どちらも、接着接合部が引き離されることに、どれだけ耐えるかを測りますが、力の方向がまったく異なります。せん断強さは、接着面と平行に働き、2つの面を互いにずらそうとする力に対する抵抗を測り、応力は、接着面積全体に分散します。はく離強さは、接着部の端の1辺を持ち上げようとする力に対する抵抗を測り、応力は、まさに分離している点の細い線に集中します。
核となる違い
| 特性 | はく離強さ | せん断強さ |
|---|---|---|
| 力の方向 | 接着部から離れる方向に、角度をつけて(通常90°または180°)持ち上げ、通常は端から始まる | 接着面と平行で、面を互いにずらそうとする |
| 応力の分布 | はく離している端に集中 | 接着面積全体に分散 |
| 被着材の要件 | 少なくとも1つの被着材が、柔軟である必要がある | 被着材は、通常、剛性がある |
| 一般的な単位 | 単位幅あたりの力(N/25mm、lb/in) | 接着面積あたりの力または応力(MPa、psi) |
| 一般的な試験 | 90°はく離、180°はく離、Tはく離 | 重ね合わせせん断、静的せん断(ねじり試験) |
| 重要となる用途 | テープ、ラベル、フィルム、柔軟なラミネート | 構造用接合部、金属同士の接着 |
簡単なイメージの仕方
せん断は、ステッカーを持ち上げずに、表面の上で横にずらすようなもので、接触面全体が一緒に、その動きに抵抗します。はく離は、その同じステッカーの角をつかんで、引き上げるようなもので、接着部は、最初に持ち上げた場所から「ファスナーのように開き」、どの瞬間にも、接着剤の細い線だけが抵抗しています。
全体像:接着接合部にかかる5種類の応力
せん断とはく離は、応力が接着接合部に、一般的に負荷をかける5つの方法のうちの2つです。
- せん断 — 接着面と平行な引っ張りで、面積全体に分散
- 引張 — 接着面に垂直に、そこから離れる方向への引っ張りで、面積全体に分散
- 劈開(クリベージ) — 2つの剛性のある被着材の間の、端に集中する応力
- はく離 — 少なくとも1つの被着材が柔軟な端に集中する応力
- 圧縮 — 引張の反対で、接着面に垂直に、内向きに押す力
劈開とはく離は混同しやすく、どちらも応力を端に集中させますが、劈開は、両側に剛性のある被着材を前提とし、はく離は、少なくとも一方が柔軟であることを前提とします。ほとんどの製品設計の判断では、せん断とはく離が、実際に指定される2つの数値です。
せん断強さだけで接着剤を判断できない理由
接着剤は、せん断強さが高く、同時に、はく離強さが低いことがあります。つまり、接着面と平行にかかる荷重の下ではしっかり保持しますが、何かが端を持ち上げ始めた瞬間に、簡単に破損します。これは、最も一般的な選定ミスの1つで、その用途で、接合部に端からのはく離荷重がかかるかどうかを確認せずに、高いせん断の数値で接着剤を選んでしまうものです。設計に、柔軟な被着材や、端が持ち上げられるリスクがある場合は、はく離強さを独立して確認する必要があり、良いせん断の数値は、良いはく離の数値を意味しません。
用途にとってどちらが重要か
- 構造用接着、金属パネル同士の接合、荷重を支える接続 — せん断強さが、最も重要な数値です。
- テープ、ラベル、フィルム、軟包装、端から持ち上げられる可能性のある、柔軟な被着材を持つもの — はく離強さが、最も重要な数値です。
- 剛性のある荷重経路と、柔軟な/露出した端の両方を持つもの — 両方を確認してください。2つの数値のうち1つしか報告しない接着の仕様は、不完全な全体像しか与えません。
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