スリーボンド･テクニカルニュース
平成 ８ 年 １ 月 １ 日 発 行

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瞬間接着剤(シアノアクリレート系接着剤)その３
はじめに1957年に世界で初めての瞬間接着剤が発売されてから38年が経過した現在、瞬間接着剤の用途は、工業用接着剤、医療用接着剤、一般家庭用接着剤など多岐にわたっています。このように瞬間接着剤の使用分野が拡大してきた最大の理由として、一液性で常温でほとんどの材料を瞬時に、しかも強固に接着するという、接着剤としての使用上の「簡便さ」があげられます。簡単に使える接着剤ということで、瞬間接着剤に対する需要は多いものの、特に工業分野においては接着性能や接着耐久性の点で採用に至らないケースも多く、より高性能な瞬間接着剤の開発が求められています。
弊社では、瞬間接着剤の欠点であるはく離接着強度、耐衝撃性を改良した商品として、「スリーボンド1731、1733」および「スリーボンド1737、1738」を開発、上市しています。本稿
では、これらの商品開発の背景、経緯と商品の特徴について紹介します。

目次

はじめに
1．ポリマーの性質と強靭化 …………………………………………………………… 2
2．瞬間接着剤の性質と強靭化 ………………………………………………………… 3
3．シアノアクリレート／ゴム系アロイの重合誘導型相分離構造 ………………… 54．第二世代型瞬間接着剤

スリーボンド1731、1733 …………………………… 65．第三世代型瞬間接着剤

スリーボンド1737、1738 …………………………… 76．スリーボンド1700シリーズ………………………………………………………… 811．ポリマーの性質と強靭化

そして、ポリマーにゴム成分を添加してアロイ化されたＷｕ氏は熱可塑性ポリマーの性質を、ポリマー鎖のからポリマーに関して、そのポリマーの強靭化に最適なゴム成

み合い密度υe（mmole/cc）と特性比C∞という2つの分子分の分散形態（モルホロジー）を次のように示しています。

パラメータを用いて、次のように分類できることを報告し(1)ています1)。
(1)

なゴム粒子径が存在する（図2）。

υe≦〜0.15、C∞≧〜7.5は(2)

脆性ポリマー（硬くて脆いポリマー）(2)υe≧〜0.15、C∞≦〜7.5は擬延性ポリマー／ゴム成分からなるアロイでは、最適なゴム粒子壁間距離が存在する（図3）。

(3)

擬延性ポリマー（軟らかいポリマー）(3)

脆性ポリマー／ゴム成分からなるアロイでは、最適中間的ポリマー／ゴム成分からなるアロイでは、特別なゴム相のモルホロジーが必要である。

υe＝〜0.15、C∞＝〜7.5は中間的ポリマー

種々のポリマーをこの分類法に基づいて分類したものを図１に示します。

図1．各種熱可塑性ポリマーの分類2

図2．脆性ポリマーと最適粒子径

図3．擬延性ポリマーと臨界粒子表面間距離2．瞬間接着剤の性質と強靭化
瞬間接着剤の主成分であるシアノアクリレート（シアノアクリル酸エステル）は、被着材表面に存在する微量の水分と反応し、重合、硬化してシアノアクリレートポリマーとなります。（図4）

図4．シアノアクリレートの硬化

このポリマーは硬くて脆いため、ズレ方向に対するせん断強度は高いものの、はく離や衝撃といった応力に対する強度に劣っています。そこで、市販の瞬間接着剤に最も多く使用されているエチルシアノアクリレートについて、そのポリマーの性質を示す２つの分子パラメータをＷｕ氏の方法2)を用いて計算で求めた結果を図5に示します。
図5．エチルシアノアクリレートポリマーと分子パラメータ値3このように、ポリ（エチルシアノアクリレート）（ＰＥ径の計算結果を図７に示します。

ＣＡ）は、Ｗｕ氏の分類によれば脆性ポリマーと分類され、このようにＷｕ氏の理論に従えば、ＰＥＣＡ／ゴムからゴム成分を添加してＰＥＣＡを強靭化する場合は、最適ななるアロイにおいて、ＰＥＣＡの強靭化に最適なゴム粒子ゴム粒子径が存在すると結論づけられます。脆性ポリマー

径は１μｍ程度と求められました。の中でのＰＥＣＡの位置づけを図６に、また最適ゴム粒子

図6．ＰＥＣＡの脆性度

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図7．ＰＥＣＡのからみ合い密度と最適粒子径

3．シアノアクリレート／ゴム系アロイの重合誘導型相分離構造3.4)

ゴム成分を添加したシアノアクリレートを接着剤として用い、接着剤硬化物中におけるゴム成分の分散状態を透過型電子顕微鏡で観察した結果を図8に示します。
ゴムは硬化物の中央部分に集中して存在しており、直径がサブミクロンから１μｍ程度の球状で分散している様子が観察されました。ゴム成分が硬化物中央部分に偏在する
理由は、前述のようにシアノアクリレート、すなわち瞬間接着剤の硬化が、被着材表面に存在する水分によって始まり、被着材表面から接着剤内部へと進行していくため、ゴム成分は接着剤中央部分に濃縮され、最終的に硬化物中央部分で相分離が起こるためであると説明できます（図9）。

図8．接着剤硬化物中のゴムの分散状態

図9．シアノアクリレートの重合と相分離

以上、ゴムとのアロイ化によるポリマーの強靭化に関する考察や、シアノアクリレートの特異な重合性に基づく相分離構造の解析結果を応用して、はく離接着強さや耐衝撃性に優れる瞬間接着剤を開発しました。

54．第二世代型瞬間接着剤

表に示された性能の他に、ゴムとのアロイ化によって、スリーボンド1731、1733 5.6.7)

スリーボンド1731、1733は、未架橋のゴム成分が主成分であるシアノアクリレートに溶解されており、接着剤の硬化に伴ってゴム成分が相分離を起こす第二世代型の高性能瞬間接着剤です（図10）。その性状と一般特性を表1に示し

耐寒性および熱応力の緩和に基づく耐冷熱サイクル性や耐熱性の向上、さらにエチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）などの難接着材質に対する接着性の改善により、従来の瞬間接着剤では使用することのできなかった準構造用用途への適用が可能となりました。

ます。

図10．第一世代型と第二世代型瞬間接着剤の相構造

表1．スリーボンド1731、1733の性状と一般特性

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5．第三世代型瞬間接着剤型の場合はゴム成分の分散状態が変わってしまいます。すスリーボンド1737、1738 8)

スリーボンド1737、1738は、架橋したゴム粒子が主成分であるシアノアクリレートに分散されており、接着剤の硬化に関わらずゴム成分の相分離構造があらかじめ設計されなわち、硬化速度の変化はゴム成分の分散状態を変化させ、それは性能の変化となって現れます。
また、スリーボンド1737、1738は高チクソ性の半ジェル状およびジェル状瞬間接着剤で、作業性や自動塗布性に優ている第三世代型の高性能瞬間接着剤です（図11）。そのれています。チクソ性が高いということは、容器から接着性状と一般特性を表2に示します。

剤を押し出す場合のように応力が加わっているときの接着第三世代型の特長は、ゴムの分散状態があらかじめ設計剤の粘度と、被着材に塗布された後のように応力が加わっされているため、常に同じ性能が発現できることです。例ていないときの接着剤の粘度の差が大きいということを意

えば、木材などの表面が酸性である被着材の場合、瞬間接味しており、これによって流動性が良好でありながら垂れ着剤の硬化は他の被着材に比べて遅くなるため、第二世代にくいという特長があります。

図11．第三世代型瞬間接着剤の相構造
表2．スリーボンド1737、1738の性状と一般特性

76．スリーボンド1700シリーズ

ピレン、ポリアセタールなどの難接着材質を接着するためスリーボンドの瞬間接着剤と関連商品をご紹介します。のプライマーがあります。

作業性や用途に合わせて性状や性能の異なる商品を取りそ

また、自動塗布装置としては、接着剤を空気圧で押し出ろえています。関連商品としては、硬化した接着剤を取りす方式のコーターＳ−IIと、チュービングポンプ方式のＳ除くための剥離剤、硬化促進剤、ポリエチレン、ポリプロ

ＭＦ−02Ｂがあります。

表3．スリーボンド瞬間接着剤と関連商品《参考文献》
1)Ｓ．Ｗｕ，Polym．Eng．Sci．
，30(13)，753（1990）

8)三国、大澤、春藤、第3回ポリマー材料フォーラム講演要
旨集、139（1994）

2)Ｓ．Ｗｕ，Polym．Eng．Sci．
，32(12)，823（1992）
3)三国、接着の技術、14(1)，33（1994）
4)三国、河原、秋山、Polym．Networks Blends，5(3)，159（1995）
5)三国、高分子、43(7)，473（1994）
6)大澤、三国、新素材、5(7)，30（1994）
7)三国、大澤、平岡、第2回ポリマー材料フォーラム講演要8

旨集、127（1993）

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