JPH04215035A - 密着強度評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば構造接着、ウエ
ルドボンド等の接着接合、ろう接合及びメッキ被覆等の
界面の密着強度を評価する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】接合界面の密着強度を評価する試験方法
として、引張り支配型、曲げ支配型、剪断支配型、引か
き型等の試験片を使用する方法がある。夫々の型の試験
片を使用する方法はさらにいくつかの方法に分かれてい
る。

【０００３】図５は剪断支配型の中の重ね剪断試験の実
施状態を示す斜視図である。図中１は供試材であり、供
試材１は接合層３により供試材２と接合されている。こ
の試験方法では供試材１及び供試材２の長手方向に引張
荷重を負荷し、供試材１及び供試材２と接合層３との接
合界面に主に剪断応力を与えることにより、接合界面を
破断させる。

【０００４】また、実開昭６４─５３９４６号公報には
、引張剪断強度を簡便及び迅速に測定できる試験片とし
て、２枚の金属板を中間層を介して張り合わせ、その両
端側の金属板を外側に向けて剥離し、折り曲げた試験片
が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５の重ね剪断試験で
は、供試材１及び供試材２に引張荷重を負荷し、この荷
重が破壊開始荷重に達すると、矢符に示した位置に亀裂
が発生する。負荷開始時から亀裂発生までは亀裂発生位
置において剥離モードの応力と剪断モードの応力とが混
在しており、これらを分離することは極めて困難であり
、夫々の成分を評価するためには多大な労力を要した。 また、亀裂発生後も亀裂先端では剥離モードの応力と剪
断モードの応力とが混在しており、破壊クライテリオン
に、試験片の寸法、形状及び接着の形状が大きく影響を
及ぼすという問題があった。

【０００６】そして、実開昭６４─５３９４６号公報の
試験片は、曲げモーメントが試験結果に影響を与えない
ようにダミー板を同時にチャッキングすることにしてい
るが、ダミー板を使用したとしても見掛け上板厚が均一
となるだけで、曲げモーメントの発生は防止されず、ま
た上述の重ね剪断試験の試験片と同様に剥離応力と剪断
応力とが混在している。さらにこの試験片はナイフ、カ
ッター等の鋭い刃で樹脂／鋼板間に隙間を形成して金属
板を外側に折り曲げており、折り曲げという塑性加工部
と破壊起点の接着部とが近接しており、加工により、樹
脂及び鋼板が機械的に影響を受け、測定の信頼性に問題
があった。

【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みなされたもので
あり、平板状の供試材を接合層を介し３層に重ね、中間
層を両側の２層より突出させ、中間層の突出方向に引張
荷重を負荷させることにより、剥離応力と剪断応力とを
分離または混合させ、試験片の形状、寸法及び接着領域
の形状に依存しない破壊クライテリオンを導出可能とし
、信頼性が向上した密着強度評価方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明は平板状の供試
材を接合層を介し３層に重ね、中間層が両側の２層より
突出するようにし、前記中間層の突出方向に引張荷重を
負荷させて密着強度を評価することを特徴とする。第２
発明は前記供試材の表面に垂直な方向に引張荷重を負荷
させることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の試験片は、引張荷重を負荷すべき中間
層と両側の２層との間に夫々存在する接合層が中間層に
対し対称となるように重ねられており、変形は引張方向
に平行な方向に生じる。従って接合界面における応力は
剪断応力のみとなる。そして本発明では外力により、剥
離方向の荷重を上述の引張荷重に対し独立に負荷できる
ので、剥離モード負荷と剪断モード負荷とを明確に分離
し、独立に制御することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る試験片を示
す断面図であり、図中１は供試材である。供試材１の一
端両側には接合層３，３を介し供試材２及び供試材４が
接合されており、供試材２及び４の他端側には固定材５
が挟持されている。そして、供試材１の他端と供試材２
及び４の他端とは図示しない引張試験機のチャックに挟
持されるようになっている。供試材１の突出長さは、引
張試験機のチャックに挟持されうるる長さであればよく
、３０〜５０ｍｍ程度でよい。

【００１１】なお、供試材１と供試材２及び４との接合
は、ろう接合、拡散接合、溶射接合及び接着接合等の評
価すべき接合の接合方法に従って接合し、メッキ被覆の
強度を評価する場合はメッキの密着強度より強く接合す
るようにする。また、供試材１、供試材２及び供試材４
は全て同材又は異材であってもよく、少なくとも２つが
同材であってもよい。そして、供試材の積層数は奇数で
あれば両側の２層が、引張荷重を負荷すべき中間層に対
し対称になるので、変形は引張方向に平行な方向に生じ
、接合界面における応力は剪断応力のみとなるが、積層
数を５層、７層と増加させてもコストが上がるのみで、
効果は３層の場合と変わらず、積層数は３層で充分であ
る。

【００１２】以上の如く構成された本発明の試験片を使
用して密着強度を評価する場合は、試験片の両端即ち供
試材１の端部と供試材２及び４の端部とを引張試験機の
チャックに挟持させ、供試材１の突出方向に引張荷重を
負荷する。そして必要に応じ、これに加えて試験片の表
面に垂直な方向にも引張荷重を負荷する。

【００１３】次に、本発明に係る試験片を用いて密着強
度を評価した結果について説明する。供試材１、供試材
２及び供試材４として厚さ０．８ｍｍ　の軟鋼を使用し
、接合層３として２液混合硬化型エポキシ接着剤を使用
した。 図２は密着強度を評価した試験片の平面図であり、供試
材１の端部に供試材２の端部を重ね、接着している。ま
た、供試材２の裏側には供試材３がその端部を供試材２
の端部と重ね、接着されている。試験片Ａが基準型であ
り、試験片Ｂは試験片Ａの幅及び長さを２倍にしたもの
、試験片Ｃは試験片Ａの幅を１／２にしたもの、試験片
Ｄは接着領域の部分の長さを２倍にしたものである。

【００１４】図２に示した試験片Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ夫々
について、本発明に係る密着強度評価方法及び従来の方
法により剪断応力を測定した結果を図３に示す。図３（
ａ）は本発明方法により剪断破壊荷重を測定した結果を
示すグラフ、図３（ｂ）は従来方法により剪断破壊荷重
を測定した結果を示すグラフである。図３（ａ）、（ｂ
）共に試験片Ａの公称剪断破壊応力に対する試験片Ｂ、
Ｃ及びＤ夫々の公称剪断破壊応力の比を表している。図
３より従来方法では公称剪断破壊応力が試験片の形状、
寸法及び接着領域の形状の影響を受けているのに対し、
本発明の方法では公称剪断破壊応力が試験片の形状、寸
法及び接着領域の形状の影響を受けていないことが判る
。

【００１５】図４は剪断荷重と試験片の表面に垂直な方
向に付加する剥離荷重とを混合させた場合の（剪断荷重
成分）／（純剪断破壊荷重）と（剥離荷重成分）／（純
剥離破壊荷重）との関係を示したグラフである。本発明
方法を用いると、剪断荷重と剥離荷重とを独立に制御で
きるので、図４に示した如く両荷重を混合させて、使用
環境を忠実に模擬した密着強度評価を行うことができる
。

【００１６】

【発明の効果】以上の如く本発明においては平板状の供
試材を接合層を介し３層に重ね、中間層を両側の２層よ
り突出させ、中間層の突出方向に引張荷重を負荷させる
かまたはこれと併せて試験片表面に対し垂直な荷重を負
荷させて剥離応力を独立にかつ同時に与えることにより
、剥離応力と剪断応力とを分離または混合させて評価し
、試験片の形状、寸法及び接着領域の形状に依存しない
破壊クライテリオンを導出して密着強度評価を行うこと
ができる。そして、密着強度評価の信頼性が向上し、製
品の性能の指針が得られる等、本発明は優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る試験片を示す断面図である。

【図２】密着強度を評価した試験片の平面図である。

【図３】本発明に係る密着強度評価方法及び従来の方法
により剪断破壊荷重を測定した結果を示したグラフであ
る。

【図４】剪断荷重と試験片の表面に垂直な方向に付加す
る剥離荷重とを混合させた場合の（剪断荷重成分）／（
純剪断破壊荷重）と（剥離荷重成分）／（純剥離破壊荷
重）との関係を示したグラフである。

【図５】重ね剪断試験の実施状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　供試材 ２　　供試材 ３　　接合層 ４　　供試材 ５　　固定材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平板状の供試材を接合層を介し３層に
   重ね、中間層が両側の２層より突出するようにし、前記
   中間層の突出方向に引張荷重を負荷させることを特徴と
   する密着強度評価方法。
2. 【請求項２】　　前記供試材の表面に垂直な方向に引張
   荷重を負荷させることを特徴とする請求項１記載の密着
   強度評価方法。