●瞬間接着剤「アロンアルフア」開発の最前線
製品研究所第四研究グループ 佐藤三善

1 技術に支えられた世界の「アロンアルフア」

ここで、瞬間接着剤の一般的な長短所と当研究グループの当社の代表製品であるシアノアクリレート系瞬間接着剤歴史的な研究開発との関係について簡単に説明しておく。な「アロンアルフア」は1963年に工業用として市場に送りだされお、瞬間接着剤は以下のような配合により品質や機能が調整

1）てから34年という長寿命の製品である 。ＴＶコマーシャルでされているが 3）、研究開発においては主に各種添加剤の配合技おなじみの一般家庭用の製品「ボンドアロンアルフア」を発売

術がキーポイントとなっている。

してからも26年という長い年月が経過している。この接着剤《配合成分》の魔法のごとき瞬間接着性は今日もなお多くの人に驚きを与（1）2-シアノアクリル酸エステル

えているが、一般の家庭から諸産業に至るまで様々な場面で（2）アニオン重合禁止剤

実に多くの人に使用されている。ちなみに、瞬間接着剤の国（3）ラジカル重合禁止剤

内生産量は1986年の620tから1238tとこの10年間でほぼ倍増と（4）増粘剤いう伸びである。一方、米国でも「Krazy Glue」という商標で（5）可塑剤

まさにCrazyな接着剤として長年愛されてきた。いまや日本、（6）その他の改質添加剤

米国を含む世界各地で当社製の瞬間接着剤が発売され、多く表１の人々に愛用されているのである。

長

当社は1994年に米国オハイオ州コロンバスに工場を設立、瞬間接着剤の一般的な長短所

さらに1996年にはアジアの生産拠点として中国珠海に工場を設立した。瞬間接着剤「アロンアルフア」を世界中のより多くの人々に使っていただきたいという願いからである。このよう

短所

１．瞬間接着・高速量産接着
２．常温硬化
３．一液無触媒硬化
４．各種材料・異種材料の接着が可能
５．低粘度で浸透接着が可能
６．無色透明で仕上がりが良好
７．使用量が少なくてよい所

１．耐衝撃性が低い
２．耐熱性が低い
３．柔軟性が無い
４．木材、非極性樹脂等の接着が困難
５．充填接着には不向き６．臭気があり接着周辺部が白化する
７．保管に注意を要する
８．皮膚をよく接着するな国際的な市場展開を支える研究開発の拠点が名古屋総合研究所の当研究グループである。当研究グループでは世界中の人々に高品質で使いやすい瞬間接着剤や新しい機能を持ち新《製品》

しい使い方ができる瞬間接着剤を提供することを目指して①耐衝撃性・耐熱性タイプ

2）

日々新しい技術と製品の開発に努めている 。

瞬間接着剤が硬化収縮して応力緩和性に乏しい硬い樹脂に当研究グループから世界に送り出された新しい瞬間接着剤なるために発生する耐衝撃性、耐熱性の欠如という基本的なの製品は枚挙にいとまが無いが、特に代表的なものを挙げれ短所を克服するために開発された製品である。これは特定のば耐衝撃性・耐熱性タイプ、木工用タイプ、ポリオレフィン酸あるいは酸無水物が金属の界面接着力を高め耐衝撃性、耐樹脂用のプライマー、ゼリー状タイプなどがある。本稿では瞬熱性を高めることを見いだしてなされたものである。これらの間接着剤「アロンアルフア」開発の最前線として当研究グル

添加剤のごく僅かな量の配合により、瞬間接着性という特性ープにおける最近の研究開発成果を紹介し、世界の「アロンを損なうことなく耐衝撃性、耐熱性に優れたものが得られるアルフア」を生み出す研究開発拠点としての役割と今後の展のであり、エラストマーによる変性技術と共に準構造用タイプ

望を概説する。

4）の重要な要素技術となっている。

②木工用タイプ
瞬間接着剤は多くの材料を接着できるという長所を有する

2 不可能を可能にするあくなき挑戦

が、木材に関しては表面が酸性でかつ多孔質であるがために先述したかつての代表的な開発製品は瞬間接着剤が抱える一液では接着することが難しいという問題点を有している。木問題点の克服に取り組んだ成果である。最近の主な研究開発

工用タイプはこの問題点をポリエーテル化合物などの潜在性には指難接着性タイプ、柔軟性タイプ、超速硬化タイプなど硬化促進剤の配合により解決して得られたものである。

があるが、これらもまた瞬間接着剤の問題点を克服し、長年この発見は木材のみならず、すべての材料でその瞬間接着の課題を解決すべく取り組んだものである。
「アロンアルフア」性を大幅に向上させるに至り、瞬間接着剤の利便性を一気にを世に送り出してから34年とはいえ、いまだに要求は尽きるこ拡大した革新的な技術であった5）。

とがないのである。

東亞合成研究年報

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TREND 1998 創刊号

③ポリオレフィン樹脂用プライマー

特定の化合物の配合による指難接着性の発現機構は判明して非極性で表面水分が少なく、また、2-シアノアクリル酸エス

いないが、皮脂と配合したエステルとの親和性が関係しているテルとの親和性が低いポリオレフィン樹脂を瞬間接着剤で接ものと考えている。

着できるようにしたものであり、木工用と同様に長所の陰の問

この技術を応用した世界初の指難接着性瞬間接着剤である題点を克服したものである。特定の有機金属錯体を含むプラ「ボンドアロンアルフアハンディライト」及び米国の「Skin

イマーでポリオレフィン樹脂を表面処理することにより、硬化Guardシリーズ」は共に好評を得ている。特にハンディライト

促進とともにカップリング機能が働き、材料破壊するほどに接は一滴ボタン付きの新容器を採用し、中身とともに安全性の6）

着力が向上するのである 。

向上を図った製品であり、その使い勝手に対する評価が高い。

④ゼリー状タイプ

今後、一般家庭で用いられる瞬間接着剤の大部分が指難接着

通常の瞬間接着剤は低粘度であるがゆえに塗れ性、浸透性性タイプに置き換わることも夢ではないと思われる。に優れるが、充填接着用としては不向きであった。これを改良するものとして特定の疎水性シリカが見いだされ、この配合により安定性のよいゼリー状タイプ4）が得られ充填接着も可能になった。ゼリー状タイプの出現により瞬間接着剤の使い方が大きく変わり、のりと同じ感覚で気楽に使う人が増えたものと思われる。
瞬間接着剤「アロンアルフア」の開発はこのようにその短所を克服し、長所をさらに拡大することを目指して取り組まれてきた。これらはいずれも従来の常識からは困難とみられていた技術を完成したものであり、極めて先進的な開発であった。先ボンドアロンアルファハンディライトとSkin Guardシリーズに挙げた最近の研究開発もまた同様である。以下にこれらの研究開発、不可能を可能にするあくなき挑戦について解説する。

3 指難接着性タイプ

4 柔軟性タイプ

瞬間接着剤の最大の長所はその瞬間接着性にあるが、その瞬間接着剤が硬化後に柔らかかったら、という要求は多く反面、接着に失敗し誤って指を接着してしまうという危険性の場面で望まれていた。当研究グループは古くからこの課題にがある。そのため、瞬間接着剤は怖くて使いたくないという人取り組んできたが、柔軟性と瞬間接着性や接着強さ、接着耐も多かった。このような問題点を克服する方法として容器の久性など接着性との両立が困難であった。

改良やはがし液の開発も行われているが、当研究グループでは

当研究グループは最近、ようやくこの困難な課題に対する接着剤そのものの改良でこの問題点を克服できないか、指な答え、すなわち、2-シアノアクリル酸エステルに特定の反応性

どの皮膚は接着しにくいが他のものはよく接着するようにでき可塑剤を配合したものが柔軟性と接着性とを両立できる瞬間ないかという矛盾に満ちた課題に取り組むことにした。

接着剤となることを見いだした。表3に新しい柔軟化技術と従当研究グループでは皮膚の三大特性、すなわち、ｐＨ、皮来技術との比較を示した。従来技術ではゴムの接着において脂量、水分量に着目しながら接着剤組成の探索を進めた。そ耐湿熱性が著しく低下してしまうが、反応性可塑剤により柔の結果、特定のエステルを配合することにより上記の課題を軟性を付与した場合は高い耐湿熱性が得られている。

達成することができたのである。表2には指難接着性タイプと表３従来品の接着試験結果を示した。
表２接着

新しい柔軟性タイプと従来品の接着試験結果

剤 硬度
ショアＤ

接

着

クロロプレン引張りせん断接着強さ (N/mm２)

指難接着性タイプと従来品の接着試験結果剤

指難接着性タイプ
従来品（汎用タイプ）
従来品（木工用タイプ）

初期

70℃95%RH×72hr

指のセットタイム（秒）セットタイム（秒）柔軟性タイプⅠ

１６

材料破壊（0.8）

０．５

Ａ男

Ｂ男

Ｃ男

Ｄ女

硬質塩ビ

バルサ

柔軟性タイプⅡ

３５

材料破壊（0.8）

０．６>60>60>60>6037

従来の柔軟性タイプ

３４０．４

従来品（汎用タイプ）

８８

材料破壊（0.8）<1<1<1<110>60<1<1<1<137東亞合成研究年報

25TREND 1998 創刊号

剥離０．３特定の反応性可塑剤を配合した場合に接着強さが維持され、クリル酸エステル重合体の分子量が高くなることが確認され接着耐久性が向上するのは、反応性可塑剤と2-シアノアクリており、これにより接着強さが向上するものと推定される。高ル酸エステル重合体との凝集力、反応性可塑剤の部分架橋に純度化によりアニオン重合を阻害する酸性不純物などが低減よる効果と推定している。

され、高分子量の重合体が生成するのである。また、超速硬7）化タイプはこのような高い硬化性を有するため、クリアランス

この技術の応用により開発した「#900Pシリーズ」 は柔軟が大きな部分での接着にも有用である。

性を有するという特徴から特にゴム材料が多く使用される自動車分野や電気部品分野で高い評価を得ている。また、柔軟性タ

超速硬化タイプの「Ｚシリーズ」は自動車分野など高速のイプの用途としてつり具用に着目し、1997年1月に「アロンア瞬間接着が要求されている分野、瞬間接着剤の適用が困難でルフアソフト瞬間」を発売した。柔軟性により応力集中が避けあった紙加工分野などでの評価が高い。今後、このような優られるため、仕掛けの補強効果が高いという特徴がある。

れた瞬間接着性を有する超速硬化タイプを一般家庭用に広げていきたいと考えている。

5 超速硬化タイプ
6 新規モノマーによる技術革新への期待

瞬間接着剤の長所の第一は瞬間接着性であるが、その長所にさらに磨きをかけたのが超速硬化タイプである。瞬間接着剤

瞬間接着剤の短所を克服するとともに新しい用途を提案し、とはいえ苦手な材料は多くある。その一つとして木材があり、新たな市場を創出していくためには配合技術だけでは限界がその問題点を克服するために木工用タイプが開発されたことあり、新規モノマーに期待されるところが大きい。当研究グルは先述した。しかし、この技術をもってしても多孔質材料や非ープでは無臭無白化や耐熱性などの新しい機能を求めて新規極性樹脂などの一部の樹脂では依然として瞬間接着性に乏しモノマーの探索を続けてきている。 新規モノマーの探索としかった。当研究グループは2-シアノアクリル酸エステルをよりては実験的に合成し評価するのが基本ではあるが、分子軌道法高純度化することにより瞬間接着性が著しく向上することをを利用した分子設計も効果的である。分子軌道法による種々確認した。高純度化されたモノマーを用いて配合された超速の2-シアノアクリル酸アルキルのアニオン重合性の解析はその硬化タイプでは表4に示したように木材、紙などの多孔質材一端である9）。また、分子軌道法により実際に分子設計された料、軟質塩ビやポリアセタール、EPDMなど瞬間接着性に欠け新規モノマーとしては環状のメチレンマロン酸エステルであるる材料での接着速度が大幅に向上した。図1は瞬間接着力測定

5-メチレン-1，3-ジオキサン-4，6-ジオン誘導体（図2）がある。

機を使用して短時間での立ち上がり接着強さを測定した例でＯ=ある8）。また、接着速度が向上するだけでなく、材料によってＣ−Ｏ／は接着強さの向上も確認された。接着時に生成する2-シアノア
表４ＣＨ２＝Ｃ

超速硬化タイプと従来品の接着試験結果

Ｒ１＼ ／Ｃ＼／ ＼Ｒ２=

Ｃ−Ｏ

接着試験項目
セットタイム（秒）超速硬化（#221Z）

来

１０５５５１０６０
１５２０１５３０

材料破壊（０．９）
２．５０．５２．０

軟質塩ビ
ポリアセタール
木材（カバ）
酸性紙
硬質塩ビ（ｸﾘｱﾗﾝｽ80μm）

接 着 強 さ 軟質塩ビ
（N/mm２） ポリアセタール

従Ｏ品

図2 環状のメチレンマロン酸エステル

これは非環状のメチレンマロン酸エステルとは異なり2-シアノアクリル酸エステルと同等以上のアニオン重合性を有することが推定されており、新しい瞬間接着剤原料として興味深い。
実用化には至っていないが、このような分子設計の試みにより、全く新しい機能を有する瞬間接着剤が開発される日もそう遠くではないと思われる。

瞬間接着力測定機

一方、2-シアノアクリル酸エステルの新規モノマーとしては引4張り
接3着強さ2

やはり架橋性のある多官能性モノマーの開発が興味深い。当超速硬化タイプ
従来品

研究グループでは3位がビニル基で置換された2-シアノ-3-ビニ
ルアクリル酸エステルも含めて、多官能性モノマーの合成と応N/mm2︶

1用に挑戦している。図3にこれまでに検討した主な多官能性モノマーを示した。表5の接着試験結果のように多官能性モノマ

001020
圧締時間（秒）3040ーの適用により耐熱性や耐湿熱性など接着耐久性が著しく改善される。

︵図1 ポリアセタールの立ち上がり接着強さ東亞合成研究年報

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ＣＮ

ＣＮ｜｜

引用文献

ＣＨ２＝ＣＣＯ２−（ＣＨ２）１０−Ｏ２ＣＣ＝ＣＨ２

ＣＮ

ＣＨ３

ＣＮ｜｜｜

（Ⅰ）

1)大橋九万雄,伊藤博夫,米沢正次，工業材料,3(1963)．
2)佐藤三善，ＣＭをにぎわしたヒット商品,p.2,化学同人

ＣＨ２＝ＣＣＯ２−（ＣＨＣＨ２Ｏ）３−ＯＣＣ＝ＣＨ２

ＣＮ

ＣＮ｜｜

(1996)．

（Ⅱ）3)接着ハンドブック第3版,p.501,日本接着学会編，日刊工業新聞社(1996)．

ＣＨ２＝ＣＨＣＨ＝ＣＣＯ２−（ＣＨ２）６−Ｏ２ＣＣ＝ＣＨＣＨ＝ＣＨ２ （Ⅲ）4)平岩明彦,佐藤三善，接着の技術,8,44(1989)．

図3 合成した主な多官能性モノマー

表５接着5)木村馨，接着,21,430(1977)．

多官能性モノマー配合品の接着性能剤

6)木村馨,伊藤健治，工業材料,34(3),74(1986)．

鉄引張り接着強さ

クロロプレン引張りせん断接着強さ（N/mm２）（N/mm２）

初 期

120℃加熱下

多官能性モノマー配合品（Ⅱを５％配合）３０１４

材料破壊（0.8）

初期

材料破壊（0.8）

従来品（汎用タイプ）

３０１．２

材料破壊（0.8）

０．３7)安藤裕史,高橋伸，接着の技術,14(4),44(1995)．
8)大橋吉春，第34回日本接着学会年次大会講演要旨集,
207(1996)．

70℃95%RH×72h9)柿下直仁,高橋伸，第32回日本接着学会年次大会講演要旨
集,9(1994)．

また、多官能性モノマーを合成する技術はこれまで縮合・解重合法では合成し得なかった特殊モノマーの合成技術にも通じる。このように、新規モノマーの開発は瞬間接着剤の技術革新にとって非常に重要な役割を果たすであろう。

7 より多くの人々に愛される「アロンアルフア」に瞬間接着剤「アロンアルフア」の愛用者を世界中に広げるため、当研究グループでは今日もなお、不可能を可能にするチ
ャレンジ精神で新しい技術と製品の開発に努めている。超速硬化タイプの開発は瞬間接着性という基本的な長所をさらに伸ばしたものであるが、これをさらに追求していけば接着という界面機能から充填接着や嵌合接着、ポッティングといったバルク機能が要求されるものとなっていくであろう。そのためには瞬間接着性という硬化機能を十分に解析し、デザインすることが重要である。また、バルク機能においては今まで以上に耐衝撃性、柔軟性や無臭無白化といった特徴が要求される。
新規モノマーの分子設計、合成技術とともにそれを生かす配合技術の真価が問われることとなるであろう。今後、このような新しい技術の研究を進め、世界中のより多くの人々に愛される「アロンアルフア」を開発していきたいと考えている。

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