接着接合入門講座 強度および耐久性評価の基礎と研究解説

～自動車/航空機/家電などで急速拡大している接着接合技術と課題～

接着接合技術の入門講座である。接着の種類、目的、評価法などの基礎的内容から耐久性評価、最新の研究動向および課題などをわかりやすく解説する。

セミナー講師

国立研究開発法人 産業技術総合研究所　ナノ材料研究部門 接着界面グループ　北條　恵司　氏

【ご経歴】
１９８６年４月　いすゞ自動車株式会社　研究開発部門（エンジンの研究設計）
１９９３年４月　神奈川県庁（機械系職業訓練指導）
２００７年４月　小山工業高等専門学校 機械工学科（材力、破壊力学、機械材料の研究）
２０１８年４月　産業技術総合研究所 材料・化学領域　ナノ材料部門 接着界面Gr.
　　　　　　　（接着接合の耐久性の研究）
　　　　　　　　現在に至る。
【ご執筆】
「教科書では教えない機械設計製図」 コロナ社
「エンジニアリングデザイン　工学設計の体系的アプローチ」森北出版社

セミナー受講料

【1名の場合】 44,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、11,000円が加算されます。

セミナー趣旨

　接着接合は異種材接合が可能で輸送機器軽量化のきりふだとして注目され，急速に技術開発が進んでいる。近年では輸送業界のみならず、その便利さから電気機器、スポーツ用品などあらゆる分野でのニーズが高まっている。しかし耐久性と信頼性が高くないため構造用としての普及が遅れているのが現状である。
そこで本講座は接着接合の機械的強度、耐久性を適切に評価する技術を紹介するとともに現在までの研究でわかっていること、残された課題などを紹介し接着技術開発に入門する方を援助することを目的としている。したがって高校化学物理程度の知識がある方なら十分わかるようにわかりやすく解説している。

【キーワード】 
接着接合、接着剤の疲労、接着剤の水分劣化、接着剤の強度低下、接着接合部の強度評価、DCB試験、ラップジョイント強度、クリープ試験、接着接合の耐久性、接着のメカニズム、接着剤疲労破壊のメカニズム

【講演ポイント】 
接着接合技術の入門講座である。接着の種類、目的、評価法などの基礎的内容から耐久性評価、最新の研究動向および課題などをわかりやすく解説する。

習得できる知識

・接着接合の目的
・接着接合のプロセス
・機械的特性の正確な評価方法
・耐久性試験の具体的進め方
・質疑を通して現在お困りの課題についてのヒントなど

セミナープログラム

【基礎編】
１．なぜ接着接合なのか．
１）構造物軽量化の特効薬
２）異種材料接合での接着剤の役割
３）強度，形状などの自由度の高さ
４）静粛性

２．接着剤の種類と特徴
１）構造用接着剤とは
２）接着剤の分類の仕方（成分系，硬化方法など）
３）代表的構造用接着剤：エポキシ系ウレタン系アクリル系シリコン系

３．被着体は表面処理が重要＝種類と効果

４．接合強度試験片の種類
１）重ね合わせせん断試験片；SLJ(Single Lap Joint) JIS 6850
２）層間破壊じん性試験片；DCB(Double Cantilever Beam) JIS K7086, ASTM D3433
３）T形はく離試験片：T-Peel  JIS6854
４）くさび衝撃試験片；IWP(Impact Wedge Peel)  JIS K6865
５）接着硬化材試験片；Bulk  JIS K6878

５．強度評価試験に用いる試験片とその目的
（目的別試験片と試験方法をマトリックスで紹介）（質疑応答）

【実際の耐久性強度評価】（以下，エポキシ系接着剤とアルミニウム被着体の組み合わせ）
６．考慮すべき環境負荷
１）繰り返しひずみとその累積損傷；振動と寒暖
２）衝撃損傷
３）静的連続荷重（クリープ）
４）温度と湿度（水分）
５）大気中の酸，塩分

７．SLJの引張試験の評価の注意点
１）せん断応力の求め方
２）曲げモーメントと応力集中に注意
３）ふたつの強度：界面強度と接着剤強度
４）重ね合わせ部の残留応力

８．LJの疲労試験；繰り返しひずみによる強度低下
１）SN線図を求める試験
２）応力比が疲労強度に与える影響
３）試験周波数の決定の仕方
４）試験結果から読み取れること

９．水分による強度低下
１）Bulkの吸水挙動と強度低下
２）FTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy：フーリエ変換赤外線分光法)による高分子材料の構造分析と強度
３）LJとOpen face LJの試験方法

１０．DCB試験片を使用した測定
１）エネルギー開放率G1C測定
２）き裂進展速度da/dN測定

（質疑応答）

【研究事例】
１）水分により強度劣化したDCB試験片のエネルギー解放率とき裂進展速度の関係　
２）高温強度の正体，なぜ強度は温度に影響をうけるのか
３）高分子材料（接着硬化材）の広範囲速度依存性（クリープから衝撃までの強度関連性）
４）繰り返しひずみを受けた重ね合わせ継手の残存強度