電子部品メーカーの生産技術部で17年、ポッティングや接着の工程を見てきた杉浦です。
いまは独立して、中小の工場の工程改善を手伝っています。
同じ「2液を混ぜて固める樹脂」でも、エポキシとウレタンとシリコーンでは失敗の仕方がまるで違います。
若手のころの私は、そこを一緒くたにして何度も痛い目にあいました。
この記事では、3つの樹脂がそれぞれ何を嫌うのかを、現場で起きたことと合わせて整理します。
3つの樹脂は嫌うものが違う
| 樹脂 | 嫌うもの | 現場で起きやすいこと |
|---|---|---|
| エポキシ | 熱がこもること、比率のズレ | 混ぜた容器が熱くなり、すぐ固まる |
| ウレタン | 湿気 | 硬化剤に膜が張る、ポンプが傷む |
| シリコーン（付加型） | 触れる物質 | 一部だけいつまでも固まらない |
エポキシは熱と比率に気をつける
スリーボンドが1990年に出した技術資料「エポキシ樹脂の硬化剤」では、室温で固まる脂肪族アミン系の硬化剤について、発熱が著しくポットライフ（可使時間）が短いと書かれています。
同じ資料には、硬化剤の配合量はエポキシ基と活性水素が当モルのときに最適になる、ともあります。
まとめて混ぜすぎれば熱で反応が早まり、比率がずれれば狙った硬さが出ないわけです。
私も昔、段取りを減らそうと大きめのカップで一度に混ぜて、容器が手で持てないほど熱くなったことがあります。
比率を人の手で量るのをやめるなら、主剤と硬化剤を容積で量って送る装置が候補になります。
ナカリキッドコントロールの2液の塗布に対応したディスペンサー一覧を見ると、ポジロード式と呼ぶ容積計量のポンプを使い、材料液の粘度変化に影響されない計量をうたう機種が並んでいます。
必要な分だけミキサーで混ぜて出すので、混ぜた液を容器に大量にためずに済むのもエポキシ向きです。
ウレタンは湿気を入れない
ウレタンの硬化剤に使うイソシアネートは、空気中の湿気と反応します。
米国の流体機器メーカー、グラコが公開している移送ポンプの取扱説明書では、イソシアネートが水分と反応すると、硬くて摩耗性のある細かな結晶ができ、粘度が上がってゲル化すると説明されています。
私が見た失敗は、梅雨どきに硬化剤の缶を開けたまま昼休みに入ったケースでした。
午後には液面に膜が張り、その後しばらくしてポンプのシールが傷み始めました。
現場で続けていた対策は次のとおりです。
- 硬化剤の缶やタンクは、使わないときに必ずふたを閉める
- 洗浄用の溶剤も、水分を含まないものを使う
- ホースは湿気を通しにくいものを選ぶ
シリコーンは触れるものに気をつける
付加型のシリコーンは、白金の触媒で固まります。
信越シリコーンの電気・電子用シリコーンRTVゴムについてのQ&Aによると、この白金化合物に硫黄化合物、リン化合物、窒素化合物などが混ざると、硬化不良を起こす場合があるそうです。
私の現場では、アミン硬化のエポキシに使った治具を、よく洗わずにシリコーンへ回したことがあります。
治具に触れていた部分だけが、いつまでもベタついていました。
アミンは窒素化合物なので、理屈どおりの失敗です。
それ以来、前の工程で何を使っているかまで確かめてから、シリコーンを流すようにしています。
まとめ
エポキシは熱と比率、ウレタンは湿気、シリコーンは触れるもの。
同じ2液でも、気をつける相手がそれぞれ違います。
新しい樹脂を扱うときは、データシートでポットライフ、保管条件、硬化阻害の注意書きを先に読んでください。
そのうえで実際の液を装置に流してテストしておけば、量産に入ってから慌てる場面はかなり減ると思っています。
