JP2006126139A - Apparatus and method for measuring film adhesive force - Google Patents

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Masayuki Shima
政幸 志摩
Tatsuhiro Jibiki
達弘 地引
Takahiro Sato
崇洋 佐藤
Toshiaki Amano
俊昭 天野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for measuring even an adhesive force of a film such as a sprayed film or the like whose thickness is relatively thick and whose adhesive force is large, and to provide a measuring method using the apparatus. <P>SOLUTION: The apparatus for measuring the film adhesive force is equipped with a stage for fixing a test piece in which the film adheres to a substrate; a cutting blade for separating an adhesion interface of the substrate and the film; and a strain gage for observing a separation strength acting on a cutting plane when separating the adhesion interface by the cutting blade. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、溶射膜等のように比較的膜厚があり、密着力の高い膜の密着力であっても迅速に測定する装置、およびその装置を使用した測定方法に関する。   The present invention relates to an apparatus for quickly measuring even an adhesion force of a film having a relatively large film thickness, such as a sprayed film, and a measurement method using the apparatus.

様々な製品において、膜が成形品から離型すると、成形品の性能や形態にわずかな変化を起こす場合がある。このわずかな変化が成形品の品質や耐久性を左右させる場合があることから、膜の密着力（膜密着力）を測定することが重要な課題となってきている。現在行われている膜密着力の測定方法として、例えば、テープ試験法、金属棒の端面と膜を接着材で貼りつけ、膜を引き剥がす引張試験法、そして鋭いダイヤモンド圧子を徐々に荷重しながら膜面上を滑らせ、ＡＥ信号（アコースティックエミッション信号）から膜の剥離荷重を測定する引っかき（スクラッチ）試験法等が行われている。しかし、テープ試験法では密着力の低い膜のみにしか適用できないといった問題があり、引張試験法では、接着剤による接着力より強い密着力を持つ膜には適用できないといった問題があった。また、引っかき（スクラッチ）試験法では、ダイヤモンド圧子先端の磨耗に対する管理が煩雑であり、コスト等がかかるといった問題があった。さらに、引っかき（スクラッチ）試験法では、ＡＥ信号で膜の剥離荷重を測定するが、膜の剥離強度とＡＥ信号に対する物理的意味が不十分であるといった指摘もあった。   In various products, when the film is released from the molded product, slight changes may occur in the performance and shape of the molded product. Since this slight change may affect the quality and durability of the molded product, it is an important issue to measure the adhesion of the film (film adhesion). Current methods for measuring film adhesion include, for example, a tape test method, a tensile test method in which an end face of a metal rod and a film are attached with an adhesive, and the film is peeled off, and a sharp diamond indenter is gradually applied. A scratch test method for measuring the peel load of a film from an AE signal (acoustic emission signal) by sliding on the film surface is performed. However, the tape test method has a problem that it can be applied only to a film having a low adhesive force, and the tensile test method has a problem that it cannot be applied to a film having an adhesive force stronger than the adhesive force of an adhesive. Further, the scratch test method has a problem that the management of the wear of the tip of the diamond indenter is complicated and costs are high. Furthermore, in the scratch test method, the peel strength of the film is measured by the AE signal, but it has been pointed out that the physical strength for the peel strength of the film and the AE signal is insufficient.

このような問題を解決するために、例えば特許文献１では、シェーパのような機構で、切刃を膜表面に食い込ませて切削し、そのときの切削抵抗から密着力の強度およびせん断強度を測定する方法が提案されている。しかし、切刃を膜表面に食い込ませるため、引っかき（スクラッチ）試験法と同様に、切刃の寿命が短くコストがかかるといった問題があった。
特開平３−６７１５１号公報 In order to solve such a problem, for example, in Patent Document 1, a mechanism such as a shaper is used to cut the cutting edge by biting into the film surface, and the strength of the adhesive force and the shear strength are measured from the cutting resistance at that time. A method has been proposed. However, since the cutting edge is caused to bite into the film surface, there is a problem that the life of the cutting edge is short and the cost is high as in the scratch test method.
JP-A-3-67151

本発明は上述したような実情を鑑みてなされたものであり、溶射膜等のような膜厚のある膜であっても短時間で膜密着力を測定することができ、切刃の磨耗寿命が高く、かつ、コストのかからない膜密着力測定装置およびその測定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even with a film having a film thickness such as a sprayed film, the film adhesion force can be measured in a short time, and the wear life of the cutting edge can be measured. An object of the present invention is to provide a film adhesion measuring apparatus and a measuring method thereof that are high in cost and low in cost.

本発明の測定装置の上記目的は、基板に膜が密着している試験片を固定するステージと、前記基板と前記膜との密着界面を剥離する切刃と、前記切刃で前記密着界面を剥離する際の切断面に作用する剥離荷重を観測するひずみゲージとを具備したことによって、効果的に達成される。   The object of the measuring apparatus of the present invention is to provide a stage for fixing a test piece in which a film is in close contact with a substrate, a cutting blade for peeling a close contact interface between the substrate and the film, and the close contact with the cutting blade. This is achieved effectively by having a strain gauge for observing the peeling load acting on the cut surface when peeling.

また、本発明の測定装置の上記目的は、前記切刃は、水平方向に移動する切刃ホルダの上部に設置されており、前記切刃ホルダを移動させて前記密着界面を前記切刃で剥離することによって、或は前記切刃には、前記密着界面を剥離する際に発生するＡＥを観測するＡＥセンサが設置されていることによって、或は前記切刃の後方に、前記密着界面を剥離する直前から前記密着界面を剥離した後までの前記切刃の移動距離を観測する非接触式変位計が設置されていることによって、或は前記ひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に設置されていることによって、或は前記ひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に２つ設置することによって、或は前記膜は溶射膜であることによって、より効果的に達成される。   Further, the object of the measuring apparatus of the present invention is that the cutting blade is installed on an upper portion of a cutting blade holder that moves in the horizontal direction, and the cutting blade holder is moved to peel off the adhesion interface with the cutting blade. Or an AE sensor for observing the AE generated when the contact interface is peeled off is installed on the cutting edge, or the contact interface is peeled off behind the cutting edge. By installing a non-contact displacement meter that observes the moving distance of the cutting blade from immediately before the contact interface is peeled off, or the strain gauge is installed at the base of the cutting blade holder In other words, the strain gauge can be more effectively achieved by installing two strain gauges at the base portion of the cutting blade holder, or by forming the film as a sprayed film.

さらに、本発明の測定方法の上記目的は、基板に膜が密着している試験片をステージに固定する工程と、前記基板と前記膜との密着界面を剥離する切刃が上部に設置されている切刃ホルダを水平方向に移動させ、前記密着界面を前記切刃で剥離する工程とからなる膜密着力の測定方法であって、前記切刃で前記密着界面を剥離する際の切断面に作用する剥離荷重によって膜密着力を測定することによって、効果的に達成される。   Furthermore, the object of the measurement method of the present invention is to fix the test piece having the film in close contact with the substrate to the stage, and to provide a cutting blade for peeling the adhesion interface between the substrate and the film at the top. A method of measuring a film adhesion force comprising a step of moving a cutting blade holder in a horizontal direction and peeling the adhesion interface with the cutting blade, wherein the cutting edge is peeled off when the adhesion interface is peeled off This is effectively achieved by measuring the film adhesion force by the acting peeling load.

本発明の測定方法の上記目的は、前記切刃にはＡＥセンサが設置されており、前記ＡＥセンサは前記切刃が前記密着界面を剥離する際のＡＥを観測することによって、或は前記切刃の後方に、前記密着界面を剥離する直前から前記密着界面を剥離した後までの前記切刃の移動距離を観測する非接触式変位計が設置されていることによって、或は前記剥離荷重を観測するひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に設置されていることによって、或は前記ひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に２つ設置されていることによって、或は前記ＡＥセンサで観測したＡＥと、前記非接触式変位計で観測した前記切刃の移動距離と、前記ひずみゲージで観測した剥離荷重とによって、膜密着力を測定することによって、或は前記膜は溶射膜であることによって、より効果的に達成される。   The object of the measurement method of the present invention is that an AE sensor is installed on the cutting edge, and the AE sensor observes AE when the cutting edge peels off the adhesion interface, or A non-contact displacement meter is installed behind the blade to observe the moving distance of the cutting blade from just before peeling the adhesion interface to after peeling the adhesion interface, or the peeling load is The strain gauge to be observed is installed at the base portion of the cutting blade holder, or two strain gauges are installed at the base portion of the cutting blade holder, or the AE sensor. The film adhesion force is measured by the AE observed by the above, the moving distance of the cutting edge observed by the non-contact displacement meter, and the peeling load observed by the strain gauge, or the film is sprayed. By it, it is more effectively achieved.

本発明の膜密着力測定装置および膜密着力の測定方法によれば、溶射膜等のように膜厚があり、密着力が高い膜であっても短時間で膜密着力を測定することができるようになった。また、膜の密着界面に切刃を当てて、膜の剥離が生じるまで負荷させることにより、物理的意味が明確な剥離強度を求めることもでき、膜密着力に関する有用なデータを提供することができるようになった。さらに本発明では、切刃を滑らさせないため、切刃の寿命が延び、コストを削減することもできるようになった。   According to the film adhesion measuring apparatus and the film adhesion measuring method of the present invention, the film adhesion can be measured in a short time even for a film having a high film thickness such as a sprayed film. I can do it now. In addition, by applying a cutting edge to the adhesion interface of the film and loading it until the film is peeled off, it is possible to obtain a peel strength with a clear physical meaning and to provide useful data on the film adhesion force. I can do it now. Furthermore, in the present invention, since the cutting blade is not slid, the life of the cutting blade is extended and the cost can be reduced.

以下、図面を参照にしながら本発明の膜密着力測定装置について詳細に説明する。   Hereinafter, the film adhesion measuring apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の膜密着力測定装置の平面図である。本発明の膜密着力測定装置は、試験片２を固定するステージ１と、試験片２の膜３と基板４との密着界面５を剥離する切刃６と、切刃６を設置するための切刃ホルダ７と、試験片２を切刃６により剥離する際に発生するＡＥ（アコースティックエミッション）を観測するＡＥセンサ８と、試験片２の膜３と基板４とを切刃６により剥離する際試験片２の切断面に作用する荷重を観測するひずみゲージ９と、切刃６の移動距離を測定する非接触式変位計１０とを具備している。   FIG. 1 is a plan view of the film adhesion measuring apparatus of the present invention. The film adhesion measuring apparatus of the present invention is provided with a stage 1 for fixing a test piece 2, a cutting edge 6 for peeling the adhesion interface 5 between the film 3 of the test piece 2 and the substrate 4, and a cutting edge 6. The cutting blade holder 7, the AE sensor 8 for observing AE (acoustic emission) generated when the test piece 2 is peeled off by the cutting blade 6, and the film 3 and the substrate 4 of the test piece 2 are peeled off by the cutting blade 6. A strain gauge 9 for observing a load acting on the cut surface of the test piece 2 and a non-contact displacement meter 10 for measuring a moving distance of the cutting blade 6 are provided.

ステージ１は、試験片２を固定するための器具である。ステージ１は、試験片２を固定する部分が平面になっており、試験片２を固定できる程度の大きさであれば、材質等は特に限定されない。試験片２をステージ１に固定する方法は、試験片２の膜３と基板４と境界面である密着界面５を切刃６でスムーズに剥離させることができればどのような固定方法でもよく、例えば図２に示したように、ネジ、ビスやボルト等のようなボルト１１で試験片２の基板４をステージ１に固定する方法、図３に示したように、試験片２をステージ１とボルト１１とで挟み込むようにして固定する方法（図４は図３を下から見た図であり、図５はその立体図である）、油圧で試験片２を固定する方法、基板４に接着剤を塗布し、接着剤を塗布した基板４の接着面をステージ１に付着させ固定する方法や、金具で固定する方法等公知の種々の方法を使用することができる。なお、これらの方法を単独で使用してもよく、複数組合せて使用してもよい。   The stage 1 is an instrument for fixing the test piece 2. As for the stage 1, the part which fixes the test piece 2 is a plane, and if it is a magnitude | size which can fix the test piece 2, a material etc. will not be specifically limited. The method of fixing the test piece 2 to the stage 1 may be any fixing method as long as the adhesion interface 5 that is the boundary surface between the film 3 and the substrate 4 of the test piece 2 can be smoothly peeled off by the cutting blade 6. As shown in FIG. 2, a method of fixing the substrate 4 of the test piece 2 to the stage 1 with bolts 11 such as screws, screws, bolts, etc., and as shown in FIG. (Fig. 4 is a view of Fig. 3 seen from the bottom, Fig. 5 is a three-dimensional view thereof), a method of fixing the test piece 2 with hydraulic pressure, an adhesive to the substrate 4 Various known methods such as a method of attaching and fixing the adhesive surface of the substrate 4 to which the adhesive is applied to the stage 1 and a method of fixing with a metal fitting can be used. Note that these methods may be used alone or in combination.

試験片２は、膜３と基板４とからなり、膜３と基板４とは境界面である密着界面５を介して接着されている。試験片２の材質、大きさや形状等は特に限定されず、ステージ１の大きさや膜の密着力を測定する目的等に応じて適宜変更することができる。   The test piece 2 includes a film 3 and a substrate 4, and the film 3 and the substrate 4 are bonded to each other through a close contact interface 5 that is a boundary surface. The material, size, shape, and the like of the test piece 2 are not particularly limited, and can be appropriately changed according to the purpose of measuring the size of the stage 1 and the adhesion of the film.

切刃６は、試験片２の膜３と基板４との密着界面５を剥離するために設けられている。切刃６が密着界面５に接触したとき（膜３と基板４とを剥離する直前）から密着界面５を剥離する（膜３と基板４とを剥離）までに、切刃６にかかる剥離荷重をひずみゲージ９で観測する。切刃６は、切刃ホルダ７の上部に設置されている。本発明で使用する切刃６の材質、大きさ等は特に限定されず、公知の種々の切刃を使用することができる。   The cutting edge 6 is provided in order to peel the adhesion interface 5 between the film 3 of the test piece 2 and the substrate 4. Peeling load applied to the cutting edge 6 from when the cutting edge 6 comes into contact with the adhesion interface 5 (immediately before peeling the film 3 and the substrate 4) to until the adhesion interface 5 is peeled (peeling the film 3 and the board 4) Is observed with a strain gauge 9. The cutting blade 6 is installed on top of the cutting blade holder 7. The material and size of the cutting blade 6 used in the present invention are not particularly limited, and various known cutting blades can be used.

切刃ホルダ７は、切刃６を設置するために設けられており、水平方向に移動させることができる。すなわち、切刃ホルダ７を試験片２の方向へ水平移動させて、密着界面５を切刃６で剥離する。切刃ホルダ７は、上部に切刃６を設置できれば、材質、大きさ等は限定されない。   The cutting blade holder 7 is provided for installing the cutting blade 6 and can be moved in the horizontal direction. That is, the cutting blade holder 7 is moved horizontally in the direction of the test piece 2, and the adhesion interface 5 is peeled off by the cutting blade 6. The cutting blade holder 7 is not limited in material, size, etc., as long as the cutting blade 6 can be installed on the top.

ＡＥセンサ（アコースティックエミッションセンサ）８は、密着界面５を切刃６で剥離する際に発生するＡＥを観測する。ＡＥを観測することにより、密着界面５を剥離する際のミクロレベルでの剥離の過程を調査することができる。ＡＥセンサ８は、切刃６に設置することが好ましい。切刃６にＡＥセンサ８を設置することにより、切刃６で密着界面５を剥離する際のＡＥをより感度よく感応させることができ、より精度の高いＡＥを観測することができる。なお、ＡＥセンサ８は使用目的等に応じて適宜設置を省略してもよい。   The AE sensor (acoustic emission sensor) 8 observes AE generated when the contact interface 5 is peeled off by the cutting edge 6. By observing AE, it is possible to investigate the peeling process at the micro level when peeling the adhesion interface 5. The AE sensor 8 is preferably installed on the cutting edge 6. By installing the AE sensor 8 on the cutting blade 6, it is possible to more sensitively sense AE when peeling the adhesion interface 5 with the cutting blade 6, and it is possible to observe AE with higher accuracy. The AE sensor 8 may be omitted as appropriate according to the purpose of use.

ひずみゲージ９は、密着界面５を切刃６で剥離する際の切断面で作用する剥離荷重を観測する。ひずみゲージ９は、切刃ホルダ７の付け根部分に設置することが好ましい。また、ひずみゲージ９は、切刃ホルダ７に１つだけ取付けてもよいが、２つのひずみゲージ９を切刃ホルダ７に取付けることが好ましい。ひずみゲージ９を２つ取付けることによって感度が向上し、剥離荷重をより正確に測定することができるようになる。なお、２つ以上のひずみゲージ９を切刃ホルダ７に取付ける場合は、切刃ホルダ７の進行方向とその逆方向にそれぞれ取付けるとより感度が向上する。   The strain gauge 9 observes a peeling load that acts on the cut surface when the adhesion interface 5 is peeled off by the cutting blade 6. The strain gauge 9 is preferably installed at the base portion of the cutting blade holder 7. Further, although only one strain gauge 9 may be attached to the cutting blade holder 7, it is preferable to attach two strain gauges 9 to the cutting blade holder 7. By attaching two strain gauges 9, the sensitivity is improved, and the peel load can be measured more accurately. When two or more strain gauges 9 are attached to the cutting blade holder 7, the sensitivity is further improved by attaching each of the two or more strain gauges 9 in the traveling direction of the cutting blade holder 7 and in the opposite direction.

詳細については後述するが、ひずみゲージ９で測定した剥離荷重と、剥離した膜３の面積（密着面積）はほぼ比例することがわかった。これにより、単位面積あたりの剥離荷重を膜密着力と定義できるようになり、物理的意味が明確となった。   Although details will be described later, it was found that the peel load measured by the strain gauge 9 and the area (contact area) of the peeled film 3 are substantially proportional. As a result, the peel load per unit area can be defined as the film adhesion force, and the physical meaning is clarified.

非接触式変位計１０は、切刃６が密着界面５を剥離する直前から、密着界面５を完全に剥離（膜３と基板４とを完全に剥離）するまでの切刃６の移動距離を測定する。切刃６の移動距離を正確に測定することにより、剥離した膜３の面積（密着面積）を正確に測定することができ、より精度の高い膜密着力を測定することができるようになるからである。非接触式変位計１０は、渦電流を用いて切刃６の移動距離を観測し、切刃６の後方に設置されている。なお、非接触式変位計１０は、使用目的等に応じて適宜設置を省略してもよい。   The non-contact displacement meter 10 determines the moving distance of the cutting edge 6 from immediately before the cutting edge 6 peels off the close contact interface 5 until the close contact interface 5 is completely peeled off (the film 3 and the substrate 4 are completely peeled off). taking measurement. By measuring the moving distance of the cutting blade 6 accurately, the area (contact area) of the peeled film 3 can be accurately measured, and the film adhesion force with higher accuracy can be measured. It is. The non-contact type displacement meter 10 is installed behind the cutting blade 6 by observing the moving distance of the cutting blade 6 using eddy current. The non-contact displacement meter 10 may be omitted as appropriate according to the purpose of use.

以上のような本発明の膜密着力測定装置によって、例えば比較的膜厚があるＷＣ−Ｃｏ、Ａｌ２Ｏ３膜等のような溶射膜の膜密着力を測定することができるようになった。以下、本発明の膜密着力測定装置を使用した膜密着力の測定方法について詳細に説明する。 With the film adhesion measuring apparatus of the present invention as described above, it is possible to measure the film adhesion of a sprayed film such as a WC-Co or Al 2 O 3 film having a relatively large film thickness. . Hereinafter, a method for measuring the film adhesion using the film adhesion measuring apparatus of the present invention will be described in detail.

まず、基板４に膜３が密着している試験片２を上述したような方法でステージ１に固定する。この場合、基板４の面をステージ１につけて固定する。固定方法は、上述したように、例えば図２に示したように、ボルトやビス等で試験片２の基板４をステージ１に固定する方法、図３に示したように、試験片２をステージ１とボルト１１とで挟み込むようにして固定する方法（図４は図３を下から見た図であり、図５はその立体図である）、油圧で試験片２を固定する方法、基板４に接着剤を塗布し、接着剤を塗布した基板４の接着面をステージ１に付着させ固定する方法や、金具で固定する方法等公知の種々の方法を使用することができる。なお、固定方法は膜密着力の測定方法を実施する目的等に応じて適宜変更することができ、これらの方法を単独で使用してもよく、複数組合せて使用してもよい。   First, the test piece 2 in which the film 3 is in close contact with the substrate 4 is fixed to the stage 1 by the method described above. In this case, the surface of the substrate 4 is fixed to the stage 1. As described above, for example, as shown in FIG. 2, the fixing method is a method of fixing the substrate 4 of the test piece 2 to the stage 1 with a bolt, a screw or the like, and as shown in FIG. A method of fixing the test piece 2 between the bolt 1 and the bolt 11 (FIG. 4 is a view of FIG. 3 seen from below, FIG. 5 is a three-dimensional view thereof), a method of fixing the test piece 2 with hydraulic pressure, a substrate 4 Various known methods such as a method of applying an adhesive to the substrate 1 and attaching and fixing the adhesive surface of the substrate 4 to which the adhesive has been applied to the stage 1 and a method of fixing with a metal fitting can be used. The fixing method can be appropriately changed according to the purpose of performing the method for measuring the film adhesion force, and these methods may be used alone or in combination.

ステージ１に試験片２を固定した後、密着界面５を剥離するために切刃６の位置（高さ）を調整する。切刃６の位置の調整は自動および手動で行うようにしてもよく、本発明の使用目的等に応じて適宜変更することができる。切刃６の位置を調整した後、切刃ホルダ７を試験片２の方向に水平移動させて密着界面５を切刃６で剥離する。   After fixing the test piece 2 to the stage 1, the position (height) of the cutting edge 6 is adjusted in order to peel the adhesion interface 5. The position of the cutting blade 6 may be adjusted automatically and manually, and can be changed as appropriate according to the purpose of use of the present invention. After adjusting the position of the cutting edge 6, the cutting edge holder 7 is horizontally moved in the direction of the test piece 2, and the adhesion interface 5 is peeled off by the cutting edge 6.

切刃ホルダ７（切刃６）を試験片２の方向に水平移動させると、ひずみゲージ９が作動する。切刃６にＡＥセンサ８を設置している場合、および非接触式変位計１０を切刃６の後方に設置している場合は、ＡＥセンサ８および非接触式変位計１０もひずみゲージ９と同様に作動する。   When the cutting blade holder 7 (cutting blade 6) is moved horizontally in the direction of the test piece 2, the strain gauge 9 is activated. When the AE sensor 8 is installed on the cutting blade 6 and when the non-contact displacement meter 10 is installed behind the cutting blade 6, the AE sensor 8 and the non-contact displacement meter 10 are also connected to the strain gauge 9. Operates similarly.

切刃６が、密着界面５に接触したとき切刃６に荷重がかかる。また、切刃ホルダ７の付け根部分に設置された２つのひずみゲージ９は、密着界面５を切刃６で剥離する際の剥離荷重を観測する。ＡＥセンサ８は、切刃６が密着界面５に接触したときのＡＥを観測する。非接触式変位計１０は、切刃６が密着界面５を剥離する直前から、密着界面５を完全に剥離するまでの切刃６の移動距離を観測する。   When the cutting edge 6 comes into contact with the adhesion interface 5, a load is applied to the cutting edge 6. Further, the two strain gauges 9 installed at the base portion of the cutting blade holder 7 observe the peeling load when peeling the adhesion interface 5 with the cutting blade 6. The AE sensor 8 observes AE when the cutting edge 6 contacts the close contact interface 5. The non-contact displacement meter 10 observes the moving distance of the cutting edge 6 from immediately before the cutting edge 6 peels off the close contact interface 5 until it completely peels off the close contact interface 5.

切刃６で剥離した膜３の面積（密着面積）とひずみゲージ９で測定した剥離荷重は、図９および図１２に示すように比例関係にあることがわかる。これにより、切刃６で剥離した膜３の単位面積あたりの剥離荷重を膜密着力と定義することができるようになり、物理的意味が明確になった。   It can be seen that the area (contact area) of the film 3 peeled by the cutting edge 6 and the peel load measured by the strain gauge 9 are in a proportional relationship as shown in FIGS. As a result, the peeling load per unit area of the film 3 peeled by the cutting edge 6 can be defined as the film adhesion force, and the physical meaning becomes clear.

以上、本発明の膜密着力測定装置および膜密着力の測定方法について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、切刃ホルダ７を省略して切刃６を試験片２の方向へ水平移動させて密着界面５を剥離するようにしてもよく、ＡＥセンサ８および非接触式変位計１０の設置個所を使用目的等に応じて適宜変更してもよい。必要に応じて、ＡＥセンサ８、ひずみゲージ９および非接触式変位計１０を複数設置してもよい。   As mentioned above, although the film | membrane adhesive force measuring apparatus and the film | membrane adhesive force measuring method of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to this. For example, the cutting edge holder 7 may be omitted, and the cutting edge 6 may be moved horizontally in the direction of the test piece 2 to peel off the adhesion interface 5, and the installation location of the AE sensor 8 and the non-contact displacement meter 10 may be determined. You may change suitably according to a use purpose. If necessary, a plurality of AE sensors 8, strain gauges 9, and non-contact displacement meters 10 may be installed.

また、図６に示すように、ステージ１の下方向（横方向）ではなく、縦方向にボルト１１で試験片２を固定して、膜２の膜密着力を測定することもできる。この場合、切刃６、切刃ホルダ７等を試験片２に近づけて、紙面上面から背面方向に切刃ホルダ７を移動させて膜密着力を測定する。   In addition, as shown in FIG. 6, the film adhesion force of the film 2 can be measured by fixing the test piece 2 with the bolt 11 in the vertical direction instead of the downward direction (lateral direction) of the stage 1. In this case, the cutting blade 6, the cutting blade holder 7 and the like are brought close to the test piece 2, and the cutting blade holder 7 is moved from the upper surface to the back surface of the paper, and the film adhesion force is measured.

以下、実施例で、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

図７に示したように、鋼板１２に鋼の薄板１３を密着させた場合の薄板１３の密着力を本発明の膜密着力測定装置を使用して試験した。   As shown in FIG. 7, the adhesion of the thin plate 13 when the steel thin plate 13 was in close contact with the steel plate 12 was tested using the film adhesion measuring device of the present invention.

鋼板１２（基板）に厚さ１ｍｍの鋼の薄板１３（膜）を瞬間接着剤で貼りつけたものを試験片２とし、その接着強度を測定した。鋼板１２を図２に示すようにステージ１にボルト１１で固定した。切刃６の位置を調整し、切刃ホルダ７を試験片２の方向に水平移動させて、切刃６で鋼板１２と薄板１３との密着界面５を剥離した。このときの切刃６で薄板１３と鋼板１２とを剥離する際の切断面と密着界面５とのズレ（以下、切刃セット位置ａという）とひずみゲージ９で観測した剥離荷重Ｐとの関係を図８に、切刃６で剥離した薄板１３の面積（密着面積）とひずみゲージ９で観測した剥離荷重Ｐとの関係を図９に示した。   A test piece 2 was prepared by attaching a steel sheet 13 (film) having a thickness of 1 mm to a steel plate 12 (substrate) with an instantaneous adhesive, and the adhesive strength was measured. The steel plate 12 was fixed to the stage 1 with bolts 11 as shown in FIG. The position of the cutting blade 6 was adjusted, the cutting blade holder 7 was moved horizontally in the direction of the test piece 2, and the adhesion interface 5 between the steel plate 12 and the thin plate 13 was peeled off by the cutting blade 6. The relationship between the deviation (hereinafter referred to as the cutting edge set position a) between the cut surface and the adhesion interface 5 when the thin plate 13 and the steel plate 12 are peeled off by the cutting blade 6 and the peeling load P observed by the strain gauge 9. FIG. 9 shows the relationship between the area (contact area) of the thin plate 13 peeled by the cutting blade 6 and the peel load P observed by the strain gauge 9.

図８では、切刃セット位置ａが密着界面５に近づくにしたがって剥離荷重Ｐは小さくなる傾向があるものの、その影響はそれほど顕著ではないことがわかる。また、図９では、剥離荷重Ｐは密着面積と比例関係にあることがわかる。これらの結果から単位面積あたりの剥離荷重を膜の膜密着力と定義することができる。   In FIG. 8, it can be seen that although the peeling load P tends to decrease as the cutting edge setting position a approaches the adhesion interface 5, the influence is not so significant. Moreover, in FIG. 9, it turns out that the peeling load P is proportional to the contact | adherence area. From these results, the peel load per unit area can be defined as the film adhesion force of the film.

実施例１で試験した試験片２の薄板１３をＷＣ−Ｃｏ膜に変更した場合の膜密着力、および薄板１３をＡｌ２Ｏ３膜に変更した場合の膜密着力を本発明の膜密着力測定装置を使用して測定した。 The film adhesion force when the thin plate 13 of the test piece 2 tested in Example 1 is changed to a WC-Co film, and the film adhesion force when the thin plate 13 is changed to an Al 2 O 3 film are the film adhesion force of the present invention. It measured using the measuring apparatus.

ＷＣ−Ｃｏ膜およびＡｌ２Ｏ３膜（以下、まとめて溶射膜という）の場合についても実施例１と同様の方法で膜密着力を測定した。図１０に試験片２からＷＣ−Ｃｏ膜、Ａｌ２Ｏ３膜を切刃６で剥離した様子を示し、図１１では、ＷＣ−Ｃｏ膜を切刃６で剥離した際のＡＥセンサ８の観測結果を示す。 For the WC—Co film and the Al 2 O 3 film (hereinafter collectively referred to as a sprayed film), the film adhesion was measured in the same manner as in Example 1. FIG. 10 shows a state in which the WC—Co film and the Al 2 O 3 film are peeled off from the test piece 2 with the cutting edge 6, and FIG. 11 shows the observation of the AE sensor 8 when the WC—Co film is peeled off with the cutting edge 6. Results are shown.

図１０に示すように、溶射膜は全て密着界面５からきれいに剥離しており、本発明の測定方法においては、容易に溶射膜の膜密着力を測定することができるようになったことがわかる。図１１に示すように、溶射膜を鋼板１２（基板）から剥離する直前に顕著なＡＥ変化が見られる。   As shown in FIG. 10, all of the sprayed film is cleanly separated from the adhesion interface 5, and it can be seen that the film adhesion force of the sprayed film can be easily measured in the measurement method of the present invention. . As shown in FIG. 11, a remarkable AE change is seen immediately before the sprayed film is peeled from the steel plate 12 (substrate).

また、図１２に示したように、実施例１と同様に剥離荷重Ｐと、切刃６で剥離したＷＣ−Ｃｏ膜の面積（密着面積）とは比例関係にあることがわかる。図１３にＷＣ−Ｃｏ膜とＡｌ２Ｏ３膜に対し膜厚ごとに膜密着力をまとめた結果を示す。 Further, as shown in FIG. 12, it can be seen that the peel load P and the area (contact area) of the WC—Co film peeled off by the cutting edge 6 are proportional to each other as in Example 1. FIG. 13 shows the results of film adhesion for each film thickness with respect to the WC—Co film and the Al 2 O 3 film.

従来では、ＷＣ−Ｃｏ膜とＡｌ２Ｏ３膜のような膜厚のある溶射膜の膜密着力を測定することが困難であり、膜密着力を測定することができなかったが、本発明によって溶射膜の膜密着力を測定することができるようになった。図１３に示すように、本発明の膜密着力の測定方法により、溶射膜の中でもＷＣ−Ｃｏ膜がＡｌ２Ｏ３膜よりもはるかに高い膜密着力を持っていることがわかった。 Conventionally, it has been difficult to measure the film adhesion of a sprayed film having a film thickness such as a WC-Co film and an Al 2 O 3 film, and the film adhesion cannot be measured. It became possible to measure the film adhesion force of the sprayed film. As shown in FIG. 13, it was found that the WC—Co film among the sprayed films has a much higher film adhesion than the Al 2 O 3 film by the film adhesion measuring method of the present invention.

本発明の膜密着力測定装置の平面図である。It is a top view of the film | membrane adhesive force measuring apparatus of this invention. 基板の側面を固定する方法を示した図である。It is the figure which showed the method of fixing the side surface of a board | substrate. 膜のある面を固定する方法を示した側面図である。It is the side view which showed the method of fixing the surface with a film | membrane. 膜のある面を固定する方法の下から見た図である。It is the figure seen from the bottom of the method of fixing the surface with a film | membrane. 膜のある面を固定する方法の立体図である。It is a three-dimensional figure of the method of fixing the surface with a film | membrane. 本発明の他の実施形態を示した図である。It is the figure which showed other embodiment of this invention. 実施例１の試験片を示した図である。1 is a view showing a test piece of Example 1. FIG. 実施例１の切刃セット位置と剥離荷重との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the cutting-blade set position of Example 1, and peeling load. 実施例１の密着面積と剥離荷重との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the contact | adherence area of Example 1, and peeling load. 実施例２の膜の剥離状態を示した図である。It is the figure which showed the peeling state of the film | membrane of Example 2. FIG. ＷＣ−Ｃｏ膜を切刃で剥離する際のＡＥセンサの測定結果を示した図である。It is the figure which showed the measurement result of the AE sensor at the time of peeling a WC-Co film | membrane with a cutting blade. ＷＣ−Ｃｏ膜の密着面積と剥離荷重との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the contact | adherence area of a WC-Co film | membrane, and peeling load. 実施例２の膜密着力を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the film adhesion force of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

１ ステージ
２ 試験片
３ 膜
４ 基板
５ 密着界面
６ 切刃
７ 切刃ホルダ
８ ひずみゲージ
９ ＡＥセンサ
１０ 非接触式変位計
１１ ボルト
１２ 鋼板
１３ 薄板
ａ セット位置
Ｐ 剥離荷重 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stage 2 Test piece 3 Film | membrane 4 Board | substrate 5 Contact interface 6 Cutting blade 7 Cutting blade holder 8 Strain gauge 9 AE sensor 10 Non-contact displacement meter 11 Bolt 12 Steel plate 13 Thin plate a Set position P Peeling load

Claims (14)

基板に膜が密着している試験片を固定するステージと、前記基板と前記膜との密着界面を剥離する切刃と、前記切刃で前記密着界面を剥離する際の切断面に作用する剥離荷重を観測するひずみゲージとを具備したことを特徴とする膜密着力測定装置。   A stage for fixing a test piece in which a film is in close contact with a substrate, a cutting blade that peels off the adhesion interface between the substrate and the film, and a peeling that acts on a cutting surface when the adhesion interface is peeled off with the cutting blade A film adhesion measuring apparatus comprising a strain gauge for observing a load. 前記切刃は、水平方向に移動する切刃ホルダの上部に設置されており、前記切刃ホルダを移動させて前記密着界面を前記切刃で剥離する請求項１に記載の膜密着力測定装置。   The film adhesion measuring apparatus according to claim 1, wherein the cutting edge is installed on an upper part of a cutting edge holder that moves in a horizontal direction, and the adhesion interface is peeled off by the cutting edge by moving the cutting edge holder. . 前記切刃には、前記密着界面を剥離する際に発生するＡＥを観測するＡＥセンサが設置されている請求項１または２に記載の膜密着力測定装置。   The film adhesion measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein an AE sensor for observing AE generated when the adhesion interface is peeled is installed on the cutting edge. 前記切刃の後方に、前記密着界面を剥離する直前から前記密着界面を剥離した後までの前記切刃の移動距離を観測する非接触式変位計が設置されている請求項１乃至３のいずれかに記載の膜密着力測定装置。   The non-contact type displacement meter which observes the moving distance of the said cutting blade from immediately before peeling the said adhesion interface to after the said adhesion interface is installed behind the said cutting blade. The film adhesion measuring apparatus according to claim 1. 前記ひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に設置されている請求項１乃至４のいずれかに記載の膜密着力測定装置。   The film adhesion measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the strain gauge is installed at a base portion of the cutting blade holder. 前記ひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に２つ設置する請求項１乃至５のいずれかに記載の膜密着力測定装置。   6. The film adhesion measuring apparatus according to claim 1, wherein two strain gauges are installed at a base portion of the cutting blade holder. 前記膜は溶射膜である請求項１乃至６のいずれかに記載の膜密着力測定装置。   The film adhesion measuring apparatus according to claim 1, wherein the film is a sprayed film. 基板に膜が密着している試験片をステージに固定する工程と、前記基板と前記膜との密着界面を剥離する切刃が上部に設置されている切刃ホルダを水平方向に移動させ、前記密着界面を前記切刃で剥離する工程とからなる膜密着力の測定方法であって、前記切刃で前記密着界面を剥離する際の切断面に作用する剥離荷重によって膜密着力を測定することを特徴とする膜密着力の測定方法。   A step of fixing a test piece having a film in close contact with a substrate to a stage, and a cutting blade holder on which a cutting blade for peeling an adhesion interface between the substrate and the film is installed is moved in the horizontal direction, A method for measuring a film adhesion force comprising a step of peeling an adhesion interface with the cutting edge, wherein the film adhesion force is measured by a peeling load acting on a cut surface when peeling the adhesion interface with the cutting edge. A method for measuring film adhesion, characterized by 前記切刃にはＡＥセンサが設置されており、前記ＡＥセンサは前記切刃が前記密着界面を剥離する際のＡＥを観測する請求項８に記載の膜密着力の測定方法。   The method for measuring film adhesion according to claim 8, wherein an AE sensor is installed on the cutting edge, and the AE sensor observes AE when the cutting edge peels off the adhesion interface. 前記切刃の後方に、前記密着界面を剥離する直前から前記密着界面を剥離した後までの前記切刃の移動距離を観測する非接触式変位計が設置されている請求項８または９に記載の膜密着力の測定方法。   The non-contact-type displacement meter which observes the moving distance of the said cutting blade from immediately before peeling the said close_contact | adherence interface after peeling the said close_contact | adherence interface to the back of the said cutting blade is installed. Of measuring film adhesion strength. 前記剥離荷重を観測するひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に設置されている請求項８乃至１０のいずれかに記載の膜密着力の測定方法。   The strain gauge for observing the peeling load is a method for measuring a film adhesion force according to any one of claims 8 to 10, wherein the strain gauge is installed at a base portion of the cutting blade holder. 前記ひずみゲージは、前記切刃ホルダの付け根部分に２つ設置されている請求項８乃至１１のいずれかに記載の膜密着力の測定方法。   The said strain gauge is a measuring method of the film | membrane adhesion | attachment force in any one of Claim 8 thru | or 11 currently installed in the root part of the said blade holder. 前記ＡＥセンサで観測したＡＥと、前記非接触式変位計で観測した前記切刃の移動距離と、前記ひずみゲージで観測した剥離荷重とによって、膜密着力を測定する請求項８乃至１２のいずれかに記載の膜密着力の測定方法。   The film adhesion force is measured by using the AE observed by the AE sensor, the moving distance of the cutting edge observed by the non-contact displacement meter, and the peeling load observed by the strain gauge. A method for measuring the film adhesion force according to claim 1. 前記膜は溶射膜である請求項８乃至１３のいずれかに記載の膜密着力の測定方法。   The method for measuring film adhesion according to claim 8, wherein the film is a sprayed film.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009079985A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Toshiba Corp Method and apparatus for testing adhesion strength of film and manufacturing method of product
WO2015002030A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-08 旭硝子株式会社 Separation origin production device and method
CN104777097A (en) * 2015-04-29 2015-07-15 江苏城市职业学院 FRP-concrete interface adhesive property testing device and method
CN110018117A (en) * 2018-01-09 2019-07-16 日本碍子株式会社 Dhering strength measuring method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232231A (en) * 1988-07-22 1990-02-02 Matsushita Electric Works Ltd Material characteristic evaluating device for adhesive
JPH06102171A (en) * 1992-09-22 1994-04-15 Mitsubishi Electric Corp Measuring instrument for parameter of coated
JP2004170160A (en) * 2002-11-19 2004-06-17 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Measuring method and measuring instrument for peel-off force of inorganic film

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232231A (en) * 1988-07-22 1990-02-02 Matsushita Electric Works Ltd Material characteristic evaluating device for adhesive
JPH06102171A (en) * 1992-09-22 1994-04-15 Mitsubishi Electric Corp Measuring instrument for parameter of coated
JP2004170160A (en) * 2002-11-19 2004-06-17 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Measuring method and measuring instrument for peel-off force of inorganic film

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009079985A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Toshiba Corp Method and apparatus for testing adhesion strength of film and manufacturing method of product
WO2015002030A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-08 旭硝子株式会社 Separation origin production device and method
CN105359253A (en) * 2013-07-01 2016-02-24 旭硝子株式会社 Separation origin production device and method
JP6070968B2 (en) * 2013-07-01 2017-02-01 旭硝子株式会社 Peeling origin creation apparatus and method
TWI619664B (en) * 2013-07-01 2018-04-01 Asahi Glass Co Ltd Device and method for producing peeling starting point
CN104777097A (en) * 2015-04-29 2015-07-15 江苏城市职业学院 FRP-concrete interface adhesive property testing device and method
CN110018117A (en) * 2018-01-09 2019-07-16 日本碍子株式会社 Dhering strength measuring method
CN110018117B (en) * 2018-01-09 2023-05-12 日本碍子株式会社 Method for measuring adhesion strength

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