を支持した状態を示す斜視図
である。図１に示す如く本発明の材料試験装置はランプ
冷却ファン１、ＵＶ（紫外線）ランプハウス２、固定板
３、被検体４、ＵＶマスクカバー５、ロードセルセンサ
６、装置の基台としてのベース台７、バランスウエイト
８、バランサ及び被検体移動台固定テーブル９、バラン
サ本体１０、被検体移動台１１、測定用移動台１２、ラ
ンプハウス移動レール１３、測定用マイクロメータ１
４、被検体引っ張り用マイクロメータ１５、被検体固定
台１６により主に構成されており、紫外線硬化樹脂を用
いる場合のみにランプ冷却フアン１、ＵＶランプハウス
２、ランプハウス移動レール１３を使用する。

【００１０】具体的には、ＵＶランプハウス２内には、
紫外線を発生するために例えば管状になされたＵＶラン
プ２ａが収容されており、このハウス２は、ベース台７
の側部に設けた２本のランプハウス移動レール１３に沿
って移動可能になされている。上記ベース台７の一端に
は、被検体４に加わる負荷を測定する上記ロードセルセ
ンサ６が起立させて設けられており、この上端には、図
２及び図３にも示すようにロードセル固定軸１７が取り
付けられている。そして、このロードセル固定軸１７と
上記被検体４の一端との間を、両端が下方に屈曲されて
着脱可能になされた引っ張り棒１８ａにより連結される
ようになっている。

【００１１】上記ベース台７上には、上記ロードセルセ
ンサ６の方向に向けて調整移動可能に測定用移動台１２
が設けられており、この移動台１２にはこれを微量ずつ
移動させるための測定用マイクロメータ１４が取り付け
られている。この移動台１２と測定用マイクロメータ１
４とにより、被検体４に負荷を印加する負荷印加手段３
０を構成する。そして、上記測定用移動台１２上に、バ
ランサ及び被検体移動台固定テーブル９が一体的に設け
られている。この固定テーブル９上に０点調整手段３１
とバランサ手段３２とが一体的に固定されており、この
固定テーブル９の移動に伴なって０点調整手段３１とバ
ランサ手段３２も移動することになる。

【００１２】０点調整手段３１は、上記バランサ手段３
２の方向に向けて調整移動可能になされた上記被検体移
動台１１を有しており、この移動台１１にはこれを微量
ずつ移動させるための被検体引っ張り用マイクロメータ
１５が取り付けられている。そして、この被検体移動台
１１上には被検体固定台１６が一体的に設けられる。こ
の被検体固定台１６の上端と上記被検体４の他端との間
を、両端が下方に屈曲されて着脱可能になされた引っ張
り棒１８ｂにより連結するようになっている（図２及び
図３参照）。この引っ張り棒１８ｂの基端部は、歪み測
定固定板１９により、被検体固定台１６の上端にねじ３
３により着脱可能に固定されている。これにより、上記
０点調整手段３１が構成され、この０点調整手段３１の
被検体引張り用マイクロメータ１５を調整して被検体４
を適宜引っ張ることにより、上記ロードセルセンサ６の
０点調整を行なうようになっている。

【００１３】この場合、ロードセルセンサ６の上端と被
検体固定台１６の上端は、略同一水平レベルとなるよう
に設定されており、被検体４を略水平に支持できるよう
になっている。尚、上記歪み測定固定板１９及び引張り
棒１８ｂは、被検体４の測定すべき特性に対応して後述
するように変更される。

【００１４】一方、バランサ手段３２は、上記固定テー
ブル９上に起立されたバランサ本体１０を有しており、
このバランサ本体１０には、一端に調整移動可能になさ
れたバランスウエイト８を有し、他端に図３及び図４に
示すような被検体支持台２１を有したバランスアーム１
０ａが吊り下げられている。そして、この被検体支持台
２１上に上記被検体４を支持させてこの荷重をバランス
しつつ受けるようになっている。

【００１５】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。ここでは、被検体４に塗布した
樹脂の硬化歪み力を測定し、これに基づいて硬化歪み係
数を求める場合を例にとって説明する。まず、図１乃至
図４に示した如く被検体４の重量を測定し、この被検体
４の上に硬化樹脂２０を塗布し、その重量を測定して、
塗布した硬化樹脂２０の重量を求める。次に、バランサ
手段３２のバランスウエイト８、測定用移動台１２、測
定用マイクロメータ１４を用いて、硬化樹脂２０が塗布
された被検体４をバランスアーム１０ａの先端に設けた
被検体支持台２１に乗せてバランスを取ることにより、
被検体４の自重をキャンセルしてこの影響をロ―ドセル
センサ６に与えなくする。そして、引っ張り棒１８ａ，
１８ｂをそれぞれ被検体４の両端に連結し、引っ張り棒
１８ｂの基端を歪み測定固定板１９で被検体固定台１６
に押さえ付けることにより被検体４を固定し、被検体引
っ張り用マイクロメーター１５を回転調整することによ
って被検体移動台１１を調整移動させて、ロ―ドセルセ
ンサ６のゼロ点を調整する。

【００１６】そして、この状態で被検体４上に塗布した
硬化樹脂２０が固まることにより、被検体４に応力が付
与されて変位するのでこの時の変位を硬化歪み力として
ロードセルセンサ６により直接測定する。このように、
硬化樹脂２０が硬化する過程における硬化歪み力の変化
を直接測定することができる。硬化樹脂としては、どの
ような樹脂も用いることができるが、例えばエポキシ樹
脂等の熱硬化樹脂の場合には、被検体４に塗布された硬
化樹脂２０を図示しない加熱手段で加熱すればよく、ま
た、紫外線硬化樹脂の場合は、ＵＶランプハウス２をラ
ンプハウス移動レール１３を使って被検体４上に移動さ
せて、紫外線をＵＶマスクカバー５を通して被検体４に
照射し、樹脂を硬化させる。ロードセルセンサ６により
測定した硬化歪み力を、被検体４上に塗布した樹脂の重
量で割って塗膜樹脂の硬化歪み係数を求める。

【００１７】次に、測定結果について説明する。図５は
ウレタンアクリレ―ト系紫外線硬化樹脂のヤング率に対
する硬化歪み係数を示した図である。同図において、ウ
レタンアクリレ―ト系紫外線硬化樹脂のヤング率が大き
くなると硬化歪み係数が直線的に大きくなり、樹脂の硬
化歪みを硬化歪み係数が顕著に表ことが判明した。尚、
図５中の測定を行った時の被検体４の部材は、厚さ０．
５mm、１０mm×１００mmのポリカ―ボネ―ト樹脂板を使
用し、ウレタンアクリレ―ト系紫外線硬化樹脂の塗膜条
件は、積算紫外線（３６５nm）照射量が１０００mj／cm
² である。また、硬化歪み係数は、測定した硬化歪み力
（ｇｆ）を被検体に塗布した樹脂の量（ｇ）で割ること
により求めた。

【００１８】図６はウレタンアクリレート系紫外線硬化
樹脂の紫外線積算光量に対する硬化歪み係数を示した図
である。同図において、紫外線ＵＶの積算光量が増加し
ていくとウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂の硬化
歪み係数が次第に増加し、紫外線の積算光量が８００〜
１０００mj／cm² で、硬化歪み係数が飽和していること
が判明した。これにより、塗膜樹脂の硬化過程における
硬化歪み係数の変化と硬化終点、すなわち係数の飽和点
を求めることができる。従って、硬化の終点検出が可能
となる。尚、図６中の測定を行った時の被検体４の部材
は、厚さ０．５mm、１０mm×１００mmのポリカーボネー
ト樹脂板を使用し、ウレタンアクリレート系紫外線硬化
樹脂の塗膜の硬化条件は、紫外線照度が１８〜２０mW／
cm² （３６５nm）で、照射距離は１００mmである。

【００１９】また、図７はエポキシ樹脂の硬化時間に対
する硬化歪み係数を示した図である。同図において、硬
化開始から硬化時間が２時間までの間は、硬化歪み係数
が急激に大きくなり、２時間を経過すると非常に緩やか
に増加した。そして、硬化開始から８〜１０時間経過す
ると飽和状態に至る。従って、ゲルタイムと硬化終点が
判明し、これらを検出することができる。尚、図７中の
測定を行った時の被検体４の部材は、厚さ０．５mm、１
０mm×１００mmのポリカーボネート樹脂板を使用し、エ
ポキシ樹脂は主剤フェノールノボラック樹脂１００：硬
化剤変性脂肪族ポアミン６０で混合硬化させた。

【００２０】次に、接着剤の引っ張り接着強さの測定を
行なう場合について図８乃至図１１を参照して説明す
る。図８は接着剤の引っ張り接着強さを測定する場合の
材料試験装置の部分平面図、図９は図８に示す部分の部
分側面図、図１０は被検体を引っ張り接着強さ治具を用
いて支持した状態を示す斜視図、図１１は引っ張り接着
強さ測定用の被検体を示す斜視図である。尚、先に説明
した部分と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００２１】ここで、図２及び図３にて説明した場合と
異なる点は、図８乃至図１１に示した如く、被検体固定
台１６に被検体３４を支持させる手段として、先の引っ
張り棒１８ｂ及び歪み測定固定板１９（図２参照）に替
えて引っ張り接着強さ測定固定板２２を用い、更に被検
体３４の連結を補助する引っ張り接着強さ治具２４を用
いた点である。具体的には、ここでは被検体３４とし
て、平板矩形状に成形された接着部材２５ａの表面に接
着剤２６を介して棒状の接着部材２５ｂを接合したもの
を用い、これらの部材２５ａ、２５ｂの接合方向は引っ
張り方向、すなわち水平方向となるように設定される。

【００２２】上記引っ張り接着強さ治具２４は、上記平
板矩形状の接着部材２５ａを収容してこれを支持する容
器状の治具本体２４ａを有しており、この一側には他方
の接着部材２５ｂを通す切り欠き溝２４ｂを設けてい
る。そして、この治具本体２４ａの反対側には、ロード
セルセンサ６側の引っ張り棒１８ａの一端に連結される
引っ掛けリング２４ｃが形成されている。また、上記引
っ張り接着強さ測定固定板２２は、水平方向に延びるア
ーム状に形成され、その基端はねじ３３により被検体固
定台１６に固定される。この固定板２２の他端には、棒
状の接着部材２５ｂを挿入して収容する収容穴２２ａが
形成されており、これに上記棒状の接着部材２５ｂを挿
入して部材固定ねじ２３ａにより締め付け固定し得るよ
うになっている。

【００２３】さて、このように構成した装置により、接
着剤２６の引っ張り接着強さを測定するには、まず、接
着部材２５ａ、２５ｂを接着剤２６で接着してなる被検
体３４を引っ張り接着強さ治具２４にセットしてこの引
っ張り接着強さ治具２４を被検体支持台２１に乗せる。
そして、バランサ手段３２（図１参照）のバランスウエ
イト８、測定用移動台１２、測定用マイクロメータ１４
を用いて、被検体３４及び引っ張り接着強さ治具２４の
バランスをとり、自重の影響を取り除く。そして、ロー
ドセルセンサ６に連結される引っ張り棒１８ａ、引っ張
り接着強さ測定固定板２２、被検体引っ張り用マイクロ
メータ１５を用いて、被検体３４及び引っ張り接着強さ
治具２４を固定する。この時、被検体３４の棒状の接着
部材２５ｂは、固定板２２の収容穴２２ａに挿入されて
部材固定ねじ２３ａにより固定されている。そして、バ
ランサ及び被検体移動台固定テ―ブル１１を、負荷印加
手段３０の一部を構成する測定用マイクロメータ１４を
用いて移動させて、被検体３４を引っ張って、これに負
荷を与え、この時のロードセルセンサ６の値を読み取る
ことによって接着剤２６の引っ張り接着強さを測定す
る。

【００２４】この時の測定結果について説明する。図１
２はウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂のヤング率
と各種接着部材との接着力（引っ張り接着強さ）を示し
た図である。図１２中、○印はＪＩＳ Ｋ ６８４９引
っ張り接着強さにおける、厚さ３mm、２０mm×５０mmの
ポリカーボネート樹脂部材（接着部材）２５aと直径１
０mmのアルミ丸棒部材（接着部材）２５bをウレタンア
クリレート系紫外線硬化樹脂接着剤２６で接着して被検
体を作製した時の、接着剤のヤング率に対する引っ張り
接着強さを示し、△印はポリカーボネート樹脂部材２５
aとガラス部材２５bの引っ張り接着強さを示し、□印は
ポリカーボネート樹脂部材２５aと金（Ａｕ）部材２５b
の引っ張り接着強さを示している。

【００２５】また、●印は本発明による引っ張り接着強
さにおける、厚さ１mm、４mm×４mmポリカーボネート樹
脂部材（接着部材）２５aと直径２mmのアルミ部材（接
着部材）２５bをウレタンアクリレート系紫外線硬化樹
脂接着剤２６で接着して被検体を作製した時の、接着剤
のヤング率に対する引っ張り接着強さを示し、▲印はポ
リカーボネート樹脂部材２５aとガラス部材（接着部
材）２５bの引っ張り接着強さを示し、■印はポリカー
ボネート樹脂部材２５aと金部材（接着部材）２５bの引
っ張り接着強さを示している。

【００２６】同図から明らかなように、測定する接着力
の小さい範囲及び接着性の弱い部材で、例えば金などの
部材において、本発明の引っ張り接着強さ測定の結果の
方がＪＩＳ規格の測定結果に比べて、接着剤のヤング率
と引っ張り接着強さの関係が顕著に表わされており、引
っ張り接着強さの小さい範囲、例えばヤング率が０〜２
０００ｋｇ／ｃｍ² の範囲でも本発明の材料試験装置を
用いることにより引っ張り接着強さを正確に測定できる
ことが判明した。尚、図１２中の測定を行った時のウレ
タンアクリート系紫外線硬化樹脂接着剤の硬化接着条件
は、積算紫外線（３６５nm）照射量が１０００mj／cm²
である。

【００２７】次に、接着剤の引っ張り接着強さの測定を
行なう場合について図１３乃至図１６を参照して説明す
る。図１３は接着剤の引っ張りせん断接着強さを測定す
る場合の材料試験装置の部分平面図、図１４は図１３に
示す部分の部分側面図、図１５は被検体を引っ張りせん
断接着強さ治具を用いて支持した状態を示す斜視図、図
１６は引っ張りせん断接着強さ測定用の被検体を示す斜
視図である。

【００２８】尚、先に説明した部分と同一部分について
は同一符号を付してその説明を省略する。ここで、図２
及び図３にて説明した場合と異なる点は、図１３乃至図
１６に示した如く、被検体固定台１６に被検体３６を支
持させる手段として、先の引っ張り棒１８ｂ及び歪み測
定固定板１９（図２参照）に替えて引っ張りせん断接着
強さ測定固定板２７を用い、更に被検体３６の連結を補
助する引っ張りせん断接着強さ治具２８を用いた点であ
る。具体的には、ここでは被検体３６として、平板長方
形状に成形された接着部材２５ｄの表面に接着剤２６を
介して棒状の接着部材２５ｃを接合したものを用い、こ
れらの部材２５ｃ、２５ｄの接合方向は引っ張り方向と
直交する方向、すなわち垂直方向となり、被検体３６に
せん断力を付与するように設定される。

【００２９】上記引っ張りせん断接着強さ治具２８は、
上記棒状の接着部材２５ｃを上下方向に挿通する挿通孔
２８ａを有しており、この一側には、ロードセルセンサ
６側の引っ張り棒１８ａの一端に連結される引っ掛け部
２８ｂが形成されている。また、上記引っ張りせん断接
着強さ測定固定板２７は、水平方向に延びるアーム状に
形成され、その基端はねじ３３により被検体固定台１６
に固定される。この固定板２２の他端には、結合ブロッ
ク２７ａが部材固定ねじ２３ｂにより着脱可能に設けら
れており、この結合ブロック２７ａに上記長方形状の接
合部材２５ｄを挟み込んで部材固定ねじ２３ｂで締め付
けることにより、結合部材２５ｃを固定し得るようにな
っている。

【００３０】さて、このように構成した装置により、接
着剤２６の引っ張りせん断接着強さを測定するには、ま
ず、接着部材２５ｃ、２５ｄを接着剤２６で接着してな
る被検体３６を引っ張りせん断接着強さ治具２８にセッ
トし、図１５に示すような状態とする。そして、このバ
ランスをバランサ手段３２のバランスウエイト８、測定
用移動台１２、測定用マイクロメータ１４を用いてと
る。そして、ロードセルセンサ６に連結される引っ張り
棒１８ａ、引っ張りせん断接着強さ測定固定板２７、被
検体引っ張り用マイクロメータ１５を用いて、被検体３
６をロ―ドセル６と引っ張りせん断接着強さ測定固定板
２７に接続固定する。そして、バランサ及び被検体移動
台固定テーブル１１を、負荷印加手段３０の一部を構成
する測定用マイクロメータ１４を用いて移動させて被検
体３６を引っ張り、接着剤２６の引っ張りせん断接着強
さを測定する。

【００３１】この時の測定結果について説明する。図１
７はウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂のヤング率
と各種接着部材との接着力（引っ張りせん断接着強さ）
を示した図である。図１７中、○印はＪＩＳ Ｋ ６８
５０引っ張りせん断強さにおける、厚さ３mm、２５mm×
１００mmのポリカーボネート樹脂部材（接着部材）２５
dと直径１０mmのアルミ丸棒部材（接着部材）２５cをウ
レタンアクリレート系紫外線硬化樹脂接着剤で接着して
被検体を作製した時の、接着剤のヤング率に対する引っ
張りせん断接着強さを示し、△印はポリカーボネート樹
脂部材（接着部材）２５dとガラス部材（接着部材）２
５cの引っ張りせん断接着強さを示し、□印はポリカー
ボネート樹脂部材（接着部材）２５dと金部材（接着部
材）２５cの引っ張りせん断接着強さを示している。

【００３２】また、●印は本発明による引っ張りせん断
強さにおける、厚さ１mm、５mm×１５mmのポリカーボネ
ート樹脂部材（接着部材）２５dと直径２mmのアルミ部
材（接着部材）２５cをウレタンアクリレート系紫外線
硬化樹脂接着剤２６で接着して被検体を作製した時の、
接着剤のヤング率に対する引っ張りせん断接着強を示
し、▲印はポリカーボネート樹脂部材（接着部材）２５
dとガラス部材（接着部材）２５cの引っ張りせん断接着
強さを示し、■印はポリカーボネート樹脂部材（接着部
材）２５dと金部材（接着部材）２５cの引っ張りせん断
接着強さを示している。

【００３３】同図から明らかなように、測定する接着力
の小さい範囲及び接着性の弱い部材で、例えば金などの
部材において、本発明の引っ張りせん断接着強さ測定の
結果の方がＪＩＳ規格の測定結果に比べて、接着剤のヤ
ング率と引っ張りせん断接着強さの関係が顕著に表わさ
れており、引っ張りせん断接着強さの小さい範囲、例え
ば０〜３０００ｋｇ／ｃｍ² の範囲でも本発明の材料試
験装置を用いると引っ張りせん断接着強さを正確に測定
することができることが判明した。尚、図１７中の測定
を行った時のウレタンアクリレ―ト系紫外線硬化樹脂接
着剤の硬化条件は、積算紫外線（３６５nm）照射量が１
０００mj／cm² である。

【００３４】図１８はエポキシ樹脂の硬化時間に対する
接着力を示した図である。図１８中、○印はＪＩＳ Ｋ
６８５０の引っ張りせん断接着強さを示し、△印はＪ
ＩＳ Ｋ ６８４９の引っ張り接着強さを示し、●印は
本発明の引っ張りせん断接着強さを示し、▲印は本発明
の引っ張り接着強さを示している。尚、引っ張り接着強
さは、当然のこととして、図８及び図９に示す装置部材
を用いて測定した。同図から明らかなように、本発明の
測定結果の方がＪＩＳ規格の測定結果に比べて、ゲル化
している過程、例えば硬化開始から４時間程度までの範
囲内の小さい接着力を正確に測定できることが判明し
た。

【００３５】尚、図中の接着条件は、ＪＩＳ Ｋ ６８
５０引っ張りせん断接着強さの接着部材は厚さ３．０m
m、２０mm×１００mmポリカーボネート樹脂板及び直径
１０mmアルミ丸棒、ＪＩＳ Ｋ ６８４９引っ張り接着
強さの接着部材は厚さ３．０mm、２０mm×５０mmポリカ
ーボネート樹脂板及び直径１０mmアルミ丸棒、本発明の
引っ張りせん断接着強さの接着部材は厚さ１．０mm、５
mm×１５mmポリカーボネート樹脂板及び直径２mmアルミ
丸棒、本発明引っ張り接着強さの接着部材は厚さ１．０
mm、４mm×４mmポリカーボネート樹脂板及び直径２mmア
ルミ丸棒をそれぞれ使用し、エポキシ接着剤主剤フェノ
ールノボラックエポキシ樹脂１００：硬化剤変性脂肪族
ポリアミン６０で硬化接着した。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の材料試験
装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。請求項１、請求項３及び請求項５に規定す
る発明によると、揺動可能なバランサ手段を用いること
により、樹脂を塗布した被検体の自重の影響をなくし
て、樹脂塗膜の硬化歪み力を直接センサで検出すること
ができる。また、検出した硬化歪み力を塗布した樹脂の
量から硬化歪みを求めることにより、塗膜樹脂の真の硬
化歪みを直接測定でき、硬化終点を正確に検出すること
ができる。また、請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項６及び請求項７に規定する発明によると、
揺動可能なバランサ手段及び接着測定用の治具を用いる
ことにより、接着された被検体及び接着測定用の治具の
自重の影響をなくし、接着剤の引っ張り接着強さや引っ
張りせん断接着強さを検出することができる。特に、小
さい接着力や接着し難い部材の接着力を正確に測定で
き、接着のゲル化の接着力や接着終点を検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る材料試験装置を示す全体斜視図で
ある。

【図２】塗膜樹脂の硬化歪み力を測定する場合の材料試
験装置の部分平面図である。

【図３】図２に示す部分の部分側面図である。

【図４】バランサ手段により被検体を支持した状態を示
す斜視図である。

【図５】ウレタンアクリレ―ト系紫外線硬化樹脂のヤン
グ率に対する硬化歪み係数を示した図である。

【図６】ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂の紫外
線積算光量に対する硬化歪み係数を示した図である。

【図７】エポキシ樹脂の硬化時間に対する硬化歪み係数
を示した図である。

【図８】接着剤の引っ張り接着強さを測定する場合の材
料試験装置の部分平面図である。

【図９】図８に示す部分の部分側面図である。

【図１０】被検体を引っ張り接着強さ治具を用いて支持
した状態を示す斜視図である。

【図１１】引っ張り接着強さ測定用の被検体を示す斜視
図である。

【図１２】ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂のヤ
ング率と各種接着部材との接着力（引っ張り接着強さ）
を示した図である。

【図１３】接着剤の引っ張りせん断接着強さを測定する
場合の材料試験装置の部分平面図である。

【図１４】図１３に示す部分の部分側面図である。

【図１５】被検体を引っ張りせん断接着強さ治具を用い
て支持した状態を示す斜視図である。

【図１６】引っ張りせん断接着強さ測定用の被検体を示
す斜視図である。

【図１７】ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂のヤ
ング率と各種接着部材との接着力（引っ張りせん断接着
強さ）を示した図である。

【図１８】エポキシ樹脂の硬化時間に対する接着力を示
した図である。

【符号の説明】

４…被検体、６…ロードセルセンサ、７…ベース台、１
２…測定用移動台、１４…測定用マイクロメータ、１５
…被検体引っ張り用マイクロメータ、１８ａ，１８ｂ…
引っ張り棒、２０…硬化樹脂、２４…引っ張り接着強さ
治具、２５ａ〜２５ｄ…接着部材、２６…接着剤、２８
…引っ張りせん断接着強さ治具、３０…負荷印加手段、
３１…０点調整手段、３２…バランサ手段、３４…被検
体、３５…引っ張り接着強さ治具、３６…被検体。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の力学的変化を測定する材料試験
   装置において、装置の基台となるベース台と、前記ベー
   ス台上に固定され、前記被検体の一端と連結されて加わ
   る負荷を測定するロードセルセンサと、前記ベース台上
   に前記ロードセルセンサの方向に対して調整移動可能に
   設けられ、前記被検体の他端と連結されて前記被検体を
   介して前記ロードセルを略水平方向に０点調整する０点
   調整手段と、前記ベース台上に設けられ、前記被検体の
   重量をキャンセルするバランサ手段とを備え、前記被検
   体の力学的変化を前記ロードセルにより検出するように
   構成したことを特徴とする材料試験装置。
2. 【請求項２】 前記ベース台上に前記ロードセルの方向
   に対して調整移動可能に設けられ、前記０点調整手段と
   前記バランサ手段とを一体的に取り付けて前記被検体に
   負荷を加える負荷印加手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の材料試験装置。
3. 【請求項３】 前記０点調整手段は、被検体引っ張り用
   マイクロメータ有していることを特徴とする請求項１記
   載の材料試験装置。
4. 【請求項４】 前記負荷印加手段は、測定用マイクロメ
   ータを有していることを特徴とする請求項２記載の材料
   試験装置。
5. 【請求項５】 被検体には、樹脂が塗布されており、前
   記ロードセルセンサは、塗膜樹脂の硬化歪み力を測定す
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
   材料試験装置。
6. 【請求項６】 前記被検体は、接着剤により水平方向へ
   接着された２つの接着部材よりなり、この被検体と前記
   ロードセルセンサ側の連結を補助する引っ張り接着強さ
   治具を有していることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の材料試験装置。
7. 【請求項７】 前記被検体は、接着剤により垂直方向へ
   接着された２つの接着部材よりなり、この被検体と前記
   ロードセルセンサ側の連結を補助する引っ張りせん断接
   着強さ治具を有していることを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の材料試験装置。