接着剤と接着試験方法
1引用 多くの理由で接着剤と接着試験が必要です。その中のいくつかは以下の通りです。 （1）性能比較（引張、せん断、剥離、曲げ、衝撃、クラッチ強度；耐久性、疲労、耐環境性、伝導性など）。 （2）各ロットの接着剤について品質検査を行い、基準要求を満たしているかを確認する。 （3）表面とその処理の有効性を検討する。 （4）予測性能に有用なパラメータ（硬化条件、乾燥条件、ラミネート厚さなど）を決定する。
実験は材料科学と工程の各方面において非常に重要であり、接着剤にとってより重要である。 試験は接着剤の自身の強度を測定するだけでなく、接着技術、表面クリーニング、表面処理の有効性、表面腐食、接着剤塗布、ラミネート厚さ、固化条件などの人々が非常に関心を持っている問題を評価することができます。
この章ではまず一般的に接着継手試験の種類を討論します。いくつかの比較的重要な試験だけを含んでいます。続いていくつかの学科分野に関連するASTMの方法と実践を並べます。SAE宇宙飛行局が推奨する方法（ARP/s）もあります。
2ストレッチ 単純引張試験は，荷重作用がコロイド面に垂直で，接着面中心を通る試験である。 ASTM D 897接着継手の引張強度試験方法はASTMにおいて接着剤に関する最も古い方法の一つです。 テスト用のテストピースと治具の製作を重視しなければなりません。設計が不適切なため、テスト時にエッジ応力が発生し、大きな応力集中があります。得られた応力データは種類別の接着面積または異形継手の強度を推計します。 したがって、D 897はD 2095（ストリップおよび円ロッド試験方法）によって代替されています。 この試作品はASTM D 2094（接着試験中の条型と円棒の試作品の調製）の標準に従って作成され、同心度の調整が容易である。 テストピースを正確に作成し、試験を行うと、より正確に引張接着強度を測定することができます。 引張り試験は接着剤を評価する最も一般的な試験であり、経験者が設計した継手であっても、加荷時に引張りの形が完全に保証されない。 ほとんどの構造材料は接着剤の引張強度より高い。 引張試験の利点の一つは、引張歪、弾性係数、引張強度などの最も基本的なデータが得られることである。
カリフォルニア工科大学のウェ謙斯とその同僚は引張試験の応力分布を分析しましたが、接着剤と被着物のモジュラスとが一致していない限り、応力は試験中の分布が不均一であることが分かりました。 この弾性率の違いは剪断応力が界面に沿って伝達することをもたらした。
3切り取り 単純せん断応力は接着面に平行に発生する応力である。 シングルバイパスのせん断テストはせん断を表すことができませんが、実用的で、簡単に作成できます。測定したデータは実用的な価値があり、再現性が良いです。
せん断試験は通常の試験（以下のいくつかの試験と比較して）であり、その試料の調製が容易であり、幾何学形状と操作条件は多くの構造接着剤に適用される。 引張試験と同様にせん断試験の応力分布も不均一であり、破壊応力は従来の方法で荷重を接着面積で除したものであり、ラミネートに耐える最大応力は平均応力よりもはるかに高く、ラミネートが受ける応力は純せん断とは異なる。 接着された「せん断」カプラの破壊形態は，接着層の厚さと被着物の剛性に関係し，せん断破壊を主として引張破壊を主とすることがある。
現在使っているせん断試験方法はASTM D 1002以外にASTM D 3163があります。ASTM D 1002と比べると、構造はほぼ同じです。厚さだけが違います。 この方法は接着剤がエッジから出やすい問題を解決した。 ASTM D 3165（積層複合の接着剤の引張せん断強度試験方法）は、試験片をどのように調製してサンドイッチ構造の引張せん断強度を測定するかを示している。 バイパスせん断試験の標準はASTM D 3528（バイパス接着継手の引張せん断強度試験方法）であり、その利点は力の比較的均衡であり、それによってシングルバイパス試験におけるクラッチ応力と剥離応力が減少することである。 しかし、新しい問題も持ってきました。テスト時には二つ以上のゴム層が同時に力を受けて、比較テストは複雑化する可能性があります。
圧縮せん断試験も一般的に用いられ、ASTM D 2182（金属による金属粘着圧縮せん断強度測定方法）は、試料とバイパスせん断の類似性と圧縮せん断試験装置について説明した。 ASTM D 905（接着継手圧縮せん断強度試験方法）は、木材（硬木など）のせん断強度を測定する試験である。 ASTM E 229はねじりせん断強度とねじりせん断係数を測定する試験である。 試験ピースが適合しており、加荷時の同心度が良好であれば、E 229において接着層はバイパスせん断試験応力分布よりも均一である。
4剥離 剥離試験は柔軟性接着剤が局所応力集中に耐える能力を測定するために用いられる。 剥離力は線上に作用すると考えられる。すなわち線受容力である。 被粘物が柔軟であればあるほど、接着剤の弾性率が高くなり、面受力が線受力に向かうため、応力が大きい。 力を受ける面積は、被粘着物と接着剤の厚さと弾性量に依存するため、推定が困難であるため、作用応力と破壊応力は線受容力であるニュートン/cm（N/cm）と考えられている。 薄片金属については粘種が広く用いられているのはT‐剥離試験（ASTM D 1886）である。 この試験では荷重が全部継手に伝わりますので、測定した剥離強度は他の形の剥離試験よりも低いです。
弾性体接着剤の剥離強度はラミネートの厚さと関係があり、ラミネートの厚みが増すにつれて接着剤はその弾性変形によって接着面積を増大させ、継手は同じ力を受ける時に引張り応力分布が広くなり、応力集中度も小さいので、剥離強度も比較的高い。 T‐剥離試験はよく使われる試験方法である。 この試験は主に2種類の柔軟性を測定する接着剤接着継手の剥離に対する抵抗力です。 テストピースの幅は25.4 mmで、厚さは通常0.5 mmで、長さは304.8 mmで、粘着部分の長さは228.6 mmだけです。 「Bell」剥離試験は25.4 mmの鋼製ローラーを固定半径で剥離し、試験ピースは薄い金属片（厚さ約0.355 mm）と他の試験中に塑性変形を生じない金属片（厚さ1.6 mm）とを接着して、T-剥離角度とは少し違って、測定した数値はT-剥離試験よりやや高く、試験の繰り返しが良い。 ASTM D 781は金属対金属製のドラムの剥離試験方法であり、直径100 mmの回転ドラムで固定された剥離半径を得る。 Bell試験とドラム試験に採用された装置はいずれも剥離角を安定させるために用いられているが、このような固定剥離半径の方法は、剥離半径が一定値であることを保証できない。 これらの2つの方法では金属に大きなエネルギーが消費されて変形が生じるので，一定の接着剤についてはT‐剥離試験よりも高い剥離強度が測定された。
ASTM D 3167は、接着剤浮動ローラの剥離強度を測定する試験である。 試験片はフレキシブルな被粘物と剛性の被粘物が接着してでき、半可撓性のある被粘体貼面が硬質基板に接着される剥離強度を測定するのに適しています。 この方法は検収とプロセス制御に特に有用であり、ASTM D 781（ドラム登り試験）のもう一つの選択可能な方法として使用できる。 この方法は剥離角度が大きいので、操作が厳しいです。
ASTM D 903は接着継手の剥離または引裂き強さの測定方法であり、これは標準1800の剥離試験であり、接着物の一は十分な柔軟性があるべきで、それを折りたたむことができる。 測定時に、より硬い基材（例えば、かなりの厚さの金属、プラスチック、ガラス、木材など）から柔軟性のある箔、膜または帯を剥離します。 この方法は主に接着テープ及びゴム、織物、フィルム等の弾性又は柔軟材料を剛性の接着物に貼り付ける剥離強度を測定するために用いられる。
5分割 クラッチと剥離は線が力を受けるので、端部から破壊が始まります。 接着物が十分厚いと、剛性が大きく、荷重が試験片の端に作用し、接着面に垂直であり、接着物に屈服変形が現れないと、継手破壊が突然発生します。 ASTM D 3807は工程用プラスチック接着剤のクラッチ剥離の測定方法を説明した。
6クリープ 接着構造は使用中の耐久性負荷，特に振動がある場合には，接着剤の耐クリープ性が非常に重要である。 ASTM標準にはクリープを測定する二つの方法がある。 ASTM D 2293は金属の接着圧縮せん断クリープ性能の測定方法であり、ASTM D 2294は金属の金属粘着引張せん断クリープ性能の測定方法である。 ASTM D 780はクリープ試験を行う標準的な実践であり、これは一般的な試験方法であり、単一のバイパス試験に対して一定の負荷をかけて、顕微鏡でラミネートエッジの細かなマーキングを監視し、時間とともに変化する変形量を記録する。 クリープは温度の影響を受けますので、測定は必ず恒温で行います。
7疲労 静的強度試験は多くの接着応用に対して接着を選択するのに有用であるが，応力の断続的な役割を含む悪い条件，すなわち疲労を含んでいない。 カプラの疲労とは、絶えず循環して変化する応力によって、カプラの強度が延長されて、破壊されるまで下がる現象です。 使用時に大きな振動を受けるジョイントは疲労に最も敏感なようです。 したがって、一つの接着継手が実際の部材に使用される前に、シミュレーション使用条件における疲労強度を測定する必要がある。 ASTM D 3166（粘着引張せん断疲労性能測定方法）は金属対金属継手に使用されているが、プラスチックの接着物に対しても使用されている。 すべてのテストピースはASTM D 1002シングルジョイント形式で、試験は専用の引張試験機で行います。このような試験機能は周期性または正弦波式負荷をかけます。 通常は1800週/min以上の状態で疲労試験を行い、交流応力中の最大応力Sを記録し、破壊された交流サイクル数Nの対数作図を行い、ジョイントのS-N疲労曲線を得ることができる。これも最も一般的な方法である。
8ショック 衝撃試験は主に接着剤の靭性を測定するために用いられます。すなわち接着剤が瞬間的に緩衝または外部力を吸収する能力を測定します。 根本的には、これらの試験は接着剤の加荷率に対する感度を測定するものです。 ASTM D 950（接着継手の衝撃強度試験方法）は、せん断試料が衝撃を受けたときの振り子試験方法を説明しています。 試験結果は、試験ピースが衝撃力によって破壊された場合の単位接着面積当たりの吸収エネルギー（KJ/m 2）で表します。 いくつかの試験機は重力加速衝撃法を採用しています。一連の重量を利用してテストピースに自由に落下します。この時、破壊荷重は重量に対して落下高さを乗じます。 他の先進的な計器は圧縮空気を利用して、負荷の作用時間を10-5 sに短縮します。
9耐久性 多くのASTM試験と実践はテストピースの耐久性を測定できますが、その中で最も重要なのはくさび試験です。 ASTM D 3762は、平接しのアルミニウム試験材料のラミネートにくさびを埋め込むことを紹介し、したがって、クラック先端領域に引張応力を発生させる。 その後，耐力試験ピースを湿式熱環境または他の要求される環境に曝露した。 その後，亀裂は時間とともに増加し，破壊タイプを判断した。 この試験は基本的に定量的であるが，被着物の表面処理パラメータと接着剤の環境耐久性については区別して扱うべきである。
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