樹脂 金属 接着 書籍
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“くっつかない”樹脂と金属をいかにして“くっつける”のか?
要求の高まる自動車用途において、求められる接着技術、耐環境性とは?
接着のメカニズムから、表面処理、各種接着技術、その評価までを網羅した一冊!

接着性向上へ向けた表面処理技術と接合信頼性評価を掲載!

樹脂と金属の接着・接合技術

接着メカニズム、各種表面処理・改質、界面制御、各種接着技術
自動車部品への展開、経年劣化、加速試験、耐久性、接合強度評価法...

発 刊:2012年1月31日  体 裁:B5判 232頁  定 価:80,000(税抜)

※上製本が絶版につき、オンデマンド版 30,000円(税抜)

■ 本書のポイント(こんな疑問、問題点に迫ります)

樹脂と金属の接着メカニズムから知る接着性向上
◎ 樹脂と金属を最適にくっつけるための条件設定法
◎ なぜくっつくのか、なぜくっつかないのか?
◎ 密着強度向上の指針を得るための考え方とは?

表面処理が接着性に及ぼす影響
◎ 表面・界面で何が起き、どうくっついているのか?
◎ 界面物性を予測することで材料の設計指針を知る
◎ 化学的表面処理、機械的表面処理の差異はどう出るのか
◎ 樹脂と金属で異なる物性差をどこまで解消できるのか?
◎ 表面処理はどこまで行うべき? 最適なポイントとは?

各接着技術のメリット・デメリット
◎ 各接着剤の特長を活かせる材料、活かせない材料とは?
◎ レーザーによる溶着に適した部材、適さない部材とは?
◎ 自動車材料における樹脂と金属の接合事例

接着・接合面の評価法から最適な方法に迫る
◎ 接着界面劣化はどうやって評価する?
◎ 分子シミュレーションによる材料物性評価法
◎ 経年劣化による故障の発生を回避するために
◎ 評価結果から接着性改善に向けた指針を解説する
◎ 条件に応じた耐久性加速試験と寿命評価法

■ 執筆者【敬称略】
(株)日立製作所
金沢工業大学
大阪大学
パール工業(株)
東京工業大学
中部大学
大阪府立産業技術総合研究所
岩崎 富生
小川 俊夫
片山 聖二
佐伯 登
佐藤 千明
鈴木 靖昭
田原 充
オムロン(株)
東京理科大学
前田工業(株)
接着技術コンサルタント
岡山県工業技術センター
東ソー(株)
エーピーエス リサーチ

早瀬 哲生
松崎 亮介
三瓶 和久
三刀 基郷
水戸岡 豊
山野 直樹
若林 一民

■ 目 次 
◆第1章 樹脂-金属間の接着メカニズム

□ 第1節 樹脂-金属の接着・接合のメカニズム

1.接着界面形成の一般論
2.界面相互作用と分子間力
 2-1 分子間力とは
  2-1-1 ファンデルワールス力
  2-1-2 水素結合力
  2-1-3 分子間力の力比べ
3.分子間力と界面の相互作用
 3-1 分子間力と表面自由エネルギー
 3-2 表面自由エネルギーと表面張力
 3-3 表面自由エネルギーと界面相互作用エネルギー
4.接着における界面相互作用エネルギー
 4-1 接触角と固体−液体間の接着仕事
 4-2 固体−固体間の接着仕事
  4-2-1 フォークスの方法
  4-2-2 フォークス式の拡張
5.酸−塩基相互作用

□ 第2節 各種接合・接着技術のメリット、デメリット

1.樹脂及び金属の接合方法
 1-1 金属の接合方法
 1-2 樹脂・複合材料の接合方法
 1-3 樹脂と金属の接合方法
               (異種材料の接合方法)
2.被着材の表面処理
 2-1 金属の表面処理
 2-2 アルミニウムの表面処理
 2-3 プラスチックの表面処理
  2-3-1 プラスチック表面の洗浄
  2-3-2 プラスチック表面の研磨(サンディング)
  2-3-3 プラスチック表面の極性を変える
   @ 火炎処理
   A 紫外線照射法
   B 化成処理
   C コロナ放電処理
   D プラズマ処理
   E CASING法
3.樹脂-金属の接着


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◆ 第2章 接着界面の制御・表面処理

□ 第1節 樹脂と金属の接着における樹脂の表面処理の重要性

1.樹脂の表面処理法
 1-1 コロナ処理
  1-1-1 コロナ処理法
  1-1-2 エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)の処理例
 1-2 大気圧プラズマ処理
  1-2-1 大気圧プラズマ処理法
  1-2-2 大気圧プラズマ処理例
 1-3 火炎処理
  1-3-1 火炎処理法
2.処理後の表面状態

□ 第2節 大気圧プラズマを用いた
               フッ素樹脂の表面改質と接着性の改善

1.フッ素樹脂の表面改質方法(従来技術)
 1-1 金属ナトリウム−アンモニア処理
 1-2 プラズマ処理
 1-3 プラズマ重合
2.大気圧プラズマ重合装置
3.大気圧プラズマ重合によるPTFEの接着性改善
4.大気圧プラズマ重合処理したPTFEのめっき
5.大気圧プラズマ重合連続装置
6.大気圧プラズマ重合処理した
  フッ素樹脂フィルム上に形成した有機EL素子

□ 第3節 プライマーを用いた表面処理・改質と接着への影響

1.プライマー(金属, プラスチックを主に)種類と用途
2.シランカップリング剤
3.チタン系カップリング剤
4.クロム系コンプレック


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◆第3章 各種接着・接合技術

□ 第1節 各種接着剤による樹脂-金属の接合技術と特長および事例

1.エポキシ系接着剤の特長と事例
 1-1 脂肪族ポリアミン系(常温硬化型)
 1-2 脂肪族ボリアミン系(中温硬化型)
 1-3 硬化ポリアミド系(常温,加熱硬化型)
 1-4 ポリサルファイド系(常温硬化型)
 1-5 ナイロン系(常温,加熱硬化型)
 1-6 酸無水物系(加熱硬化型)
 1-7 フエノール樹脂系(加熱硬化型)
 1-8 芳香族アミン系(加熱硬化型)
 1-9 シリーコン系(加熱硬化型)
 1-10 1液性工ボキシ系接着剤
 1-11 エポキシ系構造用接着剤
 1-12 金属用接着剤としてのエポキシ系接着剤の役割
2.アクリル系接着剤の特長と事例
 2-1 SGA(第2世代アクリル系接着剤)
3.ポリウレタン系接着剤の特長と事例
 3-1 熱可塑形
 3-2 湿気硬化形
 3-3 二液反応形
4.シリコーン系接着剤
5.その他樹脂系接着剤の特長と事例
 5-1 変成シリコーン系接着剤
 5-2 シリル化ウレタン系

□ 第2節 自動車部材における接着技術の現状と課題

1.接着剤に要求される特性
 1-1 強度
 1-2 耐熱性
 1-3 耐久性
2.接着剤の種類
 2-1 エポキシ接着剤
 2-2 アクリル接着剤
 2-3 ウレタン接着剤
 2-4 シリコーン接着剤,ポリイミド接着剤およびビスマレイミド接着剤
3.車体に現在使われている接着接合
4.車体材料の多様化と今後の接着接合
 4-1 高張力鋼
 4-2 軽合金
 4-3 プラスチック
 4-4 複合材料
 4-5 各種材料の接合上の問題点
5.接着接合を車体に適用する場合の留意点
6.接着接合部の設計手法
 6-1 接着継手内部の応力分布
 6-2 接着継手の強度設計
7.今後の課題

□ 第3節 樹脂と金属の接合・溶着に使用するレーザの種類と特徴

1.レーザとレーザ接合の特色
2.樹脂−金属のレーザ接合法
3.溶接・接合用レーザの種類と特徴
4.樹脂と金属のレーザ直接接合に利用されたレーザの例

□ 第4節 レーザによる樹脂と金属の接合メカニズム

□ 第5節 インサート材を用いたプラスチック−金属の接合技術

1.開発法の接合の原理
 1-1 プラスチック−金属接合の困難さ
 1-2 開発法の接合原理
2.開発法によるプラスチック-金属接合の接合例
 2-1 実験方法
 2-2 インサート材とプラスチックの接合
 2-3 インサート材と金属の接合
  2-3-1 インサート材の極性の影響
  2-3-2 金属表面の化学状態の影響

□ 第6節 インサート材を用いない樹脂−金属のレーザ接合技術

1.レーザによる樹脂-金属接合部の特徴と強度特性
2.実用化に向けての信頼性評価試験

□ 第7節 自動車部品の異材接合技術

1.レーザ樹脂溶着技術
 1-1 レーザ発振器の進化とレーザ樹脂溶着システム
  1-1-1 10□m帯:赤外:CO2レーザ
  1-1-2 1μm帯:赤外:半導体、NdYAG、Ybファイバー&ディスクレーザ
  1-1-3 0-5μm帯:可視:Nd:YAG-SHG; 第2次高調波
  1-1-4 0-3μm帯:紫外:エキシマ、NdYAG-SHG
  1-1-5 半導体レーザ
  1-1-6 ファイバーレーザ
  1-1-7 樹脂溶着用のレーザ発振器
 1-2 レーザ樹脂溶着加工装置
  1-2-1 レーザ光の走査方法
  1-2-2 レーザ加工装置の基本構成
2.レーザ樹脂溶着技術の基礎と適用
 2-1 レーザ樹脂溶着技術の基礎
 2-2 レーザ溶着技術の適用と拡
 2-3 レーザ樹脂溶着技術の狙い
  2-3-1 部品合わせ面の設計制約解消
  2-3-2 部品数削減、工程削減による低コスト化
  2-3-3 レーザによる工法統一
  2-3-4 局部的加熱による他部品への熱影響防止
  2-3-5 意匠性の向上
3.異種材料の接合
 3-1 異材接合技術の現状
 3-2 樹脂と金属の接合技術
  3-2-1 ナノモールディングテクノロジー 大成プラス(株)
  3-2-2 LTCC技術 フウラウンフォファーIWS
  3-2-3 LAMP接合とインサ−ト材を用いた樹脂と金属の接合技術 
 3-3 異種金属の接合技術
  3-3-1 レーザろう付技術
  3-3-2 クラッド材による異種金属接合技術
4.適用例
 4-1 アルミ材の摩擦点接合技術
 4-2 セルフピアッシングリベット
 4-3 接着技術
 4-4 ろう付技術
 4-5 シングルモードファイバーレーザによる異材溶接技術

□ 第8節 FRP/金属の最新一体成型技術と
                   接合強度向上、およびその評価

1.FRP/金属ハイブリッド構造
2.FRP/金属継手方法
 2-1 FRP/金属機械的継手
 2-2 FRP/金属接着継手
3.FRP/金属一体成形継手
4.ボルト一体成形継手
5.Inter-Adherend Fiber(IAF)法による継手

□ 第9節 金属接合用PPSについて

1.PPS樹脂について
2.NMT(Nano Molding Technology)
3.金属接合用PPSグレード
 3-1 金属接合用PPSの材料設計
 3-2 PPS樹脂と金属との接合強度
 3-3 射出成形条件と接合強度
 3-4 接合強度の耐久性試験
 3-5 金属の種類と接合強度
 3-6 金属接合用グレード
4.用途例

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◆ 第4章 接着・接合強度評価およびシミュレーション技術
□ 第1節 金属−樹脂接合界面の解析ポイントと評価法

1.接着強度
2.接着接合の破壊と界面(破壊面について)
3.接着接合をおこなう界面(被着材の表面について)

□ 第2節 樹脂-金属界面の密着強度を高める材料設計シミュレーション

1.界面の密着強度を高める材料設計とは
2.材料設計における高効率化の課題
3.樹脂との密着強度に優れた金属を設計する解析モデル
4.解析方法
 4-1 分子動力学法による密着強度の解析手法
 4-2 タグチメソッドによる直交表を用いた感度解析の方法
5.解析結果および考察
 5-1 密着強度の感度についての解析結果
 5-2 ロバスト性の解析結果
 5-3 設計指針および結果の考察
6.実験との比較
7.密着強度を向上させる材料設計シミュレーションのまとめ

□ 第3節 樹脂−金属部品の接着界面における
                       湿潤耐久性・耐水性評価

1.経年劣化による故障の発生
2.加速係数
3.接着接合部劣化の3大要因
 3-1 接着界面へ水分が浸入することによる劣化の促進
 3-2 温度による物理的および化学的劣化の加速
 3-3 応力による物理的および化学的劣化の加速
4.アレニウスモデル(温度条件)による
        耐久性加速試験および寿命推定法
5.アイリングモデル(応力条件)による
        耐久性加速試験および寿命推定法
6.湿潤および応力負荷条件下の耐久性評価法
 6-1 Sustained Load Test
 6-2 接着剤−構造接着接合品の耐久性試験方法
         −くさび破壊法(JIS K 6867, ISO 10354)
7.金属/接着剤界面の耐水安定性についての熱力学的検討



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