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P-Wave™ MemBond™、米国政府より相次いで用途開発を受注(その二)

MemBond™とエポキシ系接着剤の剥離強度(左側)とせん断強度(右側)の比較 上の2つがMemBond™、下の2つがエポキシ系接着剤です。

Kubota Research Associates, Inc. (クボタ リサーチ アソシエーツ Inc.)本社 米国デラウエア州は、 同社が保有する環境に優しい接着シール技術 P-Wave™及び MemBond™ を用いた、新たな用途開発を、米国政府より相次いで受注いたしました。

受注先は、 The National Science Foundation (NSF) 米国立科学財団と、Department of Defense (DOD) 米国防総省の The Strategic Environmental Research and Development Program (SERDP) です。

NSFの委託研究開発契約(#0637751)は、固体高分子形燃料電池に用いる電解質膜とグラファイトや金属製バイポーラプレートを接着する技術の開発で、燃料電池の性能と生産性を高めるプロジェクトです。 既存の接着技術では、 燃料電池の作動環境である高温多湿下における接着力が維持できませんでした。このために、高温多湿下に耐性が有り触媒毒を発生しない高い信頼性の有るシール技術の開発が求められています。

クボタ リサーチは、この研究開発の成果で P-Wave™ NIR 露光装置と P-Wave™ TransducerMemBond™を用いる事により、デュポン社製 Nafion (R) を始めとした各社のプロトン膜同士、樹脂フィルムやプロトン膜と金属などの異種材への溶着シールに成功しました。 P-Wave™ NIR露光装置とMemBond™は、小型軽量化など固体高分子形燃料電池の性能向上と量産性を高めるのに欠かせない技術と期待されています。

米国防総省との委託研究開発契約 (#WP1581)は、クボタ リサーチと米国のコンポジット研究における中心的存在であるデラウエア大学 Center for Composite Materials (UD-CCM) が共同で受注しました。 コンポジットの修理などに用いられているエポキシなどの熱硬化性接着剤は、氷点下20度で冷凍保存されても有効期限は約1年で、世界各国で多量に廃棄されています。この産業廃棄物中には、アミン類や BPA, DEHPなどの環境に有害な物質が多く含まれていて、大気、地中、地下水の汚染源となっている事から早期の対策が求められています。

クボタ リサーチとデラウエア大学グループは、クボタ リサーチ が保有するP-Wave™ NIR 露光装置、P-Wave™ TransducerPTIR™、MemBond™ 等の技術を駆使して、既存の構造用エポキシ接着剤よりも引張り強度や剥離強度が高く、加工時間が短く環境に優しい熱硬化性コンポジット用接着技術の開発に成功し、Washington, D.C.で昨年12月4日〜6日に開催された米国防総省主催のシンポジウム「Partners in Environmental Technology Technical Symposium & Workshop」 において研究成果の発表をおこないました。

右に掲載した接着性データは、同シンポジウムにおいて発表した資料の一部で、テストで用いたコンポジットパネルは、次世代の主力旅客機 Boeing 787に使用される東レ製 T800S/3900 IIB、比較用に用いた接着剤は CYTEC社製 FM300 と3M社製 AF563 で、双方とも航空機構造用 Toughened Epoxy 接着剤で、クボタリサーチが開発した MemBond™ PTIR™フィルム接着剤 MB A1285SとMB A12-ESB と比較した物です。接着時の加圧条件は、修理を想定して総て14psiでバキュームバック処理をしています。両エポキシ接着剤は、完全に硬化するまでオートクレーブを用いて1時間以上、室温では約4〜7日必要で、 MemBond™ PTIR™フィルム接着剤は P-Wave™ NIR 露光装置を併用する事で、処理時間が1分程度で完了する事も確認されました。