JP3443540B2

JP3443540B2 - ネジ式締め固定具用の緩み止め剤組成物

Info

Publication number: JP3443540B2
Application number: JP18948599A
Authority: JP
Inventors: 芳計高島; 正宏兼子; 義行三村
Original assignee: 株式会社ニッセイテクニカ
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2003-09-02
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: JP2001011380A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネジ、ナット、ボ
ルトのようなネジ式締め固定具を螺入して機械、器具等
の固定すべき個所に設置しネジ回転で締め付け固定した
後に該固定具が作動時の振動、回転により緩るんで結合
の緊縮度を失うのを防止する目的のために、該固定具の
ネジ山部及び（又は）ネジ谷部の面に予じめ塗着される
プレコート用の緩み止め剤組成物に関する。

【０００２】本発明の緩み止め剤組成物は、ネジ山部、
谷部の面に均一な膜厚で塗膜を塗着するのに適度な粘性
をもつ溶液またはゲル状物の形であり、そして塗着で得
られた塗膜を有機溶剤の揮発により乾燥すると、ネジ山
部とネジ谷部との係合面が相対的に回転して係合力が緩
るむのに抵抗する大きな摩擦抵抗力を発揮でき且つ均一
な膜厚をもち柔軟性、弾性、強靱性、防湿性および密封
性が高いネジ緩み止め作用のある樹脂質被膜をネジ山
部、谷部の面に形成できる性能を有する。さらに、本発
明は、本発明の緩み止め剤組成物をネジ山部、谷部の面
に塗着、乾燥して形成された緩み止め用被膜を設けられ
たネジ式締め固定具を包含し、また本発明は、ネジ式締
め固定具のネジ山部、谷部の面に設けられた緩み止め用
被膜のそれ自体も包含する。

【０００３】

【従来の技術】ネジ、ナットのようなネジ式締め固定具
を機械、器具の所要部に取付けた後の固定具の緩み止め
防止の目的で、これらの固定具のネジ部に予め塗布、乾
燥してプレコートされる、いわゆるプレコート用緩み止
め剤は知られており、これは広く機械、自動車、電気、
電子器具の組立て時に用いられている。

【０００４】緩み止め剤組成物は、大別して、接着剤成
分を封入したマイクロカプセルを含む接着剤型のもの
と、摩擦抵抗性の被膜を形成する非接着剤型のものとに
分けられる。

【０００５】摩擦抵抗性の樹脂被膜を形成する非接着剤
型の緩み止め剤の例としては、特公平５− 70005には、
エポキシ樹脂とイソシアネートで被覆した粉状ナイロン
を含み、プライマーなしに付着性を高めたセルフフロッ
キング剤が提案されている。

【０００６】この種のナイロン粉を含む緩み止め剤は、
それのコート方法として、まずネジ又はナイロン粉を 2
00〜 300℃で、30分程度加熱し、ナイロン粉体を軟化、
溶融させ、ネジ面にナイロン融着部を形成している。こ
の融着方法は、高熱を使うという点で、操作的に煩雑で
且つコストも高価なものになってしまう。更に、もっと
大きな問題点は、溶融した緩み止め剤を瞬時に冷却固化
しコートしているので、ネジ面を均一に一定膜厚に被覆
することが大変困難で、かつ塗膜の厚さにバラツキが非
常に大きい欠点である。

【０００７】従って、往々にして、ネジ締込み時、硬す
ぎてネジが入っていかない、あるいは逆に、被螺入部に
対する抵抗がなくスカスカに螺入する現象が見られ、工
業製品として大きな欠点を持っている。また、元来、ナ
イロンが常温では硬いので、締込み時、余分の塗膜が剥
離、脱落して削れカスが相当量に発生する点で、電気・
電子製品用には使いにくいという重大な欠点を有してい
た。更に、そのナイロンの性質から、硬いためナイロン
塗膜の一部でも塑性破壊すると、弾性が戻らないから、
ネジの繰り返し使用には適さないのが実情であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ナイ
ロン粉を含む既知の緩み止め剤と違って、単に常温で塗
着できる使用簡便性を有し、また大きな摩擦抵抗力を発
揮でき、且つ均一な膜厚をもち柔軟性、弾性、強靱性、
防湿性および密封性が高いネジ緩み止め用被膜をネジ山
部、谷部の面に形成できる性能を有する非接着剤型の新
規なプレコート用緩み止め剤を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成すべく、種々検討した。その結果、本発明者は
下記に特定される全く新規な緩み止め剤を得るに至っ
た。すなわち、第1の本発明においては、三次元網状ポ
リシロキサン構造の構造単位として、式CH₃SiO₃/₂，(CH
₃)₂SiO，C₆H₅SiO₃/₂，(C₆H₅)(CH₃)SiOおよび(C₆H₅)₂SiO
（但しCH₃はメチル基、C₆H₅はフェニル基を示す）の基
を組合わせて含有する平均分子量１万〜15万ならびに官
能度2.4〜3.0およびフェニル基含有率30〜60％のメチル
フェニルシリコーン・レジンの５〜80重量％を、揮発性
有機溶剤の20〜95重量％に溶解して得られた均一な溶液
よりなることを特徴とする、ネジ式締め固定具用の非接
着剤型緩み止め剤の溶液状組成物が提供される。

【００１０】本発明の組成物に用いるメチルフェニルシ
リコーンは溶剤に均一に溶解するため、通常の塗布方法
で、常温でネジ、ナットに塗布できる。その上、非常に
高精度の塗布長、塗布膜厚を持った緩み止め用被膜が得
られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】第1の本発明による緩み止め剤組
成物に使用されたメチルフェニルシリコーン・レジンは
2.4〜3.0の官能度と30〜60％のフェニル基含有率とを有
するレジンである。第1の本発明の組成物に使用される
上記の種類のシリコーン・レジンは、市販品として入手
できるものであり、例えば日刊工業新聞社発行の伊藤邦
夫編「シリコーンハンドブック」466〜472頁に記載さ
れてある。該刊行物には、メチルフェニルシリコーン・
レジンの官能度とフェニル基含有率の算定法も開示され
てある。

【００１２】一般的には、本発明で使用できるメチルフ
ェニルシリコーンは、所定の範囲の官能度とフェニル基
含有率を有するレジンを与えるように選定された適当な
オルガノクロルシラン類に水を作用させて加水分解する
ことによりシラノールを生成し、このシラノールを加熱
下に水を放出して脱水縮合することにより、シロキサン
結合を有する三次元網状構造のシリコーン・レジンを生
成することから成る方法により得られる。上記の加熱下
の脱水縮合の反応の際に、縮合促進剤として脂肪酸Zn、
Pb、Cr、Snなどの金属石けん、エタノールアミン、ジブ
チルスズラウレートを用いてもよい。

【００１３】一般的には、シリコーン・レジンは、次式ＲａＳｉＯ_４−ａ（Ｉ）〔式中、Ｒはメチル基−CH_３およびフェニル基−C_６H
_５である有機基を示す〕の平均式で表記できる。この平
均式（Ｉ）に示される数値（４−ａ）が官能度と言われ
る。シリコーン・レジン中の全有機基中のフェニル基の
モルパーセントがフェニル基含有率であり、これは、次
の計算式：〔（フェニル基のモル量）÷（フェニル基＋
メチル基の合計モル量）〕× 100（％）として算定でき
る。また、前記の官能度（４−ａ）の値は、前記の平均
式（Ｉ）のレジンの製造に用いられたRSiX_２型のジハ
ロシラン（Ｄ単位という）とRSiX_３型のトリハロシラ
ン（Ｔ単位という）との組合せにおけるＤ単位とＴ単位
の比率から導かれる値である〔前出の「シリコーンハン
ドブック」 468〜 469頁参照〕。

【００１４】尚、緩み止め剤としての性能を満たすた
め、本発明の組成物で用いるメチルフェニルシリコーン
・レジンは上記に定義されるフェニル基含有率Ｐが30〜
60％で且つ官能度Ｑが2.4ないし3.0のレジンであること
が適当で且つ必要である。フェニル基含有率Ｐが小さい
値であると緩み止め剤乾燥塗膜の防湿性、膜の柔らかさ
に優れているが、Ｐが30％より以下であると塗膜の耐熱
性が不十分である。Ｐが60％を越えると耐熱性は良い
が、膜が硬くなりすぎ不適である。従ってフェニル基含
有率Ｐは30〜60％の範囲であるのが得られた緩み止め剤
乾燥塗膜のたわみ性、耐熱性、硬さ、防湿性の諸点から
適している。

【００１５】一方、レジンの官能度Ｑが2.4より以下で
あると乾燥性が悪くなり、機械的強度も弱くなる。Ｑが
3.0より以上であると、乾燥性はよいが膜が硬くなりす
ぎる。従って、Ｑは2.4〜3.0のレジンが、良好な緩み止
め特性を与える。

【００１６】本発明組成物は、メチルフェニルシリコー
ン・レジンを主成分とし、このシリコーンを溶解する有
機溶剤を含むが、所望ならば、色をつける着色剤と、更
に必要に応じ付着性、たわみ性を増す可塑剤と、分散を
よくする界面活性剤とを配合できる。

【００１７】本発明の緩み止め剤組成物では、メチル・
フェニルシリコーン・レジンが５〜80％、溶剤が20〜95
％、着色剤が0〜10％、可塑剤が0〜5％、界面活性剤が0
〜5％（各重量）である組成のものが、良好な緩み止め
特性を有する。

【００１８】本発明組成物で用いられる揮発性有機溶剤
としては、シリコーンを溶解して均一な樹脂溶液とする
ことができて且つ塗膜の塗布乾燥後に蒸発して残留しな
い溶剤であるトルエン、キシレン、ブタノール、イソプ
ロパノール、リグロイン、ダイアセトンアルコール、酢
酸セロソルブ等々が適しており、単独又は混合して用い
られる。

【００１９】本発明組成物に配合できる着色剤は、本緩
み止め剤を着色し、塗膜を特定の色にし、下地金属をい
んぺいする作用のものが好ましく、その粒径は 0.1〜30
μのものが好ましい。なお、透明な緩み止め剤の場合は
着色剤は不要である。具体的には、着色料は、無機顔料
のカーボンブラック（黒）、酸化チタン（白）、酸化亜
鉛（白）、オーカー（黄色）、弁柄（ブラウン）等々が
適している。又、有機顔料としてはキナクリドン（マゼ
ンタ）、ジオキサジン（紫）、フタロシアニン（緑）、
ジスアゾエロー（黄）、ベンズイミダゾロン（黄）、ベ
ンズイミダゾロン（オレンジ）、ナフトールＡＳ
（赤）、キナクリドン（赤）、キナクリドン（マゼン
タ）、フタロシアニン（ブルー）、アセチレンブラック
（黒）等であることができる。また、着色剤の中でも、
光の屈折率が小さく、いんぺい力よりも増量剤、充填剤
的役割を果たす体質顔料、例えば炭酸カルシウム、硫酸
バリウム、クレイを加えてもよい。

【００２０】本発明組成物は、被膜の強靱化のために、
補強剤兼増量剤としてシリカ微粒子および（または）ア
ルミナ微粒子を 0.1〜10重量％の割合で追加して分散状
態で含有することができる。

【００２１】塗膜の付着力、たわみ性を増す目的で可塑
剤を配合してもよいが、具体的には二塩基性酸、高級脂
肪酸、芳香族酸、リン酸などのエステルや多価アルコー
ルのグリセリンのエステル等が適している。界面活性剤
は、顔料の分散性を増すためあるいは消泡のため用い、
具体的には脂肪酸その他の有機酸、あるいはその金属
塩、オキシ酸及びその誘導体、スルフォン酸化物、レシ
チン、等が適している。

【００２２】ネジ、ナット、ボルトのような固定具の材
質は、金属あるいはプラスチックであってもよい。金属
の場合は、鉄、ステンレス、アルミ、真ちゅう、炭素
鋼、その他の合金鋼等がよく、これらに亜鉛、クロム、
ニッケル、クロメートなどのめっき加工されているもの
がより好ましい。

【００２３】外径はＭ１からＭ９の小型ネジから、Ｍ10
〜Ｍ42のボルトも、本発明の緩み止め剤の塗布が可能で
ある。上記のネジ、ボルト、ナットに本発明の緩み止め
剤を塗布する方法は種々あるが、デイッピング法、フロ
ーコーター法、ロールコーター法、スプレー法等がより
適している。塗布後、常温又は〜 100℃で乾燥すること
により、緩み止め用被膜を具えたネジ、ナット等が得ら
れる。

【００２４】第２の本発明においては、第１の本発明に
よる緩み止め剤組成物をネジ山部および（または）ネジ
谷部に塗着、乾燥してなる被膜を有するネジ式締め固定
具が提供される。

【００２５】また、第３の本発明においては、第１の本
発明による緩み止め剤組成物をネジ式締め固定具のネジ
山部、ネジ谷部の面に塗着、乾燥して形成された緩み止
め用被膜それ自体が提供される。

【００２６】次に本発明を実施例について具体的に説明
する。〔実施例１〕官能度 2.5のフェニル基含有率30％、平均
分子量約15万のメチルフェニルシリコーン・レジン（市
販品）を準備し、次の組成をもつ本発明の緩み止め剤組
成物を調製した。メチルフェニルシリコーン・レジン 100重量部溶剤（キシレン） 100 〃着色剤（フタロシアニンブルー） 5 〃界面活性剤（ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート） 0.3 〃可塑剤（フタル酸ジエチル） 0.2 〃この緩み止め剤をキシレン溶剤で粘度調整した溶液を、
バインドＭ３×６のネジの合計20本にフローコーター塗
布法により塗布し、24時間自然乾燥した。

【００２７】緩み止め剤をこのように塗着された上記ネ
ジにＭ３のナットを締込んでいった時の締込みトルク
は、20本の平均値で1750gf・cmであり、その標準偏差は
350と非常に小さな値を示した。また塗膜厚のバラツキ
が少ないことが分かった。さらに、締込み時の削れカス
の発生は全くみられなかった。

【００２８】次に、この20本のネジを5000gf・cmで締付
け、１時間後に、戻しトルクを測定した。20本のネジの
戻しトルク平均値は4600を示し、トルク保有率は91％と
非常に高かった。又、戻しの際も、削れカスの発生は全
くみられなかった。上記のネジサンプルの締込み、締付
け、戻しのサイクルを５回繰り返した時の各回の平均戻
しトルク及びトルク保有率 (戻しトルク値／締付けトル
ク値×100)は次の表１に示すとおりである。表１の結果
から、ネジの繰り返し使用性も比較例１のものに較べ非
常に優れていることが明らかとなった。

【００２９】

【００３０】〔比較例１〕ナイロン(11) 100部にエポキ
シ樹脂４部、イソシアネート２部をコーティングし
て得た粉体を、 250℃で加熱し、バイント３×６ネジに
融着および冷却法で被覆してし合計20本の比較ネジサン
プルを作成した。この比較ネジにＭ３ナットを締込んで
いった時の締込みトルクは、20本の平均値で1730gf・cm
で、標準偏差は1200と相当大きくなり、融着膜のバラツ
キが大であることを示した。更に比較ネジの締込み時、
トルクが2000gf・cmを越えるものは特に多量の削れカス
の剥離がみられた。

【００３１】この20本の比較ネジを5000gf・cmで締付
け、１時間後戻しトルクを測定した。20本のネジの平均
値は3900を示し、トルク保有率は78％と低い。又、ネジ
の戻しの際も、多量の削れカスの発生がみられた。上記
の比較ネジの締込み、締付け、戻しのサイクルを５回繰
り返した時の各回の平均戻しトルク及びトルク保有率
(戻しトルク値／締付けトルク値×100)は次の表２に示
すとおりである。ネジの繰り返し使用性が非常に悪かっ
た。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【発明の効果】本発明の緩み止め剤組成物は、溶剤溶解
タイプのため塗布しやすく、ネジ面での被膜の塗布長、
塗布幅、塗膜厚も非常に高精度のものが得られる。

【００３５】また、シリコーンレジンを主成分としてい
るため、ネジ締め機能として高い戻しトルク保有率と、
優れた繰り返し使用性を有しており、産業上有用であ
る。又、ナイロン粉末含有のものと異なり、締込み時
に、硬すぎて入らないとか、あるいは多量の削れカスを
発生するという欠点が全くない。

【００３６】本発明の緩み止め剤組成物は、緩み止め剤
としてのみでなく、また防水性シール剤、あるいは被膜
の弾性を活用したネジ締付けの調節剤としても作用でき
る。本発明のネジ式締め固定具用の緩み止め剤は、電
気、電子製品、自動車、機械、建築、土木、木工の分野
で広範囲に利用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−61634（ＪＰ，Ａ) 特開平８−21429（ＪＰ，Ａ) 特開平７−305712（ＪＰ，Ａ) 実開平６−16713（ＪＰ，Ｕ) コーテイング用樹脂技術，株式会社工業調査会，1989年６月１日，第２版，第130−135頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 183/04 - 183/08 F16B 33/06 F16B 39/00 - 39/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】三次元網状ポリシロキサン構造の構造単
位として、式CH₃SiO₃/₂，(CH₃)₂SiO，C₆H₅SiO₃/₂，(C₆H
₅)(CH₃)SiOおよび(C₆H₅)₂SiO（但しCH₃はメチル基、C₆H
₅はフェニル基を示す）の基を組合わせて含有する平均
分子量１万〜15万ならびに官能度2.4〜3.0およびフェニ
ル基含有率30〜60％のメチルフェニルシリコーン・レジ
ンの５〜80重量％を、揮発性有機溶剤の20〜95重量％に
溶解して得られた均一な溶液よりなることを特徴とす
る、ネジ式締め固定具用の非接着剤型緩み止め剤の溶液
状組成物。
【請求項２】使用される揮発性有機溶剤がトルエン、
キシレン、n−ブタノール、イソプロパノール、リグロ
イン、ダイアセトンアルコール、酢酸セロソルブの何れ
か１種、あるいは２種または３種の混合物である請求項
１に記載の組成物。
【請求項３】請求項１に記載の組成物が補強剤兼増量
剤としてシリカ微粒子および（または）アルミナ微粒子
を0.1〜10重量％の割合で追加して分散状態で含有する
請求項１に記載の組成物。
【請求項４】着色剤、可塑剤および（または）界面活
性剤を追加して含有する請求項1に記載の組成物。
【請求項５】請求項1に記載の緩み止め剤の溶液状組
成物をネジ山部および（または）ネジ谷部の面に塗着、
乾燥して形成された緩み止め用被膜を有するネジ式締め
固定具。
【請求項６】請求項1に記載の緩み止め剤の溶液状組
成物をネジ式締め固定具のネジ山部および（または）ネ
ジ谷部の面に塗着、乾燥して形成された緩み止め用被
膜。