DE1773204A1

DE1773204A1 - Method for testing the adhesive strength of thin layers applied to the surface of objects and a test device for carrying out the method

Info

Publication number: DE1773204A1
Application number: DE19681773204
Authority: DE
Inventors: Sandor Dipl-Ing Hennel; Bela Muzsik Jun; Ferenc Sagi; Agoston Simon
Original assignee: CHEMOLIMPEX
Current assignee: CHEMOLIMPEX
Priority date: 1967-04-14
Filing date: 1968-04-13
Publication date: 1972-01-27

Description

Verfahren zur Prüfung der Haftfestigkeit von auf Oberflächen von Gegenständen aufgebrachten dünnen Schichten und ein Prtifgerät zur Durchftlhrung des Verfahrens.Method for testing the adhesive strength of objects on surfaces applied thin layers and a test device to carry out the procedure.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Haftfestigkeit von auf Oberflachen von Gegenständen aufgebrachten dünnen Schichten, insbesondere von Klebstoffen, Lacken und Kunststoffbeschichtungen und ein Prtlfgerat zur Durcheführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for testing adhesive strength of thin layers applied to surfaces of objects, in particular of adhesives, paints and plastic coatings and a test device for implementation this procedure.

In der Praxis sind eine Reihe von Reißmaschinen bekannt, die zur prüfung der Festigkeit von geschweißten oder geklebten Verbindungen oder auch zur PrUfung der Haftfestigkeit von auf Oberflachen aufgetragenen dünnen Schichten dienen. Mit den bekannten Vorrichtungen erfolgt diese Materialprüfung in der Weise, daß fUr die Prüfung ein besonderes Probestück hergestellt wird und dieses Probestück in der Rei#maschine bis zul Bruch der Bindung in Anspruch genommen wird. Die dabei zur Zerstörung der Bindung aufzuwendenden Kräfte lassen Rückschlüsse auf die Festigkeit der Bindung zu. Die Prüfung kann auf Zugfestigkeit, Scherfestigkeit oder Druckfestigkeit erfolgen. Bei der PrUfung von Farbanstrichen oder anderen auf die Oberflache des Probekörpers aufgetragenen dünnen Schichten wird so vorgegangen, da# die Basis des Probekörpers an einer Rei#backe befestigt und die freie Oberfläche des Anstrichen mittels Klebstoff, dessen Festigkeit bekannt ist, an einer anderen Reißbacke der Rei#maschine befestigt wird. Anschließend wird die Bindung zwischen der aufgetragenen Schicht und der Basis des Probekörpers bis zum Bruch auf Zug beansprucht und die dabei aufzuwendende Xraft gemessen.In practice, a number of tearing machines are known to be used for testing the strength of welded or glued connections or for testing serve the adhesive strength of thin layers applied to surfaces. With the known devices this material test is carried out in such a way that for the test a special specimen is produced and this specimen in the machine is used until the bond breaks. The one with it to the Destruction of the bond forces to be expended allow conclusions to be drawn to the strength of the bond. The test can be for tensile strength, shear strength or compressive strength. When checking paintwork or others thin layers applied to the surface of the specimen are proceeded as follows: da # the base of the specimen is attached to a jaw and the free surface painting with an adhesive whose strength is known to another Ripper jaw of the ripping machine is attached. Then the bond between the applied layer and the base of the test specimen is subjected to tensile stress until it breaks and measured the xraft to be used.

Dieses Verfahren ist beispielsweise ftlr die Prüfung der Qualitat der Anstreichmittel gut geeignet. Es hat sich jedoch Herausgestellt, daß in der industriellen Fertigung, wo Gegenstände in großer Serie mit derartigen Anstreichmitteln beschichtet werden, die Haftfestigkeit der Beschichtungen auf den Endprodukten nicht der mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens ermittelten Haftfestigkeit gleichkommt. Dies kann auf die verschiedensten Ursachen zurückzuführen sein. Dabei können beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit und die unterschiedliche Beschaffenheit der zu beschichtenden Oberflächen eine große Rolle spielen.This procedure is for example for checking the quality the paint well suited. However, it has been found that in the industrial production, where objects in large series with such paints are coated, the adhesive strength of the coatings on the end products is not is equivalent to the adhesive strength determined using the method described above. This can be due to a variety of causes. For example Temperature, humidity and the different properties of the material to be coated Surfaces play a big role.

Um zu einer wirklichkeitsnaled Beurteilung der Qualität der Beschichtungen zu komme, ist es aus diesem Grunde bekannt, die beschichtung der Probekörper unter der industriellen Fertigung möglichst analogen Bedingungen vorzunehmen und diese Probestücke anschlie#end der oben beschriebenen Prüfung zu unterwerfen. Weiterhin ist es bekannt, ProbestUcke von den Endprodukten der Fertigung zu nehmen, indem ein Stuck vom Endprodukt mit samt der Unterlage der Beschichtung ab-oder herausgeschnitten wird. Das erstgenannte Verfahren ist langwierig und teuer und lä#t nur bedingt Schlüsse auf die Qualität der Bindung zu. Das zweite Verfahren dageen kann oft nicht durchgefuhrt werden, weil es ZU nicht reprablen Beschädigungen am Endprodukt fahrt.In order to make a realistic assessment of the quality of the coatings To come, it is known for this reason, the coating of the test specimen under to make conditions as analogous as possible to industrial production and these Subsequently, test pieces are subjected to the test described above. Farther it is known to take samples of the end products of manufacture by a piece of the end product with the base of the coating or cut out will. The first-mentioned procedure is lengthy and expensive and only leads to limited conclusions on the quality of the bond. The second procedure, on the other hand, can often not be carried out because it leads to irreparable damage to the end product.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb ein Verfahren, das in einfacher eise die Prüfung der Haftfestigkeit einer unter Bedingungen der industriellen Fertigung zustande gekommeenen Beschichtung am Endprodukt selbst ermöglicht, ohne dasselbe dabei nachhaltig zu beschädigen. Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Durchfahrung dieses' Verfahrens Aufgabe der Erfindung.The object of the invention is therefore a method that is simple Otherwise the test of the adhesive strength of an under conditions of industrial production achieved coating on the end product itself allows without the same to cause lasting damage. Furthermore, there is a device for driving through this' method object of the invention.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Prüfung der Haftfestigkeit von auf Oberflächen von Gegenständen aufgebrachten dünnen Schichten, insbesondere von Klebstoffen, Lacken und Kunststoffbeschichtungen, das sich dadurch kennzeichnet, daß am Gegenstand ein TeilstUck aus der zu prtlfenden Beschichtung herausgeschnitten wird und an der Oberfläche dieses teilstückes Aber ein geeignetes Bindemittel eine Reißbacke befestigt wird, die an ein tragbares Prüfgerät angeschlossen wird, das sich an und der Oberfläche des Gegenstandes abstätzt,/ da# anschließend mit Hilfe des PrUfgerates die Reißbacke bis zum Bruch der Verbindung zwischen dem herausgeschnittenen Teilstück der Beschichtung und der Oberfläche des Gegenstandes mit Zugkraft beaufschlagt wird, wobei die zum Bruch führende Kraft gemessen wird.The invention relates to a method for testing adhesive strength of thin layers applied to surfaces of objects, in particular of adhesives, paints and plastic coatings, which are characterized by that a part of the coating to be tested is cut out of the object and on the surface of this section But a suitable one Binder attached to a jaw that is attached to a portable testing device that is etched off on and the surface of the object, / da # subsequently With the help of the test device, the ripper jaw until the break in the connection between the cut out section of the coating and the surface of the object is applied with tensile force, whereby the force leading to the break is measured.

Durch dieses Verfahren ist gewährleistet, daß die Materialprüfung ohne viel Aufwand am Endprodukt durchgeführt werden kann, wobei eine nachhaltige Beschädigung des Endproduktes nicht eintritt, da das sehr kleine TetlstUck der Beschichtung ohne weiteres wieder ersetzt werden kann.This procedure ensures that the material testing can be carried out on the end product without much effort, being sustainable Damage to the end product does not occur because the very small part of the coating can easily be replaced again.

Weiterhin ist ein PrUfgerat zur Durchfahrung des Verfahrens Gegenstand der Erttndung, gekennzeichnet durch eine sich am Gegenstand abstützende Auflageplatte, eine dazu relativ beweglicht Reißbacke und eine Meßvorrichtung zum Messen der zum Abreißen des herausgeschnittenen TeilstGckes der Beschichtung erforderlichen Reißkraft.Furthermore, a test device for carrying out the procedure is the subject matter the establishment, characterized by a support plate supported on the object, a relatively movable tear jaw and a measuring device for measuring the for Tearing off the cut-out part of the coating required tearing force.

In diesem Prüfgerät wird zweckmäßig ein druckmittelbeaufschlagter Arbeitszylinder vorgesehens der über eine Vorrichtung zur Xraftübertragung die Reißbacke betätigt. Zur Bestimmung der Relikraft wird dabei zweckmä#ig ein Druckmeßgerat an den Druckraum des Arbeitszylinders angeschlossen. Man kann aber zur Messung der Reißkraft ebenso gut in der Vorrichtung zur Kraftübertragung auf die Reibbacke ein elektrisches Meßglied vorsehen, das elektrische Meßdaten in Abhangigkeit von der Zugspannung abgibt.A pressurized medium is expediently used in this test device The working cylinder is provided by the ripping jaw via a device for Xraft transmission actuated. To determine the relic force becomes expedient Pressure measuring device connected to the pressure chamber of the working cylinder. But you can for measuring the tear force just as well in the device for power transmission the friction shoe provide an electrical measuring element, the electrical measurement data as a function releases from the tensile stress.

Bei elner bevorzugten ausführungsform des Prtlfgerätes ist vorgesehen, daß zur Druckmittelbeaufschlagung des Arbeitszylinders an den Druckraum des Arbeitszylinders der Druckraum eines druckerzeugenden Zylinders angeschlossen ist. In diesem druckerzeugenden Zylinder wird durch die Bewegung eines Kolbens der im Arbeitszylinder benötigte Druckmitteldruck erzeugt. Die Bewegung, des Kolbens im druckerzeugendan Zylinder kann entweder Uber einen außen am Prflfgerät angebrachten Handgriff, der mit dem Kolben verbunden ist, herbeigefuhrt werden, oder aber auch aber eine mit Hilfe eines Elektromotors einfahrbare Betätigungsvorrichtung.In one preferred embodiment of the test device, it is provided that for pressurizing the working cylinder to the pressure chamber of the working cylinder the pressure chamber of a pressure-generating cylinder is connected. In this pressure generating Cylinder becomes the one required in the working cylinder by the movement of a piston Pressure medium pressure generated. The movement of the piston in the pressurizing cylinder can either be via a handle attached to the outside of the test device, which is connected to the Piston is connected, brought about, or else one with the help of a Electric motor retractable actuator.

Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die erforderlichen Kräfte von Hand nicht aufgebracht werden können. In diesem Falle kann man aber auch vorsehen, daß zur Aruckmittelbeaufschlagung an den Druckraum des Arbeitszylinders ein Behälter anschließbar ist, der unter Druck stehendes Druckmittel enthalt.This is particularly advantageous when the required forces cannot be applied by hand. In this case, however, one can also provide that a container for Aruckmittelbeaufschlagung to the pressure chamber of the working cylinder can be connected, which contains pressurized pressure medium.

Weiterhin ist es besonders zweckmä#ig, wenn die drucklosen Teile der Zylinderräume des Arbeitszylinders und des druckerzeugenden Zylinders gegen die Atmosphäre abgedichtet und über zur Ableitung des Lecköles dienende Rückschlagventile mit den Druckgaumen der genannten Zylinder in Verbindung stehen. Diese Maßnahme kann insbesondere deswegen zweckmäßig ein, weil die Zylinder möglichst leichtgangig arbeiten i(lsson und deswegen mit relativ viel Lecköl gerechnet werden muß. Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.Furthermore, it is particularly useful if the pressureless parts of the Cylinder spaces of the working cylinder and the pressure generating Cylinder Sealed from the atmosphere and via non-return valves serving to discharge the leakage oil are in communication with the palate of the said cylinders. This measure can be particularly useful because the cylinders move as easily as possible work i (lsson and therefore a relatively large amount of leakage oil must be expected example embodiment of the invention is described below with reference to the drawing described in more detail.

In der Zeichnung ist der Gegenstand mit dem Bezugszeichen 1 und die auf dem Gegenstand aufgebrachte Schicht mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Aus der Schicht 2 wird ein kleines Teilstück 3 herausgeschnitten, so daß es mit den Ubrigen Teilen der Schicht 2 nicht mehr in Verbindung steht. An dem herausgeschnittenen Teilstück 3 ist die Reißbacke 4 befestigt. Zweckmäßig ist sie autgeklebt, wobei allardings ein Klebstoff verwendet werden muß, dessen haftfestigkeit die Haftfestigkeit der Schicht 2 auf dem Gegenstand t bei weitem übertrifft.In the drawing, the object with the reference number 1 and the the layer applied to the object is provided with the reference number 2. From the Layer 2 a small section 3 is cut out, so that it is with the rest Share of Layer 2 is no longer connected. At the cut out Part 3, the tear jaw 4 is attached. It is expediently autglued, whereby allardings an adhesive must be used, the adhesive strength of which corresponds to the adhesive strength the layer 2 on the object t by far exceeds.

Das Prüfgerät stützt sich um das herausgeschnittene Teilstück 3 herum mit seiner Auflage flache 5 am Gegenstand 1 Ober die Schicht 2 ab und ist mit einem AnschlußstUck 6 versehene an dem die Reißbacke 4 befestigt werden kann. Das Anschlu#stück 6 und die damit verbundene Reißbacke 4 wird Ober ein Hebel system 7 durch Bewegung des Kolbens 8 im Zylinderraum 9 des Arbeitszylinders relativ zur Auflage flache 5 bewegt.The testing device is supported around the cut-out section 3 with its support flat 5 on the object 1 above the layer 2 and is with a Connection piece 6 provided to which the tear jaw 4 can be attached. The connector 6 and the associated tear jaw 4 is over a lever system 7 by movement of the piston 8 in the cylinder space 9 of the working cylinder relative to Pad flat 5 moves.

Zur Einstellung der Ausgangsstellung des Prüfgerätes ist ein Drehpunkt des Hebelaystemes 7 mit Hilfe einer Stellschraube 10 relativ zum Gehäuse des Prtlfgerates verstellbar. Zur Messung des Druckes im druckbeaufschlagten Teil des Zylinderraumes 9 ist ein Manometer 11 vorgesehen. Da der Druck in diesem Druckraum der an der Reißbacke wirkenden Zugkraft proportional ist> kann die Skala des Manometers entsprechend geeicht werden.A pivot point is used to set the starting position of the test device of the lever system 7 with the aid of an adjusting screw 10 relative to the housing of the test device adjustable. For measuring the pressure in the pressurized part of the cylinder space 9 a manometer 11 is provided. Since the pressure in this pressure chamber is that of the ripper jaw acting tensile force is proportional> the scale of the pressure gauge can be adjusted accordingly be calibrated.

Zur Messung der Zugkraft kann aber auch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes elektrisches Meßglied im Hebelsystem 7 vorgesehen sein, das in Abhängigkeit von der Zugkraft elektrische Meßdaten abgibt.However, one in the drawing cannot be used to measure the tensile force Shown electrical measuring element may be provided in the lever system 7, depending on outputs electrical measurement data from the tensile force.

Zur Druckmittelbeaufschlagung ist an den Zylinderraum 9 der Druckraum eines druckerzeugenden Zylinders anges¢hlossen, in dessen Zylinderraum 12 durch Bewegung des Kolbens 13 Druck erzeugt wird. Die Bewegung des Kolbens 13 erfolgt entweder von Hand durch Niederdrilcken des Handgriffes 14, oder aber auch, falls grö#ere Kräfte aufgebracht werden müssen, mit Hilfe einer über einen Elektromotor angetriebenen Betätigungvorrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Druckmittelbeaufschlagung des Arbeitezylindere kann aber auch, falls dies erwünscht ist, von einem Behälter her erfolgen, der unter Druck stehendes Druckmittel, beispielsweise Druckgas, enthalt, wobei dieser Behalter Uber ein Absperrventil an den Druckraum des Arbeitszylinders angeschlossen wird. Auch diese mögliche Ausführungsform ist in der Zeichnung nicht dargestellt.For the application of pressure medium, the pressure chamber is on the cylinder chamber 9 a pressure-generating cylinder connected, in the cylinder space 12 through Movement of the piston 13 pressure is generated. The movement of the piston 13 takes place either by hand by depressing the handle 14, or else, if Larger forces must be applied with the help of an electric motor driven actuating device, which is not shown in the drawing. The pressurization of the working cylinder can also, if so desired is done from a container that is under pressure standing Contains pressure medium, for example compressed gas, this container via a shut-off valve is connected to the pressure chamber of the working cylinder. This possible embodiment too is not shown in the drawing.

Die drucklosen Teile der Zylinderräume 9 und 12 können beispielsweise mit Hilfe von Gummimembranen gegen die Atmosphäre abgedichtet werden. Unter diesen Membranen kann sich das zwischen den Zylinderwandungen und den Kolben hindurchtretende Lecköl sammeln.The pressureless parts of the cylinder spaces 9 and 12 can, for example be sealed against the atmosphere with the help of rubber membranes. Under these Diaphragms can occur between the cylinder walls and the piston Collect leak oil.

Dieses Öl kann dann Uber Rückschlagventile den Druckräumen der Zylinder wieder zugeführt werden; diese Räume müssen dazu allerdings zeitweise druckentlastet sein. Da die Wege der Kolben bei Betätigung des Prtlfgerätes nur sehr klein sind, ist eine Verfälschung des Meßwertes durch diese Abdichtung der drucklosen Teile der Zylinderräuse 9 und 12 nicht zu befürchten. Diese besondere Ausführungsform des Prafgerätes ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt.This oil can then enter the pressure chambers of the cylinders via check valves be fed back; however, these rooms must be relieved of pressure from time to time be. Since the paths of the pistons are very small when the test device is actuated, is a falsification of the measured value due to this sealing of the pressureless parts of the cylinder rams 9 and 12 are not to be feared. This particular embodiment the Prafgerätes is not shown in the drawing.

Das in der Zeichnung dargestellte Gerät arbeitet folgendermaßen: Zunächst wird aus der Schicht 2 das TeilstUck 3 herausgeschnitten.The device shown in the drawing works as follows: First Part 3 is cut out of layer 2.

Auf dieses Teilstück 3 wird anschließend die Reißbacke 4 aufgeklebt. Das Prüfgerät wird dann auf den Gegenstand aufgesetzt und die Reißbacke 4 wird mit dem Anschlu#stück 6 verbunden. Dann wird durch Drehung der Stellschraube 10 das Gerät so eingestellt, daß der Druckraum des Arbeitszylinders drucklos ist. Das Manometer 11 zeigt dann den Wert O an. Durch Niederdrücken des Handgriffes 14 wird dann der Druckraum des Arbeitszylinders mit Druck beaufschlagt, bis das Teilstück 3 der Schicht 2 von Gegonstand 1 abreißt. Das Manometer 11 zeigt dabei einen der Reißkraft proportionalen Druck an.The tear jaw 4 is then glued onto this section 3. The tester is then placed on the object and the jaw 4 is with connected to connector 6. Then, by turning the adjusting screw 10, the Device set so that the pressure chamber of the working cylinder is depressurized. That manometer 11 then shows the value O. By depressing the handle 14 is then the Pressure chamber of the working cylinder is pressurized until the section 3 of the layer 2 tears off object 1. The manometer 11 shows a force proportional to the tear force Pressure on.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

Claims: 1. Method for testing the adhesive strength of thin layers applied to surfaces of counterstocks, in particular of Adhesives, lacquers and plastic coatings, d u r g e k e n n s c i c h n e t that on the object (1) a portion t3) from the coating to be examined (2) is cut out and on the surface of this section (3) over a a suitable binder.

Re # jaw (4) is attached, ie connected to a portable test device that is supported on the surface of the object, and then With the help of the tester, press the jaw (4) until the connection between the cut-out section (3) of the coating (2) and the surface of the The object (1) is subjected to tensile force, the force leading to the breakage is measured.

2. Tester for performing the method according to claim 1, g e no s e i n e t o u r c h a support plate supported on the object (1) (5), a relatively movable rear jaw (r) and a measuring device for measuring the one required to tear off the cut-out section (3) of the coating (2) Tearing force.

3. Test device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that a pressurized working cylinder (8,9) is provided in the test device is, but a device for power transmission (7) actuates the ripper jaw (4).

4, testing device according to claim 2 and 3, d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that a pressure measuring device (11) is connected to the pressure chamber of the working cylinder (8,9) connected.

5. Test device according to claim 2 and 3, d a d u r c h g e k e n ns e i c h n e t that in the device for power transmission (7) on the ripping jaw (4) an electrical measuring element is provided, the electrical measurement data as a function of releases from the tensile stress.

6. Test device according to claim 3 and 9 or 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pressure chamber is attached to the pressure chamber of the working cylinder (8, 9) a pressure-generating cylinder (12,13) is connected.

7. Testing device according to claim 6, d a d u r c h g e k e n ns e i c h n e t that the piston (13) of the pressure-generating cylinder (12,13) with an outside The handle (14) attached to the test device is connected.

8. Test device according to claim 6, d a d u r c h g o k e n nz e i c h n e t that the piston (13) of the pressure-generating cylinder (12,13) to one with the help an electric motor is connected to a mobile actuating device.

9. Tester according to claim 3 and 4 or S, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that for the application of pressure medium to the pressure chamber of the working cylinder (8,9) a container can be connected which contains pressurized pressure medium.

10. Prafgerät according to claim 3 to 9, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the pressureless parts of the cylinder spaces (9, 12) against the atmosphere are sealed and with non-return valves serving to discharge the leakage oil are in communication with the pressure chambers of the cylinders.