JP2006526116A - Coated weldable fastener, method for preventing adhesion of second coating to fastener portion and fastening method - Google Patents

Coated weldable fastener, method for preventing adhesion of second coating to fastener portion and fastening method Download PDF

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Abstract

本発明は、従来技術のファスナの問題及び不利点を克服する、下部構造に溶接可能なファスナシステムを提供する。一般に、ファスナの少なくとも1つの表面にコーティングが塗布された溶接可能なファスナが開示される。コーティングは、さらに別の処理の際に、さらに別のコーティング、特に、電着コーティングの付着を防ぐように機能する。The present invention provides a fastener system that can be welded to a substructure that overcomes the problems and disadvantages of prior art fasteners. In general, a weldable fastener having a coating applied to at least one surface of the fastener is disclosed. The coating functions to prevent deposition of additional coatings, particularly electrodeposition coatings, during further processing.

Description

本発明は、被覆されたファスナに関し、より具体的には、電着コーティングが付着することに抵抗するコーティングを有する、溶接され、被覆されたファスナに関する。さらに本発明は、ファスナが取り付けられ、互いに連結される車両組み立て方法及び他の組み立て方法に関する。   The present invention relates to coated fasteners, and more particularly to welded and coated fasteners having a coating that resists the deposition of an electrodeposition coating. The present invention further relates to a vehicle assembly method and other assembly methods in which fasteners are attached and connected to each other.

設計の要求が絶えず高まり続けていることにより、広範な顧客のニーズを満たす車両を提供するために、単一車体構造の融通性及び適応性がますます要求されている。単一車体構造に連結される部品及び構造体の数の増加により、設計者は、常にねじ付きファスナを単一車体のフレームに付加するようにしている。製造公差のばらつきのために、最終組み立て中、一定の位置調整を可能にするような形態でファスナを単一車体のフレームに連結することが必要になる。この位置調整は、ケージ入りファスナである雌型ファスナを用いることによって与えられる。典型的には、これは内部の車体フレームに取り付けられた構造体に閉じ込められたナット又はファスナの形態をとる。ケージは、ナットに一定範囲の運動を与えるように構成されるので、部品がフレームに連結された場合には、該部品及び該フレームの位置合わせを、それらが製造規格を満たすまで調整することができる。   With the ever-increasing design requirements, the flexibility and adaptability of a single body structure is increasingly required to provide vehicles that meet a wide range of customer needs. With the increased number of parts and structures connected to a single car body structure, designers are constantly adding threaded fasteners to the frame of a single car body. Due to manufacturing tolerance variations, it is necessary to connect the fasteners to the frame of a single car body in a manner that allows for constant position adjustment during final assembly. This position adjustment is provided by using a female fastener that is a caged fastener. Typically, this takes the form of a nut or fastener confined in a structure attached to the internal body frame. The cage is configured to provide a range of motion to the nut, so that when the parts are connected to the frame, the alignment of the parts and the frame can be adjusted until they meet manufacturing standards. it can.

しかしながら、部品をフレームに連結する前に、フレームは、典型的には、電気的コートすなわちe−コート、又は電着コーティング処理を用いて塗装又は被覆される。今日まで、フレームを電気コーティングする段階は、多くの場合、電気コート塗料がファスナに付着することをもたらし、或いは、ケージ入りファスナでは、該ファスナをケージに粘着させる原因となる。このことは、ファスナがケージ内で調整可能になることを妨げ、それゆえに、製品の最終組み立てにおいて公差問題の原因となる。ねじ付きのファスナの場合には、ファスナのねじに対する電気コート塗料の塗布が、嵌合ファスナの連結における問題を増加させる。公差の問題を防ぐために、ファスナがケージ又はファスナのねじに粘着しないことを確実にする、塗装後の後処理検査が要求される。ねじの後塗装が行われたり、或いは、ファスナが電気コートのコーティングによってケージに粘着するようになると、ファスナをきれいにするために後処理のやり直しが行われなければならない。   However, prior to connecting the components to the frame, the frame is typically painted or coated using an electrical or e-coat or electrodeposition coating process. To date, the step of electrocoating the frame often results in the electrocoat paint adhering to the fastener, or in caged fasteners, causing the fastener to stick to the cage. This prevents the fastener from being adjustable in the cage and therefore causes tolerance problems in the final assembly of the product. In the case of threaded fasteners, the application of electrical coat paint to the fastener screws increases the problem of mating fastener connection. To prevent tolerance problems, a post-processing post-paint inspection is required to ensure that the fastener does not stick to the cage or fastener screw. Once the screws have been post-painted or the fasteners have become adhered to the cage by the coating of the electrical coat, the post-treatment must be reworked to clean the fasteners.

したがって、本発明は、従来技術のファスナの問題及び欠点を克服する、下部構造に溶接可能なファスナシステムを提供する。概説すると、ファスナの少なくとも1つの表面にコーティングが塗布された溶接可能なファスナが開示される。1つの実施形態においては、本発明は、ファスナを下部構造に締結する能力があるファスナケージにねじ付きファスナを含み、該ケージは付加的なコーティング、具体的には、電着コーティングが、該ケージに貼り付くことを阻止するコーティングを有する。   Accordingly, the present invention provides a fastener system that can be welded to a substructure that overcomes the problems and disadvantages of prior art fasteners. In general, a weldable fastener having a coating applied to at least one surface of the fastener is disclosed. In one embodiment, the present invention includes a threaded fastener in a fastener cage capable of fastening the fastener to the substructure, wherein the cage includes an additional coating, specifically, an electrodeposition coating. It has a coating that prevents it from sticking to.

本発明の別の実施形態の教示によれば、従来技術の欠陥を克服する、引き上げ式アーク溶接システムと併せて用いられる溶接スタッド組立体が提供される。溶接スタッド組立体は、溶接スタッドのヘッド上に定められる溶接物領域を有するヘッドを有する。コーティングは、溶接スタッド組立体のねじ山の少なくとも一部に与えられて、ねじ付きの領域への塗装の粘着を阻止する。   In accordance with the teachings of another embodiment of the present invention, a weld stud assembly is provided for use with a pull-up arc welding system that overcomes the deficiencies of the prior art. The weld stud assembly has a head having a weld zone defined on the head of the weld stud. A coating is applied to at least a portion of the threads of the weld stud assembly to prevent the paint from sticking to the threaded area.

本発明の別の態様においては、ケージナット組立体は、ねじ付き孔と、本体の少なくとも一部を囲み、該ケージ内の本体に対する運動範囲を制限するケージとを有する。ケージは、ケージナット組立体を含むさらに別の処理の間、電着コーティングの付着を防ぐように構築されたコーティングを表面上に有する。   In another aspect of the invention, the cage nut assembly includes a threaded hole and a cage that surrounds at least a portion of the body and limits the range of motion relative to the body within the cage. The cage has a coating on the surface that is constructed to prevent deposition of the electrodeposition coating during yet another process involving the cage nut assembly.

本発明のさらに別の態様においては、ケージナット組立体は、ねじ付き孔と、本体の少なくとも一部を囲み、該ケージ内の本体に対する運動範囲を制限するケージとを有する。ケージは表面上にコーティングを有し、該コーティングの表面張力は約25mNm-1より大きく、約36mNm-1より小さい。 In yet another aspect of the invention, the cage nut assembly has a threaded hole and a cage that surrounds at least a portion of the body and limits the range of motion relative to the body within the cage. Cage has a coating on the surface, the surface tension of the coating is greater than about 25MNm -1, less than about 36mNm -1.

さらに本発明は、表面に溶接されるように構成されたフランジ及び少なくとも部分的にコーティングで被覆されたねじ付き部分をもつ溶接可能な金属ファスナを提供する。コーティングは、バインダ、微粉化ポリテトラフルオロエチレン及び微粉化ポリエチレンを含む水性組成物として塗布される。バインダは、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂又はその両方を含む。さらに別の実施形態においては、表面に溶接されるように構成された溶接可能なねじ付きファスナが、該ファスナの一部にコーティングを有し、該コーティングはエポキシ材料及びポリエチレンワックスを含む。   The present invention further provides a weldable metal fastener having a flange configured to be welded to a surface and a threaded portion at least partially coated with a coating. The coating is applied as an aqueous composition comprising a binder, micronized polytetrafluoroethylene and micronized polyethylene. The binder includes phenoxy resin, epoxy resin, or both. In yet another embodiment, a weldable threaded fastener configured to be welded to a surface has a coating on a portion of the fastener, the coating comprising an epoxy material and polyethylene wax.

別の実施形態においては、表面に溶接されるように構成された基部を有する溶接可能な金属ファスナは、バインダ成分、ポリエチレンワックス及びポリテトラフルオロエチレンを含むコーティングで被覆される。バインダ成分は、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)コポリマー、異なるスチレン系成分、別の熱可塑性物質又はこれらの組み合わせを含むことができる。   In another embodiment, a weldable metal fastener having a base configured to be welded to a surface is coated with a coating comprising a binder component, polyethylene wax and polytetrafluoroethylene. The binder component can include an epoxy resin, a phenoxy resin, an acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer, a different styrenic component, another thermoplastic, or a combination thereof.

さらに別の実施形態においては、金属ファスナは、ポリテトラフルオロエチレン並びにフェノキシ樹脂、エポキシ樹脂及びそれらの組み合わせから選択されたバインダを含むコーティングで被覆される。   In yet another embodiment, the metal fastener is coated with a coating comprising polytetrafluoroethylene and a binder selected from phenoxy resins, epoxy resins, and combinations thereof.

本発明の方法においては、ファスナの一部を、ポリエチレンワックスを含むエポキシ・コーティングで被覆することによって、表面に連結されるように構成されたファスナの一部に電着コーティングが塗布されることが防がれる。ファスナは本体に締結されて、該本体が電着被覆される。ファスナの一部におけるエポキシ・コーティングは、電着コーティングの濡れに抵抗するので、電着コーティングは付着しないか、又は、その部分から容易に除去することができる。   In the method of the present invention, an electrodeposition coating may be applied to a portion of a fastener configured to be coupled to a surface by coating a portion of the fastener with an epoxy coating comprising polyethylene wax. It is prevented. The fastener is fastened to the body and the body is electrodeposited. The epoxy coating on a portion of the fastener resists the wetting of the electrodeposition coating so that the electrodeposition coating does not adhere or can be easily removed from that portion.

さらに別の方法においては、本体に連結するように構成されたファスナの一部が第1のコーティングにより被覆される。第1のコーティングがファスナに付着して第2のコーティングの粘着を防ぐ。次いで、ファスナが本体に連結されて、第2のコーティングが該本体に塗布される。第2のコーティングは第1のコーティングをもつファスナの領域には粘着しない。   In yet another method, a portion of the fastener configured to be coupled to the body is covered with a first coating. The first coating adheres to the fastener and prevents sticking of the second coating. A fastener is then coupled to the body and a second coating is applied to the body. The second coating does not stick to the area of the fastener with the first coating.

別の実施形態においては、2つの物品がねじ付きファスナと連結される。ねじ付きファスナの一部がワックスを含む第1のコーティングで被覆され、次いで、該ねじ付きファスナが第1の物品に取り付けられる。第2のコーティングは、第1の物品及びファスナに塗布されるが、該第2のコーティングは第1のコーティングで被覆された部分を被覆しない。最後に、第2の物品がねじ付きファスナをもつ第1の物品に連結される。   In another embodiment, two articles are coupled with a threaded fastener. A portion of the threaded fastener is coated with a first coating that includes wax, and then the threaded fastener is attached to the first article. The second coating is applied to the first article and fastener, but the second coating does not cover the portion coated with the first coating. Finally, the second article is connected to the first article having a threaded fastener.

さらに別の方法においては、自動車のような車両が、第1のコーティング組成物で、溶接可能なファスナの少なくとも一部を被覆することによって組み立てられる。コーティング組成物は、コーティングに約30mNm-1までの表面張力を与える成分を含む。ファスナは、車両部品に溶接され、これは次いで電着コーティングで被覆され、この段階においては、電着コーティングは、実質的には、第1のコーティングで被覆されたファスナの部分には付着しない。これにより、いずれの電着コーティングもその部分を被覆することはなく、又は、例えば、その部分に当たる可能性があるどのような少量もこれにブラシをかけるか又は叩き落とすことにより除去することができることを意味する。 In yet another method, a vehicle, such as an automobile, is assembled by coating at least a portion of a weldable fastener with a first coating composition. The coating composition includes components that impart a surface tension to the coating of up to about 30 mNm- 1 . The fastener is welded to the vehicle part, which is then coated with an electrodeposition coating, at which stage the electrodeposition coating does not substantially adhere to the portion of the fastener coated with the first coating. This prevents any electrodeposition coating from covering that part, or any small amount that could hit that part can be removed by brushing or tapping it, for example. Means.

さらに別の方法においては、第1のファスナに対する第2のファスナのトルク締めが改善され、具体的には、第2のファスナと界面を形成する第1のファスナの一部を、ポリエチレンワックスを含むエポキシ・コーティングで被覆することにより、被覆されていないファスナを用いる場合と比較すると、適用されるトルクの変化が減少する。この方法においては、第1のファスナがワックスを含むエポキシ・コーティングで被覆され、該ファスナが本体に締結され、該本体が電着によって被覆され(被覆された第1のファスナ部分は被覆しない)、最後に、第2のファスナが該第1のファスナに連結される。   In yet another method, torque tightening of the second fastener relative to the first fastener is improved, specifically, a portion of the first fastener that forms an interface with the second fastener includes polyethylene wax. Coating with an epoxy coating reduces the applied torque change compared to using an uncoated fastener. In this method, a first fastener is coated with an epoxy coating containing wax, the fastener is fastened to the body, the body is coated by electrodeposition (not covering the coated first fastener portion), Finally, a second fastener is connected to the first fastener.

最後に、本発明は、表面に連結するように構成された金属ファスナに電着塗料を塗布するための方法を提供する。エポキシ樹脂並びに微粉化ポリエチレンワックス及び微粉化ポリテトラフルオロエチレンの一方又は両方を含むコーティング組成物が、電着塗料が塗布される前に、ファスナの一部に塗布されて固体のコーティング層に形成される。電着塗料は、実質的には、コーティング層に付着しない。   Finally, the present invention provides a method for applying an electrodeposition paint to a metal fastener configured to be coupled to a surface. A coating composition comprising an epoxy resin and one or both of micronized polyethylene wax and micronized polytetrafluoroethylene is applied to a portion of the fastener to form a solid coating layer before the electrodeposition paint is applied. The The electrodeposition paint does not substantially adhere to the coating layer.

本発明が適用可能であるさらに別の範囲が、以下で与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示すが、例示的な目的を意図するに過ぎず、本発明の範囲を制限することを意図するものではないことが理解されるべきである。   Further scope of the applicability of the present invention will become apparent from the detailed description given below. It should be understood that the detailed description and specific examples, while indicating the preferred embodiment of the invention, are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention. Should.

本発明は詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解されるであろう。
以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、決して、本発明、その適用例又は用途を制限することを意図するものではない。適用例は、溶接可能なケージ・ファスナ及び溶接可能なスタッドを説明するが、その適用例は、塗料、特に、電気コート(e−コート)又はELPOシステムとして知られる電着塗料の粘着に抵抗する表面を有するあらゆる溶接可能な又は他のファスナに等しく適用可能である。
The present invention will become more fully understood from the detailed description and the accompanying drawings, wherein:
The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its application, or uses. Although the application describes weldable cage fasteners and weldable studs, the application resists adhesion of paints, particularly electrodeposition paints known as electric coats (e-coats) or ELPO systems. It is equally applicable to any weldable or other fastener having a surface.

溶接可能なねじ付きファスナ8は、表面に連結するように構成されており、該ねじ付きファスナの一部にコーティングを有する。ファスナは、表面に溶接されるように構成される。任意的には、ファスナは溶接可能なケージであり、コーティングが該ファスナの本体に存在する。任意的には、コーティングがケージ上にあり、ファスナが溶接可能な基部を有する。例えば、ねじ付きファスナは溶接スタッド又は溶接ナットである。   The weldable threaded fastener 8 is configured to connect to a surface and has a coating on a portion of the threaded fastener. The fastener is configured to be welded to the surface. Optionally, the fastener is a weldable cage and a coating is present on the body of the fastener. Optionally, the coating is on the cage and the fastener has a weldable base. For example, a threaded fastener is a weld stud or weld nut.

コーティングは、選択された第2のコーティング、好ましくは電着コーティングが、実質的には、これに粘着しないようにするのに十分なだけ低い表面張力を有する。好ましい実施形態においては、調和平均を用いて計算した場合に、Rame−Hart接触角ゴニオメータを用いて測定すると、コーティングは、25mNm-1より大きく、36mNm-1より小さい、好ましくは27mNm-1より大きく32mNm-1より小さい、最も好ましくは約28mNm-1である表面張力を有する。好ましい実施形態においては、コーティングは、少なくとも1つの、しかし、複数とすることができる樹脂成分を含むバインダ、及び該コーティングの表面に望ましい低い表面張力を与える成分を含む。本発明の説明においては、「樹脂」はまた、適切な場合には、「ポリマー」並びにオリゴマー及びコーティング用バインダに用いるのに好適な特定のモノマー材料(例えば、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル)を含むことができる。 The coating has a surface tension that is low enough to prevent the selected second coating, preferably the electrodeposition coating, from substantially sticking to it. In a preferred embodiment, when calculated using the harmonic mean, as measured using a Rame-Hart contact angle goniometer, coating is greater than 25mNm -1, 36mNm -1 smaller, preferably greater than 27MNm -1 It has a surface tension that is less than 32 mNm −1 , most preferably about 28 mNm −1 . In a preferred embodiment, the coating includes a binder that includes at least one, but more than one, resin component, and a component that provides the desired low surface tension on the surface of the coating. In the description of the present invention, “resin” also includes “polymer” and, where appropriate, specific monomeric materials suitable for use in oligomers and coating binders (eg, diglycidyl ether of bisphenol A). be able to.

さらに別の処理に際して、コーティングは、選択された第2のコーティング、例えば、電着コーティングの付着を防ぐように調剤される。コーティングは、低い表面張力のバインダ成分、例えばシロキサンポリマーを、その目的のために含むが、コーティングをそのように調剤する便利な方法は、コーティング層が形成されるときに表面に来る表面張力の低い固体を含むことである。望ましい低い表面張力を与えることのできる材料の好適な実施例は、これらに限定されるものではないが、ポリアルキレンワックス、特にポリエチレンワックス及びポリエチレン‐コプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン及びポリヘキサフルオロプロピレンといったフッ化ポリアルキレン、モンタン及びカマウバワックスといった天然ワックス、ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(フッ化ビリニデン)といった特定のビニルポリマー、並びに、ポリ(ビニルブチラート)及びポリ(オクタン酸ビニル)といったさらに別の長鎖ビニルエステルのポリマー、ポリ(オキシエチレン)−ジメチルエーテルワックスのようなポリ(オキシアルキレン)−ジメチルエーテルといった非官能性ポリ(オキシアルキレン)ワックス、ポリ(オキシアルキレン)−ブロック−ポリ(オキシジメチルシリレンン)−ブロック‐ポリ(オキシアルキレン)固体コポリマー、及びそれらの組み合わせを含む。   In yet another process, the coating is formulated to prevent deposition of a selected second coating, such as an electrodeposition coating. The coating includes a low surface tension binder component, such as a siloxane polymer, for that purpose, but a convenient way to dispense the coating in such a way is the low surface tension that comes to the surface when the coating layer is formed. Including solids. Preferred examples of materials capable of providing the desired low surface tension include, but are not limited to, polyalkylene waxes, particularly polyethylene wax and polyethylene-copropylene, polytetrafluoroethylene and polyhexafluoropropylene. Natural waxes such as polyalkylene fluoride, montan and camouflage wax, certain vinyl polymers such as poly (vinyl fluoride), poly (vinylidene fluoride), and further such as poly (vinyl butyrate) and poly (vinyl octoate) Another long chain vinyl ester polymer, a non-functional poly (oxyalkylene) wax such as poly (oxyalkylene) -dimethyl ether such as poly (oxyethylene) -dimethyl ether wax, poly (oxyalkylene) ) - block - poly (oxy-dimethylsilylene emissions) - containing poly (oxyalkylene) solid copolymers, and combinations thereof - block.

別の好ましい実施形態においては、コーティングは、ポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンの混合物を含む。ポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンの組み合わせの重量に基づいて、コーティングは、約20から約80重量パーセントのポリエチレン、好ましくは約30から約70重量パーセントのポリエチレン、より好ましくは約40から約60重量パーセントのポリエチレンを含み、その残りがポリテトラフルオロエチレンとなる。   In another preferred embodiment, the coating comprises a mixture of polyethylene and polytetrafluoroethylene. Based on the weight of the combination of polyethylene and polytetrafluoroethylene, the coating is about 20 to about 80 weight percent polyethylene, preferably about 30 to about 70 weight percent polyethylene, more preferably about 40 to about 60 weight percent. Including polyethylene, the remainder becomes polytetrafluoroethylene.

表面張力を減少させる成分の少なくとも一部としてワックスを含むことが特に有利であると信じられる。ワックスは、コーティングに、望ましい、表面張力を減少させる特性を与え、さらに、ワックスはコーティングに対して典型的な焼付温度で実質的に溶融するので、該コーティングの表面でワックスが豊富な層を形成しやすい。対照的に、特定の、表面張力を減少させる材料、例えば、ポリ(テトラフルオロエチレン)は、一般に、典型的なコーティング焼付温度で溶融及び合体することは予想されない。   It is believed to be particularly advantageous to include wax as at least part of the component that reduces surface tension. Wax imparts desirable surface tension reducing properties to the coating and, in addition, the wax substantially melts at typical baking temperatures for the coating, thus forming a wax rich layer on the surface of the coating. It's easy to do. In contrast, certain surface tension reducing materials, such as poly (tetrafluoroethylene), are generally not expected to melt and coalesce at typical coating baking temperatures.

本発明のコーティング組成物の表面改質の成分として用いられるフルオロポリマーは、一般に、ホモポリマー及びコポリマーを含み、ホモポリマーのモノマー又はコポリマーの少なくとも1つのモノマーはフッ素を含む。好ましい実施形態においては、本発明のフルオロポリマーは、パーフルオロモノマーから製造される。   The fluoropolymer used as a component for surface modification of the coating composition of the present invention generally comprises homopolymers and copolymers, and at least one monomer of the homopolymer or copolymer comprises fluorine. In a preferred embodiment, the fluoropolymers of the present invention are made from perfluoromonomers.

フルオロポリマーの好ましいクラスは、テトラフルオロエチレン(TFE)のホモポリマー及びコポリマーを含む。テトラフルオロエチレンのホモポリマーは、ポリテトラフルオロエチレンとして知られており、Dupont社のTeflon(登録商標)ポリマーのラインとして一般に入手可能である。別の実施形態においては、本発明のフルオロポリマーは、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)をもつTEFのコポリマーを含む。別の実施形態においては、フルオロポリマーは、TFE及びパーフルオロプロピルビニルエーテルといったパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合によって製造される。本発明の他のフルオロポリマーは、エチレン/テトラフルオロエチレンコポリマー及びポリフッ化ビニリデン含む。   A preferred class of fluoropolymers includes tetrafluoroethylene (TFE) homopolymers and copolymers. A homopolymer of tetrafluoroethylene is known as polytetrafluoroethylene and is generally available as a line of Teflon® polymer from Dupont. In another embodiment, the fluoropolymer of the present invention comprises a copolymer of TEF with hexafluoropropylene (HFP). In another embodiment, the fluoropolymer is made by copolymerization of perfluoroalkyl vinyl ethers such as TFE and perfluoropropyl vinyl ether. Other fluoropolymers of the present invention include ethylene / tetrafluoroethylene copolymers and polyvinylidene fluoride.

本発明のコーティング層に用いられるフルオロポリマーを、溶液又はエマルジョン重合の公知の方法によって製造することができる。フルオロポリマーは、エマルジョン、溶液として、或いは固体粒子として用いることができる。水性のポリエチレン及び/又はポリテトラフルオロエチレンの分散が商業的に入手可能である。1つの実施形態においては、ポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンの両方がコーティングに含まれる。ポリエチレンは、ポリエチレン及びポリテトラフルオロエチレンの組み合わせの総重量に基づいて、約20から約80重量パーセントであることが好ましく、約40から約60重量パーセントであることがより好ましい。   The fluoropolymer used in the coating layer of the present invention can be produced by a known method of solution or emulsion polymerization. The fluoropolymer can be used as an emulsion, a solution, or as solid particles. Aqueous polyethylene and / or polytetrafluoroethylene dispersions are commercially available. In one embodiment, both polyethylene and polytetrafluoroethylene are included in the coating. The polyethylene is preferably about 20 to about 80 weight percent, and more preferably about 40 to about 60 weight percent, based on the total weight of the combination of polyethylene and polytetrafluoroethylene.

図1ないし図6を参照すると、表面に結合されるように構成された溶接可能なねじ付きファスナ8が示されている。ファスナは、電着塗料の粘着に抵抗するように構成されたコーティング層35を有する。一般に、コーティング35は、バインダ成分及び選択された第2のコーティングによって、特に、電着コーティングによって被覆された表面に対する粘着に抵抗する表面張力を減少させる成分を有する。   Referring to FIGS. 1-6, there is shown a weldable threaded fastener 8 configured to be coupled to a surface. The fastener has a coating layer 35 configured to resist adhesion of the electrodeposition paint. In general, the coating 35 has a component that reduces the surface tension that resists adhesion to the surface coated by the binder component and the selected second coating, and in particular by the electrodeposition coating.

図1ないし図3を参照すると、全体を8で示すケージナットファスナは、平坦な基部12に連結される本体16を有する。本体16及び平坦な基部12は、ねじ付き貫通孔14を定める。平坦な基部12は、上部基部表面18及び下部基部表面20を有する。ケージナット組立体8は、一般に、平坦な基部12の周りに配置されるケージ22をさらに有する。ケージ22は、ケージ上部表面34及びケージ下部表面32を有する。さらに、ケージ22は、二対のフランジ28を定める。フランジ28は、本体16の形状にほぼ一致する切り抜き部26を定める。   With reference to FIGS. 1-3, a cage nut fastener, generally designated 8, has a body 16 that is coupled to a flat base 12. The body 16 and the flat base 12 define a threaded through hole 14. The flat base 12 has an upper base surface 18 and a lower base surface 20. The cage nut assembly 8 further includes a cage 22 that is generally disposed about the flat base 12. The cage 22 has a cage upper surface 34 and a cage lower surface 32. In addition, the cage 22 defines two pairs of flanges 28. The flange 28 defines a cutout 26 that substantially matches the shape of the body 16.

図2で最もよく見られるように、フランジ要素28は、本体16の平坦な基部12を囲むように折り畳まれる。フランジ28は、本体16のケージ22から遠ざかる運動を制限するように配置される。さらに、切り抜き部26は、組立体内での本体16の平面的な運動を制限するように配置される。   As best seen in FIG. 2, the flange element 28 is folded to surround the flat base 12 of the body 16. The flange 28 is arranged to limit movement of the body 16 away from the cage 22. Furthermore, the cutout 26 is arranged to limit the planar movement of the body 16 within the assembly.

ケージ22は、本体16が、制限された範囲の運動を有するように構成される。図2及び図3に見られるように、ケージは、ケージの上部表面34から遠ざかるわずかな運動を可能にし、並びに、該ケージの上部表面34にほぼ平行する平面的な運動を可能にする。この平面的な運動は、一般に、制限され、切り抜き部と本体16との間の空間によって定められる。   The cage 22 is configured such that the body 16 has a limited range of motion. As seen in FIGS. 2 and 3, the cage allows a slight movement away from the upper surface 34 of the cage and a planar movement substantially parallel to the upper surface 34 of the cage. This planar movement is generally limited and is defined by the space between the cutout and the body 16.

図3に最もよく見られるように、ケージ22は、六角形の本体16又は平坦な基部12に直接面する表面に配置されるコーティング層35(以下で説明されるような)を有する。このコーティングは低い湿潤性を有し、好ましくは本体16よりも低い濡れ性を有する表面を与える。このことは、後で、被覆されたケージ22に噴霧されるあらゆるコーティングの濡れの量を著しく減少させる。コーティングは、約25mNm-1より大きく、約36mNm-1より小さい表面張力を有することが好ましい。コーティング35がケージ22上に示されるが、該コーティング35を本体16及び/又は平坦な基部12に等しく塗布することができることが想定される。コーティング層35は、シャンク112全体を覆うことができ、又は、該シャンク112の一部を覆うことができる。さらに、コーティング層35をねじ山117内に置き、ねじ山の先端部121は露出したままにしておくことができる(図6を参照)。 As best seen in FIG. 3, the cage 22 has a coating layer 35 (as described below) disposed on the surface directly facing the hexagonal body 16 or the flat base 12. This coating has a low wettability and preferably provides a surface with a lower wettability than the body 16. This significantly reduces the amount of any coating wetting that is subsequently sprayed onto the coated cage 22. The coating is greater than about 25MNm -1, they are preferable to have about 36MNm -1 smaller surface tension. Although a coating 35 is shown on the cage 22, it is envisioned that the coating 35 can be equally applied to the body 16 and / or the flat base 12. The coating layer 35 can cover the entire shank 112 or a portion of the shank 112. Furthermore, the coating layer 35 can be placed in the thread 117 and the thread tip 121 can be left exposed (see FIG. 6).

図4は、本発明の教示による引き上げ式アーク溶接スタッド110を表す。溶接スタッド110は、3つの主要な部品、シャンク112、ヘッド114、及び、環状溶接物領域116から形成される。限定されない例として、シャンク112は、M6ねじ付きファスナとすることができる。同様に、シャンクはパインツリーコネクタ又は他のサイズのねじ付きファスナの形態をとることができる。シャンク112は、ファスナへのe−コートの粘着に抵抗するコーティング層35(以下で説明されるような)を定める。   FIG. 4 represents a pull-up arc weld stud 110 in accordance with the teachings of the present invention. The weld stud 110 is formed from three main parts: a shank 112, a head 114, and an annular weldment region 116. As a non-limiting example, the shank 112 can be an M6 threaded fastener. Similarly, the shank can take the form of a pine tree connector or other size threaded fastener. The shank 112 defines a coating layer 35 (as described below) that resists adhesion of the e-coat to the fastener.

ヘッド114の部分は、冷間頭部すえ込み法を用いて形成される。M6ファスナのためのヘッド114は、約13mmの外径及び約2mmの厚さを有する。ヘッドは、さらに、約13mmの直径を有する平らな下部表面115を有する。ファスナの強度は、ヘッドの厚さの関数である。したがって、ヘッドの厚さが増加すると、一般に、ファスナ110の強度が増加する。ファスナの強度の増加は、多くの場合、ファスナと積層材料との界面において望ましくない障害をもたらす。このような障害は、ファスナが積層材料から引き抜かれて、薄い板金に穴を残すことにつながる。   The portion of the head 114 is formed using a cold head swaging method. The head 114 for the M6 fastener has an outer diameter of about 13 mm and a thickness of about 2 mm. The head further has a flat lower surface 115 having a diameter of about 13 mm. The strength of the fastener is a function of the thickness of the head. Therefore, as the head thickness increases, the strength of the fastener 110 generally increases. Increasing fastener strength often results in undesirable interference at the fastener-laminated material interface. Such an obstacle leads to the fastener being pulled out of the laminate material and leaving a hole in the thin sheet metal.

環状溶接物領域116は、ヘッド114の下部表面115の外部半径120に等しい外部半径118を有する。環状溶接物領域116が示されるが、標準的な円形溶接物領域もまた適用できることが理解されるべきである。M6スタッドシャンクにおいては、ヘッド114の外部半径は約13mmである。溶接物領域116の内部半径は、約11mmの半径を有する。結果として生じる溶接物領域は、約150mm2である。各ヘッド114は厚さTを有する。溶接物の厚さ119は、Tの値のおよそ20%から35%である。 The annular weldment region 116 has an outer radius 118 equal to the outer radius 120 of the lower surface 115 of the head 114. Although an annular weld zone 116 is shown, it should be understood that standard circular weld zones are also applicable. In the M6 stud shank, the outer radius of the head 114 is about 13 mm. The internal radius of the weld zone 116 has a radius of about 11 mm. The resulting weld area is about 150 mm 2 . Each head 114 has a thickness T. The weld thickness 119 is approximately 20% to 35% of the T value.

本発明の適用例を例示するために、図6はスタッド110と積層構造体120との間の融合接続を示す。スタッド110は、設計の点では、溶接前の図4のスタッドと一致し、繰り返しを避けるために、参照は図6の説明に対してなされる。   To illustrate the application of the present invention, FIG. 6 shows a fusion connection between the stud 110 and the laminated structure 120. Stud 110 corresponds in design to the stud of FIG. 4 prior to welding, and reference is made to the description of FIG. 6 to avoid repetition.

使用においては、環状溶接物領域116の平らな縁部22が積層構造体120に接触した状態で、図6のスタッド110が、該積層構造体120に接触して置かれる。次いで、溶接電流が印加される。溶接電流が印加された後、スタッド110が引き抜かれてアークを形成する。アークが焼付する間、スタッド110の平らな縁部122及び構造体120の部分の両方が溶融する。指定の時間の後、スタッド110が溶融金属の中に入れられる。溶接電流は、入れられる前又はその間は、スイッチが切られる。次いで、溶接部は冷却される。図6に示すように、周方向縁部122の一部が溶融する。溶融金属の一部は、環状溶接物領域によって定められるキャビティ124に入る。溶接部は実質的に環状である。スタッド110及び構造体120は、設定された共通の溶接領域126を有する。当然、本発明の他の示された実施形態は類似の様式で動作する。スタッドを構造体に溶接した後、著しい量の熱にさらされたコーティング層35は、塗料の粘着、特にe−コート塗料に抵抗する能力を保持する。   In use, the stud 110 of FIG. 6 is placed in contact with the laminated structure 120 with the flat edge 22 of the annular weldment region 116 in contact with the laminated structure 120. A welding current is then applied. After the welding current is applied, the stud 110 is pulled out to form an arc. While the arc is baked, both the flat edge 122 of the stud 110 and the portion of the structure 120 melt. After a specified time, the stud 110 is placed in the molten metal. The welding current is switched off before or during switching on. The weld is then cooled. As shown in FIG. 6, a part of the circumferential edge 122 is melted. Some of the molten metal enters the cavity 124 defined by the annular weldment area. The weld is substantially annular. The stud 110 and the structure 120 have a set common weld area 126. Of course, other illustrated embodiments of the present invention operate in a similar manner. After welding the stud to the structure, the coating layer 35 exposed to a significant amount of heat retains the ability to resist paint adhesion, particularly e-coat paint.

本発明のコーティング35は、さらに別の処理の際の電着コーティングの付着を防ぐ又は阻止するように機能する。好ましいコーティングは、水性の電着浴によって不十分に濡れる表面張力を有する。一態様においては、本発明の好ましいコーティングの下部表面のエネルギーは、被覆された部分の表面を電着浴により濡れないようにすることによって、少なくとも部分的に付着を防ぐように作用することが信じられている。コーティング35を用いて、ファスナの被覆されていない領域及び/又はファスナが取り付けられる物品に塗布される他の選択された第2のコーティングの粘着を防ぐことができる。   The coating 35 of the present invention functions to prevent or prevent the deposition of the electrodeposition coating during further processing. Preferred coatings have a surface tension that is poorly wetted by an aqueous electrodeposition bath. In one aspect, it is believed that the energy of the lower surface of the preferred coating of the present invention acts to at least partially prevent adhesion by preventing the surface of the coated part from getting wet by the electrodeposition bath. It has been. The coating 35 can be used to prevent sticking of unselected areas of the fastener and / or other selected second coatings applied to the article to which the fastener is attached.

1つの実施形態においては、さらに別のコーティング層の粘着を防ぐのに用いられるコーティングのバインダ成分は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。エポキシ樹脂は、望ましいコーティング特性、例えば、良好な粘着及び良好な耐磨耗性を与えて、ファスナとの製造中にコーティングが元の状態のままであるように選択される。理論的には、多くの種類のエポキシバインダが好適であり、このような望ましいコーティング特性を与える。エポキシバインダは熱硬化性、すなわち、架橋することができ、又は、好適な高分子量である場合には熱可塑性とすることができる。好適なエポキシ樹脂の特定の実施例は、限定されるものではないが、ビスフェノールA及びビスフェノールAのジクリジジルエーテルの反応から製造されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹脂、フェノキシ樹脂、水分散性に改質されるような樹脂(例えば、末端エポキシド基或いはジカルボン酸又は環状酸無水物をもつヒドロキシル基の反応によって)及びそれらの組み合わせを含む。コーティング組成物が熱硬化性となるように調剤される場合には、好適な硬化剤又は架橋剤がバインダに含まれる。エポキシ樹脂のための典型的な架橋剤は、限定されるものではないが、二無水物、ポリアミン、及びアミノホルムアルデヒド樹脂といったアミノ樹脂、ポリイソシアネート架橋剤、及びポリエポキシド(カルボキシル機能化樹脂のための)を含む。水性のコーティング組成物の場合には、架橋樹脂を水性の媒体に分散する前に、水分散性エポキシ樹脂と混合することができる。好ましい実施形態においては、架橋剤は非黄変である。非黄変コーティングは、外観が重要であるとき、又は、望ましい表面外観を与えるようにコーティングを着色するときのようないくつかの場合において望ましいものである。   In one embodiment, the binder component of the coating used to prevent sticking of yet another coating layer preferably comprises an epoxy resin. The epoxy resin is selected such that it provides desirable coating properties, such as good adhesion and good abrasion resistance, so that the coating remains intact during manufacture with the fastener. In theory, many types of epoxy binders are suitable and provide such desirable coating properties. The epoxy binder can be thermoset, i.e., crosslinked, or thermoplastic if it is of a suitable high molecular weight. Specific examples of suitable epoxy resins include, but are not limited to, bisphenol A type epoxy resins, epoxy novolac resins, phenoxy resins, water dispersibility prepared from the reaction of bisphenol A and bisphenol A diglycidyl ether. Resins (such as by reaction of hydroxyl groups with terminal epoxide groups or dicarboxylic acids or cyclic anhydrides) and combinations thereof. When the coating composition is formulated to be thermosetting, a suitable curing agent or crosslinking agent is included in the binder. Typical crosslinkers for epoxy resins include, but are not limited to, amino resins such as dianhydrides, polyamines, and aminoformaldehyde resins, polyisocyanate crosslinkers, and polyepoxides (for carboxyl functionalized resins). including. In the case of an aqueous coating composition, the cross-linked resin can be mixed with a water-dispersible epoxy resin before being dispersed in the aqueous medium. In a preferred embodiment, the crosslinker is non-yellowing. Non-yellowing coatings are desirable in some cases, such as when appearance is important or when the coating is colored to give the desired surface appearance.

好ましい実施形態においては、本発明のコーティングは、固体のバインダ及び表面張力を減少させる成分の組み合わせの重量に基づいて、該表面張力減少成分の約1から約50重量%を含む。好ましい実施形態においては、ここでも固体のバインダ及び表面張力減少成分の組み合わせの重量に基づいて、表面張力減少成分が、約5重量%又はそれより多く、好ましくは約10重量%又はそれより多く、より好ましくは約35重量%又はそれより多い量で存在する。表面張力を減少させる成分は、固体のバインダ及び表面張力を減少させる成分の組み合わせの重量の、約1から約70重量%、より好ましくは約35から約60重量%とすることができる。表面張力を減少させる成分が、ここでも固体のバインダ及び表面張力を減少させる成分の組み合わせの重量に基づいて、好ましくは約70重量%又はそれより少なく、より好ましくは約60重量%又はそれより少なく、さらにより好ましくは約50%又はそれより少ない量で存在する。   In a preferred embodiment, the coating of the present invention comprises from about 1 to about 50% by weight of the surface tension reducing component, based on the weight of the solid binder and surface tension reducing component combination. In a preferred embodiment, the surface tension reducing component is again about 5% by weight or more, preferably about 10% by weight or more, again based on the weight of the combination of solid binder and surface tension reducing component, More preferably it is present in an amount of about 35% by weight or more. The component that reduces surface tension can be from about 1 to about 70% by weight, more preferably from about 35 to about 60% by weight of the combination of the solid binder and the component that reduces surface tension. The component that reduces the surface tension is preferably about 70% or less, more preferably about 60% or less, again based on the weight of the combination of the solid binder and the component that reduces the surface tension. Even more preferably in an amount of about 50% or less.

本発明のコーティング組成物の固体全体の重量は、適切な量のコーティングを表面に与え、コーティング組成物に好適な粘度を与えるように選択される。固体の含量は、有機体の放出を最小にすることが一般に望ましいので、コーティング組成物が水性であるか又は溶剤性であるかに依存することとなる。例えば、好ましいコーティング35を約2から9g/sq.ftの重量で、好ましくは約3から5g/sq.ftで塗布することができる。一般に、好ましい水性コーティング組成物における固体の重量パーセントは、約10%から約65%の範囲に及ぶ。別の実施形態においては、さらに水性の組成物を言及するが、該組成物は20又はそれより多い重量%の固体、好ましくは30%又はそれより多い、さらに好ましくは35又はそれより多い重量%の固体を有する。固体の最大の重量パーセントは65%であることが好ましく、60%であることがさらに好ましい。他の好ましい実施形態においては、固体の重量パーセントは50%又はそれより少ない。好ましい実施形態においては、固体は45重量%又はそれより少ない。固体に加えて、本発明のコーティング組成物は、1から40%の水、好ましくは5ないし30%の水を含む。   The total solid weight of the coating composition of the present invention is selected to provide an appropriate amount of coating on the surface and to provide a suitable viscosity for the coating composition. The solids content will depend on whether the coating composition is aqueous or solvent borne, since it is generally desirable to minimize the release of organisms. For example, a preferred coating 35 is about 2 to 9 g / sq. preferably about 3 to 5 g / sq. It can be applied by ft. In general, the weight percentage of solids in preferred aqueous coating compositions ranges from about 10% to about 65%. In another embodiment, reference is made to a more aqueous composition, which is 20 or more weight percent solids, preferably 30 or more, more preferably 35 or more weight percent. Of solids. The maximum weight percent of solids is preferably 65%, more preferably 60%. In other preferred embodiments, the solids weight percent is 50% or less. In a preferred embodiment, the solids are 45% by weight or less. In addition to the solid, the coating composition of the present invention comprises 1 to 40% water, preferably 5 to 30% water.

本発明の水性のコーティング組成物はまた、バインダの安定した分散を促進するために有機溶剤を含むことができる。好ましい実施形態においては、組成物は30%又はそれより少ない有機溶剤、好ましくは25%又はそれより少ない有機溶剤を含む。原則として、組成物は、最小1%の有機溶剤、好ましくは最小10重量%の有機溶剤を含むことができる。コーティング組成物に用いられる揮発性有機共溶媒の限定されない例は、プロパノール、ブタノール、エチレン及びプロピレングリコールエーテル及びエーテルアセテート及び1−(2−ブトキシエトキシ)エタノールを含む。   The aqueous coating composition of the present invention can also include an organic solvent to promote stable dispersion of the binder. In a preferred embodiment, the composition comprises 30% or less organic solvent, preferably 25% or less organic solvent. In principle, the composition can comprise a minimum of 1% organic solvent, preferably a minimum of 10% by weight organic solvent. Non-limiting examples of volatile organic co-solvents used in the coating composition include propanol, butanol, ethylene and propylene glycol ethers and ether acetates and 1- (2-butoxyethoxy) ethanol.

溶剤、樹脂、及び表面張力改質剤に加えて、本発明のコーティングを形成するのに用いられる組成物は、顔料、レオロジー改質剤及び他の通常の添加剤といったさらに別の成分を含むことができる。例えば、二酸化チタン、酸化鉄、及び他の酸化顔料といった無機顔料又は有機顔料を、コーティング組成物に添加してコーティングに望ましいレベルの着色を与えるようにすることができる。   In addition to the solvent, resin, and surface tension modifier, the composition used to form the coating of the present invention includes further components such as pigments, rheology modifiers, and other conventional additives. Can do. For example, inorganic or organic pigments such as titanium dioxide, iron oxide, and other oxidized pigments can be added to the coating composition to give the coating a desired level of color.

別の実施形態においては、本発明のコーティング組成物は、エポキシ樹脂に加えて、さらに別の利点を与える第2の樹脂を含むことができる。好ましい実施形態においては、コーティングは、熱可塑性エラストマーポリマー、スチレン系コポリマーといったスチレン系成分、ABS及びSAN、ポリビニルエステル又はポリ(塩化ビニル)といったビニルポリマー、又は他のポリマーからなる基から選択される熱可塑性ポリマーを含む。   In another embodiment, the coating composition of the present invention may include a second resin that provides further advantages in addition to the epoxy resin. In a preferred embodiment, the coating is a heat selected from the group consisting of thermoplastic elastomer polymers, styrenic components such as styrenic copolymers, vinyl polymers such as ABS and SAN, polyvinyl esters or poly (vinyl chloride), or other polymers. Contains a plastic polymer.

エラストマーポリマーは、限定されるものではないが、ブタジエン及びイソプレンといったジエン官能性モノマーに基づいたポリマーを一般に含む。このようなポリマーの限定されない実施例は、アクリロニトリルブタジエンエラストマー(NBR)、ブチルゴム(IRR)、イソブチレン‐イソプレンエラストマー、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、エチレン/ブタンエラストマー、エチレン/オクタンエラストマー、イソブチレン−パラメチルスチレンエラストマー(IMS)、ポリブタジエンエラストマー(BR)、ポリイソブチレン、ポリイソプレン(IR)及びスチレン‐ブタジエンゴム(SBR)を含む。このようなエラストマーポリマーを、溶液、懸濁液として、或いは、好ましい実施形態においては粒子として与えることができる。ポリマーを、ニート・モノマーを共重合することによって、或いは、エマルジョン重合によって共重合を実行することによって、或いは、有機溶剤における溶液において、公知の処理によって製造することができる。   Elastomeric polymers generally include, but are not limited to, polymers based on diene functional monomers such as butadiene and isoprene. Non-limiting examples of such polymers include acrylonitrile butadiene elastomer (NBR), butyl rubber (IRR), isobutylene-isoprene elastomer, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), ethylene / butane elastomer, ethylene / octane elastomer, isobutylene. -Including paramethylstyrene elastomer (IMS), polybutadiene elastomer (BR), polyisobutylene, polyisoprene (IR) and styrene-butadiene rubber (SBR). Such elastomeric polymers can be provided as solutions, suspensions, or in preferred embodiments as particles. The polymer can be produced by copolymerizing neat monomers, by carrying out the copolymerization by emulsion polymerization, or by a known process in solution in an organic solvent.

別の実施形態においては、強化エポキシ樹脂を、上述のような、溶解ゴム又はエラストマーポリマーがある状態で、エポキシのバルク重合によって生成することができる。或いは、本発明の組成物をエポキシ樹脂及びゴムの粒子を混合することによって製造することができる。   In another embodiment, a reinforced epoxy resin can be produced by bulk polymerization of epoxy in the presence of a dissolved rubber or elastomeric polymer as described above. Alternatively, the composition of the present invention can be produced by mixing epoxy resin and rubber particles.

本発明のコーティング組成物は、一般に、コーティングの乾燥、合体、及び、適切な場合には、硬化又は架橋を行うために短期間だけ加熱又は焼付される。限定されない例においては、コーティングは、2ないし5分間、375°Fのピーク金属温度まで焼付することができる。典型的な焼付サイクルは、20ないし30分間で、400ないし425°Fである。特定のコーティングのための適切な焼付サイクルはバインダ成分に依存し、簡単な試験によって判断することができる。   The coating composition of the present invention is generally heated or baked for a short period to dry, coalesce, and, where appropriate, cure or crosslink the coating. In a non-limiting example, the coating can be baked to a peak metal temperature of 375 ° F. for 2 to 5 minutes. A typical baking cycle is 400-425 ° F. for 20-30 minutes. The appropriate baking cycle for a particular coating depends on the binder component and can be determined by simple tests.

好ましい実施形態においては、本発明のコーティング組成物は、オハイオ州所在のEnvironmental Protective Coatings of Ostranderによって製造されるEPC‐1760 E‐Coat Block製品から製造される。E−Coat Block製品は、典型的には、5重量%より少ないジメチルエチルアノルアミン、及び、n‐ブチルアルコール、ブチルセロソルブ及びブチルカルビトールといった揮発性有機溶剤を12重量%より少なく含む。組成物は、約38から約43重量%までの固体を含み、1ガロン当たり約8.8から9.2ポンドの密度を有する。与えられるように、組成物は、77°Fで35ないし45秒のZahn cup no.2の粘度を有する。   In a preferred embodiment, the coating composition of the present invention is manufactured from an EPC-1760 E-Coat Block product manufactured by Environmental Protective Coatings of Strander, Ohio. E-Coat Block products typically contain less than 5% by weight dimethylethylanolamine and less than 12% by weight volatile organic solvents such as n-butyl alcohol, butyl cellosolve and butyl carbitol. The composition comprises from about 38 to about 43% by weight solids and has a density of about 8.8 to 9.2 pounds per gallon. As given, the composition is a Zahn cup no. Having a viscosity of 2.

本発明の別の実施形態においては、保護表面コーティングを有する金属ファスナ8が開示される。コーティング35は、バインダのエポキシ樹脂として、好ましくはフェノキシ樹脂を含むコーティングから形成され、任意的には第2の熱可塑性のポリマーと組み合わされる。コーティングはさらに、微粉化ポリエチレンワックス、微粉化ポリテトラフルオロエチレン及び顔料の材料を含む。第2の熱可塑性ポリマーは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー、ポリ塩化ビニルポリマー又はその両方を含むことが好ましい。コーティングにおける微粉化ポリエチレンワックス及び微粉化ポリテトラフルオロエチレンは、互いに対して、約60から約40重量パーセントの微粉化ポリエチレン対約40から約60重量パーセントの微粉化ポリテトラフルオロエチレンの重量比を有する。固体のバインダ並びにポリエチレン及びポリテトラフルオロエチレンのコーティングは、互いに対して、約40から約60重量パーセントのバインダ対約60から約40重量パーセントのポリエチレン及びポリテトラフルオロエチレンの重量比を有することが好ましい。   In another embodiment of the present invention, a metal fastener 8 having a protective surface coating is disclosed. The coating 35 is formed as a binder epoxy resin, preferably from a coating comprising a phenoxy resin, optionally combined with a second thermoplastic polymer. The coating further comprises finely divided polyethylene wax, finely divided polytetrafluoroethylene and a pigment material. The second thermoplastic polymer preferably comprises acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyvinyl chloride polymer, or both. The micronized polyethylene wax and micronized polytetrafluoroethylene in the coating have a weight ratio of about 60 to about 40 percent by weight micronized polyethylene to about 40 to about 60 percent by weight micronized polytetrafluoroethylene relative to each other. . The solid binder and the polyethylene and polytetrafluoroethylene coating preferably have a weight ratio of about 40 to about 60 weight percent binder to about 60 to about 40 weight percent polyethylene and polytetrafluoroethylene relative to each other. .

本発明の別の実施形態においては、ファスナが水性のコーティング組成物で被覆される。水性のコーティングは、バインダとして、分散したエポキシ樹脂、好ましくはフェノキシ樹脂を含み、任意的には第2の熱可塑性樹脂を含む。バインダはまた、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含むことができる。水性のコーティング組成物はさらに、微粉化ポリエチレンワックス、微粉化ポリテトラフルオロエチレン及び顔料の材料を含む。   In another embodiment of the present invention, the fastener is coated with an aqueous coating composition. The aqueous coating includes a dispersed epoxy resin, preferably a phenoxy resin, and optionally a second thermoplastic resin as a binder. The binder can also include a bisphenol A type epoxy resin. The aqueous coating composition further comprises finely divided polyethylene wax, finely divided polytetrafluoroethylene and a pigment material.

本発明の別の実施形態においては、電着塗料を金属ファスナ8に塗布するための方法が開示される。ファスナ8は表面に連結するように構成され、上述のように、保護コーティング組成物をもつファスナの一部にコーティング35を有する。   In another embodiment of the present invention, a method for applying an electrodeposition paint to metal fastener 8 is disclosed. The fastener 8 is configured to connect to a surface and has a coating 35 on a portion of the fastener having a protective coating composition as described above.

電着塗料を金属ファスナ8に電着塗料に塗布した後、ファスナ及び保護コーティング先駆体懸濁液が約30分間、約400度で硬化される。ファスナ8が構造体に連結された後、電着塗料が該ファスナに塗布される。硬化された保護被覆先駆体で被覆されたファスナ8の一部は、電着塗料が塗布された場合に、該電着塗料が該ファスナの金属に接触しないファスナの表面部分を定める。   After applying the electrodeposition paint to the metal fastener 8, the fastener and protective coating precursor suspension is cured at about 400 degrees for about 30 minutes. After the fastener 8 is connected to the structure, an electrodeposition paint is applied to the fastener. A portion of the fastener 8 coated with the cured protective coating precursor defines a surface portion of the fastener that does not contact the metal of the fastener when the electrodeposition paint is applied.

特に好ましい実施形態においては、ファスナは、エポキシ樹脂及び熱可塑性樹脂を含む約12から約20重量パーセントのバインダ粒子を含み、エポキシ樹脂相はビスフェノールA及びエピクロルヒドリンから抽出され、熱可塑性樹脂相はブレンドされたアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー及びポリ塩化ビニルポリマーから抽出されたものであり、約5から12重量パーセント微粉化ポリエチレンワックスと、約2から約8重量パーセントの微粉化ポリテトラフルオロエチレンと、約2から約20重量パーセントの顔料と、約25から約65重量パーセントの水と、約50から約20重量パーセントの有機共溶媒と、約0.5から約2重量パーセントの中和アミンとを含む組成物で被覆される。コーティングは、ファスナのねじ付き領域を被覆する。ファスナは、例えば、溶接することによって、コーティング組成物を塗布する前に締結することができる。   In a particularly preferred embodiment, the fastener comprises about 12 to about 20 weight percent binder particles comprising an epoxy resin and a thermoplastic resin, the epoxy resin phase is extracted from bisphenol A and epichlorohydrin, and the thermoplastic resin phase is blended. About 5 to 12 weight percent micronized polyethylene wax, about 2 to about 8 weight percent micronized polytetrafluoroethylene, about 2 to about 8 percent by weight, extracted from acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and polyvinyl chloride polymer To about 20 weight percent pigment, about 25 to about 65 weight percent water, about 50 to about 20 weight percent organic co-solvent, and about 0.5 to about 2 weight percent neutralized amine. Covered with objects. The coating covers the threaded area of the fastener. The fastener can be fastened before applying the coating composition, for example, by welding.

保護コーティングで被覆された第1のファスナのねじ付きの第2のファスナの取り付け部分は、電着塗料が塗布された場合に、該電着塗料がはじかれる該第1のファスナの表面部分を定める。   The threaded second fastener attachment portion of the first fastener covered with a protective coating defines the surface portion of the first fastener to which the electrodeposition paint is repelled when the electrodeposition paint is applied. .

図1ないし図3を参照すると、ケージナットは本体を有し、これを通るねじ付き孔を定める。ケージは、本体の少なくとも一部の周りに配置される。ケージは、該ケージ内での本体の運動範囲を制限する。さらに、ケージは、調和平均を用いて計算した場合に、Rame−Hart接触角ゴニオメータを用いて測定すると、25より大きく36mNm-1より小さい、好ましくは27より大きく32mNm-1より小さい、最も好ましくは約28ないし29mNm-1である表面張力を有する少なくとも1つの表面上にコーティングを有する。本体は、平坦な基部を有し、ケージは該基部の少なくとも一部を覆う一対のフランジを定める。コーティングはフランジと基部との間に配置される。 1-3, the cage nut has a body and defines a threaded hole therethrough. The cage is disposed around at least a portion of the body. The cage limits the range of motion of the body within the cage. Furthermore, the cage, when calculated using a harmonic average, is greater than 25 and less than 36 mNm −1 , preferably greater than 27 and less than 32 mNm −1 , most preferably when measured using a Ram-Hart contact angle goniometer. The coating is on at least one surface having a surface tension that is about 28 to 29 mNm- 1 . The body has a flat base and the cage defines a pair of flanges that cover at least a portion of the base. The coating is disposed between the flange and the base.

ケージは、本体の少なくとも一部の周りに配置されたフランジ部材を有し、該本体の運動範囲を制限するように構成される。本体は、ケージの上部表面に配置される。ケージは、さらに別の処理の際、電着コーティングの付着を防ぐように機能するように構成された層で被覆された少なくとも1つの表面を有し、且つ、下部表面を有し、コーティングが該下部表面にさらに配置される。   The cage has a flange member disposed about at least a portion of the body and is configured to limit the range of motion of the body. The body is disposed on the upper surface of the cage. The cage has at least one surface coated with a layer configured to function to prevent deposition of the electrodeposition coating during further processing, and has a lower surface, the coating being Further disposed on the lower surface.

1つの実施形態においては、表面に溶接されるように構成された溶接可能なねじ付きファスナは、或る部分にコーティングを有し、該コーティングは、少なくともエポキシ材料及びワックス、好ましくは、ポリエチレンワックスを含む。コーティングはさらに、その表面にポリテトラフルオロエチレンを含むことが好ましい。コーティングは熱可塑性であってもよいし、又は硬化させてもよい。コーティングは約27mNm-1から約32mNm-1の表面張力を有することが好ましい。コーティングはファスナの本体部分に存在することができる。ファスナが溶接可能なケージを有する場合には、図を参照して説明したように、コーティングは該ケージ上に存在することができる。 In one embodiment, a weldable threaded fastener configured to be welded to a surface has a coating on a portion, the coating comprising at least an epoxy material and a wax, preferably polyethylene wax. Including. The coating further preferably comprises polytetrafluoroethylene on its surface. The coating may be thermoplastic or may be cured. The coating preferably has a surface tension of about 27 mNm −1 to about 32 mNm −1 . The coating can be present on the body portion of the fastener. If the fastener has a weldable cage, the coating can be present on the cage as described with reference to the figures.

別の実施形態においては、e−コートがファスナに塗布されることを防ぐ方法を提供し、ファスナは表面に連結するように構成されている。この方法は、a)ファスナの一部を、ワックス、特にポリエチレンワックスを含むエポキシ・コーティングで被覆する段階、b)該ファスナを本体に締結する段階、及び、c)該本体をe−コーティングして、コーティングがe−コートの濡れに抵抗するように機能する段階を含む。任意的には、ファスナ本体を締結することは、ケージナットのケージを本体に溶接するように、ファスナを本体に溶接することである。   In another embodiment, a method is provided for preventing an e-coat from being applied to a fastener, the fastener being configured to connect to a surface. The method includes the steps of: a) coating a portion of the fastener with an epoxy coating comprising a wax, particularly polyethylene wax, b) fastening the fastener to the body, and c) e-coating the body. The coating functions to resist the wetting of the e-coat. Optionally, fastening the fastener body is welding the fastener to the body such that the cage nut cage is welded to the body.

ワックスは、ポリテトラフルオロエチレン成分を含むことができる。例えば、ポリエチレンワックスとポリテトラフルオロエチレンの混合物が塗布されたコーティング組成物内に存在することができる。そこから形成されたコーティングは、その表面においてポリエチレン及びポリテトラフルオロエチレンの両方を有するであろう。塗布されたコーティングが焼付された場合には、ポリエチレンが溶融し、合体することになり、合体したポリエチレンは、粒子状のポリエチレンを含むことができ、又は、(焼付温度が十分に高温の場合には)ポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンの混合物とすることができる。十分な量のポリエチレン、任意的には、ポリテトラフルオロエチレンをコーティングに含んで、36mNm-1より小さい表面張力を与えるようにすることが好ましい。 The wax can include a polytetrafluoroethylene component. For example, a mixture of polyethylene wax and polytetrafluoroethylene can be present in the applied coating composition. The coating formed therefrom will have both polyethylene and polytetrafluoroethylene on its surface. If the applied coating is baked, the polyethylene will melt and coalesce, and the coalesced polyethylene can contain particulate polyethylene or (if the baking temperature is high enough) Can be a mixture of polyethylene and polytetrafluoroethylene. A sufficient amount of polyethylene, optionally polytetrafluoroethylene, is preferably included in the coating to provide a surface tension of less than 36 mNm- 1 .

被覆されたファスナの一部は、ねじ付き部分又は軸受領域であることが好ましい。コーティングは、例えば、望ましい色又は光沢を与えるように、要望に応じて、顔料を含むことができる。   The part of the coated fastener is preferably a threaded part or a bearing area. The coating can include pigments, for example, as desired to provide the desired color or gloss.

本発明の変形態様においては、本体に連結するように構成されたファスナの一部が第1のコーティングで被覆される。第1のコーティングはファスナに粘着して、第2のコーティングの粘着を防ぐ。次いで、ファスナが本体に連結されて、例えば、限定されるものではないが、電着コーティング又は他の水性コーティングとすることができる、第2のコーティングが該本体に塗布される。第2のコーティングは第1のコーティングをもつファスナの領域には粘着しない。ファスナは、ねじ付きナット及びボルト又はねじの組み合わせなどの一部として、スロットの中に滑らせることにより、溶接、接着、ねじ留め、リベット締めを含む、あらゆる通常の方法で本体に連結することができる。ファスナを何らかの連結方法で本体の表面に連結することができ、或いは、他の方法で表面を貫通させることができる。   In a variation of the invention, a portion of the fastener configured to be coupled to the body is coated with the first coating. The first coating adheres to the fastener and prevents sticking of the second coating. A fastener is then coupled to the body, and a second coating is applied to the body, which can be, for example, but not limited to, an electrodeposition coating or other aqueous coating. The second coating does not stick to the area of the fastener with the first coating. The fastener can be connected to the body in any conventional manner, including welding, gluing, screwing, riveting, etc., by sliding it into the slot as part of a threaded nut and bolt or screw combination. it can. The fasteners can be connected to the surface of the body by some connection method, or the surface can be penetrated by other methods.

この方法は、2つの物品がねじ付きファスナで連結される方法に適用することができる。ねじ付きファスナの一部が、好ましくはワックスを含む第1のコーティングで被覆され、次いで、該ねじ付きファスナが第1の物品に取り付けられる。第2のコーティングは、例えば、電着コーティング処理によって第1の物品及びファスナに塗布されるが、該第2のコーティングは第1のコーティングで被覆された部分は被覆しない。最後に、第2の物品がねじ付きファスナをもつ第1の物品に連結される。第1のコーティングは熱硬化性とすることができる。ワックスを含む好適な熱硬化性コーティングの中にはエポキシ・コーティングがある。1つの好ましいエポキシ・コーティングは、熱可塑性又は熱硬化性とすることができるフェノキシ樹脂を含む。第1のコーティングは粒子状の表面成分を有することができ、これは、微粉化ポリエチレン又は該第1のコーティングが第2のコーティングにより被覆されるのを防ぐことを助ける別の表面張力の低い材料とすることができる。コーティングのためには、ポリエチレン及びポリテトラフルオロエチレンの両方を、例えば、上述の相対量で含むことが好ましい。これらのようなコーティングは、耐摩耗性と予測することができる。このように、ファスナ上のコーティングは、製造工程の重要な期間において、ファスナから実質的にこそぎ落とされることはない。ファスナは、図示のファスナのように、溶接可能とすることができる。   This method can be applied to a method in which two articles are connected by a threaded fastener. A portion of the threaded fastener is coated with a first coating, preferably comprising wax, and then the threaded fastener is attached to the first article. The second coating is applied to the first article and fastener, for example, by an electrodeposition coating process, but the second coating does not cover the portion coated with the first coating. Finally, the second article is connected to the first article having a threaded fastener. The first coating can be thermoset. Among the suitable thermosetting coatings that contain wax are epoxy coatings. One preferred epoxy coating comprises a phenoxy resin that can be thermoplastic or thermoset. The first coating can have a particulate surface component, which can be micronized polyethylene or another low surface tension material that helps prevent the first coating from being covered by the second coating. It can be. For coating, it is preferred to include both polyethylene and polytetrafluoroethylene, for example in the relative amounts described above. Coatings such as these can be predicted to be abrasion resistant. In this way, the coating on the fastener is not substantially stripped from the fastener during a critical period of the manufacturing process. The fastener can be weldable, as in the illustrated fastener.

自動車両のような車両は、これらの方法の段階を含むことによって組み立てることができる。溶接可能なファスナの少なくとも一部を、該ファスナが車両の部品に溶接される前に、第1のコーティング組成物で被覆することができる。コーティング組成物は、コーティングに約30mNm-1までの表面張力を与える成分を含む。次いで、車両の部品は電着コーティングによって被覆される。第1のコーティングのために、電着コーティングは第1のコーティングをもつファスナの部分に実質的には付着しない。これにより、いずれの電着コーティングもその部分を被覆することはなく、又は、例えば、その部分に当たる可能性があるどのような少量もこれにブラシをかけるか又は叩き落とすことにより除去することができることを意味する。 A vehicle, such as a motor vehicle, can be assembled by including these method steps. At least a portion of the weldable fastener can be coated with the first coating composition before the fastener is welded to a vehicle component. The coating composition includes components that impart a surface tension to the coating of up to about 30 mNm- 1 . The vehicle parts are then coated with an electrodeposition coating. Because of the first coating, the electrodeposition coating does not substantially adhere to the portion of the fastener having the first coating. This prevents any electrodeposition coating from covering that part, or any small amount that could hit that part can be removed by brushing or tapping it, for example. Means.

第1のコーティングは水性のコーティング組成物として塗布されることができ、一般に、例えば、約30mNm-1までの表面張力をコーティングに与える成分の約1%から約40重量%までの少量を含む。望ましい表面張力を与えるポリマー材料が説明され、この成分はポリエチレンワックス及び/又はポリテトラフルオロエチレンといったワックスを含むことが好ましい。 The first coating can be applied as an aqueous coating composition and generally comprises a small amount, for example, from about 1% to about 40% by weight of a component that imparts a surface tension to the coating of up to about 30 mNm −1 . Polymer materials that provide the desired surface tension are described, and this component preferably comprises a wax such as polyethylene wax and / or polytetrafluoroethylene.

本発明の他の実施形態は、第1のファスナに対する第2のファスナのトルク締めを改善する方法である。第1のファスナは本体に連結され、電着塗料で被覆される。この方法は、a)好ましくはフェノキシ樹脂、及び、特にポリエチレンワックスであるワックスを含むエポキシで第1のファスナの一部を被覆する段階、b)ファスナ本体を締結する段階、及び、c)本体を電着塗装で被覆して、コーティングが電着塗料に抵抗するように機能し、該第2のファスナを該第1のファスナに連結する段階を含む。被覆された第1のファスナの一部は、連結中、第2のファスナと界面を形成する部分である。界面を形成する部分は、例えば、第1のファスナ本体の一部又はねじ付き領域である第1のファスナの一部とすることができる。コーティングは、36Nmより小さい、好ましくは30Nmより小さいトルクの変化でトルクを第2のファスナに適用することによって、ファスナを連結することを可能にする。トルクのこの滑らかな適用は、第2のファスナが、自動車の組み立ての実施に典型的な自動動力工具を用いて連結される場合に、特に有利である。コーティングは典型的には36mNm-1より小さい表面張力を被覆された部分に与える。コーティングのバインダ部分は、上述したようにABS又はPVCといった熱可塑性樹脂をさらに含むことができる。いくつかの場合においては、ワックスにポリテトラフルオロエチレンを含むことが有利である。第1のファスナのケージが本体に溶接されるときに、該第1のファスナを本体に溶接することができる。 Another embodiment of the invention is a method for improving torque tightening of a second fastener relative to a first fastener. The first fastener is connected to the body and is coated with an electrodeposition paint. The method comprises the steps of a) coating a portion of the first fastener with an epoxy comprising a wax, preferably a phenoxy resin, and in particular a polyethylene wax, b) fastening the fastener body, and c) the body. Coating with an electrodeposition paint, the coating functioning to resist the electrodeposition paint and coupling the second fastener to the first fastener. A portion of the coated first fastener is a portion that forms an interface with the second fastener during connection. The portion that forms the interface can be, for example, part of the first fastener body or part of the first fastener that is a threaded region. The coating makes it possible to connect the fasteners by applying torque to the second fastener with a change in torque of less than 36 Nm, preferably less than 30 Nm. This smooth application of torque is particularly advantageous when the second fastener is connected using an automatic power tool typical of an automobile assembly practice. The coating typically imparts a surface tension of less than 36 mNm −1 to the coated part. The binder portion of the coating can further include a thermoplastic resin such as ABS or PVC as described above. In some cases it is advantageous to include polytetrafluoroethylene in the wax. When the cage of the first fastener is welded to the body, the first fastener can be welded to the body.

コーティング組成物は、約15%から約35%、好ましくは約20%と約30%との間のエポキシ樹脂を含むことが好ましい。限定されない例においては、コーティング組成物は約26重量%のエポキシ樹脂を含む。1つの実施形態においては、ワックスの豊富な表面を形成する本発明によるコーティング組成物が与えられる。   The coating composition preferably comprises from about 15% to about 35%, preferably between about 20% and about 30% epoxy resin. In a non-limiting example, the coating composition includes about 26% by weight epoxy resin. In one embodiment, a coating composition according to the present invention is provided that forms a wax rich surface.

図7は、ナットを被覆されたねじ付きスタッドに連結することが要求されたNmにおけるトルクを示すチャートを表す。プロットc1からc4は、本発明の教示によるコーティングで被覆され、次いで、電着塗料で被覆されたねじ付きスタッドにナットを連結するように要求されたトルクを表す。プロットe1からe4は、電着コーティングを有するねじ付きスタッドにナットを連結するように要求されたトルクを表す。   FIG. 7 represents a chart showing the torque at Nm required to connect the nut to the coated threaded stud. Plots c1 to c4 represent the torque required to connect a nut to a threaded stud coated with a coating according to the teachings of the present invention and then coated with an electrodeposition paint. Plots e1 to e4 represent the torque required to connect the nut to the threaded stud with electrodeposition coating.

プロットから明らかに見ることができるように、電着コーティングを有するこれらのスタッドは、ファスナを連結するためにトルク負荷を著しく変化させることを要求する。商業上のファスナシステムは、ファスナに適用されるトルク負荷を測定して、所定のクランプ負荷に到達したときを判断するため、適用されたトルク負荷における変化は、締結された接合部のクランプ負荷において対応する望ましくない変化をもたらす。トルク負荷における変化を減少させることによって、接合部のより良好な締結を達成することができる。   As can be clearly seen from the plot, these studs with electrodeposition coating require a significant change in torque load to connect the fasteners. Commercial fastener systems measure the torque load applied to the fastener to determine when a predetermined clamp load has been reached, so that changes in the applied torque load will change in the clamp load of the fastened joint. To bring about corresponding undesirable changes. By reducing the change in torque load, a better fastening of the joint can be achieved.

プロットc1からc4に見ることができるように、本発明の教示によるコーティング層を有するこれらのスタッドは、ねじ付きファスナと連結するために著しく滑らかなトルク負荷を要求する。一般に、これらのトルク負荷は、e−コートされたファスナe1ないしe4のそれよりも低い。   As can be seen in plots c1 to c4, these studs with a coating layer according to the teachings of the present invention require a significantly smoother torque load to connect with a threaded fastener. In general, these torque loads are lower than that of e-coated fasteners e1-e4.

トルク負荷における変化は、ねじ山の間のe−コート層を傷つけること及び擦ることによって引き起こされる。トルクの変化が、30Nmより大きくなるように示され、さらに、0.0075秒間隔で測定される場合には36Nmより大きくなるように示される。したがって、本発明のコーティングは、0.0075秒間隔で測定される場合には、35Nmより小さい、好ましくは30Nmより小さい、好ましくは10Nmより小さい、最も好ましくは5Nmより小さい、トルクの変化を与えるように構成される。   Changes in torque load are caused by scratching and rubbing the e-coat layer between the threads. The change in torque is shown to be greater than 30 Nm, and more than 36 Nm when measured at 0.0075 second intervals. Thus, the coatings of the present invention, when measured at 0.0075 second intervals, provide a torque variation of less than 35 Nm, preferably less than 30 Nm, preferably less than 10 Nm, most preferably less than 5 Nm. Configured.

本発明のコーティング組成物の1つの利点は、それらが被覆される表面に塗布される場合には、コーティングが、被覆された部分を組立体の金属板又は他の部分に溶接することに関連する過酷な条件及び高温に抵抗することができることである。例えば、溶接スタッドを金属板に取り付けることは、少なくとも該金属板と接触するスタッドの端部における金属が、該金属を溶融するのに十分な温度まで加熱されることを要求する。スタッドは、一般に熱を伝導する材料から製造されるので、溶接処理の間、本発明の有機コーティングのすぐ下のスタッド層を含む溶接スタッド全体が加熱されることが予想される。それにもかかわらず、本発明のコーティング組成物は、過酷な溶接条件でも生き残る適切なコーティングを与える。次の段階では、本発明の溶接スタッド又は他のねじ付きファスナに粘着する本発明のコーティングは、後続する電着段階における望ましくない電着コーティング組成物の付着を防ぐように作用する。   One advantage of the coating compositions of the present invention is that the coating, when applied to the surface to be coated, welds the coated portion to a metal plate or other portion of the assembly. It can resist harsh conditions and high temperatures. For example, attaching a weld stud to a metal plate requires that at least the metal at the end of the stud in contact with the metal plate is heated to a temperature sufficient to melt the metal. Since studs are generally manufactured from a material that conducts heat, it is expected that the entire weld stud, including the stud layer immediately below the organic coating of the present invention, will be heated during the welding process. Nevertheless, the coating composition of the present invention provides a suitable coating that survives the harsh welding conditions. In the next step, the coating of the present invention that adheres to the weld stud or other threaded fastener of the present invention acts to prevent the deposition of undesirable electrodeposition coating compositions in subsequent electrodeposition steps.

組み立てられていない状態のケージナットファスナの斜視図である。It is a perspective view of a cage nut fastener in a state where it is not assembled. 組み立てられた構成の本発明のケージナットの斜視図である。It is a perspective view of the cage nut of this invention of the assembled structure. ファスナ及びケージに対するコーティングの関係を示す図2におけるケージナットの断面である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the cage nut in FIG. 本発明の教示による引き上げ式アーク溶接スタッドの側面図である。1 is a side view of a pull-up arc welding stud according to the teachings of the present invention. FIG. 図4による引き上げ式アーク溶接スタッドの底面図である。It is a bottom view of the pull-up type arc welding stud by FIG. 積層シートに連結された、図4による引き上げ式アーク溶接スタッドの側面図である。FIG. 5 is a side view of a pull-up arc welding stud according to FIG. 4 connected to a laminated sheet. 所定のトルク負荷を満たすように要求されたトルクを示すチャートを表す。3 represents a chart showing torque requested to satisfy a predetermined torque load.

Claims (39)

表面に連結されるように構成された溶接可能なねじ付きファスナであって、
前記ねじ付きファスナの一部に、エポキシ材料及びポリエチレンワックスを含むコーティングを含み、
前記ファスナが前記表面に溶接されるように構成されたことを特徴とする溶接可能なねじ付きファスナ。
A weldable threaded fastener configured to be coupled to a surface,
A portion of the threaded fastener includes a coating comprising an epoxy material and polyethylene wax;
A weldable threaded fastener, wherein the fastener is configured to be welded to the surface.
前記コーティングがその表面にポリテトラフルオロエチレンを含む請求項1に記載の溶接可能なファスナ。   The weldable fastener of claim 1 wherein the coating comprises polytetrafluoroethylene on its surface. 前記コーティングが硬化された請求項1に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。   The weldable threaded fastener of claim 1 wherein the coating is cured. 前記コーティングが約27mNm-1から約32mNm-1までの表面張力を有する請求項1に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。 The weldable threaded fastener of claim 1, wherein the coating has a surface tension of from about 27 mNm −1 to about 32 mNm −1 . 前記ファスナが溶接可能なケージを備えた請求項1に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。   The weldable threaded fastener of claim 1, wherein the fastener comprises a weldable cage. 前記コーティングが前記ファスナの本体部分にあるようになった請求項5に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。   The weldable threaded fastener of claim 5, wherein the coating is on a body portion of the fastener. 前記コーティングが前記ケージ上にあるようになった請求項5に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。   The weldable threaded fastener of claim 5 wherein the coating is on the cage. 前記ファスナが前記表面に溶接されるように構成された基部を備えた請求項1に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。   The weldable threaded fastener of claim 1, comprising a base configured to weld the fastener to the surface. 前記ねじ付きファスナが溶接スタッドである請求項8に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。   The weldable threaded fastener of claim 8, wherein the threaded fastener is a weld stud. 前記ファスナが溶接されたナットである請求項8に記載の溶接可能なねじ付きファスナ。   The weldable threaded fastener of claim 8, wherein the fastener is a welded nut. 表面に連結されるように構成されたファスナの一部に電着コーティングが付着することを防ぐ方法であって、
a)前記ファスナの一部を、ワックスを含むエポキシ・コーティングで被覆する段階と、
b)前記ファスナを本体に締結する段階と、
c)電着コーティングを前記本体に塗布する段階と、
を含み、前記エポキシ・コーティングが前記ファスナの被覆された部分において前記電着コーティングの濡れに抵抗するように機能するようにする、
ことを特徴とする方法。
A method for preventing an electrodeposition coating from adhering to a portion of a fastener configured to be coupled to a surface,
a) coating a portion of the fastener with an epoxy coating containing wax;
b) fastening the fastener to the body;
c) applying an electrodeposition coating to the body;
The epoxy coating functions to resist wetting of the electrodeposition coating at the coated portion of the fastener;
A method characterized by that.
前記エポキシ・コーティングがポリフルオロエチレン成分を含む請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein the epoxy coating comprises a polyfluoroethylene component. 前記ファスナの一部を被覆することが前記ファスナのねじ付き部分を被覆することである請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein coating a portion of the fastener is coating a threaded portion of the fastener. 前記ファスナの軸受領域の一部が段階a)で被覆される請求項11に記載の方法。   The method according to claim 11, wherein a part of the bearing area of the fastener is coated in step a). 前記コーティングが36mNm-1より小さい表面張力を有する請求項11に記載の方法。 The method of claim 11, wherein the coating has a surface tension of less than 36 mNm −1 . 前記ファスナが、表面に溶接されるように構成された基部を備え、前記コーティングがポリテトラフルオロエチレン及び顔料をさらに含む請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein the fastener comprises a base configured to be welded to a surface, and the coating further comprises polytetrafluoroethylene and a pigment. 前記ファスナを本体に締結することが、該ファスナを構造体に溶接することを含む請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein fastening the fastener to the body comprises welding the fastener to a structure. 前記ファスナを本体に締結することがケージを溶接することを含む請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein fastening the fastener to the body comprises welding a cage. 2つの物品をねじ付きファスナにより連結する方法であって、
ねじ付きファスナの少なくとも一部を、ワックスを含む第1のコーティングで被覆する段階と、
前記ねじ付きファスナを第1の物品に取り付ける段階と、
第2のコーティングを前記第1の物品及び前記ファスナに塗布する段階と、
を含み、前記第2のコーティングは前記第1のコーティングで被覆された前記ねじ付きファスナの一部を被覆しないようにし、
第2の物品を前記ねじ付きファスナをもつ前記第1の物品に連結する段階、
を含むことを特徴とする方法。
A method of connecting two articles with threaded fasteners,
Coating at least a portion of the threaded fastener with a first coating comprising wax;
Attaching the threaded fastener to a first article;
Applying a second coating to the first article and the fastener;
The second coating does not cover a portion of the threaded fastener covered with the first coating;
Coupling a second article to the first article having the threaded fastener;
A method comprising the steps of:
前記第1のコーティングが熱硬化性のコーティングである請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the first coating is a thermosetting coating. 前記第1のコーティングがエポキシ・コーティングである請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the first coating is an epoxy coating. 前記第1のコーティングがフェノキシ樹脂を含む請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the first coating comprises a phenoxy resin. 前記第1のコーティングが粒子状の表面成分を含む請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the first coating comprises a particulate surface component. 前記表面成分が微粉化ポリ(テトラフルオロエチレン)を含む請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the surface component comprises micronized poly (tetrafluoroethylene). 前記ワックスがポリエチレン及びポリ(テトラフルオロエチレン)を含む請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the wax comprises polyethylene and poly (tetrafluoroethylene). 前記第1のコーティングが耐磨耗性である請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the first coating is wear resistant. 前記第2のコーティングが電着コーティングによって塗布される請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the second coating is applied by electrodeposition coating. 前記ファスナが溶接可能である請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the fastener is weldable. 前記ファスナが前記第1の物品の表面に連結される請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the fastener is coupled to a surface of the first article. コーティングを有する溶接可能な金属ファスナであって、
表面に溶接可能に構成される基部、
を備え、
前記コーティングが、フェノキシ樹脂及びポリエチレンワックス成分及びポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とするファスナ。
A weldable metal fastener having a coating,
A base configured to be weldable to the surface,
With
A fastener wherein the coating comprises a phenoxy resin and a polyethylene wax component and polytetrafluoroethylene.
前記コーティングがさらにポリ塩化ビニルを含む請求項30に記載のファスナ。   The fastener of claim 30, wherein the coating further comprises polyvinyl chloride. 前記コーティングがさらにエポキシ樹脂を含む請求項30に記載のファスナ。   The fastener of claim 30, wherein the coating further comprises an epoxy resin. 前記コーティングがさらにアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーを含む請求項30に記載のファスナ。   32. The fastener of claim 30, wherein the coating further comprises an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer. 前記コーティングがさらにスチレン成分を含む請求項30に記載のファスナ。   The fastener of claim 30, wherein the coating further comprises a styrene component. 前記コーティングがさらに熱可塑性の成分を含む請求項30に記載のファスナ。   The fastener of claim 30, wherein the coating further comprises a thermoplastic component. 前記コーティングが熱硬化性である請求項30に記載のファスナ。   32. The fastener of claim 30, wherein the coating is thermosetting. 前記ポリエチレンが、ポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンを組み合わせた全重量の約20から約80重量パーセントである請求項30に記載のファスナ。   The fastener of claim 30, wherein the polyethylene is from about 20 to about 80 weight percent of the total weight of the combined polyethylene and polytetrafluoroethylene. 前記ポリエチレンが、ポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンとを合わせた全重量の約40から約60の重量パーセントである請求項30に記載のファスナ。   The fastener of claim 30, wherein the polyethylene is from about 40 to about 60 weight percent of the total weight of the combined polyethylene and polytetrafluoroethylene. 前記バインダ成分及び前記ワックス成分が、重量で約40から約65のバインダ成分に対して、重量で約35から約60のワックス成分の重量比を有する請求項30に記載のファスナ。   32. The fastener of claim 30, wherein the binder component and the wax component have a weight ratio of about 35 to about 60 wax components by weight to about 40 to about 65 binder components by weight.
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