(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着パッドと、前記接着パッドに取り付けられたベルト状部品とを含む剥離可能な表面接着デバイスであって、
該接着パッドは、
平面のバッキング層と、
少なくとも片側に目的表面に接着するための接着面を有する弾性材料の平面層と
を含み、
前記弾性材料が、少なくとも前記接着面の反対側で前記バッキング層に含浸されると共に、前記バッキング層が、前記弾性材料の平面層よりも高い面内剛性を有する
ことを特徴とする、剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２】
対象物を保持するための保持部品をさらに含み、前記保持部品は、該対象物を表面接着デバイスに接続するための前記ベルト状部品に取り付けられる請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項３】
前記バッキング層は、前記接着面の反対側で前記弾性材料の層に含浸されている、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項４】
前記弾性材料の平面層が０．０１ｃｍ２以上の平滑な接着表面積を有する、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項５】
前記弾性材料の平面層が０．５ｃｍ以下の厚さを有する、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項６】
前記弾性材料が使用時の温度下で０．０５ＭＰａ〜５０ＭＰａの弾性率を有する、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項７】
前記弾性材料がシロキサン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アクリレート系エラストマー、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、およびポリウレタンの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項８】
前記バッキング層が綿、麻、羊毛、絹、竹糸、セルロース、黄麻、およびピーニャの少なくとも１つを含む天然織物材料、またはポリエステル、スパンデックス、ナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維とポリアラミド繊維のハイブリッド繊維、炭素繊維とバサルト繊維のハイブリッド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、およびガラス繊維ハイブリッドの少なくとも１つを含む合成織物材料を含む、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項９】
前記ベルト状部品が、ポリエステル、スパンデックス、ナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維とポリアラミド繊維のハイブリッド繊維、炭素繊維とバサルト繊維のハイブリッド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、およびガラス繊維ハイブリッドの合成織物の少なくとも１つを含む織物材料である、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１０】
前記ベルト状部品が、ロープ、ケーブル、繊維、プラスチックシート、チューブ、ロッド、金属箔、チェーンのおよび皮材料の少なくとも１つを含む非織物材料である、請求項１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１１】
弾性材料を含み、片側に目的表面に接着するための接着面と、反対側にバッキング層を有し、前記弾性材料が前記バッキング層に含浸されている平面層と、対象物をデバイスに接続するための、前記バッキング層に取り付け可能な保持部品とを含み、前記バッキング層が、前記弾性材料の平面層よりも高い面内剛性を有すると共に、
前記バッキング層の一部は、前記弾性材料の層を超えて延長し、前記弾性材料を含浸させていない前記バッキング層の領域を形成し、前記保持部品は前記弾性材料を含浸させていない前記バッキング層の当該領域において前記バッキング層に取り付けられている、剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１２】
前記バッキング層がポリエステル、スパンデックス、ナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維とポリアラミド繊維のハイブリッド繊維、炭素繊維とバサルト繊維のハイブリッド繊維、ガラス繊維、炭素繊維とガラス繊維のハイブリッド繊維の合成織物の少なくとも１つを含む合成材料、または綿、麻、羊毛、絹、竹糸、セルロース、黄麻、およびピーニャ（パイナップル布）の少なくとも１つを含む非合成生地材料である、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１３】
前記バッキング層が皮、金属箔、プラスチックシート、セラミックフィルムを少なくとも１つを含む非織物バッキング層である、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１４】
前記弾性材料の層が円形の外周、長方形の外周、不整形の外周、および楕円形の外周の少なくとも１つを有する、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１５】
前記弾性材料の平面層が０．０１ｃｍ２以上の平滑な接着表面積を有する、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１６】
前記弾性材料の平面層が０．５ｃｍ以下の厚さを有する、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１７】
前記弾性材料が使用時の温度下で０．０５ＭＰａ〜５０ＭＰａの弾性率を有する、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１８】
前記弾性材料がシロキサン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アクリレート系エラストマー、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ブロックコポリマーエラストマー、天然ゴム、およびポリウレタンの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項１９】
前記バッキング層がナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維とポリアラミド繊維のハイブリッド繊維の少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２０】
片側に目的表面に接着するための接着面を有する弾性材料の平面層と、
平面バッキング層と
を含み、前記バッキング層が、接着面の反対側で前記弾性材料の層に含浸されている接着パッドと、
前記接着パッドに取り付けられるベルト状部品であって、接着パッドの端から離れた部位に取り付けることでベルト状部品と前記接着パッドの間の角度を調整可能に構成したベルト状部品
とを含む、剥離可能、再利用可能な表面接着デバイス。
【請求項２１】
前記ベルト状部品が前記接着パッドの中央で前記接着パッドに取り付けられる、請求項２０に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２２】
前記平面織物ベルト状部品と前記接着パッドの間の調整可能な角度が０°〜１８０°である、請求項２０に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２３】
前記弾性材料の平面層が０．０１ｃｍ２以上の平滑な接着表面積を有する、請求項２０に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２４】
前記弾性材料の平面層が０．５ｃｍ以下の厚さを有する、請求項２０に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２５】
前記弾性材料が使用時の温度下で０．０５ＭＰａ〜５０ＭＰａの弾性率を有する、請求項２０に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２６】
前記弾性材料がシロキサン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アクリレート系エラストマー、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、およびポリウレタンの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２７】
前記平面バッキング層がナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維とポリアラミド繊維のハイブリッド繊維の少なくとも１つを含む織物層であり、前記ベルト状部品が織物材料である、請求項２０に記載の剥離可能な表面接着デバイス。
【請求項２８】
接着パッドであって、
片側に目的表面に接着するための、顕微鏡的に平滑または模様のある接着面を有する弾性材料の平面層と、
平面織物バッキング層
とを含み、前記バッキング層が、前記接着面の反対側で前記弾性材料の層に含浸されると共に、前記バッキング層が、前記弾性材料の平面層よりも高い面内剛性を有する該接着パッドと、
前記接着パッドに取り付けられたベルト状部品と、
対象物を保持するための保持部品であって、該対象物を表面接着デバイスに接続するための前記ベルト状部品に取り付けられる該保持部品と
を含む、剥離可能な表面接着デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、荷重支持に有用なデザイン、デバイス、材料、および方法に関する。より詳しくは、本発明は、高耐荷重性、易剥離性、および様々な適用における長期／反復使用に好適な接着デバイスを提供する、デザイン、デバイス、システム、材料、および製作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大荷重を支えることのできる接着材料が探し求められてきた。感圧接着剤（粘着剤）（ＰＳＡ）は、接着剤が被着体と密着するように圧力をかけられた場合に結合を形成する、自己接着性を有する。一般に、接着剤の機能を活性化または刺激するために、溶媒、水または熱は必要ない。従来のＰＳＡは、感圧接着テープ、ラベル、剥ぎ取り式のメモ帳、自動車の内装品、および多種多様な他の製品における使用が見出されている。科学界では、例えば自然界のヤモリなどの動物の機能を模倣した合成材料およびデバイスを作出し、製造するための努力が続けられている。
【０００３】
一般に、ＰＳＡでは、接触面の向こう側へ圧力を伝えるために、ファンデルワールス力のような遍在性の表面張力の相互作用が利用される。感圧接着剤は、接着剤が被着体を流動状またはウェット状態にするに十分な柔らかさであるため、表面に接着することができる。接着剤は、接触面において結合に圧力がかけられた場合に流動しないように十分な硬さである必要がある。ＰＳＡは、粘弾性（粘性および弾性）特性を示し、その両方が適切な結合を形成するために用いられ得る。
【０００４】
現在のところ、ＰＳＡは主として軟質の粘弾性ポリマー材料（例えばコーティング）から作製され、それらは単独で、または硬質フィルムもしくは織物などのバッキング材料とともに用いられる。接着レベルを制御する目的で、ＰＳＡでは、材料の接触面形成能（または「表面をウェット状態にする能力」）と、接触面形成後の分離抵抗性とのバランスを微妙に保つために、弾性成分と粘弾性成分の両方の複雑な配合を利用することによってバルク特性が変更される（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、非特許文献７、非特許文献８）。
【０００５】
ＰＳＡデザインの様々な態様では、一般に次の３つの因子が関連し、強調される。（１）従来のＰＳＡは、共形に必要とされる力学的エネルギー（すなわち圧力）を消散させながら、ポリマーコーティングが粗面と容易に一致できるようにする粘弾性を有すること；（２）強いＰＳＡ材料のための尺度は粘着エネルギーであり、それはＰＳＡ／基質の接触面を分離させる際に消散する総エネルギーであること；（３）粘着性の高いＰＳＡは一般に、高レベルの粘着性を生じさせるために用いられる不可逆的（すなわち、非弾性）材料加工のために、多様な荷重適用につながることはないこと。
【０００６】
従来のＰＳＡの欠点のいくつかを克服する接着材料系システムを開発するために、多くの研究がヤモリ様接着システムの開発に重点を置いている。従来のＰＳＡと理想的なヤモリ様接着剤の両方のいくつかの重要な特性を下表に示す。
【０００７】
【表１】
0006021115.tif 000002
【０００８】
さらに、ヤモリの接着面、および自然界における類例は一般に「ドライ」と称され、すなわち、接着は液体相互作用、エポキシ樹脂のような液体−固体遷移を利用せず、接着剤の表面は従来の粘弾性接着剤のような「粘着感」はない。そのような特性は、自然界においては知られており、提示されているにもかかわらず、特性の良好な制御を可能にする基本的デザイン因子またはメカニズムは分かっておらず、依然として世界中で現在の研究プロジェクトの主題となっている。本発明者らの知る限り、ヤモリ様接着剤の合成類似体、特に、肉眼的尺度で使用できるものの開発は示されていない。
【０００９】
容易に取り付けられ、大荷重を支持するために使用可能で、さらに簡易で、剥離による損傷のない反復使用を行え、しかも製造のコスト効率が良い接着システムのための、デザイン、システム、デバイス、材料、および関連する製作方法の、大きく、かつ継続的な必要性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Benedekら編,2009 Handbook of PressureSensitive Adhesives and Products Series,CRC Press:Boca Raton
【非特許文献２】Pocius,2002,Adhesion andAdhesives Technology:An Introduction,Hanser Publ.:Munich
【非特許文献３】Crosbyら,1999 J.Poly.Sci.PartB:Polym.Phys.37,24,3455-3472
【非特許文献４】Creton,2003"Materials Science of Adhesives:How to Bond ThingsTogether."MRS Bulletin 28,6,419-421
【非特許文献５】Creton,2003"Pressure-sensitiveadhesives:An introductory course."MRS Bulletin 28,6,434-439
【非特許文献６】Cretonら,2007"Sticky Feet:From Animalsto Materials",MRS Bulletin 32,6,全頁
【非特許文献７】Chanら,2007"Designing Model Systems forEnhanced Adhesion."MRS Bulletin 32,6,496-503
【非特許文献８】Boeselら,2010 Advanced Materials22,19,2125-2137
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、様々な表面への取り付けに有用であり、大荷重支持を可能にする、ユニークな剥離可能接着デバイスを提供する。本明細書で開示される材料、デザイン、システム、ならびに関連する製作および製造方法は、高耐荷重性を有し、再使用可能で、易剥離性であり、かつ長期および反復使用に好適な接着デバイスを提供する。本明細書に開示されるアタッチメントパッドは、例えば、家庭用荷重支持棚およびホルダーから、屋内および屋外クライミング装置の部品、輸送用部品、運動競技用器材、ラベルおよび広告用支柱、自動車の内装品、恒久的または可逆的留め具、ならびに工業、商業、医療または軍事上の機器およびデバイスに至る、多くの適用に適合するようにデザインすることができる。
【００１２】
一態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、接着パッドと接着パッドに取り付けられたベルト状部品とを含む。本発明において、このベルト状部品をテザー(Tether)又はテザー部品と呼ぶ。接着パッドは、高い面内剛性を有する平面バッキング層と、少なくとも片側に目的表面に接着するための接着面を有する弾性材料の平面層とを含み、弾性材料は、少なくとも接着面の反対側のバッキング層に含浸されている。ある好ましい実施形態では、デバイスはさらに、対象物を保持するための保持部品を含む。保持部品は、対象物をデバイスに接続するためのテザー部品に取り付けられる。
【００１３】
別の態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、平面層（該平面層は弾性材料を含み、かつ、片側に目的表面に接着するための接着面を有し、反対側に高い面内剛性を有するバッキング層を有し、弾性材料が織物バッキング層に含浸されている）と、対象物をデバイスに接続するための、バッキング層に取り付け可能な保持部品とを含む。バッキング層の一部は、弾性材料の層を超えて延長し、弾性材料を含浸させていないバッキング層の領域を形成し、保持部品は弾性材料を含浸させていないバッキング層の当該領域においてバッキング層に取り付けられている。
【００１４】
さらに別の態様では、本発明は一般に、剥離可能、再利用可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、片側に目的表面に接着するための接着面を有する弾性材料の平面層を有する接着パッドと、高い面内剛性を有する平面バッキング層とを含み、バッキング層は、平滑な接着面の反対側で弾性材料の層に含浸されている。デバイスはさらに、実質的に接着パッドの中央で接着パッドに取り付けられたテザーを含み、テザーと接着パッドの間の角度を約０°〜約３５９°に調整できる。
【００１５】
さらに別の態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、目的表面に接着するための、片側に顕微鏡的に平滑または模様のある接着面を有する弾性材料の平面層を有する接着パッドと、高い面内剛性を有する平面バッキング層とを含み、バッキング層は、平滑な接着面の反対側で弾性材料の層に含浸されている。デバイスはさらに、接着パッドに取り付けられたテザー部品と、耐荷重性のための保持部品とを含む。保持部品は、対象物をデバイスに接続するためのテザー部品に取り付け可能である。
【００１６】
さらに別の態様では、本発明は一般に、表面に、取り外し可能なように荷重を保持するための方法に関する。方法は、（ａ）目的表面に接着するための、片側に顕微鏡的に平滑な接着面を有する弾性材料の平面層と、高い面内剛性を有する平面織物バッキング層（織物バッキング層は、平滑な接着面の反対側で弾性材料の層に含浸されている）とを含む接着パッドと；接着パッドに取り付けられた織物テザーと；対象物をデバイスに接続するための織物テザーに取り付け可能な耐荷重性のための保持部品とを有する剥離可能な表面接着デバイスを準備すること；ならびに（ｂ）保持部品に加重を取り付けることを含む。
【００１７】
さらに別の態様では、本発明は、剥離可能な表面接着デバイスを作成するための方法に関する。方法は、（ａ）弾性材料を準備すること；（ｂ）織物バッキングシートを準備すること；（ｃ）織物バッキングシートの少なくとも一部分に弾性材料を含浸させるために弾性材料を硬化させて、平滑な接着面を持つ弾性材料の層を有するパッドを形成すること；（ｄ）織物バッキングシートに加重保持部品を取り付けることを含む。弾性材料は、約０．０５ＭＰａ〜約５０ＭＰａの弾性を有し、弾性材料層は、約０．０００１ｃｍ〜約０．１ｃｍの厚さを有する。
【００１８】
さらに別の態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスを作成するための方法に関する。方法は、（ａ）片側に基材層が配置されている織物バッキングシートを準備すること；（ｂ）織物バッキングシートの反対側に、スペーサーで画定された成形領域を設けること；（ｃ）織物バッキングシートの、スペーサーで画定された成形領域に弾性材料を加えること；（ｄ）弾性材料を顕微鏡的に平滑または模様のある表面を有するトップカバーで被覆すること；（ｅ）トップカバーに圧力を加えて、トップパッドと弾性材料の間の接触面を密着させること；（ｆ）織物バッキングシートの少なくとも一部分に弾性材料を含浸させるために弾性材料を硬化させて、顕微鏡的に平滑または模様のある接着面を持つ弾性材料層を有するパッドを形成すること；および（ｇ）織物バッキングシートに加重保持部品を取り付けることを含む。弾性材料は、約０．０５ＭＰａ〜約５０ＭＰａの弾性を有し、弾性材料層は、約０．０００１ｃｍ〜約０．１ｃｍの厚さを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による例示的実施形態の概略図を示す。
【図２】図２は、特定のデザイン因子および概略図を示す。
【図３】図３は、例示的製作プロセスの概略図を示す。
【図４】図４は、本発明による様々な実施形態の、パッド−テザー接続部に関する概略図を示す。
【図５】図５は、「Ｔパッド」構造に関して、純剪断荷重下で支持される最大力を特定するための、変位の測定値に対する力の測定値の例を示す。
【図６】図６は、様々な「Ｔパッド」の構成、ヤモリ生体、および織物バッキングなしのポリマーコーティングに関して、支持される最大剪断力の例を、面内コンプライアンスにより正規化された接触面面積の平方根の関数として示す。
【図７】図７は、様々な「Ｔパッド」構成に関して、単位幅あたりの破壊荷重の例を、剥離角の関数として示す。
【図８】図８は、様々な表面上で荷重を支持する完全な「Ｔパッド」構造の特定の例を示す。
【図９】図９は、本発明による接着パッドの製作の例示的実施形態の概略図を示す。
【図１０】図１０は、織物接着剤の例示的画像を示す。（Ａ）ナイロン織物ＰＤＭＳ接着剤、（Ｂ）炭素繊維／ケブラー平織織物ＰＤＭＳ接着剤、（Ｃ）一方向炭素繊維ポリウレタン接着剤。
【図１１】図１１は、ポリウレタンの例に関する、振動数に対する弾性率の例示的プロットを示す。
【図１２】図１２は、本発明による接着パッドの製作のための成形技術の実施形態の概略図を示す。
【図１３】図１３は、制御変位試験の例示的結果を示す（伸長に対して荷重をプロット）。
【図１４】図１４は、繰り返し荷重を受けたポリウレタン接着パッドの再現性の例示的結果を示す。
【図１５】図１５は、ポリウレタン接着剤を用いて行った静荷重試験を示し、１３６ｋｇを保持している。
【図１６】図１６は、様々な基材を用いるポリウレタン接着剤の例示的荷重データを示す。
【図１７】Ａは、（Ａ）４２インチフラットパネルテレビを保持している中央荷重ＰＤＭＳ接着パッドに関して行った静荷重試験を示し、Ｂは、（Ｂ）乾式壁上でフードつきトレーナーを保持している中央荷重ポリウレタン接着パッドに関して行った静荷重試験を示す。
【図１８】（Ａ）は、高能力、易剥離性接着パッドの荷重角度依存性の概略図を示し、（Ｂ）は、単純平板接着パッドと比較した中央荷重パッドの角度依存性の例示的結果を示し、中央荷重パッドは、易剥離性をなお確保しつつ、様々な荷重角度において高い破壊荷重を維持している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、１つには、新規なデザイン、システム、デバイス、ならびに関連した材料および製作方法の発見に基づいており、広い接触表面、高耐荷重性、易剥離性、長期使用、および反復使用を可能にする。より詳しくは、本発明は、従来のＰＳＡシステム、およびより最近探求されているヤモリ様接着剤とは区別される、ユニークな、これまで知られていなかった接着システムへのアプローチを提供する。
【００２１】
少なくとも本発明はＰＳＡと同様に性能の制御を行うために粘弾性特性を利用しないという点で、本発明は、ＰＳＡの分野における従来技術とは異なっている。本発明のデザインおよびシステムは、極端に大きな荷重を支持する能力を維持する一方で、分離時間および分離エネルギーの最小化を可能とする。接触面の広い面積の接触は、軟質弾性層の特性と織物層の「ドレープ」性を合わせることによりデザインすることができる。さらに、この弾性デザインは、接着剤接触面の耐荷力の劣化なしに、付着および分離を繰り返し行えるメカニズムを提供する。
【００２２】
ヤモリ型接着剤の開発における従来技術とは対照的に、本明細書で開示されたデザイン、システム、および方法では、所望の特性を得るために表面繊維構造を使用する必要はない。本明細書で開示された原理に従って、垂直に登るヤモリのような、自然界における一般例の足指および足の構造の工学設計を模倣することができる。
【００２３】
本発明と従来技術の間の他の重要な相違点は、特に、連続的接合部における回転自由の特有の設定、弾性材料の表面に対して垂直な曲げ剛性が低いという荷重方向における剛性の仕様、ならびに必要な「予荷重(pre-load)」（ある荷重を支持するための接着剤／基材接触面の確立に必要な力の大きさを指す）がゼロに近く、垂直方向および剪断荷重方向の両方において大荷重支持を実現する能力である。
【００２４】
本発明の１つのアプローチにおいて、本明細書で開示された接着パッドシステムは、「Ｔパッド」とも称される「ドライ」接着パッド構造を使用し、その実施形態の概略図が図１に示されている。適切にデザインされたＴパッドデバイスは、剪断荷重、垂直荷重、および多様式（すなわち、剥離）荷重のもとで大荷重を支持することができ、一方、特殊設計の取り外し方法論のもとでは、取り外し（または分離）に必要とされる力およびエネルギーは最小である。
【００２５】
接着デバイスの基本的構造は「パッド」と称され、それは後に、「テンドン」とも称されるテザー（例えば合成織物テザー）に接続される。このテザーは、荷重の主軸に沿って高い剛性を維持しなければならない。テンドンとパッドの間の接合部は、特定の必要に従って、所定の寸法、配向、および空間的位置を持ち、それは取り外し方法論を制御し、剪断荷重および垂直荷重に耐性バランスを与えるために変更することができる。
【００２６】
このアプローチは、ポリマー材料の接着特性、および回転自由の適切な維持を介する統合された力学的デザイン、接着剤接触面に垂直な曲げ弾性率の低さ、ならびに耐荷重性方向における剛性の高さというユニークな組み合わせを示す。ある範囲のサイズスケールと形状にわたって材料デバイスの接着性能を理解するためのフレームワークを与える目的で、発明者らにより、スケーリング関係式が求められた（図２）。このスケーリング関係式から、接触面の接着能（Ｆｃ）は、３つの単純なパラメーターによって制御され、これらのパラメーターは接触面の形状と材料特性の両方に依存していることが示唆される。様々な基材に接着し得る可逆的接着剤をデザインするためには、接触面の相互作用（Ｇｃ）が非特異的ファンデルワールス力に依存しなければならず、Ｇｃは無効な制御パラメーターとなる。従って、接着材料に対するＦｃを定めるためには、材料システムは、接触面積（Ａ）またはシステムコンプライアンス（Ｃ）のみに依存するだけではなく、Ａ／Ｃ比を増加させる特性を開発しなければならない。このことは、材料は真の接触を増大させるためには軟質でなければならないが、大荷重を実現するためには硬質でなければならないという課題を提示している。軟質材料は、大規模な接触をもたらすことができるが、荷重時のコンプライアンスが高く、一方、硬質材料は幅広い接触をもたらすことができず、どちらの場合も、Ａ／Ｃ比に対する効果はないという結果になる。本発明は、Ａ／Ｃ比を最大化するための、そして最も重要なことであるが、この重要なパラメーターを様々な適用に合わせて調整するためのメカニズムを提供する。図３に概略図を示すように、Ｔパッドを製作するために有効かつ効果的な製作方法を用いることができる。この方法は、織物の表面に弾性エラストマーの薄い層を組み込むことを含む。
【００２７】
テザー（テンドン）は、従来の縫い付け(sewing)、ステッチ(stitching)、または糊付けなどの任意の好適な方法によりパッドに接続することができ、取り付けの次元、配向、および空間的位置の制御を容易にする。この取り付けは十分な荷重配分および耐荷力をもたらすべきであり、それはステッチのパターン、幅、および長さによって制御することができる。適当なステッチパターンには、ストレートステッチ、ジグザグステッチ、複数のジグザグステッチ、サテンステッチ、ハニカムステッチ、ラダーステッチ、ダブルオーバーロックステッチ、および十字型ステッチが含まれる。
【００２８】
例えば、特に有利なテザーとパッドの接続部は、パッドの一軸を中心にパッドのもう一方の軸に垂直なおよそ２／３コード長の長さのストレートラインステッチである。テザーとパッドの接続部は、荷重方向において高剛性を維持しつつ回転自由を維持しなければならない。テザーとパッドの接続は好ましくは、接続部の全長に沿って等しい荷重配分を維持しなければならない。テザーとパッドの接続部から十分離れた距離においては、テザーは、高い曲げ剛性と面内剛性を有する耐荷重性材料と一体形成されている。この剛性末端材料は、しばしば「スケルトン」（「保持部品」）と称される。テザーとスケルトンの間の接続部は、好ましくは、接続部の長さに沿って荷重配分が等しくなるように連続的であるべきである。
【００２９】
本発明は、１つのＴパッド構造が独立に、またはＴパッド構造の配列またはユニット（「Ｔ表面」と称される）とともに、機能し得るデザインを含み、それは、例えば１以上の方向において剛性であり得る支持基材に回転自由な継手で取り付けることができる。例えば大荷重支持棚などの特定の適用では、テザーを接着パッドに取り付ける複数の取り付けポイントもまた使用可能である。
【００３０】
図４は、テザーとパッドの接続部の様々なＴパッド構成の概略図を示す。スケルトン接続部は示されていない。単一平板の接続部が連続的接着パッドおよび支持バッキングを構成し、次にそれは多数の個別の接着パッドと支持バッキングに分かれることができ、複数のテンドンを用いて種々の構成（例えば、長さに勾配のある一連の構成(gradient length series configuration)）が作り出される。端から離れたテンドンの接続部および中央荷重パッド構成は接着パッドと支持バッキングを構成し、支持バッキングには、接着パッドの実質的に中央に平面テザーが取り付けられており、この場合、取り付け部の長さは、Ｔパッドの場合には全幅に等しく、中央荷重パッドの場合には一部分または全幅に等しくてよい。どちらの場合も、接着パッドに取り付けられたテザーは、約０°〜約３５９°の間で平面テザーと接着パッドの間の角度の調整を可能にする。
【００３１】
接着パッドに使用され得る弾性材料には、シロキサン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、およびアクリレート系エラストマーが含まれる。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）は、高分子有機ケイ素化合物群に属し、一般にシリコーンと称される。ＰＤＭＳは広く使用されるケイ素系有機ポリマーであり、好ましいレオロジー（または流動）特性を有する。ＰＤＭＳは一般に、不活性であり、無毒性かつ不燃性である。
【化１】
0006021115.tif 000003
ポリジメチルシロキサン
【００３２】
接着パッドに使用することができる他の弾性材料としてはポリウレタンが含まれ、これは有機単位がウレタン（カルバミン酸）結合により共有結合したポリマーである。
【化２】
0006021115.tif 000004
ポリウレタン
【００３３】
ウレタン結合は、イソシアネート基−Ｎ＝Ｃ＝Ｏとヒドロキシル基−ＯＨの反応により生成される。ポリウレタンは、触媒および他の添加剤の存在下で、ポリイソシアネートとポリアルコール（ポリオール）の重付加反応により生成される。この場合、ポリイソシアネートは、２個以上のイソシアネート官能基を有する分子Ｒ−（Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）ｎ≧２であり、ポリオールは、２個以上のヒドロキシル官能基を有する分子Ｒ’−（ＯＨ）ｎ≧２である。反応生成物は、ウレタン結合−ＲＮＨＣＯＯＲ’−を含むポリマーである。ポリウレタンモノマー（「プレポリマー」）の例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、またはビスフェノールＡ（ヒドロキシル含有モノマー）などのヒドロキシル終端分子、およびメチレンジフェニルジシアネート、トルエンジフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジシアネート、イソホロンジシアネート、またはこれらのモノマーの複数の組合せの結果得られるポリイソシアネート（例えば、３分子のメチレンジフェニルジシアネートは、イソシアネート官能基を３つ含むトリマーを形成する）などの脂肪族または芳香族系イソシアネートが含まれる。
【００３４】
一態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、接着パッドと接着パッドに取り付けられたテザー部品とを含む。接着パッドは、高い面内剛性を有する平面バッキング層と、少なくとも片側に目的表面に接着するための接着面を有する弾性材料の平面層とを含み、弾性材料は、少なくとも接着面の反対側のバッキング層に含浸されている。ある好ましい実施形態では、デバイスはさらに、耐荷重性のための保持部品を含む。保持部品は、対象物をデバイスに接続するためのテザー部品に取り付けることができる。
【００３５】
「バッキング」とは、本明細書において、限定されるものではないが、言及される層または材料が、そのデバイス構造の背面（または最終）層である場合を含むことを注記しておく。本発明によれば、バッキング層は、内側の層または構造配置の成分であってもよい。
【００３６】
特定の実施形態では、接着パッドは、片側に目的表面に接着するための接着面を有する弾性材料の平面層と、高い面内剛性を有する平面バッキング層とを含み、バッキング層は、接着面の反対側で弾性材料の層に含浸されている。
【００３７】
特定の実施形態では、接着面は顕微鏡的に平滑である。特定の実施形態では、接着面は顕微鏡的に模様がある。
【００３８】
特定の実施形態では、バッキング層は織物バッキング層である。
【００３９】
特定の実施形態では、弾性材料は約０．０１ｃｍ２〜約１，０００ｃｍ２（例えば、約０．０１ｃｍ２、０．０５ｃｍ２、０．１ｃｍ２、０．５ｃｍ２、１ｃｍ２、２ｃｍ２、５ｃｍ２、１０ｃｍ２、２０ｃｍ２、５０ｃｍ２、１００ｃｍ２、２００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１，０００ｃｍ２）の接着表面積を有し、約０．００１ｃｍ〜約０．１ｃｍの実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約０．０１ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．００１ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約０．０５ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．００５ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約０．１ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．０１ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約０．２ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．５ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約０．５ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．２ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約１．０ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．１ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約５．０ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．０５ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約１０ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．０２ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約１００ｃｍ２より大きい平滑な接着表面積を有し、約０．０１ｃｍ未満の実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約１０ｃｍ２〜約１００ｃｍ２の平滑な接着表面積を有し、約０．０１ｃｍ〜約０．０５ｃｍの実質的に均一な厚さを有する。特定の実施形態では、弾性材料の平面層は、約１，０００ｃｍ２〜約１００ｃｍ２の平滑な接着表面積を有し、約０．５ｃｍ〜約０．０５ｃｍの実質的に均一な厚さを有する。
【００４０】
特定の実施形態では、弾性材料は、約０．０５ＭＰａ〜約５０ＭＰａの弾性を有する。特定の実施形態では、弾性材料は、約０．０５ＭＰａ〜約３０ＭＰａの弾性を有する。特定の実施形態では、弾性材料は、約０．０５ＭＰａ〜約１０ＭＰａの弾性を有する。特定の実施形態では、弾性材料は、約１ＭＰａ〜約５０ＭＰａの弾性を有する。特定の実施形態では、弾性材料は、約１ＭＰａ〜約３０ＭＰａの弾性を有する。特定の実施形態では、弾性材料は、約１ＭＰａ〜約１０ＭＰａの弾性を有する。
【００４１】
特定の実施形態では、弾性材料は、シロキサン系エラストマーを含む。特定の実施形態では、弾性材料は、ウレタン系エラストマーを含む。特定の実施形態では、弾性材料は、アクリレート系エラストマーを含む。特定の好ましい実施形態では、弾性材料は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む。特定の実施形態では、弾性材料は、例えば、ヒドロキシル終端ポリエチレングリコールと脂肪族または芳香族系ポリイソシアネートの重合から製造されたポリウレタンを含む。スチレン−ブタジエン−スチレンエラストマー、および他の熱可逆性ブロックコポリマーエラストマー；液晶エラストマー；天然ゴムを含めて、任意の好適な材料が使用可能である。
【００４２】
特定の実施形態では、織物バッキング層の材料は、天然織物材料または合成織物材料を含む。特定の実施形態では、織物バッキング層の材料は、綿、麻、羊毛、絹、竹糸、セルロース、黄麻またはピーニャ（pina、パイナップル布）などの天然織物材料を含む。特定の実施形態では、織物バッキング層の材料は、ポリエステル、スパンデックス、ナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維とポリアラミド繊維のハイブリッド繊維、炭素繊維とバサルト（玄武岩）繊維のハイブリッド繊維、ガラス繊維、または炭素繊維とガラス繊維のハイブリッド繊維などの合成織物を含む。ある好ましい実施形態では、織物バッキング層の材料は、ナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維とポリアラミドのハイブリッドからなる群から選択される材料を含む。
【００４３】
特定の実施形態では、デバイスは１００ｃｍ２以上の接着表面積を有し、接着表面積１００ｃｍ２あたり少なくとも１２００Ｎの加重を支持することができる。特定の実施形態では、デバイスは１００ｃｍ２以上の接着表面積を有し、接着表面積１００ｃｍ２あたり少なくとも３１５０Ｎの加重を支持することができる。特定の実施形態では、デバイスは１ｃｍ２以上の接着表面積を有し、接着表面積１ｃｍ２あたり少なくとも１２．０Ｎの加重を支持することができる。特定の実施形態では、デバイスは１ｃｍ２以上の接着表面積を有し、接着表面積１ｃｍ２あたり少なくとも３１．５Ｎの加重を支持することができる。
【００４４】
特定の実施形態では、テザーは、例えば、ポリエステル、スパンデックス、ナイロン、炭素繊維、ポリアラミド、炭素繊維ポリアラミドハイブリッド、炭素繊維玄武岩ハイブリッド、ガラス繊維、炭素繊維、またはガラス繊維ハイブリッドなどの合成織物、ならびに綿、麻、羊毛、絹、竹糸、セルロース、黄麻、およびピニャなどの天然織物から選択される織物材料である。特定の実施形態では、テザーは、例えば、皮、金属シート、プラスチックシート、または不織布から選択される非織物材料である。いくつかの実施形態では、材料は金網から作られる。
【００４５】
もう１つの態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、平面層（該平面層は弾性材料を含み、かつ、片側に目的表面に接着するための接着面を有し、反対側に高い面内剛性を有するバッキング層を有し、弾性材料がバッキング層に含浸されている）と、対象物をデバイスに接続するための、バッキング層に取り付け可能な保持部品とを含む。バッキング層の一部は、弾性材料の層を超えて延長し、弾性材料を含浸させていないバッキング層の領域を形成し、保持部品は弾性材料を含浸させていないバッキング層の当該領域においてバッキング層に取り付けられている。
【００４６】
特定の実施形態では、弾性材料を、織物層を越えてパッドの「裏側」まで延長することができる。このデザインは、接着デバイスの耐力に直接関連するデバイスの剛性を犠牲にすることなく、均一な接触を確立する助けとなり得る。
【００４７】
さらに別の態様では、本発明は一般に、剥離可能、再利用可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、片側に目的表面に接着するための接着面を有する弾性材料の平面層を有する接着パッドと、高い面内剛性を有する平面バッキング層とを含み、バッキング層は、平滑な接着面の反対側で弾性材料の層に含浸されている。デバイスはさらに、実質的に接着パッドの中央で接着パッドに取り付けられたテザーを含み、平面テザーと接着パッドの間の角度を約０°〜約３５９°に調整できる。
【００４８】
特定の実施形態では、テザーと接着パッドの間の調整可能な角度は、約０°〜約９０°の範囲、例えば、１５°、３０°、４５°、または６０°である。特定の他の実施形態では、テザーと接着パッドの間の調整可能な角度は、約９０°〜約１２０°の範囲、例えば、９５°、１１０°、１１０°、または１１５°である。特定の他の実施形態では、テザーと接着パッドの間の調整可能な角度は、約１２０°〜約３６０°の範囲、例えば、１５０°、１８０°、２１０°、２７０°、または３００°である。
【００４９】
さらに別の態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスに関する。デバイスは、目的表面に接着するための、片側に顕微鏡的に平滑または模様のある接着面を有する弾性材料の平面層を有する接着パッドと、高い面内剛性を有する平面織物バッキング層とを含み、バッキング層は、接着面の反対側で弾性材料の層に含浸されている。デバイスはさらに、接着パッドに取り付けられたテザー部品と、耐荷重性のための保持部品とを含み、保持部品は、対象物をデバイスに接続するためのテザー部品に取り付け可能である。
【００５０】
さらに別の態様では、本発明は一般に、表面上で、荷重を取り外し可能なように保持するための方法に関する。方法は、（ａ）目的表面に接着するための、片側に顕微鏡的に平滑な接着面を有する弾性材料の平面層と、高い面内剛性を有する平面織物バッキング層（織物バッキング層は、平滑な接着面の反対側で弾性材料の層に含浸されている）とを含む接着パッドと；接着パッドに取り付けられた織物テザーと；対象物をデバイスに接続するための織物テザーに取り付け可能な耐荷重性のための保持部品とを有する剥離可能な表面接着デバイスを準備すること；ならびに（ｂ）保持部品に加重を取り付けることを含む。
【００５１】
さらに別の態様では、本発明は、剥離可能な表面接着デバイスを作成するための方法に関する。方法は、（ａ）弾性材料を準備すること；（ｂ）織物バッキングシートを準備すること；（ｃ）織物バッキングシートの少なくとも一部分に弾性材料を含浸させるために弾性材料を硬化させて、平滑な接着面を持つ弾性材料の層を有するパッドを形成すること；（ｄ）織物バッキングシートに加重保持部品を取り付けることを含む。弾性材料は、約０．０５ＭＰａ〜約５０ＭＰａの弾性を有し、弾性材料層は、約０．０００１ｃｍ〜約０．１ｃｍの厚さを有する。
【００５２】
さらに別の態様では、本発明は一般に、剥離可能な表面接着デバイスを作成するための方法に関する。方法は、（ａ）片側に基材層が配置されている織物バッキングシートを準備すること；（ｂ）織物バッキングシートの反対側に、スペーサーで画定された成形領域を設けること；（ｃ）織物バッキングシートの、スペーサーで画定された成形領域に弾性材料を加えること；（ｄ）弾性材料を顕微鏡的に平滑または模様のある表面を有するトップカバーで被覆すること；（ｅ）トップカバーに圧力を加えて、トップパッドと弾性材料の間の接触面を密着させること；（ｆ）織物バッキングシートの少なくとも一部分に弾性材料を含浸させるために弾性材料を硬化させて、顕微鏡的に平滑または模様のある接着面を持つ弾性材料層を有するパッドを形成すること；および（ｇ）織物バッキングシートに加重保持部品を取り付けることを含む。弾性材料は、約０．０５ＭＰａ〜約５０ＭＰａの弾性を有し、弾性材料層は、約０．０００１ｃｍ〜約０．１ｃｍの厚さを有する。
【００５３】
特定の実施形態では、貯蔵弾性率と損失弾性率の比は、対象とする操作温度において、少なくとも約１０より大きい（例えば、１５、２０、または５０）。
【００５４】
弾性材料の層は、特定の適用の要求の通りに、任意のサイズおよび形状であってよく、例えば、実質的に円形の外周、実質的に長方形の外周、実質的に楕円形の外周、または実質的に不整形の外周を有し得る。
【００５５】
本明細書で述べたように、いくつかの実施形態において、弾性材料の層は、２、３、４、またはそれを越える別個のより小さい弾性材料層単位または構造を含む。目的表面は、ガラス、金属、木材、プラスチック、紙、厚紙、またはコンクリートなどを含む、いずれの好適な表面であってもよい。
【００５６】
純剪断および垂直荷重方向ならびに制御された剥離角のもとでの荷重の着脱の繰り返しについては、性能の程度では、知る限り既存の製品には並ぶものがないことが実証された。例えば、実験的デバイスは、１６平方インチ（１０３．２平方センチメートル）のＴパッド（４４ｐｓｉ）を用いて、７０７ポンド（３２０．７キログラム）もの荷重を支持することができ、取り外しに必要な力は最小であり、同じパッドについて多数回実行を繰り返したところ、性能の低下はごくわずかであった。さらに、接着パッド構造は、石鹸と水、または粘弾性のあるアクリルテープなどの移着粒子材料により容易に洗浄できる。剥離メカニズムは、特定の適用に合うように、本明細書で開示された原理に従ってデザインすることができる。
【００５７】
本発明の統合的な接着パッドに関する取り組みは、幅広い適用のための堅牢なプラットフォームを提供する。例えば、これらの構造は、とりわけ、本、展示品、および家電製品（テレビ、コンピューター、ステレオ、モニター、スクリーン）を置くための棚；つり下げ構造；自動車装備品などを支持するために使用することができる。さらに、現在のデザインは、ガラス、金属、木材、および乾式壁などの様々な材料から作られた垂直表面またはオーバーハングのクライミングを助ける目的で使用することもできる。
【実施例】
【００５８】
変位に対する力の試験
図５は、Ｔパッド構造に関して、純剪断荷重下で支持される最大力を特定するための、変位の測定値に対する力の測定値の例を示す。（織物バッキングを変更した。結果は全て、１６平方インチ（１０３．２平方センチメートル）に関するものであり、凡例の「ｔ」で示される厚さを変化させた。）この実験は、インストロン試験装置にて単純重ね合わせ接着継手(single lab joint geometry)で行い、取り付けは接着パッドと平滑な清浄ガラス基板の間で行った。張力は１０ｍｍ／分となるように制御し、試験中の荷重を測定した。最大荷重は臨界破壊荷重に相当し、示されているように、織物バッキングによって変動する。
【００５９】
図６は、様々なＴパッド構成、自然界でのデータ（ヤモリ生体、ならびにヤモリ、甲虫、クモ、コオロギおよびハエの様々なアタッチメントデバイスを含む）、および織物バッキングなしのポリマーコーティングに関して、支持される最大剪断力を、面内コンプライアンスにより正規化された接触面面積の平方根の関数として示す。トレンドラインは、最大剪断力性能を推定通りに調整する能力を示す推定スケーリング関係式に従う。
【００６０】
破壊荷重試験
図７は、様々な「Ｔパッド」構成に関して、単位幅あたりの破壊荷重を、剥離角の関数として示す（各接着パッドの全接触面積は１０．８ｃｍ２であり、中央荷重パッドの接続部は全幅の２／３である）。易剥離性に関する臨界角度の調整能を示す。剥離試験はインストロン５５００  Ｒにて、清浄なガラスに対して１０ｍｍ／分で行い、適用荷重と基板の間の角度を０°〜９０°の間で変化させた。
【００６１】
図８は、様々な表面上で荷重を支持する完全なＴパッド構造の簡単な例を示す。全ての例で、同じナイロン織物ＰＤＭＳ接着パッド構造（Ａ＝１６平方インチ（１０３．２平方センチメートル）、厚さ１ｍｍ）を使用している。
【００６２】
ＰＤＭＳ接着パッドの製作
図９は、ＰＤＭＳ接着パッドの製作の一実施形態の概略図を示す。（Ａ）ＰＤＭＳ接着剤を調製するために、スライドガラスを用いてモールドを製作した。未硬化の脱気ＰＤＭＳオリゴマーと硬化剤（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４（商標））１０：１比（ｗ／ｗ）をモールドに注いだ。このモールドは、その厚さが織物の凹凸よりも多くなるように構築し、これにより、製作後の接着剤の表面の仕上がりを平滑とすることができた。脱気したＰＤＭＳを注いで、モールド内に拡げた後、織物を適用する前に７０℃で６〜８分の予備硬化を行い、その後の硬化の際に織物を支持する助けとした。（Ｂ）次に、織物をモールド上に置き、未硬化のＰＤＭＳを織物に含浸させた後、室温で３日間硬化させた。この織物は、支持となるようにその幅がモールドのエッジに重なり、かつ、その長さがモールドを覆い、「テンドン」構造を作り出すのに十分な長さとなるように切断された一片からなった。また、テンドンに、等しい荷重配分を提供するために、エラストマーを含浸させることもできる。
【００６３】
別の実施形態では、織物を中央荷重パッドとなるようにデザインし、織物テンドンを接着パッド織物の中央にステッチした。このスキームでは、その後の荷重適用の際に織物がほつれることがないように、テンドン構造にもＰＤＭＳを含浸させた。このことは、テンドンと接着パッドの間に１枚のセパレーターシートを配置し、次に、テンドンにＰＤＭＳを拡げ、その後、その含浸テンドンの上にキャッピングセパレーターシートをを配置することによって達成された。（Ｃ）ＰＤＭＳが硬化した後、織物接着剤をモールドから取り出し、サイズに合わせて機械で切断した。２  １／８インチ厚のプラスチックシートからなる剛性マウント（スケルトン）を、シアノアクリレート接着剤を用いてテンドンの底部に貼り付け、その後、これを６時間硬化させた。
【００６４】
図１０は、（Ａ）ナイロン織物ＰＤＭＳ接着剤、（Ｂ）炭素繊維／ケブラー平織織物ＰＤＭＳ接着剤、および（Ｃ）一方向炭素繊維ポリウレタン接着剤の写真の例示的画像を示す。中央の列は、接着剤側を上にして置いた場合の側面の特徴の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示し、右の列は平滑な接着面を示す。光学的写真のスケールバーは５ｃｍであり、ＳＥＭ画像のスケールバーは全て５００μｍである。
【００６５】
ポリウレタン接着剤
ポリウレタン接着剤は、１：１比の、ヒドロキシル終端ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよび／またはポリテトラメチレングリコールの官能基と脂肪族または芳香族系ポリイソシアネートのいずれかを加えることにより合成した。ポリウレタンの市販キットもこの適用に使用した。
【００６６】
図１１は、ポリウレタンの例に関する、振動数に対する弾性率のプロットを示す。貯蔵弾性率は損失弾性率よりも約１桁大きく、このサンプルは主として固体様の弾性特性を有することを示す。また、弾性率は振動数において２桁強変動させる。
【００６７】
図１２は、ポリウレタンでパッドを形成するための成形技術の実施形態の概略図を示す。ポリテトラフルオロエチレン基材の上に接着剤バッキング層として繊維を置いた。この繊維の上にポリウレタン（ＰＵ）厚を制御することができる低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）スペーサーを置き、未硬化のＰＵプレポリマーをモールドに注いだ。次に、上に、ポリジメチルシロキサンパッドをガラスプレートとともに置き、最終的に、このシステムは４５ポンド（２０．４キログラム）となった。
【００６８】
この成形技術を用い、平滑な接着面（平滑なＰＤＭＳ上層を使用）または表面特徴（模様のあるＰＤＭＳ上層を使用）を得ることができる。接着剤の厚さは、ＬＤＰＥスペーサーの厚さを変更することによって変えることができる。この方法は、ドクターブレードシステムを用いて機能するように変更することもでき、これにより接着パッドの大量生産が可能となる。
【００６９】
荷重試験
接着パッドサンプルは、インストロン制御変位試験を用いて試験した。インストロン５５００Ｒにメカニカルグリップを取り付け、クロスヘッド上のグリップにガラスパンを取り付け、下部グリップに接着パッドを固定した。次に、接着パッドをガラスに接着させ、接着剤がガラスから剥離するまで、１０ｍｍ／分の変位を使用した。この試験を何回か繰り返して平均破壊荷重を求め、再使用の可能性を証明した。図１３は、初期荷重状態が存在し、この直線の傾きを求めることによって、接着剤の総能力を制御する接着システムの剛性を求めることができることを示す。これらのポリウレタン接着剤の剛性（従って、総能力）は、これまでに記録されている剛性の値よりも大きい。この曲線のピークに総能力がある（このサンプルでは約２９５０Ｎ）。このピークの後、接着剤はガラスから剥離し、記録されている荷重に低下が起こる。この試験を繰り返すことができ、本発明者らは１００回の試験にわたって良好な再現性を示した（図１４）。
【００７０】
これらのポリウレタン接着剤に対して静荷重試験も行った。１３６ｋｇの質量を含むバーを接着パッドにチェーンで接続し、プーリーシステムによっても支持した。このプーリーシステムを用い、設置したガラス被着体に接着剤が接着できるまで荷重をかけた。次に、全荷重が接着剤によって支持されるまでプーリーシステムを下ろした。このような試験の特定の結果を図１５に示す（この場合、試験はガラス表面で１３６ｋｇを保持することにより行った）。
【００７１】
図１６に示されるように、これらのポリウレタン接着剤は種々の基板に使用することができる。これらの結果はこれまでの荷重試験と同様の性能であったが、ガラスパンは新たな材料に置き換えるか、または新たな材料をガラスパンの表面に付着させるかした。図１７は、（Ａ）４２インチフラットパネルテレビを保持する１６平方インチ（１０３．２平方センチメートル）の中央荷重ＰＤＭＳ接着パッド、および（Ｂ）乾式壁上でフードつきトレーナーを保持している中央荷重ポリウレタン接着パッドに対して行った静荷重試験を示す。図１８（Ａ）は、高能力かつ易剥離性の接着パッドの荷重角度依存性の概略図を示す。（Ｂ）は、単純平板接着パッドと比較した中央荷重パッドの角度依存性の結果を示し、中央荷重パッドは、易剥離性をなお確保しつつ、様々な荷重角度において高い破壊荷重を維持している。
【００７２】
参照による組み入れ
本開示では、特許、特許出願、特許公報、定期刊行物、書籍、論文、ウェブコンテンツなどの他の文献の参照および引用がなされている。このような文献は全て、あらゆる目的で、参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる。
【００７３】
均等論
代表例は本発明の例示を助けることを意図するものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものでも、そのように解釈されるべきでもない。実際に、本明細書に示され記載されているものの他、本発明の様々な改変およびその多くのさらなる実施形態が、本明細書に含まれる例ならびに科学文献および特許文献の参照を含む本明細書の全内容から当業者には明らかとなる。これらの例は、その種々の実施形態およびその均等物において本発明の実施に適合させることができる重要な付加的情報、例示および指針を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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