(57)【要約】【課題】温度変化の大きい環境下においても高精度かつ高感度の応力測定方法および被測定物を含む弾性皮膜体を提供する。【解決手段】被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含む光弾性皮膜体を、上記接着層に基づく接着により得ること、上記光弾性皮膜体での上記被測定物の応力により生じる上記光弾性層の複屈折の変化を検出することを含む応力測定方法であって、上記光弾性皮膜体は、上記被測定物と上記光弾性層との間に熱応力緩衝層を含む、応力測定方法、ならびに被測定物の応力測定に用いるための光弾性皮膜体であって、上記被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含み、上記被測定物と上記光弾性層との間に熱応力緩衝層を含み、上記被測定物が金属を含み、上記熱応力緩衝層がエポキシ樹脂を含む光弾性皮膜体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含む光弾性皮膜体を、前記接着層に基づく接着により得ること、および
前記光弾性皮膜体において前記被測定物の応力により生じる前記光弾性層の複屈折の変化を検出することを含む応力測定方法であって、
前記光弾性皮膜体は、前記被測定物と前記光弾性層との間に熱応力緩衝層を含む、応力測定方法。
【請求項２】
前記検出が前記光弾性層への照射光の偏光状態の変化の検出により行われる請求項１に記載の応力測定方法。
【請求項３】
前記接着時に前記熱応力緩衝層が前記被測定物と一体となっている請求項１または２に記載の応力測定方法。
【請求項４】
前記被測定物の、前記光弾性層を前記接着する側に、上に前記熱応力緩衝層を形成することを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項５】
前記接着時に前記熱応力緩衝層が前記光弾性層と一体となっている請求項１または２に記載の応力測定方法。
【請求項６】
前記熱応力緩衝層の線膨張係数が前記光弾性層の線膨張係数より大きく、かつ、前記熱応力緩衝層の線膨張係数と前記光弾性層の線膨張係数との差の絶対値が２×１０-5以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項７】
前記熱応力緩衝層がエポキシ樹脂を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項８】
前記熱応力緩衝層の厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項９】
前記接着層がエポキシ樹脂を含み、かつ厚みが５０μｍ以下である  請求項１〜８のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項１０】
直線偏光膜１を透過した光を前記光弾性皮膜体の前記光弾性層側に照射すること、
および前記光に由来する反射光または透過光を直線偏光膜２を介して検出することを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項１１】
検出が反射光について行われる請求項１０に記載の応力測定方法。
【請求項１２】
前記被測定物と前記光弾性層との間に反射層を含む請求項１１に記載の応力測定方法。
【請求項１３】
前記光弾性層と前記反射層とを含む応力表示部材を前記被測定物に接着させることを含む請求項１１または１２に記載の応力測定方法。
【請求項１４】
直線偏光膜１が直線偏光膜２を兼ねている請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項１５】
前記照射が、直線偏光膜１と位相差膜１とをこの順で透過した光によって行われ、かつ前記検出が位相差膜２と直線偏光膜２とをこの順で透過した光について行われる請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項１６】
前記照射が、直線偏光膜１と位相差膜１とをこの順で透過した光によって行われ、前記検出が位相差膜２と直線偏光膜２とをこの順で透過した光について行われ、
位相差膜１が位相差膜２を兼ねている請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項１７】
位相差膜１の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、位相差膜１の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす請求項１５または１６に記載の応力測定方法。
【請求項１８】
位相差膜２の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、位相差膜２の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項１９】
前記光弾性層の厚みが１０μｍ以上、１．０ｍｍ以下である請求項１〜１８のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項２０】
前記光弾性層が芳香族化合物を含む請求項１〜１９のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項２１】
被測定物の応力測定に用いるための光弾性皮膜体であって、
前記被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含み、
前記被測定物と前記光弾性層との間に熱応力緩衝層を含み、
前記被測定物が金属を含み、
前記熱応力緩衝層がエポキシ樹脂を含む光弾性皮膜体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力測定方法に関する。より詳しくは、本発明は、光弾性を利用する応力測定方法に関する。本発明はまた、応力測定方法に用いられる光弾性皮膜体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光弾性を利用した応力（ひずみ）測定方法の１つとして、従来から光弾性皮膜法が知られている。光弾性皮膜法では、被測定物の表面に光弾性層が接着などにより設けられる。特許文献１には、被測定物の表面に形成した光弾性層に偏光を照射して光の強度（明暗）を検出することにより、回転体のトルクを測定することに関する記載がある。特許文献２では、光弾性層を含む応力表示部材を被測定物の表面に接着し位相差層を介して応力表示部材に偏光を照射して、小さなひずみ量変化を色の変化として感度良く測定できる応力測定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１１８５３７号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１５／１５９８３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２に記載の方法のように、被測定物に光弾性層を応力表示部材として接着させて応力測定を行う方法においては、光弾性材料と被測定物との間の特性の差異が測定に与える影響を考慮する必要がある。具体的には、光弾性層と被測定物との間で温度変化に基づく膨張や収縮の量に差があると、測定の精度や感度に影響があると考えられる。本発明者らは、温度変化の影響を調べるため、特許文献２の構成の応力表示部材の一例を用いて被測定物の表面に接着し、これを８０℃に加熱したところ、被測定物自体にはひずみの要因が無いにもかかわらず、応力表示部材の視認面に色の変化が観測された。この変化は特に応力表示部材の端部において大きかった。そして、色変化後は元の温度に戻しても応力表示部材の視認面の色は完全には元には戻らず、温度変化履歴が確認できる状態であった。このような状態になると、上記の方法を用いた精度の高い応力測定はもはや困難である。
【０００５】
一方で、屋外のような温度変化の大きい環境下においても、高精度かつ高感度の応力測定方法が望まれている。例えば、鉄橋などの屋外で用いられる構造物を応力表示部材を接着させた状態で形成しておくことによっては、構造物の劣化の確認をひずみ測定によって簡便に行うことができる。しかし、上述のように温度変化の影響が大きいと、精度や感度が低下することは避けられない。
【０００６】
上記を踏まえ、本発明は、温度変化の大きい環境下においても高精度かつ高感度の応力測定方法を提供することを課題とする。本発明は特に、被測定物に光弾性材料を応力表示部材として接着させて応力測定を行う方法において、温度変化の大きい環境下においても高精度かつ高感度の応力測定方法を提供することを課題とする。本発明はまた、温度変化の大きい環境下においても高精度かつ高感度の被測定物の応力測定を容易に行うことができる光弾性皮膜体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題の解決のため、鋭意検討を行った。そして上記の温度変化履歴が緩和される方法を見出し、この知見に基づいて、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は下記の［１］〜［２１］を提供するものである。
【０００８】
［１］被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含む光弾性皮膜体を、上記接着層に基づく接着により得ること、および
上記光弾性皮膜体において上記被測定物の応力により生じる上記光弾性層の複屈折の変化を検出することを含む応力測定方法であって、
上記光弾性皮膜体は、上記被測定物と上記光弾性層との間に熱応力緩衝層を含む、応力測定方法。
［２］上記検出が上記光弾性層への照射光の偏光状態の変化の検出により行われる［１］に記載の応力測定方法。
［３］上記接着時に上記熱応力緩衝層が上記被測定物と一体となっている［１］または［２］に記載の応力測定方法。
［４］上記被測定物の、上記光弾性層を上記接着する側に、上に上記熱応力緩衝層を形成することを含む、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［５］上記接着時に上記熱応力緩衝層が上記光弾性層と一体となっている［１］または［２］に記載の応力測定方法。
［６］上記熱応力緩衝層の線膨張係数が上記光弾性層の線膨張係数より大きく、かつ、上記熱応力緩衝層の線膨張係数と上記光弾性層の線膨張係数との差の絶対値が２×１０-5以上である、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【０００９】
［７］上記熱応力緩衝層がエポキシ樹脂を含む［１］〜［６］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［８］上記熱応力緩衝層の厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下である［１］〜［７］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［９］上記接着層がエポキシ樹脂を含み、かつ厚みが５０μｍ以下である［１］〜［８］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［１０］直線偏光膜１を透過した光を上記光弾性皮膜体の上記光弾性層側に照射すること、
および上記光に由来する反射光または透過光を直線偏光膜２を介して検出することを含む［１］〜［９］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［１１］検出が反射光について行われる［１０］に記載の応力測定方法。
［１２］上記被測定物と上記光弾性層との間に反射層を含む［１１］に記載の応力測定方法。
［１３］上記光弾性層と上記反射層とを含む応力表示部材を上記被測定物に接着させることを含む［１１］または［１２］に記載の応力測定方法。
［１４］直線偏光膜１が直線偏光膜２を兼ねている［１１］〜［１３］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【００１０】
［１５］上記照射が、直線偏光膜１と位相差膜１とをこの順で透過した光によって行われ、かつ上記検出が位相差膜２と直線偏光膜２とをこの順で透過した光について行われる［１０］〜［１４］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［１６］上記照射が、直線偏光膜１と位相差膜１とをこの順で透過した光によって行われ、上記検出が位相差膜２と直線偏光膜２とをこの順で透過した光について行われ、
位相差膜１が位相差膜２を兼ねている［１１］〜［１４］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［１７］位相差膜１の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、位相差膜１の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす［１５］または［１６］に記載の応力測定方法。
［１８］位相差膜２の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、位相差膜２の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす［１５］〜［１７］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［１９］上記光弾性層の厚みが１０μｍ以上、１．０ｍｍ以下である［１］〜［１８］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［２０］上記光弾性層が芳香族化合物を含む［１］〜［１９］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［２１］被測定物の応力測定に用いるための光弾性皮膜体であって、
上記被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含み、
上記被測定物と上記光弾性層との間に熱応力緩衝層を含み、
上記被測定物が金属を含み、
上記熱応力緩衝層がエポキシ樹脂を含む光弾性皮膜体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、温度変化の大きい環境下においても高精度かつ高感度の応力測定方法が提供される。本発明の応力測定方法により、例えば屋外においても、高精度かつ高感度の応力測定が可能である。また、本発明の光弾性皮膜体を用いて、この光弾性皮膜体中の被測定物の応力測定を、温度変化の大きい環境下においても高精度かつ高感度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】被測定物の応力を測定する場合の、各層の配置の例の概略図と光入射方向および観測方向の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、角度について、「４５°」、「直交」および「平行」など、角度について記載される場合は、厳密な角度±１０°の範囲を意味するものとし、並びに角度について「同一」および「異なる」は、その差が５°未満であるか否かを基準に判断できる。
本明細書において、「光」という場合、特に断らない限り、可視光（自然光）を意味する。可視光線は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域の光を示す。
【００１４】
本明細書において、「位相差」または「レターデーション」というときは面内のレターデーションを表す。波長λにおけるレターデーションをＲｅ（λ）と波長について特に付記がない場合は、波長５５０ｎｍにおけるレターデーションを示す。各測定波長におけるレターデーションは、ｎxをｘ軸方向の屈折率、ｎyをｙ軸方向の屈折率、ｄを厚みとしたとき、｜ｎx−ｎy｜×ｄで表される。本明細書において、レターデーションはＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎを用いてフィルム状の測定対象の法線方向に波長λｎｍの光を入射させて測定したものとする。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨまたはＷＲ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定することもできる。
【００１５】
本明細書において、光弾性とは応力が生じている物体に光学的異方性が生じて複屈折を生じる性質のことをいう。複屈折に起因して位相差が生じ、単位応力当たりかつ単位光路当たりで生じる位相差のことを光弾性係数という。
本明細書において、「ひずみ量」というとき、物体に応力が生じた場合の単位長さ当たりの変形量のことをいう。具体的には、長さＬの物体が引張応力によってΔＬ伸びた場合またはΔＬ縮んだ場合、ΔＬ／Ｌで表される値のことをひずみ量という。
本発明の応力測定方法は、０．００００１以上のひずみ量を対象とすることが好ましい。対象とするひずみ量の上限はとくに限定されないが０．３程度である。
【００１６】
＜＜応力測定方法＞＞
本発明の応力測定方法は、上述の光弾性皮膜法に該当し、被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含む光弾性皮膜体を上記の接着層に基づく接着により得ることを含む。本発明者らは、光弾性皮膜体を用いた応力測定方法において、光弾性皮膜体が、被測定物と光弾性層との間に熱応力緩衝層を含むことにより、温度変化の大きい環境下においても精度および感度の良い応力測定が可能であることを見出した。熱応力緩衝層に基づく効果は、特に、被測定物と光弾性層との温度変化に伴う膨張や収縮の程度に差がある場合、言い換えると、被測定物の線膨張係数と光弾性層の線膨張係数とに差がある場合に顕著である。温度変化に伴い線膨張係数差に起因するひずみにより光弾性層が塑性変形すると元に戻りにくくなるためである。被測定物の線膨張係数と光弾性層の線膨張係数との差が例えば１．０×１０-5〜２０×１０-5、好ましくは２．０×１０-5〜１０×１０-5である場合に本発明の応力測定方法が好ましく適用できる。被測定物の線膨張係数は光弾性層の線膨張係数よりも小さいことが好ましい。
【００１７】
本発明の応力測定方法は、特に、光弾性皮膜体を得た後、応力測定のための後述の検出を行うまでに、温度変化がある場合に好ましく適用される。温度変化は、特に限定されないが、例えば、１℃以上、３℃以上、５℃以上、１０℃以上、１５℃以上、２０℃以上、２５℃以上、３０℃以上、３５℃以上、４０℃以上、４５℃以上、または５０℃以上の温度変化であればよい。また、１００℃以下、９５℃以下、９０℃以下、８５℃以下、８０℃以下、７５℃以下、７０℃以下、６５℃以下、または６０℃以下の温度変化であればよい。例えば１℃以上１００℃以下、好ましくは１０℃以上８０℃以下の温度変化であればよい。
【００１８】
本発明の応力測定方法は、光弾性皮膜体を得た後、すぐに応力測定のための後述の検出を行ってもよいが、時間が経過した後に後述の検出を行ってもよい。特に時間経過後に検出を行う場合に好ましく適用できる。予期しない温度変化がある可能性が高くなるためである。経過時間は特に限定されず、1時間から２０年、好ましくは、1日〜１０年、さらに好ましくは、１ヶ月〜５年などである。もちろん、光弾性皮膜体に温度変化のある場合においては、１時間より短い時間であってもよい。
【００１９】
＜熱応力緩衝層＞
本発明の応力測定方法において、熱応力緩衝層は被測定物と光弾性層との間に設けられる層である。熱応力緩衝層は被測定物と光弾性層との間の熱膨張係数差に伴う熱応力を緩和するために設けられる。
【００２０】
熱応力緩衝層の線膨張係数は光弾性層の線膨張係数よりも大きいことが好ましい。特に被測定物の線膨張係数は光弾性層の線膨張係数よりも小さい場合、熱応力緩衝層の線膨張係数は光弾性層の線膨張係数よりも大きいことが好ましい。熱応力緩衝層の線膨張係数が光弾性層の線膨張係数よりも大きいことで、熱応力緩衝層が被測定物に拘束されることにより熱応力緩衝層の熱膨張が抑制され、光弾性層と同程度の熱膨張挙動となることで、光弾性層に熱応力が生じにくくなるためと推定される。また、熱応力緩衝層の線膨張係数と光弾性層の線膨張係数との差の絶対値は、０．５×１０-5以上であることが好ましく、３．０×１０-5以上であることがより好ましく、６．０×１０-5以上であることがさらに好ましい。被測定物との間の熱膨張係数差に基づく応力を熱応力緩衝層において緩和するためである。また、熱応力緩衝層と光弾性層との線膨張係数の差の絶対値の上限値は１０×１０-5であることが好ましい。熱応力緩衝層と光弾性層との間に熱応力が生じにくくするためである。
熱応力緩衝層、光弾性層および被測定物のそれぞれの線膨張係数はこの順に小さくなっていることが好ましい。
【００２１】
線膨張係数とは温度の上昇によって物体の長さが膨張する割合を、温度当たりで示したものである。物体の長さは温度上昇と元の長さに比例した量で伸び縮みする、すなわち
ΔL = α L ΔT（ΔL ：伸び、L ：長さ、ΔT ：温度上昇、α：線膨張係数）
という関係にあり、温度の上昇に対応して長さが変化する割合を線膨張係数（線膨張率）という。
本明細書において、線膨張係数とは熱膨張係数測定装置において、２０℃〜３０℃の温度範囲での１℃あたりの線膨張率を意味する。熱膨張係数測定装置としては、リガク社製ＴＭＡ８３１０を用いた値とする。
【００２２】
また、熱応力緩衝層の線膨張係数は１．０×１０-5〜２０×１０-5が好ましく、５．０×１０-5〜１５×１０-5がより好ましい。熱応力緩衝層の弾性率は０．１〜１０[ＧＰa]であることが好ましく、１．０〜５．０[ＧＰa]であることがより好ましい。
【００２３】
熱応力緩衝層の材料は被測定物と光弾性層との間の熱膨張係数差に伴う熱応力を緩和することができる限り特に限定されないが、例えば、樹脂であればよい。樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂（テフロン（登録商標）など）などが挙げられる。樹脂は熱架橋性の接着剤として公知のものを用いることも好ましい。
熱応力緩衝層に用いられる樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。線膨張係数や弾性率が前述の範囲となりやすいからである。
エポキシ樹脂の例としては、ビフェニル型エポキシ樹脂，クレゾールノボラック型エポキシ樹脂，フェノールノボラック型エポキシ樹脂，ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの公知のエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、硬化剤としてフェノールノボラックやクレゾールノボラックなどの水酸基を有するノボラック樹脂，無水ピロメリット酸，無水ベンゾフェノンなどの酸無水物およびアミン化合物を用い、更に必要に応じて硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン，イミダゾール等を配合したものであってもよい。
【００２４】
熱応力緩衝層の厚みは１０μｍ以上５０００μｍ以下であることが好ましい。このような厚みの範囲で、被測定物に生じる応力の光弾性層への伝達に影響を与えないとともに、被測定物と光弾性層との間の熱応力を緩和させやすい。１００μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以上５００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明の応力測定方法において、光弾性皮膜体を得るための接着を行うとき、熱応力緩衝層が被測定物と一体となっていてもよい。例えば、一般的に用いられているコーティングが熱応力緩衝層として機能していてもよい。鉄橋などの金属材料においても耐久性の向上やさび止めのためにコーティングが施されることがあるが。これらの層を熱応力緩衝層として用いてもよい。
【００２６】
または、本発明の応力測定方法は被測定物上に熱応力緩衝層を形成することを含んでいてもよい。
さらに、熱応力緩衝層は、後述する応力表示部材と一体となった状態で被測定物上に接着してもよい。
熱応力緩衝層を形成する方法は特に限定されない。例えば、被測定物もしくは光弾性層と熱応力緩衝層とを直接または他の層を介して接着してもよい。または、被測定物上もしくは光弾性層上に熱応力緩衝層を形成するための流体状の組成物を塗布して塗布層を形成し、その後、塗布層を乾燥もしくは硬化を行うことにより熱応力緩衝層を形成してもよい。具体的には、流体状の樹脂を、被測定物上もしくは光弾性層上に塗布して形成する方法、樹脂を含む溶液を被測定物上もしくは光弾性層上に塗布、乾燥させて形成する方法、および、樹脂形成のためのモノマーを含む溶液を被測定物上もしくは光弾性層上に塗布、乾燥させ、その後塗布膜を硬化して形成する方法などが挙げられる。これらのうち、流体状の樹脂を、被測定物上もしくは光弾性層上に塗布して形成する方法が好ましい。
【００２７】
流体状の樹脂としては、市販の塗料や接着剤を用いてもよい。このような市販品としては、関西ペイント株式会社製のエポマリンＥＸ３００、神東塗料株式会社製のネオゴーセー＃８０００Ｓ、ノガワケミカル株式会社製 ＤＥ−１１１９、株式会社共和電業製の  ＥＰ−３４Ｂ、ＥＰ−３４０、株式会社トウペ製のエピライトＳＬ−３００などが挙げられる。
【００２８】
熱応力緩衝層を被測定物上に形成するとき、熱応力緩衝層は被測定物の表面に直接形成されていてもよく、被測定物表面に直接接している下塗層の表面に形成されていてもよい。
下塗層としては例えば、防食用塗料（無機ジンクリッチプライマー）の層などが挙げられる。
熱応力緩衝層を光弾性層上に形成するとき、熱応力緩衝層は光弾性層の表面に直接形成されていてもよく、光弾性層上の反射層の表面に形成されていてもよい。
【００２９】
＜被測定物＞
本明細書においては、応力測定の対象を、被測定物という。被測定物は特に限定されないが、特に屋外など温度変化のある環境下で使用されるものが好ましい。例えば、各種建造物の支柱や鉄橋、屋外の遊具などが挙げられる。
被測定物の材質は特に限定されないが、例えば、金属、コンクリート、セラミック、ガラス、ゴム、プラスチック、紙、繊維などが挙げられる。被測定物は金属を含むことが好ましい。被測定物は、透明体であっても不透明体であってもよい。被測定物は表面が光反射性であっても、光反射性でなくてもよい。表面が光反射性である場合は、表面に外部から反射層を接着することなく、応力測定を行うことも可能である。被測定物は光弾性を有していてもよく、有していなくてもよいが、光弾性を有していない方がより精度の高い測定が可能と考えられる。
【００３０】
上述のように、本発明の応力測定方法において光弾性皮膜体を得るための接着を行うとき、被測定物は、熱応力緩衝層と一体となっていてもよい。具体的には、本発明の応力測定方法では、被測定物上に熱応力緩衝層を形成する方法などを経て、すでに熱応力緩衝層と一体となっている被測定物を用いてもよい。
応力表示部材が設けられる側の被測定物の表面は平面であっても凹凸があってもよいが、平面であることが好ましい。平面であることにより、原理的に形状の測定への影響が少ないと考えられるからである。
【００３１】
＜光弾性層＞
光弾性を有する物体は応力が生じると複屈折の変化を生じる。そのため、被測定物に光弾性層を設け、応力によって生じた複屈折の変化の検出により応力を測定することができる。光弾性層の複屈折の変化の検出によって、応力分布、すなわち、ひずみ分布を測定することもできる。
応力によって生じた光弾性層の複屈折の変化の検出は、典型的には、光弾性層に照射された光（偏光成分を含む）の偏光状態の変化の検出により行うことができる。偏光状態複屈折の変化量に応じて変化するからである。なお、本明細書において、変化の検出というときは、その変化の有無の検出および変化量の検出を含む。この方法については、後述する。
【００３２】
光弾性層は大きい光弾性係数の絶対値を有することが好ましい。応力（ひずみ）の検出感度には光弾性係数の絶対値が影響するためである。光弾性係数の絶対値が大きい複屈折性層を用いることで、小さい応力でも大きな複屈折（位相差）を生じることができ、応力を検知および測定する感度を上げることができる。光弾性層の光弾性係数の絶対値は２０×１０-12［Ｐａ-1］以上であることが好ましい。光弾性係数の絶対値が２０×１０-12［Ｐａ-1］以上であるとは、光弾性係数が２０×１０-12Ｐａ-1以上または−２０×１０-12Ｐａ-1以下であることを意味する。さらに、光弾性層は薄いことが好ましいため、位相差を大きくするために光弾性係数の絶対値はより好ましくは３０×１０-12［Ｐａ-1］以上、さらに好ましくは６０×１０-12［Ｐａ-1］以上であればよい。光弾性層の光弾性係数の絶対値の上限は特にないが、１．０×１０-6［Ｐａ-1］以下であればよい。光弾性係数の絶対値が１．０×１０-6［Ｐａ-1］以下であるとは光弾性係数が−１．０×１０-6Ｐａ-1〜１．０×１０-6Ｐａ-1であることを意味する。
【００３３】
また、光弾性層は線膨張係数が、０．１×１０-5〜１８×１０-5が好ましく、１．０×１０-5〜１０×１０-5がより好ましい。
光弾性層は、可視光線透過率が高いことが好ましく、可視光線透過率が５０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上であることが好ましい。
光線透過率は、ＪＩＳ  Ａ５７５９に記載された方法で求めた光線透過率とする。すなわち分光光度計にて、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの各波長の透過率を測定し、ＣＩＥ（国際照明委員会）昼光  Ｄ６５の分光分布、ＣＩＥ  明順応標準比視感度の波長分布および波長間隔から得られる重価係数を乗じて加重平均することによって可視光線透過率を求める。
【００３４】
光弾性層は、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９０を満たすレターデーションを示すことが好ましい。光弾性層が上記光学的性質を有することにより、色の変化を大きく観測することができる。光弾性層は、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．００を満たすレターデーションを示すことがより好ましく、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．０５であることがさらに好ましい。また、光弾性層のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、１．５以下であればよい。例えば、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０７、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．１２などの値が好適である。
【００３５】
光弾性層の被測定物接着前のレターデーションはＲｅ（５５０）≦３０ｎｍであることが好ましく、Ｒｅ（５５０）≦２０ｎｍであることがより好ましく、Ｒｅ（５５０）≦１０ｎｍであることがさらに好ましい。また、光弾性層自体の残留応力が大きいと、被測定物にひずみが生じる前から光弾性層でのレターデーションにより異方性が大きくなるため、光弾性層を被測定物に接着する方向によって色変化が大きく異なってしまうため、光弾性層の残留応力は小さいことが好ましい。
【００３６】
光弾性層は芳香族化合物を含むことが好ましい。光弾性層を形成するための材料としては例えば芳香族ポリマーが好ましい。芳香族ポリマーとは、芳香族基を繰り返し単位構造に含むポリマーを意味し、芳香族化合物のモノマーを光重合（紫外線重合）、放射線重合、電子線重合、熱重合などにより重合させた架橋物を含む。光弾性層を形成するための材料の具体例としては、芳香族ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリアミド、ポリビニルアルコール、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどが挙げられる。芳香族ポリマーはπ電子により分子内の屈折率異方性が大きく光弾性係数が大きいため、小さな応力で大きな複屈折を生じ、測定感度を高くすることができる。特に芳香族ポリカーボネートは溶液キャスト法により工業的に製膜可能であり、厚みが均一で残留応力が小さいフィルムにより高精度な測定が可能である。
【００３７】
一方、高分子材料は経時で応力緩和によりレターデーションが変化するが、架橋により３次元網目構造をした化合物を光弾性層に使用することで、長期間での応力測定において応力緩和に基づく経時での測定誤差を抑制することも可能である。
光弾性層の剛性が被測定物のひずみに及ぼす影響、および被測定物の表面形状への追従性を考慮すると、光弾性材料の厚みは１．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００μｍ以下であり、さらに好ましくは３００μｍ以下である。特に厚み０．５ｍｍ以下のフィルムであればロール状にでき、安価に製造可能な光弾性材料のフィルムを使用することが可能である。一方、厚みが薄くなるとレターデーションが小さくなり測定感度が低くなってしまうため、１０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましく、５０μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３８】
［応力表示部材］
本明細書において、応力表示部材は、少なくとも光弾性層を含み、自らに生じた応力（ひずみ）を、外部から検出できる形態で示すことができる部材を意味する。光弾性層は応力表示部材またはその一部として本発明の応力測定方法に用いてもよい。応力測定の際には、応力測定用部材を応力表示部材と組み合わせた応力測定用セットとして用いることもできる。または応力測定用部材が応力表示部材を含んでいてもよい。
応力表示部材は光弾性層のみからなるものであってもよく、反射層、遮光層または接着層などの他の層を含むものであってもよい。本発明の応力測定方法において光弾性皮膜体を得るための接着を行うとき、応力表示部材は熱応力緩衝層と一体となっていてもよい。
【００３９】
応力表示部材は接着層を有していてもよい。応力表示部材に予め接着層を積層しておくことにより、大面積の被測定物に接着する場合の作業性が悪くなることや、施工時に応力表示部材にシワやオレが発生してしまい測定精度が悪化してしまうことを避けることができる。接着層に離型紙（フィルム）も積層しておけば、被測定物に接着する直前に離型紙（フィルム）を剥がすことで作業性が良好になる。接着剤の主剤中にマイクロカプセル化した硬化剤を分散させた接着層を積層すれば、応力表示部材を被測定物に貼り付けるまでは接着性が発現せず、貼り付けてから指などで加圧してマイクロカプセルを破壊することで接着性を発現させることができる。応力表示部材が接着層を有していない場合は、被測定物に貼付する際は、接着剤を別途準備して貼りつけることができる。
【００４０】
［反射層］
光弾性皮膜体は、被測定物と光弾性層との間には反射層を含むことも好ましい。反射層により、被測定物の表面が光反射性ではない場合であっても、反射光を利用した測定を行うことができる。反射層は、熱応力緩衝層と被測定物との間に設けても、熱応力緩衝層と光弾性層との間に設けてもよいが、熱応力緩衝層と光弾性層との間に設けることが好ましい。
【００４１】
反射層の材料としては、例えば、アルミニウム、銀、クロム、チタンなどの金属が挙げられる。これらのうち、アルミニウムが好ましい。これらいずれかを含む材料を、蒸着や鍍金、塗布、共押出、押出ラミネートすることにより反射層を形成することができる。形成を光弾性層に積層することにより行い、反射層が光弾性層と一体となった応力表示部材とすることも好ましい。
反射層の厚みは、５．０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましい。
【００４２】
［接着層］
光弾性皮膜体は被測定物と熱応力緩衝層との間、および熱応力緩衝層と光弾性層との間の少なくともいずれか一方に接着層を含む。
【００４３】
接着層の例としては、シアノアクリレート系接着剤、エポキシ系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、ポリエステル系接着剤、フェノール系接着剤、ウレタン系接着剤、メラミン系接着剤などの熱硬化性接着剤から形成された層が挙げられる。これらの接着剤は、接着層のクリープ現象の応力測定精度への影響を低減するという観点で好ましい。光弾性層表面に設けられている熱応力緩衝層に接着層を直接積層して被測定物に接着するか、または被測定物表面に接着層を直接積層して光弾性層を接着することが測定精度の観点で好ましい。すなわち、被測定物と光弾性層との間に極力外的要因（他の層など）を含まないことが好ましい。ただし、応力表示部材が反射層を有する場合は、光弾性層および接着層の間に反射層を配置することが好ましい。
上記接着層の厚みは、具体的には０．１μｍ〜１０００μｍであればよく、０．５μｍ〜１００μｍが好ましく、１μｍ〜５０μｍがより好ましい。
【００４４】
光弾性皮膜体のその他の各層の間にも、接着層が含まれていてもよい。
応力表示部材中のその他の各層の接着のための接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがある。それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。特に好ましい例としてはいわゆるＯＣＡ（Optically Clear Adhesive)やＯＣＲ(Optically Clear Resin)と呼ばれるアクリル系の光学用透明接着剤を挙げることができる。
各層の接着のための接着層の厚みは具体的には０．１μｍ〜１０００μｍであればよく、０．５μｍ〜５００μｍが好ましく、１.０μｍ〜３００μｍがより好ましい。
【００４５】
＜光弾性皮膜体＞
光弾性皮膜体は、被測定物、接着層、光弾性層をこの順で含む。
本発明の応力測定方法において光弾性皮膜体を、接着層に基づく接着により得る方法は特に限定されない。例えば、被測定物、熱応力緩衝層、光弾性層を積層して隣接する層間を接着してもよく、熱応力緩衝層と一体となった被測定物と光弾性層とを接着してもよく、被測定物と熱応力緩衝層と一体となった光弾性層とを接着してもよい。
上記の何れの場合においても、接着は、被測定物、熱応力緩衝層、光弾性層がこの順となるように行う。また、例えば被測定物上に接着された熱応力緩衝層の表面に光弾性層を形成するための流体状の組成物を塗布して塗布層を形成し、その後、塗布層を乾燥もしくは硬化を行うことにより光弾性層を形成して光弾性皮膜体を得てもよい。
光弾性層は、反射層などの他の層と一体となった応力表示部材として被測定物と接着され、光弾性皮膜体となっていてもよい。
光弾性層または応力表示部材が基材を用いて形成されるものである場合などにおいて、被測定物に接着した後に基材を剥がすことも好ましい。光弾性層の剛性が小さくなり、より被測定物のひずみに追従しやすくなるからである。
【００４６】
＜偏光状態の変化の検出＞
上述の偏光状態の変化の検出は、偏光子と検光子とを用いた光学系で行うことができる。具体的には、偏光子側から光を光弾性層に照射し、上記光に由来する光弾性層の反射光または透過光を検光子側で検出すればよい。
本明細書においては、偏光子に利用される直線偏光膜を直線偏光膜１、検光子に利用される直線偏光膜を直線偏光膜２ということがある。偏光子と検光子とは別であってもよく、偏光子が検光子を兼ねていてもよい。偏光子側に位相差膜１、検光子側に位相差膜２をそれぞれ用いてもよい。
【００４７】
光弾性層に照射された光の反射光を検出する場合、照射方向側で検出する。すなわち、直線偏光膜１および直線偏光膜２は光弾性層に対して同じ側に配置される。このときの「反射光」は、光弾性層と被測定物とを含む対象からの反射光であればよく、光弾性層自体の反射光でなくてもよい。例えば、光弾性層と被測定物との間に設けられた反射層からの反射光であってもよく、被測定物からの反射光であってもよい。反射光を検出する場合、直線偏光膜１および直線偏光膜２を偏光方向が互いに平行になるように配置することも好ましい。そのため、1枚の直線偏光膜が偏光子および検光子を兼ねる（直線偏光膜１が直線偏光膜２でもある）ように用いてもよい。
【００４８】
光弾性層に照射された光の透過光を検出する場合、光弾性層に対して、照射方向側と反対側で検出する。具体的には、直線偏光膜１側から光弾性層に光を照射して、光弾性層を透過する光を検光子側から観察する。すなわち、直線偏光膜１および直線偏光膜２は光弾性層に対して異なる側に配置される。偏光子および検光子の偏光方向は直交させることが好ましい。
【００４９】
被測定物に光弾性層を設けた測定において、偏光子および検光子に直線偏光膜のみを用いた場合、偏光子の主軸方向と被測定物の主応力方向が一致している部分では偏光状態が変化しないため、等傾線と呼ばれる線が観察される。偏光子を回転させると等傾線が変化し、被測定物の主応力方向を評価することができる。また、等傾線以外の領域では被測定物を透過する光は光弾性に基づく位相差で楕円偏光になる。光源として単色光を用いると楕円率に応じて明るさが変化するため、位相差量に対応した等色線と呼ばれる明暗の縞模様が観察され、縞次数からひずみ量を定量的に評価することができる。光源として白色光を用いると等色線は色表示される。
【００５０】
また、上記測定において、上記直線偏光膜の代わりに円偏光膜を使用することによって、等傾線が発現せず、等色線のみが観測される。円偏光膜は例えば、可視光領域の各波長λに対してλ／４に相当する位相差を有する、いわゆるλ／４位相差フィルムとなる位相差膜を、直線偏光膜の吸収軸とλ／４位相差フィルムの遅相軸が４５°になるように積層したものである。
【００５１】
さらに、直線偏光膜とλ／４位相差フィルム以外の位相差膜とを用いることもできる。直線偏光膜と位相差膜とを組み合わせて用いることにより、被測定物の偏光状態を観測することができる。偏光状態は色で観測され、後述する方法によりひずみ量に変換することができる。直線偏光膜と特定の光学特性を有する位相差膜とを組み合わせて用いることによっては、上記等傾線および上記等色線のいずれも観測することができる。
【００５２】
位相差膜を利用した応力測定方法において、位相差膜の遅相軸方向に被測定物に圧縮応力が生じている場合と引張応力が生じている場合とで色が異なり、被測定物表面の面内の主応力方向と位相差膜の遅相軸の角度によって観測される色が異なる。そのため、直線偏光膜および位相差膜を被測定物の表面に対して平行に配置して、平行を維持したまま偏光膜および位相差膜を同時に回転させると色が変化する。直線偏光膜および位相差膜を回転させた時の色の変化からひずみ方向およびひずみ量を評価することもできる。
【００５３】
直線偏光膜の吸収軸と位相差膜の遅相軸は４５°になるように配置することが好ましい。上記位相差膜と上記直線偏光膜とを別途用意したものを重ねあわせて用いてもよく、直線偏光膜と位相差膜とが一体になったものを用いてもよい。
【００５４】
応力の測定は具体的には、以下の手順で行うことができる。
直線偏光膜１を透過した光を光弾性皮膜体に照射する。このとき、照射は光弾性層側に照射することが好ましい。その後、上記照射光に由来する反射光または透過光を直線偏光膜２を介して検出する。検出は反射光により行うことが好ましい。検出が反射光により行われる場合、直線偏光膜１が直線偏光膜２を兼ねていてもよい。
さらに位相差膜を用いる場合、光弾性皮膜体に直線偏光膜１と位相差膜１とをこの順で透過した光を照射する。このとき、照射は光弾性層側に照射することが好ましい。その後、上記照射光に由来する、反射光または透過光が位相差膜２と直線偏光膜２とをこの順で透過した光を検出する。検出は反射光により行うことが好ましい。検出が反射光により行われる場合、直線偏光膜１が直線偏光膜２を兼ねていてもよく、位相差膜１が位相差膜２を兼ねていてもよい。この態様の応力測定方法における各層の配置の例の概略図と光入射方向および観測方向の関係を図１に示す。
【００５５】
［直線偏光膜（直線偏光膜）］
応力測定方法に用いられる直線偏光膜１または直線偏光膜２の直線偏光膜としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。直線偏光膜の例としては、ヨウ素系偏光子および染料系偏光子およびワイヤーグリッド型直線偏光子などが挙げられる。
ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、例えはヨウ素または染料を変性または未変性のポリビニルアルコールに吸着配向させて得られるフィルムである。
【００５６】
ワイヤーグリッド偏光子は、金属細線の複屈折によって、偏光の一方を透過し、他方を反射させる偏光子である。ワイヤーグリッド偏光子は、金属ワイヤーを周期的に配列したもので、テラヘルツ波帯域で主に偏光子として用いられる。ワイヤーグリッドが偏光子として機能するためには，ワイヤー間隔が入射電磁波の波長よりも十分小さいことが必要となる。ワイヤーグリッド偏光子では、金属ワイヤーが等間隔に配列されている。金属ワイヤーの長手方向と平行な偏光方向の偏光成分はワイヤーグリッド偏光子において反射され、垂直な偏光方向の偏光成分はワイヤーグリッド偏光子を透過する。ワイヤーグリッド偏光子としては、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、エドモンドオプティクス社製のワイヤーグリッド偏光フィルター５０×５０、ＮＴ４６−６３６、（株）美舘イメージング社製ＴＬＰ４３などが挙げられる。
【００５７】
直線偏光膜の厚みは０．０５μｍ〜１０００μｍであればよい、特に５００μｍ以下であればよく、３００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましい。
位相差膜と直線偏光膜とが接着剤などでに貼り合わされた構造を有する応力測定用部材を用いることで、位相差膜の界面での反射を抑制することが好ましい。この時の接着剤にはいわゆるＯＣＡ（Optically Clear Adhesive)やＯＣＲ(Optically Clear Resin)と呼ばれるアクリル系の光学用透明接着剤を使用することが好ましい。
【００５８】
［位相差膜］
位相差膜としては、延伸フィルム、液晶化合物などの複屈折性を有する分子を含む組成物の硬化により得られる硬化フィルム、微細構造を有する無機材料膜、複屈折性を有する無機材料膜などが挙げられる。これらのうち、延伸フィルムまたは硬化フィルムが大面積で安価な位相差膜を得ることができるため好ましい。特に液晶化合物を含む液晶組成物の硬化により得られる硬化フィルムは、分子配向に基づく複屈折と厚みを制御することにより所望のレターデーションを得ることができる。
【００５９】
延伸フィルムとしては、ＷＯ２０１５／１５９８３６の段落００２４および００２５の記載を参照できる。
【００６０】
液晶組成物の硬化により得られる硬化フィルムとしては、ＷＯ２０１５／１５９８３６の段落００２６〜００４２の記載を参照できる。
位相差膜は複数の層を含むものであってもよい。すなわち、複数の層の積層により、上記の光学特性を達成している層であってもよい。複数の位相差膜を直接積層してもよく、または、前述の接着層などを使用して積層してもよい。
位相差膜の厚みは１.０μｍ〜１０００μｍであればよく、１.０μｍ〜２００μｍが好ましく、１.０μｍ〜１００μｍがより好ましい。
位相差膜として、液晶組成物の硬化により得られる硬化フィルムが用いられる場合、位相差膜の厚みは１.０μｍ〜１００μｍであればよく、１.０μｍ〜５０μｍが好ましく、１．０μｍ〜１０μｍがより好ましい。
【００６１】
位相差膜の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）は、１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たすことが好ましい。Ｒｅ（５５０ｎｍ）が上記の範囲である位相差膜を用いることにより、良好な色変化を視認することができる。１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦２００ｎｍまたは３００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍであることが好ましく、１２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦１６０ｎｍまたは３００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦６５０ｎｍであることがより好ましく、３００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦６５０ｎｍであることがさらに好ましく、３５０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦５００ｎｍであることが特に好ましい。
【００６２】
また、位相差膜の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）はＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす。位相差膜のレターデーションは、測定波長によって変化する波長分散性を有し得るが、本発明者はＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす波長分散性を有する位相差膜を用いた場合に、応力測定用部材の検出感度が上がることを見出した。すなわち、被測定物の光弾性の変化に伴う色変化をより視認しやすいことを見出した。Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１がより好ましく、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．０５がさらに好ましく、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．１が特に好ましい。上限は特にないが、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≦１．５が好ましい。例えば、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０７、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．１２などの値が好適である。
【００６３】
［照射および検出］
照射される光は白色光であることが好ましい。色の変化が識別しやすいからである。すなわち、応力測定方法で用いられる光源は白色光源であることが好ましい。ここで白色光源とは400nmから700nmまでの波長の光を含む光源のことをいい、白熱灯、蛍光灯、ＬＥＤ、水銀灯、ハロゲンランプなどが挙げられる。光源は太陽光など環境光であってもよい。
【００６４】
光の検出は目視で行ってもよく、光検出器やデジタルカメラなどの機器で行ってもよい。機器を用いた場合、記録をして、測定画像をコンピューターで解析をすることで高精度に測定することもできる。また、検出された光を分光光度計を用いてスペクトル解析し、さらに高精度な測定を行ってもよい。
検出される光の色は角度依存性があるため一定の角度で測定することが好ましく、測定面に対して垂直方向から測定することがより好ましい。また、光弾性層と偏光子との間の距離は近いことが好ましい。偏光子由来の光以外の光が光弾性層に照射されると、観測される光に影響を及ぼすためである。光弾性層と偏光子とは接していてもよく、接着されていてもよい。
同様に、光弾性層と検光子との間の距離は近いことが好ましい。光弾性層と検光子とは接していてもよく、接着されていてもよい。
【００６５】
応力測定の際、視野角制限フィルム（プリズムフィルムやルーバーフィルム等）を使用して視野角を制限することで、検出される光の色の角度依存性を小さくすることもできる。視野角制限フィルムは単独のシートを被測定物または応力表示部材もしくは直線偏光膜の表面に配置して使用してもよく、応力表示部材の視認側の最表面に積層して応力表示部材を構成する層としてもよく、または直線偏光膜の視認側の最表面に積層して応力測定用部材を構成する層としてもよい。
【００６６】
［色の検出］
応力測定方法において、検出される光の色が検出される場合、応力量（ひずみ量）の対応表を予め用意することで、位相差膜の遅相軸方向における被測定物のひずみ量を目視で評価することができる。検出光の色の変化（色差）が大きいほど識別しやすいため、所定の応力量（ひずみ量）での色差が大きいほど高感度な測定が可能となる。デジタルカメラなどで検出される光の色の変化（色差）を評価して、応力を算出してもよい。すなわち、予め用意される色の変化と応力との関係式に基づいて、色の変化から応力を算出することができる。演算法については特開平５−７９９２７号公報の段落００１１〜００１４の記載を参照することができる。分光光度計を用いてスペクトル解析をする場合は、例えば検出される光の反射波長ピークのシフト量を評価することで高精度な測定が可能となる。
【００６７】
色の変化は、例えば、CIE1976（L*a*b*）表色系で色差として定量化することができる。CIE1976（L*a*b*）表色系はCIEが1976年に定めた均等色空間のひとつである。CIE1976（L*a*b*）表色系では明度はL*で表され、彩度は（a* 2＋b* 2）1/2で表される。CIE1976（L*a*b*）表色系における色差とは、次式で定める量 L* a * b * を直交座標系にもつ色空間において、ΔＥab* で表現される色差である。（色材工学ハンドブック 1989年11月25日発行 2.8「色彩」、 p190 〜 211 参照）
L * ＝１１６（Ｙ／Ｙ0 ）1/3 −１６a * ＝５００〔（Ｘ／Ｘ0 ）1/3 −（Ｙ／Ｙ0 ）1/3 〕
b * ＝２００〔（Ｙ／Ｙ0 ）1/3 −（Ｚ／Ｚ0 ）1/3 〕
（ただし、Ｘ／Ｘ0 、Ｙ／Ｙ0 、Ｚ／Ｚ0 ＞０．００８８５６、Ｘ，Ｙ，Ｚは物体色の三刺激値、Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 は物体色を照明する光源の三刺激値でＹ0 ＝１００に基準化されている。）
【００６８】
ある照明下に置かれた二つの物体色の色差は、それぞれの三刺激値Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 、Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 から上式によりL1* , a1* , b1* およびL2* , a2* , b2*を求めこれらを用いて色差ΔEab*を次式で計算する。ΔEab*＝｛（L1*-L2*）2＋（a1*-a2*）2＋（b1*-b2*）2｝1/2
実際には色差計を用いて二つの物体色の色差を測定する。このような測定機器としては、例えばヤマト科学株式会社製「色彩分析装置 C-2000 型（カラーアナライザー）等が使用できる。
【００６９】
＜応力測定用部材＞
応力測定方法において使用される直線偏光膜は、応力測定用部材として用意してもよい。本明細書において、応力測定用部材は、応力（ひずみ）の測定のために用いられる部材を意味する。典型的には、応力測定用部材は、被測定物に生じた応力を外部から光学的に検出できる形態に変換する部材である。検出は目視等に基づくものでも測定機器などを用いて可能であるものでもよい。
【００７０】
応力測定用部材は、フィルム状またはシート状であることが好ましい。
応力測定用部材を被測定物に接着して用いる場合は厚みが１.０μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５.０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは１０μｍ〜３００μｍであればよい。
応力測定用部材が、被測定物に接着して用いられない場合は厚みが１.０μｍ〜２０００μｍ、好ましくは５.０μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは１０μｍ〜５００μｍであればよい。
【００７１】
応力測定用部材は、直線偏光膜を含む。応力測定用部材は、さらに位相差膜を含んでいてもよい。応力測定方法に位相差膜を用いる場合、位相差膜と直線偏光膜は接着されていることが好ましい。すなわち、位相差膜１および直線偏光膜１、ならびに相差膜２および直線偏光膜２は、それぞれ接着されていることが好ましい。応力測定用部材においてこれらを接着することができる。
応力測定用部材は、直線偏光膜、位相差膜のほか、必要に応じて、支持体、配向層、反射防止層、防眩層または接着層などを含んでいてもよい。
応力測定用部材における、支持体、配向層、反射防止層、防眩層については、ＷＯ２０１５／１５９８３６の段落００５７〜００６０の記載を参照できる。接着層としては、上記の応力表示部材中のその他の各層の接着のための接着層の記載を参照できる。
【００７２】
応力測定用部材は本発明の応力測定方法において、光弾性皮膜体に接着して用いられてもよい。また、位相差膜と光弾性層とを接着してもよい。応力測定用部材と光弾性皮膜体とを接着すると、被測定物のひずみにより位相差膜にもひずみが生じて位相差量が変化してしまうため測定誤差が生じてしまうことが考えられる。そのため位相差膜と光弾性層とを接着する形態においては、位相差層と光弾性層との間の接着層としては光学的に等方で可視光透過率が高く、縦弾性係数が十分に小さく厚みが厚い接着層とする事が好ましい。
上記接着層の例としては、上述のＯＣＡ（Optically Clear Adhesive)やＯＣＲ(Optically Clear Resin)と呼ばれるアクリル系の光学用透明接着剤が挙げられる。上記接着層の厚みは具体的には１．０μｍ〜１０００μｍであればよく、５．０μｍ〜５００μｍが好ましく、１０μｍ〜３００μｍがより好ましい。
【実施例】
【００７３】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７４】
押出成形法により作製した厚み３００μｍの芳香族ポリカーボネート樹脂フィルム（旭硝子（株）製カーボグラス）を光弾性層として使用した。
光弾性層の光弾性係数を位相差測定装置（日本分光（株）製  分光エリプソメーターＭ−２２０）で測定した値は９５×１０-12［Ｐａ-1］であった。
また、光弾性層の線膨張係数を、熱膨張係数測定装置（リガク社製ＴＭＡ８３１０）を用いて、２０℃〜３０℃の温度範囲での１℃あたりの線膨張率を測定したところ、６．５×１０-5であった。
光弾性層の表面に反射層として厚み６０ｎｍのアルミニウムを蒸着し、得られたフィルムを応力表示部材として使用した。
【００７５】
被測定物として、厚み５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍのステンレス板を使用し、一方の面に以下の手順で熱応力緩衝層を積層した。
【００７６】
実施例１：熱応力緩衝層として、エポキシ樹脂塗料（関西ペイント（株）製 エポマリンＥＸ３００）を、厚み２５０μｍになるように被測定物表面に塗布し、室温にて２４時間放置した。
実施例２：熱応力緩衝層として、エポキシ樹脂塗料（関西ペイント（株）製 エポマリンＥＸ３００）を、厚み１００μｍになるように被測定物表面に塗布し、室温にて２４時間放置した。
実施例３：熱応力緩衝層として、エポキシ樹脂塗料（ノガワケミカル（株）製 ＤＥ−１１１９）を、厚み２５０μｍになるように被測定物表面に塗布し、室温にて２４時間放置した。
実施例４：熱応力緩衝層として、エポキシ樹脂接着剤（（株）共和電業  ＥＰ−３４Ｂ）を、厚み２５０μｍになるように被測定物表面に塗布し、室温にて２４時間放置した。
実施例５：熱応力緩衝層として、エポキシ樹脂接着剤（（株）共和電業  ＥＰ−３４０）を、厚み２５０μｍになるように被測定物表面に塗布し、室温にて２４時間放置した。
実施例６：エポキシ樹脂（関西ペイント（株）製 エポマリンＥＸ３００）を、厚み１０μｍになるように被測定物表面に塗布し、室温にて２４時間放置した。
比較例１：熱応力緩衝層を積層しなかった。
【００７７】
実施例１〜６および比較例１では、応力測定用部材として、ポリカーボネートのフィルム（（株）カネカ製、Ｒ４０−＃４３５、厚み６１μｍ）を位相差層とし、直線偏光フィルター（（株）美舘イメージング社製ＴＬＰ４３、厚み１９０μｍ）の吸収軸に対して位相差層の遅相軸が４５°になるように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）で貼り付けたフィルムを使用した。
応力測定用部材における位相差層の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）は４０１ｎｍであり、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）について、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は１．０７であった。
【００７８】
熱応力緩衝層の線膨張係数は、熱膨張係数測定装置（リガク社製ＴＭＡ８３１０）を用いて、２０℃〜３０℃の温度範囲での１℃あたりの線膨張率を測定した。
【００７９】
応力表示部材を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り抜いて、アルミニウム側の面にエポキシ樹脂接着剤（ノガワケミカル（株）製ＤＥ−１１１９）を厚み１０μｍになるように塗り、被測定物表面に設けられた熱応力緩衝層の中央に接着して２５℃で２４時間硬化して接着した。被測定物、応力表示部材、位相差層、直線偏光フィルターがこの順になるように応力測定用部材を配置し、応力測定用部材を介して応力表示部材の色を目視で観察した。
【００８０】
熱応力緩衝層および応力表示部材を積層した被測定物をオーブン（ヤマト科学（株）製ＤＶＳ６０２）に入れて８０℃で３０分加熱し、その後２５℃に戻して１時間放置した。その後、被測定物、応力表示部材、位相差層、直線偏光フィルターがこの順になるように応力測定用部材を配置し、応力測定用部材を介して応力表示部材の色を目視で評価した。
オーブンでの温度変化の前後の色の変化を以下の基準で評価した。
結果を表１に示す。
【００８１】
［温度変化後の変色残り］
Ａ：  ８０℃での熱膨張に基づく端部のひずみの影響が残らず、加熱前２５℃の時点との差が認識できない。
Ｂ：  ８０℃での熱膨張に基づく端部のひずみの影響はほとんど残らず、加熱前２５℃の時点と比較しわずかに変色残りが認識できる。
Ｃ：  ８０℃での熱膨張に基づく端部のひずみの影響が残るが、２５℃では変色は軽減されたのを認識できる。
Ｄ：  ８０℃での熱膨張に基づく端部のひずみの影響が明らかに残り、２５℃でも変色残りがそのまま確認されてしまう。
【００８２】
【表１】
2017156235.tif 000003
【符号の説明】
【００８３】
１  光弾性層
２  熱応力緩衝層
３  被測定物
４  接着層
５  反射層
６  応力表示部材
７  光弾性被膜体
８  応力測定用部材
１１  直線偏光層
１２  位相差層
１０１  入射光
１０２  反射光
【図１】
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