JPH08157776A - 接着剤組成物及び接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 亀裂部や欠損部の補修を目的とした充填補
修およびクリアランスの大きな基材同士の接着に適した
接着剤と接着方法の提供。 【構成】 2-シアノアクリレート、酸性物質、増粘剤
および平均粒径１０〜８０μｍのアルミナから成る接着
剤組成物およびそれを用いた接着方法。 【効果】 硬化後の接着剤の仕上がり状態、接着強
度、硬化後の接着剤の耐汚染性、耐候性等に優れ、さら
には適度な速硬化性を有し接着作業性も良好な接着剤が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック、セラミ
ック、金属、ゴム等の亀裂部や欠損部の補修を目的とし
た充填補修およびクリアランスの大きな基材同士の接着
（充填接着、充填接合とも言われる）において、硬化後
の接着剤の仕上がり状態、接着強度、硬化後の接着剤の
耐汚染性、耐候性等に優れ、さらには適度な速硬化性を
有し接着作業性も良好であるシアノアクリレート系接着
剤組成物に関するものであり、該組成物からなる接着剤
は広い用途に適用可能であり、特に人工大理石、壁面、
美術工芸品等の補修を兼ねた接着に最適な接着剤組成物
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】2-シアノアクリレートを主成分とするシ
アノアクリレート系接着剤は、主成分の2-シアノアクリ
レートが微量の水分および塩基性物質の存在により、容
易にアニオン重合して急速に硬化するという性質を有す
るため、瞬間接着剤として広く各種産業界、医療分野、
レジャー分野（例えば釣具用として）で利用されてお
り、更には一般家庭においても幅広く賞用されている。

【０００３】従来のシアノアクリレート系接着剤は、プ
ラスチック、セラミック、金属、ゴム等の接着において
は優れた接着速度と接着強度を示すが、各種構造物等に
発生した亀裂部や欠損部の補修を目的とした充填補修お
よびクリアランスの大きな基材同士の接着等の充填補修
或いは充填接着においては、硬化速度が遅い為、充填し
た硬化性の組成物が目的部以外に漏洩することにより充
填物の肉痩せや目的部以外を硬化物で汚染したり、未硬
化物にゴミが付着することによる硬化物表面の汚染が生
じたり、硬化不良により十分な接着強度が発現しないと
いう問題を有しているものである。

【０００４】そのため、産業界では亀裂部や欠損部の補
修を目的とした充填補修およびクリアランスの大きな基
材同士の接着等の充填補修或いは充填接着には、主にポ
リエステル系接着剤、およびアクリル系接着剤が用いら
れている。

【０００５】しかし、ポリエステル系接着剤、およびア
クリル系接着剤にも、「硬化速度が遅い為、生産性が悪
い、表面がゴミの付着によって汚染されやすい」、「接
着強度が低いため信頼性に欠ける」等の問題があり、産
業界からはこれらの問題点を解消した生産性、仕上がり
具合、信頼性等に優れ充填接着に適した接着剤組成物の
開発が強く望まれている。

【０００６】以上の様に、プラスチック、セラミック、
金属、ゴム等の亀裂部や欠損部の補修を目的とした充填
補修およびクリアランスの大きな部分の充填接着に関し
て、硬化物の仕上がり状態、接着強度、接着硬化物の耐
汚染性、耐候性、適度な速硬化性が付与され接着作業性
を向上させた充填剤の開発が強く望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特にプラス
チック、セラミック、金属、ゴム等の亀裂部や欠損部の
補修を目的とした充填硬化およびクリアランスの大きな
基材同士の充填接着において、接着剤の硬化後の仕上が
り状態、接着強度、硬化後の接着剤の耐汚染性、耐候性
に優れ、適度な速硬化性を有し、また接着作業性の良好
なシアノアクリレート系接着剤を提供することを課題と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、2-シアノアクリレ
ート、酸性物質、増粘剤および特定のアルミナから成る
組成物を用いたシアノアクリレート系接着剤が上記問題
を解消することを見出し、また接着方法としては、2-シ
アノアクリレート、酸性物質および増粘剤から成る主剤
にアルミナ粉末を接着時に混合して使用する方法が優れ
ていることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明は、2-シアノアクリレート、
酸性物質、増粘剤および平均粒径１０〜８０μｍのアル
ミナから成り、且つ組成物中の５〜４５重量％がアルミ
ナであることを特徴とする接着剤組成物に関するものと
2-シアノアクリレート、酸性物質および増粘剤から成る
主剤にアルミナ粉末を接着時に混合して使用することを
特徴とする接着方法に関するものである。

【００１０】以下に、本発明の接着剤組成物について説
明する。本発明組成物に用いられる2-シアノアクリレー
トとの具体例としては次のようなものが挙げられるが、
これらに限られるものではない。

【００１１】2-シアノアクリル酸のメチル、エチル、n-
プロピル、i-プロピル、プロパギル、n-ブチル、i-ブチ
ル、n-ペンチル、n-ヘキシル、2-エチルヘキシル、n-オ
クチル、n-ノニル、オキソノニル、n-デシル、n-ドデシ
ル、アリル、エチニル、2-ブテニル、シクロヘキシル、
フェニル、フェネチル、テトラヒドロフルフリル、クロ
ロエチル、2,2,2-トリフルオロエチル、ヘキサフルオロ
イソプロピル等のエステルであり、いずれもシアノアク
リレート系瞬間接着剤の主成分として用いられまた検討
されているものである。これらの2-シアノアクリレート
のうち本発明にとり好ましいものは、メチルシアノアク
リレート、エチルシアノアクリレート、n-プロピルシア
ノアクリレート、i-プロピルシアノアクリレート、n-ブ
チルシアノアクリレート、i-ブチルシアノアクリレート
である。

【００１２】本発明に用いられる酸性物質の具体例とし
ては、ＳＯ₂、ＢＦ₃のごとき酸性ガス、メタンスルホン
酸、ヒドロキシプロピルスルホン酸、パラトルエンスル
ホン酸のごときスルホン酸化合物、三フッ化ホウ素エチ
ルエーテル、三フッ化ホウ素フェノール、三フッ化ホウ
素n-ブチルエーテル、酢酸三フッ化ホウ素のごとき三フ
ッ化ホウ素、ポリ燐酸、五酸化燐、アルキル燐酸エステ
ルのごとき燐酸化合物、ピロメリット酸、アコニット
酸、酢酸、カプリン酸のごとき有機酸等が挙げられるが
これらに限られるものではない。本発明に用いられる好
ましい酸性物質としては、ＳＯ₂、メタンスルホン酸、
パラトルエンスルホン酸等が挙げられる。

【００１３】本発明の組成物における酸性物質の配合量
は、目的とする可使時間により異なり、かつ用いる酸性
物質の種類の影響を大きく受けるため、目的および酸性
物質の種類に応じて定めなければならないが、好ましい
配合量は概略値として、2-シアノアクリレートに対して
１０ppm〜５,０００ppm、より好ましくは１０ppm〜５０
０ppmの範囲で配合することであり、この範囲より多い
場合は目的の硬化性を得ること、また少ない場合は目的
の可使時間を得ることが困難になる。

【００１４】増粘剤としては、シアノアクリレートに溶
解し、増粘効果を発現するものであれば、特に限定され
るものではないが、具体的には、ポリメチル（メタ）ア
クリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート、メチル
メタアクリレートとメチルアクリレートの共重合体、メ
チルメタアクリレートとエチルアクリレートの共重合体
のごとき各種（メタ）アクリレートのホモポリマー或い
はコポリマー、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロ
ースアセテートブチレートのごときセルロース誘導体お
よびポリアクリル酸ブチルのごときアクリルゴム等が挙
げられる。

【００１５】本発明の組成物における増粘剤の配合量
は、2-シアノアクリレートと合わせた量の好ましくは２
重量％〜４０重量％であり、更に好ましくは３重量％〜
２５重量％である。配合量がこの範囲より少ないと組成
物の粘度が低く粉の分散性が悪くなり、またこの範囲よ
り多いと組成物の粘度が高すぎる為、混合時に混入した
気泡の抜けが悪く、仕上がり及び耐汚染性が悪くなる。

【００１６】アルミナとしては、平均粒径１０〜８０μ
ｍのものが用いられる。平均粒径が１０μｍ未満の場
合、粉の表面積の増加による粉表面付着水分の増加によ
るアニオン重合性の増加か、あるいは粉の凝集性による
ものか不明であるが、シアノアクリレート中での分散性
が悪く、この分散性の悪さは、たとえ酸を含む溶剤で粉
を洗浄したとしても改善することはできない。また、平
均粒径が８０μｍを越える場合、粉の沈降性が高まるこ
とによる、分散不良が生じ均一な接着剤とすることが出
来ない。

【００１７】本発明の組成物には、シアノアクリレート
系接着剤で用いられている各種の添加剤が同様に用いら
れ、たとえば、アニオン重合促進剤として特公昭６０−
３７８３６，特公昭６０−２６５１３，特公平１−４３
７９０，特開昭６３−１２８０８８，特開平３−１６７
２７９等で提案されているポリオキシアルキレンオキサ
イドまたはその誘導体、特公昭５５−２２３８，特開平
３−１６７２７９等で提案されているクラウンエーテル
またはその誘導体、特公昭６２−３１０３４，特開昭６
０−１６８７７５等で提案されているシラクラウンまた
はその誘導体、さらに特開昭６０−１７９４８２，特開
昭６２−２３５３７９，特開昭６３−８８１５２等で提
案されているカリキサレン誘導体を配合することができ
る。また、貯蔵安定性向上のための重合抑制剤としてハ
イドロキノン等、着色剤として染料および顔料、可塑剤
としてフタル酸エステル、セバシン酸エステル、チクソ
化剤としてアエロジル等、さらに消泡剤としてパーフル
オロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカル
ボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加
物、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー、パーフル
オロアルキル燐酸エステル等のフッ素系化合物も配合す
ることができる。

【００１８】2-シアノアクリレート、酸性物質、増粘剤
およびアルミナ粉末からなる組成物を接着剤として用い
るときは、アルミナ粉末による2-シアノアクリレートの
硬化防止と、酸性物質および増粘剤のアルミナ粉末への
均一分散性の困難性、2-シアノアクリレートへの溶解操
作等から、2-シアノアクリレートに酸性物質および増粘
剤を溶解した液とアルミナ粉末を別々に用意し、接着時
にそれらを混合してから使用（接着）するのが本発明の
目的を達成するために最適な方法である。

【００１９】本発明の組成物による接着剤は、アルミナ
の量と粒度を特定のものにしたため、好ましいとされる
接着剤の可使時間、すなわち５〜６０分、さらには１０
〜３０分の可使時間に調整することが、接着強度を低下
させずに、粉末の均一分散により仕上がり具合を向上さ
せながら容易に行なえるという極めて優れた特長を有し
ている。また、硬化速度が適切であるため、粉末の均一
分散を妨げることが無いばかりでなく、取り扱いが容易
であるうえに、粉末とシアノアクリレート混合中に気泡
が発生しても、脱泡を充分に行うことが出来るため、気
泡によって生じる、汚れの回り込みおよびその除去の困
難性という問題の発生を防止出来る。さらに、アミン化
合物等の塩基性触媒を使用せずにすむため、硬化物の黄
変（耐候性の不良）等の問題も発生しない。

【００２０】

【作用】本発明の４成分からなる組成物が、いかなる機
構作用で構造物等の亀裂部や欠損部の補修を目的とした
充填補修およびクリアランスの大きな基材同士の充填接
着において、硬化物の仕上がり状態、接着強度、接着硬
化物の耐汚染性、耐候性等に優れた特性を有し、適度な
速硬化性を発現するのかは不明である。また、無機質粉
末を多量に使用した充填組成物に関しても、歯科用や生
体用には、特開昭４８−８０１５１、特開昭５０−４９
３５８、特開昭６３−１１１６６、特開平４−４４７６
９、特開平４−４４７７０等の公報で提案されている
が、目的が異なるので当然のことではあるが、それら提
案されている発明とは構成も作用機構も異なり、それら
から本発明の作用機構を類推することも出来ないもので
ある。

【００２１】

【実施例及び比較例】以下、実施例および比較例により
更に詳しく本発明を説明するが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものでない。

【００２２】表１に示される組成の接着剤組成物を用い
て、粉の分散状態、硬化速度および硬化物の仕上がり状
態について試験を行った。評価方法は以下の通りに行っ
た。 粉の分散状態；樹脂カップ中に所定の配合比で調製し
た2-シアノアクリレートに酸性物質および増粘剤を溶解
した液とアルミナ粉末を入れ、直ちに撹拌、混合したと
きの状態を観察し、均一に粉が分散しているものを良好
とした。 可使時間；で混合した液が、充填可能な程度に流動
性を保持している時間を可使時間とした。 セットタイム；ポリエステル系人工大理石＜１４mm
（厚さ）×２５mm（幅）×５０mm（長さ）＞を用意し、
長さ方向に突き合わせた状態で２mmのクリアランスを作
る。次に表１に示される組成の充填剤組成物をクリアラ
ンスに注入後、手で引っ張て取れなくなるまでに要した
時間をセットタイムとした。 硬化物の仕上がり状態；で完全に硬化させた接合物
を平面研削盤で研磨し、気泡跡や硬化むらの有無を観察
した。

【００２３】

【表１】

【００２４】得られた結果を表２に示した。尚、表１に
おける2-シアノアクリレートと増粘剤における重量％
は、2-シアノアクリレートと増粘剤を合わせたものの中
の配合量であり、無機粉末の重量％は、組成物全量の中
の割合を示すものである。またＰＴＳはパラトルエンス
ルホン酸をオリゴマーはパーフルオロアルキル基を含有
するものである。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】本発明のシアノアクリレート系接着剤組
成物は、特にプラスチック、セラミック、金属、ゴム等
の亀裂部や欠損部の補修を目的とした充填硬化およびク
リアランスの大きな部分の充填接着に関して優れた効果
を発揮し、接着剤硬化後の仕上がり状態、接着強度、接
着硬化体の耐汚染性、耐候性等に優れ、適度な速硬化性
を有し接着作業性を格段に向上させるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】2-シアノアクリレート、酸性物質、増粘剤
   および平均粒径１０〜８０μｍのアルミナから成り、且
   つ組成物中の５〜４５重量％がアルミナであることを特
   徴とする接着剤組成物。
2. 【請求項２】2-シアノアクリレート、酸性物質および増
   粘剤から成る主剤に、アルミナ粉末を接着時に混合して
   使用することを特徴とする接着方法。