粘着剤・粘着テープの剥離メカニズム・動的挙動と応力・変形・レオロジーコントロール

粘着剤・粘着テープには、どうすればくっつくかという課題と共に、どうすれば (きれいに) 剥がれるかという重要で困難な課題がある。例えば、同じ粘着テープを使用したとしても、そのテープをどこに貼ったか、そのテープをどのように剥がしたかによって、テープの剥がれ方 (例えば、剥離強さ・ジッピングなどの動的挙動) は大きく異なる。従って、粘着剤の剥離は、単に粘着剤の物性 (弾性率・表面張力) だけで決まる性質ではなく、その粘着剤を使用している環境や条件に強く依存していると考えた方が良いように思われる。 　本セミナーでは、粘着剤・粘着テープの使用環境・条件を包括的に捉え、レオロジー・非線形動力学に基づいて、粘着剤の剥離メカニズムに対する普遍的で一般的な視点・取り扱い方を解説する。 　粘着・剥離に対する物理的な基礎知識。特に剥離現象を捉える包括的な視点 (講演項目を参照) 。特に、粘着剤の代表的な材料である高分子の力学物性 (粘弾性・時間温度換算則) 、ならびに、粘着の3要素 (タック・保持力・粘着力) について、それらの意味をレオロジーの観点から説明する。 　粘着剤の開発においては、「くっつきやすくはがしやすい」粘着剤が良いとされる事が多いが、このような良い粘着剤を推定する経験則を紹介する。テープ剥離において剥離強さの速度・角度依存式を紹介する。粘着・剥離の力学的特性には粘性・弾性・ぬれが関わっており、これらを統一した枠組みで議論することのできる「スケーリング」という考え方を解説する。 　剥離時の粘着剤は大変形し、糸引き形態が形成される。糸引きを引き起こす不安定性 (フィンガリング不安定性) を解説し、タック測定時、および、テープ剥離時における形態形成の実例を紹介する。 テープ剥離においては、システム全体の剛性が剥離の動的挙動に影響を及ぼし、ジッピング (スティック-スリップ振動) などが起こる。また、剥離速度・剥離角度によって剥離の挙動が大きく異なる。これらに関する実例を紹介する。

1. はじめに:粘着・剥離現象を俯瞰する
   1. 歴史的背景
   2. 空間スケールと粘着現象
      • 分子間力
      • 濡れ
      • 粘弾性
      • 大変形
      • 装置剛性
   3. 3つの主要な研究分野
      • 高分子化学
      • レオロジー
      • 非線形動力学
2. 粘着・剥離とレオロジー
   1. 表面張力とぬれ
   2. 粘弾性
   3. 剥離と粘着の三要素
      • タック
      • 保持力
      • 粘着力
   4. 粘着特性に関する経験則
   5. テープ剥離時の応力分布
   6. 剥離強さの依存性
      • 角度
      • 速度
      • テープ厚さ
3. 剥離における粘着剤の変形メカニズム
   1. 糸引きが起きる原因となる不安定性:ヴィスカス・フィンガリング
   2. タックにおける粘着剤の剥離形態と力学特性
   3. 粘着テープの剥離における粘着剤の糸引き
4. 剥離の非線形動力学
   1. 入力と出力の関係:粘着・剥離の場合
   2. 速度・装置の剛性への依存性
   3. ジッピング (スティック-スリップ剥離) が起こる要因
   4. 剥離速度・装置の剛性を軸にした動的相図の重要性
   5. 剥離強さを決める要因は?
• 質疑応答