シリコーン接着剤の粘着メカニズムとは何ですか？

シリコーン粘着剤は多くの用途に適していますが、その接着メカニズムについては理解が不十分です。シリコーン粘着剤の接着メカニズムに関して、一部の文献ではシリコーンの配合比率を増加させることでPSA接着剤の剥離接着力が向上するとされています。その理由は何でしょうか？シリコーン接着剤は被着体を接着する際に何に依拠しているのでしょうか？

シリコーン感圧接着剤の接着メカニズムは以下の通りです：

シリコーン感圧接着剤が適切でゆっくりとした圧力を受けると、液体のような粘性流動を生じ、被着体表面に密着し、被着体表面の凹部に流れ込みます。有効接触面積を増やして一定の接着力を生じます。貼り付けられた感圧接着製品が外力で剥離されると、接着剤は弾性に似た特性を示し、剥離接着に対する高い抵抗性を持ちます。剥離速度が速いほど、シリコーン接着製品は良好で、接着強度が高くなります。被着体表面におけるシリコーンPSAの濡れ性により、被着体表面と分子レベルの近接性を達成し、分子間力を生じ、十分な界面接着力を生み出します。.

After finishing the bonding mechanism, let’s take a look:

シリコーンPSAには何種類ありますか？
シリコーン感圧接着剤の調製メカニズムは何ですか？
なぜシリコーンPSAを選ぶのですか？
シリコーン接着剤の応用

SPSAには何種類ありますか？

通常、SPSAには3種類あります：高固形分SPSA、芳香族溶剤を含まないシリコーンPSA、無溶剤SPSA。.

1. 高固形分 SPSA

シリコーンPSAは通常、製造時の取り扱いやすさから溶剤系の配合として提供されます。.

SilシリコーンPSAには約40〜50 wt%のトルエンまたはキシレンが含まれています。配合中の有機溶剤とシリコーンの比率を下げることで、有機溶剤を減らす代わりに粘度が高くなります。これは配合中のMQ樹脂比率が増加するためです。ガム自体の粘度を下げることで、全体の混合物の粘度を下げるのに役立ちます。.

過酸化物硬化型PSAは、せん断接着のために高分子量のガムが有利です。さらに、性能向上には架橋が必要です。BPOの量を増やすことが解決策になる可能性がありますが、BPOを過剰に使用しても最大架橋密度には限界があります。低分子量のガムは配合の粘度を下げるのに役立ちますが、せん断接着は悪化します。.

硬化型PSAに加えて、ガム中のビニル基の数を変えることで架橋密度を制御できます。これにより、付加硬化型PSAは低分子量のガムで高い架橋密度を達成し、良好なせん断接着を得ることが可能になります。.

2. 芳香族溶剤を含まないシリコーンPSA

従来のシリコーンPSAは、MQ樹脂がこれらの溶剤で製造されるため、トルエンやキシレンなどの芳香族溶剤で作られています。トルエンは急性毒性があり、またトルエンに曝露されると粘膜への刺激があります。キシレンはトルエンと同様に毒性がありますが、2-エチルベンゼンとともに発がん性もあります。.

トルエンやキシレンを含まないイソパラフィンをシリコーンPSAの製造に使用することを試みました。イソパラフィンは化粧品用途に使用される化合物であり、非刺激性であるという利点があります。また、表面張力を低下させることで基材への濡れ性が良好であるという追加の利点があります。.

過酸化物硬化型PSAでは、イソパラフィンはBPOを溶解できないため、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、またはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのような極性溶剤をイソパラフィンと一緒に使用する必要があります。.

付加硬化型では、ガムの分子量を下げることができるため、PSAの粘度を低くできます。従来のシリコーンPSAは塗工時に40 wt%以下の固形分含量である必要がありますが、低分子量ガムを使用したPSAは70 wt%の固形分含量で塗工できます。.

硬化後のPSAには溶剤がほとんど残らないため、従来のシリコーンPSAでは硬化したPSA層にトルエンやキシレンがほとんど残りません。この問題を回避するためには、トルエンやキシレンを含まない有機溶剤中でMQ樹脂を製造する必要があります。技術的にはイソパラフィン中でMQ樹脂を製造することは可能です。.

3. 無溶剤SPSA

電気絶縁テープ、耐熱テープ、マスキングテープ、電子機器用キャリアテープなど、密閉された作業空間（クリーンルームなど）で使用する用途において、PSAの硬化層に含まれる溶剤を低減する市場ニーズがあります。.

シリコーンPSA配合からすべての溶剤を除去すると、室温での流動性が低下します。測定された分子量210,000のガムは、一般的なPSA用のガムよりも低い分子量です。.

前述の通り、架橋密度を一定に保てばPSA特性は分子量が異なっても変化しませんが、ビニル基で官能化された低分子量のベースポリマーを使用すると架橋密度が高くなり、その結果PSAの柔軟性が低下し、粘着力が低下します。.

低粘着性シリコーンPSAは、ベースポリマーの分子量とガム/MQ樹脂の比率を制御することで、無溶剤配合で得られます。低粘着型のPSA特性は粘着型および超低粘着型の特性は表2.7に示されています。これらのタイプのPSAは有機溶剤なしでコーティングできます。さらに、より厚い層をコーティングすることが可能で、10mm以上の硬化物厚を形成できます。ガラスとフラットパネルディスプレイの間のギャップフィラーとして適用できます。.

従来のシリコーンPSAと比較して、これらのタイプのPSAは粘度が低くなっています。テープ用途には、シリコーンPSA用のトルエンフリープライマーもご利用いただけます。.

シリコーン感圧接着剤の調製メカニズムは何ですか？

シリコーン感圧接着剤は、主に非相溶性のシリコーンゴム、架橋剤、その他の添加剤の混合物から作られています。シリコーンゴムは、主に水酸基またはビニル末端のR1R2SiO結合からなる1つ以上のポリジオルガノシロキサンを含み、通常はMe2SiO単位、PhMeSiO単位、Ph2SiO単位、または2つの単位を含みます。.

シリコーンゴム分子中のケイ素-酸素結合は自由に回転しやすく、分子鎖は曲がりやすくヘリカル構造を形成し、そのうち6-8個のケイ素-酸素結合が繰り返し単位となります[しかし、シリコーン接着剤の基本成分は連続相です。成膜により強度が得られ、シリコーン感圧接着剤に必要な凝集力を提供します。シリコーンは分散相として使用され、接着剤の粘度を向上させ、粘着付与剤として作用し、感圧接着剤の物理的特性を調整します。.

シリコーン感圧接着剤のマトリックス成分として、シリコーンゴムはケイ素と酸素原子が交互に主鎖を形成する線状ポリシロキサンです。感圧接着剤のシリコーンゴム構造。通常、室温では無色透明の粘稠な液体または半固体であり、平均分子量は150,000～500,000、ガラス転移温度Tgは約-120°Cです。.

シリコーン感圧接着テープの製造工程では、接着剤を過酸化ベンゾイルで架橋する必要があります。過酸化ベンゾイル（BPO）で加硫したシリコーン感圧接着剤の加硫特性：まず、加硫プロセスは2段階に分かれています。BPOが希釈溶剤と反応するのを防ぐために、低温（80-100°C、その後150°C）で溶剤を除去する必要があります。5分間加硫するか、180°Cで3分間加硫します。.

第二に、加硫温度が比較的高いため、シリコーン感圧接着テープの基材の材質は耐熱性によって制限されます。BPOの代わりに2,4-ジクロロ過酸化ベンゾイルを使用すると、加硫温度を140°Cに下げることができます。第三に、BPOの標準使用量は2%～4%です。この範囲内で、BPOの量によってシリコーン感圧接着剤の接着量を調整でき、シリコーン感圧接着剤の接着力を低減できます。.

なぜシリコーンPSAを選ぶのですか？

現在、環境に優しい製品は高固形分タイプまたは非芳香族溶剤タイプで構成されています。これにより、シリコーンPSAの研究開発目標は「環境に優しく」「高性能な」接着剤を作ることにつながっています。技術的な観点から無溶剤タイプのPSAが実現できれば、シリコーンPSAは様々な表面に接着でき、応用範囲が広がります。.

シリコーン感圧接着剤は一般に、シリコーンポリマーを主成分とする接着剤、またはシリコーンポリマーで変性されたアクリル系およびシリコーン変性ゴム系感圧接着剤を指すことが知られています。従来のアクリル系PSA（アクリル感圧接着剤）やゴム系接着剤と比較して、優れた耐薬品性、耐湿性、耐油性、耐高温・低温性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性を備えています。表面処理されていないポリオレフィン（BOPP、PET、PEなど）、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリカーボネートなど、様々な難接着材料に接着します。.

PDMSから作られたシリコーン接着剤は、表面への接着性が向上し、高い耐熱性、良好な低温耐性、タック、耐候性、せん断強度、良好な電気絶縁性、および多くの基材に対する良好な化学的性能を示します。これらのPSAは様々な基材にコーティングされ、テープなどのPSA製品に作られます。これは、トルエンまたはキシレンを使用した溶剤ベースタイプで提供される高分子量（Mw）のPDMSとMQ樹脂から構成されます。.