接着とは

接着は、「接着剤を用いて2つの被着材(接着しようとするもの)が接合された状態」を言います。
もの同士を接合する技術にはねじ止めや溶接、圧入などさまざまな方法がありますが、接着は異種材料の接合が可能な点や面接合による応力の分散ができるといった特徴から幅広く利用されています。

また、弊社のウェットブラスト装置の代表的用途である接着前処理との関連についても解説いたします。

接着の模式図
接着の模式図

接着の強み

  • 異素材の被着材同士を接合できる
  • 面接合のため、応力が分散する
  • 軽量化が図れる
  • 微小部材や複雑な構造が製造できる
  • 仕上がりの外観を保持
  • シール効果がある
  • 低温での作業が可能

接着の弱み

  • 耐熱性に限度がある
  • 被着材と接着剤の組み合わせが複雑
  • はく離に弱い
  • 接着手順がシビアなものがある
  • 一度接着すると分離が困難
  • 有機溶剤の危険性
  • 可燃性のものが多い

接着のメカニズム

接着のメカニズムについては学会などでさまざまな研究・議論がなされていますが、いまだ統一した理論はないとされています。しかし、一般的に接着のメカニズムは物理的、機械的、化学的のおもに三つの作用から説明されることが多いようです。接着は、被着材や接着剤によってさまざまな条件が組み合わさった複雑な作用の結果といえます。

物理的(二次結合・分子間(引)力)

「分子間力」や「ファンデルワールス力」というあらゆる分子同士が引き合う力があります。 接着剤の分子と被着材の分子との間の分子間引力が働くことが接着の基本的な原理とされています。

物理的結合の模式図
物理的結合の模式図

機械的(アンカー効果・投錨効果)

接着剤が被着材の表面の孔やすき間に入り込みそこで固化することでフックの返しが食い込むような効果が発生します。この状態を船の錨(アンカー)が海底に食い込む様子に例えてアンカー効果などと呼ばれています。

機械的(アンカー効果・投錨効果)結合の模式図
機械的結合の模式図

化学的(一次結合)

接着剤と被着材の界面が科学的に結合することで接合効果を得るものです。接着剤は不活性なものが多くこの効果を期待できるケースは少数ですが比較的高い結合効果が得られます。

化学的結合の模式図
化学的結合の模式図

ウェットブラスト下地処理と接着

ウェットブラストは、水と研磨材の混合液を圧縮エアで対象物表面に吹き付ける表面処理・加工技術で、洗浄や微細凹凸形成の効果があります。
セラミックや金属、樹脂などにウェットブラスト処理をすると、清浄、面積増大、濡れ性向上といった効果があり、接着に適した表面が得られます。

物理的な表面処理なので向上効果の時間依存性がないという特長があります。
また、サンドブラストなど従来の物理的表面処理と比較して、高い清浄性や接着を阻害する要因となる研磨材残渣の少なさも強みです。

ウェットブラスト下地処理の事例

鉄鋼

自動車のディスクブレーキパッドの金具を、摩擦材の接着力強化のため、ブラスト処理をしました。加工油・防錆油の脱脂と粗化で接着に適した表面を作り出します。

ワーク外観
処理前
処理後

エポキシ樹脂基板

エポキシ樹脂基板を、その上に接合する樹脂との接着力強化のため、ブラスト処理をしました。
緻密で均一な凹凸が接着に適した表面を作り出します。

ワーク外観
処理前
処理後