平成30年7月1日発行

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瞬間接着剤 新商品紹介
はじめに
瞬間接着剤はその名前に由来するように、秒単位で被着材を固定することが可能な接着剤です。
一液無溶剤型であり常温にて瞬時に接着力を発現し、環境負荷物質を発生させず、環境的な面からも強く支持されています。しかしながら、瞬間接着剤は接着剤としての弱点も少なからず持ち合わせており、その弱点を克服するためにシアノアクリレートモノマー合成法の改良や添加剤配合などの多くの試みが行われてきました。
弊社では、様々な使用環境や条件に対応可能な瞬間接着剤として、弱点の 1 つである白化現象を改善させた商品「ThreeBond7721、ThreeBond7761」を開発、上市しています。
また、近年では瞬間接着剤の用途は多岐に渡っており、医療用途にも応用されています。弊社では、医療機器の生体適合性評価において最も広く用いられている国際規格である ISO10993・生物学的安全性評価に準じた製品も提供しています。そのほとんどが、光硬化性を付与した商品であり、従来の瞬間接着剤の弱点であった表面硬化性、厚膜硬化性が改善されています。
本稿では、低臭・無白化型の瞬間接着剤と医療機器向け光硬化性瞬間接着剤について紹介します。
以下、ThreeBondをTBと略す

目

次はじめに•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14．
光硬化性瞬間接着剤••••••••••••••••••••••••••••••4

1.瞬間接着剤の反応機構••••••••••••••••••••••••••••24-1.医療機器向け光硬化性瞬間接着剤•••••••••4

2.瞬間接着剤の長所および短所••••••••••••••••••••24-2.ThreeBond 3177について•••••••••••••••••••53.低臭・無白化タイプ瞬間接着剤••••••••••••••••••••34-3.ThreeBond 3177の特徴•••••••••••••••••••••63-1．
無白化瞬間接着剤「ThreeBond 7721」•••34-4.各種被着材への接着性•••••••••••••••••••••••73-2．
含浸用瞬間接着剤「ThreeBond 7761」•••3

おわりに•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••83-3．
性状・特性••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31

1.瞬間接着剤の反応機構

で通常はラジカル重合禁止剤が添加されています。

瞬間接着剤の主成分は、α - シアノアクリレートであり分子中にシアノ基、カルボニル基といった強い

2.瞬間接着剤の長所および短所

求電子基を保持しており、分子内における電荷の偏り［ 瞬間接着剤の主な長所 ］が大きく、分子内に極性を有しています。その為、空（1）常温速硬化である

気中の水分などの塩基性成分が求核剤として作用す（2）一液無溶剤型であり、作業性良好ることで、アニオン重合が進行していきます。
（図－1）（3）高せん断接着力を発現

瞬間接着剤が有する瞬間接着性はこのアニオン重（4）広範な材質に接着可能合が極めて鋭敏であり、反応が瞬間的に進行すること（5）硬化接着層は無色透明［ 瞬間接着剤の主な短所 ］に由来しています。

（1）白化現象の発生（2）耐熱性が低い（〜 8 0 ℃）
（3）硬化物が硬く、可撓性が低く、耐衝撃性に劣る（4）耐湿性・耐水性に劣る（5）厚膜硬化性に劣る
瞬間接着剤は速硬化性のみならず、殆どの被着材を強力に接着し、被着材を選ばないことも大きな長所です。その結果として、一般家庭・ 産業・ 医療等において幅広く使用されています。
一方で、α - シアノアクリレートモノマーに種々の図－１ 瞬間接着剤（シアノアクリレート）の反応機構添加剤を加えて変性させてはいますが、それでもなお瞬間接着剤の反応機構は、そのほとんどがこの鋭敏善するために、多くの視 点から研 究がなされており、なアニオン重合に支配されています。熱や光が起因す若干の欠点が残るのが事実です。これらの弱点を改成果が挙げられてきました。

るラジカル重合性は殆ど無視できるほど小さいことから、中でも、瞬間接着剤の主成分であるα - シアノア

保存性を良くする目的で各種の酸性物質が微量添加さクリレートの改良という立場から、エトキシエチル基れています。つまり、被着材同士を張り合わせた場合、を導入することによって弱点の改善や、新しい機能がその被着材表面に吸着している微量の水分（アルカリ付与されました。市販されている瞬 間 接 着 剤のエス成分）などで、この酸性物質が中和され、全体がアルカテル部分はメチル基（−CH 3）あるいはエチル基（−リ域に移行した時 点で硬化が開始します。また、保 存C 2 H 5）です。このエステル部位にエトキシエチル基中には非常に緩やかなスピードでありますが、ラジカル（ −C 2 H 4 OC 2 H 5）を導 入することで、モノマーの蒸重合反応が徐々に進行しており、これを回避する目的

気圧が下がり蒸発しづらくなります。このように分子

図－ 2 白化現象比較イメージ

2

量を大きくすることで白化 現 象を抑えることができま模型用途など多岐分野に渡り利用されています。さらす。また、エステル部 位が長くなったことで、メチルに近年では、3 Dプリンタの積層材料に活用されてき基と比較し柔軟性が付与され、遅延硬化・接着強度ており、型取りする際の高い寸 法 精 度が要 求されまの調整が可能になります（図－ 2）。

す。つまりコーティング剤は薄いほど模型としての精度が高く、且つ十分な硬さ・強度が求められます。

3.低臭・無白化タイプ瞬間接着剤「ThreeBond 7721・ThreeBond 7761」［ 要求性能 ］①造形物の細部までに至る浸透性

前 項の通り、スリーボンドではエトキシエチル基②浸透（硬化）速度の制御を導入したα - シアノアクリレートを使用することによ①造形物の細部までに至る浸透性り、瞬間接着剤特有の刺激臭や白化現象を抑制した
ThreeBond 7 7 2 1、さらに遅延硬化・ 接着強度を調従来の瞬間接着剤のままでは、粘度と表面張力が整したThreeBond 7 7 6 1 を開発しました。

高く造 形 物の最 深部までの浸 透が困 難でした。そこ
で、低表面張力/ 低粘度であり、主成分のシアノアクリレートとの適度な相溶性を持つ機能性付与溶剤を3-1. 無白化瞬間接着剤「ThreeBond 7721」
TB 7721 はエトキシエチル - α - シアノアクリレー添加しました。これにより、硬化性・保存性を低下さトを主 成 分とする速 硬 化タイプの瞬 間 接 着 剤です。

せずに浸透性能を向上させることに成功しました。

エステル部位にエトキシエチル基を導入したことに②浸透（硬化）速度の制御より、モノマーの蒸気圧が下がり蒸発しづらくなるこ

浸 透 速 度を制 御するためには硬 化 速 度の調 整がとで、白化 現 象を抑 制した商 品になります。刺 激 臭重要となります。主に遅延硬化させることで、未硬化がほとんど無く、速硬化性に優れるため、特に木材、部位を最小限にし、積層材料において十分な補強強紙、布、革などの多孔材質、酸性材質の接着に適し度を発現させることが可能となります。この浸透速度ています。

を制御するために、重合反応を調整する配合技術を①瞬時（2 秒～ 3 分以内）に接着します。

用いることで、浸透性を損なわず且つ実用的な強度②特有の刺激臭が少なく、白化現象を抑制。の保持に繋がります。

③速 硬化性に優れるため、種々の材質（多孔材質、酸性物質等）を短時間で接着します。

TB7761は3Dプリンタにて造形された石膏製造形
物への浸透性に優れており、含浸により補強・発色効果を発現します。また主成分であるシアノアクリレート特有の刺激臭がほとんどありません。

3-2. 含浸用瞬間接着剤「ThreeBond 7761」
TB 7761 はエトキシエチル - α - シアノアクリレー
トを主成分とする含浸コーティング用瞬間接着剤で3-3. 性状・特性す。従来、多孔材質は産業界において様々な用途にTTB 7 7 2 1・TB 7 7 6 1 の性状及び基本性能を示し使用されており、中でも石膏は工業製品模型や歯科表－ 1
試験項目ます。
（表－1）

TB7721・TB7761 の基本性状

単位

TB7721

TB7761

試験方法

外観－

淡黄色透明

淡黄色透明

3TS-2100-020

粘度mPa･s

4.8

5.0

3TS-2F00-001

比重－

1.07

1.08

3TS-2500-002

15180

3TS-3140-004

2120

3TS-3140-001

セットタイムFeNBR

sec3また、各種被着材に対する接着力を示します。
（表－2）剤を使用することで白化現象を抑制することが可能です。光硬化性瞬間接着剤は、瞬間接着剤にアニオン種が発生する光開始剤を添加することで、光照射に表－２ 各種被接着に対する接着力
被着材質

よっても硬化する技術を用いています。そのため、表

引張せん断接着強さ（MPa）

面硬化性、厚膜硬化性も改善され、大幅に用途が拡大されています。

TB7721

TB7761

Fe18.416.0

Al12.913.9

SUS

7.712.7

真鍮

10.812.9

Cu

12.413.6

ニッケル

7.513.8

亜鉛クロメート

7.110.5

遮光材質（影部）の接着○○×7.6（※）

6.5（※）

6-ナイロン

2.93.3（※）

はみ出し部 分 の 硬 化×○○

6,6-ナイロン

8.15.3

白化象×○○ノリル

5.51.9

表面性×○

△

ABS

4.1（※）

6.0（※）

仮 固 定 用 治 具

不要

不要

必要

ガラスエポキシ

11.1

9.1

PBT

1.80.2

PET

7.3

6.1

PPO

5.1

3.1

PPS

1.90.6HIPS

3.9（※）

3.5

このような部品では、接着・硬化の信頼性や安全性、

アクリル

6.4（※）

7.4（※）

耐久性が非常に重要になります。

POM

0.80.7NR

0.4（※）

0.3（※）

CR

0.6（※）

0.4

NBR

0.8（※）

0.3

SBR

1.6（※）

0.4

EPDM

0.8（※）

0.7（※）

PC※材料破壊4.‌光硬化性瞬間接着剤

光硬化性瞬間接着剤の特徴を従来の瞬間接着剤、一 般 的な光 硬 化 性 樹脂と比較した結 果を示します。
（表－3）
表－３ 光硬化性瞬間接着剤の特徴
瞬 間 光硬化性 光硬化性接着剤 瞬間接着剤 樹脂

現硬化

現在、医療機器向けの市場に上市している光硬化性瞬間接着剤のラインアップを示します（表－ 4）。
このような光硬化性瞬間接着剤は医療機器分野にも採用されており、注射針、シリンジの組立てといった人体に接触する部品に使用されています。
（図－4）

【点滴筒】

【スワブ検査キット】■コネクタとチューブの接着（TB1773E,TB3177）■軸とスポンジの接着（TB1771M他）

図－４ 医療機器使用用途

4-1. 医療機器向け光硬化性瞬間接着剤
これまで瞬間接着剤の弱点である白化現象を抑制

このような医 療 機 器 使用によって懸 念される潜 在するためにα - シアノアクリレートの改良という点に的な生物学的リスクから人体を守るために、医療機ついて商品を紹介してきました。また、この他にも、光器の総合的評価の一環としてリスクマネジメントに硬 化性と湿 気 硬 化 性を併用した光 硬 化 性 瞬 間 接 着取り組んでおります。弊社では医療機器の製品化に

4表－ 4試験項目

医療用機器向け光硬化性接着剤ラインアップ

被着材単位

TB1771E

TB1771M

TB1773E

外観－

－

淡黄～
淡緑色透明

淡黄～
淡緑色透明

淡黄～
淡緑色透明

粘度

－

mPa･s

22150

222310511.0（※）

10.8（※）

8.9（※）

15.1

17.5

15.9

セットタイム（25℃，50%RH）（湿気硬化の場合）
引張せん断接着強さ

NBR

secFePC

MPaFe

線膨張率
（0℃～100℃）－×10−6/℃

81～1039075～99

ガラス転移温度 Tg－℃

124125123

標準硬化（紫外線硬化）－kJ/m210.0

10.010.0

絶縁破壊電圧－kV/mm

27.0

29.026.0

体積抵抗率

－

Ω・m

5.4×1013

2.9×1013

5.9×1013

表面抵抗率－

Ω

1.2×1013

6.4×1015

5.9×1013

1MHz－

－

3.27

3.30

2.69

1kHz－

－

4.05

3.90

3.34

1MHz－

－

0.0511

0.033

0.05291kHz－－

0.05220.036

0.0534

誘 電 率

誘電正接

あたり、要求されるケースが多い ISO 1 0 9 9 3・ 生物

4-2.ThreeBond 3177 について学的安全性評価に準じた製品を提供しています。こ従来の光硬化型瞬間接着剤よりも耐熱性・耐湿性の評 価は医 療 機 器および材 料の生 体 適 合 性 評 価にを向上させ、ISO 10993・生物学的安全性評価に準おいて最も広く用いられている規格であり、生物学的じたTB3177を紹介します。TB3177はアクリル系光評 価を計 画する際に、適 切な生 体 適 合 性 評 価の段

硬化性接着剤と瞬間接着剤をハイブリッド化した一液階を判断するための枠組みとなります。これらの確認性、無溶剤の光硬化性接着剤になります。瞬間接着項目を示します（表－ 5）。

剤のベースモノマーに架橋成分を添加したことで、硬化時に樹脂間での架橋部位が増加します。それによっ

表－５ ISO10993 の確認項目て、架橋成分が壁を形成し、湿気の進入が非常に遅く

ISO10993（生物学的安全性評価）
確認項目
細胞毒性

感作性○

○

刺激性急性
亜急性
皮内反応 全身毒性 全身毒性○○○

※発熱性、埋没、血液適合性が要求される医療器具への使用は推奨用途対象外としておりますので、ご使用についてはお控えください。
※お客様の製品に本製品を使用する際は、ご自身で用途および目的に適合するか否かを確認・判断してご使用下さい。
また、

薬機法に定める製品販売者または製造者の責任についてはお客様ご自身でご負担下さい。

なり、瞬間接着剤の弱点である耐熱性・耐湿性が補われています。それによりアクリル系光硬化性接着剤の持つ高い耐久性・信頼性と瞬間接着剤の速乾性・汎用性を合わせ持ち、幅広い材質・場面での使用が可能です。200 ～ 450 nmの波長を有する紫外線及び可視光線を照射することにより短時間で硬化します。
そのため、白化現象の抑制が可能となります。

5表－６ TB3177 の性状と特性試験項目

被着材単位

特性値

試験方法

外観－－

淡黄～淡緑色透明

3TS-2100-020

粘度－mPa･s

1200

3TS-2F00-001

比

重－－

1.06

3TS-2500-002

203TS-3140-001

NBR

セ ット タ イ ム（25℃，50%RH）（湿気硬化の場合）

PC

引張せん断接着強さ（25℃,50%RH）
×24h

sec

603TS-3140-004

Fe90NBR0.8（※）

PC5.8（※）

MPa

Fe3TS-4100-011

19.5

引張せん断接着強さ（10kJ/m2）

PC

MPa7.3（※）

標準硬化条件（紫外線硬化の場合）―kJ/m210UV-LED―

2104kW 高圧水銀灯

kJ/m4-3.ThreeBond 3177 の特徴
TB 3177 の性状及び一般特性を示します。
（表－6）
●耐湿性

●耐ヒートサイクル性

それぞれ湿気硬化時（被着材：Al）、光硬化時（被着材：PC）の耐ヒートサイクル性を示します。
（図－それぞれ TB 3 1 7 7 の湿 気 硬 化 時の耐 湿性（ 被 着7、図－8）テストピースはそれぞれ、耐湿性と同様な材：Al）、光硬化時の耐湿性（被着材：PC）を示し方法で作成し、－ 4 0 ℃ 3 0 分～ 1 2 0 ℃ 3 0 分のヒーます。
（図－5、図－6）

トサイクル下にて所定サイクル暴露したものを 2 5 ℃

図－ 5 から、当社従来の瞬間接着剤と比較しても、に戻してから測定した結果です。

格 段に耐 湿 性が向上しています。また、当社 従 来の図－ 7 及び図－ 8 からは、それぞれ格 段に高い耐紫外線硬化性接着剤（湿気硬化付与型）と比較してヒートサイクル性を有しており、当社 従 来 品の瞬 間も、良好な耐湿性能を有しています。

接着剤及び湿気硬化性付与紫外線硬化性接着剤よりも優れていることが分かります。
10TB3177
当社従来品（瞬間接着剤）
1510500250

500750

1000

暴露時間
（ｈ）
25℃ 50%RH、24 時間養生後、85℃ 85%RH の恒温恒湿槽で所定時間暴露し、室温に戻し測定（10mm/min）

図－５ 耐湿性（Al の場合）

6

引張せん断接着強さ（MPa）

引張せん断接着強さ（MPa）

20TB3177
当社従来品（湿気硬化性付与UV樹脂）

864200250500750

1000

暴露時間（ｈ）
4kW 高圧水銀灯 10(kJ/m2）の積算光量で光硬化、25℃ 50%RH の環境下で 24 時間養生、85℃ 85%RH に暴露し測定

図－６ 耐湿性（PC の場合）

10TB3177
当社従来品（瞬間接着剤）

引張せん断接着強さ（MPa）

引張せん断接着強さ（MPa）

25201510500250500750

TB3177
当社従来品（湿気硬化性付与UV樹脂）

8642010000250

サイクル数

図－ 75007501000

サイクル数

図－８ 耐ヒートサイクル性（PC の場合）

耐ヒートサイクル性（Al の場合）す。また、瞬間接着剤を含むため瞬間接着剤用の難4-4. 各種被着材への接着性
金 属 やプ ラスチックなどの 各 種 被 着 材に対する接着剤用接着プライマーであるTB 7 7 9 7 を併用する

TB 3 1 7 7 の接着性を示します。
（表－7）

ことができ、その結果、接着が困難と言われるポリエ

TB 3 1 7 7 にはアクリル系に瞬 間 接 着 剤 がハ イブチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリアセタールリッド化されているため、従 来の紫 外 線 硬 化 性 接 着（POM）を材 料 破 壊レ ベ ルまで接 着することが 可 能剤に比べ特にアルミニウム（Al）や亜 鉛ダ イキャスであり、これは一般的な紫外線硬化性接着剤にはなト（ZnDC）などの 金 属 への 接 着 強 度 が 高くなりまい特筆すべき特徴です。

表－７ TB3177 の各種被着材質への接着性
硬化タイプ

湿気硬化性接着剤TB3177

TB3177

プライマー―

TB7797

当社従来品（湿気硬化性付与型UV樹脂）

PC/AI

7.7（※）―

2.4

PC/SUS10.5（※）―

3.1

PC/ZnDC

7.3
（※）

―

2.8

PC/PBT

1.55.8

4.1

PC/PPS

2.9

4.8

1.4

PC/POM

2.45.9（※）

1.1

PC/PE

0.45.0（※）

0.4

PC/PP

1.06.3（※）

0.87おわりにシアノアクリレート系接着剤は従来の接着剤と異なる多くの優れた特徴を持ち、実用化されてから半世紀以上が経過しています。今日では多くの企業により、多種多様な商品が上市され、様々な需要分野に定着しつつあります。瞬間接着剤の機能性はほとんどがベースモノマーであるシアノアクリレートに大きく左右されますが、その将来性は幅広いと考えられます。長所を活かし、欠点をカバーできるよう改善することが今後の課題であります。
今回紹介致しました商品は、エトキシエチル - α - シアノアクリレートモノマーの特徴を活かし瞬間接着剤の持つ短所である白化現象の抑制を可能にした商品となります。これにより、被着材の白化汚染によって使用が難しかった光学材料や装飾品の接着用途に利用できると考えております。
また、光硬化型瞬間接着剤の使用分野は、電気・電子分野だけでなく、医療機器向けにまで拡充されています。
このような光硬化性と湿気硬化を有する一液性、無溶剤の光硬化性瞬間接着剤は、瞬間接着剤の欠点をカバーし、今後のシアノアクリレート系接着剤の研究ならびに利用面の拡大につながると考えています。
最後に、弊社はこれからも多くのお客様のあらゆるご要望にお応えし、新たな用途、市場の開拓に邁進して参ります。
<参考文献>
1 ）高分子刊行会, 高分子加工・別冊., 7（19）., P.18, 43, 115, 122,（1970）
2 ）三国博之, TECHNICAL NEWS., 34, P.2-3（1991）
3 ）本木督和, TECHNICAL NEWS., 61, P.2-7（2003）
4 ）高分子刊行会, 接着便覧., 24, P.23-24（2005）

株式会社スリーボンド

研究開発本部
開発一部

工材開発課

川本一平

小野田友弘
安重

株式会社スリーボンド

8

東京都八王子市南大沢4-3-3
電話 042(670)5333 ㈹聡