≪接着・原賀塾≫
講師:(株)原賀接着技術コンサルタント
首席コンサルタント、工学博士
原賀康介
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<第65回>の目次
15.接着剤の種類、特徴と使用上の注意点
15.4 代表的な接着剤の特徴、使用上の注意点
(2)エンジニアリング接着剤
(2-4) シリコーン系接着剤・シール材
① シリコーン系接着剤・シール材の種類
② シリコーン系接着剤・シール材の特徴
③ シリコーン系接着剤・シール材の使用上の注意点
(2-5) 変成シリコーン系接着剤(弾性接着剤)・シール材
① 変成シリコーン系接着剤・シール材の特徴
② 変成シリコーン系接着剤・シール材の使用上の注意点
(2-6) 粘着テープ(感圧接着テープ)
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【セミナー目次】
≪基盤技術編≫ 詳細はこちら
第1章 ⾼信頼性・⾼品質接着の作り込みの必須条件と開発段階で達成すべき目標値
第2章 接着のメカニズムと目標値達成のための方法
第3章 接着の機能・特性を損なう「内部応力」の発生メカニズムと影響諸因子、低減法
第4章 接着剤の種類と特徴、使⽤上の注意点
第5章 設計、施⼯、管理のポイ
≪設計最適化編≫ 詳細はこちら
第1章 接着耐久性 劣化のメカニズムと長期経時変化の推定法
第2章 接着の特性・信頼性の向上とコストダウンを両立させる『複合接着接合法』
第3章 設計許容強度と接着部の必要強度、必要Cv値を簡易に見積もる『Cv接着設計法』
第4章 最適設計のための耐用年数経過後の安全率の裕度の定量化法
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< 全体目次 >
<第1回> (2024年2月2日掲載)
「接着・原賀塾」の開講に当たって... 2
1.接着の品質確保は世界的に要求されている... 2
2.接着は<特殊工程>の技術... 3
<第2回> (2024年2月10日掲載)
3.<高信頼性・高品質接着>とは... 5
4.<高信頼性・高品質接着>を達成するためには... 5
<第3回> (2024年2月20日掲載)
5.接着設計技術、接着生産技術における要素技術と検討内容... 7
5.1 接着設計技術... 7
(1)機能設計... 7(2)材料設計... 7(3)構造設計... 8
(4)工程設計... 8(5)設備設計... 9(6)品質設計
<第4回> (2024年2月27日掲載)
<第5回> (2024年3月9日掲載)
6.高信頼性・高品質接着達成のための開発段階での作り込みの<目標値>
<第6回> (2024年3月20日掲載)
(5)凝集破壊と界面破壊の信頼性(内部破壊発生開始強度)
(6)界面破壊が生じる原因 (7)材料破壊について
<第7回> (2024年3月28日掲載)
6.2 ばらつき
(1)ばらつきの程度を表す指標<変動係数Cv>
(2)変動係数Cvの作り込みの目標値
(3)変動係数の大きさと破壊状態の相関性
(4)変動係数とばらつきの大きさ
(5)変動係数の要求値は時代と共に変化している
(6)信頼性や品質向上には、平均値を上げるより変動係数Cvを小さくするのが良い
(7)ばらつきには接着試験片の出来栄えも影響する
(8)変動係数Cvを求めるためのサンプル数
6.3 必要強度
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<第8回> (2024年4月6日掲載)
7.初期室温での必要強度と必要Cv値を簡易に求める<Cv接着設計法>
7.1 <Cv接着設計法>とは
7.2 設計するときに知りたいこと
7.3 設計するときに考えねばならないこと
7.4 <設計許容強度>の低下要因と考え方
(1) 接着強度の分布の形
(2) 接着部に加わる力と発生不良率
(3) 要求信頼度 - 許容不良率 と 許容不良率の上限強度p -
(4) ばらつきの指標 - 変動係数Cv と ばらつき係数d -
<第9回> (2024年4月13日掲載)
(5) 工程能力指数Cp ,CpL
(6) 工程能力指数CpL から 信頼性指数R へ
(7) 信頼性指数R,許容不良率F(x)、ばらつき係数d,変動係数Cv の関係
(8) 劣化による接着強度の低下とばらつきの増大
(9) 接着強度の温度依存性 -温度係数-
(10) 接着強度を破断強度で考えてはいけない -内部破壊と内部破壊係数-
(11) 安全率
<第10回> (2024年4月21日掲載)
7.5 <設計許容強度>の低下要因と考え方 -まとめ-
7.6 必要な<初期室温平均値μR0>の算出式
7.7 【補足】 (14)式、 (15)式の求め方
7.8 計算例
7.9 (参考)界面破壊で変動係数が大きい場合の計算例
7.10 <Cv接着設計法>のExcel計算シート
7.11 最後に考えること
(1) 必要な接着強度と部品自体の強度の関係
(2) 接着部の構造設計
(3) 凝集破壊率の向上
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<第11回> (2024年5月5日掲載)
8.ばらつきの少ない引張せん断試験片の作製方法
8.1 対象試験片
8.2 接着強度のばらつきに影響する因子
8.3 試験片の作製方法
(1) 準備するもの
(2) 試験片作成の手順
<第12回> (2024年5月16日掲載)
(2) 試験片作成の手順 (つづき)
8.4 引張りせん断試験時の注意点
(1) 支持体の取り付け
(2) チャック間距離
(3) チャッキング
(4) 引張速度
(5) 測定時の温度
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<第13回> (2024年5月26日掲載)
9.凝集破壊率を高くするには
9.1 接着における結合の種類
9.2 分子間力による結合
(1) 分子間力
(2) 水素結合
(3) 極性基
(4) 表面張力と表面自由エネルギー
(5) 表面自由エネルギーが高い表面は水で覆われている
(6) 表面の吸着水と接着剤との水素結合
(7) 接着剤と被着材表面との分子間の距離
(8) 接触角、表面濡れ指数
(9) 接着に必要な表面自由エネルギーはどのくらいか
(10) 空気中にあるものの表面自由エネルギーは接着に十分か
<第14回> (2024年6月6日掲載)
9.3 凝集破壊率を向上させるには (その1)界面での結合力を強くする
(1)弱境界層(WBL層)を除去する
(2)表面自由エネルギーが低くなった表面層を除去する
(3)表面積を増やす
(4)表面に極性基を付与して表面自由エネルギーを高くする <表面改質>
(5)表面を安定化させ、接着剤との結合性を向上させる
<第15回> (2024年6月16日掲載)
(6) 界面での接着欠陥部を無くす 接着剤と被着材表面の分子同士の距離を近づける
9.4 凝集破壊率を向上させるには (その2)界面に加わる応力を低減する
(1) 内部応力の発生
(2) 外力による<応力集中>
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<第16回> (2024年7月1日掲載)
10.硬化した接着剤の物性
10.1 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂
10.2 ガラス転移温度Tg
10.3 粘弾性体
(1)弾性体、粘性体、粘弾性体
(2)クリープ
(3)応力緩和
(4)速度依存性
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<第17回> (2024年7月16日掲載)
11.接着の内部応力
11.1 内部応力によって生じる不具合
(1)接着特性の低下
(2)接着される部品の機能・特性の低下
11.2 内部応力の種類
11.3 接着剤の硬化に伴って生じる<硬化収縮応力>
(1)硬化収縮応力とは
(2)硬化収縮応力による被着材の変形
(3)硬化収縮応力の発生過程
(4)体積収縮率と線収縮率
(5)硬化収縮応力に影響する因子と低減法
<第18回> (2024年8月1日掲載)
11.4 加熱硬化後の冷却過程で生じる<熱収縮応力>
(1)熱収縮応力とは
(2)熱収縮応力による被着材の変形
(3)熱収縮応力による接着部や被着材の破壊
(4)熱収縮応力の発生過程
(5)加熱硬化後の<内部応力>に影響する因子と低減法
<第19回> (2024年8月18日掲載)
11.5 使用中の温度変化で生じる<熱応力>
(1)熱応力とは
(2)温度による<熱応力>の変化
(3)<低温>には要注意
(4)熱応力に影響する因子と低減法
11.6 吸水によって生じる<吸水膨潤応力>
(1)<吸水膨潤応力>とは
(2)接着剤の吸水膨潤による被着材の変形
(3)吸水した状態での高温、低温使用によるはく離
(4)被着材の吸水膨潤による変形とはく離
<第20回> (2024年9月2日掲載)
11.7 被着材の変形によって生じる応力
(1)部品全体の温度むらによる変形
(2)はめ込み接着における部品の変形
(3)部品内部の温度勾配による変形
(4)部品のスプリングバックによるクリープ力
<第21回> (2024年9月16日掲載)
(5)異種材料の嵌合接着におけるクリアランス(接着層厚さ)の変化
1)線膨張係数が 軸部品A>穴部品B の場合
2)線膨張係数が 穴部品B>軸部品A の場合
3)嵌合接着での内部応力に影響する因子と対応策
<第22回> (2024年9月29日掲載)
11.8 内部応力に影響する諸要因
(1)接着部の構造
(2)部品の剛性(厚さ)、接着剤の収縮率と弾性率
(3)隅肉接着
(4)接着層厚さの不均一
<第23回> (2024年10月15日掲載)
(5)接着剤のはみ出し部
(6)接着剤の硬化
1)短時間硬化
2)急速加熱、急速冷却
(7)接着剤の後硬化
(8)ヒートサイクルによる応力緩和
<第24回> (2024年11月5日掲載)
11.9 内部応力の評価法
(1)内部応力測定装置(Custron)を用いる方法
(2)バイメタル法
(3)ストレインゲージ法
<第25回> (2024年11月15日掲載)
(4)区分的線形解析による方法
1)区分的線形解析法による硬化収縮応力の算出法
2)硬化過程での弾性率の経時変化の測定法
3)硬化過程での硬化収縮率の経時変化の測定法
4)区分的線形解析を用いた硬化収縮応力の算出例
5)区分的線形解析の有限要素法への適用
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<第26回> (2024年12月1日掲載)
12.接着の耐久性(劣化)
12.1 接着部の劣化と要因
(1)接着部の劣化とは
(2)劣化すると特性の低下だけでなくばらつきが増大する
(3)接着部での劣化箇所
(4)劣化の要因
(5)界面や接着剤には間隙がある
(6)接着部は必ず劣化するのか
<第27回> (2024年12月16日掲載)
12.2 熱劣化
(1)熱劣化とは高温の酸素による劣化
(2)高温の酸素による劣化モード
(3)空気中での10年間の熱劣化試験の例
(3-1) 温度の影響
(3-2) 表面処理の影響
(3-3) 接着剤の種類(組成)の影響
<第28回> (2025年1月6日掲載)
(4)空気中での長期熱劣化の予測
(4-1) 長期劣化予測の鉄則
(4-2) アレニウス法
(4-3) アレニウス法による長期熱劣化の予測例
(4-4) 10℃2倍則
(5)アウトガス
(5-1) アウトガスとは
(5-2) アウトガス試験と規準
(5-3) アウトガスデータベース
12.3 光劣化
<第29回> (2025年1月17日掲載)
12.4 水分劣化
(1)水は接着劣化の最大の要因
(2)水分による劣化モード
(3)水分劣化における寸法効果 – S/L –
(3-1) 寸法効果の一例
(3-2) 接着面積Sと接着部周辺の長さLの影響 – S/L –
(3-3) S/Lを大きくするための継ぎ手設計の例
<第30回> (2025年2月3日掲載)
(4)接着部の水分濃度と接着強度の関係
(4-1) 吸水率の分布
(4-2) 接着強度の分布
(4-3) 吸水率と接着強度の関係
(4-4) 有限要素法による吸水率分布の計算と接着強度の予測
(4-5) 細長い接着部における幅Wと劣化時間の関係
<第31回> (2025年2月17日掲載)
(5)水分による接着強度の経時変化の予測(アレニウス法)
(6)湿乾繰り返し
(6-1) 吸水後の乾燥による接着強度の回復
(6-2) 被着材の違いによる強度回復性の違い
(6-3) 乾燥後の強度測定の必要性
(6-4) 屋外での乾湿繰り返しによる長期経時変化の推定
(7)吸水した状態での高温、低温使用によるはく離
(8)水分による劣化の抑制法
<第32回> (2025年3月1日掲載)
12.5 定荷重(応力)耐久性(クリープ耐久性)
(1)定荷重(応力)耐久性とは
(2)荷重(応力)負荷装置
(3)定荷重(応力)負荷による接着部の破断試験の一例
(4)定荷重(応力)耐久性の予測方法
(4-1) 温度/時間換算による方法
(4-2) Larson-Millerのマスターカーブ法
<第33回> (2025年3月17日掲載)
耐久性)
(5)定荷重(応力)耐久性の改善法
12.6 水分と応力の複合による劣化
(1)湿度の影響
(2)水分と応力の複合で耐久性が低下する理由
(2-1) 接着剤の吸水による可塑化
(2-2) 界面の結合部の破壊
(3)負荷応力の影響
(4)水分と応力の複合劣化の抑制法
<第34回> (2025年3月31日掲載)
12.7 疲労耐久性
(1)疲労とは
(2)接着部の疲労耐久性
(2-1) 接着部における二つの疲労 -外力による疲労と温度変化による熱疲労-
(2-2) 劣化箇所は二箇所 -接着剤自体の劣化と界面の劣化-
(3)外力による疲労
(3-1) 接着と他の接合法との疲労特性の比較
(3-2) 疲労試験
(3-3) 接着に疲労限はあるか
<第35回> (2025年4月14日掲載)
(3-4) 接着部の疲労特性に影響する因子
① 凝集破壊率
② 温度
③ 周波数
④ 応力比
⑤ 水分との複合劣化
<第36回> (2025年5月7日掲載)
(4)温度変化の繰り返しによる熱疲労
(4-1) <熱応力>と<熱疲労>
(4-2) 最も壊れやすいのは接着端部の界面
(4-3) <熱応力>が生じる各種のパターン
① 接着部が1箇所で被着体の拘束がない場合
② 額縁状の接着部の場合
③ 隅肉接着の場合
<第37回> (2025年5月17日掲載)
④ 被着体が拘束されている場合
⑤ 嵌合接着で接着層厚さが拘束されている場合
⑥ 被着体内部の温度分布で被着体が変形するパターン
⑦ 二つの被着体に温度差が生じて変形するパターン
<第38回> (2025年5月31日掲載)
(4-4) 温度サイクルと他の劣化因子の複合による劣化の促進
① 外力の負荷による加速
② 接着部の吸水による加速
(4-5) 熱疲労試験における注意点
① 試験片では熱疲労耐久性はわからない
② 熱疲労試験での長期間強度の考え方
③ 昇温/冷却速度 -ヒートサイクルとヒートショック-
④ 温度範囲を広げた加速試験
⑤ 外力の繰り返し疲労として扱えるか
(4-6) 熱サイクル疲労の改善方法
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<第39回> (2025年6月20日掲載)
13.複合接着接合法
13.1 <複合接着接合法>とは
13.2 各種の複合接着接合法
(1)接着とスポット溶接の併用 ―ウェルドボンディング(WB)
(2)接着とリベット(ファスナー)の併用 ―リベットボンディング(RB)
(3)接着とセルフピアスリベット(SPR)の併用
(4)接着とメカニカルクリンチングとの併用
(5)その他の併用法
<第40回>(2025年7月5日掲載)
13.3 複合接着接合法による接合の課題の改善
(1)接着の課題の改善
(1-1) [工程面] 硬化までの待ち時間の解消と固定冶工具の廃止
(1-2) [工程面] 位置合わせの簡素化
(1-3) [工程面] 高温での変形や剥離の防止
(1-4) [機能面] 部材間の電気的導通の確保
(1-5) [特性面] 柔軟な接着剤の高温強度の向上
(1-6) [特性面] 強度ばらつきの低減
(1-7) [破壊/安全面] 接着の破壊に対する冗長性の確保
(1-8) [破壊/安全面] クラック進展の防止
(1-9) [破壊/安全面] 接着剤の燃焼による構造物の崩壊防止
<第41回>(2025年7月20日掲載)
(1-10) [耐久性] 接着のクリープ耐久性の改善
① 外力によるクリープ
② 部材のスプリングバック力によるクリープ
(1-11) [耐久性] 接着の水分劣化性の向上
(2)接着以外の接合法の課題の改善
(2-1) [機能面] シール性の確保
(2-2) [機能面] 異種材接合における電食の防止
(2-3) [機能面] 振動吸収性の付与
(2-4) [特性面] 剛性、耐震性の向上
<第42回>(2025年8月2日掲載)
(2-5) [特性面] 薄板接合強度の改善
(2-6) [耐久性] 疲労特性の向上
<第43回>(2025年8月16日掲載)
13.4 複合接着接合法の適用例
(1)ウェルドボンディングの適用事例
(1-1) 航空機の機体組立
(1-2) 自動車の車体組立
(1-3) 産業用有圧換気扇の回転羽根(鋼板製)
(1-4) 高速列車用空調装置の枠体(ステンレス鋼板製)
(2)リベットボンディングの適用事例
(2-1) 列車無線中継器用筐体
<第44回>(2025年8月30日掲載)
(2-2) 制御盤・操作盤
(2-3) 大型映像装置のモジュール筐体
<第45回>(2025年9月13日掲載)
(2-4) 500系新幹線の空調室内機
(2-5) フレーム構造筐体
(3)接着とかしめの併用接合・シールの例
(4)筆者の思い
13.5 ウェルドボンディング(WB)とリベットボンディング(RB)の長所と短所
(1)ウェルドボンディング(WB)の長所と短所
(2)リベットボンディング(RB)の長所と短所
<第46回>(2025年9月27日掲載)
13.6 ウェルドボンディングにおけるスポット溶接条件の影響
(1)接合部に必要な条件
(2)抵抗発熱(ジュール熱)と3大条件
(3)ウェルドボンディングにおける適正な溶接条件
(3-1) 電流値
(3-2) 電極加圧力と通電時間
13.7 ウェルドボンディングにおける接着剤の影響
13.8 接着剤硬化後のアーク溶接の影響
13.9 まとめ
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<第47回>(2025年10月12日掲載)
14.接着強度や性能に影響する諸因子
14.1 接着部に加わる力の種類と加わり方
(1)荷重と応力
(2)接着部の形状
(3)接着部への力の加わり方
14.2 各種の接着強度の測定方法
<第48回>(2025年10月25日掲載)
14.3 一般的(規格)ではないが、重要な強度試験法
(1)スプリングバック力によるクリープはく離
(2)割れやすい材料の接着強度試験方法
(3)引張りとせん断が同時に加わる場合の評価法
14.4 接着強度の基準
14.5 引張りせん断試験の結果に影響する諸因子
(1)被着材料の耐力以上のせん断接着強度は正しく測定できない
<第49回>(2025年11月8日掲載)
(2)せん断力負荷における応力集中
(2.1) 応力集中はなぜ生じるのか
(2-2) 応力集中に影響する諸因子
① 被着材の弾性率
② 接着剤の弾性率
③ 被着材の厚さ
④ 接着層の厚さ
<第50回>(2025年11月22日掲載)
⑤ ラップ長さ
(3)ラップ部(接着部)の曲がり
(4)引張速度
(5)その他
① チャック間距離
② 二枚の被着材の傾き(厚さ方向、軸方向)
③ 接着剤のはみ出し方
④ 測定温度
⑤ 被着材の表面状態
14.6 圧縮せん断試験のすすめ
<第51回>(2025年12月6日掲載)
14.7 引張り試験
(1)引張り試験と規格
(2)引張り試験の結果に影響する諸因子
(2-1) 引張りの軸ずれ
(2-2) 接着部の形状、寸法(面積)
(2-3) 接着剤の弾性率、温度
(2-4) 引張り速度
(2-5) 接着層の厚さ
<第52回>(2025年12月20日掲載)
14.8 はく離試験
(1)はく離試験の種類
(2)はく離強度の基準
(3)はく離試験の重要性
(3-1) 弱い特性を評価しておく
(3-2) クラック進行に対する抵抗性評価
(4)はく離試験のメリット
(4-1) 界面での結合力を敏感に評価できる
(4-2) 接着部の位置による種々の情報を得ることができる
(4-3) 同一試験片での繰り返し試験が可能
(5)はく離試験における破壊の形態とはく離チャート
<第53回>(2026年1月10日掲載)
(6)理想的なはく離状態とその評価法
(7)はく離試験の結果に影響する諸因子
(7-1) 温度(弾性率、伸び)
(7-2) 接着層の厚さ
(7-3) はく離速度
(7-4) 接着部の幅
(7-5) 接着剤のはみ出し
<第54回>(2026年1月24日掲載)
14.9 せん断強度、引張強度、はく離強度、衝撃強度の関係
(1)接着剤の硬さと伸びの影響
(1-1) 硬さと伸び
(1-2) 温度
(1-3) 速度
(2)接着剤・粘着材層の厚さの影響
(3)接着強度試験時のポイント
(4)接着剤や粘着剤を選定する際の注意点(カタログの表記に注意)
<第55回>(2026年2月7日掲載)
14.10 応力集中や破壊の起点となる<接着の不連続性>
(1)形状の不連続性
(2)厚さ・剛性の不連続性
<第56回>(2026年2月21日掲載)
(3)物性の不連続性
14.11 接着剤のはみ出し部
14.12 接着の強度試験での留意点
(1)立場によって必要な評価法は異なる
(2)強度試験で考慮すべきこと
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... 9
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<第57回>(2026年3月12日掲載)
15.接着剤の種類、特徴と使用上の注意点
15.1 接着剤とは
15.2 接着剤の分類
(1)主成分による分類
(2)形態・固化(硬化)の方式による分類
(3)特性・機能による分類
<第58回>(2026年3月28日掲載)
15.3 接着剤の固化(硬化)の方式と注意点
(1)二液の混合による硬化
(2)一液の加熱による硬化
(3)二液の接触による連鎖反応での硬化
(4)空気中の水分との反応による硬化
<第59回>(2026年4月11日掲載)
(5)接着面に付着している水分との反応
(6)酸素の遮断と活性金属への接触による硬化
(7)光照射による硬化
(8)溶媒の乾燥による固化
(9)接着面の溶融と相互拡散による接着
(10)溶媒の乾燥と自着による接着
(11)冷却による固化(温度による相変化)
(12)固化しないもの(粘性による付着)
<第60回>(2026年4月25日掲載)
15.4 代表的な接着剤の特徴、使用上の注意点
(1)構造用接着剤、準構造用接着剤
(1-1) エポキシ系接着剤
① 一液型、二液型に共通の注意点
② 二液型エポキシ系接着剤の注意点
③ 一液加型エポキシ系接着剤の注意点
<第61回>(2026年5月9日掲載)
(1-2) 変性アクリル系接着剤(SGA)
① 変性アクリル系接着剤(SGA)の特徴
② 変性アクリル系接着剤(SGA)の使用上の注意点
<第62回>(2026年5月23日掲載)
【寄り道】変性アクリル系接着剤(SGA)による<物性傾斜接着法>
(1)異種材接着における強度・剛性の確保と変形・応力低減の両立
(2)一種類の接着剤でどうやって弾性率を変化させるか
(3)どの程度弾性率を変えられるか
(4)どのようなところに使えるか
<第63回>(2026年6月7日掲載)
(1-3) 二液型ウレタン系接着剤
① 二液型ウレタン系接着剤の特徴
② 二液型ウレタン系接着剤の使用上の注意点
(1-4) 構造用・準構造用のエポキシ系、アクリル系、ウレタン系接着剤の比較
<第64回>(2026年6月22日掲載)
(2)エンジニアリング接着剤
(2-1) 嫌気性接着剤
① 嫌気性接着剤の特徴
② 嫌気性接着剤の使用上の注意点
(2-2) 光硬化型接着剤
① 光硬化型接着剤の特徴
② 光硬化型接着剤の使用上の注意点
(2-3) 瞬間(シアノアクリレート系)接着剤
① 瞬間(シアノアクリレート系)接着剤の特徴
② 瞬間(シアノアクリレート系)接着剤の使用上の注意点
<第65回>(2026年7月4日掲載)
(2-4) シリコーン系接着剤・シール材
① シリコーン系接着剤・シール材の種類
② シリコーン系接着剤・シール材の特徴
③ シリコーン系接着剤・シール材の使用上の注意点
(2-5) 変成シリコーン系接着剤(弾性接着剤)・シール材
① 変成シリコーン系接着剤・シール材の特徴
② 変成シリコーン系接着剤・シール材の使用上の注意点
(2-6) 粘着テープ(感圧接着テープ)
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