(57)【要約】      （修正有）【課題】従来、一定の温度でテストピースを保温した状態で測定する引張または圧縮試験装置において、効率的な測定方法および測定装置を提供する。【解決手段】引張または圧縮試験による強度測定方法において、発熱体素子を面状に設けた面発熱体と該面発熱体の裏面側に一体化した磁石板とから成り、該面発熱体端部の電極に電源コードを設けた面加熱体３を二枚用いて、テストピースを該面加熱体で挟み込み、該電源コードに繋げた温度コントローラーでテストピースを一定温度に保温した状態で測定を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張または圧縮試験による強度測定方法において、発熱体素子を面状に設けた面発熱体と該面発熱体の裏面側に一体化した磁石板とから成り、該面発熱体端部の電極に電源コードを設けた面加熱体を用いてテストピースを挟み込み、該電源コードに繋げた温度コントローラーでテストピースを一定温度に保温した状態で行う強度測定方法。
【請求項２】
前記面加熱体が軟質である請求項１に記載の強度測定方法。
【請求項３】
前記テストピースが引張剪断接着強さを測定するためのテストピースである請求項１または２のいずれかに記載の強度測定方法。
【請求項４】
二枚の面加熱体を用いてテストピースを挟み込む請求項１〜３のいずれかに記載の強度測定方法。
【請求項５】
発熱体素子を面状に設けた面発熱体と該面発熱体の裏面側に一体化した磁石板とから成り、該面発熱体の端部電極部に電源コードを設けた面加熱体を用いてテストピースを挟み込み、該電源コードに繋げた温度コントローラーで一定の温度に設定してテストピースを一定温度に保温した状態で強度測定を行う引張または圧縮試験装置。
【請求項６】
前記面加熱体が軟質である請求項５に記載の圧縮試験装置。
【請求項７】
前記テストピースが引張剪断接着強さを測定するためのテストピースである請求項５または６のいずれかに記載の圧縮試験装置。
【請求項８】
二枚の面加熱体を用いてテストピースを挟み込む請求項５〜７のいずれかに記載の圧縮試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定の温度でテストピースを保温した状態で測定する強度測定方法およびその強度測定を行う引張または圧縮試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
引張または圧縮方向の強度測定において、テストピースを一定の高温雰囲気の状態で破壊測定を行う場合、温風吹きつけや特許文献１の発明の様なチャンバ方式が一般的に使用されている。しかしながら、当該方法では装置が大型化することで、消費電力が大きいことや測定が終了するまでに時間がかかることや、設備費用も高くなるなど問題点が多かった。特に、特許文献１の様なチャンバ方式では、テストピースおよびセンサー全体を保温しなければならず、一定の温度になるまで時間がかかることで測定の効率が低下して問題になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−９９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、一定の温度にテストピースを保持した状態で測定する引張または圧縮試験装置において、テストピースを保温するためにチャンバ方式などの大型装置を使用していたため、長時間の加熱により消費電力が大きいことや測定が終了するまでに時間がかかることや、設備費用も高くなるなど問題点が多かった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に関する手法を発見し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の要旨を次に説明する。本発明の第一の実施態様は、引張または圧縮試験による強度測定方法において、発熱体素子を面状に設けた面発熱体と該面発熱体の裏面側に一体化した磁石板とから成り、該面発熱体端部の電極に電源コードを設けた面加熱体を用いてテストピースを挟み込み、該電源コードに繋げた温度コントローラーでテストピースを一定温度に保温した状態で行う強度測定方法である。
【０００７】
本発明の第二の実施態様は、前記面加熱体が軟質である第一の実施態様に記載の強度測定方法である。
【０００８】
本発明の第三の実施態様は、前記テストピースが引張剪断接着強さを測定するためのテストピースである第一または第二の実施態様のいずれかに記載の強度測定方法。
【０００９】
本発明の第四の実施態様は、二枚の面加熱体を用いてテストピースを挟み込む第一から第三の実施態様のいずれかに記載の強度測定方法。
【００１０】
本発明の第五の実施態様は、発熱体素子を面状に設けた面発熱体と該面発熱体の裏面側に一体化した磁石板とから成り、該面発熱体の端部電極部に電源コードを設けた面加熱体を用いてテストピースを挟み込み、該電源コードに繋げた温度コントローラーで一定の温度に設定してテストピースを一定温度に保温した状態で強度測定を行う引張または圧縮試験装置である。
【００１１】
本発明の第六の実施態様は、前記面加熱体が軟質である第五の実施態様に記載の圧縮試験装置である。
【００１２】
本発明の第七の実施態様は、前記テストピースが引張剪断接着強さを測定するためのテストピースである第五または第六の実施態様のいずれかに記載の圧縮試験装置である。
【００１３】
本発明の第八の実施態様は、二枚の面加熱体を用いてテストピースを挟み込む第五から第七の実施態様のいずれかに記載の圧縮試験装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の強度測定方法および強度測定装置により、テストピースのみを保温することで、一定の温度になるまで時間がかかる事無く、効率的に測定することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１はテストピースの一例であり、引張剪断接着強さを測定するためのテストピースである。
【図２】図２は本発明の方法により面発熱体により一定温度で保温されたテストピースの側面図である。
【図３】図３は本発明の方法により面発熱体により一定温度で保温されたテストピースの上面図である。
【図４】図４は実施例１、比較例１および比較例２の３種類の方法による、各設定温度における引張剪断接着強さの測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の詳細を次に説明する。本発明で使用することができる面加熱体とは、面発熱体と磁石板からなり、面発熱体の大きさに一致した磁石板とを一体化しており、金属製の被着体や面発熱体同士が磁力で吸着させることができる。面発熱体が軟質の場合は平面部だけに限らず円筒体の表面や屈曲面にも吸着による取付けが可能であり、面加熱体は軟質であることが好ましく、具体的にはシリコーンラバーヒーターなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、１枚以上の面発熱体で後記のテストピースを挟み込めれば良いが、安定した保温をするためには２枚以上で挟み込むことが好ましい。
【００１７】
本発明で使用することができる面発熱体とは、発熱体素子を面状に設けた状態でゴムやプラスチックなどで成形されたものである。特に、軟質な材質で成形された面発熱体であることが好ましい。発熱体素子とは、ニクロム８０／２０（８０％ニッケル、２０％クロム）でできたワイヤーやリボン、ストリップなどを指す。面発熱体の端部電極部に電源コードを設けており、電源コードを介して電源を入れることにより、温度コントローラーで電流または電圧をコントロールして、電気を熱に変換することで温度を設定する。
【００１８】
本発明で使用することができる磁石板とは、磁性粉などをゴムやプラスチックなどに練り込んで成形された板状の磁石を指す。特に、軟質な磁石板であることが好ましい。
【００１９】
面加熱体の具体例としては、アズワン株式会社製のシリコーンラバーヒーターなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
本発明で使用することができる引張または圧縮試験器とは、株式会社オリエンテック製の万能試験機などが挙げられる。
【００２１】
本発明で使用することができるテストピースとは、２つの被着体を接着剤等で接着して作成され、引張剪断接着強さ測定や剥離接着強さ測定などで使用することができる被着物や樹脂強度測定などで使用する板状の特定形状をした硬化物などを指す。テストピースを破壊することで接着力、粘着力、強度などを測定することができる。本発明では、引張剪断接着強さの測定に用いることが最も好ましい。
【００２２】
本発明で使用することができる引張または圧縮試験装置とは、テストピースの両端部を二つの金属製チャックで固定し、引張方向または圧縮方向にテストピースを破壊することで、接着強さや樹脂強度などの強度を測定する装置である。引張または圧縮試験装置の具体例としては、株式会社オリエンテック製の万能試験機などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００２３】
図１の様なテストピースを二枚の面加熱体により図２および図３の様に挟み込む。この際、磁力で二枚の面加熱体同士が磁力により吸着しているだけでテストピースは磁力の影響を受けない。面加熱体が発熱してテストピースが一定の温度に保温されるため、保温開始から短時間で測定を行うことができる。
【実施例】
【００２４】
次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００２５】
実施例１は本発明の面加熱体を用いた方法であり、比較例１と２は常圧にて熱風により特定の温度に設定できるチャンバを用いた従来の方法である。各設定温度（単位：℃）で測定するための工程を表１にまとめた。それぞれの条件に従い、後記の引張剪断接着強さを測定する。ここで、「温度調整工程」（単位：分）とはチャンバ内の雰囲気温度を設定温度にするまでにかかった時間を示す。「予備加熱工程１」（単位：分）とは、チャンバ内のセンサーは設定温度になっているが、引張試験装置の金属製チャックは完全に設定温度になっていないため、テストピースを固定する前にチャックのそのものの温度を設定温度に上げるために行う。「予備加熱工程２」（単位：分）とは、チャックでテストピースを固定した後に設定温度にするために保温する。合計時間とは「温度調整工程」、「予備加熱工程１」および「予備加熱工程２」でかかった時間の合計時間（単位：分）を示す。
【００２６】
［実施例１］
実施例１では、チャンバは使用せず、二枚の面加熱体によりテストピースを挟んで測定を行う。そのため、「温度調整工程」および「予備加熱工程１」は不要である。引張試験装置のチャックにテストピースを固定し、二枚の面加熱体によりテストピースを挟んで設定温度になるまでの時間を確認する。
【００２７】
［比較例１］
比較例１では、チャンバを使用して測定する。そのため、「温度調整工程」および「予備加熱工程１」を入れる必要がある。比較例１では、テストピースをチャックに固定した後に「予備加熱工程２」を入れて測定を行う。
【００２８】
［比較例２］
比較例２では、チャンバを使用して測定する。そのため、「温度調整工程」および「予備加熱工程１」を入れる必要がある。比較例２では、テストピースをチャックに固定した後に「予備加熱工程２」を入れないで測定を行う。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１の実施例１および比較例１と２の各設定温度について、引張剪断接着強さ測定を行った。その結果を表２に示す。
【００３１】
［引張剪断接着強さ測定］
長さ１００ｍｍ×幅２５ｍｍ×厚さ１．６ｍｍの鉄板（ＳＰＣＣ−ＳＤ）１枚に、２５ｍｍ×１０ｍｍの接着面積に接着剤を塗布し、もう１枚の鉄板を貼り合わせて固定治具で固定して、はみ出た接着剤は拭き取る。接着剤は、株式会社スリーボンド製のエポキシ系接着剤であるスリーボンド２２２２Ｐを用いた。その後、熱風乾燥炉により、１００℃雰囲気下で６０分間加熱して接着剤を硬化させて図１の様なテストピースを作成する（ｎ＝５）。万能試験機のチャックによりテストピースの両端を固定して、表１の工程を行った状態で、引張速度を１０ｍｍ／分で引っ張った際の最大強度（Ｎ）と接着面積から計算して、平均値から「接着強さ（ＭＰａ）」を測定する。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
表２をまとめた図を図４に示す。「予備加熱工程２」を入れた比較例１と本発明の実施例１は、各設定温度において近い引張剪断接着強さを示している。一方、「予備加熱工程２」を入れない比較例２では、比較例１と比較しても引張剪断接着強さが高くなっている。一般的に、設定温度が高くなるとガラス転移点温度に近づくまたは超えるため貯蔵弾性率が下がる傾向がある。つまり、設定温度を上げると硬化物が柔らかくなる傾向がある。そのため、「予備加熱工程２」を入れなかった比較例２は、１５０℃雰囲気での引張剪断接着強さの測定値が高くなっており、実施例１および比較例１と相関が取れていない。また、実施例１と比較例１は引張剪断接着強さの相関が取れているものの、表１の通り合計時間は大きく異なり、本発明である実施例１は短時間で効率的に正確な測定が行われていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の強度測定方法および強度測定を行う引張または圧縮試験装置により、一定の温度でテストピースを保温した状態で測定する引張または圧縮方式の測定が、短時間で正確になされる。
【符号の説明】
【００３５】
１：被着体
２：接着剤
３：面加熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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