接着の基礎と応用

接着剤や粘着剤は、建築・土木、半導体素子を初めとする電子材料、自動車など身の回りの製品に広く活用され、航空・宇宙、再生医療分野でも高性能かつ使いやすい接着剤の開発競争が進んでいる。 　また、トルエン、ベンゼン、フロン類などの揮発性有機化合物を排出しない接着剤、解体性接着剤、バイオソース接着剤など、環境に優しい接着技術も求められている。 　本セミナーでは、接着について原理、長所・短所 (他の接合法との比較) など、接着剤の種類について成分、形態、固化・接着方法、機能、特性などから分類して、各々の特徴をわかり易く説明する。また、接着部に生じる内部応力 (残留応力) や接着強度評価、良く生じる不具合の改善策について述べる。更に、接着の実作業においてポイントになる点についても紹介する。製造メーカで設計、製造業に携わる技術者にとって有益なセミナーであると考える。

1. 接着技術の概要
   1. 接着技術の概要
   2. 接着剤の粘弾性特性
      1. 弾性体、粘性体および粘弾性体
      2. 粘弾性体の応力緩和
2. 接着技術の歴史
3. 接着の原理
   1. 機械的結合
   2. 物理的相互作用
   3. 化学的相互作用
   4. その他の要因
      1. 静電気
      2. 相互拡散
   5. 濡れ性
4. 接着の長所と効果
   1. 接着の長所
      1. 接着と各種接合法の比較
      2. 静的強度の比較
      3. 疲労強度の比較
   2. 接着の効果
5. 接着の欠点と対策
   1. 接着の欠点
   2. 欠点に対する対策
      1. 複合接着接合法
      2. クリープ対策
         1. クリープ現象
         2. 対策
            • 複合接着接合法の活用
            • クリープを防止する構造 (例1)
            • クリープを防止する構造 (例2)
6. 接着剤の分類
   1. 成分による分類
   2. 接着剤の形態による分類
   3. 接着剤の固化・接着方法による分類
   4. 接着剤の機能による分類
   5. 接着剤の強度や硬さによる分類
      1. 構造用接着剤、準構造用接着剤
         1. エポキシ系接着剤
            • エポキシ系接着剤の特徴
            • 1液型エポキシ系接着剤の注意点
         2. アクリル系接着剤 (SGA)
         3. ウレタン系接着剤
      2. エンジニアリング接着剤
         1. 嫌気性接着剤
            • 嫌気性接着剤の特徴
            • 嫌気性接着剤の長所・短所
         2. 光硬化性接着剤
            • 光硬化性接着剤の概要
            • 繰り返し使える光硬化性接着剤
         3. 瞬間接着剤 (シアノアクリレート系接着剤)
            • 瞬間接着剤 (シアノアクリレート系接着剤) の特徴
            • 白化現象
      3. 柔軟接着剤・粘着テープ
         1. シリコーン系接着剤
         2. 変性シリコーン系接着剤 (弾性接着剤)
         3. 粘着テープ (両面テープ:感性接着テープ)
   6. 各種接着剤の特性比較
7. 接着部の評価
   1. 接着強度の評価
      1. 接着部に加わる力の方向
      2. 接着強度の評価方法
      3. 接着結合部の破壊形態
   2. 接着剤の硬さおよび伸び
      1. 接着剤の硬さ・伸びと接着強度の関係
      2. 接着剤の靭性
   3. 接着強度に影響する因子
      1. 接着層の厚さが接着強度に及ぼす影響
         1. 接着層が厚いとせん断引張強度が低下する原因
         2. 接着層が厚くなるとはく離、衝撃強度が大きくなる理由
      2. 接着強度の温度特性
      3. 重ね合わせ長さがせん断強度に及ぼす影響
      4. 接着部の曲がりの影響
      5. その他の因子の影響
         1. 板の厚さ
         2. 板の弾性率
         3. 接着層の厚さ
         4. 接着剤の弾性率
         5. 継手形状の影響
8. 内部応力 (残留応力)
   1. 接着剤の硬化収縮力
   2. 加熱硬化後の熱収縮応力
   3. 使用中の温度変化による熱応力
   4. 吸水膨潤応力
   5. 被着材の変形による応力
   6. 内部応力の評価
      1. 応力を直接求める方法
         1. バイメタル法
         2. 内部応力測定装置を利用する方法
      2. 有限要素解析 (FEM) による方法
         1. 接着剤の硬化過程における硬化収縮率の経時変化の測定
         2. 接着剤の硬化過程における弾性率の経時変化の測定
         3. 硬化後の接着剤の弾性率と線膨張係数の測定
         4. 内部応力の評価
9. 内部応力に起因する接着部の不具合と改善策
   1. 異種材料の接着
      1. 接着部が平面状の場合
         1. 加熱硬化接着における熱応力
         2. 室温硬化後の温度変化による熱応力
         3. 内部応力を低減させる改善策
      2. 勘合接着の場合
         1. 線膨張係数が大きな軸部品と線膨張係数が小さな穴部品の加熱硬化接着
         2. 線膨張係数が大きな穴部品と線膨張係数が小さな軸の室温硬化接着
   2. 接着剤の塗布量と塗布位置
      1. 接着剤のはみ出し
      2. 接着剤の塗布位置、量のアンバランスによる部品の位置ずれ
      3. 勘合接着におけるクリアランスのアンバランス
   3. 接着部の構造
      1. 接着層の厚さ
      2. はめ込み部品での浮き上がり
      3. 接着の位置決め構造の影響
   4. 接着剤の短時間硬化
      1. 接着剤の急速硬化
      2. 後硬化による安定化
10. 接着設計技術と構成要素
    1. 接着設計技術
    2. 接着設計技術の構成要素
11. 接着剤の選定
    1. 欠点の観点からの候補接着剤の種類の絞り込み
    2. 使用上の注意点・管理のポイントからの接着剤の絞り込み
    3. 選定した接着剤の適性評価
       1. 実際に近い工程での簡易評価
       2. ダミーサンプルによる評価
       3. 試験片によるデータ取得
12. 接着の実作業時の注意点
    1. 表面の凹凸
       1. 部品の表面の凹凸による欠陥
       2. 凹凸を埋める方法
    2. プライマー塗布
       1. プライマー、カップリング剤、アクチベータ
       2. プライマーの塗布量
       3. プライマーを薄く塗布する方法
    3. 接着時の加圧
       1. 接着層の厚さの一定化
       2. 平らでない部品の加圧力
    4. 硬化時の留意点
       1. 加熱硬化時の緩やかな昇温
       2. 湿気硬化型接着剤の湿度管理
    5. 接着剤の管理
       1. 接着剤の受け入れ
       2. 接着剤の保管
       3. 接着剤の取り出しと開封
       4. 使用後の接着剤の再保管
    6. 特殊工程の作業
       1. 特殊工程
       2. 特殊工程での品質確保
       3. 品質を担保する記録
• 質疑応答