JPH11124522A - 物体の間隙または凹部の充填方法およびそれに用いる接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主として木材の傷や亀裂部の補修を目的と
し、速硬化性を有し加工作業性も良好で信頼性が高くか
つ仕上がり後の風合いも良好となる充填方法を提供する
こと。 【解決手段】 物体の間隙または凹部に、2-シアノアク
リレート系接着剤を塗布または充填し、次いで該接着剤
の重合促進剤を含浸させた粉末を前記塗布または充填箇
所に撒布し、前記接着剤を固化させることを特徴とする
物体の間隙または凹部の充填方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として木材の傷
や亀裂の補修を目的とし、適度な速硬化性を有し加工作
業性も良好でかつ仕上がり後の美観も良好となる充填方
法およびそれに適した2-シアノアクリレート系の接着剤
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2-
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、さらには一般家庭においても幅広く使用されてい
る。

【０００３】従来の2-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、金属またはゴム等の接着に
おいては優れた接着速度と接着強度を示すが、被着材料
間の間隙が小なる程良好な接着力を示すことは一般の接
着剤と同様で、間隙０．１ｍｍ前後に接着力のピークが
あるようである。特に2-シアノアクリレート系接着剤の
瞬間接着性は、間隙の大きさに比例して失われるため、
硬化に長時間を要しかつ強度も低下するという欠点を有
する。

【０００４】これに対して、被着面が密接していない物
体相互を固定する方法として、合成樹脂またはセルロー
ス誘導体粉末とアルカリ性重合促進剤との混合物と、α
−シアノアクリル酸エステルとを、物体の間隙に充填す
ることを特徴とする固定方法が開示されている（特公昭
４７−４７２９０号）。該発明の具体的な固定方法とし
ては、アルカリ性重合促進剤および前記固体粉末状物の
混合物を間隙に充填した後2-シアノアクリレート系接着
剤を表面から注入し、或いは混合物を予め2-シアノアク
リレート系接着剤と手早く練りあわせ、得られるペース
ト状物を間隙に充填する方法が取られていた。

【０００５】しかし、2-シアノアクリレート系接着剤は
空気に接している部分から硬化するため、前者の方法で
は内部に空隙または未硬化部分を生じることが多く、ま
た後者の方法ではペースト状物を間隙に完全に充填する
ことは不可能で、やはり内部に空隙を生じ、該充填部分
の強度不足および接着不足を招いていた。さらにいずれ
の方法でも、ここで用いる粉末状物と通常の2-シアノア
クリレート系接着剤との混合物の固化物は硬くて、表面
研磨ができず、風合いが悪く、かつ塗装ができない等の
欠点を有しているため、その用途は、筒状プラスチック
とその内部に挿入した金属棒を充填固定するなど固定部
分が人体に直接接触しないものに限られていた。

【０００６】一方、フロアリングや木製家具等、木製品
に生じた傷や亀裂部の補修としては、通常着色したエポ
キシ系接着剤を充填する方法が取られてきた。しかし、
エポキシ系接着剤は硬化速度が遅いため生産性が悪く、
また対象となる木材との密着性が悪いため、衝撃で補修
部分が取れてしまうという欠点があった。さらに、エポ
キシ系接着剤の固化物もやはり木材に比べて硬く、風合
いが悪く、表面の研磨が難しく、かつ塗装ができないと
いう欠点も有していた。

【０００７】それゆえ、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、信頼性等に優れた間隙
または凹部の充填方法が強く望まれており、特に木工業
では、木製品に生じた傷を早く、簡単で、かつ信頼性高
く補修する方法が強く望まれていた。しかし、特に仕上
がりの風合いが木製品と同等でかつ表面研磨や塗装がで
きる補修方法については、全く解決手段が見出せない状
態であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、主として木
材の傷や亀裂部の補修を目的とし、速硬化性を有し加工
作業性も良好で信頼性が高くかつ仕上がり後の風合いも
良好となる充填方法およびそれに適した2-シアノアクリ
レート系接着剤組成物を提供することを課題とするもの
である。

【０００９】

【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、物体の間隙または
凹部に、2-シアノアクリレート系接着剤を塗布または充
填し、次いで該接着剤の重合促進剤を含浸させた粉末を
前記塗布または充填箇所に撒布し、前記接着剤を固化さ
せるという新規な方法を見出し、本発明を完成するに至
った。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の充填方法および
接着剤組成物について説明する。本発明に用いられる2-
シアノアクリレート系接着剤の主成分である2-シアノア
クリレートの具体例としては次のようなものが挙げられ
る。

【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、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、メトキシメチル、エトキシエチル等のエステルであ
り、いずれも2-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、エチルシアノアクリ
レート、メトキシメチルシアノアクリレート、エトキシ
エチルシアノアクリレートが、本発明にとり好ましい種
類である。特にメトキシメチルシアノアクリレート、エ
トキシエチルシアノアクリレートを用いると、固化物が
柔軟性を有するので、さらに好ましい。

【００１２】本発明の2-シアノアクリレート系接着剤
は、２５℃における粘度が５０〜１５００ｃＰであるこ
とが好ましい。５０ｃＰ未満では塗布・充填した接着剤
が周囲の物体（例えば、木材）内部に浸透し、表面に滲
み出して硬化し、表面に滲みを生ずる恐れがあり、また
１５００ｃＰを超えると接着剤の粘度が高すぎるため、
混合時に混入した気泡の抜けが悪く、仕上がりおよび強
度が悪くなる恐れがある。より好ましくは、２００〜５
００ｃＰである。

【００１３】粘度調製は、増粘剤を配合して行うのが一
般的である。増粘剤は、2-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、ポリメチルアクリレート
および／またはポリメチルメタクリレート（以下「アク
リレートおよび／またはメタクリレート」を「（メタ）
アクリレート」と称する。）、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。

【００１４】本発明の2-シアノアクリレート系接着剤
は、固化物が柔軟性を有しているものが好ましい。柔軟
性を有していると、本発明の充填方法における表面の切
削・研磨が容易になり、加工作業性が高い。また処理を
行った部分の応力が緩和されるため強度が強くなると共
に風合いが周囲と調和したものとなる。具体的には、2-
シアノアクリレート系接着剤の固化物のショア硬度が４
０〜６０のものが好ましい。４０未満では柔らかすぎて
接着力が弱くなり、６０を超えると固化物が硬く、加工
作業性および風合いが悪くなり易い。2-シアノアクリレ
ート系接着剤に柔軟性を付与する方法としては、2-シア
ノアクリレート自体が柔軟性をもたらすものを選択する
方法と接着剤の組成物中に可塑剤を配合する方法があ
る。

【００１５】柔軟性を有する2-シアノアクリレートとし
ては、前述のメトキシメチルシアノアクリレート、エト
キシエチルシアノアクリレートが挙げられる。

【００１６】可塑剤は、2-シアノアクリレートに溶解
し、固化物に柔軟性を与え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、フタル酸エステル、セ
バシン酸エステルなどが挙げられる。また、特開平６−
１４５６０６号に記載のアクリロイル基および／または
メタクリロイル基を分子内に３個以上有する多官能性化
合物も用いることができる。

【００１７】本発明の2-シアノアクリレート系接着剤に
は、これらの他に、二酸化硫黄等の酸性物質、クラウン
エーテル等のアニオン重合促進剤、ハイドロキノンなど
の重合抑制剤などを配合することができる。

【００１８】本発明の対象とする物体の間隙または凹部
の充填としては、例えば木材、プラスチック、セラミッ
ク、金属またはゴム等に生じた陥没部、亀裂部または欠
損部の充填補修、あるいはクリアランスの大きな部分の
充填接着などが挙げられる。このうち、木材に生じた傷
または亀裂の補修は、特に本発明の特長が発揮される方
法として好ましい。

【００１９】本発明で用いる粉末としては、木材、プラ
スチック、セラミック、金属またはゴム等の粉末が挙げ
られるが、充填の対象となる物体と同質の粉末を用いる
と、充填処理部分の色や風合いが周囲部分と同一になる
ので好ましく、特に好ましくは対象物体を粉状とした粉
末の使用である。木材の場合は、加工の際に発生する鋸
屑を用いると安価であり、しかも充填の対象となる物体
と物性が一致するので特に好ましい。

【００２０】前記粉末には、予め2-シアノアクリレート
系接着剤の重合促進剤を含浸させておく。重合促進剤と
しては、通常の2-シアノアクリレート系接着剤の重合促
進剤として通常使用されている、アルカリ金属化合物、
アルカリ土類金属化合物、アミン系化合物およびイミン
系化合物などが挙げられるが、硬化促進性に富み接着力
が強くかつ安全性が高いとの理由からアミン系化合物が
好ましい。アミン系化合物としては、例えばトリエチル
アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチル
アニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−（ｏ，ｍ，ｐ）−トルイ
ジン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−（ｏ，ｍ，ｐ）−トルイジン
などが挙げられる。

【００２１】重合促進剤は前記粉末に均一に含浸させる
ために、適当な溶剤に溶解または希釈して用いることが
好ましい。溶液の濃度は重合促進剤の種類により異なる
ので一概には言えないが、通常０．５〜４％程度で使用
する。前記粉末と前記重合促進剤との配合比について
は、粉末の種類によって異なるので一概には言えない
が、木粉の場合は、木粉１００容量部に対して、該重合
促進剤の１〜２％程度の溶液２０〜５０容量部程度の使
用が好ましい。重合促進剤の含浸量が多い場合は、2-シ
アノアクリレート系接着剤中に撒布した木粉が瞬時に固
化するので、全体が均一に固化しない恐れがあり、一方
少な過ぎると固化に時間がかかりいずれも好ましくな
い。重合促進剤の溶液を含浸した粉末は、通常溶剤を蒸
発除去してから使用するものとする。

【００２２】物体の間隙または凹部に、2-シアノアクリ
レート系接着剤を塗布または充填する際、好ましくは該
間隙または凹部が満液状態にする。次いで、該接着剤が
固化する前に、2-シアノアクリレート系接着剤の重合促
進剤を含浸させた粉末を前記2-シアノアクリレート系接
着剤の塗布または充填箇所に撒布する。この後、粉末が
隙間なく詰まるように上から軽く押さえることが好まし
い。2-シアノアクリレート系接着剤の量に対する重合促
進剤を含浸させた前記粉末の添加量については特に限定
はないが、前記粉末が表面より盛り上がる程度まで多め
に撒布する方が、後で仕上がりを綺麗にできるので好ま
しい。2-シアノアクリレート系接着剤を固化させた後
は、表面を切削して平らにし研磨すると仕上がり後の美
観が良好で好ましい。

【００２３】接着剤の固化時間は、前記粉末を構成する
物体の種類によって大きく異なり、一概に言うことはで
きないが数秒〜数分程度である。なお、木材について言
うと、一般に酸性の木材は固化までに時間がかかる。固
化速度が適切であると、接着剤が均一に固化し、充填し
た部分の信頼性が増すばかりでなく、作業性も良好とな
る。固化速度は、重合促進剤の粉末への含浸量によって
調整することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定される
ものでない。

【００２５】実施例１ エチルシアノアクリレート６０重量部、ポリメチルメタ
クリレート１０重量部およびフタル酸エステル３０重量
部からなる2-シアノアクリレート系接着剤を調製した。
この接着剤の粘度は３００ｃＰ（Ｂ型粘度計）、ショア
硬度は５５であった。長さ約３０ｍｍ、表面の幅約３ｍ
ｍ、深さ約１ｍｍのＶ字状の傷を有するラワンの試験木
板を用意し、該傷中に前記接着剤を満液状態になるよう
塗布・充填した。前記2-シアノアクリレート系接着剤の
重合促進剤であるＮ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジンの
１％エタノール溶液２００ｃｃを準備し、前記と全く同
じラワンの鋸粉５００ｃｃを添加して良く混合した。次
いでエタノールを飛ばして乾燥させ、充填用粉末とし
た。前記接着剤を塗布・充填した傷部分に該粉末を撒布
し、表面から若干盛り上がった状態にし、上から軽く押
さえた。１分待ったところ、全体が固化しており、サン
ドペーパーで研磨して表面を平らにした。

【００２６】補修部分は触ってみても周囲の木板とほぼ
同じ硬さで木材の風合いを保っていた。また塗装が可能
であった。補修部分を切断して断面を観察したところ、
木粉が均一に分散した状態で固化しており、木粉の存在
しない接着剤のみの固化部分や空隙は存在しなかった。

【００２７】実施例２〜４ 対象物体および間隙または凹部を表１のように変え、使
用した粉末を対象物体から得られたものとした以外は実
施例１と同様に充填を行った。実施例１と同様に、表面
の仕上がり状態および断面の状態を調べた結果を表３に
示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例５〜８ 2-シアノアクリレート系接着剤および重合促進剤の濃度
を表２のように変えて、それ以外は実施例１と同様に充
填を行った。 実施例１と同様に、表面の仕上がり状態
および断面の状態を調べた結果を表３に示した。

【００３０】

【表２】 ^*1粘度は、増粘剤であるポリメチルメタクリレートの配合量で調製 ^*2ＤＭＰ：Ｎ，Ｎ−ジメルパラトルイジン ^*3エタノール溶液の濃度

【００３１】

【表３】 ^*1：○−周囲と同じ感触、△−樹脂の感触が若干あり、サンドペーパーで研 磨困難、×−樹脂の感触、サンドペーパーでの研磨不可能 ^*2：○−充填部分の周囲に全くなし、△−少しあり、×−多量にあり

【００３２】比較例１ 実施例１と同じ2-シアノアクリレート系接着剤、重合促
進剤および傷を有する試験木板を用いた。前記傷の中
に、実施例１と同じ重合促進剤を含浸して乾燥させた木
粉を、傷穴が埋まるまで充填した。次いで2-シアノアク
リレート系接着剤を上から滴下した。１分後に充填部分
全体が固化した。補修部分を触ってみると、硬く木板と
いうよりもプラスチックの風合いを保っており、塗装は
困難であった。断面を観察すると、表面付近は接着剤の
固化物の割合が多く、底付近は接着剤が十分浸透してお
らず、粉末のみの部分が残っていた。また研磨しようと
補修部分に力を加えると、木材の傷部分から外れてしま
った。

【００３３】比較例２ 着色したエポキシ系接着剤（半固体状）を用い、実施例
１の試験木板の傷部分に充填した。完全に硬化するには
１時間を要した。色彩は周囲の木板と異なっているた
め、補修跡が極めて容易に分かった。また触ってみる
と、補修部分は硬くプラスチックの風合いであった。断
面を観察すると、底付近までに接着剤が至っておらず、
かなり大きな空隙が存在していた。

【００３４】

【発明の効果】本発明の充填方法によれば、特に木材の
傷や亀裂の補修を目的とした充填硬化に関して優れた効
果を発揮し、速硬化性を有し接着作業性を格段に向上さ
せるものであり、充填部分の信頼性が向上し、かつ仕上
がり後の風合いも良好で、表面研磨および塗装を可能と
するものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体の間隙または凹部に、2-シアノアク
   リレート系接着剤を塗布または充填し、次いで該接着剤
   の重合促進剤を含浸させた粉末を前記塗布または充填箇
   所に撒布し、前記接着剤を固化させることを特徴とする
   物体の間隙または凹部の充填方法。
2. 【請求項２】2-シアノアクリレート系接着剤として、そ
   の固化物が柔軟性を有するものを使用することを特徴と
   する請求項１の充填方法。
3. 【請求項３】物体の間隙または凹部が木材に生じた傷ま
   たは亀裂であり、粉末が木材と同質の木粉であることを
   特徴とする請求項１または２の充填方法。
4. 【請求項４】固化物のショア硬度が４０〜６０である2-
   シアノアクリレートを主成分とすることを特徴とする物
   体の間隙または凹部の充填用接着剤組成物。