【
【
【
【適用例
適用例
適用例
適用例】
】
】
】
・
・
・
・金属
金属
金属
金属
銅系・アルミニウム・その他‥‥
・
・
・
・樹脂
樹脂
樹脂
樹脂
PPS・PBT・その他‥‥
【
【
【
【接合可能
接合可能
接合可能な
接合可能
な
な金属
な
金属と
金属
金属
と
と
と樹脂
樹脂
樹脂
樹脂】
】
】
】
《
技術の概要
》
ホンダ
ホンダ
ホンダ
ホンダ燃料電池自動車
燃料電池自動車
燃料電池自動車
燃料電池自動車ウルトラキャパシタ
ウルトラキャパシタ
ウルトラキャパシタ
ウルトラキャパシタ
用部品
用部品
用部品
用部品に
に
に
に採用
採用
採用
採用！
！
！
！
ウルトラキャパシタのセル
ポリフェ二レンサルファイド
樹脂（PPS)
アルミニウム
角型
角型角型
角型リチウムイオンリチウムイオンリチウムイオン電池リチウムイオン電池電池電池
車載用
車載用
車載用
車載用リチウムイオン
リチウムイオン
リチウムイオン
リチウムイオン ２
２
２
２次電池
次電池の
次電池
次電池
の
の
の封口板
封口板
封口板
封口板の
の
の
の
封止部
封止部
封止部
封止部へ
へ
へ
へ適用可能
適用可能
適用可能
適用可能！
！
！
！
熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂
封口板
封口板
封口板
封口板
アルミニウム
アルミニウムアルミニウム
アルミニウム
銅
銅
銅
銅
【
【
【
【特微
特微
特微】
特微
】
】
】
1
1
1
1．
．
．
．強固
強固
強固
強固な
な
な
な接合強度
接合強度
接合強度
接合強度
金属への表面処理で形成される接合膜により、金属と樹脂が強固に接合、
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。
2
2
2
2．
．
．
．高封止性
高封止性
高封止性
高封止性
金属と樹脂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。
3
3
3
3．
．
．
．複雑形状不要
複雑形状不要
複雑形状不要
複雑形状不要
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。
通常のインサート成形では、金属と樹脂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
械加工で樹脂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、金属表面に接合機構（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。
金属 接合膜形成金属
接合膜形成金属
成形機金型 樹脂
樹脂
接合層
接合膜形成
接合膜形成
接合膜形成
接合膜形成
（
（
（
（ 湿式表面処理湿式表面処理湿式表面処理湿式表面処理 ））））
一体接合
一体接合
一体接合
一体接合
（
（
（
（ インサートインサートインサートインサート成形成形成形成形））））
金属 処理液
【
【
【
【工法
工法
工法】
工法
】
】
】
TRI
TRI
TRI
《一体接合
一体接合
一体接合
一体接合の
の
の工法
の
工法
工法》
工法
金属と樹脂の接合が完成
接合膜形成（湿式） 接合膜形成金属
内部では
＜
＜
＜
＜ 工法工法工法工法＞＞＞＞
金属
インサート成形
樹脂
接合層
金属
高温
高圧
本技術は、新しい考え方による金属と樹脂の一体接合技術です。本技術の特徴は、金属への接合膜形成
技術とインサート成形技術を用いて、接着剤を使わずに金属と樹脂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。
1. 金属表面に金属・樹脂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金属をプラスチック成形金型内に入れ込み樹脂成形を行います（インサート
成形）。この時、成形金型内に流れ込む溶融樹脂にかかる高温、高圧の作用により、金属表面の
接合膜と樹脂が反応し、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。
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
樹脂
接合層
プラスチック
金属
金属 処理液
接合膜形成金属
《強固
強固
強固
強固な
な
な接合強度
な
接合強度
接合強度》
接合強度
試験方法
試験方法
試験方法
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。
樹脂
金属(t=1.6mm)
接合部(12×12mm)
12mm 3mm
38mm
50mm
せん断試験片
42mm
40mm
12mm 3mm
樹脂
金属(t=3.0mm)
接合部(12×3.0mm)
突合せ試験片
②接合強度測定方法
接合膜を形成した金属をインサート射出成形により樹脂を接合
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．初期接合強度の測定
２．恒温恒湿試験後の接合強度の測定
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。
３．温度変化試験後の接合強度の測定
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。
恒温恒湿槽
８０℃、９５％、２００時間
-40℃ 30分
80℃ 30分
150
150
150
150 サイクルサイクルサイクルサイクル
移
移移
移 しししし 変変変変 ええ時間ええ時間時間時間 ５５５５分以内分以内分以内分以内
《せん
せん
せん
せん断試験片
断試験片
断試験片による
断試験片
による
による評価
による
評価
評価》
評価
評価基準
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樹脂強度を上回り、そ
の結果、ほとんどの場合樹脂破断が起こり、真の接合強度の値が得られませんでした。
せん断試験片による評価結果
※金属破断
(16MPa)
樹脂破断
(16MPa)
樹脂破断
(13MPa)
樹脂破断
(12MPa)
接合部で剥離
(13MPa)
樹脂破断
(14MPa)
初期接合
アルミ
(A1050)
接合部で剥離
(11MPa)
接合部で剥離
(6MPa)
樹脂破断
(12MPa)
樹脂破断
(9MPa)
樹脂破断
(11MPa)
樹脂破断
(13MPa)
恒温恒湿
試験後
※金属破断
(15MPa)
接合部で剥離
(15MPa)
樹脂破断
(13MPa)
樹脂破断
(11MPa)
樹脂破断
(13MPa)
樹脂破断
(13MPa)
温度変化
試験後
接合部で剥離
(13MPa)
接合部で剥離
(13MPa)
樹脂破断
(14MPa)
樹脂破断
(10MPa)
樹脂破断
(12MPa)
樹脂破断
(13MPa)
温度変化
試験後
接合部で剥離
(9MPa)
接合部で剥離
(7MPa)
樹脂破断
(12MPa)
樹脂破断
(9MPa)
樹脂破断
(11MPa)
樹脂破断
(12MPa)
恒温恒湿
試験後
接合部で剥離
(15MPa)
樹脂破断
(16MPa)
樹脂破断
(14MPa)
樹脂破断
(12MPa)
樹脂破断
(12MPa)
樹脂破断
(14MPa)
初期接合
銅
(C1100)
金属
有り
無し
有り
有り
有り
有り
フィラー
Ｕ社
Ｕ社
ＴＲ社
Ｐ社
ＴＲ社
ＴＳ社
メーカー
PA6
PBT
PPS
樹脂
※
※※
※ 金属破断金属破断金属破断金属破断 樹脂破断樹脂破断樹脂破断樹脂破断 接合部で接合部接合部接合部ででで 剥離剥離剥離剥離
樹脂 接合部 金属
※ナイロンの場合、金属の強度より樹脂強度が上回る為、強固に接合されている場合には金属破断と
なります。
《突合
突合
突合
突合せ
せ
せ試験片
せ
試験片
試験片による
試験片
による
による評価
による
評価
評価》
評価
突合せ試験片による評価結果
樹脂残り良好
(48MPa)
樹脂残り良好
(40MPa)
樹脂残り良好
(41MPa)
樹脂残り良好
(29MPa)
樹脂残り良好
(41MPa)
樹脂残り良好
(43MPa)
初期接合
アルミ
(A1050)
樹脂残り無し
(11MPa)
樹脂残り無し
(5MPa)
樹脂残り良好
(32MPa)
樹脂残り良好
(28MPa)
樹脂残り良好
(40MPa)
樹脂残り良好
(40MPa)
恒温恒湿
試験後
樹脂残り良好
(51MPa)
樹脂残り良好
(24MPa)
樹脂残り良好
(40MPa)
樹脂残り良好
(30MPa)
樹脂残り良好
(40MPa)
樹脂残り良好
(44MPa)
温度変化
試験後
樹脂残り無し
(11MPa)
樹脂残り良好
(21MPa)
樹脂残り小
(21MPa)
樹脂残り良好
(17MPa)
樹脂残り良好
(32MPa)
樹脂残り良好
(36MPa)
温度変化
試験後
樹脂残り無し
(2MPa)
樹脂残り無し
(10MPa)
樹脂残り小
(12MPa)
樹脂残り良好
(23MPa)
樹脂残り良好
(34MPa)
樹脂残り良好
(30MPa)
恒温恒湿
試験後
樹脂残り小
(15MPa)
樹脂残り良好
(23MPa)
樹脂残り良好
(24MPa)
樹脂残り良好
(24MPa)
樹脂残り良好
(29MPa)
樹脂残り良好
(30MPa)
初期接合
銅
(C1100)
金属
有り
無し
有り
有り
有り
有り
フィラー
Ｕ社
Ｕ社
ＴＲ社
Ｐ社
ＴＲ社
ＴＳ社
メーカー
PA6
PBT
PPS
樹脂
突合せ試験片による試験では、金属と樹脂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
樹脂が吸湿性であるために樹脂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。
評価基準
樹脂残
樹脂残樹脂残
樹脂残りり 良好りり良好良好良好 樹脂残樹脂残り樹脂残樹脂残りり 小り小小小 樹脂残樹脂残樹脂残樹脂残りりりり 無無無無しししし
金属 接合部 樹脂
《高封止性
高封止性
高封止性
高封止性（
（
（高気密性
（
高気密性
高気密性）
高気密性
）
）》
）
試験内容
試験内容
試験内容
試験内容
①テストピースの形状
下記（左）の形状の金属を使用して、下記（右）形状のテストピースを作製し使用します。
漏れ無し
漏れ無し
漏れ無し
一体接合品
直ちに漏れ
直ちに漏れ
直ちに漏れ
未処理
アルミニウム
黄銅
リン青銅
加圧ガス封止評価結果（1kgf/cm2、24時間）
Ａｒガスによる封止評価結果
②封止評価方法
テストピースは金属片にリン青銅、黄銅、アルミニウムを使用し、樹脂は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
大型
大型
大型
大型コンデンサコンデンサコンデンサコンデンサ封口板封口板封口板での封口板でのでのでの評価評価評価評価
端子：アルミニウム、樹脂：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
金属(t=1.6mm)
15mm
5.4mm
φ2
Ａｒガス
水
試験サンプル
《接合可能
接合可能
接合可能
接合可能な
な
な金属
な
金属
金属と
金属
と
と
と樹脂
樹脂
樹脂》
樹脂
樹脂のメーカー、グレード、配合物により接合力が変化します。上記の金属、樹脂以外
にも接合の可能性がありますのでご相談ください。
☆
☆
△
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
アルミニウム
☆
☆
△
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
銅系
ＰＰ
ＰＥ
ＡＢＳ
ＰＡ６
ＰＢＴ
ＰＰＳ
◎
◎
◎
◎樹脂破断
○
○
○
○樹脂破断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
せん断試験片による試験結果
《お
お
お問合
お
問合
問合せ
問合
せ
せ
せ先
先
先
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：
[email protected]
〒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㈹
