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JP7150422B2 - Electric adhesive sheet and its manufacturing method - Google Patents
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Description

特許法第30条第2項適用 平成29年9月5日に2017年度精密工学会秋季大会学術講演会の講義論文集にて公表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Published on September 5, 2017 in the Lecture Proceedings of the 2017 Japan Society for Precision Engineering Autumn Conference

本発明は、電気粘着シート及びその製造方法に関し、特に微細部品の固定搬送機構に適用可能な電気粘着シート及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric adhesive sheet and its manufacturing method, and more particularly to an electric adhesive sheet applicable to a fixed conveying mechanism for fine parts and its manufacturing method.

従来から、物品の固定搬送機構では、搬送対象たる物品の表面に吸着して真空状態を作り出すことで物品を固定し、搬送する真空チャックが用いられてきた。また、例えば半導体製造プロセスにおいては、基板を保持・搬送するための手段として、静電チャックを用いることも知られている。 Conventionally, in a fixing and conveying mechanism for an article, a vacuum chuck has been used to fix and convey an article by sucking on the surface of the article to be conveyed to create a vacuum state. It is also known to use an electrostatic chuck as means for holding and transporting a substrate, for example, in a semiconductor manufacturing process.

電気粘着シートは、いわゆる電気レオロジー(以下、ERという)効果を発現するER流体をゲル化したERゲルを用いて製造され、表面の粘着性を電気的に調整することで被粘着物を保持する。ER流体は、絶縁性の液体に微粒子を分散させたコロイド溶液に対して印加する電圧を変化させることによってその粘弾性が可逆的に変化する。ERゲルは、ゲルに微粒子が分散した構造をとり、電圧を変化させることによって表面の粘着性を可逆的に変えることができ、しかも電圧の変化に対する応答性に優れている。 An electric adhesive sheet is manufactured using an ER gel, which is a gel of an ER fluid that exhibits a so-called electrorheological (hereinafter referred to as ER) effect, and holds an adherend by electrically adjusting the adhesiveness of the surface. . The ER fluid reversibly changes its viscoelasticity by changing the voltage applied to a colloidal solution in which fine particles are dispersed in an insulating liquid. The ER gel has a structure in which fine particles are dispersed in the gel, and can reversibly change the adhesiveness of the surface by changing the voltage.

ERゲルを用いた電気粘着シートを使用する場合、ERゲルには、印加電圧の変化に伴う安定した表面の粘着性の変化、即ち、Electro-Adhesive効果(EA効果)が求められることになる。 When an electric adhesive sheet using ER gel is used, the ER gel is required to have a stable change in surface adhesiveness with changes in applied voltage, that is, an Electro-Adhesive effect (EA effect).

ところが、ERゲルの性能は、内部や表面の粒子分散状態や、原料であるER流体の特性に大きく依存する。ER流体は、通常、シリコーンオイル等の電気絶縁性分散媒中に分散相粒子(ER粒子)が分散した形態であるため、比重差によりER粒子が沈降・凝集してしまうことから、安定した特性が得られにくかった。またER粒子を均一に分散し、表面に粒子を均一に並べてゲル化することは困難で、安定したEA効果が得られにくかった。 However, the performance of the ER gel greatly depends on the state of particle dispersion inside and on the surface, and the properties of the raw material ER fluid. ER fluid is usually in the form of dispersed phase particles (ER particles) dispersed in an electrically insulating dispersion medium such as silicone oil. was difficult to obtain. Moreover, it was difficult to uniformly disperse the ER particles and arrange the particles uniformly on the surface to form a gel, making it difficult to obtain a stable EA effect.

そこで、より安定したEA効果が得られるように、高性能なER流体の適用や、電場印加製造法により電気粘着効果(EA効果)を高めたERゲルが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。 Therefore, in order to obtain a more stable EA effect, the application of a high-performance ER fluid and an ER gel with an enhanced electroadhesive effect (EA effect) by an electric field application manufacturing method have been proposed (for example, Patent Document 1 , 2).

このようなERゲルは、例えばシリコーンオイル等の電気粘性流体、即ち前記ER流体をゲル化することにより形成したシリコーンゲルに、有機無機複合ER粒子(例えば、アクリル樹脂の微粒子をコアとして半導体酸化スズをコーテンィングした粒子)を分散させた構造をとる(例えば、特許文献3参照)。 Such an ER gel is an electrorheological fluid such as silicone oil, i.e., a silicone gel formed by gelling the ER fluid, and an organic-inorganic composite ER particle (for example, an acrylic resin fine particle as a core, and a semiconducting tin oxide particles coated with (for example, see Patent Document 3).

特開2005-255701号公報JP-A-2005-255701 特開2008-266407号公報JP 2008-266407 A 特開2001-26793号公報JP-A-2001-26793

上述した特許文献1乃至3に記載された技術を用いた場合、十分な被粘着面を対象物が有する場合、固定搬送機構にも適用することが可能ではあった。しかしながらERゲル側の粘着面において電気粘着効果を得られる領域には依然としてばらつきがあり、微小部品に対しては、ERゲル中のER粒子の分散性やERゲルの粘着力の安定性を図ることが困難であり、実際に固定搬送を行うだけの十分かつ安定した性能を得られていない。 In the case of using the techniques described in Patent Documents 1 to 3 mentioned above, it was possible to apply them to a fixed conveying mechanism when the target object had a sufficient adhesive surface. However, there are still variations in the area where the electroadhesive effect can be obtained on the adhesive surface of the ER gel. is difficult, and sufficient and stable performance for actual fixed transport has not been obtained.

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、例えば物品を固定搬送することができるように、十分かつ安定した粘着力を得ることができる電気粘着シートを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an electric pressure-sensitive adhesive sheet capable of obtaining sufficient and stable adhesive strength so that, for example, articles can be fixedly conveyed. aim.

上述した課題を解決するために、本発明は、ER粒子を含むERゲルを用いた電気粘着シートであって、当該電気粘着シートの粘着側の面に形成されており、ER粒子を含むERゲルによって形成された複数のピラーを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electrical pressure-sensitive adhesive sheet using ER gel containing ER particles, wherein the ER gel containing ER particles is formed on the adhesive side surface of the electrical pressure-sensitive adhesive sheet. characterized by comprising a plurality of pillars formed by

このように構成された本発明によれば、ERゲルによって形成された複数のピラーを備えているため、ピラーの頂部を粘着対象である物品に接触させることができる。そして複数のピラーを同時に物品に接触させて物品を粘着保持することにより、例えばあるピラーの粘着力が低い場合でも他のピラーの粘着力によって物品を粘着保持することができる。これにより、ER粒子の分散性が低い場合であっても、電気粘着シート全体として安定した粘着力を発揮することができる。
さらに本発明によれば、複数の微小物品を同時に搬送することも可能である。即ち、上述した複数のピラーを有する電気粘着シートを用いることにより、定位置に配置された複数の物品を、複数のピラーのうちの各ピラーの頂部に粘着し、搬送することができる。
According to the present invention configured in this way, since it has a plurality of pillars formed of ER gel, the tops of the pillars can be brought into contact with the article to be adhered. By bringing a plurality of pillars into contact with an article at the same time and holding the article with adhesive, for example, even if the adhesive strength of a certain pillar is low, the article can be adhesively held by the adhesive strength of the other pillars. As a result, even when the dispersibility of the ER particles is low, the electrical adhesive sheet as a whole can exhibit stable adhesive strength.
Furthermore, according to the present invention, it is also possible to transport a plurality of minute articles at the same time. That is, by using the above-described electric adhesive sheet having a plurality of pillars, a plurality of articles arranged at fixed positions can be adhered to the top of each of the plurality of pillars and conveyed.

また、上記課題を解決するために本発明は、ER粒子を含むERゲルを用いた電気粘着シートの製造方法であって、導電性の基板上にER粒子を含むERゲルの層を形成し、ERゲルの層の表面に対向する位置に、複数の電極を備えるテンプレートを配置し、電極に電圧を印加してERゲルの層からERゲルを隆起させ、隆起したERゲルを硬化させることを特徴としている。 Further, in order to solve the above problems, the present invention provides a method for producing an electrical pressure-sensitive adhesive sheet using ER gel containing ER particles, comprising forming a layer of ER gel containing ER particles on a conductive substrate, A template having a plurality of electrodes is placed at a position facing the surface of the ER gel layer, a voltage is applied to the electrodes to raise the ER gel from the ER gel layer, and the raised ER gel is cured. and

このように構成された本発明によれば、導電性の基板上にER粒子を含むERゲルの層を形成し、テンプレートの電極と導電性の基板上との間に電圧を印加することで、複数の電極に対応したERゲルのピラーを形成することができる。そしてこのように形成された、複数のピラーを有する電気粘着シートは、ピラーの頂部を粘着対象である物品に接触させることができる。そして複数のピラーを同時に物品に接触させて物品を粘着保持することにより、例えばあるピラーの粘着力が低い場合でも他のピラーの粘着力によって物品を粘着保持することができる。これにより、ER粒子の分散性が低い場合であっても、電気粘着シート全体として安定した粘着力を発揮することができる。 According to the present invention configured in this way, by forming a layer of ER gel containing ER particles on a conductive substrate and applying a voltage between the electrodes of the template and the conductive substrate, Pillars of ER gel can be formed corresponding to multiple electrodes. In the electric adhesive sheet having a plurality of pillars formed in this manner, the tops of the pillars can be brought into contact with the article to be adhered. By bringing a plurality of pillars into contact with an article at the same time and holding the article with adhesive, for example, even if the adhesive strength of a certain pillar is low, the article can be adhesively held by the adhesive strength of the other pillars. As a result, even when the dispersibility of the ER particles is low, the electrical adhesive sheet as a whole can exhibit stable adhesive strength.

以上のように、本発明によれば、例えば物品を固定搬送することができるように、十分かつ安定した粘着力を得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain sufficient and stable adhesive strength so that, for example, articles can be fixedly conveyed.

本発明の実施形態による電気粘着シートの側断面図である。1 is a side cross-sectional view of an electrical adhesive sheet according to an embodiment of the present invention; FIG. 同実施形態による電気粘着シートの製造工程を示すフロー図である。FIG. 4 is a flow diagram showing a manufacturing process of the electric pressure-sensitive adhesive sheet according to the same embodiment; 同実施形態による電気粘着シートの製造段階の各工程を示す概略図である。It is a schematic diagram showing each process of the manufacturing stage of the electric pressure-sensitive adhesive sheet according to the same embodiment. 本発明の実施例における電極の印加時間と、電圧との関係とを示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between electrode application time and voltage in the example of the present invention. 本発明の実施例及び比較例に基づいて製造された電気粘着シートの表面の写真である。1 is a photograph of the surface of an electrical pressure-sensitive adhesive sheet produced according to Examples and Comparative Examples of the present invention. 本発明の実施例による電気粘着シートの保持力と電圧との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the holding force and voltage of the electric adhesive sheet according to the examples of the present invention.

以下、本発明の実施形態による電気粘着シート及びその製造方法について詳述する。電気粘着シートは、例えば半導体の部品のような微細部品を機械によって固定搬送するための装置や、人間が使用する工具や手袋の表面等に適用することが可能である。電気粘着シートに粘着される被粘着物品としては、導電性物品に限定されず半導体、又は絶縁性の物品であってもよい。 Hereinafter, the electric pressure-sensitive adhesive sheet and the method for producing the same according to embodiments of the present invention will be described in detail. The electric pressure-sensitive adhesive sheet can be applied, for example, to devices for fixing and conveying fine parts such as semiconductor parts by machine, the surfaces of tools and gloves used by humans, and the like. The article to be adhered to the electric adhesive sheet is not limited to a conductive article, and may be a semiconductor or insulating article.

図1は、実施形態による電気粘着シートの側断面図である。電気粘着シート1は、主としてERゲル3によって形成されており、ERゲル3中にはER粒子5が分散している。電気粘着シート1が粘着対象物に粘着する粘着側の面には、ERゲル3を加工して形成された複数のピラー7が形成されている。 FIG. 1 is a side cross-sectional view of an electrical adhesive sheet according to an embodiment. The electric adhesive sheet 1 is mainly made of ER gel 3 , and ER particles 5 are dispersed in the ER gel 3 . A plurality of pillars 7 formed by processing the ER gel 3 are formed on the adhesive side surface of the electric adhesive sheet 1 that adheres to an adhesive object.

ERゲル3は、シリコーンオイル等のマクスウェル応力、誘電泳電力を受けて変形し易い誘電体によって形成されている。そしてERゲル3は、シリコーンオイルを架橋剤により架橋し、ゲル化することにより形成することができる。 The ER gel 3 is made of a dielectric such as silicone oil that is easily deformed by Maxwell's stress and dielectrophoretic force. The ER gel 3 can be formed by cross-linking the silicone oil with a cross-linking agent to form a gel.

シリコーンオイルとしては、例えばジメチルポリシロキサンのようなジメチルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、フェニル変性シリコーンオイルが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。フッ素変性シリコーンオイルとしては、例えば、トリフルオロプロピル基(CF324-)を有するポリシロキサン、ノナフルオロヘキシル基(C4924-)を有するポリシロキサン、環状型ポリシロキサン化合物などがある。 Examples of silicone oils include dimethylsilicone oils such as dimethylpolysiloxane, fluorine-modified silicone oils, and phenyl-modified silicone oils. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Examples of the fluorine-modified silicone oil include polysiloxane having a trifluoropropyl group (CF 3 C 2 H 4 —), polysiloxane having a nonafluorohexyl group (C 4 F 9 C 2 H 4 —), and cyclic polysiloxane. and siloxane compounds.

ERゲル3に添加する架橋剤としては、例えばシリコーンオイル末端に熱、UV等で反応するアリール基、メタクロイル基、アクリロイル基などの不飽和結合を有する置換基を備えるもの、シリコーンオイル末端に水素原子を有するハイドロジェンシリコーン、エポキシ、ウレタン等のグリシジル基、イソシアネート基と縮合反応性を有する、シリコーンオイル末端に水酸基、アミノ基などを備えるものが用いられる。 The cross-linking agent added to the ER gel 3 includes, for example, a silicone oil end having a substituent having an unsaturated bond such as an aryl group, a methacryloyl group, an acryloyl group that reacts with heat, UV, etc., or a hydrogen atom at the end of the silicone oil. Hydrogensilicone, epoxy, glycidyl groups such as urethane, and silicone oils having condensation reactivity with isocyanate groups and having hydroxyl groups, amino groups, etc. at the ends are used.

なお、ERゲル3としてはシリコーンゲル以外に、粘弾性を有するウレタンゴムやブタジエンゴム、アクリルゴム、オレフィンゴム、及びこれらの共重合体や変性品を用いることも考えられる。 As the ER gel 3, other than silicone gel, viscoelastic urethane rubber, butadiene rubber, acrylic rubber, olefin rubber, copolymers and modified products thereof may be used.

ER粒子5は、例えば直径100nm~20μm程度のアクリルポリマー粒子の表面に半導体酸化スズをコーティングして形成されている。ERゲル3内のER粒子5の濃度としては、例えば20~50重量%とすることが好ましい。なお、上述したER粒子5の濃度は例示であり、電気粘着シート1に要求される粘着力等に応じてER粒子5の濃度を適宜変更してもよい。 The ER particles 5 are formed, for example, by coating the surfaces of acrylic polymer particles having a diameter of about 100 nm to 20 μm with semiconductor tin oxide. The concentration of the ER particles 5 in the ER gel 3 is preferably 20-50% by weight, for example. The concentration of the ER particles 5 described above is an example, and the concentration of the ER particles 5 may be appropriately changed according to the adhesive force required for the electrical adhesive sheet 1 and the like.

複数のピラー7は、それぞれ、例えば高さ約100μm、直径450μmの円錐形状を有しており、その頂面はほぼ平坦に形成されている。そしてピラー7の頂面が、電気粘着シート1の粘着面として作用する。また、複数のピラー7は、同一平面上に規則的に配置されており、ピラー7の延びる方向から見たときに、例えば正方形の角にそれぞれピラー7が配置されるような、または長方形の角にそれぞれピラー7が配置されるような格子状に配置されていることが好ましい。また、電気粘着シート1の粘着面の側に形成された複数のピラー7の間隔は電気粘着シート1に要求される粘着力に応じて適宜変更可能であるが、隣接するピラー7同士の間隔は以下の通りに決定することが好ましい。 Each of the plurality of pillars 7 has, for example, a cone shape with a height of about 100 μm and a diameter of 450 μm, and its top surface is formed substantially flat. The top surfaces of the pillars 7 act as the adhesive surfaces of the electrical adhesive sheet 1 . In addition, the plurality of pillars 7 are arranged regularly on the same plane, and when viewed from the direction in which the pillars 7 extend, for example, the pillars 7 are arranged at the corners of a square or at the corners of a rectangle. pillars 7 are preferably arranged in a grid pattern. Further, the distance between the plurality of pillars 7 formed on the adhesive surface side of the electric adhesive sheet 1 can be appropriately changed according to the adhesive force required for the electric adhesive sheet 1, but the distance between adjacent pillars 7 is It is preferred to determine as follows.

電極粘着シート1は、電圧を印加することで保持力を発揮するものであるが、ピラー7同士の間隔は、粘着対象物を粘着して保持する際に印加される電圧及び電場に応じて決定される。より具体的には、そして隣接するピラー7同士の間隔λは、以下の数式1に基づいて決定されることが好ましい。

Figure 0007150422000001

ここで、Emaxは電圧印加時の最大電場、Eminは電圧印加時の最小電場、Vは印加電圧、εは真空中の誘電率、εはERゲルの比誘電率、σはERゲルの表面張力を示す。そしてXY平面上におけるピラー7同士の間隔は、X方向及びY方向の両方において上記式の値を満たすか、少なくとも一方向において上記式の値を満たしていればよい。即ち、例えば上記式により算出された値に基づいてX方向のピラー7同士の間隔Lを設定した場合、Y方向のピラー7同士の間隔はLとしても良いし、電圧にもよるが100μm~1200μmの間で任意に決定された値としても良い。 The electrode adhesive sheet 1 exerts a holding force by applying a voltage, and the interval between the pillars 7 is determined according to the voltage and electric field applied when the adhesive object is adhered and held. be done. More specifically, the spacing λ between adjacent pillars 7 is preferably determined based on Equation 1 below.
Figure 0007150422000001

Here, E max is the maximum electric field when voltage is applied, E min is the minimum electric field when voltage is applied, V is the applied voltage, ε 0 is the dielectric constant in vacuum, ε p is the relative dielectric constant of the ER gel, and σ is the ER Shows the surface tension of the gel. The distance between the pillars 7 on the XY plane should satisfy the value of the above formula in both the X direction and the Y direction, or satisfy the value of the above formula in at least one direction. That is, for example, when the distance L between the pillars 7 in the X direction is set based on the value calculated by the above formula, the distance between the pillars 7 in the Y direction may be set to L, or 100 μm to 1200 μm depending on the voltage. It may be a value arbitrarily determined between

このように粘着対象物を粘着して保持するときに印加する電圧の電場、電圧、ERゲルの性質を考慮して隣接するピラー7同士の間隔を調整することにより、安定した粘着力又は保持力を得ることができる。 By adjusting the interval between adjacent pillars 7 in consideration of the electric field, voltage, and properties of the ER gel applied when the object to be adhered is adhered and held, stable adhesion or holding force can be obtained. can be obtained.

ピラー7の形状としては種々の形状を採用することができ、頂面がほぼ平坦になっていれば、上述した円錐形状の他に円柱形状等を採用してもよい。また、ピラー7の寸法も上述した寸法に限られるものではなく、粘着対象物の大きさや重量等に応じて適宜変更することができる。 Various shapes can be adopted as the shape of the pillar 7. As long as the top surface is substantially flat, a cylindrical shape or the like may be adopted in addition to the above-described conical shape. Also, the dimensions of the pillars 7 are not limited to those described above, and can be appropriately changed according to the size, weight, etc. of the object to be adhered.

次に、電気粘着シート1の製造方法について詳述する。図2は、電気粘着シートの製造方法を示すフロー図であり、図3は、各工程を模式的に示す概略図である。 Next, a method for manufacturing the electric adhesive sheet 1 will be described in detail. FIG. 2 is a flow diagram showing the method for producing an electrical adhesive sheet, and FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing each step.

図2に示すように、電気粘着シート1を製造する方法の一連の処理では、まず、ステップS1においてERゲル3を調整する。より具体的にERゲル3の調整は、図3(A)に示すように、シリコーンオイル等の誘電性の流体に対して所定量のER粒子5や及び架橋剤を配合し、攪拌することで実行される。 As shown in FIG. 2, in the series of processes of the method for manufacturing the electrical adhesive sheet 1, first, the ER gel 3 is prepared in step S1. More specifically, as shown in FIG. 3A, the ER gel 3 is prepared by mixing a predetermined amount of ER particles 5 and a cross-linking agent with a dielectric fluid such as silicone oil and stirring the mixture. executed.

次いで、電気粘着シート1の製造方法においては、ステップS2において所定の導電性基板9上にERゲル3の層11を形成する。より具体的には、ERゲル3の層11を形成するためには、まず、図3(B)に示すように基板9の表面に、ステップS1において調整したERゲル3を載せ、スピンコータ等を用いてERゲル3の厚みを均一にする。これにより、図3(C)に示すように基板9の表面に均一な厚さのERゲル3の層11を形成することができる。なお、導電性の基板は、絶縁性の基板の表面に電極パターンを施した片側電極基板であってもよい。片側電極基板を用いる場合、電極を櫛葉状に電極を形成し、基板側に陽極と陰極の両方を配置することができる。これにより、被吸着物が導電性を有していない半導体や絶縁性の被吸着物についても配線等を施すことなく、好適に吸着を行うことができる。 Next, in the method for manufacturing the electric adhesive sheet 1, the layer 11 of the ER gel 3 is formed on the predetermined conductive substrate 9 in step S2. More specifically, in order to form the layer 11 of the ER gel 3, first, the ER gel 3 prepared in step S1 is placed on the surface of the substrate 9 as shown in FIG. to make the thickness of the ER gel 3 uniform. Thereby, a layer 11 of the ER gel 3 having a uniform thickness can be formed on the surface of the substrate 9 as shown in FIG. 3(C). The conductive substrate may be a one-side electrode substrate obtained by forming an electrode pattern on the surface of an insulating substrate. When a single-side electrode substrate is used, the electrodes can be formed in a comb shape, and both the anode and the cathode can be arranged on the substrate side. As a result, even non-conductive semiconductors and insulating objects can be favorably attracted without providing wiring or the like.

次いで、電気粘着シート1の製造方法においては、ステップS3においてERゲル3の表面と対向する位置にテンプレート13(図3(D)参照)を配置する。図3(D)に示すようにテンプレート13は、その一方の面に、形成すべきピラー7の位置に対応させた複数の電極15を備えている。そして、ステップS3においては、テンプレート13の電極15が形成されている側の面がERゲル3の表面と対向するように、かつ電極15の先端がERゲル3から所定の距離、例えば10~20μmだけ離れるように、ERゲル3に対してテンプレート13を位置決めする。 Next, in the method for manufacturing the electric adhesive sheet 1, the template 13 (see FIG. 3(D)) is arranged at a position facing the surface of the ER gel 3 in step S3. As shown in FIG. 3(D), the template 13 has a plurality of electrodes 15 on one surface thereof corresponding to the positions of the pillars 7 to be formed. Then, in step S3, the surface of the template 13 on which the electrode 15 is formed faces the surface of the ER gel 3, and the tip of the electrode 15 is positioned at a predetermined distance, for example, 10 to 20 μm, from the ER gel 3. Position the template 13 relative to the ER gel 3 so that it is spaced apart by .

次いで、電気粘着シート1の製造方法においては、ステップS4においてテンプレート13と、導電性の基板9との間に電圧を印加する。このとき印加する電圧は、ERゲル3の物理的性質や形成しようとするピラー7の物理的形状等に応じて適宜設定可能であるが、例えば200~1500V程度であることが好ましい。そして図3(E)に示すように、テンプレート13を電源Vに接続し基板9を接地してテンプレート13と基板9との間に電圧を印加すると、上述した静電誘導リソグラフィの原理によりERゲル3が電極15に向けて隆起し始める。そして所定時間電圧を印加すると隆起したERゲル3がピラー7の形状となる。なお、ピラー形成時の電圧、及びテンプレートと基板との距離は上述した範囲に限られず適宜調整可能である。 Next, in the method for manufacturing the electric adhesive sheet 1, a voltage is applied between the template 13 and the conductive substrate 9 in step S4. The voltage applied at this time can be appropriately set according to the physical properties of the ER gel 3 and the physical shape of the pillars 7 to be formed. Then, as shown in FIG. 3(E), when the template 13 is connected to the power supply V, the substrate 9 is grounded, and a voltage is applied between the template 13 and the substrate 9, the ER gel is formed by the principle of electrostatic induction lithography described above. 3 begins to rise toward electrode 15 . Then, when a voltage is applied for a predetermined period of time, the protruding ER gel 3 takes the form of pillars 7 . The voltage during pillar formation and the distance between the template and the substrate are not limited to the ranges described above and can be adjusted as appropriate.

次いで、電気粘着シート1の製造方法においては、ステップS5においてピラー7の形状をなしているERゲル3を硬化させる。ピラー7の形状をなしているERゲル3を硬化させるための方法としては、ERゲル3に向けて紫外線を照射する方法、熱による硬化又は自然硬化を用いることができる。そして、ステップS5においてERゲル3を硬化させる工程は、ステップS4における電圧印加を停止した後に行ってもよいし、ステップS4における電圧印加と並行して行ってもよい。そして発明者等の実験によれば、ステップS5における硬化させる工程は、ステップS4における電圧印加と並行して行う方がより規則的なピラー7を形成することができたため、ステップS4における電圧印加を停止する前に、ステップS5におけるUV照射を開始することが望ましい。 Next, in the method for manufacturing the electric adhesive sheet 1, the ER gel 3 having the shape of the pillars 7 is cured in step S5. As a method for curing the ER gel 3 having the shape of the pillar 7, a method of irradiating the ER gel 3 with ultraviolet rays, curing by heat, or natural curing can be used. Then, the step of curing the ER gel 3 in step S5 may be performed after stopping the voltage application in step S4, or may be performed in parallel with the voltage application in step S4. According to experiments by the inventors, the hardening step in step S5 was performed in parallel with the voltage application in step S4 because more regular pillars 7 could be formed. It is desirable to start the UV irradiation in step S5 before stopping.

そして所定時間、例えば30秒~45秒間、UVをERゲル3に照射してERゲル3を硬化させると、図3(F)に示すような電気粘着シート1を作り出すことができる。 Then, when the ER gel 3 is cured by irradiating the ER gel 3 with UV for a predetermined time, for example, 30 seconds to 45 seconds, the electric adhesive sheet 1 as shown in FIG. 3(F) can be produced.

以上のように電気粘着シート1は、ERゲル3によって形成された複数のピラー7を備えているため、ピラー7の頂部を粘着対象である物品に接触させることができる。そして複数のピラー7を同時に物品に接触させて物品を粘着保持することにより、例えばあるピラー7の粘着力が低い場合でも他のピラー7の粘着力によって物品を粘着保持することができる。これにより、ER粒子5の分散性が低い場合であっても、電気粘着シート1全体として安定した粘着力を発揮することができる。 As described above, the electric adhesive sheet 1 has a plurality of pillars 7 formed of the ER gel 3, so that the tops of the pillars 7 can be brought into contact with the article to be adhered. By bringing a plurality of pillars 7 into contact with an article at the same time to adhere and hold the article, for example, even if the adhesive strength of one pillar 7 is low, the article can be adhesively held by the adhesive strength of the other pillars 7 . As a result, even when the dispersibility of the ER particles 5 is low, the electrical adhesive sheet 1 as a whole can exert a stable adhesive force.

以下、本発明の実施例について詳述する。 Examples of the present invention will be described in detail below.

(実施例)
実施例1では、電極一つあたりの大きさは100μm×100μmで、電極同士の間隔がX方向において300μm、Y方向において300μmであるテンプレートを準備した。
またERゲルとしてジメチルポリシロキサンを準備し、そこに30重量%の割合でER粒子を混合してERゲルを調整した。ER粒子は、アクリルポリマー粒子の表面に、半導体酸化スズを付着させたものを用い、その平均直径は16μmであった。
(Example)
In Example 1, a template was prepared in which the size of each electrode was 100 μm×100 μm, and the spacing between the electrodes was 300 μm in the X direction and 300 μm in the Y direction.
Also, dimethylpolysiloxane was prepared as an ER gel, and 30% by weight of ER particles were mixed therein to prepare an ER gel. The ER particles used were acrylic polymer particles with semiconducting tin oxide attached to their surfaces, and had an average diameter of 16 μm.

そして調整したERゲルを、ガラス電極基板上に塗布し厚さ70μmに均してERゲルの層を形成した。さらに、ガラス電極基板のERゲル層が形成されている面から170μm離れた位置に電極の先端が配置されるように、テンプレートを固定した。 Then, the prepared ER gel was applied onto a glass electrode substrate and leveled to a thickness of 70 μm to form an ER gel layer. Further, the template was fixed so that the tip of the electrode was positioned 170 μm away from the surface of the glass electrode substrate on which the ER gel layer was formed.

このようにセットされた試験体を複数準備し、それぞれのテンプレートと、ガラス電極基板に、500V、600V、700Vの電圧を所定時間印加して3種類の電気粘着シートを製造した。いずれの電気粘着ピラーもテンプレートの形状に従い、ピラー間の距離は300μmを保って形成された。 A plurality of specimens set in this manner were prepared, and voltages of 500 V, 600 V, and 700 V were applied to each template and glass electrode substrate for a predetermined period of time to produce three types of electrical adhesive sheets. All electroadhesive pillars were formed according to the shape of the template, keeping a distance of 300 μm between the pillars.

そしてこのように製造された電気粘着シートの保持力を測定した。保持力を測定する際には、ガラス電極基板と、電気粘着シートを平面上に固定し、その上に更なるガラス電極基板を配置した。歪ゲージ式の力センサと保持対象となる電極を接続し、力センサを介して電極をスライドすることで、発生する固定力を測定した。 Then, the holding power of the electric pressure-sensitive adhesive sheet thus produced was measured. When measuring the holding force, the glass electrode substrate and the electrical adhesive sheet were fixed on a flat surface, and another glass electrode substrate was placed thereon. A strain gauge type force sensor was connected to an electrode to be held, and the fixing force generated was measured by sliding the electrode through the force sensor.

(比較例)
比較例では、電極一つあたりの大きさが100μm×100μmで、電極同士の間隔がX方向において100μm、Y方向において100μmであるテンプレートを準備したこと以外は、実施例と同一の条件で電気粘着シートを形成した。
(Comparative example)
In the comparative example, electroadhesion was performed under the same conditions as in the example, except that a template was prepared in which the size of each electrode was 100 μm×100 μm, and the spacing between the electrodes was 100 μm in the X direction and 100 μm in the Y direction. A sheet was formed.

(試験結果)
図4は、実施例及び比較例により電気粘着シートを形成するときの電圧の印加時間(s)と電圧(V)との関係を示すグラフであり、図5は、製造された電気粘着シートの表面の拡大写真を示す。図4において、Tは、電圧印加開始から一個目のピラーが形成されるまでの時間を示し、Tは、電圧印加開始からすべてのピラーが形成されるまでの時間を示す。そして「100-100」は比較例で準備したテンプレートを用いたときの測定結果を示し、「100-300」は実施例で準備したテンプレートを用いたときの測定結果を示す。なお、比較例で準備したテンプレートでは、最初のピラーが形成されるまでの時間T1を測定できたものの、ピラーが規則的に形成されなかったため、全てのピラーが形成されたのかを判定することができず、時間Twを測定することができなかった。
(Test results)
FIG. 4 is a graph showing the relationship between voltage application time (s) and voltage (V) when forming the electric pressure-sensitive adhesive sheets according to Examples and Comparative Examples, and FIG. A magnified photograph of the surface is shown. In FIG. 4, T1 indicates the time from the start of voltage application until the formation of the first pillar, and Tw indicates the time from the start of voltage application until all pillars are formed. "100-100" indicates the measurement result when using the template prepared in the comparative example, and "100-300" indicates the measurement result when using the template prepared in the example. In the template prepared in the comparative example, although the time T1 until the first pillars were formed could be measured, the pillars were not formed regularly, so it was not possible to determine whether all the pillars were formed. and could not measure the time Tw.

図4に示す結果によれば、印加電圧が大きいほど時間T及び時間Tが減少し、ピラー完成までの時間が短縮化されていることが分かる。 According to the results shown in FIG. 4, it can be seen that the higher the applied voltage, the shorter the time T1 and the time Tw , shortening the time to complete the pillar.

また、図6は、電気粘着シートの保持力(単位面積当たりの保持力)と電圧との関係を示すグラフである。図6に示す結果によれば、保持力は印加される電圧に比例して大きくなることが分かる。特に、600Vの電圧を印加したときには単位面積当たり8.2kPaの保持力が測定された。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the holding power (holding power per unit area) of the electric adhesive sheet and the voltage. According to the results shown in FIG. 6, it can be seen that the holding force increases in proportion to the applied voltage. In particular, when a voltage of 600 V was applied, a holding force of 8.2 kPa per unit area was measured.

1 電気粘着シート
3 ERゲル
5 ER粒子
7 ピラー
9 導電性の基板
11 ERゲルの層
13 テンプレート
15 電極
1 Electrical Adhesive Sheet 3 ER Gel 5 ER Particles 7 Pillar 9 Conductive Substrate 11 Layer of ER Gel 13 Template 15 Electrode

Claims (2)

ER粒子を含むERゲルを用いた電気粘着シートであって、
当該電気粘着シートの粘着側の面に底部を一体として形成されており、ER粒子を含むERゲルによって形成された、前記底部から突出する複数のピラーを備え
前記複数のピラーにおける頂面が電圧の印加に応じて粘着力を発揮する、電気粘着シート。
An electric adhesive sheet using ER gel containing ER particles,
A bottom portion is integrally formed on the adhesive side surface of the electric adhesive sheet, and a plurality of pillars protruding from the bottom portion are formed of ER gel containing ER particles ,
The electrical adhesive sheet, wherein the top surfaces of the plurality of pillars exhibit adhesive force in response to voltage application .
ER粒子を含むERゲルを用いた電気粘着シートの製造方法であって、
導電性の基板上にER粒子を含むERゲルの層を形成し、
前記ERゲルの層の表面に対向する位置に、複数の電極を備えるテンプレートを配置し、
前記電極に電圧を印加してERゲルの層からERゲルを隆起させ、
前記隆起したERゲルを硬化させる、
電気粘着シートの製造方法。
A method for producing an electrical pressure-sensitive adhesive sheet using an ER gel containing ER particles,
forming a layer of ER gel containing ER particles on a conductive substrate;
placing a template with a plurality of electrodes at a position facing the surface of the ER gel layer;
applying a voltage to the electrodes to lift the ER gel from the layer of ER gel;
curing the raised ER gel;
A method for producing an electric adhesive sheet.
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