異種材料の接着メカニズム、接着技術と評価 / 異種接合における接着剤の使い方と技術動向

2011年1月20日「異種材料の接着メカニズム、接着技術と評価」

　工業機能部品、電子電気部品、塗料部品などプラスチック、塗料やゴム製品の多くが接着技術を用いて製造されています。これら、もの作りにおいては、製品設計、組み立てそして機能性を発現させるため、また製造の簡素化、コスト低減のために接着技術を応用することによってほとんどが成し遂げられています。 　接着は工業において最も重要な生産加工技術の一つです。ゴム・樹脂製品の多くは、単独では強度が弱いため補強して使用されています。金属、セラミックス、繊維および木材などの材料はゴム・樹脂材料の有効な補強材で、この補強化技術の一つに接着があります 。 　本講座では、接着過程における「ぬれ」、流動過程、接着界面形成、接着破壊過程等の理論を解説すると共に、ゴムと金属の直接架橋接着方法、間接接着法、金属と樹脂の接着について紹介します。 　接着界面の劣化に及ぼす因子、シランカップリング剤を用いた接着物の接着メカニズムを解明する上で、洗浄工程における重要性をXPS、接触角測定、FT-IR測定によって材料の表面を分析し、材料表面状態に及ぼすシランカップリング剤の反応性についても説明いたします。

1. 接着技術
   1. 材料の変遷と複合材料
   2. 接着技術の現状と課題
   3. 接着方法の分類
   4. 環境と接着
   5. 接着成形と金型汚染
2. 接着の基礎
   1. 接着過程
   2. ゴム・樹脂の流動過程
   3. 被着体に対するゴム・樹脂のぬれ過程
   4. 界面の安定化過程
   5. 接着における界面結合力
   6. 接着破壊過程
   7. 接着物の環境要因による剥離と自己修復性接着
3. 接着の評価解析に利用される分析機器の特徴
   1. 表面分析方法の分類
   2. 各種表面分析機器の特徴
   3. 各種表面分析機器の活用方法
   4. 材料表面の化学状態
   5. 異種材料接着物の分析事例
   6. 接着界面の安定と劣化事例
4. 接着に及ぼす金属の表面性状の影響
   1. 洗浄方法の種類
   2. 洗浄による表面状態
   3. 金属酸化物の形成過程
   4. シランカップリング剤の反応量の測定
   5. シランカップリング剤の反応性
5. トリアジン系化合物による異種材料の接着技術
   1. ゴムと金属の接着
   2. 樹脂と金属の接着
   3. ゴムとゴムの接着
   4. ゴムと樹脂の接着
• 質疑応答・名刺交換

2011年1月31日「異種接合における接着剤の使い方と技術動向」

　材料に於いて、一昔前まではプラスチックが金属に近づこうと考えて熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック、エンジニアリングプラスチック、そして複合材料へと進化した。 　これからは金属がプラスチックへ近づこうと考える時代かも知れない。 　金属は強靭性において大変に優秀な材料である。 　しかし、アルミニウム材料の様に軽いものもあるが、ほとんどの金属材料はプラスチック材料と比べて、非常に重いという欠点がある。 　金属の強靭性という特性を落とすことなく、この欠点を解決するためには金属と他の材料との複合化が望まれる。 　そして接合に於いては溶接と言う金属では必要不可欠な接合方法が使用できなく、接着剤接合に期待せざるを得ない状況になっている。

　本講座に於いては、第1部に於いて「異種材料の接着と耐久性」と題して接着のメカニズムと接着剤の選び方を中心に、被着材表面の特性、被着材の表面処理、構造用接着剤の設計・評価方法や耐久性について勉強したい。 　第2部に於いては、「解体性接着剤の技術動向」と題して勉強したい。 　解体性接着剤とは必要な時に、ある種の手法で剥がすことができる接着剤を意味し、誕生した目的は環境問題に端を発して接着硬化した接着剤皮膜をリサイクル、リユースすることは無理であっても上手に剥がすことができれば、被着材を生かすことは可能であるとの考えからである。 　現在実用化されている解体性接着剤は、接着剤中に発泡性マイクロカプセルを混入させておき、解体したい時に電磁誘導加熱やマイクロ波加熱によって解体する方法である。 　本講座に於いては、接着剤調整のポイントや剥離のメカニズムについて勉強する。

1. 異種材料の接着と耐久性
   1. 接着のメカニズムを知る
      1. 接着理論の分解図
      2. 接着の理論:「ぬれ」と言うこと
      3. 接着の理論:接触角と臨界表面張力
      4. 接着の理論:接着の仕事WA
      5. 接着の理論:接触角の測定
      6. 接着の理論:液体表面張力の測定
      7. 接着の理論:液体の表面張力と固体の臨界表面張力
      8. 接着の理論:溶解度パラメーター (SP値) とは
      9. 接着の理論:金属結合と水素結合
      10. 接着の理論:二次結合 – ファンダーワールス力
      11. 接着の理論:接着界面の強さ
      12. 接着の理論:一次結合
          • イオン結合
          • 共有結合
          • 配位結合
      13. 接着の理論:力学的な接着効果
      14. 接着の理論:接着剤の凝集力
      15. 接着の阻害因子
      16. 接着の破壊
   2. 正しい接着剤の選び方
      1. 接着剤選定の基準
      2. 接着剤選定のためのチェックリスト
      3. 被着材の性質を知る
         • 金属
         • ゴム
         • プラスチック
         • ガラス
         • セラミックス
      4. 被着材の表面処理
         • 金属
         • ゴム
         • プラスチック
         • ガラス
         • セラミックス
      5. 実用条件を知る:外部応力
      6. 実用条件を知る:外部応力と適応接着剤の関係
      7. 実用条件を知る:接着剤に適用される法規制
   3. 異種材料の接着:SP値値の近いものは混ざり合う
   4. 構造用接着剤の概説
      1. 構造接着及び構造用接着剤とは
      2. 構造用接着剤の種類
      3. 海島構造を作る:プレリアクト法
      4. 構造用接着剤の評価基準:アメリカ連邦規格MMM-A-132B
      5. 構造用接着剤の応用:スポット・ウエルドボンド工法
      6. SGAの組成
      7. SGAによる金属腐食問題の解決
      8. SGAのアクリルモノマーの臭気対策
      9. SGAの接合面のクリアランス対策
      10. SGAの接着歪み対策
2. 解体性接着剤の技術動向
   1. 解体性接着及び解体性接着剤とは
   2. 解体性接着剤の位置づけ
   3. 解体性接着剤の技術開発
      1. 分解性ポリマーの利用
         • 生分解性ポリマーの応用
         • 電子線崩壊形ポリマーの応用
         • 熱分解性ポリマーの応用
         • アイオノマー (イオン結合をもつポリマー) の応用
      2. 熱膨張性マイクロカプセル+電磁誘導加熱&マイクロウエーブ加熱
• 質疑応答・名刺交換