ミサワホーム総合研究所レポート vol. 82

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Misawa Homes Institute ofResearch and Development

DesignΤϜϨϙ

REPO

Technology

構造用接着剤の接着耐久性と信頼性
製品は１０００個の中に１個の不良品がある

しながら劣化要因・機構は複雑で正確にはよく耐久性という言葉を耳にします。耐久性とします。
どちらの製品が信頼できるかといつかみにくいのが現状です。そのため使用実とはあるものがいつまで使えるのか、その丈えば明らかにB社の製品となります。不良品

績のある接着剤との比較で耐久性を推定す

夫さを示す言葉で、一般には耐久性が高いの割合が少なくなればなるほど信頼性は高るしかありません。

（長持ちする）、耐久性が低い（壊れやすい）くなるといえます。接着の場合には未接着部、構造用接着剤として数十年の使用実績のあとあらわします。
しかしながら「耐久性」が高すなわち接着不良をなくせばなくすほど接着る接着剤にフェノール−ホルムアルデヒド系

いからといってなにをやっても壊れにくいとの信頼性は高くなるということになります。

この接着剤は合板や集接着剤があります。

いうわけではありません。たとえば耐久性が成材の木材同士の接着に使われており、日高い（長持ちする）というテレビを買ったとし耐久性評価の実際ます。居間においてテレビを見たときには１物の耐久性を評価する上でもっとも信頼性０年、２０年壊れずに見ることができ、「 長持があるのは実際に長期間使ってみて、何年、 ように定められています。表１においては煮ちした」と思うでしょう。
ではこのテレビを浴あるいは何回使えるのか測定することです。

沸繰り返し試験が劣化促進試験ということ室に置いたらどうなるでしょうか。言うまで

しかしながら２０年、３０年という長期間にになりますが、この試験における接着の劣化もなくすぐ壊れてしまうに違いありません。 わたり実際に耐久性を測定し、いざ商品とし要因は水、熱、および熱や湿潤−乾燥による（通常電化製品は水分や湿気により金属のた場合にはすでに時代遅れとなっており、商材料の膨張収縮であることがわかります。
この規格に合格した接着剤が、数十年にわた

本工業規格にその性能について規定されています。
その中の接着強さの規格では表１の腐食、絶縁不良をおこす為すぐ壊れてしまい品の価値がなくなってしまうことが少なくあます。）つまり「耐久性」とは通常使う使用環りません。そこで一般には劣化を促進して、 り構造部材として使用実績があるわけです

境でどれだけその物が使用できるのか、壊れ短時間で耐久性を予測する方法がとられまから、木材同士の接着において、接着性能のにくいのかという性能を表しています。
これす。
この促進試験は、実際の使用環境下で起劣化は水、熱、および熱や湿潤−乾燥によるに当てはめて本題にある「接着耐久性」につこる劣化を促進し、長時間かかる結果を短材料の膨張収縮が主原因と考えてよいこといて説明すると、ある物体AとBを接着した時間で測定する目的である為、実際の劣化になります。
ミサワホームにおいても木材同ものが通常の使用環境でいつまではがれずと促進試験による劣化が同じ機構でなけれ士を構造接着しているので同じ要因で劣化いつまで必要とする接着に使用できるのか、ばなりません。一般に劣化要因として挙げらすると考えられます。

力を維持できるのかと言うことになります。

れるものには、水、薬品、熱、温度変化、湿度、 ミサワホームでは接着強度を構造計算に算

接着の信頼性とは光、応力、微生物、振動、衝撃などがあり、こ入する場合には湿気硬化型１液ウレタン系

れらが複合して劣化するものと考えられてい接着剤を使用し、パネルとパネルを接着して物を作る上で不良品を作らないということはます。

います。
この接着耐久性を評価するにあたり非常に重要です。
しかしながらこれだけ科学

図1、図2のような促進試験を行いました。図技術が発達した現在においても１００％完構造用接着剤の接着耐久性評価

璧にものを作ることはできません。何万個、接着剤の接着耐久性を促進試験によって判投入しているところを10回まで繰り返し、更何十万個の製品を作れば、その中に幾つか断する場合には、前述したように実際の使用に劣化を促進しています。
また図2の試験はの不良品が存在するものです。A社の製品は環境において接着性能を劣化させる要因を

JIS-K6857（接着剤の耐水性試験）
では水１００個の中に１個の不良品があり、B社のあらかじめ知っておく必要があります。
しか浸漬を4回繰り返しているところを10回まで

1の試験はJIS-K6802では沸騰水中に2回Environment

接着耐久性とはミサワホーム総合研究所レポート vol. 82（表1）水性高分子ーイソシアネート系木材接着剤(JIS-K6806)

Societyの接着性能規格における接着性能評価方法

試験方法

処理方法

常態

サンプルに何の処理もしないで測定

煮沸繰り返し 煮沸水中に4時間投入ー60℃で20時間乾燥
ー煮沸水中に4時間投入ー水中で室温まで冷却ー測定

DesignTechnology①煮沸水中に4時間投入①24時間常温水中に浸浸②60℃、20時間乾燥②60℃、8間乾燥③煮沸水中に4時間投入③16時間常温水中に浸漬④水中で15分冷却④接着力測定（試験体を風乾したものと濡れたままのもの）⑤接着力測定（試験体を風乾したものと濡れたままのもの）（図1）煮沸サイクル試験（図2）水浸漬サイクル試験

Environment

繰り返し試験するものです。

を守って接着することでその発生を防ぐこと

これらの特性と、工場で生産された精度のこの試験結果を見てみると図３、図４の煮沸ができます。逆にいえば条件を間違えて接着高い木質パネルとが組み合わさることにより、サイクル試験、水浸漬サイクル試験どちらにすれば、接着不良になるということです。
すな

現場接着において高い信頼性を確保していおいてもサイクル数を重ねるごとに乾燥状態

わち決められた接着条件で接着した場合にるわけです。

での接着強度が低下していく傾向が見られは高い接着耐久性を持っているものでも、条ます。
しかしながら木部破断率（全接着面積件を誤って接着し、接着不良を起こせば耐中における木材部分で壊れた面積）は煮沸久性はゼロとなってしまうのです。
このようサイクルにおいて１サイクルで１００％、１０に信頼性と耐久性は密接に関連しているわ

サイクル後においても１００％であり、また水けです。
ミサワホームにおいては工場と建築浸漬サイクルにおいても、１サイクルで80％、 現場で構造接着を行っています。工場での１０サイクル後で85％と低下している傾向

接着はきちんと知識をもった作業員が、マはありません。
もし接着剤が劣化し、接着強ニュアルに従い接着作業をしている為、接着度が低下するのであれば木部破断率も低下の信頼性は極めて高いといえます。万一接着するはずです。
しかしながら本試験において不良が発生しても製品検査により不良品をは、木部破断率の低下が見られませんでし

抜き取ることができるので高い信頼性を確た。
このことより接着強度の低下は木材自身保できます。一方、建築現場においてはそのの強度がこのサイクル試験により低下し、接ように理想的な環境のもとで接着作業が行

着剤は劣化していないもしくは劣化しても木えるとは限りません。
そこで、悪条件のもとで材の劣化よりも遅いということがわかります。 も簡単に確実に接着できる接着剤や接着方
濡れたままで測定した結果では接着強度が法が必要になります。

乾燥状態に比べ低い値となっていますが、こミサワホームでは悪条件のもとで接着作業

れは木材および接着剤が吸水して強度が低を行っても確実に接着できるような接着剤下したためであると考えられます。
しかしなを設計、開発し、現場接着に用いることで高がら木部破断率がサイクルを繰り返した場い信頼性を確保しています。具体的には以合でも高いことから、濡れた状態でも接着耐下の特性を接着剤に付与しています。

久性は木材の耐久性よりも高いことがわか・釘打ち程度の圧締で接着できることります。

・温度による接着剤の物性変化が少ないこと

高い接着信頼性を確保する為に接着剤の耐久性と同様に重要な事項に接（図3）煮沸繰り返しサイクル試験における接着力及び木部破断率

・広範囲の含水率で接着できること
・・垂直面でも垂れ落ちないで、きちんと接着着の信頼性というものがあります。高い接着剤が塗布できること

信頼性を確保する為には接着不良を作らな・いことが必要となりますが、決められた条件（１液型であること）（図4）水浸漬サイクル試験における接着力及び木部破断率