(57)【要約】【課題】接着面の中心付近と縁付近との間に接着状態の不均衡がほとんどない接着継手試験体を製造し得る接着継手試験体の製造方法及び接着継手試験体並びに接着引張強度試験方法を提供する。【解決手段】一方の被着体１と、他方の被着体４とを接着剤３により互いに接着させて成る接着継手試験体を製造するに際して、他方の被着体４の接着面４ａの面積を一方の被着体１の接着面１ａの面積よりも大きく設定し、接着面１ａの面積が小さい一方の被着体１における該接着面１ａの縁沿いの側面１ｂに接着剤３の余剰分３ａが触れるべく接着剤３が両被着体１，４の各接着面１ａ，４ａ間に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の被着体と、他方の被着体とを接着剤により互いに接着させて成る接着継手試験体を製造するに際して、
前記他方の被着体の接着面の面積を前記一方の被着体の接着面の面積よりも大きく設定し、
前記接着面の面積が小さい一方の被着体における該接着面の縁沿いの面に前記接着剤の余剰分が触れるべく該接着剤が両被着体の各接着面間に配置される
ことを特徴とする接着継手試験体の製造方法。
【請求項２】
接着面を有する一方の被着体と、前記一方の被着体の前記接着面よりも面積が大きい接着面を有する他方の被着体との各接着面同士を接着剤により互いに接着させて成り、両被着体の各接着面を引き離す方向の力が加えられる接着継手試験体であって、
前記接着面の面積が小さい一方の被着体の該接着面の縁沿いの面に、前記両被着体の各接着面間に配置された前記接着剤の余剰分が触れて硬化している
ことを特徴とする接着継手試験体。
【請求項３】
前記他方の被着体における前記一方の被着体とは反対側の接着面に、前記一方の被着体と同じ形状で且つ同じ大きさの被着体が接着剤により接着され、前記一方の被着体と同じ形状で且つ同じ大きさの被着体における接着面の縁沿いの面に、前記接着剤の余剰分が触れて硬化している請求項２に記載の接着継手試験体。
【請求項４】
請求項２に記載の接着継手試験体の接着引張強度を評価するに際して、
前記接着継手試験体に対して、前記一方の被着体及び他方の被着体の各接着面を引き離す方向の荷重を加え、
前記一方の被着体及び他方の被着体の各接着面間の接着剤の部分が破壊した時点における前記荷重を前記一方の被着体における接着面の面積で除することで、接着引張強度として算出する
ことを特徴とする接着引張強度試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤を介して被着材同士を接合して成る接着継手試験体を製造する際に用いられる接着継手試験体の製造方法及び接着継手試験体並びに接着継手試験体の引張強度試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、接着剤を介して被着材同士を接合して成る接着継手の接着強度を評価する場合には、シングルラップ試験方法（非特許文献１）や、ピール試験方法（非特許文献２〜４）が一般的に実施されていた。
【０００３】
シングルラップ試験方法は、接着継手のせん断強度を測定する方法であり、一方、ピール試験方法は、接着継手のはく離強度を測定する方法である。これらの試験方法において、接着継手試験体の製作や試験の実施はいずれも比較的容易であり、接着剤を相対評価するのには適した試験方法であるが、例えば、構造物設計において数値解析を行う場合に必要であると考えられる引張強度の評価には適していない。
【０００４】
このように、接着継手の引張強度を測定する場合には、例えば、円柱状を成す被着材同士を接着剤により接合して成る接着継手試験体を製作し、この接着継手試験体に対して軸方向の引張力を負荷して接着引張強度を測定する方法（非特許文献５）が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】JIS K6850
【非特許文献２】JIS K6854-1
【非特許文献３】JIS K6854-2
【非特許文献４】JIS K6854-3
【非特許文献５】ASTM D2095
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した非特許文献５に記載の接着引張強度試験方法では、接着継手試験体の製造に際して、被着材の接着面に接着剤を多目に塗布することで、破壊の基点となり得る未接着部分が生じないようにしているが、接着剤が硬化する過程において、この接着剤の多くが被着材の各接着面間から流出して、被着材の周壁を流れ伝わった状態で硬化してしまうことから、被着材同士の各接着面間における接着状態を均一にすることが困難である。
【０００７】
また、接着剤が硬化する過程において、被着材における各接着面間からの接着剤の流出を阻止するべく処理したとしても、最終的には接着剤の硬化収縮によって、接着面の中心付近と周縁付近との間に接着状態の不均衡が生じてしまうという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００８】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、接着剤が硬化する過程において、被着材の各接着面間から流出する接着剤を接着面の縁に沿って安定して硬化させることができ、その結果、接着面の中心付近と縁付近との間に接着状態の不均衡がほとんどない接着継手試験体を製造することが可能である接着継手試験体の製造方法及び接着継手試験体並びに接着引張強度試験方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、一方の被着体と、他方の被着体とを接着剤により互いに接着させて成る接着継手試験体を製造するに際して、前記他方の被着体の接着面の面積を前記一方の被着体の接着面の面積よりも大きく設定し、前記接着面の面積が小さい一方の被着体における該接着面の縁沿いの面に前記接着剤の余剰分が触れるべく該接着剤が両被着体の各接着面間に配置される構成としたことを特徴としており、この構成の接着継手試験体の製造方法を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る発明は、接着面を有する一方の被着体と、前記一方の被着体の前記接着面よりも面積が大きい接着面を有する他方の被着体との各接着面同士を接着剤により互いに接着させて成り、両被着体の各接着面を引き離す方向の力が加えられる接着継手試験体であって、前記接着面の面積が小さい一方の被着体の該接着面の縁沿いの面に、前記両被着体の各接着面間に配置された前記接着剤の余剰分が触れて硬化している構成としている。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３に係る接着継手試験体は、前記他方の被着体における前記一方の被着体とは反対側の接着面に、前記一方の被着体と同じ形状で且つ同じ大きさの被着体が接着剤により接着され、前記一方の被着体と同じ形状で且つ同じ大きさの被着体における接着面の縁沿いの面に、前記接着剤の余剰分が触れて硬化している構成としている。
【００１２】
一方、本発明の請求項４に係る接着引張強度試験方法は、上記接着継手試験体の接着引張強度を評価するに際して、前記接着継手試験体に対して、前記一方の被着体及び他方の被着体の各接着面を引き離す方向の荷重を加え、前記一方の被着体及び他方の被着体の各接着面間の接着剤の部分が破壊した時点における前記荷重を前記一方の被着体における接着面の面積で除することで、接着引張強度として算出する構成としている。
【００１３】
本発明に係る接着継手試験体の製造方法では、他方の被着体における接着面の面積を一方の被着体における接着面の面積よりも大きくしたうえで、一方の被着体における接着面の縁沿いの面に、両被着体の各接着面間に配置される接着剤の余剰分が触れるようにしているので、接着剤が硬化する過程において、被着材の各接着面間から流出する接着剤を安定して硬化させることができる。
【００１４】
したがって、接着剤の硬化収縮の影響を受けることがなくなって、接着面の中心付近と縁付近との間に接着状態の不均衡がほとんどない接着継手試験体の製造が成されることとなる。
【００１５】
また、本発明に係る接着継手試験体及び接着引張強度試験方法では、被着材の各接着面における中心付近と縁付近との間に接着状態の不均衡が生じていないので、試験品質の向上が図られることとなる。
【００１６】
さらに、本発明に係る接着継手試験体及び接着引張強度試験方法では、上記したように、他方の被着体における一方の被着体とは反対側の接着面にも、一方の被着体と同じ形状で且つ同じ大きさの被着体を接着剤により接着し、この被着体における接着面の縁沿いの面に、接着剤の余剰分が触れて硬化するようになせば、一方の被着体及び他方の被着体の各接着面を引き離す方向の荷重が他方の被着体の両側にかかることとなり、他方の被着体として厚みの薄い被着体を採用し得ることとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る接着継手試験体の製造方法では、上記した構成としているので、被着体の接着面の中心付近と縁付近との間に接着状態の不均衡がほとんどない接着継手試験体を提供し得るという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る接着継手試験体の断面説明図である。
【図２】図１に示した接着継手試験体の被着材間の拡大断面説明図である。
【図３】本発明に係る接着引張強度試験方法による試験結果を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施例に係る接着継手試験体の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の一実施例に係る接着継手試験体の製造方法で製造された接着継手試験体を示している。
【００２０】
図１に示すように、この接着継手試験体は、接着面１ａ，２ａを有するブロック状を成す一対の被着体（一方の被着体）１，２の間に、同じく接着面４ａを有する平板状の他方の被着体４を位置させて成っており、各接着面１ａ，２ａ，４ａ同士を接着剤３により互いに接着させて成っている。
【００２１】
この場合、他方の被着体４の接着面４ａの面積は、一対の被着体１，２の各接着面１ａ，２ａの面積よりも大きく設定してあり、図２にも示すように、接着面１ａ，２ａの面積が小さい一対の被着体１，２の各接着面１ａ，２ａの縁沿いの側面１ｂ，２ｂに、各接着面１ａ，２ａ，４ａ間に配置された接着剤３の余剰分３ａが触れた状態で硬化している。
【００２２】
この接着継手試験体は、上記したように他方の被着体４の接着面４ａの面積を一対の被着体１，２の各接着面１ａ，２ａの面積よりも大きく設定したうえで、接着面１ａ，２ａの面積が小さい一対の被着体１，２における各接着面１ａ，２ａの縁沿いの側面１ｂ，２ｂに接着剤３の余剰分３ａが触れるようにして、接着剤３を各接着面１ａ，２ａ，４ａ間に配置することにより製造することができる。
【００２３】
このように、本実施例に係る接着継手試験体の製造方法では、他方の被着体４における接着面４ａの面積を一対の被着体１，２における接着面の面積よりも大きくしたうえで、一対の被着体１，２における接着面１ａ，２ａの縁沿いの側面１ｂ，２ｂに、接着剤３の余剰分３ａが触れるようにしているので、接着剤３が硬化する過程において、被着材１，２，４の各接着面１ａ，２ａ，４ａ間から流出する接着剤３を安定して硬化させることができる。
【００２４】
つまり、接着剤３の硬化収縮の影響を受けることがなくなって、接着面１ａ，２ａの中心付近と縁付近との間に接着状態の不均衡がほとんどない接着継手試験体の製造が成されることとなる。
【００２５】
このようにして製造された接着継手試験体の接着引張強度を評価するに際しては、接着継手試験体に対して、一対の被着体１，２及び他方の被着体４の各接着面１ａ，２ａ，４ａを引き離す方向の荷重Ｆを加える。
【００２６】
そして、一対の被着体１，２及び他方の被着体４の各間において、いずれか一方の接着剤３の部分が破壊した時点における荷重Ｆを一対の被着体１，２の接着面１ａ，２ａの面積で除することで、接着引張強度として算出する。
【００２７】
この実施例に係る接着継手試験体及び接着引張強度試験方法では、被着材１，２の各接着面１ａ，２ａにおける中心付近と縁付近との間に接着状態の不均衡が生じていないので、試験品質の向上が図られることとなる。
【００２８】
また、この実施例に係る接着継手試験体及び接着引張強度試験方法では、他方の被着体４における一方の被着体１とは反対側の接着面４ａに、一方の被着体１と同じ形状で且つ同じ大きさの被着体２を接着剤３により接着し、この被着体２における接着面２ａの縁沿いの側面２ｂにも、接着剤３の余剰分３ａが触れて硬化するようにしているので、荷重Ｆが他方の被着体４の両側にかかることとなり、他方の被着体４として厚みの薄い被着体をも採用し得ることとなる。
【００２９】
そこで、一対の被着体１，２として、高さＴが１２ｍｍ、幅Ｗａが１２ｍｍ、長さ（図示せず）が２０ｍｍのアルミニウム製ブロックを採用すると共に、他方の被着体４として、厚さｔが２ｍｍ、幅Ｗｂが２０ｍｍ、長さ（図示せず）が３０ｍｍのCFRP板を採用して上記接着継手試験体を製造して、上記した要領で接着引張強度試験を実施したところ、図３に示す結果を得た。この接着引張強度試験における接着剤３の種類と、被着材１，２，４の各接着面１ａ，２ａ，４ａに対する表面処理（サンドブラスト）の有無を表１に示す。
【００３０】
なお、一対の被着体１，２としてアルミニウム製ブロックを採用する場合、高さＴを２０ｍｍ程度に伸ばしてもよく、この場合には、引張試験機の把持部による把持操作が容易に成されることとなる。
【表１】
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【００３１】
図３に示す結果から、この接着引張強度試験において、引張破壊モードが得られることが判る。また、接着引張強度が、試験条件毎に異なっていることが判る。特に、試験Ｎｏ．４では、CFRP製の他方の被着体４に破壊が生じており、この試験条件であれば、接着剤の強度を十分に確認できることが判る。
【００３２】
結果として、この接着引張強度試験では、上記した接着継手試験体の製造方法により製造された接着継手試験体を採用したことで、被着材１，２，４における各接着面１ａ，２ａ，４ａ間からの接着剤３の流出を阻止するといった処理がほとんどなくなる分だけ、試験に係る作業時間の短縮が図られ、被着材１，２の各接着面１ａ，２ａにおける中心付近と縁付近との間の接着状態がほぼ均一になることで、試験品質の向上が図られることとなる。
【００３３】
図４は本発明に係る接着継手試験体及び接着引張強度試験方法の他の実施例を示しており、図４に示すように、この接着継手試験体は、接着面１ａを有する一方の被着体１と、一方の被着体１の接着面１ａよりも面積が大きい接着面４ａを有する他方の被着体４との各接着面１ａ，４ａ同士を接着剤３により互いに接着させて成っており、接着面１ａの面積が小さい一方の被着体１の接着面１ａの縁沿いの側面１ｂに、両被着体１，４の各接着面１ａ，４ａ間に配置された接着剤３の余剰分３ａが触れた状態で硬化している。
【００３４】
この接着継手試験体の接着引張強度を評価するに際しては、まず、治具５のベース５ａ及び押えブロック５ｂ間に接着継手試験体をセットして、これらのベース５ａ及び押えブロック５ｂを互いに図示しないボルトで固定した後、接着継手試験体に対して、一方の被着体１及び他方の被着体４の各接着面１ａ，４ａを引き離す方向の荷重Ｆを加える。
【００３５】
そして、一方の被着体１及び他方の被着体４の各接着面間の接着剤３の部分が破壊した時点において、そのときの荷重Ｆを一方の被着体１における接着面１ａの面積で除することで、接着引張強度として算出する。
【００３６】
この実施例に係る接着継手試験体及び接着引張強度試験方法では、上記した実施例における被着体２を省略できる分だけ、作業時間の短縮及びコストの低減が図られることとなる。
【００３７】
本発明に係る接着継手試験体の製造方法及び接着継手試験体並びに接着引張強度試験方法の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、一方の被着体１（２）が円柱状を成している構成を採用し得る。
【符号の説明】
【００３８】
１，２  一対の被着体（一方の被着体）
１ａ，２ａ  一方の被着体の接着面
１ｂ，２ｂ  一方の被着体の側面（接着面の縁沿いの面）
３    接着剤
３ａ  接着剤の余剰分
４  他方の被着体
４ａ  他方の被着体の接着面
Ｆ  荷重（引き離す方向の力）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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