KR20140102914A - 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정판재와 박리판재로 이루어지는 클래드 판재를 자유 롤러부에 나선형으로 권취한 상태에서 박리판재를 고정판재로부터 박리시킴으로써, 박리 시 고정판재 및 박리판재의 파손이 없고, 균일한 박리각을 형성하면서 클래드 판재의 계면 접합력(박리력)을 정확히 측정할 수 있는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치에 관한 것이다.

Description

클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치{METHOD FOR TESTING PEEL-STRENGTH OF CLAD MATERIAL AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정판재와 박리판재로 이루어지는 클래드 판재를 자유 롤러부에 나선형으로 권취한 상태에서 박리판재를 고정판재로부터 박리시킴으로써, 박리 시 고정판재 및 박리판재의 파손이 없고, 균일한 박리각을 형성하면서 클래드 판재의 계면 접합력(박리력)을 정확히 측정할 수 있는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치에 관한 것이다.

클래드는 이종(異種) 금속을 접합시킨 것으로서, 각 금속의 장점만을 취함으로써 단일금속 및 합금에서는 얻을 수 없는 새로운 특성을 나타내는 소재를 뜻하며, 그 구체적인 예로서, 열전도율, 열보존율 및 열효율성이 뛰어난 알루미늄과 내염성, 내산성, 내알카리성 및 내식성이 뛰어난 스테인리스 스틸을 접합시킨 것을 들 수 있다.

스테인리스 스틸과 알루미늄을 접합시키는 경우, 두 겹 이상의 스테인리스 스틸 사이에 알루미늄이 삽입되는 형태로 접합되고, 알루미늄의 가볍고 열전도가 좋은 점을 증대시키기 위해 속에 삽입되는 알루미늄을 두껍게 해주며, 둘레의 스테인리스 스틸은 강도가 높고 열전도가 나쁜 점을 고려하여 얇게 접합시킴으로써, 가볍고 강도가 높으며 열전도가 좋은 클래드 판재를 얻을 수 있다.

이러한 알루미늄-스테인리스 스틸의 클래드 판재는 열전도가 좋으며 열보존성이 좋은 소재이기에, 가열 시에는 시간이 짧게 걸리고, 가열 후에는 쉽게 열이 식지 않는 효과가 있고, 내염수성이 좋지 않은 알루미늄의 표면을 내식성이 강한 스테인리스 스틸이 클래딩(clading)하므로 알루미늄의 기능을 유지하며 부식의 단점을 극복할 수 있다.

한편, 티타늄도 탄소강의 강도를 살리면서 부식을 억제할 수 있기 때문에 클래드 소재로써 각광받고 있다. 하지만, 가격이 매우 비싸 고부가가치 산업에 주로 사용되며, 클래드 판재로 만들기 위한 접합이 어려운 단점이 있다.

이렇게 클래드 판재는 하나의 소재가 가격이나 물리적인 원인 등으로 두께가 다른 하나의 소재보다 얇은 경우가 있으며, 티타늄의 경우 주로 비싼 가격이 원인이 되어 클래드 판재에 쓰일 경우에는 얇은 두께로 사용된다.

한편, 클래드 판재는 장점이 뛰어난 반면, 큰 문제점을 가지고 있는데, 이종 소재의 경계면에서 계면 접합력의 약화로 인해 접합된 소재가 박리되는 현상이 발생한다는 것이다. 따라서 클래드 판재의 신뢰성을 확보하기 위해서는 클래드 판재의 계면 접합력을 측정하여 산업 현장에서 지속적인 사용이 가능한 것인지를 사전에 판단할 필요가 있다.

도 14는 종래의 계면 접합력 측정방법 중 180°박리시험(a), T-박리시험(b), 부동롤러 박리시험(c)을 나타내는 도면이다.

종래의 계면 접합력 측정방법 중 180°박리시험(a)에서는 박리되는 얇은 소재가 상당한 굽힘을 견딜 수 있어야 하는데, 탄성회복이 되는 고분자 소재와는 달리 금속소재의 경우에는 굽힘과 펴짐을 거치며 박리되는 과정에서 상당한 손상이 가해진다. 따라서 티타늄 소재가 상대적으로 얇은 소재인 티타늄-강의 클래드 판재와 같은 경우, 티타늄 소재에서 파단이 일어나는 문제점이 있다.

또한, 종래의 계면 접합력 측정방법 중 T-박리시험(b)에서는 두 소재가 비슷한 휨 강성(Flexural rigidity)을 가지고 있어야 시편이 T형태를 이루면서 박리가 되는데, 티타늄-강 클래드 판재의 경우 두 소재의 두께차이가 많이 나서, 힘을 가하면 클래드 부분이 회전하면서 180°박리시험(a)과 비슷한 형태가 되므로, 결국 180°박리시험(a)과 같이 티타늄 소재에서 파단이 일어나는 문제점이 있다.

또한, 종래의 계면 접합력 측정방법 중 부동롤러 박리시험(c)에서는 두꺼운 소재가, 얇은 층이 박리되는 과정에서 발생하는 박리력에 의한 굽힘을 견딜 수 있어야 하는데, 티타늄-강 클래드 판재는 계면 접합력이 강해서 강 소재가 굽혀지기 때문에 박리가 진행되기 힘든 문제점이 있다.

도 15는 종래의 계면 접합력을 측정하는 장치를 나타내는 사시도이다. 공개특허공보 제10-2010-0066726호는 도 15에 도시된 바와 같이, 층상 복합재료의 본딩강도 측정장치에 관한 것으로, 직선 왕복 운동이 가능한 직선운동수단, 층상 복합재료의 일부와 고정되는 박리수단 및 박리수단이 작동할 때의 하중을 측정하는 하중계로 본딩강도를 측정하는 장치에 관하여 개시하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래기술에서는 티타늄-강의 클래드 판재의 계면 접합력을 측정하기 위해, 회전부재의 축부재로 접합소재를 권취하여 회전시켜 박리하는 과정에서 회전이 계속됨에 따라 접합소재의 축적으로 인해 박리하는 각도가 달라져서 계면 접합력이 달라지므로 계면 접합력의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 고정판재와 박리판재로 이루어진 클래드 판재시편을 나선형으로 자유 롤러부에 권취하고, 그립부로 박리판재를 박리시켜 클래드 판재시편 및 자유 롤러부가 회전하는 방식으로 박리가 이루어짐으로써, 계면 접합력을 일정한 박리각도로 측정하여 계면 접합력 측정에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치의 제공을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법은 고정판재와 박리판재를 결합하여 클래드 판재시편을 형성하는 제 1단계, 상기 고정판재를 자유 롤러부의 외주면에 부착시켜 상기 클래드 판재시편을 나선형으로 권취하는 제 2단계, 상기 자유 롤러부의 양 단부를 롤러 고정부에 회전가능하게 장착하는 제 3단계, 상기 박리판재의 일단을 상기 자유 롤러부의 길이방향과 수직한 방향으로 그립부에 고정하는 제 4단계, 상기 그립부에 설정된 힘을 가중시켜 상기 박리판재를 상향 이동시키면서, 상기 고정판재로부터 상기 박리판재를 연속적으로 박리하는 제 5단계 및 상기 그립부에 가중되는 힘의 변화를 계면 접합력 측정부를 통해 측정하는 제 6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법은 상기 제 2단계 이후, 상기 고정판재에 결합된 상기 박리판재의 일단을 설정된 구간만큼 박리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법은 상기 제 2단계에서, 상기 클래드 판재시편을 서로 겹치지 않도록 자유 롤러부에 권취하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법은 상기 제 5단계에서, 상기 그립부가 상기 박리판재를 박리하는 경우, 상기 자유 롤러부는 상기 롤러 고정부에서 회전하면서 길이방향으로 수평이동 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법은 상기 제 5단계에서, 상기 박리판재를 상기 고정판재로부터 일정한 박리각으로 박리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치는 고정판재와 박리판재가 결합된 클래드 판재시편이 나선형으로 권취되는 원통 형태의 자유 롤러부, 상기 자유 롤러부가 회전 및 길이방향에 수평하게 이동이 가능하도록 상기 자유 롤러부의 양 측단에 장착되는 롤러 고정부, 상기 박리판재의 일단을 고정하고, 일정한 힘이 가중되면서 상향으로 이동하여, 상기 박리판재를 상기 고정판재로부터 박리하는 그립부 및 상기 그립부와 연결되고, 상기 그립부가 상향 이동하면서 상기 박리판재의 박리 시, 상기 그립부에 가중되는 힘의 변화를 측정하는 계면 접합력 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치는 상기 롤러부에 권취되는 시편은 상기 박리판재가 설정된 구간만큼 상기 고정판재로부터 박리된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치는 상기 클래드 판재시편이 서로 겹치지 않도록 자유 롤러부에 권취되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치는 상기 그립부가 상기 박리판재를 박리하는 경우, 상기 자유 롤러부가 상기 롤러 고정부에서 회전하면서 길이방향으로 수평하게 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치는 상기 그립부가 상향으로 이동되는 경우, 상기 그립부에 고정된 상기 박리판재는 일정한 박리각을 유지하면서 상기 고정판재로부터 박리되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치는 고정판재와 박리판재로 이루어진 클래드 판재시편을 나선형으로 자유 롤러부에 권취하고, 그립부로 박리판재를 박리시켜 클래드 판재시편 및 자유 롤러부가 회전하는 방식으로 박리가 이루어짐으로써, 계면 접합력을 일정한 박리각도로 측정하여 계면 접합력 측정에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치는 클래드 판재시편을 자유 롤러부에 권취하는 방식으로, 고정판재 및 박리판재의 파단을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 클래드 판재시편이 자유 롤러부의 외주면에 나선형으로 권취된 것을 나타내는 결합도이다.
도 3은 본 발명에 따른 그립부가 박리판재의 일단과 고정된 것을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 박리판재가 그립부에 의해 고정판재로부터 박리된 것을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치의 블록도이다.
도 6은 일반적인 계면 접합력 측정결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 알루미늄-스테인리스 스틸 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래의 T-박리시험에 의한 알루미늄-스테인리스 스틸 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 4㎜ 지름의 자유 롤러부를 사용하여 1.5㎜ 두께의 알루미늄-스테인리스 스틸 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 티타늄 0.08㎜, 강 0.42㎜로 이루어진 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 티타늄 0.5㎜, 강 0.8㎜로 이루어진 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 티타늄 0.6㎜, 강 0.7㎜로 이루어진 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 열 처리된 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 종래의 계면 접합력 측정방법 중 180°박리시험(a), T-박리시험(b), 부동롤러 박리시험(c)을 나타내는 도면이다.
도 15는 종래의 계면 접합력을 측정하는 장치를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법의 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 클래드 판재시편이 자유 롤러부의 외주면에 나선형으로 권취된 것을 나타내는 결합도이며, 도 3은 본 발명에 따른 그립부가 박리판재의 일단과 고정된 것을 나타내는 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 박리판재가 그립부에 의해 고정판재로부터 박리된 것을 나타내는 예시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법은 먼저, 고정판재(110)와 박리판재(120)를 결합하여 클래드 판재시편(100)을 형성할 수 있다(S10). 여기서, 고정판재(110)의 일면과 고정판재(110)의 일면에 대응하는 박리판재(120)의 일면이 결합하여 클래드 판재시편(200)을 형성할 수 있으며, 각 고정판재(110) 및 박리판재(120)는 띠 형태로 형성될 수 있다.

또한, 고정판재(110) 및 박리판재(120)는 다양한 방법으로 서로 결합될 수 있는데, 바람직하게는 압연접합법, 폭발용접법, 스폿(spot)용접법, 저항용접법, 브레이징법으로 결합될 수 있다.

구체적으로, 고정판재(110) 및 박리판재(120)는 금속 및 동종금속이거나, 금속 및 이종금속이거나, 금속 및 이종소재일 수 있으며, 박리판재(120)는 고정판재(110)보다 상대적으로 두께가 얇은 층이거나, 유연한 재질일 수 있다.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 고정판재(110)를 자유 롤러부(200)의 외주면에 부착시켜 클래드 판재시편(100)을 나선형으로 권취한다(S20). 여기서, 자유 롤러부(200)는 길이가 긴 원통 형태로 형성되며, 길이 방향이 지반에 수평으로 위치될 수 있다.

특히, 자유 롤러부(200)는 지름이 클래드 판재시편(100)의 두께와 비교하여 충분히 클 수 있다. 바람직하게는 클래드 판재시편(100)의 두께가 0.5㎜일 경우, 자유 롤러부(200)의 지름은 4㎜ 이상일 수 있으며, 클래드 판재시편(100)의 두께가 1.6㎜일 경우, 자유 롤러부(200)의 지름은 16㎜ 이상일 수 있다.

또한, 클래드 판재시편(100)은 서로 겹치지 않도록 자유 롤러부(200)에 권취될 수 있으며, 고정판재(110)가 자유 롤러부(200)의 외주면에 부착되는 접합강도는 바람직하게 박리판재(120)가 고정판재(110)로부터 박리되는 계면 접합력보다 강할 수 있다. 따라서 박리판재(120)의 박리여부에 관계없이 고정판재(110)는 자유 롤러부(200)에 지속적으로 부착된 상태일 수 있다.

또한, 클래드 판재시편(100)이 나선형으로 자유 롤러부(200)에 권취된 후, 고정판재(110)에 결합된 박리판제(120)의 일단이 설정된 구간만큼 박리될 수 있다.

그리고 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 자유 롤러부(200)의 양 단부를 롤러 고정부(210)에 회전가능하게 장착한다(S30). 이때, 롤러 고정부(210)는 자유 롤러부(200)의 양 단부와 접촉하는 부분이 고리형태의 일부분일 수 있다. 따라서 롤러 고정부(210)는 자유 롤러부(200)의 회전 및 자유 롤러부(200)의 길이방향에 수평한 이동에 대한 제한이 없을 수 있다.

이때, 자유 롤러부(200)의 회전은 원통 형태의 자유 롤러부(200)가 원통의 중심축을 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

그 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 박리판재(120)의 일단을 자유 롤러부(200)의 길이방향과 수직한 방향으로 그립부(300)에 고정한다(S40). 이때 박리판재(120)는 고정판재(110)로부터 설정된 길이만큼 박리된 상태일 수 있으며, 여기서 설정된 길이는 자유 롤러부(200)로부터 박리되어 자유 롤러부(200)의 길이방향과 수직한 방향으로 그립부(300)에 고정될 수 있는 거리까지의 길이일 수 있다.

다음으로, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 그립부(300)에 설정된 힘을 가중시켜 박리판재(120)를 상향 이동시키면서, 고정판재(110)로부터 박리판재(120)를 연속적으로 박리시킨다(S50).

이때, 그립부(300)가 박리판재(120)를 박리하는 경우, 자유 롤러부(200)는 롤러 고정부(210)에서 회전하면서 길이방향으로 수평이동 될 수 있다.

즉, 박리판재(120)가 나선형으로 권취될 때의 반대방향으로 박리되므로, 클래드 판재시편(100)이 나선형으로 권취된 자유 롤러부(200)는 나선형이 박리되는 방향으로 회전할 수 있으며, 그립부(300)에 고정된 박리판재(120)를 중심으로 자유 롤러부(200)는 나선형이 점차 박리됨에 따라 수평이동 될 수 있다.

따라서 박리판재(120)가 자유 롤러부(200)에 권취된 고정판재(110)로부터 박리되는 박리각은 원통 형태의 자유 롤러부(200)로부터 직선으로 일정하게 박리되는 각으로써, 박리각에 의한 계면 접합력의 변화가 없으므로 본 발명의 신뢰도를 높일 수 있다.

그리고 그립부(300)에 가중되는 힘의 변화를 계면 접합력 측정부(400)를 통해 측정한다(S60). 이때, 계면 접합력 측정부(400)는 그립부(300)에 가중되는 힘의 변화를 측정할 수 있도록 그립부(300)와 전기적으로 연결될 수 있다.

그러므로 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법은 클래드 판재시편(100)을 자유 롤러부(200)에 나선형으로 권취한다.

그리고 자유 롤러부(200)를 롤러 고정부(210)에 고정하며, 그립부(300)가 박리판재(120)와 고정된 상태에서, 그립부(300)를 설정된 힘으로 상향 이동시킴에 따라 박리판재(120)는 나선형의 반대방향으로 박리되고, 자유 롤러부(200)는 나선형의 방향으로 회전하게 된다.

따라서 박리판재(120)가 상향 이동됨으로 인한 그립부(300)에 가중되는 힘의 변화를 계면 접합력 측정부(400)로 측정함으로써, 클래드 판재시편에 대한 계면 접합력을 측정할 수 있다. 여기서 측정되는 계면 접합력의 평균값을 구하여 클래드 판재시편에 대한 계면 접합력을 산출할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치의 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치(1)는 자유 롤러부(200), 롤러 고정부(210), 그립부(300) 및 계면 접합력 측정부(400)를 포함할 수 있다.

자유 롤러부(200)는 고정판재(110)와 박리판재(120)가 결합된 클래드 판재시편(100)이 나선형으로 권취될 수 있으며, 고정판재(110)에 결합된 박리판재(120)는 설정된 구간만큼 박리될 수 있고, 클래드 판재시편(100)이 서로 겹치지 않도록 자유 롤러부(200)에 권취될 수 있다.

롤러 고정부(210)는 자유 롤러부(200)가 회전 및 길이방향에 수평하게 이동이 가능하도록 자유 롤러부(200)의 양 측단에 장착될 수 있다.

그립부(300)는 박리판재(120)의 일단과 고정되고, 일정한 힘이 가중되면서 상향으로 이동하여, 박리판재(120)를 고정판재(110)로부터 박리할 수 있다.

계면 접합력 측정부(400)는 그립부(300)와 연결되고, 그립부(300)가 상향 이동하면서 박리판재(120)의 박리 시, 그립부(300)에 가중되는 힘의 변화를 측정할 수 있으며, 그립부(300)가 박리판재(120)를 박리하는 경우, 자유 롤러부(200)가 롤러 고정부(210)에서 회전하면서 길이방향으로 수평하게 이동할 수 있다.

또한, 계면 접합력 측정부(400)는 박리판재(120)가 고정판재(110)로부터 일정한 박리각을 유지하며 박리될 수 있다. 구체적으로, 원통 형태의 자유 롤러부(200)로부터 직선으로 박리되는 박리판재(120)는 자유 롤러부(200)의 회전에 의해 박리각의 변화가 없으므로, 일정한 박리각을 유지하며 박리될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치는 고정판재와 박리판재로 이루어진 클래드 판재시편을 나선형으로 자유 롤러부에 권취하고, 그립부로 박리판재를 박리시켜 클래드 판재시편 및 자유 롤러부가 회전하는 방식으로 박리가 이루어짐으로써, 계면 접합력을 일정한 박리각도로 측정하여 계면 접합력 측정에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 및 측정장치는 클래드 판재시편을 자유 롤러부에 권취하는 방식으로, 고정판재 및 박리판재의 파단을 방지할 수 있는 이점이 있다.

[실험예]

본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법 또는 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치에 의한 계면 접합력 측정결과를 통해서 본 발명의 우수성을 밝히고자 한다.

도 6은 일반적인 계면 접합력 측정결과를 나타낸 그래프이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 클래드 판재의 계면 접합력 측정에 있어서, 계면 접합력의 평균값으로 고려되어야 할 부분은 탄성 구간을 제외한 박리구간일 수 있다.

탄성구간은 계면 접합력이 상승되어도 실제로 박리가 잘 일어나지 않아 이동거리가 짧은 구간이며, 이 구간은 계면 접합력이 불규칙하게 높게 측정되므로 배제하고, 실제 박리가 일어나는 박리구간에서 측정된 계면 접합력만의 평균으로 물질의 계면 접합력을 결정하였다. 이러한 방식은 계면 접합력을 측정하는 일반적인 방식에 포함되는 사항임을 밝혀둔다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 측정된 계면 접합력은 N(뉴턴)/㎜(밀리미터)로 표시될 수 있다. 즉, 밀리미터당 8.2N의 힘이 작용함을 알 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 알루미늄-스테인리스 스틸 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 8은 종래의 T-박리시험에 의한 알루미늄-스테인리스 스틸 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 7 내지 도 8에서 측정에 사용된 클래드 판재시편은 1.5㎜ 두께(알루미늄: 0.5㎜, 스테인리스 스틸: 1.0㎜)이며, 클래드 판재시편의 폭은 10㎜이다. 또한, 그래프의 각 선은 각각 하나의 클래드 판재시편에 대한 측정 결과를 나타낸다.

도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법과 종래의 T-박리시험(도 14의 (b))으로 계면 접합력(N/㎜)을 측정한 결과, 각각 6.7(N/㎜), 6.3(N/㎜)의 평균 계면 접합력을 나타내었으며, 비슷한 수준의 측정값임을 알 수 있다.

이러한, T-박리시험은 ASTM(The American Society for Testing and Materials)에서 D1876에 공시된 계면 접합력 측정방법(Peel-Test)으로써, 이와 비슷한 수준의 측정값을 도출할 수 있다는 점에서 본 발명의 우수성을 확인할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 4㎜ 지름의 자유 롤러부를 사용하여 1.5㎜ 두께의 알루미늄-스테인리스 스틸 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 7 및 도 9는 1.5㎜ 두께(알루미늄: 0.5㎜, 스테인리스 스틸: 1.0㎜)의 클래드 판재시편을 사용하여 계면 접합력을 측정한 결과이며, 자유 롤러부의 지름은 도 7이 16㎜, 도 9가 4㎜를 사용하였다.

도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도 7에서 6.7(N/㎜), 도 9에서 17.3(N/㎜)의 계면 접합력 측정결과를 나타내었다.

이와 같이, 자유 롤러부의 지름이 작을수록 클래드 판재시편의 펴짐에 의한 힘이 추가로 발생하여, 도 9에서의 계면 접합력 결과값이 높게 나왔지만, 자유 롤러부의 지름을 클래드 판재시편의 두께에 비해 충분히 크도록(바람직하게는 클래드 판재시편의 두께가 0.5㎜일 경우, 자유 롤러부의 지름은 4㎜ 이상으로, 클래드 판재시편의 두께가 1.5㎜일 경우, 자유 롤러부(200)의 지름은 16㎜ 이상으로) 설정함으로써, 클래드 판재시편의 펴짐에 의한 힘이 추가로 발생하는 문제를 해결할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 티타늄 0.08㎜, 강 0.42㎜로 이루어진 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 11은 본 발명에 따른 티타늄 0.5㎜, 강 0.8㎜로 이루어진 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 12는 본 발명에 따른 티타늄 0.6㎜, 강 0.7㎜로 이루어진 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 클래드 판재시편의 소재를 다르게 설정(두께를 다르게 하여 물리적 성질을 변화시킴)하여 본 발명에 따른 계면 접합력 측정방법으로 계면 접합력을 측정한 결과에서, 도 10은 5.5(N/㎜), 도 11은 2.8(N/㎜), 도 12는 3.7(N/㎜)의 계면 접합력을 나타내었다.

따라서 소재에 따라 본 발명에 따른 계면 접합력 측정결과가 다른 것을 확인할 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 열 처리된 티타늄-강 클래드 판재시편의 계면 접합력을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 10 및 도 13은 티타늄-강 클래드 판재시편 0.5㎜(티타늄:0.08㎜, 강: 0.42)두께의 계면 접합력 측정결과를 나타내며, 도 10은 열 처리되지 않은 클래드 판재시편을, 도 13은 열 처리된 클래드 판재시편을 사용하여 측정하였다.

도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이, 도 10에서 측정된 열 처리되지 않은 클래드 판재시편은 5.5(N/㎜)를 계면 접합력의 평균값으로 나타내었고, 도 13에서 측정된 열 처리된 클래드 판재시편은 5.4(N/㎜)의 계면 접합력의 평균값을 나타내었다. 따라서 본 발명에 따른 계면 접합력 측정결과는 클래드 판재시편의 열 처리에 의한 영향을 받지 않는 우수성을 확인할 수 있다.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치
100: 클래드 판재시편 110: 고정판재
120: 박리판재 200: 자유 롤러부
210: 롤러 고정부 300: 그립부
400: 계면 접합력 측정부
S10: 클래드 판재시편을 형성
S20: 자유 롤러부에 클래드 판재시편을 권취
S30: 자유 롤러부를 롤러 고정부에 회전가능하게 장착
S40: 박리판재의 일단을 그립부에 고정
S50: 그립부에 힘을 가중시켜 박리판재를 연속적으로 박리
S60: 그립부에 가중되는 힘의 변화를 계면 접합력 측정부를 통해 측정

Claims (10)

1. 고정판재와 박리판재를 결합하여 클래드 판재시편을 형성하는 제 1단계;
   상기 고정판재를 자유 롤러부의 외주면에 부착시켜 상기 클래드 판재시편을 나선형으로 권취하는 제 2단계;
   상기 자유 롤러부의 양 단부를 롤러 고정부에 회전가능하게 장착하는 제 3단계;
   상기 박리판재의 일단을 상기 자유 롤러부의 길이방향과 수직한 방향으로 그립부에 고정하는 제 4단계;
   상기 그립부에 설정된 힘을 가중시켜 상기 박리판재를 상향 이동시키면서, 상기 고정판재로부터 상기 박리판재를 연속적으로 박리시키는 제 5단계; 및
   상기 그립부에 가중되는 힘의 변화를 계면 접합력 측정부를 통해 측정하는 제 6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2단계 이후, 상기 고정판재에 결합된 상기 박리판재의 일단을 설정된 구간만큼 박리하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2단계에서, 상기 클래드 판재시편을 서로 겹치지 않도록 자유 롤러부에 권취하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제 5단계에서, 상기 그립부가 상기 박리판재를 박리하는 경우, 상기 자유 롤러부는 상기 롤러 고정부에서 회전하면서 길이방향으로 수평이동 하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법.
   
5. 제 1항에 있어서
   상기 제 5단계에서, 상기 박리판재를 상기 고정판재로부터 일정한 박리각으로 박리하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정방법.
   
6. 고정판재와 박리판재가 결합된 클래드 판재시편이 나선형으로 권취되는 원통 형태의 자유 롤러부;
   상기 자유 롤러부가 회전 및 길이방향에 수평하게 이동이 가능하도록 상기 자유 롤러부의 양 측단에 장착되는 롤러 고정부;
   상기 박리판재의 일단과 고정되고, 일정한 힘이 가중되면서 상향으로 이동하여, 상기 박리판재를 상기 고정판재로부터 박리시키는 그립부; 및
   상기 그립부와 연결되고, 상기 그립부가 상향 이동하면서 상기 박리판재의 박리 시, 상기 그립부에 가중되는 힘의 변화를 측정하는 계면 접합력 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 롤러부에 권취되는 시편은 상기 박리판재가 설정된 구간만큼 상기 고정판재로부터 박리된 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치.
   
8. 제 6항에 있어서,
   상기 클래드 판재시편이 서로 겹치지 않도록 자유 롤러부에 권취되는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치.
   
9. 제 6항에 있어서,
   상기 그립부가 상기 박리판재를 박리하는 경우, 상기 자유 롤러부가 상기 롤러 고정부에서 회전하면서 길이방향으로 수평하게 이동하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치.
   
10. 제 6항에 있어서,
    상기 그립부가 상향으로 이동되는 경우, 상기 그립부에 고정된 상기 박리판재는 일정한 박리각을 유지하면서 상기 고정판재로부터 박리되는 것을 특징으로 하는 클래드 판재의 계면 접합력 측정장치.
    

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