JP2023074569A - Fastening member, and fastener comprising the same and resin mating member - Google Patents

Fastening member, and fastener comprising the same and resin mating member Download PDF

Info

Publication number
JP2023074569A
JP2023074569A JP2021187546A JP2021187546A JP2023074569A JP 2023074569 A JP2023074569 A JP 2023074569A JP 2021187546 A JP2021187546 A JP 2021187546A JP 2021187546 A JP2021187546 A JP 2021187546A JP 2023074569 A JP2023074569 A JP 2023074569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
fastening
filler
fastening member
mating member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021187546A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
惇 相澤
Atsushi Aizawa
洸輝 佐藤
Koki Sato
真一 滝沢
Shinichi Takizawa
信治 野中
Nobuhiro Nonaka
達哉 中島
Tatsuya Nakajima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
STT Inc
Original Assignee
Subaru Corp
STT Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Subaru Corp, STT Inc filed Critical Subaru Corp
Priority to JP2021187546A priority Critical patent/JP2023074569A/en
Publication of JP2023074569A publication Critical patent/JP2023074569A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

To provide a fastening member capable of improving residual torque after fastening when fastening a member to be fastened and a resin mating member with the fastening member, and a fastener comprising the fastening member and the resin mating member.SOLUTION: A fastening member is screwed into a resin mating member in order to fasten a member to be fastened and the resin mating member, and the fastening member comprises a body having a thread on its outer periphery, and a resin layer provided on the thread. The resin layer comprises a cured product of a curable resin composition containing a curable resin and a filler, where particles constituting the filler include particles having a hardness different from the hardness of the mating member, and an average particle size of the filler is less than or equal to a thickness of the resin layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、外周にねじ山を有する本体とそのねじ山に設けられた樹脂層とを含む締結部材に関する。また、本発明は、その締結部材と樹脂製の相手部材とを含む締結具に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fastening member including a body having threads on its outer periphery and a resin layer provided on the threads. The present invention also relates to a fastener including the fastening member and a resin mating member.

金属製の相手部材及び被締結部材を締結する方法としては、例えば、金属製ボルトを貫通させて反対側から金属製ナットで両者を締結する方法、及び相手部材に金属製の雌ねじを設け、金属製の雄ねじを被締結部材に貫通させてその雌ねじ部に締め込む方法などの金属締結が知られている。 Methods for fastening a metal mating member and a member to be fastened include, for example, a method in which a metal bolt is passed through and the two are fastened from the opposite side with a metal nut; Metal fastening is known, for example, a method in which a male screw made of metal is passed through a member to be fastened and tightened into the female threaded portion of the member.

上記金属締結については、特許文献1では、摩擦接合方式の高力ボルト継手に使用され、すべり係数を0.45以上とすることのできる高摩擦塗料が開示されている。この高摩擦塗料は、エポキシ樹脂と、体積平均粒子径1~40μmの亜鉛末及び体積平均粒子径3~10μmの骨材を含む顔料とを主成分としており、そして、この高摩擦塗料は、乾燥膜厚50~150μmで鋼材素地上に塗装されている。 With respect to the above metal fastening, Patent Document 1 discloses a high-friction paint that is used for high-strength bolted joints of the friction-joining method and can have a slip coefficient of 0.45 or more. This high friction paint is mainly composed of an epoxy resin and a pigment containing zinc dust with a volume average particle size of 1 to 40 μm and an aggregate with a volume average particle size of 3 to 10 μm. It is coated on the steel material with a film thickness of 50 to 150 μm.

また、特許文献2では、高温かつ腐食環境下(具体的には、化学プラントにおける環境下)で使用した場合であっても、優れた耐食性を有し、焼付きの発生を抑制することができるボルト及びナットが開示されている。このボルト及びナットは、相互に接触する箇所において、ボルトのビッカース硬度とナットのビッカース硬度との差が150以上である。 Further, in Patent Document 2, even when used in a high temperature and corrosive environment (specifically, in an environment in a chemical plant), it has excellent corrosion resistance and can suppress the occurrence of seizure. A bolt and nut are disclosed. The bolt and nut have a difference of 150 or more between the Vickers hardness of the bolt and the Vickers hardness of the nut at the portion where they contact each other.

上記の金属締結に加えて、樹脂締結、例えば、樹脂製の相手部材に設けられた雌ねじ部に樹脂製の雄ねじを締め込むことで相手部材に被締結部材を締結する方法も知られている。 In addition to the metal fastening described above, resin fastening, for example, a method of fastening a member to be fastened to a mating member by tightening a resin male screw into a female thread provided on the resin mating member is also known.

特開2004-26972号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-26972 特開2018-141490号公報JP 2018-141490 A

しかしながら、樹脂締結については、金属締結と異なり、温度及び入力負荷による耐久試験後に残存トルクがゼロとなってしまうことがあった。この問題が起きる原因の1つとしては、樹脂がクリープ(一定応力の下で時間の経過とともに現れる塑性変形)する性質を有していることが挙げられる。このクリープ現象が起こった場合には、金属締結における軸力と座面(被締結部材と雄ねじとの接触面)とのつり合いを、樹脂締結では維持することが困難となってしまう。すなわち、これまで行われてきた樹脂締結は、締結後のトルク維持の点で信頼性が低いものであった。 However, unlike the metal fastening, the resin fastening sometimes had a residual torque of zero after the endurance test under temperature and input load. One of the causes of this problem is the property of resin to creep (plastic deformation that appears over time under constant stress). When this creep phenomenon occurs, it becomes difficult to maintain the balance between the axial force and the bearing surface (the contact surface between the member to be fastened and the male screw) in metal fastening with resin fastening. That is, the resin fastening that has been performed so far has low reliability in terms of torque maintenance after fastening.

なお、樹脂締結と金属締結とは締結する対象の異なる締結方法であり、金属締結に関する特許文献1及び2において開示されている発明を適用することで樹脂締結のみにおいて生じる上記の残存トルクの問題を解決することは困難である。 Resin fastening and metal fastening are fastening methods for different fastening objects, and by applying the inventions disclosed in Patent Documents 1 and 2 regarding metal fastening, the problem of residual torque that occurs only in resin fastening can be solved. It is difficult to resolve.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被締結部材と樹脂製の相手部材とを締結部材によって締結する場合の締結後における残存トルクを向上させることのできる締結部材及びその締結部材と樹脂製の相手部材とを含む締結具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fastening member capable of improving residual torque after fastening when a member to be fastened and a mating member made of resin are fastened by the fastening member; An object of the present invention is to provide a fastener including the fastening member and a mating member made of resin.

上記目的を達成するため、請求項1に係る締結部材は、
被締結部材と樹脂製の相手部材とを締結させるために前記樹脂製の相手部材にねじ込まれる締結部材において、外周にねじ山を有する本体とそのねじ山に設けられた樹脂層とを含み、
前記樹脂層が、硬化性樹脂とフィラーとを含む硬化性樹脂組成物の硬化物を含み、
前記フィラーを構成する粒子が、前記相手部材の硬度と異なる硬度の粒子を含み、
前記フィラーの平均粒子径が、前記樹脂層の厚さ以下であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a fastening member according to claim 1 is provided,
A fastening member to be screwed into the resin mating member for fastening the member to be fastened to the resin mating member, comprising a main body having a thread on its outer periphery and a resin layer provided on the thread,
The resin layer comprises a cured product of a curable resin composition containing a curable resin and a filler,
The particles constituting the filler include particles having a hardness different from the hardness of the mating member,
The average particle size of the filler is equal to or smaller than the thickness of the resin layer.

本発明に係る締結部材の他の態様は、前記フィラーを構成する粒子が、前記相手部材の硬度よりも高い硬度の粒子であることを特徴とする。 Another aspect of the fastening member according to the present invention is characterized in that the particles constituting the filler are particles having hardness higher than that of the mating member.

本発明に係る締結部材の他の態様は、前記フィラーの平均粒子径が0.1~20μmであること特徴とする。 Another aspect of the fastening member according to the present invention is characterized in that the filler has an average particle size of 0.1 to 20 μm.

本発明に係る締結部材の他の態様は、前記フィラーが酸化亜鉛であり、そして、その酸化亜鉛の含有量が、前記硬化性樹脂組成物100質量%に対して、10質量%~40質量%であること特徴とする。 Another aspect of the fastening member according to the present invention is that the filler is zinc oxide, and the zinc oxide content is 10% by mass to 40% by mass with respect to 100% by mass of the curable resin composition. It is characterized by

また、上記の締結部材と樹脂製の相手部材とを備えた締結具は、前記締結部材と前記樹脂製の相手部材との間に配置された被締結部材を前記相手部材に締結するためのものであること特徴とする。 A fastener comprising the fastening member and the resin mating member is for fastening a member to be fastened disposed between the fastening member and the resin mating member to the mating member. It is characterized by

本発明によれば、被締結部材と樹脂製の相手部材とを締結部材により締結させた場合において、締結部材と相手部材とが接触する箇所の摩擦力を向上させて、これによって樹脂締結後における残存トルクを向上させることができる。 According to the present invention, when a member to be fastened and a mating member made of resin are fastened together by a fastening member, the frictional force at the portion where the fastening member and the mating member come into contact is improved, so that after fastening with the resin, the frictional force is improved. Residual torque can be improved.

また、こうした残存トルクの向上によって金属締結に代えて樹脂締結を適用する範囲が広がり、金属締結に使用される部材の重量と比較して、重量を軽量化することができる。 In addition, such an improvement in residual torque expands the range of application of resin fastening instead of metal fastening, making it possible to reduce the weight compared to the weight of members used for metal fastening.

更に、樹脂締結において残存トルクを向上させるために使用されている金属部材を用いることを回避することができるので、樹脂と金属との異種部材の組み合わせが回避されリサイクル性を向上させることができる。 Furthermore, since it is possible to avoid using a metal member that is used to improve residual torque in resin fastening, it is possible to avoid combining different members of resin and metal and improve recyclability.

樹脂層の膜厚と摩擦係数との関係についての基礎評価試験の結果を示すグラフである。4 is a graph showing the results of a basic evaluation test on the relationship between the film thickness of a resin layer and the coefficient of friction.

本発明の実施形態に係る締結具は、締結部材と樹脂製の相手部材(例えば、樹脂製の雌ねじが設けられた金属製部材若しくは樹脂製部材、又は(雌ねじを有しない)樹脂製部材)とを備える。この締結部材は、外周にねじ山を有する本体(例えば、雄ねじ)とそのねじ山上に設けられた樹脂層とを含む。この締結具によって、締結部材と樹脂製の相手部材との間に配置された被締結部材を相手部材に締結することができる。具体的には、締結部材と樹脂製の相手部材との締結力によってその樹脂製の相手部材に被締結物を締結させることができる。なお、被締結部材としては、樹脂製又は金属製の部材を使用することができる。 A fastener according to an embodiment of the present invention is a fastening member and a resin mating member (for example, a metal member or a resin member provided with a resin female thread, or a resin member (having no female thread)). Prepare. The fastening member includes a body (for example, a male screw) having a thread on its outer periphery and a resin layer provided on the thread. With this fastener, a member to be fastened arranged between the fastening member and the resin-made mating member can be fastened to the mating member. Specifically, the object to be fastened can be fastened to the resin-made mating member by the fastening force between the fastening member and the resin-made mating member. A member made of resin or metal can be used as the member to be fastened.

締結部材と樹脂製の相手部材との締結は、締結部材をタッピングスクリューとして使用して樹脂製の相手部材としての(雌ねじを有しない)樹脂製部材に対して締結部材をねじ込んだり、又は、金属製部材若しくは樹脂製部材に樹脂製の雌ねじを設けてその雌ねじと締結部材とを螺合させて、樹脂製の相手部材としての(樹脂製の雌ねじが設けられた)金属製部材若しくは樹脂製部材に対して締結部材をねじ込んだりすることによって行うことができる。 The fastening member and the resin-made mating member can be fastened by using the fastening member as a tapping screw and screwing the fastening member into the resin-made member (without a female thread) as the resin-made mating member, or by screwing the fastening member into a metal A metal member (with a resin female thread) or a resin member as a mating member made of resin by providing a female screw made of resin on a made member or a resin member and screwing the female thread and a fastening member together. This can be done by, for example, screwing the fastening member into the joint.

締結部材における外周にねじ山を有する本体は、樹脂製又は金属製とすることができる。相手部材は、樹脂製である。 The body of the fastening member having threads on its outer circumference can be made of resin or metal. The mating member is made of resin.

樹脂製の本体に使用される樹脂は、例えば、雄ねじの材料として使用される公知の樹脂とすることができる。金属製の本体に使用される金属は、例えば、雄ねじの材料として使用される公知の金属とすることができる。 The resin used for the resin body can be, for example, a known resin used as a material for male screws. The metal used for the metal body can be, for example, any known metal used as material for external threads.

樹脂製の相手部材に使用される樹脂は、雌ねじの材料として使用される公知の樹脂であり、例えば、ポリアミド樹脂(例えば、ナイロン6又はナイロン66)又はエンジニアリングプラスチック(例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)又はポリエチレンテレフタレート樹脂(PET))である。 The resin used for the mating member made of resin is a known resin used as a material for internal threads, such as polyamide resin (e.g., nylon 6 or nylon 66) or engineering plastic (e.g., polybutylene terephthalate resin (PBT ) or polyethylene terephthalate resin (PET)).

樹脂層は、締結部材における本体の表面に直接設けるか、あるいは別の層を介して締結部材に設けることができる。樹脂層は、締結部材と樹脂製の相手部材とを締結させた場合においてそれらが接触する箇所にのみ(例えば、ねじ山上のみ)に設けることもできる。樹脂層を設けることによって締結部材と樹脂製の相手部材との摩擦係数を向上させることができ、これによって残存トルクを向上させることができる。 The resin layer can be directly provided on the surface of the main body of the fastening member, or can be provided on the fastening member via another layer. The resin layer can also be provided only at locations where the fastening member and the resin-made counterpart member come into contact when they are fastened together (for example, only on the threads). By providing the resin layer, it is possible to improve the coefficient of friction between the fastening member and the mating member made of resin, thereby improving the residual torque.

樹脂層の厚み(膜厚)は、好ましくは、フィラーの平均粒子径と同じであるか又は大きいものとすることができる。これによって、樹脂層からフィラーが脱落することを防ぐことができる。樹脂層の厚みについては、その下限値は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、その上限値は、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下、更により好ましくは10μm以下であり、そして、これらの数値を任意に組み合わせて樹脂層の厚みの範囲とすることができる(例えば、0.1~30μm)。 The thickness (film thickness) of the resin layer is preferably the same as or larger than the average particle size of the filler. This can prevent the filler from dropping out of the resin layer. Regarding the thickness of the resin layer, the lower limit is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1 μm or more, and the upper limit is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less. More preferably, it is 10 μm or less, and these numerical values can be arbitrarily combined to form the thickness range of the resin layer (for example, 0.1 to 30 μm).

樹脂層は、硬化性樹脂とフィラーとを含む硬化性樹脂組成物から得ることができる。硬化性樹脂は、締結部材における本体上にフィラーを保持するためのバインダーとしての役割を有するものである。フィラーは、締結部材と相手部材との摩擦係数を高くするための役割を有するものである。フィラーは、硬化性樹脂に対して投錨効果を有するものを使用することが好ましい。 The resin layer can be obtained from a curable resin composition containing a curable resin and a filler. The curable resin serves as a binder for holding the filler on the main body of the fastening member. The filler has the role of increasing the coefficient of friction between the fastening member and the mating member. It is preferable to use a filler that has an anchoring effect on the curable resin.

硬化性樹脂組成物は、他の添加剤(例えば、染料及び/又は増粘剤)を任意成分として含むこともできる。 The curable resin composition may optionally contain other additives (eg, dyes and/or thickeners).

硬化性樹脂組成物の粘度を低くして取り扱いやすい状態にするために、硬化性樹脂組成物を溶剤(例えば、有機溶剤(具体的には、メチルエチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの混合液))に溶かした状態で硬化性樹脂組成物を取り扱うこともできる。 In order to reduce the viscosity of the curable resin composition and make it easy to handle, the curable resin composition is mixed with a solvent (for example, an organic solvent (specifically, a mixture of methyl ethyl ketone, xylene, and propylene glycol monomethyl ether acetate)). ) can be used to handle the curable resin composition.

硬化性樹脂組成物は、公知の攪拌器(例えば、プロペラ式撹拌機又はホモジナイザー)を使用して、当業者の技術常識によって温度、攪拌の回転数、攪拌時間を決定して、硬化性樹脂、フィラー、及び任意成分を混合することができる。 The curable resin composition uses a known stirrer (e.g., propeller stirrer or homogenizer) to determine the temperature, stirring rotation speed, and stirring time according to the common technical knowledge of those skilled in the art, and the curable resin, Fillers and optional ingredients can be mixed.

例えば、有機溶剤に溶かされた硬化性樹脂組成物の場合には、公知の攪拌器(例えば、プロペラ式撹拌機又はホモジナイザー)を使用して、0~40℃、回転数500~8000rpm、5~60分間の攪拌条件下で、硬化性樹脂とフィラーと任意成分とを含む硬化性樹脂組成物を有機溶剤に溶かすことによって得ることができる。この混合を行う工程としては、例えば、混錬工程及びミーリング工程が挙げられる。 For example, in the case of a curable resin composition dissolved in an organic solvent, using a known stirrer (eg, propeller stirrer or homogenizer), 0 ~ 40 ° C., rotation speed 500 ~ 8000 rpm, 5 ~ It can be obtained by dissolving a curable resin composition containing a curable resin, a filler and optional components in an organic solvent under stirring conditions for 60 minutes. The mixing process includes, for example, a kneading process and a milling process.

硬化性樹脂としては、その硬化性樹脂にフィラーを混ぜ合わせることができると共に、締結部材を相手部材に締結させた際に樹脂層が破壊されない程度の硬度をもたらすことができる硬化性樹脂であれば特に限定されず、好ましくは熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂、特に好ましくは熱硬化性樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、公知のエポキシ樹脂(例えば、変性エポキシ樹脂、又はビスフェノールA型固形エポキシ樹脂)、公知のフェノール樹脂(例えば、変性フェノール樹脂)、又は公知のエポキシ樹脂と公知のフェノール樹脂との組み合わせが挙げられる。 As the curable resin, any curable resin can be used as long as it can be mixed with a filler and can provide a degree of hardness that does not break the resin layer when the fastening member is fastened to the mating member. There are no particular restrictions, and thermosetting resins or photo-setting resins, particularly preferably thermosetting resins, can be used. Thermosetting resins include known epoxy resins (e.g., modified epoxy resins or bisphenol A solid epoxy resins), known phenol resins (e.g., modified phenol resins), or known epoxy resins and known phenol resins. A combination of

公知のエポキシ樹脂と公知のフェノール樹脂との組み合わせの場合において、エポキシ樹脂とフェノール樹脂との比率は、好ましくは1~2:1、より好ましくは1.5:1である。また、この組み合わせの場合において使用されるフェノール樹脂は、樹脂層の硬度を高めるための役割を有するものである。 In the case of a combination of a known epoxy resin and a known phenolic resin, the ratio of epoxy resin to phenolic resin is preferably 1-2:1, more preferably 1.5:1. Moreover, the phenolic resin used in this combination has a role of increasing the hardness of the resin layer.

光硬化性樹脂としては、公知の光硬化性樹脂が挙げられる。 A known photocurable resin can be used as the photocurable resin.

フィラーとしては、有機フィラー及び/又は無機フィラー、好ましくは無機フィラーを使用することができる。有機フィラーの材料としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリオレフィン樹脂を使用することができる。無機フィラーの材料としては、例えば、金属化合物(酸化亜鉛(モース硬度の場合には4~5の硬度を有する)、硫化亜鉛(モース硬度の場合には3.5~4の硬度を有する)、三酸化アンチモン(モース硬度の場合には2~2.5の硬度を有する)、又はこれらの組み合わせなど)を使用することができる。相手部材よりも十分に硬く、更に十分な投錨効果が得られる点を考慮すると、酸化亜鉛が特に好ましい。 As fillers, organic fillers and/or inorganic fillers, preferably inorganic fillers, can be used. Examples of materials that can be used for the organic filler include (meth)acrylic resins, polyamide resins, and polyolefin resins. Materials for the inorganic filler include, for example, metal compounds (zinc oxide (having a hardness of 4 to 5 in the case of Mohs' hardness), zinc sulfide (having a hardness of 3.5 to 4 in the case of Mohs' hardness), Antimony trioxide (such as having a hardness of 2-2.5 on the Mohs scale), or combinations thereof) can be used. Zinc oxide is particularly preferred because it is sufficiently harder than the mating member and a sufficient anchoring effect can be obtained.

フィラーの含有量は、前記硬化性樹脂組成物100質量%に対して、その下限値は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更により好ましくは30質量%以上であり、その上限値は、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下であり、そして、これらの数値を任意に組み合わせて樹脂層の厚みの範囲とすることができる(例えば、10~45質量%)である。こうした含有量にすることによって、十分高い摩擦係数が得られ、かつ十分な塗膜強度を維持することができる。 The content of the filler is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and still more preferably 30% by mass or more, relative to 100% by mass of the curable resin composition. The upper limit is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and these numerical values can be arbitrarily combined to make the thickness range of the resin layer (for example, 10 to 45 mass% %). By adjusting the content to such a value, a sufficiently high coefficient of friction can be obtained and sufficient coating film strength can be maintained.

硬化性樹脂の含有量は、前記硬化性樹脂組成物100質量%に対して、その下限値は、好ましくは55質量%以上、より好ましくは60質量%以上、その上限値は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80μm質量%以下、更により好ましくは70質量%以下であり、そして、これらの数値を任意に組み合わせて樹脂層の厚みの範囲とすることができる(例えば、55~90質量%)である。 The content of the curable resin is preferably 55% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and the upper limit is preferably 90% by mass with respect to 100% by mass of the curable resin composition. %, more preferably 80 μm mass % or less, and even more preferably 70 mass % or less, and these numerical values can be arbitrarily combined to make the thickness range of the resin layer (for example, 55 to 90 mass % %).

染料としては、公知の有色(例えば、黒色)染料を使用することができる。染料は、締結部材上に樹脂層が設けられているか否かを容易に判断するための役割を有する。
増粘剤としては、公知の増粘剤を使用することができる。増粘剤は、締結部材に対する硬化性樹脂組成物の塗装性を良くするための役割を有するものである。
A known colored (eg, black) dye can be used as the dye. The dye has a role of easily determining whether or not the resin layer is provided on the fastening member.
A known thickener can be used as the thickener. The thickener has the role of improving the paintability of the curable resin composition onto the fastening member.

締結部材への樹脂層の形成は、以下の方法によって行うことができる。
最初に、締結部材における本体に対して硬化性樹脂組成物(又は、有機溶剤に溶かされた硬化性樹脂組成物)を公知の塗布方法(例えば、吹付け塗布方法、又はバレル式塗布方法)によって塗布する。その後、塗布された硬化性樹脂組成物を、通常、180~200℃の環境温度で30~60分間乾燥することで樹脂層(硬化性樹脂組成物の硬化物)を得る(形成させる)ことができる。
Formation of the resin layer on the fastening member can be performed by the following method.
First, a curable resin composition (or a curable resin composition dissolved in an organic solvent) is applied to the body of the fastening member by a known coating method (e.g., spray coating method or barrel coating method). apply. Thereafter, the applied curable resin composition is usually dried at an ambient temperature of 180 to 200° C. for 30 to 60 minutes to obtain (form) a resin layer (cured product of the curable resin composition). can.

なお、硬化性樹脂組成物は、締結部材における本体を脱脂するだけで、締結部材における本体に塗布することもできる。 The curable resin composition can also be applied to the main body of the fastening member simply by degreasing the main body of the fastening member.

また、硬化性樹脂組成物は、締結部材における本体(特に、金属製の本体)を薬品処理(例えば、リン酸亜鉛などの薬品を用いた処理)を行った後に、本体に塗布することもできる。硬化性樹脂組成物は、締結部材における本体(特に、金属製の本体)をメッキで処理した後に、締結部材における本体に塗布することもできる。 In addition, the curable resin composition can also be applied to the main body (especially, metal main body) of the fastening member after chemical treatment (for example, treatment using a chemical such as zinc phosphate). . The curable resin composition can also be applied to the main body of the fastening member after plating the main body (particularly, the metal main body) of the fastening member.

フィラーを構成する粒子は、相手部材の硬度と異なる硬度の粒子を含んでいる。好ましくは、フィラーを構成する粒子は、相手部材の硬度よりも高い硬度の粒子である。 Particles constituting the filler include particles having a hardness different from that of the mating member. Preferably, the particles constituting the filler are particles having hardness higher than that of the mating member.

ここで、上記硬度の指標として、例えば、モース硬度又はビッカース硬度を使用することができる。このモース硬度及びビッカース硬度は、公知の測定方法を使用して、決定することができる。例えば、モース硬度の測定の場合には、一般的なモースの標準鉱物による引っかき傷がつくか否かで決定することができる。具体的には、標準鉱物と試料物質をこすり、ひっかき傷の有無で硬さを測定することができる。モース硬度が1~10に相当する(標準)鉱物として、例えば、滑石(タルク)、石膏、方解石、ほたる石、りん灰石、正長石、水晶、トパーズ、コランダム、ダイヤモンドが挙げられる。 Here, for example, Mohs hardness or Vickers hardness can be used as the hardness index. The Mohs hardness and Vickers hardness can be determined using known measuring methods. For example, in the case of measurement of Mohs hardness, it can be determined by whether or not it can be scratched by a general Mohs standard mineral. Specifically, a standard mineral and a sample material can be rubbed and hardness can be measured based on the presence or absence of scratches. Examples of (standard) minerals having a Mohs hardness of 1 to 10 include talc, gypsum, calcite, fluorite, apatite, orthoclase, quartz, topaz, corundum, and diamond.

より好ましくは、フィラーを構成する粒子は、相手部材のモース硬度よりも1ランク以上高いモース硬度の粒子である。フィラーを構成する粒子のモース硬度と相手部材のモース硬度との差を1ランク以上高くすることによって、フィラーを構成する粒子と相手部材との間で十分な締結力を得ることができる。なお、フィラーを構成する粒子のモース硬度と相手部材のモース硬度との差は、それらの差が1以上大きければ十分な締結力が得られるので、上限値は特に制限されない。 More preferably, the particles constituting the filler are particles having a Mohs hardness higher by one rank or more than the Mohs hardness of the mating member. By increasing the difference between the Mohs hardness of the particles constituting the filler and the Mohs hardness of the mating member by one rank or more, sufficient fastening force can be obtained between the particles constituting the filler and the mating member. As for the difference between the Mohs hardness of the particles constituting the filler and the Mohs hardness of the mating member, a sufficient fastening force can be obtained if the difference is 1 or more, so the upper limit is not particularly limited.

締結部材における本体、樹脂層(特には、フィラー)及び相手部材についての硬さは、好ましくは、(締結部材における本体≧)樹脂層(特には、フィラー)>相手部材である。 The hardness of the main body, the resin layer (particularly filler), and the mating member in the fastening member preferably satisfies the following relationship: (main part of the fastening member≧) resin layer (particularly filler)>mating member.

特定の範囲の硬度(例えば、モース硬度又はビッカース硬度)を有する締結部材、特定の範囲の硬度(例えば、モース硬度又はビッカース硬度)を有する相手部材、及び特定の範囲の硬度(例えば、モース硬度又はビッカース硬度)を有するフィラーは、当業者の技術常識によって得ることができる。 A fastening member having a specific range of hardness (e.g., Mohs hardness or Vickers hardness), a mating member having a specific range of hardness (e.g., Mohs hardness or Vickers hardness), and a specific range of hardness (e.g., Mohs hardness or Vickers hardness) Vickers hardness) can be obtained according to the common technical knowledge of those skilled in the art.

フィラーの平均粒子径は、樹脂層の厚みと同じであるか又はそれよりも小さいものである。これによって、フィラーの脱落を防ぐことができる。フィラーの平均粒子径については、具体的には、その下限値は、好ましくは0.1μm以上であり、より好ましくは0.5μm以上であり、その上限値は、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、更により好ましくは5μm以下であり、そして、これらの数値を任意に組み合わせてフィラーの平均粒子径の範囲とすることができる(例えば、0.1~20μm)。
なお、この平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。
The average particle size of the filler is the same as or smaller than the thickness of the resin layer. This can prevent the filler from coming off. Specifically, the lower limit of the average particle size of the filler is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and the upper limit is preferably 20 μm or less, more preferably It is 10 μm or less, and even more preferably 5 μm or less, and any combination of these values can be used as the average particle size range of the filler (for example, 0.1 to 20 μm).
The average particle size means the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution determined by the laser diffraction/scattering method.

本発明による締結具は、自動車、具体的には、走行中に振動が加わる部分に使用される部品(例えば、バンパーに搭載されている付属物(レーダーなど)を固定するための部品)、及び自動車が静止中に衝撃が加わる部分(例えば、ドア、トランク、及びリアゲート)に使用される部品に使用することができる。 Fasteners according to the present invention are used in automobiles, specifically parts used in parts where vibrations are applied during driving (for example, parts for fixing attachments (such as radar) mounted on bumpers), and It can be used for parts that are used in parts that are subjected to impacts while the vehicle is stationary (eg, doors, trunks, and rear gates).

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below using examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[樹脂層の厚みと摩擦係数との関係についての基礎評価試験]
樹脂層の厚みと摩擦係数との関係についての基礎評価試験を以下の方法で行った。
[Basic evaluation test for the relationship between the thickness of the resin layer and the coefficient of friction]
A basic evaluation test for the relationship between the thickness of the resin layer and the coefficient of friction was conducted by the following method.

(試験片の調製)
SPCC(Steel Plate Cold Commercial)板に対してMFZn5Cによるメッキ処理を行った。フィラー(ハクスイテック株式会社製;酸化亜鉛2種;モース硬度4~5;平均粒子径1.0μm)37質量%とバインダーとしてのエポキシ樹脂(荒川化学工業株式会社製;製品名アラキード9203N)63質量%との混合物(硬化性樹脂組成物:100質量%)を有機溶剤(具体的には、[メチルエチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの混合液])に溶かして(硬化性樹脂組成物:有機溶剤=1:1)、これらを樹脂層の厚みが0μm(コーティング無し)、2μm、5μm、10μmとなるようにそのメッキ上にコーティングした。なお、硬化性樹脂組成物の有機溶剤への溶解は、攪拌機器(ヤマト科学社製;LAB-STIRRER LR-51B)を使用して、25℃で30分間、回転数約700rpmで行った。
(Preparation of test piece)
A SPCC (Steel Plate Cold Commercial) plate was plated with MFZn5C. Filler (manufactured by Hakusui Tech Co., Ltd.; 2 types of zinc oxide; Mohs hardness 4 to 5; average particle size 1.0 μm) 37% by mass and epoxy resin (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.; product name Arakid 9203N) as a binder 63% by mass A mixture (curable resin composition: 100% by mass) is dissolved in an organic solvent (specifically, [methyl ethyl ketone, xylene, propylene glycol monomethyl ether acetate mixture]) (curable resin composition: organic solvent = 1:1), and these were coated on the plating so that the thickness of the resin layer was 0 µm (no coating), 2 µm, 5 µm, and 10 µm. The dissolution of the curable resin composition in the organic solvent was carried out using a stirring device (LAB-STIRRER LR-51B manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) at 25° C. for 30 minutes at a rotation speed of about 700 rpm.

上記コーティングの後に、200℃のオーブン(すなわち、環境温度200℃)で30分間それらを放置して、硬化性樹脂組成物を熱硬化させて、種々の膜厚(0μm、2μm、5μm、10μm)の樹脂層を有する試験片を得た。 After the above coating, leave them in an oven at 200 ° C. (i.e., ambient temperature 200 ° C.) for 30 minutes to thermally cure the curable resin composition to obtain various film thicknesses (0 μm, 2 μm, 5 μm, 10 μm). A test piece having a resin layer of

(評価方法)
評価(具体的には、摩擦係数測定)は、種々の膜厚の試験片それぞれについて、往復摺動試験機(HEIDON-14特;新東科学株式会社製)を用いて、繰り返し摺動することにより行った。
(Evaluation method)
Evaluation (specifically, friction coefficient measurement) is performed by repeatedly sliding test pieces with various film thicknesses using a reciprocating sliding tester (HEIDON-14 special; manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). It was done by

具体的な試験条件は、以下の通りである。
試験片に接触させる材料:直径10mmナイロン球;
荷重:9.8N(1,000gf);
速度:3,000mm/min;
ストローク:10mm;及び
評価方法:摺動10回目の摩擦係数(μs,μd)を測定した。測定を3回行って、その平均値を摩擦係数とした。
Specific test conditions are as follows.
Material to contact the test piece: 10 mm diameter nylon sphere;
Load: 9.8N (1,000gf);
Speed: 3,000mm/min;
Stroke: 10 mm; and Evaluation method: The coefficient of friction (μs, μd) was measured after the 10th sliding. Measurement was performed three times, and the average value was taken as the coefficient of friction.

(試験結果)
試験結果を図1に示す。樹脂層を有する場合(膜厚:2μm、5μm、10μm)には、樹脂層を有しない場合(膜厚:0μm)と比較して、静摩擦係数及び動摩擦係数のそれぞれが上昇した。2μm、5μm、及び10μmの膜厚において、摩擦係数の変化はほぼ見られなかった。
(Test results)
The test results are shown in FIG. In the case of having a resin layer (thickness: 2 μm, 5 μm, and 10 μm), the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient increased compared to the case of not having a resin layer (thickness: 0 μm). At film thicknesses of 2 μm, 5 μm, and 10 μm, almost no change in the coefficient of friction was observed.

[樹脂締結における残存トルクについての試験結果]
(硬化性樹脂組成物の調製)
下記表1に記載の配合に従い、攪拌機器(ヤマト科学社製;LAB-STIRRER LR-51B)を使用して、25℃で30分間、回転数約700rpmで、バインダーとしてのエポキシ樹脂(荒川化学工業株式会社製;製品名アラキード9203N)63質量%とフィラー(ハクスイテック株式会社製;酸化亜鉛2種;モース硬度4~5;平均粒子径1.0μm)37質量%との混合物(硬化性樹脂組成物:100質量%)を有機溶剤(具体的には、メチルエチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの混合液)に溶解した(硬化性樹脂組成物:有機溶剤=1:1)。
[Results of test on residual torque in resin fastening]
(Preparation of curable resin composition)
According to the formulation shown in Table 1 below, an epoxy resin (Arakawa Chemical Industry Co., Ltd. Co., Ltd.; product name Arakid 9203N) 63% by mass and filler (manufactured by Haku Sui Tech Co., Ltd.; zinc oxide type 2; Mohs hardness 4 to 5; average particle size 1.0 μm) 37% by mass (curable resin composition : 100% by mass) was dissolved in an organic solvent (specifically, a mixture of methyl ethyl ketone, xylene, and propylene glycol monomethyl ether acetate) (curable resin composition: organic solvent = 1:1).

(締結部材の作成)
締結部材の本体として、NIFCO社製の樹脂製の雄ねじ(スクリューグロメット)を用いた。また、締結部材における本体として、富士部品社製のM5タッピンスクリューの金属製の雄ねじも用いた。
(Creation of fastening members)
A resin male screw (screw grommet) manufactured by NIFCO was used as the main body of the fastening member. A metal male screw of M5 tapping screw manufactured by Fuji Parts Co., Ltd. was also used as the main body of the fastening member.

上記樹脂製の雄ねじ及び上記金属製の雄ねじに対して上記の(有機溶剤に溶解した)硬化性樹脂組成物を樹脂層が1.3μmとなるように、バレル式塗装機を使用して、コーティングした。なお、硬化性樹脂組成物は、上記樹脂製及び上記金属製の雄ねじのそれぞれに対して有機溶剤(具体的には、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤)による脱脂前処理を行った後に、それらの雄ねじに塗布された。 Coat the resin male screw and the metal male screw with the curable resin composition (dissolved in an organic solvent) using a barrel coating machine so that the resin layer has a thickness of 1.3 μm. bottom. The curable resin composition is applied to each of the resin-made and metal-made male screws after degreasing pretreatment with an organic solvent (specifically, an organic solvent such as isopropyl alcohol). was applied to

上記コーティング後に、200℃のオーブン(すなわち、環境温度190~200℃)で30分間それらを放置して、硬化性樹脂組成物を熱硬化させて、それらの雄ねじ上に樹脂層を有する締結部材を得た。締結部材の本体として金属製の雄ねじを用いた場合を実施例1(施工品)とした。締結部材の本体として樹脂製の雄ねじを用いた場合を実施例2(施工品)とした。 After the above coating, they are left in an oven at 200° C. (that is, an ambient temperature of 190-200° C.) for 30 minutes to thermally cure the curable resin composition to produce fastening members having a resin layer on their external threads. Obtained. Example 1 (installed product) is a case in which a metal male screw is used as the main body of the fastening member. Example 2 (construction product) is a case in which a resin male screw is used as the main body of the fastening member.

なお、金属製の雄ねじに対して硬化性樹脂組成物を塗布しない場合を比較例1(未施工品)とした。 The case where the curable resin composition was not applied to the male screw made of metal was taken as Comparative Example 1 (untreated product).

(相手部材の作成)
相手部材として、四角穴加工を施した自動車車体を模擬した板金に対して樹脂製の雌ねじ(NIFCO社製;製品名スクリューグロメット;モース硬度4未満)を装着したものを用いた。
(Creation of mating member)
As a mating member, a sheet metal simulating an automobile body having a square hole and a female screw made of resin (manufactured by NIFCO; product name: screw grommet; Mohs hardness: less than 4) was used.

(評価方法)
実車環境を想定した環境負荷試験後、直読み式トルクレンチを用いて、残存トルク値を測定した。測定結果を下記表1に示す。
(Evaluation method)
After an environmental load test simulating an actual vehicle environment, the residual torque value was measured using a direct-reading torque wrench. The measurement results are shown in Table 1 below.

Figure 2023074569000002
Figure 2023074569000002

上記表1における施工品の残存トルクの向上率(%)については、未施工品における残存トルク値に基づいて計算したものである。 The rate of improvement (%) of the residual torque of the worked product in Table 1 above is calculated based on the residual torque value of the unworked product.

Claims (5)

被締結部材と樹脂製の相手部材とを締結させるために前記樹脂製の相手部材にねじ込まれる締結部材において、外周にねじ山を有する本体とそのねじ山に設けられた樹脂層とを含み、
前記樹脂層が、硬化性樹脂とフィラーとを含む硬化性樹脂組成物の硬化物を含み、
前記フィラーを構成する粒子が、前記相手部材の硬度と異なる硬度の粒子を含み、
前記フィラーの平均粒子径が、前記樹脂層の厚さ以下であることを特徴とする締結部材。
A fastening member to be screwed into the resin mating member for fastening the member to be fastened to the resin mating member, comprising a main body having a thread on its outer periphery and a resin layer provided on the thread,
The resin layer comprises a cured product of a curable resin composition containing a curable resin and a filler,
The particles constituting the filler include particles having a hardness different from the hardness of the mating member,
A fastening member, wherein the average particle size of the filler is equal to or less than the thickness of the resin layer.
前記フィラーを構成する粒子が、前記相手部材の硬度よりも高い硬度の粒子であることを特徴とする請求項1に記載の締結部材。 2. The fastening member according to claim 1, wherein the particles constituting the filler are particles having a hardness higher than that of the mating member. 前記フィラーの平均粒子径が0.1~20μmであること特徴とする請求項1又は2に記載の締結部材。 3. The fastening member according to claim 1, wherein the filler has an average particle size of 0.1 to 20 μm. 前記フィラーが酸化亜鉛であり、そして、その酸化亜鉛の含有量が、前記硬化性樹脂組成物100質量%に対して、10質量%~45質量%であること特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の締結部材。 Claims 1 to 3, wherein the filler is zinc oxide, and the zinc oxide content is 10% by mass to 45% by mass with respect to 100% by mass of the curable resin composition. A fastening member according to any one of the preceding claims. 請求項1~4のいずれか一項に記載の締結部材と樹脂製の相手部材とを備えた締結具であって、
前記締結具が、前記締結部材と前記樹脂製の相手部材との間に配置された被締結部材を前記相手部材に締結するためのものであること特徴とする締結具。
A fastener comprising the fastening member according to any one of claims 1 to 4 and a resin mating member,
A fastener for fastening a member to be fastened, which is arranged between the fastening member and the mating member made of resin, to the mating member.
JP2021187546A 2021-11-18 2021-11-18 Fastening member, and fastener comprising the same and resin mating member Pending JP2023074569A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021187546A JP2023074569A (en) 2021-11-18 2021-11-18 Fastening member, and fastener comprising the same and resin mating member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021187546A JP2023074569A (en) 2021-11-18 2021-11-18 Fastening member, and fastener comprising the same and resin mating member

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023074569A true JP2023074569A (en) 2023-05-30

Family

ID=86541510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021187546A Pending JP2023074569A (en) 2021-11-18 2021-11-18 Fastening member, and fastener comprising the same and resin mating member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023074569A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6486942B2 (en) Anti-friction coating
JP5715965B2 (en) Anticorrosion and low friction coating film and method for preparing the same
US11186728B2 (en) Articles having thermoset coatings and coating methods
KR101607470B1 (en) Process for reduction of friction
EP2426190A1 (en) Film composition for sliding member
Haviland Machinery adhesives for locking, retaining, and sealing
US4799959A (en) Anticorrosion coating composition, process for applying it and coated threaded components
US20140169911A1 (en) Sealer, fastener, bolt and method of fabricating bolt
UA105555C2 (en) Galling-resistant threaded tubular component and the method for application of coating to the component
JP2023074569A (en) Fastening member, and fastener comprising the same and resin mating member
US7192639B2 (en) Chromate free corrosion resistant coating
JP6735015B2 (en) Coating film forming resin composition
US4891268A (en) Coated metal substrates with anticorrosion coating composition
KR101970260B1 (en) Sealing agent, fastener, bolt and manufacturing method therefor
Sekercioglu et al. Torque strength of bolted connections with locked anaerobic adhesive
Morris et al. Evaluation of non-chrome inhibitors for corrosion protection of high-strength aluminum alloys
RU2537864C2 (en) Composition for coating metal articles
JPH02134407A (en) Stainless steel lubrication working nut and clamping method therewith
KR100262494B1 (en) The preparation of lubricating resin solution having high surface lubricating , non-corrosiveness, and good coating properties and the preparation method of surface treatment of steel plate by using thereof
O'Connor Controlling the Turn of the Screw
Heimann et al. Surface mineralization as an alternative to cadmium plating and hexavalent chromate treatment for corrosion protection
Westphal An optimized coating system for fasteners with metric threads
JPH09112521A (en) Aluminum part tightening bolt
Nascimento et al. Influence of two hexavalent chromium-free coating types on mechanical behavior of bolted joints
Duncan Electroless nickel and the end-of-life vehicle directive