JP2018520233A - オンデマンド放射線照射により誘発される構築及び脱構築化学反応 - Google Patents

Abstract

物品内に含有されている複数の物体をその物体間の境界面で剥離するための方法であって、物体が中間層を介して境界面で接合されており、中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分であるエネルギーを放射線源から印加する工程；及び２つの物体を互いに分離する工程を含む方法を開示する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2015年6月15日に出願された米国仮出願第62/175,683号の優先権を主張する。本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年6月30日に出願されたIMPROVED ADHESIVE BONDING COMPOSITION AND METHOD OF USEと題する米国仮出願第62/018,915号に関連する。本出願はまた、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2015年3月18日に出願されたIMPROVED ADHESIVE BONDING COMPOSITION AND METHOD OF USEと題する国際出願第PCT/US2015/021307号にも関連する。本出願はまた、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年3月19日に出願されたADHESIVE BONDING COMPOSITION AND METHOD OF USEと題する米国仮出願第61/955,547号にも関連する。本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年3月18日に出願されたADHESIVE BONDING COMPOSITION AND METHOD OF USEと題する米国仮出願第61/955,131号に関連する。本出願は、各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2010年5月6日に出願された米国仮出願第61/331,990号、及び2011年2月15日に出願された米国仮出願第61/443,019号に関連する。本出願はまた、各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2009年3月18日に出願された米国仮特許出願第61/161,328号；2009年11月10日に出願された米国仮特許出願第61/259,940号；2007年8月6日に出願された米国仮出願第60/954,263号、及び2008年2月21日に出願された同第61/030,437号；2008年3月31日に出願された米国出願第12/059,484号；2007年11月6日に出願された米国出願第11/935,655号；2008年4月4日に出願された米国仮出願第61/042,561号；2008年3月11日に出願された同第61/035,559号；及び2008年7月11日に出願された同第61/080,140号；2009年3月10日に出願された米国特許出願第12/401,478号；2007年11月6日に出願された米国特許出願第11/935,655号；2008年3月31日に出願された米国特許出願第12/059,484号；2009年2月20日に出願された米国特許出願第12/389,946号；並びに2009年4月3日に出願された米国特許出願第12/417,779号にも関連する。この出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2011年5月6日に出願された米国特許出願第13/102,277号に関連する。この出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2012年12月11日に出願された米国特許出願第61/735,754号に関連する。

本発明は、ポリマー材料内で硬化等の構築化学反応を誘発し；その後、かかるポリマー材料の分解を要求に応じて誘発する能力を有する、適切な反応性を有する化学物質の活性化に関する。かかるポリマーの分解は付着させた部品及びゴムタイヤ等の高度に架橋されたポリマー網目構造のリサイクルを容易にする。かかる構築及び脱構築化学反応は、適切な光子エネルギー及び浸透深さを有する開始放射線と、開始エネルギーを調節する化学添加剤とを一緒に組み合わせることによって誘発される。

(生物学的ポリマーにおける光分解、分子鎖切断)：
ポリマーは複合構造物、自動車のタイヤ及び接着剤から運動靴及び繊維まで広範囲の用途に使用されており、周知である。あらゆる分野の製造の後の1つの特に重要な用途は、既に製造され寿命末期に達した部品の再利用及びリサイクルの分野である。接着剤は異なる部品を付着させる多くの組立工程を激増させた。付着接着剤の性質は部品に適合させることができる。市販の物質は様々な要件を満たすように配合されており、モノマーに加えて、金属、酸化物、又は誘電体粉末等の微粒子状充填材、並びに熱伝導率、粘度及び他の性質を制御するために各種の添加剤を含有し得る。しかし、所与の製品の機能寿命が終わったら、製品の(貴金属等の)価値のある部品を再利用し、また新しい製品を作製する際に再溶融し再使用するために再粉砕することができる(プラスチック等の)サブアセンブリを製品からリサイクルできることが望ましくなる。リサイクルの経済学は取るに足りないことではない。リサイクルを可能にするためにかかる時間、エネルギー、及び努力が多くなれば、古い製品から収集し新しいものを作製することはそれだけ経済的に実行可能でなくなる。再利用しリサイクルするために解体するのに使用することができる方法がより容易になれば、製造の観点からより良好である。また、リサイクルされる製品の汚染が最小になり、最小の汚染の原料が回収されれば、経済的な観点からより良好である。これらの理由から、(初期の形態の)付着させた部品の解体を可能にする方法は非常に望ましいであろう。高度に反応しており良好な特性を有する現存するポリマー網目構造を、歩留りを最大にしつつ接合部の除去及び剥離(de-bonding)を容易にするために解重合する効率的な分解プロセスによって採取するための、プロセス、装置及び方法を包含する一連の関連技術が本明細書に提供される。

従って、本発明の1つの目的は、見通し線(line-of-sight)の非存在下で分子鎖切断、架橋の最小化、分子鎖切断と架橋の破損の組合せにより硬化することができる２つの物体を、X線、e-ビーム及びUV放射線下で、それらの境界面を横断して剥離させることが可能な反応性化学物質及び関連の使用方法を提供することである。２つの物体間の境界面を横切る新規な反応性化学物質は、方法の最初の工程として、接着剤を形成して、接着させるのに必要な反応性化学物質と相補的及び適合性でなければならない。

本発明の更なる目的は、物品に含有されている複数の物体をその物体間の境界面において剥離するための方法であって、複数の物体が中間層を介して境界面で接合されており、印加エネルギーにより中間層内の結合の破壊を起こさせることによる、方法を提供することである。

本発明の別の目的は、1種又は複数のエネルギー調節剤を含有するポリマー物品に印加エネルギーを印加することによる、ポリマー物品を分解するための方法であって、1種又は複数のエネルギー調節剤が、印加エネルギーを、ポリマー内で結合破壊を引き起こすのに十分な放出エネルギーに変換する、方法を提供することである。

本発明のこれら及び他の目的は、個別に、又はそれらと組み合わせて、物品に含有されている複数の物体を、その複数の物体間の境界面で剥離するための方法であって、
物体が境界面で中間層を介して接合されおり、
中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーを放射線源から印加する工程；及び
２つの物体を互いに分離する工程
を含む、方法の発見によって満たされた。

本発明及びその付随する多くの利点のより完全な認識は、添付の図面に関連して考慮される以下の詳細な説明を参照することによって本発明がより良好に理解されるので、容易に得られるであろう。

本発明に従って使用される接着剤アセンブリの一実施形態のグラフ表示を示す。 本発明に従って使用される接着剤アセンブリの一実施形態のグラフ表示を示す。 本発明に従って使用される接着剤アセンブリの一実施形態のグラフ表示を示す。 接着剤アセンブリを使用する本発明の別の実施形態のグラフ表示を示す。 基材部分の一方の上にプライマー処理した表面を有する接着剤アセンブリを使用する本発明の更なる実施形態のグラフ表示を示す。 基材部分の両方の上にプライマー処理した表面を有する接着剤アセンブリを使用する本発明の更なる実施形態のグラフ表示を示す。 分解を加速するために、酸洗浄浴に沈めながら、図5に描かれた接着剤アセンブリに、X線を照射するグラフ表示を示す。 多層複合構築物内の複数のプライの重ね合わせの様々な形態のグラフ表示である。 多層複合構築物内の複数のプライの重ね合わせの様々な形態のグラフ表示である。 多層複合構築物内の複数のプライの重ね合わせの様々な形態のグラフ表示である。 多層複合構築物内の複数のプライの重ね合わせの様々な形態のグラフ表示である。 多層複合構築物内の複数のプライの重ね合わせの様々な形態のグラフ表示である。 本発明により多層構造体を脱構築し、別々のプライ層を回収することができる、多層複合構築物内の隣接するプライ間でのプライマー層の使用のグラフ表示である。 ゴム組成物中に存在する加硫結合を脱構築するための本発明の一実施形態の使用を示すグラフ表示である。 本発明による様々なタイプの被覆された及び被覆されていない蛍光体を示すグラフ表示である。 本発明による様々なタイプの被覆された及び被覆されていない蛍光体を示すグラフ表示である。 本発明による様々なタイプの被覆された及び被覆されていない蛍光体を示すグラフ表示である。 本発明による様々なタイプの被覆された及び被覆されていない蛍光体を示すグラフ表示である。 本発明による様々なタイプの被覆された及び被覆されていない蛍光体を示すグラフ表示である。 本発明による被覆された混合蛍光体凝集体を示すグラフ表示である。 本発明による被覆された混合蛍光体凝集体を示すグラフ表示である。 ドローナイフを用いたコンフォーマブルな蛍光体被覆フィルムの製造、所望のダイカット形状へのフィルムの切断並びにこれらのフィルムの引き伸ばし及び複雑な境界面に沿ったその形態の維持に適合する能力を示すグラフ表示である。 ドローナイフを用いたコンフォーマブルな蛍光体被覆フィルムの製造、所望のダイカット形状へのフィルムの切断並びにこれらのフィルムの引き伸ばし及び複雑な境界面に沿ったその形態の維持に適合する能力を示すグラフ表示である。 ドローナイフを用いたコンフォーマブルな蛍光体被覆フィルムの製造、所望のダイカット形状へのフィルムの切断並びにこれらのフィルムの引き伸ばし及び複雑な境界面に沿ったその形態の維持に適合する能力を示すグラフ表示である。 ドローナイフを用いたコンフォーマブルな蛍光体被覆フィルムの製造、所望のダイカット形状へのフィルムの切断並びにこれらのフィルムの引き伸ばし及び複雑な境界面に沿ったその形態の維持に適合する能力を示すグラフ表示である。 媒体内のエネルギー調節剤によるX線等の一次及び散乱開始エネルギーの変換を描いた概略図である。 媒体内におけるX線の散乱事象及びエネルギー調節剤との相互作用を描いた概略図である。

本発明の一態様は、ポリマー材料(有機、無機及び生物学的ポリマーを含む)内に埋め込まれる特別な化学物質(特殊添加剤)の組込みに関連するプロセス、化学物質、応用及び方法に関し、それにより、得られる配合物を、第1の付与エネルギー(限定されることはないが、UV光、熱、X線、E-ビームを含む)によって処理して化学反応(限定されることはないが付加物の形成、架橋、添加を含む)を促進することができ；その後、意図された機能寿命に応じて数か月から数年の範囲の経過時間の後、ポリマー材料に脱構築反応を受けさせて(幾つかの例を挙げると、構造的完全性の損失、分子量の低下、架橋の破損、特定の結合の破損によって)、分解（degrade）（減成）させることができる。脱構築化学反応は、特殊添加剤により調節することができる深く浸透する放射線にポリマー材料を曝露することによって引き起こされ、特殊添加剤が次に少なくとも1つの放射線(開始放射線とは異なる)を放出し、これが最初の構築反応を受けた前記ポリマーの分解を有効に引き起こすことができる。

本発明の1つの場合、新規な物質化学の特質には、限定されることはないが、フリーラジカルを形成し、X線エネルギー下で結合切断を引き起こす能力が挙げられる。X線放射線にUV放射線を加えるとフリーラジカル形成及び結合切断が高められる。UV及びX線エネルギーに熱を加えるとフリーラジカル形成及び結合切断が更に増強され、ポリマー網目構造内で脱構築反応が生じる。

UV光等の高度のエネルギー光の使用を含めて、網目構造を解重合する様々な可能性がある。通例、解重合にはUV光への直接曝露が起こる必要があり、ここで1つの表面は直接のUV曝露に対して透過性であって、かかる高度の触媒光の浸透深さを可能にする。殆どの接着剤ではUVが数原子層より深く、場合により数ミクロンまで浸透することができず、そのため外部光の適用は確立されたポリマー網目構造を解重合する点で無効になる。しかしながら、X線又はE-ビーム等の浸透能力の深さを有する高度のエネルギーの入射放射線を調節する能力を保有する特殊添加剤の(好ましくは蛍光体（phosphor）等の粉末形態での)UV光中への使用により、ポリマー網目構造全体にUV中心を分散させる技術経路を解重合する目的に利用することができる。この蛍光体介在技術は見通し線なしで内包された接着剤の厚さ内で機構を可能にすることができ、物質はUV透過性である必要がない。かかる分解機構としては：1- UV放射線(UVA、UVB及びUVC)への曝露によるポリマー骨格の光分解及び2- UV放射線への曝露による分子主鎖の開裂がある。紫外(UV)放射線への曝露延長により、多くの物質の大幅な分解が引き起こされ得る。

UV放射線は光酸化的分解を引き起こし、その結果、ポリマー鎖を切断し、フリーラジカルを生成し、分子量を低下させ、機械的な性質の低下を引き起こし、予測できない時間の後、役に立たない物質にする。例えば、現代のプラスチック産業で最も重要な物質の1つであるポリスチレン(PS)は、その優れた物理的性質及び低価格のために世界中で使用されている。ポリスチレンを殊に空気の存在下で延長したレベルのUV放射線に供すると、急速に黄変し、徐々に脆化する。固体状態(フィルム)におけるPS光分解の機構はポリマーマトリックス内のフリーラジカルの可動性及びそれらの二分子再結合に依存する。遊離の水素ラジカルはポリマーマトリックスを通って非常に容易に拡散し、二つ一組で化合するか又はポリマー分子から水素原子を引き抜く。フェニルラジカルは限られた可動性を有する。フェニルラジカルは、付近の環境から水素を引き抜いたりポリマーラジカル又は水素ラジカルと化合したりし得る。

建築用途におけるプラスチックの使用は、従来の金属、ガラス、モルタル、木材及び他の材料と比較してプラスチック部品が低価格であり、且つ使用が容易であるために、発展途上世界で一般的である。プラスチックは、やはり日常的に戸外で使用される屋外用家具、漁具、及び海洋船舶等の他の製品で使用されている。地球の表面に到達する太陽放射線はおよそ295〜2500nmまでの波長により特徴付けられる。UV-B(280〜315nm)と分類される太陽放射線は426〜380KJ・mol^-1のエネルギーを有する。幸いなことに、UV-Bのより高いエネルギーの部分280〜295nmは成層圏によりフィルターにかけられ、地球の表面には到達しない。UV-A(315〜400nm)は389〜300KJ・mol^-1の間のエネルギーを有しており、有機物質にとってUV-Bほど有害ではない。可視(400〜760nm)。光に誘発される分解がポリマーの内部で開始すると、全ての波長を利用して急速な分解に影響を与えることができる。

光分解は、光子、特に赤外放射線、可視光、及び紫外線等の日光に見られる波長の光子の吸収により引き起こされる光分解性分子の分解である。しかしながら、他の形態の電磁放射線も光分解を引き起こすことができる。光分解は、光解離、即ち光子による分子のより小さい破片への分裂を含む。またタンパク質の変性、及び他の原子又は分子の添加等の分子の形状を不可逆的に変化させる変化も含む。一般的な光分解反応は酸化である。環境内での光分解は琥珀(amber)がその脂肪前駆体から生じる(grisevolves)プロセスの一部である。光に誘発されるポリマーの分解、又は光分解は、ポリマーの紫外線又は可視光による照射により引き起こされる物理的及び化学的な変化を含む。効果的であるためには、光が基材(ポリマー系)によって吸収されなければならない。従って、高分子内の発色団の存在があらゆる光化学反応の開始に不可欠である。

ケトン、キニーネ、及び過酸化物は、有機化合物内で起こる種々の反応分解又は化学修飾の開始剤であり、それらの励起又はラジカルへの開裂を引き起こす約380nmまでの光を吸収する。高分子(PH)からの水素原子の引抜き及びポリマーアルキルラジカル(P.)の形成によってポリマーの分解及び他の変換が開始され得る。ポリスチレンの光プロセスに対するベンゾフェノン(BPh)、アントラキノン(AQ)及び過酸化ベンゾイル(BPo)等の低分子量有機化合物の影響が研究されている。その結果は、添加剤がポリスチレンの光分解及び光酸化を加速し増大することを示している。光分解は酸素の非存在下で(鎖切断又は架橋)及び酸素の存在下で(光酸化的)分解を起こし得る。光酸化的分解プロセスはUV放射線及び他の触媒(又は両方)により誘発され、昇温下で加速することができる。ポリスチレンの光分解(例えば脆化及び色変化)は日光に含有されている一部のUV光による照射の際に生じ得る。

ニッケルキレートはポリオレフィン内のカルボニル基の三重項状態の非常に効果的なクエンチャーである。これらのキレートによる、ポリイソブチレン、ポリブタジエンLala及びRabek(1980)、ポリスチレンGeorge(1974)、PVC、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニルオキシド)並びにポリウレタン(Chandra 1983； Osawaら 1979)の光安定化が試験されている。

ニッケルキレートは以下の機構の1つ又は複数によってポリマーを光安定化することができる。
(i)エネルギー伝達によるカルボニル基(ケトン)の励起状態のクエンチ
(ii)一重項酸素(1O2)のクエンチ
(iii)ヒドロペルオキシド(OOH)ラジカルの非ラジカル不活性種への分解
これらの化合物はポリマー性ヒドロペルオキシド(ROOH)と直接反応することによって作動する。ポリマー内のヒドロペルオキシドの非ラジカル誘導体への分解はCarlsson及びWiles(1974)により最初に示された。ジアルキルチオカルボネート及びジアルキルチオホスフェート等のイオウを含有するリガンドの多くの金属錯体はPEフィルム内の水酸化物を分解するだけでなく、UV安定化にも(UV吸収剤及び励起状態クエンチャーとして)効果的である。

殆ど全ての合成ポリマーは不利な環境の影響に対する安定化を必要とする。熱、光又は酸素等の環境要素により誘発される損傷を低減又は防止する手段を見出す必要がある。ポリマーの分解及び老化に関する研究は極めて盛んであり、予めプログラムされた寿命を有する新しい物質が合成されつつある。ポリマーの分解には多くの可能な方法がある：熱分解、熱酸化(thermos oxidation)、光分解、光酸化、放射線分解等。特定のポリマー材料の寿命の増大を目標とすると、分解の２つの態様：貯蔵条件、及び適当な安定剤の添加が特に重要なものである。この目標を達成するには分解機構の深い知識が必要である。

高分子の分解という用語はポリマーの性質の下落につながる全てのプロセスを意味し、結局のところポリマーの再結晶、又はタンパク質構造の変性等の物理的なプロセスを含み得る。分解に関連する化学的なプロセスは、高分子鎖の結合切断に起因する平均モル質量の低下又はポリマーを不溶性にする架橋に起因するモル質量の増大をもたらし得る。多種多様な合成及び天然の高分子化合物は太陽紫外放射線を吸収し、その物質の分解を起こす光分解、光酸化、及び熱酸化反応を受ける。

近年、ポリマー材料の使用が急速に増大したが、自然風化に曝露されたときこれらの物質の急速な光分解が可能であることは十分に確立されている(Guillet 1985； Hamid 2000； Rabek 1996； Bottinoら 2003)。これは経済的及び環境的な意味合いで重大な問題であり、従って分子レベルで起こる変化及び分解速度論の理解に多大な努力が集中している。UV放射線は、種々の経路によって、ポリマー鎖の切断に至る光酸化的分解を引き起こし、ラジカルを生成し、分子量を低下させ、機械的な性質の低下を起こし、予測できない時間の後、役に立たない物質にする(Bottinoら 2003； Gardella 1988)。UV放射線による損傷は、一般に、染料及び顔料の変色、風化、プラスチックの黄変、光沢及び機械的性質の損失(亀裂)、日焼け肌、皮膚がん、並びにUV光に関連する他の問題の主たる理由である。かかる用途に使用される一般的なポリマーの殆どは光損傷を低減し、戸外曝露条件下での許容可能な寿命を確実にするために光安定剤を含有しており；これらの添加剤がないとUVに誘発される分解が抑制されることなく進行し得る。

生物学的ポリマーの開裂
タンパク質分子に結合し、その後344nmの光により照射されるとタンパク質分子を切断することができる光活性化される試薬は、微生物学者にタンパク質の構造及び挙動を探索するための用途の広いツールを提供することができた。科学者は、このツールを用いて、タンパク質の配列を決定し操作し、試薬のハサミ等の効果を正確に制御することができた。その理由の一部は、その試薬が選択的に活性化することができ、そして分子がタンパク質の特定の部位のみに結合するからである。

この試薬は、研究者によりコネティカット大学において、Research Triangle, N.C.のGlaxo Wellcome社、及びニューヨークのコロンビア大学と共同で設計され研究された。コネティカット大学の化学の准教授であるChalla V. Kumarは、「今までのところ我々は310〜380nmの幾つかの波長で検討し、開裂効率は変化している。分子は[344nm]の波長で非常に強く光を吸収する」と述べている。

デザイナー分子、N-(フェニルアラニン)-4-(1-ピレン)ブチルアミド、又はPy-Pheは特定の部位で結合する。ピレン部分は疎水性であり、フェニルアラニンカルボキシル部分は親水性であるので、Py-Pheはタンパク質の疎水性の部位が親水性の部位に隣接するところだけで結合する。

遺伝学的応用
化学者及び生物学者は、当該分子はタンパク質を切断するための一般的な試薬として使用することができ、そのためタンパク質及びペプチドの分子的研究に有用なものとなると推測している。研究者は、Py-Phe分子がリゾチーム及びアルブミンタンパク質に結合し、これらをきれいに2つに分割することができるということを示した。UCLAの化学の准教授であるMiguel Garcia Garibayは、「多くの技術がタンパク質を酵素で熱的に切断することができる」と述べている。しかし、かかる方法は事象間を区別しないので、定常状態の物質を研究するのに適するのみである。Garibayは、「この技術は正確に活性化することができるので、決まった期間内の[分子の]相互作用のプロセスを研究するために遺伝学で適用される」と述べている。

Kumarは、ストレプトアビジン、コレステロールオキシダーゼ及び他ヒトの疾病状態に関与する重要なタンパク質に対する試験を始めることを予期しており、「重要なタンパク質を選択的に光破壊することができれば、がん細胞又は特定の病原体を標的とすることができる」と述べている。タンパク質のハサミを活性化するために研究者はランプ及びモノクロメーターを用いた。光はPy-Pheラジカルを励起状態に上げ、ペプチド結合を分割する一連の分子反応を開始させる。

本発明の範囲を網羅するわけではないが、本発明で意図されるかかるポリマー材料の様々な例を実例として示す。これらの例には、幾つか挙げると、接着剤、プライマー、ポリ-dAdT、DNA及び架橋したゴムがある。

接着剤(グループ1、2、3及び4)：
本発明の一態様は、標準的又は特殊接着剤に埋め込まれる特殊添加剤に関し、それにより、得られる配合物は標準的な硬化方法(例えば、UV光、熱、X線、E-ビーム及び適当な化学量論のパートA：パートBの反応性化学物質を含む)を用いて硬化することができ；その後、硬化した接着剤は深く浸透する性質を有する特別なエネルギー(例えば、X線及びE-ビーム)を印加することにより接着剤の厚さ内で破壊することができ、このエネルギーは特殊接着剤と相互作用することができ、限定されることはないが(ポリマー鎖の劣化、より少ない分子量の誘発、ある特定の分子結合の切断、架橋密度の低下又は架橋の破損)種々の経路を介して特殊接着剤の構造的崩壊を引き起こす。かくして、本発明の実施形態による特殊接着剤は壊れ、付着させたアセンブリ(又はサブアセンブリ)を分離することができる。アセンブリ及びサブアセンブリの回収は他の方法と比較してより高い歩留りで行うことができ、従ってその後の任意のリサイクル工程が容易になる。少なくとも1つの部品が、２つの異なるアセンブリ又はサブアセンブリを付着させるための特殊接着剤を有する必要がある。

好ましくは本発明のある特定の実施形態は以下の4つのグループに概要を述べるように標準的な(市販の)接着剤を用いることによって、又は特殊接着剤を用いることによって実施することができる：

グループ1：
限定されることはないが、二液型接着剤、UV硬化性接着剤及び熱硬化性接着剤を含めた市販のポリマー性接着剤を、特殊添加剤を(好ましくは粉末形態で)添加することによって本発明に従って使用することができる。添加剤は、1%〜30%の範囲の質量パーセントで添加することができる。市販の接着剤は、次に推奨される硬化方法を用いて硬化される。市販の接着剤を用いて接合された２つの部品のアセンブリ(又はサブアセンブリ)はその機能寿命(インクジェットハウジングの場合5年であることができる)を全うする。機能寿命が終わった後、部品をリサイクルする必要がある場合、アセンブリ又はサブアセンブリをX線に曝露し、そこで、接着剤に埋め込まれた特殊添加剤がX線エネルギーを吸収し、硬化性接着剤の付着を破壊して要求に応じた解体プロセスをより容易にするのに適したUVエネルギーを放出する。様々な剥離部品(剥離アセンブリ又はサブアセンブリ)をリサイクルすることができる。図1は、このタイプのアセンブリのグラフ描写を示し、ここで、パートA(10)及びパートB(20)が深く浸透する放射線(31)を調節することが可能な特殊添加剤を含有する市販の接着剤を用いて接合される。

グループ2：
二液型接着剤、UV硬化性接着剤及び熱硬化性接着剤を含めた市販のポリマー性接着剤(様々な種類の)を、ポリマー性接着剤及び鎖内のある特定の結合を変更することによって、並びに特殊添加剤(好ましくはエネルギー調節剤、好ましくは粉末形態)を添加することによって、本発明に従って使用することができる。添加剤は1%〜30%の範囲の質量又はモルパーセントで添加することができる。次に市販の接着剤を推奨される硬化方法を用いて硬化する。市販の接着剤を用いて接合された２つの部品のアセンブリ(又はサブアセンブリ)はその機能寿命を全うする。機能寿命が終わった後、部品をリサイクルする必要がある場合、アセンブリ又はサブアセンブリをX線に曝露し、そこで、特殊添加剤がX線エネルギーを吸収し、硬化性接着剤の付着を破壊して要求に応じた解体プロセスをより容易にするのに適したUVエネルギーを放出する。図2は、このタイプのアセンブリのグラフ描写を示し、ここで、パートA(10)及びパートB(20)が、ある特定の結合の変更を含み、接着剤(32)の構造的崩壊のために深く浸透する放射線を調節することが可能な特殊添加剤を含有する市販の接着剤を用いて接合される。

グループ3：
UV硬化性のポリマー性接着剤(様々な種類の)は、第1の開始エネルギー光を、ポリマー性接着剤の硬化を触媒する光開始剤を活性化するのに適したUV光に調節する第1の添加剤と相互作用する第1の開始エネルギーを用いて、及び特殊添加剤(好ましくはエネルギー調節剤、好ましくは粉末形態の)添加することによって硬化することができる。添加剤は1%〜30%の範囲の質量又はモルパーセントで添加することができる。その後接着剤は第1の開始エネルギーを用いる推奨された硬化を用いて硬化される。接着剤を用いて接合された２つの部品のアセンブリ(又はサブアセンブリ)はその機能寿命を全うする。機能寿命が終わった後、部品をリサイクルする必要がある場合、アセンブリ又はサブアセンブリを第2の開始エネルギーに曝露し、そこで、特殊添加剤が第2の開始エネルギーを吸収し、硬化性接着剤の付着を破壊して要求に応じた解体プロセスをより容易にするのに適したUVエネルギーを放出する。図3は、このタイプのアセンブリのグラフ描写を示し、ここで、パートA(10)及びパートB(20)が、深く浸透するエネルギーを調節して接着剤を硬化し、接着剤(33)の構造的崩壊のための深く浸透する放射線を調節することが可能な特殊添加剤を更に含む添加剤を含有する接着剤を用いて接合される。

グループ4：(中間層として特殊接着剤を２つの標準的な接着剤間に添加する)
二液型接着剤、UV硬化性接着剤及び熱硬化性接着剤を含めた２つの市販ポリマー性接着剤(様々な種類の)を本発明に従って使用することができる。第3の接着剤(特殊添加剤(好ましくはエネルギー調節剤、好ましくは粉末形態の)を含有する接着剤)を付着させるアセンブリ及びサブアセンブリ間の接合に添加する。添加剤は1%〜30%の範囲の質量又はモルパーセントで添加することができる。次に、市販の接着剤を、推奨される硬化方法を用いて特殊接着剤と共硬化する。市販の接着剤を用いて接合された２つの部品のアセンブリ(又はサブアセンブリ)はその機能寿命を全うする。機能寿命が終わった後、部品をリサイクルする必要がある場合、アセンブリ又はサブアセンブリをX線に曝露し、そこで、特殊添加剤がX線エネルギーを吸収し、硬化性接着剤の付着を破壊して要求に応じた解体プロセスをより容易にするのに適したUVエネルギーを放出する。図4は、このタイプのアセンブリのグラフ描写を示し、ここで、パートA(10)及びパートB(20)が、接着剤(34)とパートA(10)及びパートB(20)の各々との間に市販の接着剤の層(41及び42)を有する接着剤(34)の構造的崩壊のための深く浸透するエネルギーを調節する添加剤を含有する接着剤を用いて接合される。

上記グループ1-4に関して、パートA(10)及びパートB(20)は同一であっても異なっていてもよく、グループ4の市販の接着剤(41及び42)は同一であっても異なっていてもよい。

応用例：
記載した4つのグループの接着剤は、
ゴムとゴムを含めた、他の変形可能な基材に取り付けられる変形可能な基材；
ゴムと金属、半導体ICと可撓性基材のように、固体の基材に取り付けられる変形可能な基材；
シリコンとFR4又は複合基材と他の複合基材等の固体の基材と固体の基材
を含む、部品の付着及び部品の剥離等の広範囲の用途に使用することができる。

プライマー：
本発明の別の態様は特殊プライマーに及び、それにより、接着剤と付着させるべき部品との両方に接着する特殊プライマーは、X線に曝露された後に元に戻る(脱構築反応を受ける)能力を有する標準的なプロセス工程を用いて加工処理することができるという意味で特殊である。この場合、少なくとも一方(好ましくは両方)の部品をプライマー処理する必要がある。これらの場合、どちらの部品も汚染がなく、付着させた部品からのリサイクル歩留りが最大化される。図5は、本発明のこの態様の一実施形態を示し、ここでパートA'(11)は特殊プライマー(50)でプライマー処理されたプライマー処理表面を有しており、市販の接着剤(40)を用いてパートB(20)に接合される。図6は、本発明のこの態様の別の実施形態を示し、ここでパートA'(11)及びパートB'(21)はいずれも特殊プライマー(51)及び(52)(同一でも異なってもよい)でプライマー処理されており、共に市販の接着剤(40)を用いてプライマー処理した表面に接合される。

酸消化：
本発明の別の態様は支援された化学的消化の使用を含み、物品がX線又はE-ビーム等の印加エネルギーに曝露される。好ましくは、化学的消化は媒体及び反応性の化合物を含有する化学的消化浴内で起こり、反応性の化合物が剥離プロセスを加速するために剥離される物体間の中間層と相互作用する。適切な反応性の化合物としては、限定されることはないが、中間層と反応性の様々な酸性及び塩基性の化合物がある。好ましい反応性の化合物としては、限定されることはないが、塩酸、硫酸、及びリン酸等の鉱酸；ギ酸及び酢酸等の有機酸；アルカリ金属又はアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩等のアルカリ及びアルカリ金属塩基がある。図7は、図5の実施形態を、X線照射中、解重合を加速するために酸洗浄浴(60)内に入れた本発明の一実施形態のグラフ表示である。

熱：
熱を加えて、本発明に関与する各種の化学反応の反応速度を加速することができる。例えば、所望であれば、剥離プロセスは、処理される物品に熱を印加することによって加速することができる。加熱は、いかなる所望の温度でも行うことができ、好ましくは媒体に応じて室温〜200℃の温度で行う。更に、加熱は印加エネルギーの印加中剥離される物品に対して行うことができるか、又は物品を化学的消化浴(例えば、上記の酸洗浄)に浸漬しつつ、同時に加熱し、印加エネルギーを印加して剥離を引き起こすことができる。こうして、化学的消化浴及び加熱の効果を最大にして、物品を形成している物体の加速された剥離を引き起こすことができる。

繊維強化複合材：
種々の種類の繊維強化複合材を加熱加圧下の積層プロセスで形成することができる。複合材の所与のプライ(又は層若しくは薄層)内の構成成分としては、繊維、マトリックス、カップリング剤又はコーティング、充填材がある。

マトリックスは熱硬化性又は熱可塑性のマトリックスであることができる。熱硬化性マトリックスは(実例として)炭素繊維又はガラス繊維を含めた繊維と共にビスフェノールAのジグリシジルエーテル(DGEBA)エポキシ樹脂及びジエチレントリアミン(DETA)硬化剤を含むことができる。

PEEK(Cictrex(ICI社)、PPS(Ryton(Philips Petroleum社))、PSUL(Udel(Amoco社))、PEI(Ultem(GE社))、PAI(Torlon(Amoco社))、PAI(Amoco社)、K-III(Avimid(Dupont社))、LARC-TPI(Durimid(Rogers社))を含む様々な熱可塑性樹脂を本発明で使用することができる。Bismaleimide(compimide 353(Shell Chemical Co社))、PMR-15、ACTP(Thermid 600(National Starch and Chemical Corp社))を含む様々な熱硬化性樹脂を本発明で使用することができる。

複数のプライの重ね合わせは図8A〜図8Eに示されているように様々な形態で行うことができる。図8A：一方向性連続、図8B：二方向性連続、図8C：一方向性不連続、及び図8D：ランダム不連続、次に図8E：場合により加圧加熱を伴う様々なプライの積層。図9は、各２つの隣接プライ間に特殊プライマー層(51、52、及び53)を用いた多層構築物を示し、本発明の使用により別々のプライ層の回収が可能になるが、従来のリサイクル法で得ることができない。

ゴムタイヤ：
ゴムのリサイクルは非常に困難な問題である。タイヤから黒色炭素及びスチールを回収するにはかなりのエネルギーを投入する必要があり、プロセスは経済的な実行可能性を満たさない。殆どのゴムは架橋密度を改良するためにイオウ架橋を受けている。加硫は架橋の一例である。天然ゴムのイオウによる加硫後に架橋された２つの「ポリマー鎖」(青色及び緑色)の概略表示(n=0、1、2、3…)。

蛍光体は、その高度に活発なエネルギーのためにゴム鎖内の結合を切断するのに使用することができる。蛍光体はUVA、UVB及びUVCを放出して網目構造内の弱い結合の分解を促進することができる。この実施形態は図10に描かれている。

蛍光体はKVビーム及びMVビームを用いてX線下で励起することができる。MVビームは強力であり、蛍光体内でより多くの二次電子カスケードを引き起こして、より荷電した表面を生じ、ラジカル酸素種をより多く創出する。

感圧接着剤：
UV硬化性感圧接着剤-UV硬化性感圧性液体及び/又はホットメルト接着剤はラベル、テープ及び自己粘着性絶縁材として数年間使用されている。限られた範囲の架橋性原料のみが利用可能であるが、これらの物質の配合は広範囲の新しい接着剤を開発した。伝統的に、ホットメルト感圧接着剤はポリウレタン樹脂と低分子量でアクリレート官能性の粘着性樹脂を用いて配合される。典型的な粘着性樹脂は低分子量のままであるので接着剤PSAを作製するのに所望の性質を有する。アクリレート部分は短鎖オリゴマーのUV誘発架橋に関与することができ、その結果、そのPSA特性を失い、物質を除去することが可能になる。

多くの配合因子がUV硬化型感圧接着剤(PSA)の性能に影響を与え得る。ポリマーレオロジー、分子量、官能性及び架橋密度を含む幾つかの基本的な物質原理を考慮するべきである。殆どの市販のUV硬化性PSA系はフリーラジカル硬化性液体系に基づいており、従ってこの技術が重視される。

物質原理(ポリマー系を構築する方法)：
配合者はPSA、殊にUV硬化性PSAの必要とされる一般的な基本物質の性質を理解することにより、試行錯誤のアプローチを最小にし、開発時間を加速するのに必要なツールが得られる。PSA用途にとって最も重要な基本物質の性質は：
・レオロジー
・分子量
・官能性
である。

レオロジーは物質の形態及び流れの変化の研究である。一般に粘弾性物質に適用される。未硬化接着剤のレオロジー特性は、適用及びコーティングに関して重要である。しかしながら、濡れ性及びタックを提供するためにある程度の流れが可能で、しかも高い接着強度を提供するために応力に対する十分な抵抗性をもたなければならないので、硬化した状態でも重要である。PSAに対する正確なレオロジー特性は、これらの特性の注意深いバランスが必要である。粘性流に逆らうために、PSAは非常に高い分子量のゴムポリマーに基づいている。これらのポリマーは流れを制限するために分子の絡み合いに頼っている。高い強度、耐熱性及び耐薬品性が必要とされるとき、これらの分子自体の絡み合いは、使用応力のために、流れを制限するには十分ではない。これらの場合、分子は三次元の網目構造を得るために化学的に架橋される。これはUV硬化性機構の機能である。PSAにおいて、架橋密度又は架橋間の分子量は、保持力と粘性流との間で達成することができるバランスの尺度を提供する。この架橋密度は接着剤のガラス転移温度でも測定することができる。特定の接着剤のガラス転移温度(Tg)が高いほど、架橋密度はより高く、又は架橋間の分子量はより低い。官能性は架橋密度を決定する上で重要な役割を果たす。ポリマーの官能性はポリマー分子内に含有されている反応性の部位の数である。反応性の部位は架橋が起こる連結点である。従って、官能性が高くなるほど、他の要因が一定に保たれれば架橋密度はそれだけ高くなる。上記考察はUV硬化性のPSA配合物中のベースポリマーを考慮している。系を更に変更させて、実際の接着剤に必要とされる特性の広がりを提供するためには、多くの添加剤及び調節剤も必要とされる。このように、接着剤の配合者は多くのツールを自由に使用できる。実際、主としてUV線量及び可能な酸素抑制の架橋密度に対する効果のため、従来のPSA配合物の場合より多くのツールがある。

従来の液体UV硬化性PSAは4つの必須成分：オリゴマー、モノマー、光開始剤及び添加剤で構成される。利用可能な原料の幅広い選択肢により、所望の特性を達成する最大の自由度が可能になる。従来の接着剤の場合、最終的な性能特性は反応器内での樹脂の重合プロセス中に達成される。UV技術では、重合が硬化プロセス中に起こる。実際、放射線硬化性接着剤はある種の自己充足型のポリマー工場である。

オリゴマーは放射エネルギーにより架橋される任意の接着剤の全体的な特性を決定する。オリゴマーは、ほどほどに低分子量のポリマーであり、その殆どが種々の構造のアクリル化に基づいている。アクリル化は不飽和又はC=C基をオリゴマーの端部に付与し；これが官能性として役立つ。PSA用途に使用されるオリゴマーは、一般に脂肪族ウレタンアクリレート等の多官能性のエラストマー性ポリマーである。オリゴマーはUV PSA配合物の剪断強度の大半を提供する。しかし、オリゴマーの選択は、タック及び剥離強度等のより粘性の特性にも影響を及ぼす。高分子量及びガラス転移温度は一般に室温より十分低く、オリゴマーが室温で弾性の性質を提供できるようにする。これは、良好なタック及び接着に必要とされる粘弾性を提供する。オリゴマーの選択によって影響を受ける他の要因としては：反応性、耐クリープ性、耐熱性及び耐薬品性、並びに保色性がある。勿論、オリゴマーは接着剤配合物中で最大の質量濃度を有する場合が多いので価格も重要な要因である。

アクリレートファミリーには、PSA配合物内に使用することができる幾つかの可能なUV硬化性オリゴマーがある。これらのうちの各々はある特定の利点及び不利な点を有している。エポキシアクリレートは放射線硬化性コーティング市場で主要なオリゴマーの1つである。大抵の場合、エポキシアクリレートは、その合成で残されるがその不飽和を介して反応するいかなる遊離エポキシ基も有さない。

ウレタンアクリレートは、ポリイソシアネートを、通常は所望の特性のセットを得るためにヒドロキシル化合物と共に、ヒドロキシルアルキルアクリレートと反応させることによって生成する。ウレタンアクリレートは最も高価なアクリレートである。以下のパラメーターの変化で特徴付けられる多くの異なるタイプのウレタンアクリレートオリゴマーがある。

ある範囲の特性を可能にする様々なポリエステルアクリレートが利用可能である。それらは、反応性の希釈剤を必要としない概して低い粘度の樹脂である。ポリエステルアクリレートは、ウレタンアクリレートとエポキシアクリレートの間の性能特性を提供する。幾つかのタイプのポリエステルアクリレートの不利な点はその刺激性である。これは特に、低分子量で高度に反応性の樹脂の場合である。

ポリエステルアクリレートは官能性、化学骨格及び分子量が変化する。官能性の影響はウレタンアクリレートと同様である。化学骨格は反応性、色安定性、硬さ、反応性等等の性質に大きな影響を与える。通例、分子量が高くなるほど、可撓性及び粘性が高くなり、反応性は低くなる。

ポリエーテルアクリレートはアクリレート樹脂の中で最も低い粘度を有しており、通例非常に僅かのモノマー又は反応性希釈剤と一緒に使用される。一般に高い可撓性を有しているが、耐水性及び耐薬品性が比較的悪い。これらの欠点を克服するために、ポリエーテルアクリレートは大抵他のオリゴマー又はモノマーと組み合わせて使用される。幾つかのポリエーテルアクリレートの興味深い性質は、水と相溶性であり、水で希釈可能な系に使用することができることである。

ウレタンアクリレート等のアクリルアクリレートは非常に用途の広い化学物質であり、配合者が入手可能な多くの変形がある。これらの樹脂は、低表面エネルギーのプラスチック等の困難な基材に対するその良好な接着性のために使用されることが多い。

その他種々のオリゴマーは概して、通例メラミンアクリレート、シリコーンアクリレート等を含む特殊製品である。他のタイプの放射線硬化性樹脂には、スチレン又はアクリル樹脂に溶解した不飽和ポリエステルがある。更に最近になって、非アクリルビニルエーテルブレンドの形態のポリエステル樹脂が市場に現れた。

モノマーは、主として、未硬化の物質の粘度を低下させ、塗布を容易にするために使用される。しかし、表面濡れ性、レベリング、及び物理的性質の改良のように配合物を調整するためにも使用される。殆どのオリゴマーは従来のコーディング装置で塗布するには粘性がありすぎるので、殆どの放射線硬化型配合物はより低い分子量のモノマーを加えることによって100〜10,000cpsの粘度に希釈される。

主として２つのタイプのモノマー：主として希釈剤として使用される単官能性；及び希釈剤及び架橋剤として使用することができる多官能性がある。多官能性のモノマーは二、三、及び多官能性であることができる。官能性が高ければ、それだけモノマーの架橋する可能性が大きくなる。こうして、官能性のモノマーを使用して、最終的な接着剤の性質を調整すると共に粘性を低下させることができる。

モノマー化学も、重合プロセス及び最終的な接着剤の物理的性質に影響を及ぼす。モノマーの官能性を増大すると、硬化速度がより速くなり、Tgがより高くなり、架橋密度がより高くなり、剪断強度がより高くなり、耐薬品性及び耐熱性がより大きくなるが、可撓性はより低くなり、変換率は低い。一般に、接着強度と剛性とにはあるバランスが必要とされる。剛性の接着剤は高い剪断強度及び耐薬品性/耐熱性を有するが、低い剥離強度を示す。より可撓性の高い接着剤は高い剥離及び衝撃強度並びにより良好なプラスチック基材への接着性を有するが、そのより密に架橋した(より剛性の)対応部品の耐熱性及び耐薬品性をもたない。

UV硬化性樹脂で反応性の希釈剤として使用されるモノマーは重要な役割を果たし：硬化速度及び重合度の両方、並びに最終的な製品の性質に影響を及ぼす。モノマーの官能性を増大すると一般に、硬化プロセスを加速するが、モノマー全体の変換率を犠牲にする。変換率が悪いと、実質的な量の残留不飽和を含有する架橋ポリマーが生じる。増大した架橋密度の結果として、UV接着剤はより剛性になり、化学薬品、温度、及び摩耗に対してより抵抗性になる。しかし、可撓性は低くなり、衝撃及び熱サイクルに対する抵抗性が低くなる。

接着剤の機械的な性質はTgにより強く影響を受けるので、モノマーのガラス転移温度に対する効果(架橋密度の結果である)は配合者にとって重要なツールである。接着剤のTgが期待した使用温度より低ければ、接着剤は一般に次の特性の幾つかを示す。
・高度の伸びのある可撓性
・高い剥離及び衝撃強度
・良好な熱サイクル抵抗性
・高い熱膨張係数(プラスチック基材によく適している)
・一定の応力に曝露された場合の高度のクリープ
・悪い耐ブロッキング性(粘着性)
・高い吸湿
・良好な耐薬品性及び耐熱性

一方、Tgが期待した使用温度より高いならば、接着剤は通常次の性質の幾つかを示すとして特徴付けることができる：
・剛性、且つある程度脆性
・低い衝撃及び剥離強度
・亀裂伝播の傾向あり
・低い熱膨張係数
・悪い熱サイクル抵抗性
・高い剪断強度
・低い水揚げ及び膨潤、並びに化学薬品及び水に対する高いバリア性
・高い耐熱性及び耐薬品性。

今日提供される範囲の放射線硬化性の反応性モノマーは大体扱い難い。最適な製品性能を最良の価格で提供しなければならない配合者は、時として無数の選択肢に圧倒される。あまりにも多くのモノマーが利用可能であるため、幾つかの一般的なガイドラインに留意することが重要である。モノマーの特性に寄与する4つの主要なパラメーター：官能性、化学骨格、化学構造及び分子量がある。

モノマーの骨格鎖のタイプ及び分子量を変化させて、より低い皮膚刺激性、より良好な可撓性、及びより速い硬化速度を提供することができる。モノマーも水分散性、接着促進性及び顔料分配性の用途に適合させることができる。上記機能を提供することに加えて、モノマーを化学中間体として使用して、性能特性を増強するコポリマーを生成させることができる。

光開始剤
光開始剤は光を吸収し、フリーラジカルの生成を担っている。高エネルギーのフリーラジカルがモノマー、オリゴマー及びポリマーの不飽和部位間の架橋を誘発する。議論の余地があるかもしれないが、最も重要な添加剤はUV硬化性接着剤のための光開始剤である。光開始剤は電子ビームで硬化する系では必要ではない。というのは、電子自体がそのより高いエネルギーによって架橋を開始することができるからである。UV硬化性アクリル系に対する典型的な光開始剤は芳香族ケト化合物に基づいている。1種より多くの光開始剤を用いて特定の放射線源で硬化させることが多い。光開始剤パッケージもまた所与の接着剤の厚さ及びUV線量に対して最適化する必要がある。

光開始剤は、どのようにだけでなく、どこで硬化が起こるのかも決定する。例えば、高表面硬化光開始剤は、系のタックを破壊しながら剪断特性を増大する傾向がある。良好なスルーキュア製品は表面を非常に粘着性で残すが、表面が十分に架橋されていないという事実のため、不十分な凝集強さを示し得る。

従来、UV硬化には、接着剤が硬化するためにUV光に対して透過性である必要がある。充填又は着色された接着剤は硬化の問題を起こし得る。別の不利な点は、1つの透明な基材が通常必要とされ、限られた深さの硬化が達成され得るということである。これらの不利な点は一般に二重硬化接着剤系の開発によって克服された。これらの系では、２つの独立した硬化機構が単一の配合物に組み込まれている。接着剤は先ずUV放射線により化学的に安定な状態に硬化した後、熱的硬化等の第2の手段により完全な硬化に進行することができる。

他の添加剤
全てのUV硬化樹脂で最も一般的な添加剤は、貯蔵中のゲル化及び低レベルの露光による早期硬化を防止する安定剤である。着色顔料、染料、消泡剤、接着促進剤、艶消し剤、湿潤剤及びスリップ助剤は他の添加剤の例である。粘着付与剤は、感圧性の放射硬化型接着剤で、接着剤のタック及び感圧性又は「粘着性」を改良するために必要とされる。伝統的に、これらの配合物はC-5及びC-9炭化水素樹脂の固体のロジンエステルからなる粘着付与剤を含んでいる。

しかし、固体の粘着付与剤は溶媒及び/又は熱を使用しないでUV硬化性オリゴマー及びモノマー中に組み込むのが困難である。これは時間がかかり、高価なプロセスであることが多い。固体の樹脂添加剤を必要とすることなく優れたタック性を提供するといわれる新しい低粘度オリゴマーが開発された。

接着物質は通例チキソトロピックな流体として正確な位置に分配され、全ての部品を配置した後、アセンブリ全体を、モノマーを重合するか又は樹脂を架橋するのに必要な温度に加熱する。２つの物体の接着は、付着させる２つの物体の境界面に接着物質を加えることによって行われる。第3の層(この場合、接着剤)の添加の排除の可能性は大いに有益であろう。接着剤を分配するために使用されるツールは排除され、加熱下で接着剤を硬化するのに必要とされる工程ももはや用いられなくなり、全体のサイクル時間が節約される。

現代の組立方法が進化し、より多くのプロセス工程がより効率的でより垂直的に統合されたプロセス工程のために簡素化されて、組立ツールの利用を最大化するにつれて、組立中の許容できる熱的予算及びプロセスのサイクル時間は減り続ける。より速い製造及びより高い歩留りは常に製造業者にとって大いに役立つ。

従来の光開始剤の明らかな制限は適切な光源への直接の見通し線アクセスの必要性である。従来の熱的に活性化される接着剤の明らかな制限は、接合される物質の固有の悪い熱伝導率であり、結果としてプロセス時間が長い。２つの境界面の直接の溶着は非常に望ましい。

更に、様々な市販製品のために使用されるアセンブリは比較的小さい。電子ビームは望ましい放射線源を送達することができるが、電子ビームはコンパクトではなく、大きな形態要因により多く適用可能である(例えば、広いウェブプロセスの場合)。X線エネルギーは、よりコンパクトな設備セットによって送達され、より効率的なツール利用のために様々なツールに統合することができる。本発明においては、垂直的に統合された付着方法が論じられる。

本発明の特殊添加剤：コーティングに包含され得る光調節粒子：
光調節粒子とは、X線を吸収し、好ましくはUV(光触媒光)内の別の波長を放出することができるあらゆる物質を意味する。例として、光媒介粒子は(蛍光体、量子ドット及びシンチレーター、適切な欠陥中心及び密度を有するダイヤモンド)を含むことができる。これらの粒子は全て互換的に蛍光体と称され、従って製造によって与えられる例はQD、ダイヤモンド及びシンチレーターに適用可能である。

様々な光調節媒体(蛍光体)粒子を、PMMAを用いて被覆した。図11Aは、被覆されていない蛍光体及び被覆された蛍光体のグラフ表示である。方法は、最初にPMMAをアセトンに溶解した後、5mmのジルコニアを粉砕及び混合ボールとして用いてボールミル内で蛍光体を溶液と共にロール処理することによって実施した。次いで溶液を回収し、その後乾燥する。アセトン蒸発の際、図11Bに示されているようにPMMAの表面コーティングを有する粒子が残された。異なる種類の蛍光体をボールミル内で同時にコーディングに供すると、図11Cに示されているようにボールミルを使用した場合、個々に被覆された混合種類の幾つかの粉末が生じる。コーティングの厚さは、粒子の表面積及び希釈剤に溶解したPMMA又はエチルセルロースの濃度から評価することができる。

更に、PMMA又はエチルセルロースコーティングは望ましい有機過酸化物化学物質の幾つかを含むことができる。これらの化学物質は液体形態で加えることができ、ジャーに入れてボールミル内アセトン中でロール処理することができる。溶媒を乾燥する際に、PMMA又はエチルセルロースコーティングに図11Dに描かれている有機過酸化物化学物質がドープされる。一例として過酸化ジクミルを先の表で1質量%加えることができる。

粒子を完全に分散させないと、図11Eに描かれているように蛍光体の凝集体がPMMA樹脂で被覆される。

更に、異なる種類の蛍光体を使用すると、種々の蛍光体の凝集体を、図12Aに描かれているようにPMMAを用いて被覆する、又は図12Bに描かれているように過酸化物化学物質で被覆しこれを付与することができる。使用するPMMAの分子量は変えることができ、その選択は当業者の技能の範囲内である。

混合物中の質量パーセントで蛍光体1g当たり0.03gを超える十分高いレベル加えることによって、コーティングはもはや個々の粒子が被覆された不連続な相を形成しない；しかし、むしろ、粒子はネッキングし横方向に接続し始め、最後にはフィルムを形成する。5質量パーセント以上の割合で、粒子のネッキングはフィルムの形成を可能にする。フィルムは、スラリーを採取し、ドローナイフを用いることによって得られる。図13Aに示されているように1ミル〜8ミルのナイフを用いてコンフォーマブルフィルムを作ることができ、図13Bの俯瞰図に描かれているような蛍光体被覆コンフォーマブルフィルムが提供される。ダイカッターを用いて、図13Cに示されているような蛍光体をロードしたコンフォーマブルフィルムから切り出される様々な幾何学的形状を得ることができる。得られるコンフォーマブルフィルム、又はそのダイカット形状は、引き伸ばしに適応させ、図13Dに示されているように複雑な境界面に沿ってその形状を維持することができる。

更に、フィルムの製造は、キャストする前に混合物中に可塑剤を用いて行うことができる。約2%〜5質量%が望ましい範囲である。室温を超える沸点温度を有する可塑剤はフィルム内に埋め込まれたままであり、フィルムの表面は粘着性になる。これは、接着される２つの物体間にフィルムを使用する場合望ましい。適切な可塑剤の例としてはトリプロピレングリコールがある。少量のトリプロピレングリコールをフィルムに添加し(およそ2質量%の固形分)、そのフィルムを２つの物体の境界面に配置すると、物体間の良好な物質輸送が可能になり、付着が促進される。過剰のトリプロピレングリコールは接着を妨げる。

MV対KVビーム
本発明の更なる実施形態は、物品に含有されている複数の物体をその物体間の境界面で剥離するための方法であって、物体が中間層を介して境界面で接合されており、中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分であるエネルギーを放射線源から印加する工程；及び、２つの物体を互いに分離する工程を含む、方法を提供する。この特定の実施形態において、中間層は物体を一緒に接合するのに使用された接着剤層であり、接着剤層は1種又は複数の硬化性モノマー及び1種又は複数のエネルギー調節剤を含む硬化性接着剤組成物から形成されている。接着剤層は印加エネルギーを硬化性接着剤組成物に印加することによって形成され、1種又は複数のエネルギー調節剤は、印加エネルギーを、1種又は複数のモノマーの重合を開始させ、従って硬化性接着剤組成物の硬化を引き起こす開始エネルギーに変換する。好ましい実施形態において、印加エネルギーは第1のイオン化放射線であり、より好ましくはX線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択され、最も好ましくはX線である。更に好ましい実施形態において、硬化性接着剤層を硬化させるための印加エネルギーとして使用されるX線は1kV〜250kVのエネルギーを有する。

この実施形態の剥離部分において、1種又は複数のエネルギー調節剤は、外部から印加されたエネルギーを、先に形成された接着剤層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーに変換するのに使用される。好ましい実施形態において、外部から印加されたエネルギーは第2のイオン化放射線であり、より好ましくはX線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択され、最も好ましくはX線である。更に好ましい実施形態において、この実施形態の剥離部分に使用される第2のイオン化放射線は1MV以上のエネルギーを有し、より好ましくは1MV以上のエネルギーを有するX線である。

或いは、硬化するのに低いエネルギー(kV程度)及び解重合するのに高いエネルギー(MV程度)を使用する代わりに、硬化するのに低い線量及び/又はより低い線量率のエネルギーを、解重合を引き起こすのにより高い線量及び/又はより高い線量率を使用することも可能である。

開始エネルギー
KV対MV対E-ビーム
下記リストは電磁スペクトルの様々な領域のおよその波長、周波数、及びエネルギー限界である。

図14に示されているように、開始エネルギー源からの放射線の形態の開始エネルギーは媒体全体に浸透した。開始エネルギー源は外部のエネルギー源又は少なくとも一部が媒体内に位置するエネルギー源であることができる。活性化可能な作用物質及び/又はエネルギー調節剤は、印加エネルギー又はエネルギー調節剤から放出されたエネルギーを増強して直接又は間接的に媒体内に変化を生じさせるプラズモン作用物質(plasmonics agent)を含み得る。

様々な実施形態において、開始エネルギー源は正確に校正された放射線ビームを予め選択された座標に送達するように少なくともkVイメージガイドコンピューター制御能を備えた線形加速器であり得る。かかる線形加速器の1つの例はSMARTBEAM(商標)IMRT(強度変調放射線療法)系(Varian Medical Systems, Inc.社、Palo Alto、California製)又はVarian OBI技術(OBIは「オンボード造影」を意味し、多くの市販モデルのVarian機に見られる)である。他の実施形態において、開始エネルギー源は、X線機器又は非医学的なX線機器の市販の部品であり得る。10〜150keVのX線を生成するX線機器は市場で容易に入手可能である。例えば、General Electric DEFINIUMシリーズ又はSiemens MULTIXシリーズは医療産業用に設計された典型的なX線機器の２つの非限定的な例であり、一方Smith Detection社製のEAGLE PACKシリーズは非医学的なX線機器の一例である。別の適切な市販のデバイスはSiemens Medical Solutions社のSIEMENS DEFINITION FLASH(CT系)である。かくして、本発明は、市販のX線装置と併せて用いたときその所望の機能を遂行することができる。

本発明の別の実施形態によると、エネルギー調節剤は流体媒体(例えば、液体又は他の流体様媒体)の近くに配置し、容器の内部に保持することができる。容器は放射線に「透過性の」物質から作製することができる。例えば、プラスチック、石英、ガラス、又はアルミニウム容器はX線に対して十分透過性であるが、プラスチック又は石英又はガラス容器はマイクロ波又はラジオ周波数の光に対して透過性である。エネルギー調節剤は媒体全体に均一に分散させることができるか、又は媒体の異なった部分に隔離しても、又は更にカプセル化構造により媒体から物理的に分離してもよい。供給により媒体を容器に提供する。

図15は、媒体内でのX線散乱事象及びエネルギー調節剤との相互作用を描いた概略図である。一実施形態において、X線及びエネルギー調節剤の媒体との相互作用により生じる効果は、まだ確かでない経路によって起こり、内部で生成した光(IR、可視、及び/又はUV)は、単独で又はX線曝露と組み合わせて媒体内の又はエネルギー調節剤自体への化学反応を起こさせる。これらの経路は、媒体内部でのフリーラジカルの発生による影響を受け得る。代わりに、又は加えて、これらの経路は媒体内部でのイオン化種の発生による影響を受け得る。これらの経路は塩の解離を含み、次いで望ましい化学反応を創出する。これらの経路は媒体内部でのX線の散乱による影響を受け得る。これらの経路は媒体内部で放出及び再放出光の発生による影響を受け得る。これらの経路はこれらの要因の組合せであり得る。

更に、これらの経路は、媒体で変化を生じさせる一重項酸素及び/又はオゾンのその場での発生を含み得る。例えば、光活性化可能な作用物質は、照射、共鳴エネルギー伝達、励起子移動、イオン交換、フリーラジカル、電子注入、又は「活性化された」作用物質が予め決定された所望の変化を生じることができる化学反応等の機構によって刺激され得る。

別の実施形態において、エネルギー調節剤(又は化学的に反応性の作用物質若しくはプラズモン作用物質)のクラスターは局所部位に提供され得、この局所部位では、X線曝露又は内部で生成した光がクラスターをばらばらにして、局所部位での処理により有用であるか又はクラスターが存在していた近くの媒体に局所変化を生じさせるのにより有用である形態にする。

分解をより容易にすることができる蛍光体上のコーティング
ある種の蛍光体コーティングは初期硬化に関与し、コーティングの破壊によって架橋を破壊することができる。例えば、適用した放射線による分解を受け易いコーティングを使用することで、適用した放射線の1つの波長(これはコーティングには影響を及ぼさない)により硬化し、蛍光体コーティングの破壊を引き起こす異なる放射線の適用により剥離又は脱構築し、従って先に硬化した物質を脆弱性にすることができる組成物を得ることができる。

本発明は、限定されることはないが、以下の実施形態を含む：

実施形態1. 物品内に含有されている複数の物体をその物体間の境界面で剥離するための方法であって、物体が中間層を介して境界面で接合されており：
中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分であるエネルギーを放射線源から印加する工程；及び
２つの物体を互いに分離する工程
を含む、方法。

実施形態2. 放射線源がX線、e-ビーム又はUV放射線源である、実施形態1の方法。

実施形態3. 放射線源が中間層内に含有されている1種又は複数のエネルギー調節剤であり、1種又は複数のエネルギー調節剤が外部から印加されたエネルギーを中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーに変換する、実施形態1又は2の方法。

実施形態4. 外部から印加されたエネルギーがイオン化放射線である、実施形態3の方法。

実施形態5. イオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択されるメンバーである、実施形態4の方法。

実施形態6. イオン化放射線がX線であり、エネルギー調節剤がイオン化放射線を中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なUVエネルギーに変換する、実施形態3又は4の方法。

実施形態7. X線が1MV以上のエネルギーを有する、実施形態6の方法。

実施形態8. 中間層が物体を一緒に接合するのに使用された接着剤層であり、接着剤層が1種又は複数の硬化性モノマー及び1種又は複数のエネルギー調節剤を含む硬化性接着剤組成物から形成されている、実施形態1〜7のいずれか一つの方法。

実施形態9. 接着剤層が印加エネルギーを硬化性接着剤組成物に印加することによって形成されており、それにより1種又は複数のエネルギー調節剤が印加エネルギーを1種又は複数のモノマーの重合を開始する開始エネルギーに変換し、従って硬化性接着剤組成物の硬化を引き起こす、実施形態8の方法。

実施形態10. 印加エネルギーが第1のイオン化放射線である、実施形態9の方法。

実施形態11. イオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択される少なくとも1つのメンバーである、実施形態10の方法。

実施形態12. 第1のイオン化放射線がX線である、実施形態10又は11の方法。

実施形態13. 第1のイオン化放射線のX線が1kV〜200kVのエネルギーを有する、実施形態9〜11のいずれか一つの方法。

実施形態14. 放射線源が接着剤層内に含有されている1種又は複数のエネルギー調節剤であり、1種又は複数のエネルギー調節剤が外部から印加されたエネルギーを接着剤層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーに変換する、実施形態9〜12のいずれか一つの方法。

実施形態15. 外部から印加されたエネルギーが第2のイオン化放射線である、実施形態14の方法。

実施形態16. 第2のイオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択されるメンバーである、実施形態15の方法。

実施形態17. 第2のイオン化放射線がX線であり、1種又は複数のエネルギー調節剤が第2のイオン化放射線を接着剤層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なUVエネルギーに変換する、実施形態15又は16の方法。

実施形態18. 第2のイオン化放射線のX線が1MV以上のエネルギーを有する、実施形態15〜17のいずれか一つの方法。

実施形態19. 中間層が、物体の少なくとも1つと物体間の更なる付着層との間の境界面における少なくとも1つのプライマー層である、実施形態1〜18のいずれか一つの方法。

実施形態20. 放射線源が少なくとも1つのプライマー層内に含有されている1種又は複数のエネルギー調節剤であり、1種又は複数のエネルギー調節剤が外部から印加されたエネルギーを少なくとも1つのプライマー層内、又は少なくとも1つのプライマー層と更なる付着層との間の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーに変換する、実施形態19の方法。

実施形態21. 外部から印加されたエネルギーがイオン化放射線である、実施形態20の方法。

実施形態22. イオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択されるメンバーである、実施形態20又は21の方法。

実施形態23. イオン化放射線がX線であり、1種又は複数のエネルギー調節剤がイオン化放射線を少なくとも1つのプライマー層内、又は少なくとも1つのプライマー層と更なる付着層との間の結合の破壊を引き起こすのに十分なUVエネルギーに変換する、実施形態21又は22の方法。

実施形態24. X線が1MV以上のエネルギーを有する、実施形態22又は23の方法。

実施形態25. 少なくとも1つのプライマー層がそれぞれの物体及び更なる付着層との境界面においてそれぞれの物体上のプライマー層(複数)を含む、実施形態19〜24のいずれか一つの方法。

実施形態26. エネルギーを印加する工程が、媒体及び酸化合物を含む化学的消化浴に物品を浸漬しながら行われる、実施形態1〜25のいずれか一つの方法。

実施形態27. エネルギーを印加する工程が、物品を室温〜200℃の温度に加熱しながら行われる、実施形態1〜26のいずれか一つの方法。

実施形態28. 浸漬した物品も室温〜200℃の温度に加熱する、実施形態26の方法。

実施形態29. 物品が複数の層を有する積層複合物品であり、少なくとも1つのプライマー層が複数のプライマー層であり、前記複数のプライマー層の1つが積層複合物品内の複数の層の各対間に位置する、実施形態19の方法。

実施形態30. ポリマー及び1種又は複数のエネルギー調節剤を含むポリマー物品の分解方法であって、印加エネルギーをポリマー物品に印加する工程を含み、1種又は複数のエネルギー調節剤が印加エネルギーをポリマー内の結合破壊を引き起こすのに十分な放出エネルギーに変換する、方法。

実施形態31. ポリマー物品がゴム物品である、実施形態30の方法。

実施形態32. ゴム物品がタイヤである、実施形態31の方法。

実施形態33. ゴム物品が既に加硫されている、実施形態31又は32の方法。

実施形態34. タイヤが既に加硫されている、実施形態32又は33の方法。

実施形態35. ポリマー物品が基材上の層又はフィルムの形態であり、層又はフィルムの分解が基材上に感圧接着剤層を創出する、実施形態30〜34のいずれか一つの方法。

明らかに、上記教示に照らして本発明の数多くの修正及び変化が可能である。従って、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明は殊に本明細書に記載したもの以外に実施することができるものと理解されたい。

10 パートA
11 パートA'
20 パートB
31 接着剤
32 接着剤
33 接着剤
34 接着剤
40 市販の接着剤
41 市販接着剤層
42 市販接着剤層
50 特殊プライマー層
51 特殊プライマー層
52 特殊プライマー層
53 特殊プライマー層
60 酸洗浄浴

Claims (35)

1. 物品内に含有されている複数の物体をその物体間の境界面で剥離するための方法であって、物体が中間層を介して境界面で接合されており、
   中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分であるエネルギーを放射線源から印加する工程；及び
   ２つの物体を互いに分離する工程
   を含む、方法。
2. 放射線源が、X線、e-ビーム又はUV放射線源である、請求項1に記載の方法。
3. 放射線源が、中間層内に含有されている1種又は複数のエネルギー調節剤であり、
   1種又は複数のエネルギー調節剤が、外部から印加されたエネルギーを、中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーに変換する、請求項1に記載の方法。
4. 外部から印加されたエネルギーが、イオン化放射線である、請求項3に記載の方法。
5. イオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
6. イオン化放射線が、X線であり、
   エネルギー調節剤が、イオン化放射線を、中間層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なUVエネルギーに変換する、請求項4に記載の方法。
7. X線が、1MV以上のエネルギーを有する、請求項6に記載の方法。
8. 中間層が、複数の物体を一緒に接合するのに使用される接着剤層であり、
   接着剤層が、1種又は複数の硬化性モノマー及び1種又は複数のエネルギー調節剤を含む硬化性接着剤組成物から形成されている、請求項1に記載の方法。
9. 接着剤層が、印加エネルギーを硬化性接着剤組成物に印加することによって形成され、
   それにより1種又は複数のエネルギー調節剤が、印加エネルギーを、1種又は複数のモノマーの重合を開始する開始エネルギーに変換し、硬化性接着剤組成物の硬化を引き起こす、請求項8に記載の方法。
10. 印加エネルギーが、第1のイオン化放射線である、請求項9に記載の方法。
11. イオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項10に記載の方法。
12. 第1のイオン化放射線が、X線である、請求項9に記載の方法。
13. 第1のイオン化放射線のX線が、1kV〜200kVのエネルギーを有する、請求項9に記載の方法。
14. 放射線源が、接着剤層内に含有されている1種又は複数のエネルギー調節剤であり、
    1種又は複数のエネルギー調節剤が、外部から印加されたエネルギーを、接着剤層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーに変換する、請求項9に記載の方法。
15. 外部から印加されたエネルギーが、第2のイオン化放射線である、請求項14に記載の方法。
16. 第2のイオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択される、請求項15に記載の方法。
17. 第2のイオン化放射線が、X線であり、
    1種又は複数のエネルギー調節剤が、第2のイオン化放射線を、接着剤層内の結合の破壊を引き起こすのに十分なUVエネルギーに変換する、請求項15に記載の方法。
18. 第2のイオン化放射線のX線が、1MV以上のエネルギーを有する、請求項17に記載の方法。
19. 中間層が、複数の物体の少なくとも1つと、複数の物体の間の更なる付着層との間の境界面における少なくとも1つのプライマー層である、請求項1に記載の方法。
20. 放射線源が、少なくとも1つのプライマー層内に含有されている1種又は複数のエネルギー調節剤であり、
    1種又は複数のエネルギー調節剤が、外部から印加されたエネルギーを、少なくとも1つのプライマー層内、又は少なくとも1つのプライマー層と更なる付着層との間の結合の破壊を引き起こすのに十分なエネルギーに変換する、請求項19に記載の方法。
21. 外部から印加されたエネルギーが、イオン化放射線である、請求項20に記載の方法。
22. イオン化放射線が、X線、ガンマ線、及び電子ビームからなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
23. イオン化放射線が、X線であり、
    1種又は複数のエネルギー調節剤が、イオン化放射線を、少なくとも1つのプライマー層内、又は少なくとも1つのプライマー層と更なる付着層との間の結合の破壊を引き起こすのに十分なUVエネルギーに変換する、請求項21に記載の方法。
24. X線が、1MV以上のエネルギーを有する、請求項23に記載の方法。
25. 少なくとも1つのプライマー層が、複数の物体のそれぞれと更なる付着層との境界面における、それぞれの物体上のプライマー層(複数)を含む、請求項19に記載の方法。
26. エネルギーを印加する工程が、媒体及び酸化合物を含む化学的消化浴に物品を浸漬しながら行われる、請求項1に記載の方法。
27. エネルギーを印加する工程が、物品を室温〜200℃の温度に加熱しながら行われる、請求項1に記載の方法。
28. 浸漬した物品も、室温〜200℃の温度に加熱される、請求項26に記載の方法。
29. 物品が、複数の層を有する積層複合物品であり、
    少なくとも1つのプライマー層が、複数のプライマー層であり、
    前記複数のプライマー層の1つが、積層複合物品内の複数の層の各対の間に位置する、請求項19に記載の方法。
30. ポリマー及び1種又は複数のエネルギー調節剤を含むポリマー物品の分解方法であって、
    印加エネルギーをポリマー物品に印加する工程を含み、
    1種又は複数のエネルギー調節剤が、印加エネルギーを、ポリマー内の結合破壊を引き起こすのに十分な放出エネルギーに変換する、方法。
31. ポリマー物品がゴム物品である、請求項30に記載の方法。
32. ゴム物品がタイヤである、請求項31に記載の方法。
33. ゴム物品が既に加硫されている、請求項31に記載の方法。
34. タイヤが既に加硫されている、請求項32に記載の方法。
35. ポリマー物品が、基材上の層又はフィルムの形態であり、
    層又はフィルムの分解が、基材上に感圧接着剤層を創出する、請求項30に記載の方法。