接着剤は、XNUMX つ以上の物体を結合する物質です。 建築、製本、さらには美術品や工芸品にもよく使用されます。 しかし、それは一体何なのでしょうか？ 接着剤の定義と歴史を見てみましょう。 さらに、厄介なことに関するいくつかの楽しい事実を共有します。
接着剤にはさまざまな種類がありますが、共通しているのは「粘着性」です。 しかし、どの程度の粘着性が十分なのでしょうか？ そして、粘着性はどうやって測定するのでしょうか？ このガイドではそれについて説明します。
では、接着剤とは何でしょうか？ 確認してみましょう。
この投稿では、以下について説明します。
接着剤の固着: 包括的なガイド
接着剤 (接着剤とも呼ばれます) は、XNUMX つの別々のアイテムの片面または両面に塗布され、それらを結合して分離を防ぐ物質です。 これは非金属材料であり、さまざまな形や種類があり、現代の設計や建設技術で広く使用されています。 接着剤には何百もの種類があり、それぞれ独自の特性と用途があります。 接着剤の主な形態には次のようなものがあります。
- 天然接着剤: デンプン、タンパク質、その他の動植物成分などの天然素材から製造される接着剤です。 これらは「接着剤」と呼ばれることが多く、動物皮接着剤、カゼイン接着剤、デンプンペーストなどの製品が含まれます。
- 合成接着剤: 加工や化学反応によって製造される接着剤です。 これらには、ポリマー接着剤、ホットメルト接着剤、水性接着剤などの製品が含まれます。
- 溶剤系接着剤: 液体の状態で供給され、塗布するために溶剤が必要な接着剤です。 これらには、接触セメントやゴムセメントなどの製品が含まれます。
- 固体接着剤: これらは固体の形で供給され、活性化するには熱、圧力、または水を必要とする接着剤です。 これらには、ホットグルースティックやエポキシなどの製品が含まれます。
接着剤はどのように調製されますか?
接着剤の製造方法は、製造する接着剤の種類によって異なります。 ただし、一般的な手順には次のようなものがあります。
- 構成材料を正しい割合で混合する
- 混合物を処理して希望の粘稠度と色を作り出す
- 接着剤を乾燥または初期強度まで硬化させる
- 販売用接着剤の包装
接着剤の性質は何ですか?
接着剤には、幅広い用途に有用な材料となる多くの重要な特性があります。 これらのプロパティには次のようなものがあります。
- 接着力: 接着剤が表面に貼り付く能力。
- 凝集力: 接着剤がそれ自体を保持する能力
- タック: 接着剤が表面に素早く付着する能力
- 硬化時間: 接着剤が完全に乾燥または硬化するまでにかかる時間
- 保存期間: 接着剤が劣化し始めるまでの保存できる期間。
- 水、熱、その他の環境要因に対する感受性: 一部の接着剤は他の接着剤よりもこれらの要因に敏感です。
- 保持力: 接着剤が一度塗布された後に剥離しにくい能力。
接着剤の進化: 粘着の歴史
人間は何千年もの間、接着剤を使用してきました。 接着剤のような物質の証拠は、40,000万年以上前の更新世に遡る古代遺跡で発見されています。 考古学者は、次のようなさまざまな形で人間が使用した接着剤の証拠を発見しました。
- シラカバ樹皮タール: 知られている中で最も古い接着剤は約 200,000 万年前に遡り、イタリアで発見されました。 それは白樺の樹皮と灰で構成され、一緒に混合され、加熱されて粘着性の化合物が生成されました。
- 粘土：古代人は道具や武器の部品を接続するために粘土を使用しました。
- 蜜蝋: ギリシャ人とローマ人は、弓の木製部分を接着するために蜜蝋を使用しました。
- オークル: この天然顔料は動物性脂肪と混合され、中石器時代に工芸品を結合するために使用されたペーストを作成しました。
- ガム: 古代エジプト人は、建築用の接着剤としてアカシアの木から取れるガムを使用していました。
接着剤製造の開発
時間が経つにつれて、人々は接着剤の種類を拡大し、その作成プロセスを改善しました。 例としては次のようなものがあります。
- 動物接着剤: この接着剤は、動物の骨、皮膚、腱を煮沸して接着剤として使用できる液体を生成することによって作られます。 木工や製本によく使われていました。
- 石灰モルタル: ギリシャ人とローマ人は、建設時に石とレンガを接着するために石灰モルタルを使用しました。
- 液体接着剤: 20 世紀に液体接着剤が開発され、表面への接着剤の塗布が容易になりました。
接着剤開発における科学の役割
科学の進歩に伴い、接着剤の開発も進みました。 科学者たちは接着剤の化学的特性を研究し、より強力でより効果的な製品を製造するために新しい成分を実験し始めました。 注目すべき進歩には次のようなものがあります。
- 合成接着剤: 20 世紀には、特定の用途に合わせて調整でき、接着能力が向上した合成接着剤が開発されました。
- ホットメルト接着剤: これらの接着剤は室温では固体ですが、溶かして表面に塗布できます。 パッケージングや木工品によく使用されます。
- エポキシ接着剤: エポキシ接着剤は、金属、プラスチック、木材などの幅広い材料を接着できることで知られています。
接着: 接着の背後にある粘着性の科学
接着力は、接着剤が表面に貼り付く能力です。 これには、接着剤と被着体との間の化学的および物理的結合の形成が含まれます。 結合の強さは、XNUMX つの表面間の分子間力に依存します。
界面力の役割
界面力は接着において重要な役割を果たします。 これらの力には、吸着力、機械的力、物理的力、化学的力が含まれます。 吸着には表面への粒子の引き付けが含まれ、機械的な力には接着剤と被着体の間の物理的接触が含まれます。 化学力には、接着剤と被着体との間の共有結合の形成が含まれます。
接着のメカニズム
接着には、次のようないくつかのメカニズムが関係します。
- 濡れ: これには、接着剤が被着体の表面に広がる能力が関係します。
- 表面エネルギー：接着剤を被着体から引き離すのに必要なエネルギーを指します。
- 接触角：接着剤と被着体との接触点で形成される角度です。
- 粒界: これは、固体材料内で XNUMX つの粒子が接触する領域です。
- ポリマー構造: 接着剤中の分子の配置を指します。
接着における接着力の重要性
接着力は接着プロセスにおける重要な要素です。 それは、接着剤がその望ましい機能を実行する能力を決定します。 必要な接着の程度は、接着される材料の種類、接合部の設計、および必要な性能によって異なります。
さまざまな種類の接着剤
接着剤には次のようないくつかの種類があります。
- 化学接着剤：被着体と化学結合を形成する接着剤です。
- 物理的接着剤: 分子間力に依存して被着体と接着する接着剤です。
- 機械的接着剤: 被着体との接着に機械的な力を利用する接着剤です。
接着に使用される主な技術
接着に使用される主な技術は次のとおりです。
- 表面処理: 良好な接着を確保するために被着体の表面を調整することが含まれます。
- 接着剤塗布：被着体の表面に接着剤を塗布します。
- 接合部の設計: これには、良好な接着を確保するための接合部の設計が含まれます。
別の接着方法
接着には次のような代替方法もあります。
- 溶接: これには、金属を溶かして結合を形成することが含まれます。
- はんだ付け: これには、合金を使用して XNUMX つの金属を接合することが含まれます。
- 機械的締結: これには、ネジ、ボルト、またはその他の機械的締結を使用して XNUMX つのコンポーネントを結合することが含まれます。
粘着素材: 粘着性のある真実
- 接着材料は、主に天然と合成の XNUMX つのタイプに分類できます。
- 天然接着剤は有機材料から作られますが、合成接着剤は化学化合物から作られます。
- 天然系接着剤としては、動物性たんぱく質系接着剤、でんぷん系接着剤、天然ゴム系接着剤などが挙げられる。
- 合成接着剤には、ポリマーベースの接着剤、ホットメルト接着剤、および溶剤ベースの接着剤が含まれます。
接着剤の保管および使用期限
- 接着剤は、乾燥したりベタベタしすぎたりしないように、涼しく乾燥した場所に保管してください。
- 接着剤の保存寿命は、その組成と加工方法によって異なります。
- ホットメルト接着剤などの一部の接着材料は他の接着材料より保存寿命が短く、製造後一定期間内に使用する必要がある場合があります。
- 一般に、長期間保管された接着剤は、使用に適した状態で使用できるようにするために、追加の処理や混合が必要になる場合があります。
すべてを組み立てる: 接着剤を塗布する
特定の用途に適した接着剤を選択する場合、考慮すべき要素が数多くあります。 これらには次のものが含まれます。
- 接着されている素材
- 希望する接着強度の程度
- 結合の大きさと面積
- 結合が耐える必要がある動的力
- 接着されたコンポーネントの望ましい保存期間
さまざまな種類の接着剤がさまざまな条件下で適切に機能するように設計されているため、作業に適したものを選択することが重要です。 一般的な接着剤の種類には次のようなものがあります。
- 固形接着剤。溶融状態で塗布され、冷えると固まる接着剤です。
- 液体接着剤。湿った状態で塗布され、硬化または硬化して結合を形成します。
- 感圧接着剤。表面に接触すると接着するように設計されています。
- 接触接着剤。両面に塗布され、乾燥してから接着されます。
- ホットメルト接着剤。溶かして片面に塗布してからもう一方の面に接着します。
接着剤の塗布
用途に適した接着剤を選択したら、それを塗布します。 接着剤を塗布するときは、通常、次の手順に従います。
1. 表面の準備: 接着する表面は清潔で乾燥しており、接着剤の適切な接着を妨げる可能性のある汚染物質が付着していない必要があります。
2. 接着剤の塗布: 接着剤は製造元の指示に従って塗布する必要があります。 これには、片面に均一に塗布すること、特定のパターンで塗布すること、または両方の面に塗布することが含まれる場合があります。
3. 表面を接合する: 接着剤がまだ濡れている間に XNUMX つの表面を接合する必要があります。 これには、慎重に位置を合わせたり、圧力を加えて強力な結合を確保したりする必要がある場合があります。
4. 接着剤を硬化させます。接着剤は、メーカーの指示に従って硬化または硬化させる必要があります。 これには、自然乾燥させたり、プロセスをスピードアップするために熱やエネルギーを加えたりすることが含まれる場合があります。
接着剤の性能をテストする
接着剤を塗布して硬化させたら、その性能をテストすることが重要です。 これには、接着強度の測定、動的力に耐える能力のテスト、フィレット（接着剤が所望の接着線を超えて広がること）を防止する能力の確認などが含まれる場合があります。
接着剤の性能をテストするには、次のようなさまざまな方法があります。
- 引張試験。結合を破壊するのに必要な力を測定します。
- せん断試験。接着されたコンポーネントをスライドさせて引き離すのに必要な力を測定します。
- 剥離試験。接着されたコンポーネントを引き剥がすのに必要な力を測定します。
- 動的試験。繰り返しの応力やひずみに耐える接合の能力を測定します。
接着剤はどれくらい長持ちしますか? 接着剤の使用期限
接着剤の保存寿命には、次のようないくつかの要因が影響します。
- 保管条件: 接着剤は、化学組成の変化を防ぐため、涼しく乾燥した場所に保管する必要があります。 湿気、熱、または直射日光にさらされると、接着剤の劣化が早まる可能性があります。
- 材料組成: 接着剤の組成は、その保存期間に影響を与える可能性があります。 一部の接着剤には、経時的な安定性を向上させるために酸化防止剤または UV 安定剤が含まれています。
- 老化: 時間の経過とともに、接着剤は老化し、柔軟性や強度などの物理的特性が失われることがあります。 老化は、熱、湿気、または化学物質にさらされると加速される可能性があります。
- 温度: 接着剤は温度変化に敏感な場合があります。 極端な温度により、接着剤が厚すぎたり薄すぎたりして、接着能力に影響を与える可能性があります。
- テスト: メーカーは、接着剤の保存期間を決定するための研究を実施します。 これらの研究には、接着剤の接着強度を経時的にテストして、接着剤がいつ劣化し始めるかを判断することが含まれます。
有効期限と推奨使用方法
メーカーは通常、接着剤に使用期限を設けており、その期限を過ぎた接着剤は使用できません。 接着剤の安定性と化学的安全性を確保するには、推奨される使用および廃棄のガイドラインに従うことが重要です。 期限切れの接着剤を使用すると、接着が弱くなったり、接着が完全に破壊されたりする可能性があります。
まとめ
これが接着剤の正体であり、その仕組みです。 これらは身近にあると非常に便利なものなので、今すぐそれらについてもう少し知っておく必要があります。
接着剤は工作から製本まで使えるので、ぜひ使ってみてください。 作業に適した種類を使用していることを確認すれば問題ありません。
Tools Doctorの創設者であり、コンテンツマーケティング担当者であり、お父さんであるJoostNusselderです。 私は新しい機器を試すのが大好きです。私のチームと一緒に、2016年から詳細なブログ記事を作成して、忠実な読者にツールと作成のヒントを提供しています。
