CN101278185B - 检测基底上涂层附着力的设备用牵引垫 - Google Patents

Abstract

用于通过撕裂进行涂层附着力或表面粘贴力试验的待粘接牵引垫包括沉孔，所述沉孔用于控制胶粘膜的厚度。保持装置如垫块或边缘在距进行试验的表面希望距离处保持所述沉孔的底部，且开口设置用于当牵引垫施加在进行试验的表面上时以可控的方式在胶液变硬之前使胶液排出。

Description

检测基底上涂层附着力的设备用牵引垫

本项发明关系到用于检测涂料、表面保护物、胶以及胶粘膜等基底上涂层附着力质量的设备，或广泛的来说，用于表面结合力检测的设备。

尤为重要的是，本项发明是对这类设备用牵引垫的改良。这些牵引垫应粘贴在待测表面上，然后通过它们对待测表面实施撕裂力，以便检测待测表面的附着性能。

在工业领域，了解某种基底上涂层的附着力质量，如目标载体上的涂料，或某种材料表面的结合力质量，可以提供非常重要的数据。因为它在很大程度上决定了零件以及这些零件组装在其未来的运转环境中的运转状态。

确定上述涂层附着力或表面结合力质量的通用方法是测量引起基底上的涂层样品或材料表面部分在试验测量器上发生撕裂时施加的必要力。

通常情况下，试验是在标准化的测量器上进行，并遵守非常明确的试验程式，这样做有利于进行重复性检测，从而可以有效地比较各种涂层-基底搭配时的附着力性能。

进行上述检测的总体原则是，将一块尺寸一定的带胶合表面的硬垫粘在待测表面的样品上，也就是说一块根据应用工艺的要求覆盖涂层的基底或是一块接受过表面处理的材料样品。然后，在施过胶后，对硬垫施加牵引力，直到基底表面的涂层或其表面物质被撕裂。

通过撕裂时使用的力可以测算出附着力或需要达到的结合力的质量。

ISO 4624标准对执行程序的描述可以确保由不同试验机构得出的结果具有可比性。

我们还可以找到牵引设备，如US 3 821 892号专利中描述的设备。它们用于实施本文所述的检测。

通过上述设备可以对粘贴上的双头空竹形牵引垫施加牵引力。同时，该设备配有测量装置，可以对施加的牵引力进行测量。

然而，尽管标准明白地指出，牵引垫应被粘在受测表面上，但它同时明确，粘有牵引垫的表面应是平坦的。因此，ISO 4624标准和US 3 821 892号专利均未规定任何平面以外的牵引垫粘连表面可以采取的形状，而且，平面也是被正式要求的形状。因此，如果说还需要谈及牵引垫的形状，如US 3 821 892号专利涉及的牵引垫采取双头空竹形状，这只是为了确保牵引装置在牵引垫上良好的攫握效果。

经验表明，在执行ISO 4624标准时所得结果的质量，在很大程度上与牵引垫的胶粘质量以及试验准备的质量有关。大多数情况下，准备情况和胶粘质量并不能完全令人满意，这将严重干扰对撕裂力的测量。

首先，牵引垫在被粘到待检表面上时，由于胶液具有流动性，因此很难控制胶层的厚度，尤其是很难保证这层胶在牵引垫的下表面与待测表面间保持一致的厚度。由于厚度无法得到控制，而且牵引垫有可能出现边侧下陷的情况，因此，在试验过程中，在试验测量器的表面上，牵引垫轴线可能会出现相对于正常的牵引力方向来说的偏移。在实际情况中，牵引垫轴线出现的相对于牵引轴来说的哪怕非常细微的偏差，以及牵引垫和待测涂层间出现的胶层厚度不一的现象，都会明显影响测出的撕裂力值，而且，由于具有不确定性，因此这种结果还会引起测量值严重分散等更为不便的问题。

考虑到这种现象，试验操作员一般需要多次重复试验，以便取有效的撕裂力平均值。

其次，在粘贴牵引垫时，垫的周围会形成一个胶液圈。它是由于流质胶被排挤到边侧而形成的：为了确保牵引垫良好的附着力，需要向待测表面方向挤压牵引垫。根据试验程序的规定，为了确保在覆盖基底的涂层上，只有与牵引垫粘贴在一起的部分被纳入撕裂力的测量范围，因此，要沿牵引垫的边缘切割出将要接受撕裂试验检测的涂层。为此，就需要在牵引垫周围的涂层上做出切口，为此，应该事先除去胶液圈。这时，胶液圈已经在准备试验测量器的阶段凝固了，因此，为了去掉它，需要在牵引垫上施加大量的力。在去除胶液圈的过程中，施力往往会引起牵引垫开始脱胶，这将导致试验测量器无法完成试验或试验结果无效。为此，必须重新准备试验测量器。

本项发明系采用具有新颖特征的牵引垫，可以解决这些粘贴和准备试验测量器时遇到的问题，而且，这些特征既不影响现有的牵引和测量手段，也不需要对使用的试验程序进行调整。

根据这项发明，基底涂层附着力检测试验用的牵引垫包括一个参照轴和一个下表面。在试验开始前，该牵引垫被胶液固定在涂层表面。牵引垫在与涂层胶合的下表面上具有两个特征，一是有一个沉孔，它的深度与将牵引垫固定在涂层上所要求达到的胶液厚度基本一致；二是沉孔底部有隔垫式保持装置，它们的作用在于，当牵引垫的下表面被粘在待测涂层的表面上时，可以确保牵引垫的稳定性，并使牵引垫的竖轴始终保持在涂层表面规定的平面上。

在制作本项发明时，沉孔的深度最好基本保持恒定。

隔垫式保持装置由位于牵引垫下表面的边缘组成。这个边缘最好位于前述下表面的外围上。

在另一种制作形式中，隔垫式保持装置由分布在牵引垫下表面边缘上的间隔垫块组成。这些垫块的下表面与待测涂层的表面相接触，构成牵引垫的摆放平面。

无论牵引垫的制作形式如何，隔垫式保持装置都可以通过在制作沉孔时留出部分牵引垫的材料来获得。

无论采取哪种方式制作本项发明，牵引垫都具有专门的设计，可以让多余的胶液流出由牵引垫在涂层表面的印迹决定的胶粘区域。因此，多出的胶液可以被疏导到牵引垫胶粘边缘之外，同时这些设计并不会干扰胶层厚度的均匀性。如果采用第一种制作方法，则这些设计体现为设置在牵引垫下表面边缘中的无阻碍通道。如果采用第二种制作方法，则这些设计被安置在间隔垫块之间。最后，还有第三种制作方法：即从牵引垫主体内引出一条或若干条排胶道。最好至少有一条排胶道通到牵引垫的外表面，沉孔底部上方的部分。此外，至少有一条排胶道可以通到膨胀室内。

无论选用哪种方式制作本项发明，牵引垫下表面都呈现出特殊的参差不齐性。这些故意做出或故意留出的参差不齐的部分可以改善牵引垫下表面上胶液的附着力。

本项发明同时包括用胶液将牵引垫粘在覆盖基底的涂层上的胶粘工艺流程，它包含如下步骤：

a)将胶液施在牵引垫的下表面和/或涂层的表面上；

b)在胶液凝固前，将牵引垫定位在涂层表面上需要的位置，并同时施加足够的压力，以便让多余的胶液流出；

c)等待胶液凝固；

d)沿牵引垫的边缘在涂层上做出切口；

该工艺流程的特征在于：

e)牵引垫符合1至13项要求中的一项；

f)步骤b)中施加的压力足以令隔垫式保持装置搭接到涂层表面；

g)可能溢出的胶液将在牵引垫周围的涂层表面形成胶液圈。因此，应该在胶液凝固前，在步骤b)和c)之间将多余的部分除去。为了避免凝固的胶液形成胶液圈，应该将多余的胶液除去。在操作过程中，应以足够的压力固定住牵引垫，以防止牵引垫出现任何移位的情况。

图1至3反映的是以已知的方式摆放牵引垫的步骤。

图4a和4b反映的是符合本发明的要求带有边缘的牵引垫。

图5a和5b反映的是符合本发明的要求使用间隔垫块的牵引垫。

图6反映的是符合本发明的要求带有非连续性边缘的牵引垫。

图7反映的是符合本发明的要求带有若干边侧排胶道的牵引垫。

图8反映的是符合本发明的要求带有一个垂直排胶道的牵引垫。

图9反映的是符合本发明的要求使用带膨胀室的排胶道的牵引垫。

本说明和图纸中介绍的牵引垫的形状主要为轴对称形状。由于这种牵引垫的总体形状易于制作，因此，相对来说，它比较普及，并且，也被载入了ISO 4624标准中。但是，无论是对覆盖在基底上的涂层进行附着力检测，还是直接对材料进行表面结合力检测，本项发明适用于任何形状的需要粘贴到待测表面上的牵引垫。

牵引垫1在其底部有一个表面1a，后者用于用胶液2粘贴到覆盖基底4的涂层3上。

为了在尺寸经过良好限定的涂层3表面上施加牵引力F，沿牵引垫1的边缘将涂层3用切口31切开。由于在通常情况下，要使用装置5压在牵引垫1的周围以便用反作用力平衡样品4所承受的牵引力F，因此，做出切口，可以让牵引力F均匀地施加在受测的涂层3表面，同时避免在经由牵引垫1的粘贴面1a界定的胶粘区域之外的涂层3部分干扰测量结果。

为了避免被粘上的牵引垫1的轴20在涂层3的表面上偏离正常位置，要在牵引垫1的下表面上做一个沉孔，并在沉孔底部11a的位置保留相对于摆放位置来说的隔垫式保持装置12和13。通过这种方式，可以确保在牵引垫1和涂层3之间的胶液2始终保持理想厚度。上述隔垫式保持装置12和13的尺寸及位置的选取标准在于可以确保牵引垫1形成与涂层3的自由表面相接触的、稳定的并与牵引垫1的轴20相垂直的摆放面。

在图4a和4b介绍的制作形式中，隔垫式保持装置采取了连续边缘12的样式。它最好与牵引垫1的下表面1a的四周相吻合。最好将这个边缘12做得尽可能窄，以便粘贴表面，即经由牵引垫1的印迹界定的表面再减去涂层3上经由边缘12的印迹界定的表面，与经过切割的涂层3的表面，即经由牵引垫1的印迹界定的表面，之间的差尽可能的小，从而避免牵引力测量出现误差。

例如，如果采用0.5毫米宽的薄条制作边缘12，则不会对铝合金或钢质地的牵引垫1造成任何技术影响。在此情况下，相对于直径20毫米的牵引垫1来说，粘贴表面的面积仅减少了0.25％，符合1SO 4624标准的规定。相对于此类测试中出现的测量值分散的情况来说，这样的差数完全可以忽略不计，并且可以被纳入计算中。

隔垫式保持装置也可以采用间隔垫块13的形式，如图5a和5b所示。它的高度可以确保胶液2的理想厚度。为了牵引垫1的摆放面保持良好的稳定状态，至少应使用三块不摆在一条直线上的并且相距越远越好的间隔垫块13。也可以使用更多数量的间隔垫块13。由于相对于牵引垫1的粘贴表面来说，它们在涂层3上占据的面积可以忽略不计，因此它们的形状无关紧要。

无论隔垫式保持装置是采用边缘12、间隔垫块13、还是其他任何同等形式，最关键的是要保证由这些隔垫式保持装置的下表面决定的摆放面具有良好的稳定性，并且它垂直于和试验中施加的牵引力同方向的牵引垫1的轴20。为了达到这样的质量，可以在制作沉孔11时留下部分牵引垫1的材料以便获得隔垫式保持装置。

为了保持胶层的厚度基本不变，沉孔11的底部11a应基本平行于摆放面。但是，由于牵引垫1与胶液2间的结合力必须比涂层3和基底4间的待测结合力更牢固，因此，为了改善胶液在牵引垫1上的附着质量，最好保留或在沉孔11的底部11a的表面上做出参差不齐的工具处理条痕。

此外，在将牵引垫1粘贴到试验测量器的操作过程中，为了方便在胶液2未干时疏导溢出的胶液2，可以给牵引垫1配备其他装置。

因此，如图6所示，可以在边缘12横向上的一部分以及竖向上的全部或部分的一个或若干位置上，设置无阻碍通道14。

在如图7、8和9所示的其他制作形式中，这些装置可以是一条或若干条可或不可通到外部的排胶道15、16。它们的下部通向经由外围边缘12、沉孔11的底部11a以及牵引垫1的摆放面界定的区域。

排胶道15、16可以从牵引垫1的顶部或侧壁通到牵引垫1的外部。

如果排胶道15、16不能通到外部(图中未表示的解决方案)，那么要注意它们的体积要足够大，以便容纳下可能会流入排胶道15、16中的胶液，而且，堵截在胶液2和排胶道15、16的不透光底部之间的空气也不能阻碍胶液2升入排胶道15、16中。

此外，还可以附加一个膨胀室17用于收集溢出的量更大的胶液2，而且，后者不会从排胶道15、16的端口溢出牵引垫1，如果排胶道是向外开口的话。

在使用胶液2将牵引垫1和待测涂层3粘合在一起后，用足够的压力向待测涂层3的方向挤压牵引垫1，以便让还处于液态的多余的胶液2流出。

从牵引垫1的边上流出的胶液2可以在没干前被轻易地拭去，而且不会破坏牵引垫1的位置：在执行此项操作期间，由于隔垫式保持装置12、13的摆放面将牵引垫固定好，因此，只需用适中的力就可将它保持在原位。因此，人们可以在胶液圈21未干前将其轻易地去除。胶液凝固后，可以在待测涂层3上毫不费力地做出切口31。

当牵引垫1配备排胶道15、16时，由于胶液22上升至排胶道15、16以及可能存在的膨胀室17中，因此，就无需再除去从牵引垫1的下表面四周流出的胶液2，或者说，至少这种需求得到了控制。

使用符合本项发明的带有一个连续性外围边缘12和一条垂直排胶道16的牵引垫做了若干次符合ISO 4624标准的试验。结果表明，十次以下的试验就足以得到受测涂层3所受撕裂力F的可靠值。如果使用旧式牵引垫，则需要做九十次以上的试验才能有同等的测量可靠性。

Claims (15)

1.基底(4)涂层(3)附着力检测试验用的牵引垫(1)，包括一个参照轴(20)和一个下表面(1a)，在试验开始前，该牵引垫(1)被胶液(2)固定在涂层(3)表面，其特征在于，它在与涂层(3)胶合的下表面(1a)上具有：

-沉孔(11)，沉孔的深度与将牵引垫(1)固定在涂层(3)上所要求达到的胶液(2)的厚度基本一致；

-沉孔(11)底部(11a)有隔垫式保持装置(12、13)，所述隔垫式保持装置的作用在于，当牵引垫(1)的下表面(1a)被粘在涂层(3)的表面上时，能确保牵引垫(1)的稳定性及其参照轴(20)相对于待测涂层(3)表面的垂直性。

2.按权利要求1所述的牵引垫(1)，其沉孔(11)基本保持恒定的深度。

3.按权利要求1所述的牵引垫(1)，其隔垫式保持装置由位于牵引垫(1)下表面(1a)的边缘(12)组成。

4.按权利要求3所述的牵引垫(1)，所述边缘(12)的下表面形成与牵引垫(1)的参照轴(20)相垂直的摆放面。

5.按权利要求1所述的牵引垫(1)，其隔垫式保持装置由分布在牵引垫(1)下表面(1a)上的间隔垫块(13)组成。

6.按权利要求5所述的牵引垫(1)，其用于隔垫式保持的所述间隔垫块(13)位于牵引垫(1)下表面(1a)的周边上。

7.按权利要求6所述的牵引垫(1)，其用于隔垫式保持的所述间隔垫块(13)的下表面形成与牵引垫(1)的参照轴(20)相垂直的摆放面。

8.按前述任意一项权利要求所述的牵引垫(1)，它具有能让多余的胶液(2)流出由牵引垫(1)在涂层(3)表面的印迹决定的胶粘区域的专门的装置(14、15、16)。

9.按权利要求4所述的牵引垫(1)，其包括位于所述边缘(12)中的、能让多余的胶液(2)流出由牵引垫(1)在涂层(3)表面的印迹决定的胶粘区域的一个或若干个无阻碍通道(14)。

10.按权利要求7所述的牵引垫(1)，其包括位于间隔垫块(13)之间的、能让多余的胶液(2)流出由牵引垫(1)在涂层(3)表面的印迹决定的胶粘区域的一个或若干个无阻碍通道(14)。

11.按权利要求8所述的牵引垫(1)，其疏导胶液(2)的装置是升入牵引垫(1)主体内的一条或若干条排胶道(15、16)。

12.按权利要求11所述的牵引垫(1)，在其排胶道(15、16)中，至少有一条排胶道通到牵引垫(1)的外表面、沉孔底部(11a)上方的牵引垫部分中。

13.按权利要求11所述的牵引垫(1)，在其排胶道(15、16)中，至少有一条排胶道通到膨胀室(17)内。

14.按前述权利要求1至7中任一项所述的牵引垫(1)，其沉孔底部(11a)的表面参差不齐，能改善胶液(2)的附着力。

15.使用胶液(2)将牵引垫(1)粘贴在覆盖基底(4)的涂层(3)上的胶粘工艺，包含如下步骤：

-a)将胶液(2)施在牵引垫(1)的下表面(1a)和/或涂层(3)的表面上；

-b)在胶液(2)凝固前，将牵引垫(1)定位在涂层(3)表面上需要的位置，并同时施加足够的压力，以便让多余的胶液(2)流出；

-c)等待胶液(2)凝固；

-d)沿牵引垫(1)的边缘在涂层(3)上做出切口(31)；

该粘接工艺的特征在于：

-e)牵引垫(1)符合1至14项权利要求中的任一项所述的；

-f)步骤b)中施加的压力足以令隔垫式保持装置(12、13)搭接到涂层(3)表面；

-g)可能溢出的胶液(2)将在牵引垫(1)周围的涂层(3)表面形成胶液圈(21)，因此，应该在胶液(2)凝固前，在步骤b)和c)之间将多余的部分除去，为了避免凝固的胶液形成胶液圈(21)，应该将多余的胶液(2)除去，在除去多余胶液的操作过程中，应以足够的压力固定住牵引垫(1)，以防止牵引垫(1)出现任何移位的情况。

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