国立先进产业技术研究所[主席石村和彦]（以下简称“AIST”）功能化学研究部[研究主任Hiroyuki Niino]智能材料组研究员相泽美穗在施加刺激之前增强粘合强度，并具有在施加光或热时使粘合剂剥离的拆卸能力入门书
开发的底漆可以通过光或热分解化学键的分子被切断 (蒽二聚体)作为部分结构，并提供了一种新的剥离技术，通过将该底漆涂敷到被粘物上，可以更容易地从界面剥离。在刺激前，通过开发的底漆在基材和粘合剂之间形成化学键，提高了粘合强度，可应用于粘合各种基材。另一方面，由于光或热等刺激会破坏化学键，因此可以轻松干净地剥离。常规轻液化-固化粘合剂相比，只需少量能量即可剥离通过使用它来粘合复合材料，在处理过程中更容易分离材料，并且有望有助于回收和再利用。该技术的详细内容将于2021年9月3日发表在德国学术期刊《先进工程材料
回收再利用在建设资源循环型社会中备受关注。将材料粘合在一起作为产品，在处理后根据需要剥离的技术可有效促进回收和再利用。到目前为止，已经提出了通过刺激光或热来控制粘合强度的技术。传统的剥离方法是通过响应刺激而改变粘合剂成分的形状和硬度来实现剥离。然而，改变粘合剂成分需要通过加热和光照射消耗大量能量。此外，难以同时实现高粘合强度和剥离性能。因此，需要一种新技术，能够在不牺牲粘合强度的情况下用更少的能量进行剥离。
AIST一直致力于开发一种光液化硬化粘合剂，该粘合剂可以通过光照射进行附着和分离，使用一种材料，无需加热即可响应光反复液化（软化）和硬化（2012 年 4 月 6 日 AIST 新闻稿 、2018年11月27日主要研究成果）。这是通过照射光软化粘合成分来进行剥离的技术。
另一方面，作为着眼于粘接成分与被粘接物的界面来提高粘接强度的技术，广泛使用用底漆进行处理的方法。由此，通过底漆在被粘物与粘合剂之间形成牢固的化学键，从而能够提高粘合强度。这是一种高效的技术，因为它可以通过非常薄的底漆层来提高附着力。然而，迄今为止，对于剥离粘合部件的方法的研究还很少。因此，我们着眼于化学键在光或热刺激下容易发生变化的分子，致力于开发一种可降解底漆，该底漆既具有通过形成化学键来增加粘合强度的效果，又具有通过刺激时裂解化学键来减弱粘合强度的效果。
这项开发得到了日本学术振兴会青年科学家补助金（JP20K15360，2020-2022）的部分支持。
在本研究中，我们以蒽为目标分子结构，为了在基板表面形成底漆层，我们合成了具有化学吸附在玻璃基板上的末端官能团（烷氧基甲硅烷基）的蒽衍生物。通过用波长 405 nm 的光照射该衍生物，蒽光二聚化完成了。将玻璃基板浸入含有该二聚成分的溶液中并干燥，从而在玻璃基板的表面形成可降解的底漆层（图1）。
图1底漆层的形成方法
接下来，为了研究底漆层对粘合强度的影响，将粘合剂涂覆到其上形成有底漆层的玻璃基板的表面上，通过层压柔性树脂膜来制备试验片，并进行剥离试验。作为粘合剂，它是与底漆的末端官能团发生化学键合的通用粘合剂。湿气固化胶90°剥离测试，其上形成有底漆层的基板剥离强度增加了约两倍于没有底漆层的情况，证实了底漆层有助于提高附着力（图2）。另外，剥离后的玻璃基板的表面残留有粘合剂。由于没有底漆层的基材上没有粘合剂残留，因此可以看出底漆层将粘合剂牢固地粘附在基材上，导致粘合剂剥落（图3）。接下来，检查施加刺激(加热和光照射)时的剥离强度。当基板在180℃加热1分钟时，粘合剂被清除干净，玻璃基板表面不留任何残留物（图3），剥离强度比不加热时降低60%（图2）。另一方面，当用波长254nm的光照射1分钟来破坏底漆层中的化学键时，剥离强度降低了33％。在剥离后的玻璃基板的表面观察到蒽单体，可知在底漆部发生了剥离。这次使用的光照射能量(30 mJ/cm2)小于5%，并且作为降低粘合强度的方法，我们实现了显着的节能效果。
图2 底漆层的形成和刺激后剥离强度的变化
图3剥离测试后试件的外观
我们进行了粘合强度验证测试，其中将重物悬挂在通过将带有底漆层的玻璃基板与塑料膜粘合而成的测试件上（图4）。即使在其上悬挂1公斤的重物，它也不会掉落并保持粘合状态。接下来，用熨斗将该试验片加热1分钟后，再次悬挂1kg的重物。该重物在80～120℃加热时不落下，但在加热到180～210℃时落下。由此确认，通过在180℃以上加热1分钟，粘合力降低。
图4通过悬挂重量验证粘合强度的测试
新开发的可降解底漆的新颖之处在于，其化学键可以通过加热或光照射轻易断裂。除了粘合剂领域外，它有望用于纸张回收领域，例如油墨去除，以及作为响应刺激而改变表面摩擦力的表面处理剂。
我们将研究底漆的组成分子，旨在进一步提高粘合强度。我们计划扩大促进剥离的刺激（加热温度、光的波长和强度等）和可使用的基材类型，并推进研究和开发，将其开发为节能且多功能的剥离技术。