≪接着・原賀塾≫

講師：(株)原賀接着技術コンサルタント

首席コンサルタント、工学博士

原賀康介

最新回は＜第27回＞です。

＜第27回＞の目次

12．接着の耐久性（劣化）

12.2　熱劣化

（1）熱劣化とは高温の酸素による劣化

（2）高温の酸素による劣化モード

（3）空気中での10年間の熱劣化試験の例

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　＜ 目　次 ＞ 

＜第1回＞　（2024年2月2日掲載）

　　「接着・原賀塾」の開講に当たって... 2

　　1．接着の品質確保は世界的に要求されている... 2

　　2．接着は＜特殊工程＞の技術... 3

＜第2回＞　（2024年2月10日掲載）

　　3．＜高信頼性・高品質接着＞とは... 5

　　4．＜高信頼性・高品質接着＞を達成するためには... 5

＜第3回＞　（2024年2月20日掲載）

　　5．接着設計技術、接着生産技術における要素技術と検討内容... 7

　　5.1　接着設計技術... 7

　　（1）機能設計... 　7（2）材料設計... 　7（3）構造設計... 8

　　（4）工程設計... 　8（5）設備設計... 　9（6）品質設計

＜第４回＞　（2024年2月27日掲載）

　　5.2　接着生産技術

　　（1）部品管理　（2）材料管理　  （3）工程管理

　　（4）設備管理　（5）検査・品質管理

 ＜第5回＞　（2024年3月9日掲載）

　　6．高信頼性・高品質接着達成のための開発段階での作り込みの＜目標値＞

　　6.1　破壊状態

　　（1）接着部の破壊箇所と名称　　（2）良い破壊と良くない破壊 

　　（3）凝集破壊率　　　　　　　　（4）破壊状態と接着強度の分布の形

＜第6回＞　（2024年3月20日掲載）

　　（5）凝集破壊と界面破壊の信頼性（内部破壊発生開始強度）

　　（6）界面破壊が生じる原因　　（7）材料破壊について

＜第7回＞　（2024年3月28日掲載）

　　6.2　ばらつき

　　（1）ばらつきの程度を表す指標＜変動係数Cv＞

　　（2）変動係数Cvの作り込みの目標値

　　（3）変動係数の大きさと破壊状態の相関性

　　（4）変動係数とばらつきの大きさ

　　（5）変動係数の要求値は時代と共に変化している

　　（6）信頼性や品質向上には、平均値を上げるより変動係数Cvを小さくするのが良い

　　（7）ばらつきには接着試験片の出来栄えも影響する

　　（8）変動係数Cvを求めるためのサンプル数

　　6.3　必要強度

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＜第8回＞　（2024年4月6日掲載）

　　7．初期室温での必要強度と必要Cv値を簡易に求める＜Cv接着設計法＞

　　7.1　＜Cv接着設計法＞とは

　　7.2　設計するときに知りたいこと

　　7.3　設計するときに考えねばならないこと

　　7.4　＜設計許容強度＞の低下要因と考え方

　　 (1) 接着強度の分布の形

　　 (2) 接着部に加わる力と発生不良率

　　 (3) 要求信頼度　－ 許容不良率 と 許容不良率の上限強度p －

　　 (4) ばらつきの指標　－ 変動係数Cv と ばらつき係数d －

＜第9回＞　（2024年4月13日掲載）

　　 (5) 工程能力指数Cp ，CpL

　　 (6) 工程能力指数CpL から 信頼性指数R へ

　　 (7) 信頼性指数R，許容不良率F(x)、ばらつき係数d，変動係数Cv の関係

　　 (8) 劣化による接着強度の低下とばらつきの増大

　　 (9) 接着強度の温度依存性　－温度係数－

　　 (10) 接着強度を破断強度で考えてはいけない　－内部破壊と内部破壊係数－

　　 (11) 安全率

＜第10回＞　（2024年4月21日掲載）

　　7.5　＜設計許容強度＞の低下要因と考え方 －まとめ－

　　7.6　必要な＜初期室温平均値μR0＞の算出式

　　7.7　【補足】 (14)式、 (15)式の求め方

　　7.8　計算例

　　7.9　（参考）界面破壊で変動係数が大きい場合の計算例

　　7.10　＜Cv接着設計法＞のExcel計算シート

　　7.11　最後に考えること

　　 (1) 必要な接着強度と部品自体の強度の関係

　　 (2) 接着部の構造設計

　　 (3) 凝集破壊率の向上

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 ＜第11回＞　（2024年5月5日掲載）

　　8．ばらつきの少ない引張せん断試験片の作製方法

　　8.1　対象試験片

　　8.2　接着強度のばらつきに影響する因子

　　8.3　試験片の作製方法

　　 (1) 準備するもの

　　 (2) 試験片作成の手順

＜第12回＞　（2024年5月16日掲載）

　　 (2) 試験片作成の手順　（つづき）

　　8.4　引張りせん断試験時の注意点

　　 (1) 支持体の取り付け

　　 (2) チャック間距離

　　 (3) チャッキング

　　 (4) 引張速度

　　 (5) 測定時の温度

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＜第13回＞　（2024年5月26日掲載）

　　9．凝集破壊率を高くするには

　　9.1　接着における結合の種類

　　9.2　分子間力による結合

　　 (1) 分子間力

　　 (2) 水素結合

　　 (3) 極性基

　　 (4) 表面張力と表面自由エネルギー

　　 (5) 表面自由エネルギーが高い表面は水で覆われている

　　 (6) 表面の吸着水と接着剤との水素結合

　　 (7) 接着剤と被着材表面との分子間の距離

　　 (8) 接触角、表面濡れ指数

　　 (9) 接着に必要な表面自由エネルギーはどのくらいか

　　 (10) 空気中にあるものの表面自由エネルギーは接着に十分か

＜第14回＞　（2024年6月6日掲載）

　　9.3　凝集破壊率を向上させるには　　（その1）界面での結合力を強くする

　　（1）弱境界層（WBL層）を除去する

　　（2）表面自由エネルギーが低くなった表面層を除去する

　　（3）表面積を増やす

　　（4）表面に極性基を付与して表面自由エネルギーを高くする　＜表面改質＞

　　（5）表面を安定化させ、接着剤との結合性を向上させる

＜第1５回＞　（2024年6月16日掲載）

　　(6) 界面での接着欠陥部を無くす　　　接着剤と被着材表面の分子同士の距離を近づける

　　9.4　凝集破壊率を向上させるには　　（その2）界面に加わる応力を低減する

　　(1) 内部応力の発生

　　(2) 外力による＜応力集中＞

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＜第16回＞　（2024年7月1日掲載）

　　10．硬化した接着剤の物性

　　10.1　熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂

　　10.2　ガラス転移温度Tg

　　10.3　粘弾性体

　　（1）弾性体、粘性体、粘弾性体

　　（2）クリープ

　　（3）応力緩和

　　（4）速度依存性

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＜第17回＞　（2024年7月16日掲載）

　　11．接着の内部応力

　　11.1　内部応力によって生じる不具合

　　（１）接着特性の低下

　　（２）接着される部品の機能・特性の低下

　　11.2　内部応力の種類

　　11.3　接着剤の硬化に伴って生じる＜硬化収縮応力＞

　　（１）硬化収縮応力とは

　　（２）硬化収縮応力による被着材の変形

　　（３）硬化収縮応力の発生過程

　　（４）体積収縮率と線収縮率

　　（５）硬化収縮応力に影響する因子と低減法

＜第18回＞　（2024年8月1日掲載）

　　11.4　加熱硬化後の冷却過程で生じる＜熱収縮応力＞

　　（１）熱収縮応力とは

　　（２）熱収縮応力による被着材の変形

　　（３）熱収縮応力による接着部や被着材の破壊

　　（４）熱収縮応力の発生過程

　　（５）加熱硬化後の＜内部応力＞に影響する因子と低減法

＜第19回＞　（2024年8月18日掲載）

　　11.5　使用中の温度変化で生じる＜熱応力＞

　　（１）熱応力とは

　　（２）温度による＜熱応力＞の変化

　　（３）＜低温＞には要注意

　　（４）熱応力に影響する因子と低減法

　　11.6　吸水によって生じる＜吸水膨潤応力＞

　　（１）＜吸水膨潤応力＞とは

　　（２）接着剤の吸水膨潤による被着材の変形

　　（３）吸水した状態での高温、低温使用によるはく離

　　（４）被着材の吸水膨潤による変形とはく離 

＜第20回＞　（2024年9月2日掲載）

　　11.7　被着材の変形によって生じる応力

　　（１）部品全体の温度むらによる変形

　　（２）はめ込み接着における部品の変形

　　（３）部品内部の温度勾配による変形

　　（４）部品のスプリングバックによるクリープ力

＜第21回＞　（2024年9月16日掲載）

　 （５）異種材料の嵌合接着におけるクリアランス（接着層厚さ）の変化

 １）線膨張係数が 軸部品A>穴部品B の場合

 ２）線膨張係数が 穴部品B>軸部品A の場合

　　 ３）嵌合接着での内部応力に影響する因子と対応策

＜第22回＞　（2024年9月29日掲載）

　　11.8　内部応力に影響する諸要因

　　（１）接着部の構造

　　（２）部品の剛性（厚さ）、接着剤の収縮率と弾性率

　　（３）隅肉接着

　　（４）接着層厚さの不均一

＜第23回＞　（2024年10月15日掲載）

　　（５）接着剤のはみ出し部

　　（６）接着剤の硬化

　　　1）短時間硬化

　　　2）急速加熱、急速冷却

　　（７）接着剤の後硬化

　　（８）ヒートサイクルによる応力緩和

＜第24回＞　（2024年11月5日掲載）

11.9　内部応力の評価法

（１）内部応力測定装置（Custron）を用いる方法

（２）バイメタル法

（３）ストレインゲージ法

＜第25回＞　（2024年11月15日掲載）

（４）区分的線形解析による方法

　１）区分的線形解析法による硬化収縮応力の算出法

　２）硬化過程での弾性率の経時変化の測定法

　３）硬化過程での硬化収縮率の経時変化の測定法

　４）区分的線形解析を用いた硬化収縮応力の算出例

　５）区分的線形解析の有限要素法への適用

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＜第26回＞　（2024年12月1日掲載）

12．接着の耐久性（劣化）

12.1　接着部の劣化と要因

（１）接着部の劣化とは

（２）劣化すると特性の低下だけでなくばらつきが増大する

（３）接着部での劣化箇所

（４）劣化の要因

（５）界面や接着剤には間隙がある

（６）接着部は必ず劣化するのか

＜第27回＞　（2024年12月16日掲載）

12.2　熱劣化

（１）熱劣化とは高温の酸素による劣化

（２）高温の酸素による劣化モード

（３）空気中での10年間の熱劣化試験の例

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