粘着界面のはく離メカニズムに基づくはく離強度評価指標の確立

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今年度は，粘着テープのはく離力における粘着剤層と被着体の界面力，ならびに粘着剤層の伸縮における粘性散逸の寄与を個別に取得するための模擬サンプルではく離試験を行った．模擬サンプルは，超弾性ゲルシートの一面にPETフィルムを貼り付け，逆側の面に鋼ピンを敷き詰めて貼り付けたものである．鋼ピン側をネオジウム磁石に磁力で接着し，PETフィルムを引き上げてはがす際のはく離力を測定した．これにより，鋼ピンとネオジウム磁石の間に働く磁力を界面力，ゲルシートの伸縮を粘着剤層の粘性散逸として表すことができる．また，比較のためにPETフィルムに鋼ピンを直接貼付け，界面力だけが生じるサンプルも作成することで，はく離力におけるゲルシート層の寄与を算出した．結果，鋼ピンとPETフィルムの間にゲルシートが挟まれているサンプルの方が高いはく離力を示し，はく離力におけるゲルシート伸縮の寄与を実測することに成功した．そこで，ゲルシートの伸縮で消費される散逸エネルギーを直接的に取得するため，ゲルシート単体で負荷除荷試験を行った．この実験で負荷と除荷はほとんど一致したことから，ゲルシートに粘性成分ほとんどなく，超弾性体と見なせることが明らかになった．つまり，ゲルシートの伸縮が及ぼすはく離力への寄与は，粘性散逸ではなく弾性ひずみエネルギーだったことになる．そこで，はく離試験におけるゲルシートの変形量をマイクロスコープで観察し，負荷除荷試験の結果を利用してひずみエネルギーを算出した．その結果，ゲルシートの有無におけるはく離力の差異と同程度の大きさとなり，今回の実験からはく離力における粘着剤層のひずみエネルギーの寄与を実証することができた．