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接着剤の適切な使い方
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良好な接着力を得るためには、適切な接着剤を選ぶことはもちろん、準備や塗布方法、被着材料の表面処理の方法も大切です。ここでは、より確実な接着をするための手順について触れてみましょう。

1. 表面処理

接着不良の原因にもなるので、表画処理は確実に行うことが大切です。
表面処理の目的は3つあります。

・ 表面の浄化(1-1)

  1. 水分の除去
    被着材の表面についた水分は一般には接着力を低下させるので、乾いた布などで拭き取ります。さらに、木材やコンクリートは内部まで浸透している水を充分乾燥させる必要があります。
    〈木材〉は一般に8〜 15%の含水率(平衡含水率)が適当ですが、湿度が高い場合、室内でいくら乾かしてもこの範囲内になりません。ですから、乾燥空気を吹きつけたり、乾燥室に入れたり、加熱できるなら赤外線ランプや熱風により強制乾燥させ、木質材料全体を所定の含水率(平衡含水率)にします。
    〈コンクリート〉は一般に5〜 6%の含水率が適当ですが、強制乾燥ができないので風乾に頼るしかありません。いろいろな条件があるので一概にいえませんが、生のコンクリートの場合コンクリートを打ってから階上で2〜 3週間、1階または地下で3〜4週間が一応の目安です。地下などの湧き水が出るおそれのある場合には、防水材料や防水モルタルを使う必要があります。

  2. ゴミの除去
    被着材の保管中についた塵埃や研磨・裁断などのくずは、接着力を低下させる原因になるのでブラシや乾いた布で除去します。溶斉剤を軽く含ませた布で拭くとなお良いでしょう。
    〈プラスチック〉は、溶剤に侵される場合があるので表面を拭き取る溶剤の選択は慎重にします。一般に無難なものはアルコールやベンジンですが溶解力が弱いので、混合溶剤(ラッカーうすめ液)やトルエン、MEK、アセトンなどの単独溶剤を使う場合もあります。また、溶剤を使ったときはその揮発により、表面が結露することがあるので、さらにもう一度乾いた布で拭いた方が良いでしょう。

  3. 金属のサビの除去
    機械的方法=サンドペーパー、ワイヤーブラシ、バフ、ディスクサンダー、サンドブラス卜などで落とします。
    科学的方法=硫酸、塩酸、硝酸などの水溶液で酸洗いして除去します。いずれも後の水洗いと乾燥は必ず行って下さ い。

  4. 油分の除去
    油分は空気中からの吸着や、機械加工時の防護や防サビのために塗られる場合が多く、紙や布ではあまり問題になりませんが、金属や樹脂分の多い木材、竹には注意が必要です。油分を除去するにはアルコールやベンジンなどの溶剤類に浸漬して拭き取ります。また、苛性ソーダ、炭酸ソーダなどのアルカリ水溶液による除去が行われる場合もあります。後の水洗いと乾燥も充分に行って下さい。

  5. 塗料の除去
    塗装面を接着する場合、接着剤と被着材との間に塗膜がはさまることになります。しかし、一般に、塗料の接着力は接着剤の接着力よりも劣るので、塗装面がはく離するおそれがあります。常温乾燥塗面の場合は、特に軽いものを接着する以外はあらかじめ塗膜を落として素地を出しておきます。
    〈焼付け塗面(メラミン、エポキシ、アクリル樹指)〉
    接着剤を直接塗布して接合しても影響はありませんが、一般に接着しにくいので、サンドペーパーなどで表面を荒らした方が良いでしょう。

  6. 離型剤の除去
    プラスチックやゴムの成型時には、金型に離型剤が塗られており、成型品の表面にも離型剤が転着している場合が多く、肉眼では確認できないので注意が必要です。離型剤はシリコンワックス、パラフィンなどが多用され、その上に接着剤を塗布してもしません。したがって、サンドペーパーをかけることが望ましいのですが、できない場合はベンジン、ラッカーうすめ液、トルエン、MEKなどの溶剤で拭き取ります。
    この時、溶剤がプラスチックを侵さないように、その選択には注意が必要です。一般に無難なものは、アルコ―ルや石油系溶剤(ベンジン)です。
注意:「ベンジン」とは石油ベンジンのことで、「ベンゼン」と混同されやすいので注意してください。 「ベンゼン」は毒性が強いので、使用しないでください。

・ 表面の前処理(1‐2)

接着性能を向上させるためには接着を阻害するものを除去すると同時に、表面を接着しやすくする方法も考えられます。

  1. プライマー(下塗り剤)
    被着材の材質自体が弱く、充分な強度が得られない時や接着剤の親和性の不足で強度が得られない時、プライマーを塗布して、被着材の表面強度を補強したり、表面を改質して接着効果を上げる場合があります。(プライマーの中には、従来エポキシ樹脂系では不充分だった熱可塑性樹脂の接着を向上させて接着性を向上させるものもあります。)
    例:ボンドプライマー80

  2. 難接着材料の処理法
    ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、フッ素樹脂は接着しにくいものです。ポリエチレン用接着剤もありますが、接着力は良くありません。しかし、ガス炎、熱風、酸処理、コロナ放電、紫外線、プラズマジェットなどの方法で表面を酸化すれば、ゴム系やエポキシ樹脂系で、ある程度接着が可能となります。また、ポリエチレン、ポリプロピレン系は重クロム酸カリ・濃硫酸などを使用した処理によって改質をはかることもできます。
    また、専用プライマーと瞬間接着剤の併用や、特殊弾力性エポキシ樹脂系接着剤で比較的良く接着する方法も開発されています。
    例:ボンドアロンアルファ「プラスチック用瞬間」、ボンドMOS7

  3. 金属の表面処理
    イ. 鉄
    比較的接着しやすいので、普通は溶剤による脱脂や、サビ落とし処理だけで良いでしょう。特に強化皮膜形成が必要な場合はリン酸系が用いられます。ステンレスは脱脂、サンドブラストなどによる表画処理が必要です。
    ロ.銅
    サンドブラストやサンドペーパーで研磨後、溶剤で脱脂します。(ボンドコニーワンは、銅イオンが接着硬化を阻害するので使えません。)
    ハ.アルミニウムおよびその合金
    非鉄金属や合金類は酸溶液に浸漬し、表面に酸化皮膜をつくってから使用すると、より良く接着します。
    二.メッキ面(クロム、ユニクロ、スズ、亜鉛など)
    表面は接着しにくい材料です。メッキ部分を落とすか、サンドペーパーなどによる研磨をすれば、接着力が向上します。
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2. 塗布

・ 塗布方法
塗布の方法は接着剤の種類、接合部の形状、大きさ、被着材の材質、表面の粗さによっていろいろな方法がとられます。

  1. 全面塗布法
    ハケ、ブラシ、ハンドローラ、スプレーガン、スプレッダなどが被着材の全面に均等に塗布する最も一般的な方法です。

  2. クシ目ゴテによる塗布法
    コンクリート、木材、床面など、特に表面が粗く、ハケ塗りでは欠膠を生じるおそれのある場合や高粘度品を広い面に塗布する方法です。クシ目の形状によって塗布量が調節できます。
    例:床材用直張りボンドKU928R


  3. 部分塗布法
    点状塗布(ダンゴ貼り)と辺状塗布(格子状塗布)があり、接着剤の使用量が少なくて済むうえ、施工時間が短縮できます。点状塗布はペースト状接着剤(コンクリボンドK10ボンドK120)に、格子状塗布はゴム系接着剤(速乾ボンドG10Z(170mlはG10)・速乾ボンドスーパーGエースZ・スペシャルG11、ボンドG2002など)の場合に多用されます。

  4. 片面塗布と両面塗布
    通常は片面塗布ですが、合成ゴム系に代表されるコンタクトセメント(速乾ボンドG10Z(170mlはG10)、速乾ボンドスーパーGエースZ、ボンドビニル用など)は両面塗布をします。被着材の両面に塗布後、溶剤を揮散させてからはり合わせて圧締します。揮散が不充分なままはり合わせると、初期接着強さが弱くなり、特に溶剤の吸い込みのない材質(金属など)の場合は、いつまでも乾燥せす、充分な接着強さが得られません。
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3. 塗布用具と塗布量

 平面に広く塗布する場合は、均― にムラのない接着剤層をつくるためには、スプレッダで塗布するのが最も良く、手塗りの場合はヘラよりハケ、ハケよりハンドローラの方が適しています。一般にヘラで広げた後、ハンドローラで塗布します。多少でも凹凸があると、つき板など薄い材料は塗装後に目立ってきます。塗布量ほ被着材の種類とその塗布面の粗さで異なり、あまり厚く塗ると表面にしみ出し、少なすぎても吸い込みによる欠影をつくり、接着不良になります。多孔質な接着面ほど充分に、粗面は平滑面より多めに、または両面に塗布します。

速乾ボンドG10Zのはり合わせ可能時間の目安
冬(5℃ )
10〜 20分
春・秋(20℃ )
5〜 30分
夏(30℃ )
5〜 45分

・ 手作業による塗布具の種類(3-1)

・ 機械による塗布(3-2)

  1. スプレーガン方式
    最も良く用いられる方法の一つで、合成ゴム系接着剤(ボンドスーパーGスプレーZ、ボンドG99など)に使用されます。

    〈特長〉

      • 塗布作業が能率よく速くでき、広い面積の塗布に有効です。
      • 塗布にムラが少なく、均―な塗膜ができます。
      • 接着剤がノズルから被着面に達するまでに大部分の溶剤が揮散するので、オープンタイムを長くとらなくて済みます。
      • ウレタンフォームのように多孔質で吸い込み性があっても、接着剤が内部に浸透せず、表面に有効な層を形成します。ノズル口径はエアースプレーガン方式で一般に1.5〜3.0mm位です。

    〈手作業用スプレーガン〉

      • 重力式スプレーガン
      • 吸い上げ式スプレーガン:材料タンクが下にあります。
      • 圧送式:液に圧力を加えて吐出します。
      • エアレススプレーガン:プランジャーポンプで液に圧力を加えて噴出させます。
        塗布速度が速い特長があります。
      • ニ液スプレーガン(同心型、双頭型、混合器型):主剤、硬化剤などの二液を別々のノズルから同時にスプレーします。
      • モルタルガン、リシンガン:砂、小砕石などを含んだものをスプレーします。

  2. ロールスプレッダ
    塗布量を均―に、効率良く行えるので、合板のような幅広や長尺ものの塗布を、流れ作業に組み入れられます。被着材の片面に接着剤を塗布するシングルロールスプレッダや2本の塗布ロ―ルで両面に塗布するダブルロールスプレッダがあります。

  3. フローガン
    粘度が400mPa・s以下の接着剤に適用されます。ノズル先端を被着材表面に垂直に立てて滑らせるように塗布作業を行います。薄膜状の接着フィルムをつくるスリット型のノズルと、点接着や線接着に便利な丸口のノズルがあります。
    • ノズルから直接塗布するだけでなく、フローガンとロ―ル、ハケなどを組み合わせることもできます。
    • フローガンのコックを機械の流れに連動させ、被着材に対して接着剤を断続供給することもできます。

  4. フローコーター
    接着剤を一定幅のすだれ状に連続して落下させ、その下に被着材をくぐらせて塗布するものです。適用されるのは平面状で、一度で広面積に、1分間150mのスピード塗布も可能で能率が良く、接着剤のロスも少なくてすみます。
    (例:八二カムコアの塗布)
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4. 堆積時間
 

接着剤を塗布してから重ね合わせ、圧締するまでの時間を推積時間といい、接着作業の中でも重要な因子となります。アッセンブリータイムともいいます。

  • 開放推積時間(オープンアッセンブリータイム)
    はり合わせるまで塗面を開けたまま、水分や溶剤を揮散(蒸発)させる時間をいいます。
    合成ゴム系のようなコンタクトセメント型接着剤(速乾ボンドG10Z(170mlはG10)、 G17Z(170mlはG17)、G103、ボンドVL30など)は両面塗布後、必ず一定時間乾かしてからはり合わせ、圧締します。

  • 閉鎖推積時間(クローズドアッセンブリータイム)
    はり合わせ面を重ね合わせて圧締できる状態で堆積しておく時間をいいます。冷圧の場合は、塗布後早めにはり合わせます。熱圧の場合、一定のクローズドアッセンブリータイムを置くか、オープンタイムをとり、乾かしてから圧締します。これは水分や溶剤が急激な加熱で発泡したり、接着剤が吹き出すことを防ぐためです。
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5. 圧締

 紙、布、ビニルフィルムのような薄いものは、手で押さえるか、ハンドローラーで圧廷するだけで、特別な圧締はいりません。合成ゴム系のコンタクトセメント(速乾ボンドG10Z(170mlはG10)、速乾ボンドスーパーGエースZボンドG17Z(170mlはG17)など)は、両面塗布乾燥後強く圧着すると、すぐに接着します。
この他の多くの木工用や建築用の場合、接着剤が乾燥するまで次の方法で圧締します。

  1. おもし、緊結または支持
    おもし、砂袋、仮釘、かすがい、ゴム輪、ひも、クサビ、粘着テープ、バネ板(支持棒)などの方法があり、多くの場合、接着剤乾燥後にこれらを取り除きます(解圧)。当社では粘着両面テープを併用するTM工法もあります。

  2. らせん治具
    ボルトナット方式による締めつけで、圧締するのが一般的です。はたがね、クランプ
    やターンパックルは、大型のフラッシュパネルなどの圧締に用いられます。

  3. プレス装置
    通常、手動またはモーターにより油圧や水圧をかけるプレスがあり、フラッシュパネルなどには一段式が用いられます。

  4. ロールプレス
    塗布、はり合わせ、圧締、乾燥を機械化して連続的に作業を行う、いわゆるラミネータでは2本のロールの間を通すだけで圧締が完了します。コンタクトセメントを用い、各種のパネルをつくる時も同様で2つのロールの間を通すだけで圧締されます。このロールの間隔は自由に調節できるので、薄いものから厚いものまで用いられます。
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6. 接着強さに影響を与える因子

 次のような条件が接着強さに影響を及ぼすと考えられます。

  • 接着剤に関する因子
    1. 接着剤の種類
    2. 不揮発分、粘度
    3. 塗布方法
    4. 塗布量
    5. 塗布回数
    6. 混合比(硬化剤)
    7. 混合度合(2液型)

  • 被着材に関する因子
    1. 被着材の種類とその組合せ
    2. 被着材自身の強度、比重、膨張・収縮率など
    3. 接着面の処理状況(汚れ、サビ、塗装、水分、表面の平滑度など)
    4. 含水率(特に木材、コンクリート)

  • 接着時における因子(接着条件)
    1. 接着および養生時の温度、湿度
    2. 接着剤塗布後、はり合わせるまでの時間(開放堆積間・オープンアッセンブリータイム)
    3. 重ね合わせてから圧締するまでの時間(閉鎖堆積時間クローズドアッセンブリータイム)
    4. 圧締力(荷重・方法)
    5. 圧締時間、解圧放置養生期間・条件
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上記資料は、コニシ接着読本より抜粋しましたが、実際にあたっては種々の条件その他も充分配慮のうえご利用くださるよう、お願いいたします。
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