先端量子ビームが解き明かす金属/樹脂接合界面の階層構造と接着機構

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H02455
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 宮崎 司 京都大学, 産官学連携本部, 特定教授 (70789940)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹中 幹人 京都大学, 化学研究所, 教授 (30222102) ; 山本 勝宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314082) ; 青木 裕之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (90343235)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ポリプロピレン / 中性子反射率 / 高温高湿度環境 / 界面水偏析

Outline of Annual Research Achievements

ポリプロピレン(PP)/Si界面への水の偏析について、調湿環境下で中性子反射率(NR)測定が可能なシステムを構築した。PPは有機/無機ナノコンポジット
材料の樹脂マトリクスとして代表的な高分子であり、Siは無機フィラーとして代表的な材料である。すでにあるNR用調湿ガス発生装置に取り付けるセルを作製した。また結晶性高分子であるPPをスピンコート法でSi基板上に薄膜として形成するための条件検討をおこなった。130℃以上に熱したp-キシレンでPPを溶解させ、冷えないようにして成膜することで、ナノメートルオーダーの表面粗さをもつ、平滑な薄膜が形成できた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

中性子反射率測定による高分子樹脂/酸化物基板界面への水の偏析を調べる実験は、非常に順調に進んだ。セルの製作、薄膜作製のための条件検討が終わり、界面に偏析した水の量を定量化することができた。ただ軟X線による界面の化学構造、分子配光評価については、コロナ禍の影響もあり装置製作が遅れている。今後軟X線反射率装置の制作を急ぐことでキャッチアップしたい。

Strategy for Future Research Activity

軟X線装置開発については、専門家(高エネルギー加速器研究機構の研究者)の協力が得られることになったので、開発日程の大幅な短縮が期待される。ただし部品調達等の課題は依然としてあるので、引き続き調整をおこなう。中性子反射率による樹脂/無機基板界面の水の定量化については、J-PARC MLFへの長期課題の申請等で、さらなるビームタイム確保に向けて調整をおこなう。