接着はがれの原因の切り分け方——はがれた面と時期から、表面・硬化・水分を疑う

接着のはがれの原因を、専門の会社と一緒に調べるなら → はがれの状況を相談する

この記事のポイント（結論先出し）

接着がはがれたときは、最初にはがれた面に接着剤がどれだけ残っているかを見る。接着剤の中で壊れた（凝集破壊）のか、接着剤と被着材の境目で壊れた（界面破壊）のかで、疑う工程が変わる。日本接着学会誌の総説は、凝集破壊の割合が 40 % 以下に下がって界面破壊が増えると低い強度のものが多く出てくる例を示し、信頼性の高い接着には凝集破壊が必須の条件だとしている^[1]。次にいつはがれたかを分ける。組立の直後なら表面の汚れ・処理と硬化の不足を、使っているうちに弱くなったなら水分と熱の繰り返しを疑う^[1]^[2]。社内で境目に何があったかを決められないときは、はがれた両側の面を残して、破面の観察と表面の分析を専門の会社に頼む。

はがれた面の様子を最初に記録する

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接着のはがれを「強度不足」とまとめてしまうと、接着剤を強いものに替える、塗る量を増やす、といった対策に流れやすい。ところが、境目で壊れているなら接着剤の強さはそもそも使われていない。原賀の総説は、高い信頼性の接着を行うための基本は、破壊が界面破壊ではなく接着剤の中で壊れる凝集破壊であることだとし、表面処理の目的は平均の強度を上げることではなく、凝集破壊の割合を上げて強度のばらつきを小さくすることだと書いている^[1]。

はがれた面の様子	壊れた場所	まず疑うもの
片側に接着剤がほぼ全部残り、もう片側は素地が見える	接着剤と被着材の境目（界面破壊）	素地の汚れ・油・離型剤、表面処理の抜け、水分の侵入
両側に接着剤が残る	接着剤の中（凝集破壊）	硬化の不足、混合比のずれ、接着剤の劣化、設計上の荷重
被着材の表層ごと取れる	被着材の中	塗膜・めっき・樹脂の表層の弱さ（接着剤より先に表層の強さを疑う）
場所によって上の三つが混ざる	混在	塗布量・圧着のむら、端部からの水分、部分的な汚れ

記録は「凝集破壊の面積がおよそ何割か」で残す。原賀の総説は、接着の信頼性を表す指標として凝集破壊の割合と接着強度の変動係数（標準偏差を平均値で割った値）を使い、両者にはかなり高い相関があるとしている^[1]。同じ総説が示す目安は次のとおりである。

指標	総説に書かれている目安
凝集破壊の割合	40 % 以下に下がると低い強度のものが多く出てくる。初期に確実に 40 % 以上を確保できていれば信頼性が高いと考えられる
接着強度の変動係数	0.15 以下、望ましくは 0.10 以下が必要。0.2 以上では信頼性を論じられない
ばらつきの例	許容不良率 10 万分の 1・変動係数 0.15 なら、10 万個に 1 個は平均値の 36 % 以下の強度のものがある

数値は総説の筆者の測定例にもとづく目安で、どの接着系にもそのまま当てはまる合格値ではない^[1]。それでも、平均強度だけを見ていると「平均は十分なのに、たまにはがれる」という不具合の正体を見落とすことは、この表から分かる。同じ総説は、界面破壊する接着系では凝集破壊の場合よりはるかに低い力から内部で破壊が始まっていることを、アコースティックエミッションの測定で示している^[1]。

いつはがれたかで、原因の系統を分ける

組立の直後や受入の試験ではがれた

初期のはがれは、被着材の表面の状態と、接着剤の硬化を疑う。原賀の総説は、繰返しの疲労や熱の繰り返しが加わる場合、外力や熱応力は接着部の端の界面に集中するため、初期に界面破壊する接着系は短時間で強度が下がったり壊れたりすると書いている^[1]。初期に界面破壊が出ている部品は、そのまま使えば使用中のはがれに進みやすい。

硬化については、硬化の時間と温度、二液型なら混合比と混合のむらを確かめる。エポキシ樹脂系接着剤の耐久性の解説（堀井）は、エポキシ樹脂は品質管理の評価を通常行う材齢 7 日では反応率が 70〜80 % しか進まず、その後ゆっくり反応が進んで長い年月をかけて最終強度に達すると言われている、と紹介し、建造物の補修に使われたエポキシ樹脂の 20 年後・30 年後の試験で強度がむしろ上がっていた事例を示している^[3]。常温で硬化させる接着剤では、試験をいつ行ったかで結果が変わりうる。組立の何日後に試験したかを、記録に必ず残す。

使っているうちに弱くなった

使用中のはがれは、水分と、熱による伸び縮みの繰り返しを疑う。亜鉛めっき鋼板の接着継手の劣化を調べた郡らの論文は、時間とともに進む劣化が金属表面と接着剤の界面の接着力の低下によるもので、劣化の度合いはめっきの種類で違ったと報告している^[2]。劣化の初期には界面に入った水が分子間の力を断ち切って接着強度が下がり、長い期間では亜鉛めっき鋼板の腐食が劣化をさらに進めた。劣化を抑えるには、界面に分子間の力だけでなく化学結合があることがより重要だったとしている^[2]。

原賀の総説は、水分による劣化が外から接着部へ水分が拡散して起こるため、接着面積が同じでも外周が長い形ほど劣化しやすいことを示している。同じ面積の円・正方形・正三角形の突合せ試験片を同じ条件で水に浸すと、円が最も劣化が少なく、正三角形が最も大きかった^[1]。はがれが接着部の端や角から始まっているなら、水分の入り口を疑う。

同じ総説は、高い湿度にさらして強度が下がった試験片を乾燥させると強度がある程度回復すること、回復するのは水分の侵入で界面の結合が致命的に壊れていないことを意味すること、を示している。高湿度の暴露試験だけでは差がつかない候補でも、乾燥による回復を比べると差が見えることが多く、接着剤・被着材・表面処理を選ぶ有効な評価項目だとしている^[1]。

表面の汚れと粗さ——見えない層が境目を弱くする

界面破壊が出たときに最初に確かめるのは、被着材の表面である。加工油や防錆油の拭き残し、離型剤、手で触った跡、保管中のほこり、めっきや塗装の表層の弱さが、目に見えない層となって境目を弱くする。洗浄の槽の管理、洗浄から接着までの時間と保管の仕方、表面処理の条件が変わっていないかを、はがれた部品のロットと照らし合わせる。

表面の凹凸は、界面破壊を防ぐだけの話ではない。平川らの有限要素解析による研究は、接着層の中で凝集破壊が起きている場合でも、被着材の表面の形によって接着継手の破壊じん性が変わりうることが報告されていることを背景に、周期的な表面の凹凸が凝集破壊の亀裂の進み方に与える影響を調べている。表面の凹凸を増やすと弾性エネルギーが接着剤から被着材へ移って応力集中が下がることを示し、表面形状の最適化が界面破壊の防止だけでなく凝集破壊への抵抗の向上にもつながりうるとしている^[4]。研磨やブラストの条件を変えたあとにはがれ方が変わったなら、この観点でも見直す。

社内でできる確かめと対策

原因の系統が見えたら、変える条件を一つずつ試す。同時に複数を変えると、どれが効いたか分からなくなる。

記録をそろえる：はがれた部品と、はがれていない同じロットの部品について、接着剤のロットと使用期限、混合比、塗布量、圧着の圧力と時間、硬化の温度と時間、接着した日と試験した日、被着材のロットと洗浄・表面処理の条件を並べる。はがれ方を数で残す：試験片や不良品ごとに凝集破壊の割合を記録し、強度の平均だけでなく変動係数も出す^[1]。水分の影響を確かめる：高湿度にさらしたあとの強度と、乾燥させたあとの回復を比べる^[1]。

並べた記録からは、はがれの偏りを探す。特定の被着材ロットや接着剤ロットに集中していれば材料の側を、特定の日や作業者に集中していれば洗浄から接着までの扱いや作業の手順を、部品の特定の位置に集中していれば塗布量や圧着のむら、水分の入り口を疑う。偏りがまったく見えず全体に散らばっているなら、接着剤と被着材と表面処理の組合せそのものを見直す段階である。どの偏りが見えたかは、外に調べを頼むときにも最初に伝える情報になる。

接着剤を仕様でどう指定するか（銘柄か性能か、試験方法、破壊の仕方、硬化条件、表面処理）は接着剤・シーラントの仕様指定で扱っている。この記事は、はがれが起きたあとの原因調べに絞っている。

外に頼むときに渡すもの・受け取るもの

はがれた面の様子が判然としない、記録を並べても違いが見つからない、境目に何かが挟まっていた疑いがある、という段階になったら、破面の観察と表面の分析を専門の会社に頼む。境目の物質を調べる代表的な手段の一つが赤外分光（FTIR）で、群馬県立産業技術センターの案内は、FTIR が分子の振動による赤外線の吸収を測って分子構造の情報を得る手法であり、顕微鏡と組み合わせて微小な異物や付着物を分析でき、金属表面の付着物の分布を画像で示した例も載せている^[5]。どの分析が合うかは、はがれた面の様子と疑っている物質で変わるので、依頼の前に相談して決める。

渡すもの	注意すること
はがれた部品の両側の面	素手で触らない、拭かない、テープで押さえない。清潔な袋に分けて入れる
はがれていない同じロットの部品	比較の基準になる
使っていない被着材と接着剤	元の表面と接着剤の分析の基準になる。洗浄前・処理前の被着材もあるとよい
工程の記録	洗浄・表面処理・塗布・圧着・硬化の条件、接着日と試験日、ロット
はがれの記録	凝集破壊の割合、はがれ始めた位置（端か中央か）、使用環境と使用期間

受け取るもの	何に使うか
破面の観察結果	壊れた場所（界面・接着剤の中・被着材）の確定
表面・境目の分析結果	油・離型剤・腐食生成物など、挟まっていた物の特定
条件を変えた試験片の強度と破壊の仕方	対策の候補のどれが効くかの比較

成分の分析を頼むときの目的の決め方は成分分析を外に頼むときで、塗膜のはがれの調べ方は塗装のはがれの原因で扱っている。

はがれた部品の両側の面が残っていれば → 分析の段取りから相談する

よくある質問

引張りせん断の試験では合格しているのに、使っているうちにはがれます

初期の強度が足りていても、界面破壊が多い接着系は熱の繰り返しや疲労で端の界面から早く壊れる^[1]。試験の強度だけでなく、凝集破壊の割合と、水分にさらしたあとの強度を確かめる。

接着剤を強いものに替えれば直りますか

境目で壊れているなら、接着剤の強さは使われていない。先に表面の汚れと処理、水分の入り口を確かめる。接着剤の中で壊れているなら、硬化の条件と混合比を確かめてから、接着剤や設計の見直しを考える。

めっきした部品の接着だけが、時間とともに弱くなります

亜鉛めっき鋼板では、界面に入った水による接着力の低下と、長い期間ではめっきの腐食が劣化を進めることが報告されている^[2]。めっきの種類と接着剤の組合せ、端部の封止を見直す。

まとめ

接着のはがれは、はがれた面を見ることから始める。境目で壊れていれば表面の汚れ・処理と水分を、接着剤の中で壊れていれば硬化と混合を疑う。組立直後か使用中かで系統を分け、凝集破壊の割合と強度のばらつきを数で残す。社内で境目に何があったかを決められないときは、はがれた両側の面を残して、破面の観察と表面の分析を専門の会社に頼む。

同じく不具合の原因を扱う記事として、溶接割れの原因の見分け方、樹脂成形品の割れの原因、めっき不良の原因の切り分けも参照してほしい。

出典・参考資料

信頼性の高い接着設計のための基本条件と耐久性評価法（原賀康介／日本接着学会誌 43 巻 8 号・日本接着学会／2007 年）
亜鉛めっき鋼板と接着剤の接着状態が接着継手の劣化挙動に及ぼす影響（郡真純・植田浩平・河村保明／表面技術 71 巻 7 号・表面技術協会／2020 年）
エポキシ樹脂系接着剤の耐久性（堀井久一／マテリアルライフ学会誌 17 巻 3 号・マテリアルライフ学会／2005 年）
Effect of periodic surface roughness on cohesive failure in adhesive joints: A finite element study（Rio HIRAKAWA ほか／圧力技術 63 巻 6 号・日本高圧力技術協会／2025 年）
不具合解析に役立つ！ここまでできる産業技術センターの測定・分析技術（赤外分光分析）（群馬県立産業技術センター）

はがれの場所が決められない、条件を見直しても再発する——そこから一緒に整理します

newji の「技術課題の解決」では、はがれの状況と工程の記録を伺い、どこから調べるかを整理します。破面の観察や表面の分析、条件を変えた試験片の比較のように設備が要る作業は、引き受けてくれる専門の会社を探して一緒に進め、段取りと進行は newji が受け持ちます。測定や試験の前に、費用は書面でお出しし、ご了承をいただいてから発生します。結果や効果を前もってお約束するものではありません。

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