接着剤・接着接合部の耐久性/信頼性評価技術と設計への活かし方、トラブル対策

接着の原理、接着剤の選定法、表面処理法など基礎的なことを解説するとともに、接着剤を用いない異種材料接合法、接着部の応力・強度評価法、最適接合部の設計法、安全率設定法、耐久性評価と寿命予測法、および疲労強度の評価技術について詳述し、接着トラブルの原因別分類と対策についても解説する。

1. 接着の原理
   1. 化学的接着説
   2. 機械的接合説 (アンカー効果)
   3. からみ合いおよび分子拡散説
   4. 接着仕事
   5. シーリング材の接着力発現の原理と役割
   6. 粘着剤の接着力発現の原理と役割 (どのようなものが粘着剤になり得るのか)
2. 各被着材に適した接着剤の選定法
   1. Zismanの臨界表面張力による接着剤選定法
   2. 溶解度パラメータ (SP値) による接着剤選定法
   3. 被着材と接着剤との相互の物理化学的影響を考慮した接着剤選定法
3. 接着剤の種類、特徴および最適接着剤の選定法
   1. 各接着剤の種類と特徴 (耐熱航空機構造用接着剤 エポキシ系接着剤
      • ポリウレタン系接着剤
      • アクリル系接着剤 (SGA)
      • 耐熱性接着剤
      • 吸油性接着剤
      • ゴム系接着剤
      • 紫外線硬化形接着剤
      • 弾性接着剤
      • シリコーン系接着剤
      • 変成シリコーン系接着剤
      • シリル化ウレタン系接着剤
      • ポリオレフィン用接着剤
   2. 接着剤の耐薬品性および耐候性について
   3. 各種接着剤の剪断および剥離接着強度特性
   4. 選定のための接着剤性能表および接着剤選定早見表
   5. 各種被着材に適した接着剤の選び方
   6. 各種シーリング材の性能および用途
   7. 新構造材料技術研究組合ISMA による接合技術開発状況
      • 構造材料用接着技術の開発
4. 被着材に対する表面処理法の選定法
   1. 各種表面処理法およびその特徴
   2. 金属の表面処理法
   3. プラスチックの表面処理法
   4. プライマー処理法
      • 付録 種々の接着剤の各種条件 (米国連邦規格) における接着強度と変動係数
5. 最新の異種材料接合法およびその実用化例
   1. 金属の湿式表面処理-接着法
   2. 金属の湿式表面処理-樹脂射出一体成形法
   3. 被接合材表面のレーザー処理-樹脂射出一体成形法
   4. 金属-樹脂のレーザー接合法
   5. 金属-樹脂の摩擦接合法
   6. 溶着法 (電気抵抗溶着/高周波誘導加熱/超音波接合/熱板融着)
   7. 分子接着剤利用法
6. 接着継手形式および接着部に加わる外力の種類
   1. 接着接合の長所と短所
   2. 各種接着継手形式
   3. 接着部に加わる外力の種類
7. 各継手の応力分布および強度評価
   1. 重ね合せ継手の弾性および弾塑性FEM応力解析による破壊条件の検討例
   2. CFRTP重ね合せ接着継手の引張剪断試験結果に対するCZM法による解析事例
   3. 重ね合せ継手の接着層厚さと接着強度との関係 (接着層が厚いほど強度が小さくなる理由)
   4. スカーフ継手および突合せ (バット) 継手の特徴、応力分布および破壊条件
   5. 接着接合部における特異応力場の強さを用いた接着強度の評価事例
      (接着層厚さの異なるバット継手および単純重ね合せ継手の強度評価事例)
   6. 剥離応力の解析例/可撓性被着材の剥離による応力分布/剥離角度による応力分布の変化に関する解析/接着層が厚い方が剥離強度が増加する理由
   7. スポット溶接-接着併用継手の応力解析例 (併用により強度が向上する理由)
8. 最適接合部の設計
   1. 強い接着接合部を設計するための一般的留意事項
   2. 接着接合部の設計/T継手の接合構造/ハット形補強材の接合構造/剥離力への対応策
9. 所定年数使用後の接着接合部に要求される故障確率確保に必要な安全率の計算法 (ストレス-強度のモデル)
   (直ちに計算できるEXCEL関数計算シート提供)
   1. 正規分布について
   2. ストレス (負荷応力) が変動する場合の接着継手の故障確率の確保のために必要な安全率の決定法^
   3. 実構造物に発生するストレスの変動係数の測定法および必要な故障確率を確保するための方法
   4. 接着強度の変動係数実測値
   5. ストレス (負荷荷重) の変動係数の実例
10. 接着接合部の劣化の要因ならびに加速試験と加速係数 (加速試験条件の決定方法)
11. アレニウス式 (温度条件) による劣化、耐久性加速試験および寿命推定法 (重回帰分析によるEXCEL計算シートを提供)
    1. 化学反応速度式と反応次数
    2. 反応速度定数と温度との関係
    3. アレニウス式を用いた寿命推定法
12. アイリングの式による応力、湿度などのストレス負荷条件下の耐久性加速試験および寿命推定法
    (直ちに計算できる重回帰分析LINEST関数によるEXCEL計算シートを提供)
    1. アイリングの式を用いた寿命推定法
    2. Sustained Load Testによる接着継手の温度、湿度、および応力負荷条件下の耐久性評価結果
       およびLINEST関数を用いた重回帰分析による寿命予測結果
    3. 自動車技術会による回収市場経年実車接着部の残存接着強度実測値
    4. 市場経年自動車と同等の残存接着強度接着部を加速試験により作り出す方法
    5. 水蒸気存在下の材料の酸化反応促進メカニズムの第一原理分子動力学法解析結果
    6. ウェッジテストによるボーイング社の航空機接着部の耐久性試験結果
13. 接着継手の耐水性および耐油性に関する熱力学的検討および耐水性向上法
14. 繰返し応力 (疲労) による加速耐久性評価法
    1. 接着継手の引張剪断疲労特性試験方法
    2. スポット溶接-接着併用継手 (ウェルドボンディング) のFEM解析結果および疲労試験結果 (クリープ変形防止策による強度向上法)
    3. リベット-接着併用継手 (リベットボンディング) の疲労試験結果 (クリープ変形防止策による強度向上法)
15. 接着接合部のクリープ破壊強度評価方法
16. 接着トラブルの原因別分類と対策および各トラブル事例とその対策
    1. 原因別分類とその対策 (表の解説)
    2. 多数の具体的トラブル事例およびその原因と対策
• 質疑応答