微細表面構造を利用した金属－樹脂直接接合の研究

利用微表面结构的金属-树脂直接键合研究

• 批准号: 17J00345
• 负责人: 門屋 祥太郎
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J00345/
• 关键词: 金属・樹脂直接接合; 射出成形; 陽極酸化処理; インサート成形

自動車や電子デバイスの軽量化需要などを背景に，金属と樹脂の接合技術が広く求められるようになっている．特に金属表面粗化と樹脂射出成形からなる成形接合と呼ばれる手法は，材料選択性の高さなどから大きな注目を集めている．本研究では，成形接合において金属表面構造のサイズが接合強度や樹脂の転写状態に与える影響を明らかにすることを目的としている．(1) 陽極酸化処理による大径構造の作製：前年度までに，陽極酸化処理を用いて数十ナノメートル程度の構造を形成し，樹脂成形条件と接合強度の関係などを評価した．さらに大きなサイズの構造について評価するために，陽極酸化処理とエッチング処理を併用することで最大で300ナノメートル程度の構造を作製した．(2) 射出成形条件による接合強度変化の評価：(1)で作製した大径構造を用いて接合実験を行ったところ，20MPa前後の引張せん断強度が得られた．また，樹脂射出速度と接合強度の間に負の相関があることが明らかとなった．これはこれまで数十ナノメートルの構造のみで見られていた傾向と同じであり，数百ナノメートルまでといった広い範囲でも同じ傾向があることを示した．(3) 走査透過型電子顕微鏡(STEM)による接合界面の分析：成形品の接合部分をSTEMを用いて分析し，樹脂転写状態や化学結合性を評価した．まずマイナス100度程度の低温状態でイオンミリング法を用いることで接合部分の薄片試料を作製した．STEMによる観察で，金属表面構造の孔径と同程度の深さまで樹脂が転写されていることが明らかとなった．また元素分析等の結果では，陽極酸化皮膜と樹脂の間には化学結合は認められなかった．

Automatic vehicle electronic equipment and equipment quantization needs to be background, metal and resin bonding technology is required to meet the needs of the environment. In particular, metal surface roughening and resin injection molding, molding and bonding, and other methods, material selection and high performance, focus on the. This study aims to clarify the influence of metal surface structure, bonding strength and resin writing state on forming bonding. (1)Anodic acid treatment of large diameter structure: in the previous year, anodizing treatment of the use of dozens of different degrees of structure formation, resin molding conditions and joint strength of the relationship between evaluation. The structure of the anode acidizing treatment can be evaluated by the maximum of 300 degrees. (2)Evaluation of joint strength variation under injection molding conditions: (1) Joining strength variation under injection molding conditions before and after 20MPa was obtained. There is a negative correlation between resin ejection velocity and bonding strength. The structure of this article is divided into several parts. The structure of this article is divided into several parts. (3)Analysis of bonding interface by transmission electron microscopy (STEM): analysis of bonding part of molded product by STEM, evaluation of resin writing state and chemical bonding property. A thin sheet sample of the bonding portion was prepared by the method of separation at a low temperature of about 100 degrees Celsius. The pore size of the metal surface structure was observed by STEM. The results of elemental analysis, etc., indicate that the anodic acid coating resin has a chemical bond.

项目成果

成形接合：表面処理とインサート成形を利用した金属・樹脂直接接合

成型粘合：使用表面处理和嵌件成型的直接金属/树脂粘合

• 发表时间: 2017
• 作者: 岸本喜直;小林志好;大塚年久;新妻基;木村文信,門屋祥太郎,梶原優介
• 通讯作者: 木村文信,門屋祥太郎,梶原優介

ブラスト処理金属/樹脂直接接合における金属表面性状と接合強度の関係

喷砂金属/树脂直接粘合中金属表面性能与粘合强度的关系

• 发表时间: 2019
• 作者: Kimura Fuminobu;Kadoya Shotaro;Kajihara Yusuke;門屋祥太郎，木村文信，梶原優介;門屋祥太郎，木村文信，梶原優介;鈴木豪太，木村文信，門屋祥太郎，堀江永有太，山口英二，梶原優介
• 通讯作者: 鈴木豪太，木村文信，門屋祥太郎，堀江永有太，山口英二，梶原優介

樹脂転写が金属-樹脂接合の強度に与える影響の評価

树脂转移对金属-树脂粘合强度影响的评价

• 发表时间: 2018
• 作者: Shuaijie Zhao;Fuminobu Kimura;Shotaro Kadoya;Yusuke Kajihara;門屋祥太郎，木村文信，梶原優介;門屋祥太郎，木村文信，梶原優介
• 通讯作者: 門屋祥太郎，木村文信，梶原優介

Relationship between surface texture and joining strength in blast-assisted metal-polymer direct joining

喷砂辅助金属-聚合物直接连接表面纹理与连接强度的关系

• 发表时间: 2018
• 作者: Gota Suzuki;Fuminobu Kimura;Shotaro Kadoya;Eiji Yamaguchi;Yusuke Kajihara
• 通讯作者: Yusuke Kajihara

PBT-anodized aluminum alloy direct joining: Characteristic injection speed dependence of injected polymer replicated into nanostructures

• DOI: 10.1016/j.polymertesting.2019.02.006
• 发表时间: 2019-05-01
• 期刊: POLYMER TESTING
• 影响因子: 5.1
• 作者: Kadoya, Shotaro;Kimura, Fuminobu;Kajihara, Yusuke
• 通讯作者: Kajihara, Yusuke