2023 Fiscal Year Annual Research Report
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
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21K03765
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高橋 航圭 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60619815)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 粘着現象 / はく離強度 / ピール試験 / 粘弾性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，粘着テープのはく離強度評価手法の確立に向け，粘着剤層とテープ基材がはく離力に及ぼす影響の解明に取り組んだ．前年度までに，超弾性ゲルシートを粘着剤層，鋼ピンと磁石の間の磁力を界面結合力に見立てた粘着テープ模擬サンプルのピール試験により，粘着剤層の寄与を定量化することに成功した．
そこで最終年度は，粘着剤層が伸長するはく離領域における応力分布を取得できる計測装置を開発し，ピール試験とプローブタック試験の関係を取得することに取り組んだ．ピール試験で計測されるはく離荷重は，プローブタック試験で計測される荷重－変位関係の積分値に相当すると言われており，これを検証するため，ピール試験のはく離領域における応力分布を抽出する装置を開発した．この試験機を用い，材質が同じで粘着剤層厚さ，テープ基材厚さが異なる粘着テープではく離領域における応力分布を比較した．
結果，粘着剤が伸び始めるはく離領域の先端部付近で応力が最大となり，それ以降の糸引き領域ではおよそ一定となる応力分布を取得することができた．応力の最大値は粘着剤層が薄いほど高くなり，プローブタック試験と同様の傾向を確認した．また，はく離領域の前方（粘着剤が伸び始める前の領域）では，テープ基材が厚いほど大きな圧縮力が生じることが示された．ピール試験のはく離力として計測されるのは，この圧縮力とはく離領域における引張力の和であることから，テープ基材が厚い場合には粘着剤の伸びによるはく離力が相殺されてしまい，テープの性能を過小評価しうることが明らかとなった．
以上より，本研究機関を通じた成果として，ピール試験のはく離力における粘着剤層厚さの寄与を粘着テープの模擬サンプルから，テープ基材厚さの寄与を応力分布計測装置から定量的に評価する実験手法を確立できた．
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