ASTM D903、接着材料の剥離強度またははがし強度に関する定義ガイド

接着剤の剥離試験、またはストリップ試験の方法

筆者:Charlie Pryor

ASTM D903は、幅広い産業分野のさまざまな用途で使用される接着剤で接合された材料の剥離特性を評価するために使用される一般的な引張試験です。ASTM D903で試験される材料には、プラスチックフィルム、粘着ラベル、防水材などがあります。このガイドは、ASTM D903試験の基本的な要素について、必要な試験装置、ソフトウェア、試験片の概要などをご紹介します。ASTM D903に沿った試験を計画している場合は、このガイドは規格全文に相当しないことをご理解ください。

ASTM D903試験の課題:

  • 規格に準拠した計算を報告する
  • ピークとトラフを捉えるのに十分なデータレート
  • さまざまな厚さの材料をグリップする方法
  • 試験時のスリップを解消

 

ASTM D903

ASTM D903試験を実施する理由

ASTM D903の試験は、主に研究開発目的で行われます。この試験の標準的な調整期間は7日間なので、品質管理としてこの方法を使用することは困難です。ほとんどの場合、ASTM D903試験は、最良の接着特性をもたらす接着剤の分離化学組成を評価するために実施されます。

試験片と試験片の調整

ASTM D903に準拠した試験を行うには、接着剤を1インチ×12インチにカットして試験片を作成する必要があります。その後、フレキシブル基板またはリジッド基板から180°の角度で、152.4 mm/分または6 in/分の剥離速度で試験片を剥離します。試験材料は予想される引張に耐えられるような厚さが必要ですが、厚さは3 mm(1⁄8インチ)以下でなければなりません。可能であれば、試験片の標準的な厚さは、金属の場合は1.6 mm(1/16インチ)、プラスチックの場合は1/16インチ、木材の場合は1/8インチ、ゴム化合物の場合は1.9 mm (0.075インチ)とします。柔軟な試験片が荷重を受けて伸びることがわかっている場合、同じ荷重を受けても伸びることが予想されない、より剛性の高い基板を使用することが重要です。

すべての試験片は、試験前に調整する必要があります。ASTM D903の標準的な調整では、監視下の湿度と温度に試験片を7日間さらすことが要求されています。接着剤によっては、材料によって不要とみなされる場合には、調整期間を短縮することもできます。試験片が調整環境を出た後に即座に試験を実施する必要があります。

ASTMD903試験片の装着

試験システム

試験中のピークとトラフの記録には高いデータ取得率が必要となるため、Bluehill Universalを搭載したインストロン6800シリーズ試験機を推奨します。6800シリーズの試験機は、最大5 kHzまでのデータ取得速度を実現できます。接着剤で接合された試験片の試験に最適な試験機は、68SC-1システムです。68SC-1システムは十分な変位を確保でき、最大荷重は1 kN(225ポンド)です。これは、ほとんどのASTM D903試験片に適しています。試験片がこの容量を超えると予想される場合は、より高容量の6800シリーズ試験機が必要になる場合があります。試験を簡素化するため、Bluehill Universalの接着剤モジュールにはASTM D903試験メソッドがあらかじめ組み込まれています。

ASTM D903 Bluehill Universal

グリップオプション

ASTM D903試験で最も一般的なグリップソリューションは高性能ねじ式グリップですが、このタイプの試験には空気圧式グリップが好ましい選択肢です。空気圧式グリップは、空気圧を調整してグリップに送ることができますが、高性能ねじ式グリップは、試験片ごとに手動で締め付ける必要があります。

これらのグリップソリューションは、特許取得済みの「クイックチェンジ」フェース設計を採用しており、材料のニーズに合わせてフェースを簡単に交換することができます。フェースはヤスリ目、ゴム、フラットなどが一般的ですが、試験する試験片によって使い分けがされています。ヤスリ目のフェースは強力すぎて、フェースが早期破断を引き起こすことがあります。一方、ゴムやフラットフェースでは、試験片が滑ったり、押し出されたりすることがあります。

2712-052
250 N モデル | 2712-052
2610-112
500 N モデル | 2710-112

この試験で得られる結果の種類

ASTM D903では、5つのピーク値とトラフ値の平均値における平均荷重と、総合的な剥離強度を測定します。また、試験中に発生した破壊の種類も、解析のために記録しておく必要があります。

ASTM D903 Bluehill Universal

試験を成功させるためのヒント

ASTM D903に準拠した接着剤の試験を行う際には、高いデータ取得率を維持することが重要です。データ取得率が低いとシステムが「鈍化」し、試験中のピーク値とトラフ値を見逃してしまい、結果として平均強度値が低くなってしまう可能性があるからです。インストロンの6800シリーズシステムのデータ速度は5 kHzと高速なので、可能な限り多くのデータを取り込み、精度の高い計算を行えます。

厚い基板に薄い被着体を試験する場合、グリップに試験片を置くと、ロードストリングにオフセットが発生することがあります。高性能ねじ式グリップを使用するとフェースを調整することができ、被着体のオフセットを調整して試験片の位置ずれを防ぐことができます。




ASTM D903 Test Setup
Tensile Grips
Alignment Plate
Rigid Substrate
Specimen
ASTM D903 specimen placement
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