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接着不良・剥離分析 (接着力を生む力)

 
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 接着は人類との関係が4000年以上という長いものですが、その実態はまだ未解明な部分も多々あります。そもそもなぜつくのかが分からないようなケースもあります。そんな中でも、これまでの研究の中で、接着を生む力について解明が進んでおり、ある程度体系的にまとめられてきています。なお、当サイトでは便宜上、接着と粘着をひとまとめにして接着と呼んでいます。

 まず、代表的な接着力の源となる力に整理すると以下のようになります。


接着不良・剥離の原因を究明したい
接着、剥離のプロセスを明らかにしたい
何処がどのようになぜ剥離しているか知りたい
接着不良、剥離を解決したい
接着強度、耐久性を向上したい

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 接着力を生む一つ目の力は、機械的な効果、いわゆるアンカー効果と呼ばれるものです。例えるなら、面ファスナー(マジックテープ)の原理で、マクロな引っ掛かりから分子鎖レベルのミクロなひっかりによって接着力が生まれます。多くの場合は、相互拡散などによって両者がまじりあうことでアンカーが生まれて接着力が生まれます。実際に接着の中では、溶融によって接着するホットメルト接着や、溶剤によって被着体も溶解するようなタイプの接着で中心的に働く力であると言えます。


 二つ目は、分子間力であり、これは大きくは静電気力、双極子相互作用、量子力学的相互作用の3つに分類され、それぞれはさらにイオン間相互作用、水素結合、ファンデアワールス力等に分類されます。この中で、水素結合やファンデアワールス力等は、粘着で中心的に働く力と言えます。また、機械的効果においても、特にマクロな領域ではこの分子間力が最終的な作用力となっていることもあります。

 三つ目は、化学結合力であり、いわゆる共有結合等の恒久的な結合によるものです。エポキシ接着剤などがこのタイプの代表になり、接着力の本家本元と言えるでしょう。最もよ強力な接着力が期待できるものでもあります。ただし、一旦結合を形成すると不可逆的な状態となることや、反応制御の必要があるなど難しい面もあります。


  実際には、接着は前述の通り非常に複雑であり、まだ未解明な部分も多いことから、ここに上げた以外の力やメカニズムで接着力が構成されていることもありますが、概ねこのような分類で一般的には整理されています。



 

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