異種材料接着における表面処理事例と界面評価技術

異種材料の接着強度に影響する因子は何か?
カップリング剤やプライマーの処理効果は?

接着界面の考え方から最適な表面処理の条件、評価法など
豊富な事例とともに解説します!


講師


1.岩手大学 理工学部 化学・生命理工学科 教授 博士(工学) 平原 英俊 氏

2.東京理科大学 理工学部先端化学科 客員教授 理学博士(Ph.D.) 山辺 秀敏 氏
 【元 住友金属鉱山】


受講料


1名につき 50,000円(消費税抜、昼食・資料付)
〔1社2名以上同時申込の場合のみ1名につき45,000円〕


プログラム


【10:30-13:45】 (45分の昼食休憩を含みます)  
1.異種材料接着(樹脂/金属, 樹脂/樹脂)のメカニズムと接着技術事例 
岩手大学 平原 英俊 氏 


【習得できる知識】
・シランカップリング剤の金属表面処理方法
・異種材料の接合・シランカップリング剤の反応に影響を与える因子とその評価方法

【講座の趣旨】
 ゴム・樹脂材料の多くは, 単独では強度が弱いため補強して使用される。金属, セラミックス, 繊維および木材などの材料はエラストマー・樹脂材料の有効な補強材であるが, この補強化技術の一つに接合, 接着がある 。工業機能部品, 電子電気部品, 塗料部品などプラスチックやタイヤ, ベルト, 防振ゴム, 免震ゴムおよび工業機能ゴム製品などの多くのもの作りは接合技術を用いて製造されている。もの作りでは製品設計, 生産加工技術そして機能性を発現させるために接合技術が重要な役割を担っている。
 本講座では, 異種材料の接合について, 主として材料の表面界面制御が接合の信頼性を高める上で重要であることを説明し, 実践的な内容と考え方を解説する。シランカップリング剤の反応に影響を与える因子とその評価方法について解説した上で, 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条件と接着力の影響, シランカップリング剤の金属表面処理方法について事例を交えて紹介する。さらに, 接着メカニズムを理解する上で, 接合物界面をAFMとFT-IR を複合化した分析装置(AFM-nnoIR)(赤外スペクトル, 赤外吸収マップ, AFM像測定)そしてAFMと局所熱分析を複合化した分析装置(AFM-TA)を用いてのナノオーダーでの局所分析およびもの作りに必要な接合技術にも言及したい。

1.接着技術の必要性
 1-1 材料の変遷と複合材料の活用
 2-2 接着技術の現状と課題

2.接着過程における諸因子
 2-1 ポリマーの流動と接着
 2-2 界面の安定化
 2-3 接着における界面結合力
 2-4 接着物の環境要因による剥離現象の解明

3.接着の評価解析に利用される分析機器の特徴と分析事例
 3-1 表面分析方法の分類
 3-2 各種表面分析機器の特徴と活用と分析方法
 3-3 接着界面の安定と界面分析事例
 3-4 樹脂と金属の接着界面の劣化とはく離要因の関係
 3-5 ゴムと金属の接着界面の耐久性評価

4.接着安定性に及ぼす金属の表面性状の影響
 4-1 金属の前処理方法の種類
 4-2 洗浄による表面状態とその表面の特性
 4-3 金属酸化物の形成とシランカップリング剤の反応性

5.シランカップリング剤の反応性
 5-1 シランカップリング剤の機能
 5-2 シランカップリング剤の反応性
 5-3 シランカップリング剤の反応量の測定方法
 5-4 AFM-nanoIR, AFM-TAよる表面界面局所赤外分析と熱分析

6.異種材料の接着技術事例
 6-1 ポリマーと金属の接着
 6-2 ポリマーと金属の射出成型接着
 6-3 ポリマーとポリマーの接着 
 
【質疑応答】



【14:00-17:00】 
2.金属接着における表面処理とその評価 
東京理科大学 山辺 秀敏 氏


【講座の趣旨】
 金属接着において形成される接着界面の考え方を詳細に解説、必要とされる接着耐久性を発現させる表面処理技術について基礎知識、具体例、評価手法を解説し、実務に役立てる知識・技能の習得を趣旨とします。比較としてプラスチックの接着用表面処理についてもその実際を解説します。

1.被着体金属の表面処理の目的と分類

2.接着対象としての金属表面の考え方(理論と実際)
 2-1 理想表面と実存表面
 2-2 接着影響因子
 2-3 接着界面
 2-4 水による接着力の低下

3.金属接着用表面処理とその効果
 3-1 JIS規格における金属表面処理の実際
 3-2 普通鋼の表面処理
  1) 接着用プライマー処理
  2) シランカップリング剤
  3) シリコーター処理)
 3-3 アルミニウム合金の表面処理 
 3-4 銅および高耐食合金の表面処理

4.表面処理による金属接着耐久性向上の具体例(主にステンレス鋼を例として) 
 4-1 効果的な表面処理のノウハウとポイント(上手な表面処理とは) 
 4-2 接着部における結合タイプと結合エネルギー、接着耐久性の考え方 
 4-3 ステンレス鋼の陽極酸化処理
 4-4 接着用表面処理の検討で使われる分析・評価技術の解説
  1) XPS
  2) FT-IR RAS
  3) 静的二次イオン質量分析法 
 4-5 ステンレス鋼のシランカップリング剤処理(共有結合形成の役割) 
 4-6 ステンレス鋼の有機酸ポリマー処理(イオン結合形成の役割)
 4-7 トリアジンチオール化合物処理(フッ素系ポリマーの接着)

5.プラスチック類の接着用表面処理
 5-1 被着体表面に存在する汚染物質による接着阻害と除去 
 5-2 接着用表面処理としての大気圧プラズマ処理の原理、実用例、課題  

【質疑応答】