(57)【要約】  本発明の接着構造体は、溶接や接着剤等を使用せずに、被接着材との接着を可能とする。本発明の接着構造体は、基体（４）と、前記基体（４）の表面に設けられ、先端が半径３００ｎｍ以下の球面であり、長手方向に対する垂直断面の半径が３００ｎｍ以下である複数の突起と、を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接着材と接着する接着構造体において、
基体と、
前記基体の表面に設けられ、先端が半径３００ｎｍ以下の球面であり、長手方向に対する垂直断面の半径が５００ｎｍ以下である複数の突起と、
を備えることを特徴とする接着構造体。
【請求項２】
前記突起が誘電率２以上の材料より構成されることを特徴とする請求項１に記載の接着構造体。
【請求項３】
前記突起が導電性物質を含有する複合材であることを特徴とする請求項１に記載の接着構造体。
【請求項４】
前記突起が樹脂より構成されることを特徴とする請求項１に記載の接着構造体。
【請求項５】
前記突起の曲げ弾性率が５ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の接着構造体。
【請求項６】
前記突起のアスペクト比が１〜１５であることを特徴とする講求項１に記載の接着構造体。
【請求項７】
前記突起に被覆し、膜厚が３００ｎｍ以下である薄膜をさらに備えることを特徴とする講求項１に記載の接着構造体。
【請求項８】
前記薄膜が誘電率２以上の材料より構成されることを特徴とする請求項７に記載の接着構造体。
【請求項９】
前記薄膜が導電性物質を含有する複合材であることを特徴とする請求項７に記載の接着構造体。
【請求項１０】
前記薄膜が樹脂より構成されることを特徴とする請求項７に記載の接着構造体。
【請求項１１】
前記突起は、基体１ｃｍ２あたり、１０６〜１０１１本備えることを特徴とする講求項１に記載の接着構造体。
【請求項１２】
請求項１に記載の接着構造体を備え、前記突起が形成された面同士が互いに接着することを特徴とする面ファスナー。
【請求項１３】
先端が半径３００ｎｍ以下の球面であり、長手方向に対する垂直断面の半径が３００ｎｍ以下である突起を形成する工程と、
前記突起を基体表面に設ける工程と、
を有することを特徴とする接着構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記突起は、前記基体表面に一部が埋め込まれることにより設けられることを特徴とする請求項１３に記載の接着構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着構造体及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、基体表面に微細構造を形成することにより、溶接や接着剤等を使用せずに、被接着材との接着を可能とする接着構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、材料の接着においては、溶接や接着剤を使用した接着や、面ファスナー、ボルトなどの締結部材を介した接着などが採用されている。
【発明の開示】
【０００３】
しかし、これらの接着構造の製造工程において、例えばボルト、面ファスナー本体及び接着剤などの接着用の資材や、ボルトを締結するためのツーリングマシーン、接着剤塗布機及びスポット溶接機などの締結装置が存在しているため、これらの制約により様々な問題があった。例えば溶接においては、溶接用装置や火の粉防止措置が必要となり、接着剤においては、溶剤が揮発したり作業員の衣服に付着するなど作業環境への対応が必要となる。また、面ファスナーによる接着の場合も面ファスナー自体の被接着材への固定には接着剤を用いている。
【０００４】
これらの解決を図るため、環境面においては、接着剤をホットメルトタイプの非溶剤型に変更するなどの措置が取られているが、工程としては塗布工程や加熱工程があるため、作業時間の増大、コスト増などの問題がある。また溶接においても摩擦溶接などが開発されているが、この場合でも新規設備の開発や導入が必要となり、工程時間の短縮やコスト低減にはつながらない。
【０００５】
一方、有機ポリマーの微小突起群を備えた機能性基板や機能性素子、またこれらを用いたマイクロバイオチップや光デバイスなどが提案されている（特開２００４−１７０９３５号公報参照）。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、溶接や接着剤等のような接着用資材及び装置を必要とすることなく、被接着材との接着を可能とする接着構造体及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の第一の態様に係る接着構造体は、基体と、前記基体の表面に設けられ、先端が半径３００ｎｍ以下の球面であり、長手方向に対する垂直断面の半径が３００ｎｍ以下である複数の突起と、を備える。
【０００８】
本発明の第二の態様に係る接着構造体の製造方法は、先端が半径３００ｎｍ以下の球面であり、長手方向に対する垂直断面の半径が３００ｎｍ以下である突起を形成する工程と、前記突起を基体表面に設ける工程と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の接着構造体の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、ファンデルワールスカを説明する概略図である。
【図３】図３は、本発明の接着構造体が接着力を発揮するメカニズムを示す概略図である。
【図４】図４は、突起の先端の例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、突起の先端半径と接着力との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の接着構造体の他の例を示す断面図である。
【図７】図７は、ナノインプリント法の工程を示す概略図である。
【図８】図８は、ＵＶ硬化法の工程を示す概略図である。
【図９】図９は、実施例及び比較例の評価条件及び評価結果を示す表である。
【図１０】図１０は、突起がポリスチレンからなる場合における、先端半径と接着力との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、突起が６−ナイロンからなる場合における、先端半径と接着力との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、突起がポリプロピレンからなる場合における、先端半径と接着力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の接着構造体及びその製造方法に関し、その実施形態を図面に基づき詳細に説明する。【００１１】
図１に示すように、本発明の接着構造体１０は、基体４の表面に複数の突起１を設けている。そして突起１は、長手方向に対する垂直断面の半径が５００ｎｍ以下の柱状構造を有している。これにより、突起１と被接着材２の間に働くファンデルワールス力を利用し、接着剤などの接着部材やそれを施工するための装置を必要とすることなく、物質同士を接着できる。【００１２】
具体的には、図２に示すように、原子間には、以下の一般式（１）で表されるファンデルワールス力が働く。【００１３】
Ｆ∝Ａ／Ｄ２    （１）
式（１）中のＡは突起の材質の誘電率に依存する定数を示し、Ｄは突起１と被接着材２の近接距離を示す。【００１４】
図３に示すように、本発明の接着構造体１０は、ナノレベルの突起１を複数有するので、ミクロンレベルの突起６に比べて、被接着材２の表面の凹凸にナノレベルで入り込み、強力な接着力を発揮することができる。なお、かかる接着力を発揮するためには、突起１と被接着材２が、突起１を構成する原子と被接着材２を構成する原子の原子間結合距離まで近接することが必要である。【００１５】
本発明の接着構造体１０における突起１は、突起の長手方向に対する垂直断面の半径が５００ｎｍ以下の柱状構造を有している。突起の半径が５００ｎｍを超えると、被接着材２表面の微細な凹凸に突起１が入り込むことが妨げられ、ファンデルワールス力が働かなくなる。一方、半径５０ｎｍ未満では、隣接する突起１が相互にくっついてしまうことがある。従って突起１の断面半径は、５０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、５０〜３００ｎｍ以下であることがより好ましい。【００１６】
ここで、突起１は、図４の（ａ）〜（ｄ）に示すように、種々の形状とすることができる。具体的には、（ａ）に示すように、突起全体が柱状であっても良いし、（ｂ）に示すように、突起が半球状であっても良い。さらに（ｃ）に示すように、柱状突起の先端のみが半球状であっても良いし、（ｄ）に示すように、突起の先端部が球状で合っても良い。この中でも特に突起１の先端形状が球状であることが好ましい。先端形状が球状であることにより、被接着面の微細な凹凸構造に突起がより入り込みやすくなり、突起と被接着材との間に強力なファンデルワールス力を発生させることが可能となる。なお、突起の先端形状が球状若しくは半球状である場合、つまり突起の先端が球面である場合には、球の半径（曲率半径）Ｒは３００ｎｍ以下であることが好ましい。また突起１の断面半径との関係より、球の半径Ｒは５０〜３００ｎｍの範囲にあることが好ましい。なお本明細書において、「球状」とは真球状のみならず、楕円球あるいはこれに類似の形状も含まれる。【００１７】
また、突起１は、図３に示すように、根本部分から先端部分にかけて、除々に断面半径が小さくなるような形状であっても構わない。ただこの場合でも、突起の先端は、球状若しくは半球状であることが好ましい。【００１８】
図５に、突起の先端半径と接着力との関係を示す。従来の面ファスナーでは接着強度２０〜４０Ｎ／ｃｍ２程度であるが、このグラフが示すように、突起の先端半径Ｒが３００ｎｍ以下であれば、従来品より強力な接着力が得られる。【００１９】
なお突起１の長手方向に対する断面形状は、円形であることが好ましいが、これに限らず、四角形、五角形等の多角形であってもよい。【００２０】
また、前記突起は、誘電率が２以上（ＡＳＴＭＤ１５０  ＠１ＭＨｚ  ２０℃）の材料からなることが好ましい。誘電率が２に満たない場合、突起の先端において作用するファンデルワールス力が充分でなく、接着強度が不十分となり易い。【００２１】
さらに、材料の誘電率を制御する観点から、前記突起は導電性物質を含有する複合材であることが好ましい。かかる導電性物質としては、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛及びカーボンナノチューブなどのカーボン系素材、銅、銀及びニッケルなどの金属微粒子、インジウム錫酸化物、酸化チタン、ステンレス繊維などの金属繊維などが挙げられる。【００２２】
さらにまた、前記突起の材質は、樹脂であることが好ましい。突起が樹脂で構成される場合、被接着材表面と接触したときに、樹脂の可撓性・可倒性により突起が変形することで、被接着材表面の微細な凹凸への接触数が増大し、接着強度をより一層確保することが可能となる。突起を構成する樹脂としては、ポリメタクリレート及びポリアクリレートなどのアクリル樹脂、６−ナイロン及び６６−ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニール、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレンなどが好適に使用できる。また、粒子強化、繊維強化及びミネラル強化などの複合樹脂材料も好適に使用できる。【００２３】
また、突起の可撓性・可倒性の観点から、前記突起の曲げ弾性率は、５ＧＰａ以下であることが好ましい。曲げ弾性率が５ＧＰａを超えると、突起が被接着材の微細凹凸形状に追従するための可撓性を確保することが難しくなる。【００２４】
さらに、前記突起を構成する樹脂は、上述した誘電率や曲げ弾性率の範囲に属する材料であることがより好ましい。【００２５】
また、前記突起のアスペクト比は１〜１５の範囲にあることが好ましい。アスペクト比が１未満では突起の被接着材への追従が困難になり、全体の接着強度が低下し易い。アスペクト比が１５を超えると、押圧により突起が折損してしまうことがある。さらには、アスペクト比は１〜４の範囲にあることがより好ましい。このときは、製造時に突起が倒れにくく歩留まりが良好となり得る。なお本明細書において、アスペクト比は、図４（ａ）に示すように、突起の長さＬを突起の断面直径Ｄで割った値である。また断面直径Ｄは、突起の長さＬの中点における断面直径である。【００２６】
本発明の接着構造体において、前記突起には、厚さ３００ｎｍ以下の薄膜を被覆することが可能である。具体的には、図４の（ｅ）に示すように、突起１の全体に薄膜３を形成することができる。この場合、薄膜の厚さが３００ｎｍを超えると、突起の先端半径が大きくなりすぎ、被接着材の表面の微細な凹凸へ入り込めず、ファンデルワールス力の発現が妨げられ易い。この薄膜を構成する材料は、上述の突起ように、誘電率２以上であることが好ましい。また、同様に、薄膜を構成する材料は、上述の突起ように、樹脂や導電性物質を添加して成る複合材であることが好ましい。【００２７】
なお、当該突起は、薄膜のみで形成される中空状であっても良い。かかる薄膜は、代表的には、真空状態やプラズマ状態などを用いた化学蒸着法（ＣＶＤ）や物理蒸着法（ＰＶＤ）、溶液へのディッピングなどにより、形成することが可能である。【００２８】
また、本発明の接着構造体は、図１に示すように、基体４に微細な突起１を複数形成させて成るが、かかる突起は、基体１ｃｍ２あたり、１０６〜１０１１本程度で密集していることが好ましい。【００２９】
さらに、本発明の接着構造体は、接着強度の分布をもたせることができる。例えば、突起間距離を不等ピッチで配列することにより、強固に接着した接着構造体を再利用又は解体する場合の剥離を容易にすることが可能となる。また、突起の不等ピッチは、縦横斜めのいずれの方向においても自由に設定することが可能である。また突起一本ごと、または任意の本数をユニットとしたユニットごとに突起間距離を設定することも可能である。【００３０】
さらに、突起は、転写法、射出成型法等により基体表面に一体で形成することが可能である。これらの方法により、複合樹脂材料の表面にも突起を形成することが可能である。強化材（フィラー）が混入された樹脂材料は、一般に強化材が表面に露出せず樹脂層に覆われるため、表面の樹脂成分を軟化、成型することにより、樹脂成分のみにより構成された突起を得ることができる。【００３１】
本発明の接着構造体において、突起１を形成する基体４は、当該突起１と同一材料を用いることができる他、用途に合わせて種々の材料を適宜選択して使用できる。例えば、アルミナなどの金属酸化物、ポリイミド樹脂及びエポキシ樹脂などの樹脂、アルミニウム、シリコン、鉄、チタン及びマグネシウムなどの金属類、ガラスなどが使用できる。【００３２】
また本発明の接着構造体を用いて、面ファスナーを得ることもできる、具体的には、２枚の接着構造体を、突起が形成された面同士を接触させることにより、面ファスナーを得ることができる。接着構造体の突起が形成された面同士を接触させることにより、突起間にファンデルワールス力が働くため、接着構造体同士を強力に接着することができる。【００３３】
次に、本発明の接着構造体の製造方法につき詳細に説明する。【００３４】
本発明の製造方法は、転写法により突起１と基体４とを一体に形成することで、上述の接着構造体が得られる。例えば、基体を加熱し、成形型を押し当て樹脂を流動させる、いわゆるスタンプ成形により突起を形成することが可能である（図６ａ参照）。【００３５】
また、本発明の他の製造方法では、突起１と基体５とを別々に形成した後、突起１と基体５と一体化することで、上述の接着構造体を得ることができる。具体的には、予めフィルムなどに突起１を形成した後、ガラスや金属、セラミックス、樹脂などの基体５に一体化することにより接着構造体を得ることができる（図６ｂ参照）。また、別途作製した突起１を基体５表面に埋め込むことにより形成することも可能である（図６ｃ参照）。【００３６】
ここで、転写法（ナノインプリント法）とは、ナノサイズに微細加工した成形型により、超精密樹脂表面を低コストで量産できる方法である。使用する型（スタンパ）としては、シリコン、セラミックス（ＳｉＣ）等に電子ビームリソグラフィ法で溝を形成した型、これらから電鋳により反転形成した金属型などがある。また、転写方法には、加熱タイプ（ホットエンボス法）、紫外線硬化タイプ（ＵＶ硬化法）などがある。【００３７】
図７にはホットエンボス法によるナノインプリント工程を示す。まず樹脂等からなる基体４をガラス転移温度まで加熱し（図７中（ａ））、その後、微細加工した成形型７を基体４に押し当てる（図７中（ｂ））。そして成形型７を押し当てたまま基体４を冷却し、成形型７を離型することにより、ナノメートルサイズの突起１が形成された接着構造体を得ることができる（図７中（ｃ））。【００３８】
図８にはＵＶ硬化法によるナノインプリント工程を示す。ＵＶ硬化法は、石英などの透明物質を型に用いる。具体的には、図８に示すように、紫外線硬化樹脂からなる基体４に成形型８を押し当て、その後、型越しに紫外線を照射し樹脂を硬化させ、成形型８を離型することにより、ナノメートルサイズの突起１が形成された接着構造体を得ることができる。【００３９】
以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００４０】
（評価方法）
各例では以下の方法により、接着力及び誘電率を測定した。【００４１】
＜接着力＞
被接着材として、ガラス、鉄板、シリコンウエハを用いた。被接着材を突起面に載せ、１００ｇの荷重を掛けて３０分放置した後、引張強度による接着強度を測定した。【００４２】
＜誘電率＞
ＡＳＴＭＤ１５０に準拠した。測定条件は１ＭＨｚ、２０℃とした。【００４３】
（実施例１）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム（ＰＳフィルム、誘電率２．５）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法にて、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００４４】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが４３．１Ｎ／ｃｍ２、鉄板が６８．１Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが７４．７Ｎ／ｃｍ２となった。【００４５】
（実施例２）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム（誘電率２．５）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法にて、先端半径１２５ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を２５０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００４６】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが３１．０Ｎ／ｃｍ２、鉄板が４９．０Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが５３．８Ｎ／ｃｍ２となった。【００４７】
（実施例３）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム（誘電率２．５）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法にて、先端半径２５０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を５００ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００４８】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが１５．６Ｎ／ｃｍ２、鉄板が２４．５Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが２６．９Ｎ／ｃｍ２となった。【００４９】
（実施例４）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム（誘電率２．５）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法にて、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を２７０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００５０】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが１９．２Ｎ／ｃｍ２、鉄板が３０．２Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが３３．３Ｎ／ｃｍ２となった。【００５１】
（実施例５）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム（誘電率２．５）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法にて、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を３６０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００５２】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが１０．８Ｎ／ｃｍ２、鉄板が１７．０Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが１８．７Ｎ／ｃｍ２となった。【００５３】
（実施例６）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリテトラフルオロエチレンフィルム（ＰＴＦＥフィルム、誘電率２．１）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法にて、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００５４】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが３３．２Ｎ／ｃｍ２、鉄板が５２．３Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが５７．４Ｎ／ｃｍ２となった。【００５５】
（実施例７）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍの６−ナイロンフィルム（ＰＡ６フィルム、誘電率３．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍの間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００５６】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが６６．０Ｎ／ｃｍ２、鉄板が１０３．９Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが１１４．２Ｎ／ｃｍ２となった。【００５７】
（実施例８）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍの６−ナイロンフィルム（誘電率３．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を２７０ｎｍの間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００５８】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが２５．６Ｎ／ｃｍ２、鉄板が４６．２Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが５０．７Ｎ／ｃｍ２となった。【００５９】
（実施例９）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍの６−ナイロンフィルム（誘電率３．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を３６０ｎｍの間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００６０】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが１４．４Ｎ／ｃｍ２、鉄板が２６．０Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが２８．５Ｎ／ｃｍ２となった。【００６１】
（実施例１０）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍの塩化ビニルフィルム（誘電率３．２）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００６２】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが４６．４Ｎ／ｃｍ２、鉄板が７３．０Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが８０．３Ｎ／ｃｍ２となった。【００６３】
（実施例１１）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリプロピレンフィルム（ＰＰフィルム、誘電率２．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００６４】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが４３．５Ｎ／ｃｍ２、鉄板が６８．５Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが７５．３Ｎ／ｃｍ２となった。【００６５】
（実施例１２）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリプロピレンフィルム（誘電率２．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を２７０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００６６】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが１６．９Ｎ／ｃｍ２、鉄板が３０．５Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが３３．５Ｎ／ｃｍ２となった。【００６７】
（実施例１３）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリプロピレンフィルム（誘電率２．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を３６０ｎｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００６８】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが９．５Ｎ／ｃｍ２、鉄板が１７．１Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが１８．８Ｎ／ｃｍ２となった。【００６９】
（実施例１４）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム（誘電率２．５）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍの間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００７０】
この試料を２枚用いて、突起が相互に接するようにした場合の接着力の測定を行ったところ、接着強度は、３７．６Ｎ／ｃｍ２となった。【００７１】
（実施例１５）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍの６−ナイロンフィルム（誘電率３．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍの間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００７２】
この試料を２枚用いて、突起が相互に接するようにした場合の接着力の測定を行ったところ、接着強度は、８８．０Ｎ／ｃｍ２となった。【００７３】
（実施例１６）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリプロピレンフィルム（誘電率２．３）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法により、先端半径９０ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１８０ｎｍの間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００７４】
この試料を２枚用いて、突起が相互に接するようにした場合の接着力の測定を行ったところ、接着強度は、３８．２Ｎ／ｃｍ２となった。【００７５】
（実施例１７）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルムを作製した。その後、この表面に、直径１〜１０ｎｍ、長さ１μｍのカーボンナノチューブ（誘電率3.3）を４×１０１０ｃｍ２の密度で植え込み、５ｍｍ四方の試料を作製した。【００７６】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが５４．７Ｎ／ｃｍ２、鉄板が９８．７Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが１０８．４Ｎ／ｃｍ２となった。【００７７】
（比較例１）
スピンキャスト法により、厚さ２００μｍのポリスチレンフィルム（誘電率２．５）を作製した。その後、この表面に、ナノインプリント法にて、先端半径６００ｎｍ、長さ１．２μｍの円柱状突起を１．２μｍ間隔で並べた５ｍｍ四方の試料を作製した。【００７８】
この試料を用いて接着力の測定を行ったところ、接着強度は、ガラスが２．９Ｎ／ｃｍ２、鉄板が４．５Ｎ／ｃｍ２、シリコンウエハが５．０Ｎ／ｃｍ２となった。【００７９】
図９では、実施例１〜１３及び比較例１の評価条件及び評価結果を示す。また図１０では、突起の材質がポリスチレンの場合における、先端半径と接着強度との関係を示し、図１１では、突起の材質が６−ナイロンの場合における、先端半径と接着強度との関係を示し、図１２では、突起の材質がポリプロピレンの場合における、先端半径と接着強度との関係を示す。【００８０】
実施例及び図１０〜１２より、突起の先端半径が３００ｎｍ以下である場合には、被接着材が無機材料、金属材料、有機材料のいずれであっても、強力な接着強度を得ることができる。さらに実施例１〜３より、先端半径が小さくなるほど、接着強度が向上する。加えて、実施例１，４及び５より、突起の間隔が狭くなるほど、接着強度が向上する。これは接着構造体と被接着体との接触部位が増加するほど、接着構造体と被接着体との間にファンデルワールス力が強く働くためである。【００８１】
また実施例１，６，７，１０及び１１より、突起を構成する材料の誘電率が高いほど、接着強度が向上する。これは前記式（１）から、誘電率が高くなるにつれて、ファンデルワールス力が上昇するためである。【００８２】
さらに実施例１４〜１６より、本発明の接着構造体を用いた面ファスナーが強い接着強度を有することが分かる。【００８３】
また実施例１７より、本願の接着構造体が別途作製した突起を基体表面に埋め込むことにより形成されても、強力な接着強度が得られることが分かる。【００８４】
特願２００５−２６３７６２号 (出願日：２００５年９月１２日)の全内容は、ここに援用される。【００８５】
以上、実施の形態及び実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。具体的には、本発明における突起は、基体のみならず、被接着材表面にも形成することが可能であり、この場合は突起同士が相互に絡み合う効果もあり、さらに強固な接着構造を得ることができる。
【産業上の利用の可能性】
【００８６】
構造物等の基体表面に微細な突起を形成することにより、接着剤のような接着用資材や装置を必要とすることなく、相手材との接着を可能とする。これにより工業製品の製造工程の簡素化、コスト低減が実現できる。
【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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【国際調査報告】
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