月刊名工研・技術情報電子版

平成 27 年 7 月号

※NMIRI : Nagoya Municipal Industrial Research Institute【活 用 事 例 】

・技術相談（薄膜の干渉色・着色物質の組成分析）
・技術相談（プラスチック部品の破損トラブル）
・依頼試験（アルミナの成分分析）【技 術 紹 介 】

・電磁界シミュレータについて【お知 らせ】

・技術講演会「名古屋ものづくりの源流」
・中小企業技術者研修【活用事例】
技術相談 （薄膜の干渉色・着色物質の組成分析）①薄膜の干渉色②着色物質の組成分析

プラスチック表面に蒸着した金属薄膜をパタ鋼板建材を用いた建物の床のコンクリート部分ーニングするため、レーザー剥離を行ったとこが黄色に着色するという問題が起き、その原因をろ、剥離部分が青色に光って見えるので、その知りたいという相談がありました。そこで、着色部原因を知りたいという相談を受けました。一般的分より採取した試料の組成分析を行ったところ、に、薄膜では、その膜厚に応じて、青、緑、黄、コンクリート成分の他に、バナジウムが検出され赤などに色づいて見えます。これは、シャボン玉ました。通常、鋼板には亜鉛メッキなどの表面処や油膜に様々な干渉色が見えるのと同じ現象理がされていますが、本相談では、バナジウムをです。本相談では、レーザー剥離により蒸発し含有する特殊な表面処理がされているのではなた金属が、大気中で酸化されて微粉となって、いかと推定しました。バナジウムは水彩絵の具のプラスチック上に堆積して薄膜を形成し、その薄バナジウムイエローとしても知られています。雨に膜の光の干渉色が見えているのではないかとより、鋼板表面からバナジウムが溶出し、床に流推定しました。そこで、レーザー剥離面についれ落ちて、黄色に着色したのではないかと考えらて、表面観察と組成分析を行ったところ、表面にれます。依頼者には、鋼板にどのような表面処理付着している微粒子が観察され、薄膜の金属元がされているのかを確認するように勧めました。

素と酸素が検出されました。これにより、薄膜の光の干渉現象により青色に見えていることが確認できました。

（環境技術研究室 小野 さとみ）
TEL (052) 654-9855

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平成 27 年 7 月号

技術相談 （プラスチック部品の破損トラブル）
プラスチック（ポリカーボネート）部品の破損原因についてのご相談を受けました。一年ほどの使用で破損が見つかりましたが、使用者からは詳しい使用状況を聞き取れなかったそうです。材料や成形は問題ないことを確認しているので、使用者が製品からプラスチック部品を強引に外したか、もしくはプラスチック部品に油や溶剤がかかったことなどが原因ではないかということでした。
両者の違いは、破断面を電子顕微鏡で観察すると明確になります。一般に、プラスチックを引きちぎると伸びて破壊（延性破壊）するため毛羽だったような破断面になり、油や溶剤がプラスチックに浸透して割れると鏡面のようなフラットな破断面になります。今回破損した部品を観察したところ、ビーチマークといわれる縞模様が観察されました。これは繰り返し応力によって生じる疲労破壊です。その破断面の典型例を図１に示します。
結果として、当初の予想とは異なり、使用環境の振動が原因ではないかという結論に至りました。この後、製造企業で再現実験を行って原因を確定し、部品の設計を見直しました。

図１ 疲労破壊の破断面
プラスチック製品の破損トラブルには、製品設計、成形条件、使用条件などさまざまな原因があります。このため、今回のように破断面の電子顕微鏡観察だけで解決できるとは限りませんが、破損の状況や他の機器分析の結果と併せて考えることにより原因を絞り込むことができます。お気軽にご相談ください。
（環境技術研究室 中野 万敬）
TEL (052) 654-9893

依頼試験 （アルミナの成分分析）
当所でのセラミックス材料の成分分析は、固体を用いても溶液化が困難で分析できない場合があのまま分析が可能である蛍光X線分析法（XRF）をります。当所ではそのような場合、様々な文献を参用いた乾式法と、試料を溶液化し、誘導結合プラ考にして、規格に無い溶液化法も検討します。例

ズマ発光分光法（ICP-AES）などを用いて分析を行えば加圧酸分解法で溶液化が困難なアルミナ試

う湿式法とで対応しています。

料中に含まれるナトリウムやカリウムの定量を行

XRFでは、ホウ素以上の全元素を分析対象としいたい場合、中小企業事業団（現：中小企業基盤ていますが、成分が既知の標準サンプルが無けれ整備機構）発行のセラミックス前処理マニュアル（1）ば正確な成分量を知ることができません。また、検に記載されている溶液化法が有効です。ここに示出感度が湿式法に劣るので、構成元素がわからなされている方法は、四ホウ酸リチウムとメタホウ酸い未知試料について大まかな情報を得る定性分リチウムの混合融剤による融解後、酸溶解にて溶析に適しています。

液化を行うものです。

一方、湿式法では、指定した元素を感度よく定量分析することは可能ですが、分析に先立つ溶液化（前処理）が困難な場合が多々あります。
例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）の場合、溶セラミックスなど難溶液化試料の元素分析でお困りの際は、お気軽にご相談下さい。
【参考】（１）ファインセラミックス用アルミナセラミ
ックスの化学分析前処理技術マニュアル

液化の方法がJIS規格（JIS M8856、JIS R1649、JIS R9301）や日本セラミックス協会規格（JCRS109）などに複数示されていますが、これらの方法（環境技術研究室 柴田 信行）
TEL (052) 654-9882

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平成 27 年 7 月号

電子版

【技術紹介】
電磁界シミュレータについて電磁界を解析するのに電磁界シミュレータが最近よく用いられます。例えば電子機器等の内部の電磁界分布について知るために、電磁界を計算で130mm求めます。具体的には以下のような例を挙げることができます。

基板（厚さ；0.2mm）
銅箔（厚さ；35μm）(1) 携帯電話が動作しているときに、携帯電話か基板（厚さ；0.4mm）ら放射される電磁波。また、携帯電話の内部に発20mm生する電磁界。

銅箔（厚さ；18μm）

信号線（幅；0.362mm、(2) 様々な種類のアンテナ（ホーンアンテナ、ル

基板の比誘電率は 4.25

厚さ；35μm、信号（1V、2GHz を入力）)ープアンテナ等）から放射される電磁波。
(3) 基板上に作られる様々な配線パターンの近

図 1 シミュレーションモデル

傍電磁界、パターンの表面電流等。
電磁界シミュレータで計算して電磁界の強度を基板可視化すると、どこから強い電磁波が出ているのか、どこの電磁界が強いのかを知ることができます。これら電磁界の強度分布は電子機器等の設計に役立てることができます。
電磁界を求めるには、マクスウェルの方程式を解きます。しかし、一般的な電子機器等はその構造が非常に複雑なため、そこから放射される電磁波、内部の電磁界等についてマクスウェルの方程

図 2 信号線の近傍電界（基板長手方向断面）式を厳密に解くことは非常に困難です。そこで電磁界シミュレータを用いて計算を行います。
電磁界シミュレーションの解析方法としては、電磁界の空間分布を得意とする有限要素法やモー

図 2 に信号線の近傍電界のシミュレーション結果を示します。信号線から離れるに従って電界は弱くなっていることがわかります。

メント法、電磁界の時間変化及び空間分布を得意

このように電磁界シミュレータを用いると、シミュと す る FDTD 法 （ Finite-Difference Time-Domain

レーション計算によって電磁界分布を可視化でmethod ） 等 を 挙 げ る こ と が で き ま す 。 こ こ で はき、それを電子機器等の設計に役立てることがで

FDTD法について説明します。

きます。

FDTD法は空間を格子状に分割します。さらに当所では高速信号伝送線路技術（特性改善、時間についても分割します。これら分割された空最適設計）の確立を目指して、電磁界のシミュレ間、時間に対応する電界、磁界をマクスウェルのーション、放射される電磁波の測定等の研究を行方程式を近似的に解いて求めます。っています。ご興味のある方はお問い合わせ下さ

以下に実際に電磁界シミュレータで計算を行っい。

た事例を紹介します。シミュレーション計算の対象
は、図 1 に示すような 3 層基板上の配線パターンに信号を入力したときの近傍電界です。

（電子技術研究室 白川 輝幸）
TEL (052) 654-9931

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平成 27 年 7 月号

【お知らせ】■技術講演会「名古屋ものづくりの源流」
6 月号でもお知らせしましたが、技術講演会「名古屋ものづくりの源流」を下記のとおり開催します。ぜひご参加下さい。
・開催日時： 平成 27 年 7 月 15 日（水） 13:25～16:40
・場

所： 名古屋市工業研究所 ホール（名古屋市熱田区六番三丁目 4-41）

・参 加 費： 無料
・講演：「東・名・阪モノづくり企業の挑戦力」

日刊工業新聞社 名古屋支社長（執行役員） 四釜 広幸氏「未開の技術への挑戦。その先にあるのは・・・。」

株式会社メイク 代表取締役 倉知 厚徳氏「金属3Dプリンター受託造形事業の概要と今後の展開」

株式会社J・3D 代表取締役 高関 二三男氏

「美容機器・健康機器の市場品質問題への対応」
株式会社 MTG 開発本部 商品管理部 品質保証課 上野 尚史氏
申込みはこちらへ → Email: kikaku@nmiri.city.nagoya.jp または FAX 052-654-6788■中小企業技術者研修
近く開講される（公財）名古屋産業振興公社の中小企業技術者研修についてお知らせします。
（会場：名古屋市工業研究所内）
研 修 名
Ｃ Ａ Ｅ 技 術

高分子材料化学 分 析技 術

研 修 内 容定員

受講料

8 月～9 月 木曜
30 時間

15 名

35,640 円

9 月～12 月 火曜
72 時間

10 名

59,400 円

9 月～11 月 金曜
69 時間

10 名

59,400 円期

材料力学の基礎の講義から、CAEを用いた設計の実習、試作品の評価までの総合的な研修
高分子材料の機器分析・成形技術・合成法・評価、機械的性質の測定等の講義と実習
ICP発光分析、走査電顕、EPMA、X線回折、粒度分布、熱分析等の機器分析の講義と実習

間

他にも研修があります。申込み、問合せは下記へお願いします。
（公財）名古屋産業振興公社 工業技術振興部 ものづくり人材育成課
http://www.nipc.or.jp/kougyou/p_training/lecture.html
TEL 052-654-1653

FAX 052-661-0158（編集・発行）名古屋市工業研究所〒456-0058

電話： 052-661-3161
URL： http://www.nmiri.city.nagoya.jp

名古屋市熱田区六番三丁目４番４１号
FAX： 052-654-6788
E-mail： kikaku@nmiri.city.nagoya.jp（税込）