JP2008064198A - 被覆材及び当該被覆材付きネジ式締結具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の被覆材は固着力が強すぎたため、一旦雄ネジ部材を締めてしまうと、脱着するときに雄ネジ部材の頭部の十字などが壊れ易かった。また、切屑が発生する。さらに、従来の被覆材は白化現象が発生してボロボロと落下してしまう場合があった。
【解決手段】ネジ形成部に施されるネジ式締結具用被覆材であって、エポキシ樹脂系接着剤が封入されたマイクロカプセルと、前記接着剤用の硬化剤と、揮発性有機溶剤と、エポキシシリコーンワニスとを含み、前記ネジ式締結具のネジ込み時に、マイクロカプセルが破裂して前記エポキシ系接着剤と前記硬化剤が混ざり合い硬化反応が開始することを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ネジ、ボルトなどのネジ式締結具のゆるみを防止できると共に、ネジ込みの際に発生する切屑の分離・落下も防止できる被覆材及び当該被覆材が施されたネジ式締結具に関するものである。

従来から、ネジ式締結具の螺合部分のゆるみを防止するために、雄ネジ部材のネジ形成部に固着機能の有る被覆材を予め施した後に、雌ネジ部材などの相手部材と螺合させて締結することが提案されている。
例えば、特許文献１には、エポキシ樹脂系接着剤が封入されたマイクロカプセルとその接着剤用の硬化剤とを含む被覆材が開示されている。この被覆材を雄ネジ部材に施し、相手部材と締結すると、ネジ込み時に部材どうしの間で圧力を受けてマイクロカプセルが破裂し、その中に封入されたエポキシ樹脂が硬化剤と混ざり合い、硬化反応が進行して固着力が発生するしくみになっている。

特公昭５４−１７３７号公報

ところで、雄ネジ部材を締めた後に不具合があった場合には、雄ネジ部材を脱着し、再度締め直しをする。しかしながら、従来の被覆材は固着力が強すぎたため、一旦雄ネジ部材を締めてしまうと、脱着するときに雄ネジ部材の頭部の十字などが壊れ易かった。
また、雄ネジ部材を雌ネジの形成されていない穴にねじ込む場合はもとより、雌ネジの形成された穴にねじ込む場合にも多少の切屑が発生するが、この切屑が精密電子部品の基板などの上などに落下してしまうと回路が短絡したりする危険性が出てくる。
さらに、従来の被覆材は白化現象が発生してボロボロと落下してしまう場合があったが、この現象が発生すると、見栄えが悪くなるだけでなく、被覆面積が小さくなってゆるみ止めにも悪影響が出る。

それ故、本発明は、上記課題を解決するために、適度な固着力と接着力を有する被覆材を提供することを目的とする。
また、本発明は上記被覆材により被覆されたネジ式締結具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、鋭意研究の結果、従来から使用されてきた被覆材にシリコーンエポキシワニスを加えることにより、適度な固着液と接着液を併せ持つ、新規且つ有用な被覆材となることを見出し、本発明を完成するに至った。
以下、本発明を記載する。
請求項１の発明は、ネジ形成部に施されるネジ式締結具用被覆材であって、エポキシ樹脂系接着剤が封入されたマイクロカプセルと、前記接着剤用の硬化剤と、揮発性有機溶剤と、エポキシシリコーンワニスとを含み、前記ネジ式締結具のネジ込み時に、マイクロカプセルが破裂して前記エポキシ系接着剤と前記硬化剤が混ざり合い硬化反応が開始することを特徴とするネジ式締結具用被覆材である。

請求項２の発明は、請求項１に記載したネジ式締結具用被覆材において、エポキシ樹脂系接着剤としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、硬化剤として４，４’−トリメチレンジピペリジンを含むことを特徴とするネジ式締結具用被覆材である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載したネジ式締結具用被覆材において、さらに、油性顔料を含むことを特徴とするネジ式締結具用被覆材である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した被覆材が、雄ネジ形成部に施されたことを特徴とするネジ式締結具である。

請求項５の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した被覆材が、雄ネジ形成部に施されたことを特徴とするネジ式締結具である。

本発明の被覆材は、適度な固着力と接着力を併せ持つ。従って、ネジ、ボルトなどの締結具の雄ネジ形成部に施した後に、雄ネジ部材を穴にねじ込んで一旦締めても、スパナやレンチなどの工具を使用すれば容易に締結具を脱着することができる。
また、ねじ込み時に発生した切屑は被覆材に接着するので、落下して不都合をもたらすことはない。

本発明の実施の形態に係る被覆材とその被覆材が施された雄ネジ部材を、図面に従って説明する。
先ず、被覆材の構成成分について説明する。
被覆材は、乾燥する前は液状になっている。
マイクロカプセルに封入される接着剤としては、種々の樹脂が可能であるが、機械的強度、接着性、耐熱性、耐薬品性などに優れていることから、エポキシ樹脂を主成分とする。マイクロカプセル封入のし易さの点からビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を主成分とするのが好ましい。
上記したエポキシ樹脂のマイクロカプセルへの封入を助けるために、エポキシ樹脂の粘度を下げる希釈剤として、例えば、ブチルグリシジルエーテルを添加するのが好ましい。

マイクロカプセルの壁材としては、各種合成樹脂が使用できるが、尿素−メラミンホルムアルデヒド重縮合物が好ましい。
マイクロカプセル化は、in situ重合法、界面重合法、スプレイドライ法などの公知のいずれかの方法により行えばよい。
カプセルの壁厚は、雄ネジ部材が相手部材と螺合して締結するときに破裂する程度に設定する。

エポキシ樹脂用硬化剤としては、４，４’−トリメチレンジピペリジンが好ましい。
マイクロカプセルと硬化剤は、希釈剤としての揮発性有機溶剤に分散・懸濁されている。揮発性有機溶剤としては、トルエン、ｎ−ブチルアルコールが好ましい。これらの溶剤は併用できるが、主溶剤としてはトルエンが好ましい。

液状の被覆材を締結具の表面に粘着させるための粘着剤を配合するのが好ましく、配合する場合には揮発性有機溶剤に溶解するものを使用する。例えば、上記有機溶剤の場合には、ポリ酢酸ビニルを使用するのが好ましい。
さらに、付加成分として、増量剤、増粘剤を配合してもよい。配合する場合には、それぞれ、シリカ、シリカゲルが好ましい。

上記マイクロカプセル、硬化剤、その他の成分を含むものの一例は、住友スリーエム株式会社より、商品名「Ｓｃｏｔｃｈ−Ｇｒｉｐ ＳＧ−２４５１Ｊ（Ｎｅｕｔｒａｌ）（商標）」（以下、「スコッチグリップ」と記載。）として販売されている。処方は以下の表に示す通りである。

変性シリコーンワニスとしては、種々のものが市販されているが、接着機能や他の成分との相性を考慮すると、特にシリコーンエポキシワニスが好ましい。さらに、シリコーンエポキシワニスを併用すると、被覆材の白化現象の発生も有意的に阻止できる。
シリコーンエポキシワニスとして好適なものは、信越化学工業株式会社において、商品名「ＥＳ１００１Ｎ」（溶剤：キシレン、ダイアセトンアルコール）、「ＥＳ１００２Ｔ」（溶剤：トルエン）、「ＥＳ１００４」（溶剤：キシレン）として販売されている。

被覆材中のシリコーンエポキシワニスの占める割合が増えると、接着力が大きくなるが、逆に固着力が小さくなる。従って、シリコーンエポキシワニスの含有量は、用途に合わせて調整することになるが、上記したスコッチグリップに加えるとすると、概ね１５〜７０容量％の範囲である。
なお、被覆材の粘度を調整するために希釈剤を添加する場合がある。被覆材の膜厚を薄くしたい場合には粘度を下げるが、そのような場合に希釈剤を添加することになる。「スコッチグリップ」にシリコーンエポキシワニスを加えたものの粘度を調整する場合には、トルエンを使用するのが好ましい。好適なものとしては、例えば、山一化学工業株式会社より、商品名「トルオール」として販売されているものがある。

着色する場合には、油性顔料を適宜添加する。例えば、横浜化成株式会社より商品名「ユニラント ハイコンク」（界面活性剤、ジエチレングリコールモノブチルエーテル含有）として販売されている顔料は、上記したその他の被覆材成分との相溶性が良く、好ましい顔料である。

被覆材の調製方法の一例を説明する。
「スコッチグリップ」を入手して、マイクロカプセルの沈降を防ぐために、常温で撹拌する。このときの粘度は、９００±４００ｃｐｓ程度である。これにシリコーン液を加え、撹拌する。さらに、冬場など粘度が低くなり易い環境では上記したトルエンを加えて粘度を調整する。
そこに着色する場合には１種または２種以上の顔料を加える。

被覆材を締結具に施す方法を説明する。
雄ネジ部材などのネジ形成部に上記した被覆材を施す。膜厚は、ネジ山のピッチを考慮して適宜決定する。図１は、ネジ（雄ネジ部材）１のネジ形成部３に被覆材５を施した例を示している。
被覆材を施した後に、連続乾燥炉に入れて、４００℃程度の予熱部を1秒程度で通過させた後に、1分３０秒程度かけて３段階に分けて本乾燥（１００℃、８５℃、７０℃）させる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成が上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、被覆材は必ずしも雄ネジ部材に施す必要はなく、ナットなどの雌ネジ部材や下穴の開いた部材に施してもよい。

以下の処方で被覆材（本発明品）を調製した。
スコッチグリップ ３．５L
エポキシシリコーンワニス（ES1004） １．５L （合計５Ｌ）
ユニラントホワイト ９２ｇ
ユニラントブルー ８１ｇ

上記被覆材を、ネジ（種類：六角座付、呼び：３×６）に施し、上記の実施の形態で説明したように乾燥させた。
このように被覆材が施されたネジを、３サンプル分用意し、トルク試験機（商品名：「ＰＣトルクアナライザーＴＦ」、製造・販売元：べトリックス株式会社）を用いて、相手材料（鉄ユニクロ六角ナット、穴径：３．０ｃｍ、めねじ長さ：０．５ピッチ）に、１０ｋｇｆ・ｃｍの締め付けトルクで締め付けた。そして、７２時間後に、ネジのゆるめ戻しに必要なトルクを測定したところ、３サンプルのゆるめトルクの平均値は−８．５７ｋｇｆ・ｃｍであった。
なお、従来品として、上記したスコッチグリップと顔料とからなる被覆材も同様にして試験を行ったところ、３サンプルのゆるめトルクの平均値は−１２．０８７ｋｇｆ・ｃｍであった。
上記の結果から、シリコーンエポキシワニスが含まれると、ゆるめトルクが若干小さくなるが、依然として緩め止めとして十分な固着力を有することが確認された。

次に、ネジを脱着させた後の状態を目視観察したところ、図２に示すように、本発明品の被覆材が施されたネジには切屑が接着していた。一方、従来品の被覆材には、図３に示すように、切屑は接着していなかった、即ち、切屑は落下してしまっていた。また、被覆材自体も白化現象により剥がれて落下していた。
上記の結果から、シリコーンエポキシワニスが含まれると、切屑を接着して被覆材上に留めておける十分な接着力を有することが確認された。

本発明に係る被覆材を締結具のネジ形成部に予め施しておけば、従来のゆるめ防止機能を損なうことなく、ネジなどの締結部材を経済的に再利用できる。さらに、切屑により部品全体を損なう危険性が無い。

本発明の実施の形態に係るネジ（雄ネジ部材）の側面図である。 実施例での本発明品のネジ込み後の戻し試験の前後のサンプルの状態図である。 実施例での従来品のネジ込み後の戻し試験の前後のサンプルの状態図である。

符号の説明

１‥‥ネジ（雄ネジ部材） ３‥‥ネジ形成部
５‥‥被覆材

Claims (5)

1. ネジ形成部に施されるネジ式締結具用被覆材であって、
   エポキシ樹脂系接着剤が封入されたマイクロカプセルと、前記接着剤用の硬化剤と、揮発性有機溶剤と、エポキシシリコーンワニスとを含み、
   前記ネジ式締結具のネジ込み時に、マイクロカプセルが破裂して前記エポキシ系接着剤と前記硬化剤が混ざり合い硬化反応が開始することを特徴とするネジ式締結具用被覆材。
2. 請求項１に記載したネジ式締結具用被覆材において、エポキシ樹脂系接着剤としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、硬化剤として４，４’−トリメチレンジピペリジンを含むことを特徴とするネジ式締結具用被覆材。
3. 請求項１または２に記載したネジ式締結具用被覆材において、さらに、油性顔料を含むことを特徴とするネジ式締結具用被覆材。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した被覆材が、ネジ形成部に施されたことを特徴とするネジ式締結具。
5. 請求項１から３のいずれかに記載した被覆材が、雄ネジ形成部に施されたことを特徴とするネジ式締結具。