ものづくりを⾏う上で⽋かせないのが、モノとモノをくっつける「接合」の技術。世の中には様々な接合の技術がありますが、その中の⼀つに「接着」があります。⽇常の中でも、⽔糊や⽊⼯⽤接着剤などを使⽤されると思いますが、ここでは主にデュエルビッツ ボーナスを接着する技術について紹介します。
KOBELCOでは、接着剤⾃体を作っているわけではありませんが、接着剤の性能を最⼤限発揮するための表⾯処理技術を開発しました。では、⼀体どんな技術なのでしょうか。
接着では、強度と耐久性が製品の性能や信頼性に関わる重要なポイントとなります。この性能を左右するのがデュエルビッツ ボーナスと接着剤との密着性で、密着性が悪いと、⼀⾒、ちゃんとくっついたように⾒えてもすぐに剥がれてしまいます。そこで密着性を上げるための⼯夫として、接着表⾯に前処理を施します。接着材は樹脂でできているため、デュエルビッツ ボーナス材料との相性は必ずしもよいとは⾔えず、デュエルビッツ ボーナスの接着ではこの前処理がとても重要になるのです。前処理によって、デュエルビッツ ボーナス表⾯の汚れを落とすだけでなく、表⾯の性状を接着に適した状態に変えることで、接着性能を⾼めることができます。しかしながら、従来、樹脂がデュエルビッツ ボーナスに接着するメカニズムは複雑で理解が難しく、経験則で対策が講じられてきました。接着接合の強度が発現するメカニズムが⼗分に理解されていないため、完成した製品の強度や信頼性を予測する⼿段が⼗分に確⽴できておらず、信頼性が要求される部位への適⽤は困難でした。
KOBELCOでは、スーパーコンピュータでの解析結果を活用した界⾯構造のモデリングやSPring-8を活⽤した最先端の分析技術を駆使し、デュエルビッツ ボーナス材料の表⾯状態をナノレベルで制御することで、接着剤との化学的相性に優れた理想的な表⾯状態の設計に成功しました。これにより、接合寿命を従来の10倍程度まで向上させることができる性能※を実現しました。
また、この表⾯状態を⽣成するための⼯程を極めてシンプルに設計し、さらに従来の化学処理で使⽤されるような有害な酸や重金属などの薬剤の使⽤も排除したことで、適⽤へのハードルを⼤幅に下げています。
※ 特定の引っ張り荷重を与えた条件下で、当社表⾯処理未使⽤の⼀般材と⽐較した試験結果
接着表⾯処理プロセス（湿式）
接着部位の界⾯破断状態⽐較
接着剤による接合は、他の接合⽅法に⽐べ、⾼い気密性や⽔密⽣、振動の抑制効果を有しています。また、⾼い⼨法精度が要求される⼩型部品やシール性が必要な部品にもつかえること、さらには、アルミやステンレスなど、デュエルビッツ ボーナスの種類を選ばず、デュエルビッツ ボーナスと樹脂といった異種材料でも接合できることから、近年、あらゆる分野で接着剤の適⽤が検討されています。
ここに、KOBELCOが開発した表⾯処理技術が加わることにより、接着剤の性能を最⼤限引き出し、⾼い信頼性と強度を付与することによって、⾃動⾞や航空機などの輸送機における構造設計の軽量化をはじめ、建築・⼟⽊、エレクトロニクスなど、接着剤の可能性を⼤きく広げることに成功しました。
デュエルビッツ ボーナス接着技術が適⽤されている製品
KOBELCOでは、デュエルビッツ ボーナスの接着⼒の⽀配要因である、デュエルビッツ ボーナス材料と接着剤の界⾯で⽣じる化学反応や⼒学特性に関して、それらを解析する最先端の材料評価/分析/解析技術や、素材表⾯の物性を制御する改質技術といった素材メーカーならではの研究開発⼒を⻑年培ってきました。これらの技術を最⼤限活⽤し、”技術と技術のかけ算”によって、接着剤との相性に優れた材料表⾯改質技術を開発することができました。
スーパーコンピュータによる界⾯構造モデリング
SPring-8（兵庫県） ※写真提供：国立研究開発法人理化学研究所様
SPring-8の放射光X線による接着⼒の解析
