接着制御・メカニズム解析の考え方と分析評価法

【項目】※クリックするとその項目に飛ぶことができます

あらゆる分野で、接着技術は様々な用途、場面で用いられており、現代において必要不可欠なものの一つとなっています。また、文字通りの接着はもちろん、メッキや塗膜などの膜形成も接着技術の応用であると言えます。すなわち、材料特性や製品性能を左右するのが接着技術であり、接着技術を支配することはあらゆる分野の基盤技術であると言えます。
そして、その接着と表裏一体のものとして扱わなければならいのが剥離です。接着や剥離現象を制御するためには、その表面や界面の状態や構造・特性を把握することが必要不可欠ですが、その重要度にもかかわらず、表面や界面の真の姿を知ることは容易ではありません。
本講演では、接着・剥離のメカニズムとその制御の解説と共に、それらに必要不可欠な分析、解析の方法を中心にして、事例も交えながら詳細に解説を行います。

１．接着に支配される現代社会
　接着と現代技術の関係についてイントロダクションとして整理します。

２．接着とは
　接着とはそもそもどういうものかについて、粘着との相違も含めて解説します。

３．接着を支配するもの
　接着とはどのようにして実現されているのかについて、接着メカニズム、それに関わる物性や現象などについて、接着剤と接着様式も含めながら解説します。

　・接着を生む力
　・接着・剥離を支配するもの
　・接着を支配するには
　・表面が関わるその他の現象
　・接着関与因子と評価法
　・接着剤の種類
　・接着様式 など

４．接着・剥離解析の考え方
　接着と一体のものとも言える剥離について、そのパターン、主な原因、対策アプローチについて解説します。

　・接着解析の分類
　・接着分析のパターン
　・接着過程の解析
　・剥離箇所の特定
　・剥離原因の分類 など

５．問題解決アプローチ
　剥離に代表される接着における問題解決にどのように取り組むかについて解説します。

　・問題解決のアプローチ
　・剥離の観察
　・剥離状態の解析
　・代表的要因別アプローチ
　・アプローチの例（位置、サイズ）
　・複合要因の分離
　・加速試験 など

６．樹脂／金属の接着
 接着の代表的パターンである樹脂と金属の接着について、その接着様式、前処理、不良発生要因について整理しながら解説します。

　・金属/樹脂の接着パターン
　・相互作用・反応の様式例
　・金属基材の前処理
　・接着不良要因 など

７．不良解析
　様々な接着における不良解析に対して、対策の考え方も含めてどのようにアプローチするかについて解説します。

　・剥離解析ファーストステップ
　・ファーストステップの観点
　・界面剥離の場合
　・界面剥離の場合
　・層内剥離の場合
　・接着不良の場合
　・不良対策 など

８．メカニズム解明
　複雑かつ現実的には分かっていないことの方が多い接着剥離のメカニズムをどう取られるかについて解説します。

９．ケーススタディー
　代表的な事例として前処理、その中でもシランカップリング処理を中心にケーススタディとしてその解析アプローチについて解説します。

　9.1 前処理による接着強度の変化
　9.2 シランカップリング反応
　　・代表的な処理方法
　　・より複雑なシランカップリング処理
　　・処理条件
　　・条件と構造の多様性の例
　　・基材表面の解析
　　・反応の一般論
　　・加水分解と自己縮合
　　・複雑性の一例
　　・フィラー処理 など
　9.3 視るべきポイント：シランカップリング反応
　9.4 解析の難しさと障害：シランカップリング反応
　9.5 シランカップリング反応の解析とは言うけれど
　　・反応解析のポイント
　　・反応率解析
　9.6 シランカップリング基材表面の解析法

１０．今後の注目領域
　日々進歩する接着の世界における、今求められていること、今後求められることについて紹介します。

１１．代表的分析手法の使用例
　接着、剥離解析において用いられる代表的な分析手法について解説します。

　11.1 X線光電子分光法による組成官能基評価（XPS,ESCA）
　11.2 オージェ電子分光法による界面評価
　11.3 EPMAによる表面処理の評価
　11.4 TOF-SIMSによる表面化学構造評価
　11.5 FT-IRによる硬化挙動の解析
　11.6 SEM、TEMによる表面・界面の観察
　11.7 走査型プローブ顕微鏡による評価
　11.8 µ-TAによる評価
　11.9 接着（剥離）強度評価

１２．接着界面の分析
　特に接着や剥離解析で重要となる界面分析について、様々な分析方法、その限界とこれを超えるアプローチについて解説します。

　・接着における界面の重要性
　・界面の形成、分類
　・界面における課題
　・界面分析のフェーズ
　・イオンエッチング法
　・XPSによる深さ方向分析 (角度変化法)
　・角度変化ATR法
　・新しいアプローチ など

１３．解析の実例
　接着、剥離解析について、実例を用いながらどのように可視化かしていくかについて解説します。

　13.1 In-situ測定
　　・システム例 (FT-IR)
　　・FT-IR (時間分解測定)
　　・粘弾性 (レオメーター)
　　・熱分析 (DSC)
　　・硬化時歪みの解析
　13.2 PI/Cu/Si接着界面の解析
　13.3 接着前処理層の深さ方向分析
　13.4 UV表面処理による構造変化の深さ方向解析
　13.5 XPSによる紫外線照射PIの解析
　13.6 気相化学修飾法

１４．まとめと質疑

ジャパン・リサーチ・ラボ 代表 博士（工学） 奥村 治樹 氏

略歴
大手化学メーカー、電器メーカーでの研究開発及びにマネジメント業務に携わる。現在は、ベンチャーから上場企業まで様々な業種の顧問や技術コンサルタントとして、研究開発、製造における課題解決、戦略策定から人事研修などの人材育成などを行っている。また、学会等での招待講演や国プロにおけるキャリア形成プログラムの講師なども行っている。