接着剤の接着強度に影響を与える要因

接着剤の接着強度に影響を与える要因

1. 面粗し

接着剤が材料表面に行き渡る際、表面を粗面化することで接着剤の伸びが良くなり、接着剤と材料の接合箇所の密度が高まり、接着強度が向上します。逆に、接着剤がうまく伸びない場合は、表面が荒れて接着強度が低下します。

2. 表面処理

接着前の表面処理が接着を成功させる鍵となります。 強くて耐久性のある接合部の実現を目指しています。接着材には錆、クロムメッキ層、リン酸塩処理層、離型剤などの酸化層によって形成された弱い境界層が存在するため、被着体の表面処理が接着強度に影響します。たとえば、ポリエチレンの表面を熱クロム酸酸化で処理して、結合強度を向上させることができます。

3. 浸透する

接着後、接合部は環境の影響を受けることが多く、水や溶剤などの小さな分子が接着層に浸透する可能性があります。たとえば、湿った状態や水中では、水分子が接着剤に入ります。有機溶媒では溶媒分子も同様の働きをします。これらの分子は、最初に接着剤層の形状を変化させ、次に接着剤と表面の間の界面に到達します。 これにより絆が弱くなり、最終的には失敗が生じます。浸透は接着剤層の端からだけ始まるわけではありません。結合される材料が多孔質である場合、小さな分子がその隙間、細孔、または亀裂から侵入し、界面に到達して結合強度を低下させる可能性があります。この浸透は接合部の物理的強度を低下させるだけでなく、界面に錆などの化​​学変化を引き起こし、接合が完全に機能しなくなる可能性があります。

4. 動き

接着材料には PVC などの可塑剤が含まれています。これらの小分子はポリマー分子とうまく混合しないため、材料の表面または結合界面から簡単に移動してしまいます。移動した小分子が界面で一緒に留まると、接着剤が材料にくっつかなくなり、接着ができなくなります。

5. 圧力

貼り付ける際は、表面に圧力を加えて貼り付けてください。これにより、接着剤が材料上の小さな穴、さらには深い穴や小さなチューブでも簡単に埋めることができ、ステッカーの不良を減らすことができます。接着力が弱い接着剤の場合、押すと接着剤が流れすぎて接着剤が十分に残りません。そのため、接着剤の接着力が強まるまで待ってから、プレスしてください。これにより、材料の表面から空気が押し出され、接着領域の気泡が減ります。厚い接着剤や固い接着剤の場合、接着時にプレスが必要です。このような場合、多くの場合、適切に加熱して、薄くしたり液体にしたりする必要があります。たとえば、断熱プレス層の作成は、熱と圧力の下で行われます。強力な接着を得るには、接着剤ごとに異なる圧力を使用します。通常、固い接着剤や厚い接着剤には高圧を使用し、薄い接着剤には低圧力を使用します。

6. 接着層の厚さ

接着層が厚いと気泡、傷、早期破損が発生しやすいため、より強力な接着を得るには接着層をできるだけ薄くする必要があります。また、厚い接着剤層が加熱されると、その膨張によって接合領域にさらに多くの熱応力が発生し、接合部が破損しやすくなります。実際の接合部にかかる応力は、せん断応力、剥離応力、繰り返し応力など複雑です。まず、せん断応力：偏心した引っ張り力が加わると、結合の端に応力が蓄積する。せん断力に加えて、ジョイントに沿った引張力とジョイント全体の引き裂き力も発生します。接合部にせん断応力がかかると、接着される材料が厚ければ厚いほど接合部は強くなります。次に、剥離応力です。これは、接着される材料が柔らかい場合に発生します。接合部には引っ張り力とせん断力の両方が作用し、すべての力が接着剤表面に集中するため、接合部は非常に簡単に壊れてしまいます。剥離応力は非常に有害であるため、設計時に剥離応力が生じるような接合設計は避けてください。 3 番目に、繰り返し応力: 接合部の接着剤は繰り返し応力によって徐々に摩耗し、通常の静的応力よりもはるかに低いレベルで破損します。一部のゴム状の接着剤のように、丈夫で伸縮性のある接着剤は、繰り返しのストレスにうまく対処します。

7. 内部応力
   まず、収縮応力: 接着剤が硬化すると、蒸発、冷却、化学反応により体積が収縮し、収縮応力が発生します。収縮力が接着力よりも強い場合、見かけの接着強度は大幅に低下します。また、接着エッジや接着剤の隙間の周囲で応力が不均一に分布すると応力集中が生じ、亀裂が発生する可能性が高くなります。結晶性接着剤は結晶化により硬化時にさらに収縮し、接合部に内部応力も発生します。結晶化または結晶サイズを変化させるゴム状物質を一定量添加すると、内部応力を軽減できます。熱硬化性樹脂接着剤への強化剤の添加がその最良の例です。たとえば、フェノールアセタール接着剤の場合、アセタール含有量が 40% 未満の場合、接合部には界面破壊のみが発生します。 40%を超えると凝集破壊が起こり、接着強度が大幅に増加します。第二に、熱応力: 溶融した樹脂が高温から冷えて硬化すると、体積が収縮します。結合により所定の位置に保持され、界面に内部応力が生じます。分子鎖が互いに滑り抜けることができれば、内部応力は解消されます。熱応力に影響を与える主な要因は、熱膨張係数、室温、温度差、剛性の違いです。熱膨張係数の違いによって生じる熱応力を軽減するには、接着剤の熱膨張係数を接着する材料の熱膨張係数に近づける必要があります。フィラーを追加することは良い方法です。同じ材料の粉末、または他の材料の繊維と粉末を追加できます。