JPH0436332B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 接着の作業において被着材の接着部分を加圧、
加熱し、更に加圧、放冷する場合が極めて多く、
また工業的には接着のための操作時間を極めて短
時間に完了させる必要が生じる。接着では、同じ
接着剤・被着材の組み合わせにおいても、接着の
際の温度、圧力、接着時間等の接着条件が異なる
と、得られた被着材間の接着力が相違することが
多い。このため、対象となる接着工程に対し、接
着条件を明確にして接着試験用試料を作製し、接
着力その他の測定を行い、接着力等と接着条件と
の関係を求めておくことは、接着剤の開発、工程
管理のために不可欠である。

本発明は、このような接着試験用試料を容易に
得るための試料作製装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、熱融着型接着において使用される接着
剤は、室温付近では固体で、高温において融解ま
たは硬化し、被着材表面で拡がり濡れることが可
能である材質のものが使用され、被着材として
は、接着剤が融解し、または硬化する温度以上の
若干の温度範囲において著しく変形することのな
い材料が選ばれ、接着剤が融解または軟化した状
態で加圧等の力で被着材の表面に拡がり密着し、
その状態を冷却しても別れることのない被着材と
接着剤の組み合わせが選ばれる。

接着試験に使用される被着材の形態は、主に、
フイルム、シート、板、織布等の編組物である。
接着条件を一定にするため、お互いに平行である
平面板を使用し、その板の間で加圧力一定で加圧
して接着を完了させる場合が多い。

このような２枚の被着材を接着剤を挟んで接着
するに際し、接着時間が数秒以下という短時間で
熱融着を行うには、被着材の熱伝導、熱容量等の
関係から、被着材に当てる加熱板を接着剤の融点
より相互高温に制御しておく必要がある。また、
被着材、接着剤の熱膨張係数の差から、接着した
試験用試料に変形を生じるために、一定温度まで
加圧状態で冷却してこの変形を防ぐ必要が生じ
る。

通常のプレス構造をこの被着材の接着に利用し
ようとすると、被着材の加圧・加熱は容易である
が、急速に冷却することは加熱板の熱容量等の関
係で困難であり、また、加熱板で加熱と冷却を繰
り返すことは、エネルギー的、時間的に損失が大
きい。そのため、通常のプレス構造を利用する作
業では、２台のプレスを使用し、それぞれを加熱
用、冷却用の専用として使用する場合が多いが、
接着試験に使用する試料は通常少量であり、しか
も、加圧融着された被着材を冷却用プレスに接着
剤が固化しないうちに移すには、熱容量の大きい
板を補助として使用する必要があり、結果的に
は、エネルギー的、時間的損失が非常に大きくな
る。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、少量の試料に対し、エ
ネルギーと時間の消費を少なくすると共に、加
圧、加熱状態から極めて短時間に加圧・冷却状態
に切換えることを容易にし、しかもその接着条件
を任意に設定可能にした接着試験用試料作製装置
を得ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の接着試験用
試料作製装置は、表面を試料載置用平面とし、加
圧機構により上下動可能とした試料台と、断熱材
を介して連結した加熱板と冷却板とを有し、それ
らの加熱板と冷却板の下面に形成した加熱面と冷
却面とを、水平駆動装置によりそれぞれ上記試料
台の上に対面する位置に移動可能にした加熱・冷
却装置と、上記加熱面及び冷却面に対して上記加
圧機構により試料台上の試料を圧接する時間を任
意に設定可能にしたシーケンス制御装置とを備え
たことを特徴とするものである。

［作用］ 上記構成を有する接着試験用試料作製装置は、
試料台のうえに、被着材の間に接着剤を挟んだ試
料を載置し、水平駆動装置によつて試料台の上に
移動させた加熱板の加熱面に対して、加圧機構に
よる試料台の上昇により試料台上の試料を圧接し
て、加圧・加熱を行い、一定時間後に、その加圧
を解除して、試料台を降下させると同時に、水平
駆動機構により試料台上に冷却板を移動させ、そ
のうえで試料台を上昇させて、冷却板の冷却面に
対し試料を加圧することにより、試料の加圧・冷
却を一定時間行うものである。

これらの動作の切換のタイミングは、シーケン
ス制御によるプログラムに従つて設定され、その
切換のタイミングはシーケンス制御装置において
任意に設定することができる。

［実施例］ 図１及び図２は本発明の接着試験用試料作製装
置の実施例を示している。

この接着試験用試料作製装置は、断熱材１′を
介して連結した加熱板１と冷却板２とを水平駆動
装置により移動可能にした試料の加熱・冷却装置
を備えている。これらの加熱板１と冷却板２とを
連結した加熱・冷却体は、それぞれに設けた支持
部材３，４に、加熱・冷却体を水平移動させるた
めのレール５に沿つて走行させる車輪３′を取付
けている。加熱・冷却体を水平移動させるための
水平駆動装置は、空気圧シリンダ７により構成
し、この空気圧シリンダ７をシヤフト６により加
熱・冷却体に連結している。

一方、表面を試料載置用平面とした試料台８
は、断熱材または加熱板により構成し、加圧機構
により上下動可能としたもので、その加圧機構と
しては、空気圧シリンダ１１を用い、このシリン
ダ１１の駆動で垂直運動するシヤフト１０により
上記試料台８を支持させている。シヤフト１０に
設けたリング９は、試料台８の高さを試料の厚み
に応じて調節可能にしたものである。

支柱１３は、上述した加熱・冷却装置における
空気圧シリンダ７やレール５を支持すると共に、
枠組１９を介して、試料台８を垂直運動させる空
気圧シリンダ１１の固定及び試料台８の上下動の
案内を行う構造体１２を支持するものである。

試料台８上に載置する試料１４は、通常、フイ
ルム、シート、板、織布等の編組物からなるもの
で、必要に応じてプロテクター１４′によりカバ
ーすることができる。

上述した加熱・冷却装置における加熱・冷却体
は、水平駆動装置を構成するシリンダ７により水
平移動可能にしたものであるが、この水平移動
は、それらの加熱板１と冷却板２の下面に形成し
た加熱面と冷却面とを、それぞれ試料台８の上で
その試料台８に対面する位置に移動させるための
ものである。この移動は、試料台８の昇降と共
に、空気圧シリンダ７，１１により極めて短時間
に行うことができる。

上述した空気圧シリンダ７，１１に駆動用の圧
力空気を供給する空気輸送機構１５は、各空気圧
シリンダ７，１１と送気管１６，１７によつて接
続され、またその空気輸送機構１５は送気管１８
によつてコンプレツサーに接続している。

また、上記接着試験用試料作製装置には、図示
を省略したシーケンス制御装置を備えている。こ
のシーケンス制御装置は、加熱板１と冷却板２の
下面に形成した加熱面と冷却面とに対して、加圧
機構を構成する空気圧シリンダ１１により試料台
８上の試料を圧接する時間を任意に設定可能に
し、且つそれらの動作をシーケンス制御可能にし
たものであり、具体的には、送気管１６，１７を
通して空気圧シリンダ７，１１に圧力空気を送給
するタイミングを任意に設定可能にした制御装置
により構成される。

なお、上記実施例においては、加熱・冷却体の
水平駆動及び試料台８の昇降を、空気圧シリンダ
７，１１によつて行うようにしているが、これら
の空気圧シリンダに代えて、油圧駆動装置その他
の各種駆動装置を用いることもできる。

図３−１ないし図３−５は、上記接着試験用試
料作製装置における接着動作を簡略的に示したも
ので、図３−１は、接着開始前、試料台８上に試
料１４を載置した状態を示している。試料１４
は、被着材の間に接着剤を挟むことにより構成さ
れる。この状態では、空気圧シリンダ７によつて
試料台８の上に加熱板１を移動しているが、試料
台８を上昇させていないので、試料１４と加熱板
１との間には空隙がある。

図３−２は、加圧機構を構成する空気圧シリン
ダ１１により試料台８を上昇させ、試料台８の上
に位置させた加熱板１の加熱面に対して試料１４
を圧着した状態を示し、この状態で試料の加圧・
加熱が行われる。

図３−３は、空気圧シリンダ１１の動作解除に
より試料台８を下げた状態を、図３−４は、冷却
板２を空気圧シリンダ７によつて試料台８上に移
動した状態を、図３−５は試料台８の上昇により
試料１４を冷却板２に圧着し、試料の加圧・冷却
を行つている状態を示している。

これらの動作の切換のタイミングは、シーケン
ス制御によるプログラムに従つて設定され、その
切換のタイミングはシーケンス制御装置において
任意に設定することができる。

また、図４は、試料１４に加わる圧力と温度の
時間的変化を示すものである。加熱から冷却に切
り替わる時間は、0.1秒の単位で制御することが
可能である。

接着用の試料１４がフイルム、織物、シート、
金属箔などの薄いものである場合は、熱容量が低
いので、加熱から冷却に移る間の時間が長いと容
易に冷却し、また加圧状態で加熱融着した状態か
ら一時的に圧力が解除されると、表面に若干凹凸
がある弾性体、例えば有機材料などの場合、被着
材の弾性により接着部が剥れる場合があり、接着
としても好ましくない結果が生じる。

このようにことから、加熱から冷却に移るため
に要する時間の許容範囲は、試料温度、熱容量な
どにもよるが、薄い材料を対象とするときはでき
るだけ短いことが必要である。本発明者が試作し
た装置では、この時間を十分に短くすることがで
きた。

以上において説明した接着試験用試料作製装置
によれば、 (1) 加熱板１と冷却板２とを断熱材１′を介して
連結し、それを水平駆動装置により試料台の上
に移動可能にしているので、固定された試料の
うえで急速に加熱と冷却を切換えることができ
る。

(2) 試料の加圧は、試料台を押し上げて加熱・冷
却体に押し付けることにより行うため、その試
料台の上下動により簡易に加圧時間を設定する
ことができる。

(3) 加熱板、冷却板の温度と加圧時間は、予め設
定したシーケンスプログラムによる制御により
行い、試料の加圧、加熱の制御、及びそれに続
く加圧、冷却の制御を行い、各種条件で接着し
た接着試験用試料を容易に得ることができる。

［発明の効果］ このような本発明の接着試験用試料作製装置に
よれば、加圧、加熱状態から極めて短時間に加
圧・冷却状態に切換えることが容易であり、しか
もその接着条件を任意に設定可能にした接着試験
用試料作製装置を得ることができる。また、少量
の試料に対し、エネルギーと時間の消費を少なく
して接着試験用試料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の接着試験用試料作製装置の実施
例を示す縦断面図、図２は同側断面図、図３−１
ないし図３−５は、接着動作についての説明図、
図４は加圧と加熱・冷却の時間関係（タイミン
グ）を示す図である。 １…加熱板、１′…断熱材、２…冷却板、８…
試料台、１４…試料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面を試料載置用平面とし、加圧機構により
   上下動可能とした試料台と、 断熱材を介して連結した加熱板と冷却板とを有
   し、それらの加熱板と冷却板の下面に形成した加
   熱面と冷却面とを、水平駆動装置によりそれぞれ
   上記試料台の上に対面する位置に移動可能にした
   加熱・冷却装置と、 上記加熱面及び冷却面に対して上記加圧機構に
   より試料台上の試料を圧接する時間を任意に設定
   可能にしたシーケンス制御装置と、 を備えたことを特徴とする接着試験用試料作製装
   置。