JPS6245492B2 - - 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
定する方法及び装置に関する。 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。 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
を用いることにより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方法及び装置
を提供することを目的とする。 前記目的を達成するために本発明は、上下動可
能に設けられたロード軸に引張り圧縮型のロード
セルを連結し、前記ロード軸の下部側に上試料用
の支持体を取付けて、モータを正転させて前記ロ
ードセル、ロード軸及び支持体を降下させて、前
記ロードセルに圧縮荷重を加えつつ上試料を下試
料に圧着させ、所定時間経過後に前記モータを逆
転させて前記ロードセル、ロード軸及び支持体を
上昇させて、前記ロードセルに引張り荷重を加え
つつ上試料を下試料から剥離させて、圧着時、剥
離時における前記ロードセルの出力信号を用いて
圧着力、剥離力を測定するものである。 このようにすれば、前記ロードセルには圧着時
は圧縮荷重が加わり、剥離時には引張り荷重が加
わるから、圧着時及び剥離時に前記ロードセルか
ら出力される電気信号をアナログ的及び又はデイ
ジタル的に処理すれば、人手を要することなく粘
着力を正確に測定することができ、また圧着エネ
ルギー、剥離エネルギー及び圧着時、剥離時の荷
重変化をも測定することができ、さらには測定結
果をプリンタ等により自動的に記録することがで
きる。 以下、図面に示す実施例について説明する。 第１図及び第２図において、１は立方体状をし
た外枠で、下端部に下試料２用の試料押え４を固
着しており、内部に第２図に示す測定装置本体を
収納している。下試料２は、台５に載置されてい
る。外枠１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１
２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２６，２７，２８，５３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。 可動体３０の下面には引張り圧縮型のロードセ
ル３１が固着されており、ロードセル３１には固
定板２２を摺動自在に貫通するロード軸３２の上
部が固着されており、ロード軸３２の下部には上
試料３を装着するローラを含む既知の試料支持体
３３が固着されている。ロードセル３１は、可動
体３０の上下動にともなつてロード軸３２を上下
動させ、かつ可動体３０の上昇時に引張り荷重を
受け、降下時に圧縮荷重を受けるように取付けら
れている。 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、４
５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１２，１
３，１４，１６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。 第１図ないし第３図に示す測定装置は、押釦ス
イツチ６を圧下して電源を投入した後に、試料支
持体３２を上昇させて下試料２と上試料３を取付
け、速度調整つまり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９が零を表示するように、
ロードセル３０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７を圧下すればよい。なお、速度調整
つまみ１１により、サーボモータ２９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、ロ
ードセル３１、ロード軸３２及び試料支持体３３
が下降されて、上試料３を下試料２に接触させ、
押圧する圧着工程に入る。圧着工程の間は、ロー
ドセル３１に圧縮荷重が加わるから、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、ロードセル３１、
ロード軸３２及び試料支持体３３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１６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１
３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用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。

【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１ｇγ
又はそれ以下の単位で測定することができ、従つ
てゴムと金属の間の粘着力の測定等、絶対値の低
い粘着力を精確に測定することができる。

【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、２３：回転軸、２
９：サーボモータ、３０：可動体、３１：ロード
セル、３２：ロード軸、３３：上試料用の支持
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータの回転により上下動にされる可動体に
   連結された引張り圧縮型のロードセルと、前記ロ
   ードセルに連結されたロード軸と、前記ロード軸
   の下端側に取付けられた上試料用の支持体とを前
   記モータを正転させることにより下降させて、前
   記ロードセルに圧縮荷重を加えつつ前記上試料を
   下試料に所定時間圧着させ、その後前記モータを
   逆転させることにより前記ロードセル、ロード軸
   及び支持体を上昇させて、、前記ロードセルに引
   張り荷重を加えつつ上試料を下試料から剥離させ
   て、圧着時及び剥離時におけるロードセルの出力
   信号を用いて圧着力及び剥離力を測定することを
   特徴とする粘着力測定方法。 ２ 上試料用の支持体を下降させて前記上試料を
   下試料に所定時間圧着した後、前記支持体を上昇
   させて上試料を下試料から剥離するようにした粘
   着力測定装置において、モータと、前記モータに
   連結されかつ外周に雄ねじを有し、さらに上下方
   向に延在する回転軸と、前記回転軸と螺合する孔
   を有し、かつ回転軸の回転にともなつて上下方向
   に移動する可動体と、前記可動体に連結された引
   張り圧縮型のロードセルと、前記ロードセルに連
   結され、かつ前記支持体を下端部に有するロード
   軸とを備え、前記ロードセルは前記可動体の上下
   動にともなつて上下方向に移動されて前記ロード
   軸を上下方向に移動させるとともに、引張り荷重
   と圧縮荷重が加わるように前記可動体とロード軸
   に連結されて成る粘着力測定装置。