Improvement of impact strength of joints bonded with multi-layered property-graded pressure sensitive adhesive

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26630006
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 千明 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80235366)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 多層粘着剤 / 破壊じん性 / 結合力モデル / Traction-Separation rule / キャビテーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，粘着剤による接合部の強度向上を目指し，粘着性の確保と接合強度の両立を目際して，多層構造の粘着剤の特性を実験的に調べた．28年度は前年度に引き続き，多層粘着剤の力学的評価を実施した．具体的には衝撃打ち抜き試験機を用いて，粘着剤の衝撃強度を求めた．さらに，有限要素法によりその結果をトレースした．

低弾性率層が厚くなれば，破壊じん性は向上するものの，その増加は単調ではなく，半分程度の厚さがあれば，十分な値の得られることが分かった．これは，低弾性率層をあまり厚くすると，接合剛性が低下し好ましくないので，都合が良い結果となった．一方，低弾性率層の厚さが大幅に異なると，そのT-S ruleが顕著に異なることが確認された．低弾性率層が薄い場合，Traction自体は高いものの，Separationが小さいため，破壊じん性が低くなった．一方，低弾性率層が厚い場合は，Tractionが大幅に低下するものの，Separationが大きいため，破壊じん性が大きいものと考えられる．

衝撃試験の結果，多層粘着剤の耐衝撃性を向上させるためには，厚さにして約半分の高弾性率層の存在が好ましいことが分かった．この結果は．動的有限要素解析の結果と一致するため，妥当であると考えられる．この他，ナノバブルを封入し，衝撃負荷時にキャビテーションを誘発することによりに耐衝撃性を向上する手法を実験的に確認してみたが，今のところ，良好な結論は得られていない．