技術の概要 TRI System~ との一体接合技術 ~ TRI の命名由来 :The Technologies Rise from Iwate 通常のインサート成形では ととの接合面に接合機構がない事から 接着剤を使用したり 機械加工での引っ掛かり部分が必要でした また接合面にすき間が出来たり機械的強度が無いという弱点があります 本技術では 表面に接合機構 ( 化学的な結合 ) を発現させ強固で均一な接着を実現します この為 接合面の複雑な加工が必要なく形状の制約を受けずに自由に設計する事が出来ます また 優れた封止性や耐圧防水性 耐油性 耐熱性を発揮します 工法工法 処理液 接合膜形成 成形機金型 接合膜形成 ( 湿式表面処理 ) 接合膜形成一体接合 ( インサート成形 ) 接合層 特微特微 1. 強固な接合強度 2. 高封止性 3. 複雑形状不要 への表面処理で形成される接合膜により とが強固に接合 接着剤の分子間力結合とは比べものにならない接合強度を誇ります とが均一に接合しているので 高気密状態を作る事が出来ます 単純形状でも接合できる為 形状の制約を受けずに設計が可能です 接合可能接合可能なと 銅系 アルミニウム その他 PPS PBT その他 適用例適用例 ホンダ燃料電池自動車燃料電池自動車ウルトラキャパシタ用部品に採用! ウルトラキャパシタのセル アルミニウム ポリフェ二レンサルファイド (PPS) 車載用リチウムイオン 2 次電池の封口板封口板の封止部へ適用可能! アルミニウム銅熱可塑性角型リチウムイオンリチウムイオン電池 封口板
一体接合一体接合の工法工法 TRI System~ との一体接合技術 ~ 本技術は 新しい考え方によるとの一体接合技術です 本技術の特徴は への接合膜形成技術とインサート成形技術を用いて 接着剤を使わずにとを一体接合させるところにあります 本技術による一体接合方法の一例をモデル化すると 図のようになります < 工法 > 処理液 接合膜形成 ( 湿式 ) 接合膜形成 高温高圧 内部では 接合膜形成 インサート成形 との接合が完成 接合層 1. 表面に の両方と化学反応性が高いナノスケールの接合膜を TRI 処理によって形成します 2. 接合膜を形成されたをプラスチック成形金型内に入れ込み成形を行います ( インサート成形 ) この時 成形金型内に流れ込む溶融にかかる高温 高圧の作用により 表面の接合膜とが反応し 強固な接合力を有する一体接合品が出来上がります 3. 上記の工法で作られた一体接合品は 接合界面に下図のような化学的接合層を作る為に熱収縮による隙間が出来ず 面接着が可能で 高い封止性や耐圧防水性が期待出来ます 本技術を応用する事によって 既存のインサート成形品では不可能であった新規な製品設計が出来ます プラスチック 接合層 TRI 接着複合体断面の電子顕微鏡 (SEM) 像 10000 倍御協力 : 岩手県工業技術センター
強固強固な接合強度接合強度 TRI System~ との一体接合技術 ~ 試験方法 1テストピースの形状下記の形状のテストピースを使用します 50mm 接合部 (12 12mm) 42mm 接合部 (12 3.0mm) 38mm (t=1.6mm) 40mm (t=3.0mm) 12mm 3mm 12mm 3mm せん断試験片 突合せ試験片 2 接合強度測定方法接合膜を形成したをインサート射出成形によりを接合した後 精密荷重測定器を用いて接合強度を測定します 精密荷重測定器 : MODEL-1840M ( アイコーエンジニアリング株式会社製 ) 引張り速度 :5mm/min 3 評価内容 1. 強度の測定 2. の接合強度の測定試験サンプルを恒温恒湿槽 (80 95%) の中へ 200 時間投入し 24 時間自然乾燥のあと接合強度の評価をします その他の条件は JIS 規格 -K-6857 に従っております 恒温恒湿槽 80 95% 200 時間 3. の接合強度の測定試験サンプルを高温 (80 30 分 ) と低温 (-40 30 分 ) を 150 サイクル繰り返し,( 移し変え時間 5 分以内 ) 24 時間自然乾燥のあと接合強度の評価をします その他の条件は JIS 規格 -C-0025 に従っております 80 30 分 150 サイクル移し変え時間 5 分以内 -40 30 分
せんせん断試験片断試験片によるによる評価評価 TRI System~ との一体接合技術 ~ 評価基準 接合部 破断 せん断試験片による評価結果 PPS PBT PA6 メーカー TS 社 P 社 フィラー 無し (16MPa) 破断 (16MPa) アルミ (A1050) (9MPa) (6MPa) 破断 (16MPa) 銅 (C1100) (9MPa) (7MPa) (9MPa) (10MPa) ナイロンの場合 の強度より強度が上回る為 強固に接合されている場合には破断となります せん断試験片による試験では 接合部の面積が大きいために接合強度の値が強度を上回り その結果 ほとんどの場合が起こり 真の接合強度の値が得られませんでした
突合突合せ試験片試験片によるによる評価評価 TRI System~ との一体接合技術 ~ 評価基準 接合部 残り小 残り無し 突合せ試験片による評価結果 PPS PBT PA6 メーカー TS 社 P 社 フィラー 無し (43MPa) (41MPa) (29MPa) (41MPa) (48MPa) アルミ (A1050) (28MPa) (32MPa) 残り無し (5MPa) 残り無し (44MPa) (30MPa) (24MPa) (51MPa) (30MPa) (29MPa) (24MPa) (24MPa) (23MPa) 残り小 銅 (C1100) (30MPa) (34MPa) (23MPa) 残り小 残り無し (10MPa) 残り無し (2MPa) (36MPa) (32MPa) (17MPa) 残り小 (21MPa) (21MPa) 残り無し 突合せ試験片による試験では との接合部に対して直角に引っ張り力が加わるために せん断試験片による測定より正しい接合強度が得られると考えられます 突合せ試験片による試験結果 PPS PBT は 恒温恒湿試験 温度変化試験 による劣化がほとんど見られません PA6 は 恒温恒湿試験 後の接合強度が低下しましたが これはが吸湿性であるために劣化が起こったことが原因です 自動車メーカーで各種試験を行っていただいた結果 車載用リチウムイオン電池封口板に本技術が適用可能である という評価を受けました
TRI System~ との一体接合技術 ~ 高封止性 ( 高気密性 ) 試験内容 1テストピースの形状下記 ( 左 ) の形状のを使用して 下記 ( 右 ) 形状のテストピースを作製し使用します (t=1.6mm) φ2 15mm 5.4mm 2 封止評価方法テストピースは片にリン青銅 黄銅 アルミニウムを使用し は PA6 を用います 封止測定ガスは Ar ガスを用いて 漏れは封止実験用装置に水を張り目視によって確認します 評価条件は次のとおりです 加圧ガス :Ar ガス 試験温度 :25 加圧圧力 :1kgf/cm 2 加圧試験時間 :24 時間 試験サンプル 水 Ar ガス Ar ガスによる封止評価結果 加圧ガス封止評価結果 (1kgf/cm 2 24 時間 ) リン青銅 黄銅 アルミニウム 未処理 直ちに漏れ 直ちに漏れ 直ちに漏れ 一体接合品 漏れ無し 漏れ無し 漏れ無し 大型コンデンサコンデンサ封口板封口板でのでの評価端子 : アルミニウム :PPS 耐電解液性( 充放電時 ) 液漏れ無し 耐熱試験 (200 72 時間 ) 液漏れ無し ヒートサイクル試験 (-40 140 ) 500 サイクル 液漏れ無し 封止性 ( 電解液 3kgf/cm2) 液漏れ無し
接合可能接合可能なと TRI System~ との一体接合技術 ~ せん断試験片による試験結果 PPS PBT PA6 ABS PE PP 銅系 アルミニウム しないが接合強度は高い 接合強度が低い 接合しない 確認していない組み合わせ のメーカー グレード 配合物により接合力が変化します 上記の 以外にも接合の可能性がありますのでご相談ください お問合問合せ先 株式会社東亜電化新事業開発部新事業開発課三浦修平 E-mail:smiura@toadenka.jp 028-4132 岩手県盛岡市玉山区渋民字岩鼻 20-7 TEL:019-683-2101 FAX:019-683-1337