粘着界面のはく離メカニズムに基づくはく離強度評価指標の確立

基于胶粘剂界面剥离机理的剥离强度评价指标的建立

基本信息

批准号：
21K03765
负责人：
高橋航圭
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03765/
关键词：
粘着現象はく離強度ピール試験粘弾性粘着

项目摘要

今年度は，粘着テープのはく離力における粘着剤層と被着体の界面力，ならびに粘着剤層の伸縮における粘性散逸の寄与を個別に取得するための模擬サンプルではく離試験を行った．模擬サンプルは，超弾性ゲルシートの一面にPETフィルムを貼り付け，逆側の面に鋼ピンを敷き詰めて貼り付けたものである．鋼ピン側をネオジウム磁石に磁力で接着し，PETフィルムを引き上げてはがす際のはく離力を測定した．これにより，鋼ピンとネオジウム磁石の間に働く磁力を界面力，ゲルシートの伸縮を粘着剤層の粘性散逸として表すことができる．また，比較のためにPETフィルムに鋼ピンを直接貼付け，界面力だけが生じるサンプルも作成することで，はく離力におけるゲルシート層の寄与を算出した．結果，鋼ピンとPETフィルムの間にゲルシートが挟まれているサンプルの方が高いはく離力を示し，はく離力におけるゲルシート伸縮の寄与を実測することに成功した．そこで，ゲルシートの伸縮で消費される散逸エネルギーを直接的に取得するため，ゲルシート単体で負荷除荷試験を行った．この実験で負荷と除荷はほとんど一致したことから，ゲルシートに粘性成分ほとんどなく，超弾性体と見なせることが明らかになった．つまり，ゲルシートの伸縮が及ぼすはく離力への寄与は，粘性散逸ではなく弾性ひずみエネルギーだったことになる．そこで，はく離試験におけるゲルシートの変形量をマイクロスコープで観察し，負荷除荷試験の結果を利用してひずみエネルギーを算出した．その結果，ゲルシートの有無におけるはく離力の差異と同程度の大きさとなり，今回の実験からはく離力における粘着剤層のひずみエネルギーの寄与を実証することができた．

今年，我们对模拟样品进行了剥离试验，分别得到了胶粘剂层与被粘物之间的界面力对胶带剥离力的贡献，以及由于胶带膨胀和收缩引起的粘性耗散的贡献。粘合层。模拟样品是在超弹性凝胶片的一侧粘贴PET薄膜，另一侧粘贴钢钉制成。将钢销侧磁力吸附在钕磁铁上，测定拉起并剥离PET膜时的剥离力。因此，作用在钢销和钕磁铁之间的磁力可以表示为界面力，凝胶片的膨胀和收缩可以表示为粘合剂层的粘性耗散。此外，为了进行比较，我们制作了一个将钢钉直接固定在 PET 薄膜上仅产生界面力的样品，并计算了凝胶片层对剥离力的贡献。结果，将凝胶片夹在钢销和PET薄膜之间的样品显示出更高的剥离力，并且我们成功地实际测量了凝胶片膨胀和收缩对剥离力的贡献。因此，为了直接获得凝胶片膨胀和收缩所消耗的耗散能量，我们单独对凝胶片进行了加卸载试验。在本实验中，加载和卸载几乎相同，这表明凝胶片几乎没有粘性成分，可以认为是超弹性体。换句话说，凝胶片的膨胀和收缩所施加的剥离力的贡献不是粘性耗散而是弹性应变能。因此，使用显微镜观察剥离试验期间凝胶片的变形量，并使用加载和卸载试验的结果计算应变能。结果，剥离力的差异与有和没有凝胶片的剥离力的差异相当，并且通过该实验，我们能够证明粘合剂层的应变能对剥离力的贡献。