【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT0293
利用課題名 / Title
金属-樹脂直接接合の実用化に向けた研究
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/ Electronic microscope,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
石岡 英悟
所属名 / Affiliation
東京大学生産技術研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
金属-樹脂直接接合は輸送機器の軽量化、生産効率化が見込まれるため、近年着目されている接合方法である。従来の研究では平板同士を重ね合わせる継手形状での評価が主体であったが、本研究では円柱面上の接合に着目した。円柱面上に異なる成形条件で成形接合し、接合強度を測定した。また、接合強度が異なる要因をSEMによる断面観察により解明することを試みた。
実験 / Experimental
金属試験片の表面にブラストなどを用いて微細構造を形成した。この金属試験片を射出成形機に挿入し、射出時の最大圧力や、保圧を変更しながら樹脂を射出し、金属試験片に樹脂を接合させた。
接合した試験片を切断し、エポキシ樹脂で包埋後、研磨し金属断面観察サンプルを製作した。同じ射出成形条件で平板形状と円柱形状の試験片を製作し、断面を比較した。
結果と考察 / Results and Discussion
接合強度試験の結果、円柱形状の接合強度は平板形状の接合強度に比べ10 MPa程度弱かった。よって先行研究1)と同様に円柱形状の観察サンプルでは金属と樹脂の間に大きな隙間が観察できると予想したが、図1および図2に示すように、大きな隙間は観察できなかった。今回観察したμmオーダーではなく、nmオーダーでの樹脂の微細構造への侵入状況などが異なる可能性があり、TEMなどを用いて更なる調査が必要であると考える。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 平板形状のSEM断面観察結果
図2 円柱形状のSEM断面観察結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
1) Influence of fluidity improver on metal-polymer direct joining via injection molding, S. Wang et al., Precision Engineering, vol. 72, 620–626, 2021.
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 石岡 英悟、木村 文信、山口 英二、鈴木 幸徳、梶原 優介、"円柱面での金属樹脂直接接合における接合強度評価"、精密工学会春季大会、2024年3月14日
- 石岡 英悟、木村 文信、山口 英二、鈴木 幸徳、梶原 優介、"円柱面での金属樹脂直接接合における成形条件が接合強度に及ぼす影響"、プラスチック成形加工学会、2024年6月20日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件