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ビジョン
接着技術は、モノとモノをつなぎ合わせる手法であり、精密機器から家電、大型機械まで様々な対象に利用されています。特に近年では、様々な業界において金属部品の樹脂化と合わせて、軽量化に利用されてきました。また、高強度・高耐性を有するスーパーエンジニアリングプラスチックの利用も軽量化を後押ししていると言えます。
一方で、高強度・高耐性を有する樹脂ほど接着が困難であり、質量の増加・耐性の低下を招く接着剤の利用や、性能低下を生じる添加剤による素材の可溶着化、工程の増加・管理が複雑となる特殊な前処理の導入が行われています。すなわち、「どこにでも使える優れた樹脂ほど応用方法・範囲が限定される」という矛盾を抱えていました。
そこで本研究では、本研究室の固有技術である、高強度樹脂フィルムを対象とした「前処理・添加剤・接着剤フリー」なレーザ接着技術を発展させ、この矛盾の解決を目指します。
明確なメカニズム明らかになっていませんが、溶着困難とされてきたポリイミドフィルム同士の前処理・添加剤・接着剤フリー接着に成功しています。今後、ポリイミド以外の様々なスーパーエンジニアリングプラスチックや生分解性/バイオマスプラスチックなど、使いにくいが特性の優れる樹脂に対して接着テストを進め、応用先を拡大します。
また安価かつ操作が容易な構成で接着を実現できたことから、可搬プロトタイプを製作し、様々な企業・業種の方に試用いただける環境を構築したいと思っています。
最終用途例
APPLICATION
金属代替と接着の利用による車体の軽量化が進むことによって、CO2削減や燃費性能の向上、航続距離の延長など、省エネ効果が期待できます。
APPLICATION
今後、発展が見込まれる宇宙産業において、可搬質量が小さくコンパクトかつ高性能な宇宙機が求められます。それに合わせて、宇宙や極限環境に対応した特殊樹脂の利用が拡大することが予想されます。
APPLICATION
今後、本接着技術によって、生分解性プラスチックやバイオマスプラスチックの接着を実現できれば、技術導入の容易さから環境に優しいプラスチックの利用拡大が期待できます。
強み
従来の高強度・高耐性を有する樹脂に関する溶着では当たり前となっていた、接着剤の利用、可溶着化、プラズマ照射等の前処理なくフィルムを接着可能です。
従来、溶着困難とされてきたポリイミドフィルムの接着に成功しています。ここから、ポリイミドと比較して接着・溶着が容易な多種樹脂フィルムへの展開が期待できます。
接着剤や添加剤なしで接着できることから、完成した部品は素材の特性を十分に活かすことができます。
テクノロジー
共同研究仮説
本接着原理が適用できる材料の範囲を探りたいですが、一大学では限界があります。また産業界で求められているニーズについても情報が不足しています。産業界で今使われている材料、これから使っていきたい材料など、接着にトライしたい企業を募集しています。
本事業では、レーザ溶着装置のプロトタイプを製作します。一方で、エンジニアリング視点が弱く、装置開発のノウハウが不足し、装置開発には限界があります。加工機をはじめ、ものづくりを得意とする企業を募集しています。
イベント動画
研究者
2014年3月 岡山大学大学院自然科学研究科 修了，博士（工学）取得
2014年4月 埼玉大学 大学院理工学研究科 助教
2020年4月 岡山大学 大学院自然科学研究科 助教
2021年4月 岡山大学 学術研究院自然科学学域 助教（改組による配置換）
（研究室HP） http://www.act.sys.okayama-u.ac.jp/
（researchmap） https://researchmap.jp/DaisukeYamaguchi
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