ローラードラム剥離試験治具（ASTM D3167

型番：WTF-RD（ステンレス製）

IMG_2767

図1：標準的なローラードラム

浮遊ローラー剥離試験（ローラードラム剥離試験と呼ばれることもある）は、1973年にASTMによって初めて標準化されました（参考文献1）。 その規格に記載されているように、この試験は受入試験や工程管理試験に価値があり、その治具が利用できない場合は、クライミングドラムピール試験法（文献2）の代替法として使用することができる。(クライミングドラム剥離試験治具は、Wyoming Test Fixtures, Inc.からモデルWTF-CDとして入手可能である。 クライミングドラム剥離試験治具 のページをご覧ください)。ただし、ローラードラムピール試験は、クライミングドラムピール試験よりも剥離の角度が大きいため、より厳しい試験となります。

図1の写真には、完成した治具の2つの図が示されています。この治具は、ピボットアダプターに見える0.5"-13UNCネジ穴を介して、引張試験機のクロスヘッドに取り付けます。直径1インチの試験片支持ローラー2個は、摩擦を最小限に抑えるためにブロンズ製のブッシングを備えており、底部にあります。

標準的なラミネート試験片は、幅0.5インチ、長さ10インチ以上で、一端にある柔軟な被着体の2インチの延長部分を含み、試験機の底面で把持されます。他の試験片の幅も、治具の1インチ幅の容量までは使用可能です。積層体は、柔軟性のある被着体が剛性のある被着体に接着されています。それぞれの被着体の必要な厚さは、使用する材料の種類によって異なりますが、厚さが指定されていない場合、ASTM規格では、柔軟性のある被着体は0.025インチ、剛性のある被着体は0.064インチが推奨されています。ただし、試験中に硬い被着体が過度に曲がらないことが重要な条件です。

典型的には、下のスケッチに示されているように、幅の広いパネル（ASTM規格では3インチの幅が推奨されています）を製作し、そこから個々の0.5インチ幅の試験片を切り出します。次に、柔軟な被着体の2インチの延長部分を、図2に示した方法で、試験片を固定具に挿入する前または挿入中に曲げます。 そして、この延長部の少なくとも1インチを、試験機のベースに取り付けられた標準的な引張グリップで掴みます。可撓性のある被着体を剛性のある被着体から剥がすのに必要な、試験片の単位幅あたりの平均力が測定量となる。

試験片の準備、試験手順、データ解析の詳細はASTM D3167に記載されており、図2のスケッチはそこから引用されています。 また、参考文献3には、有用な手続きに関する追加情報と考察が掲載されています。

ローラードラムピールテストフィクスチャー_1

図2：ASTM D3167による試験片の製作と設置の詳細。

ASTM標準治具は、最大1インチ幅の試験片、最大0.3インチ厚の硬い被着体、最大0.2インチ厚の柔軟な被着体に対応します。

必要に応じて、より大きな非標準的な試料を収容するために、特別な固定具を設計・製造することができます。その例をFig.3に示す。右側の特別な固定具は、最大1.75インチ幅の試料を収容できる。

ローラードラムピールテストフィクスチャ_2

図3：標準サイズのローラードラムピールテスト用治具（左）と1.75インチ幅の治具（右）。

特殊サイズの治具のもう一つの例は、図4の左に示したもので、右は標準サイズの治具である。 この特別な固定具は、最大4インチ幅の試料を収容することができる。 もちろん、必要なサイズの特別な固定具を製作することも可能である。

IMG_4320

図4：左が4インチ幅の特殊な照明器具、右が標準的な照明器具。

Boeing社は、Boeing Specification Support Standard BSS 726 (Reference 4)で紹介されているように、ローラードラムピールテストフィクスチャの改良版を開発しました。 金属対金属の接着試験用と銘打っていますが、複合材積層板間の接着試験にも使用されています。その治具を図5に示す。

IMG_3789

図5 ASTM D3167を改良したローラードラム（フローティングローラー）剥離試験治具（Boeing Standard BSS 7206）です。

ASTM標準治具からの基本的な変更点は、直径1インチの2つのメインローラーの間に、直径3/8インチの中間サポートローラーを追加したことである。また、この治具は前面が開放されており、試験片の設置が容易になっていることにも注目してください。標準試験片は、幅1インチ、長さ14インチで、試験片の一端は2インチが未接着です。試験手順は、基本的にASTM標準治具の場合と同じです。

IMG_4136

図6：カスタムRD 90度剥離試験治具（BS EN 1372）を左に、標準治具を右に示す。

追加情報のソース。

1) ASTM Standard D 3167-03 (2003; Reapproved 2004), "Floating Roller Peel Resistance of Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (初版は1973年).

2) ASTM Standard D 1781-98 (1998; Reapproved 2004), "Climbing Drum Peel Test for Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohoken, Pennsylvania (初版は1960年).

3) T.J. Whitney and D.R. Askins, "Determination of Minimum Adherend Thickness for Climbing Drum and Floating Roller Adhesive Tests," Report WL-TR-91-4086, Wright Lab., Wright Patterson AFB, Ohio, January 1992.

4) Boeing Specification Support Standard BSS 7206, "Peel, Metal to Metal, Adhesive Bonded," The Boeing Company, Seattle, Washington, Originally issued September 1974, Revised April 1986.