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接着試験工程における接着剤の役割

参考とした製品

このテクニカルノートの主な内容は、ドリーと接着剤、コーティング剤と接着剤の界面で強固に接着するための接着剤の選択、準備、塗布の重要性を説明することです。

粘着剤の選定と塗布

付着性試験の基本的な目標は、塗膜の破壊を発生させることである。 試験対象の塗膜は、基材と塗膜の間の界面破壊や、多層塗布の場合は個々の塗膜の間の界面破壊を起こすことがあります。 また、塗膜は、特定の層内で凝集破壊を起こすこともあります。 理想的な接着剤は、ドリーと接着剤、接着剤と塗膜の両方の界面において、試験対象の塗膜の破壊点よりも強い接着力を発揮するものです。 これにより、すべての引張試験結果が有効で意味のあるものになります。 

また、接着剤が塗膜の特性に目に見える変化を与えないことを確認するために、接着剤を塗膜上で事前にテストすることが重要です。 このテストは、接着剤を完全に混合し、塗膜に塗布してから接着剤が完全に硬化するまでの間に行うのが理想的です。 コーティングの特性に何らかの変化が生じると、結果が無効となる可能性があります。 当社のラボテストでは、一部の強力な接着剤が特定の塗膜を十分に弱め、その接着強度を低下させることが実証されています。 あるケースでは、接着剤がコーティング剤と反応し、新しいコンパウンドが完全に硬化した後にその接着強度が増加したように見えました。 

の開発サイクルを通じて、いくつかの実験が行われました。 PosiTest 粘着テスター. これらの結果と結論の一部は,このテクニカルノート全体を通して参照されている. これらの結果を定量化し、この記事の執筆を容易にするために、追加の実験が開発・実施されました。

アラルダイト接着剤を選択する際の注意点

硬化時間 - ほとんどの用途で推奨されるアラルダイト2011の硬化時間は24時間です。 ある実験では、24時間の硬化後に24個のドリーを引っ張り、さらに5日間の硬化後に24個のドリーを引っ張りました。 その結果、24時間後の平均接着力は2706psi、5日後の平均接着力は2729psiと、非常によく似た結果が得られました。このわずかな増加は統計的に有意ではなく、使用したアラルダイト2011が予想される24時間以内に最大接着強度を達成することができたことを示すのに役立っています。

作業寿命 - アラルダイト2011は室温で2時間の作業寿命を持ち、大規模な作業でドリーを置くのに役立つ可能性があります。

硬化温度 - アラルダイトの最小硬化時間は、硬化温度が68Fから302Fに上昇すると、15時間から5分に短縮される場合があります。 注意:熱を加えると、塗膜や基材との結合に影響を与えることがあります。

混合比 - 2液性エポキシを混合する際には、樹脂と硬化剤の混合比を守ることが重要です。 アラルダイト接着剤チューブに組み込まれた単一のプランジャーは、混合比を制御するために理想的です。 混合プロセスは、これらの量に影響を与える可能性がある閉塞がないことを確認するために、ユーザーの注意が必要です。 また、気泡や周囲の環境からの不純物を避けながら、樹脂と硬化剤を十分に混合することが重要です。

エポキシ樹脂の厚み - 製造元の指示に従い、アラルダイト2011の理想的な塗布厚みは2~4ミルです。 この厚みは、通常、ドリーの表面にエポキシ樹脂をたっぷりと塗布することで得られます。 ドリーの表面にエポキシ樹脂をたっぷり塗布し、滑らかになるまで塗り広げ、ドリーを慎重に載せてまっすぐ押し下げると、ドリーは目標の接着剤厚の範囲内で水平になる傾向があります。

取扱強度 - アラルダイト 2011 は、取扱強度が完全になるまで 7 時間待機します。このため、部分的に硬化するまでは、テープなどを使って台車を塗膜に固定する必要がある場合があります。

エポキシ樹脂の取り扱いと保管に関する情報 - 混合のための材料温度、使用間の保管温度、保存期間もアラルダイト接着剤を使用する際の重要な考慮事項です。 

予期せぬ故障や早期の故障が発生した場合は、使用中の接着剤とその塗布工程を見直し、変更することが重要である。

難接着面

他の側面とは別に、コーティングそのものが接着剤選択の決め手となる場合もあります。 デフェルスコのカスタマーサンプルプログラムでは、様々なアプリケーションをお預かりしています。 

透明なポリカーボネートの上に薄い UV コーティングを施したサンプルをテストしたところ、アラルダイトエポキシは 20% しかコーティングを剥がすことができず、80% の接着コーティングの失敗が発生しました。 この不具合は400psi付近で発生しました。 アラルダイトをロックタイト・ガラスボンディング接着剤で代用したところ、引き剥がしは100%、強度は600psiとなりました。

別のサンプルでは、アルミニウム上にテフロンのような滑らかなコーティングを施し、アラルダイトエポキシと他のいくつかの接着剤は100 psi以下で接着剤コーティングが100%失敗しました。Loctite Glass Bonding接着剤は1500psi以上で部分的に剥離することができましたが、その再現性は直接推奨するには十分ではありませんでした。 ユーザーへの推奨は、接着剤メーカーと協力して、この用途により適した代替品を得ることでした。

キュアタイムの短縮

シアノアクリレートは、一般に「クレイジーグルー」と呼ばれる一液性の接着剤で、従来の二液性エポキシに代わるものとして、多くのお客様から問い合わせをいただいています。 シアノアクリレートは、その速い硬化時間、アプリケーションの容易さ、および比較的強力な凝集力で最もよく知られています。 最大の欠点は、ドリーと接着剤の界面およびコーティングと接着剤の界面の両方で、接着強度が高くなると接着不良が発生する傾向があることです。 しかし、特定の低接着強度の用途では、許容範囲内であり、好まれる場合もあります。

シアノアクリレートのような速硬化性接着剤(作業寿命は数時間から数分で測定)であっても、硬化時間を長くすると接着強度が著しく増大することに留意する必要があります。 ノルウェーで行われたある実験では、4種類のシアノアクリレートが、室温で1時間から5時間まで硬化時間を延長すると、接着強さが著しく増大することが示されました。 その増加率は7~21%でした。 また、シアノアクリレート間のばらつきは、硬化時間が長くなるにつれて小さくなる傾向がありました。

結論

アラルダイト2011は業界で認められた多目的接着剤として推奨されていますが、アプリケーション固有の接着試験要件に最も適した接着剤を選択することはユーザー次第です。 選択した接着剤がコーティングに反応しない場合、接着不良の大部分が個々のコーティング層、コーティング層間、またはコーティングと基材との間に限定される限り、それは許容範囲内の選択肢です。

国立技術研究所の接着試験報告書、ノルウェー、1996年

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