JP4512393B2 - Friction reducing agent - Google Patents

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Description

本発明は摩擦低減剤、特に締結材に塗布されることにより、締結材の摩擦を低減させるとともに、締結材を締め付けるときの摩擦係数のばらつきを抑えることにより、安定したトルク管理を実現させる摩擦低減剤に関する。   The present invention reduces the friction of the fastening material by being applied to the friction reducing agent, especially the fastening material, and also reduces the friction coefficient when tightening the fastening material, thereby realizing stable torque management. It relates to the agent.

締結材、例えばボルト、ワッシャーおよびナットなどの組み合わせを用いて締結をする場合には、締結に必要な軸力を安定して与えることが必要である。そのために、通常は締め付けトルクを管理しながら軸力を発生させている。しかしながら、該トルクによって発生する軸力は、相手部材、ならびにボルトおよびナットの表面状態に依存して変化するため、必要な軸力を安定して発生させるためのトルク管理は困難であるという問題がある。また、締結材のサイズが大きくなるほど、または締結材の強度が高くなるほど必要となる締め付けトルクが高くなり、したがって、それにより発生する軸力のばらつきも大きくなる傾向がある。   When fastening is performed using a combination of fastening materials such as bolts, washers, and nuts, it is necessary to stably provide the axial force necessary for fastening. Therefore, the axial force is usually generated while controlling the tightening torque. However, since the axial force generated by the torque changes depending on the mating member and the surface condition of the bolt and nut, there is a problem that it is difficult to manage the torque to stably generate the necessary axial force. is there. Further, the larger the size of the fastening material or the higher the strength of the fastening material, the higher the required tightening torque. Therefore, the variation in the axial force generated thereby tends to increase.

このような問題を解決するため、従来から締結材に有機物を塗布することにより、必要とされる締め付けトルクを低下させ(すなわち締結材の摩擦係数を低減させ)、トルクにより発生する軸力のばらつきを小さくさせることが行われてきた。該有機物としては潤滑油(例えば鉱物油)が汎用されている。さらに該有機物として、合成樹脂やワックスを含む締結材用の摩擦係数低減剤も知られており、例えば、ポリエチレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシドなどのエーテル結合型ポリマー体と水混和性合成樹脂を含むものがある(例えば特許文献1参照)。   In order to solve such a problem, by applying an organic material to the fastening material in the past, the required tightening torque is reduced (that is, the friction coefficient of the fastening material is reduced), and the axial force variation caused by the torque is varied. Has been done to make it smaller. As the organic material, lubricating oil (for example, mineral oil) is widely used. Further, as the organic substance, a friction coefficient reducing agent for a fastening material containing a synthetic resin or wax is also known, for example, an ether-bonded polymer such as polyethylene oxide or ethylene oxide-propylene oxide and a water-miscible synthetic resin. (See, for example, Patent Document 1).

しかしながら、上記潤滑油は、それが塗布された締結材の表面(例えば金属表面)との密着強度が弱いため、締結材で締結するときにその潤滑性能を十分に発揮することができず、所定の摩擦の低減が達成されにくい。さらに上記したエーテル結合型ポリマー体を含む摩擦低減剤は、締結材に塗布された場合に、塗布斑が生じるなどして塗布の状態が均一になりにくく、摩擦係数が安定しないことが多い。   However, the lubricating oil has a weak adhesion strength with the surface of the fastening material to which it is applied (for example, a metal surface), so that it cannot sufficiently exert its lubricating performance when fastened with a fastening material, It is difficult to reduce the friction. Furthermore, when the friction reducing agent including the above-described ether-bonded polymer is applied to a fastening material, the application state is difficult to be uniform due to the occurrence of application spots and the friction coefficient is often not stable.

また、締結材には表面処理が施されていることが多く、表面処理が施された締結材に、上記潤滑油、又はエーテル結合型ポリマー体を含む摩擦低減剤を塗布しても、施された表面処理の種類によって、締結材を締結するときの摩擦係数は大きく異なってしまうことが多い。
特許第2984099号公報
Further, the fastening material is often subjected to a surface treatment, and even if the friction reducing agent containing the lubricating oil or the ether-bonded polymer body is applied to the surface-treated fastening material, the fastening material is applied. Depending on the type of surface treatment, the friction coefficient when fastening the fastening material often varies greatly.
Japanese Patent No. 2984099

本願発明者は上記の状況を踏まえ、
1)従来の潤滑油、または合成樹脂やワックスを含む摩擦低減剤と同様に、締結材の摩擦を低減させることができ、
2)締結材に均一に塗布することができ、塗布の仕方による締結材の摩擦係数の変動を抑制することができ、さらに
3)締結材に施された表面処理の違いによっても締結材の摩擦係数を一定にすることができる
という3つの特徴を有する締結材用摩擦低減剤を得るべく鋭意検討した。すなわち、本願発明者は造膜成分と、本質的な潤滑成分とを組み合わせることで、上記1)〜3)の3つの特徴を同時に有する摩擦低減剤を提供することを検討した。
Based on the above situation, the present inventor
1) The friction of the fastening material can be reduced in the same manner as conventional friction oils or friction reducers including synthetic resins and waxes.
2) It can be applied uniformly to the fastening material, and the fluctuation of the friction coefficient of the fastening material depending on the application method can be suppressed, and 3) The friction of the fastening material can also be caused by the difference in the surface treatment applied to the fastening material. In order to obtain a friction reducing agent for a fastening material having three characteristics that the coefficient can be made constant, intensive studies were conducted. That is, the inventor of the present application examined providing a friction reducing agent having the above three characteristics 1) to 3) by combining a film forming component and an essential lubricating component.

また、そのような摩擦低減剤が塗布された締結材であって、摩擦が低減されており、かつ締結するときに適切なトルク管理ができる締結材を提供することを検討した。   Further, the present inventors have studied to provide a fastening material to which such a friction reducing agent is applied, the friction material being reduced, and a proper torque management when fastening.

すなわち、本発明は以下の通りである。
(1) 炭素数が8〜30である脂肪酸とアルカリ金属、アルカリ土類金属および亜鉛から選ばれる金属からなる脂肪酸金属塩の一種または二種以上、および
水溶性合成樹脂および水系合成樹脂から選ばれる樹脂の一種または二種以上
を水に分散溶解させてなる締結材用摩擦低減剤であって、該樹脂の含有重量が、該脂肪酸金属塩の含有重量に対して0.5〜3倍である摩擦低減剤。
(2) 炭素数が8〜30である脂肪酸とアルカリ金属、アルカリ土類金属および亜鉛から選ばれる金属からなる脂肪酸金属塩の一種または二種以上、
炭素数が9〜38である脂肪酸エステルの一種または二種以上、および
水溶性合成樹脂および水系合成樹脂から選ばれる樹脂の一種または二種以上
を水に分散溶解させてなる締結材用摩擦低減剤であって、該樹脂の含有重量が、該脂肪酸金属塩と脂肪酸エステルの合計含有重量に対して0.5〜3倍である摩擦低減剤。
(3) (1)または(2)に記載の摩擦低減剤を塗布乾燥してなる締結材。
That is, the present invention is as follows.
(1) One or two or more fatty acid metal salts comprising a fatty acid having 8 to 30 carbon atoms and a metal selected from alkali metals, alkaline earth metals and zinc, and a water-soluble synthetic resin and a water-based synthetic resin. A friction reducing agent for a fastening material obtained by dispersing and dissolving one or more kinds of resins in water, wherein the content weight of the resin is 0.5 to 3 times the content weight of the fatty acid metal salt Friction reducing agent.
(2) One or more fatty acid metal salts comprising a fatty acid having 8 to 30 carbon atoms and a metal selected from alkali metals, alkaline earth metals and zinc,
Friction reducing agent for fastening material, wherein one or more fatty acid esters having 9 to 38 carbon atoms and one or more resins selected from water-soluble synthetic resins and aqueous synthetic resins are dispersed and dissolved in water. The friction reducing agent, wherein the resin content is 0.5 to 3 times the total content of the fatty acid metal salt and the fatty acid ester.
(3) A fastening material obtained by applying and drying the friction reducing agent according to (1) or (2).

本発明の摩擦低減剤を塗布された締結材は、その表面処理の違いによらず、摩擦が低減されているとともに、締結する際に安定した摩擦係数を発生する。よって、本発明の摩擦低減剤を塗布した締結材を用いることにより、適切なトルク管理をしながら締結を行うことが可能となる。   The fastening material coated with the friction reducing agent of the present invention has reduced friction and generates a stable coefficient of friction when fastening, regardless of the difference in surface treatment. Therefore, by using the fastening material coated with the friction reducing agent of the present invention, it is possible to perform fastening while performing appropriate torque management.

本願発明に係る締結材用摩擦低減剤は、造膜成分になり得る樹脂などと、潤滑成分になり得る脂肪酸金属塩や脂肪酸エステルなどを組み合わせたものであり、締結材表面に両成分を均一かつ強固に固着させることができる。
すなわち、本発明の締結材用摩擦低減剤の一態様は、水系溶剤中に1)脂肪酸金属塩、および2)水溶性合成樹脂および水系合成樹脂から選ばれる樹脂を含む。また、本発明の締結材用摩擦低減剤の別の一態様は、水系溶剤中に1)脂肪酸金属塩、2)脂肪酸エステル、および3)水溶性合成樹脂および水系樹脂から選ばれる樹脂を含む。さらに、本発明の摩擦低減剤は界面活性剤を含むことが好ましいことがある。また、その他の任意の成分を含んでいてもよい。
また上記1)〜3)の成分は、水系溶媒中に分散及び/又は溶解されていることが好ましい。
The friction reducing agent for a fastening material according to the present invention is a combination of a resin that can be a film-forming component and a fatty acid metal salt or a fatty acid ester that can be a lubricating component. It can be firmly fixed.
That is, one aspect of the friction reducing agent for a fastening material of the present invention includes 1) a fatty acid metal salt and 2) a resin selected from water-soluble synthetic resins and aqueous synthetic resins in an aqueous solvent. Moreover, another one aspect | mode of the friction reducing agent for fastening materials of this invention contains resin chosen from 1) fatty acid metal salt, 2) fatty acid ester, and 3) water-soluble synthetic resin and aqueous resin in an aqueous solvent. Furthermore, it may be preferred that the friction reducing agent of the present invention comprises a surfactant. Moreover, the other arbitrary components may be included.
The components 1) to 3) are preferably dispersed and / or dissolved in an aqueous solvent.

本発明の摩擦低減剤に含まれる脂肪酸金属塩とは、脂肪酸と金属からなる塩である。該脂肪酸は、潤滑性、および膜を形成する性能(造膜性)の点から、分子中の炭素数が8以上である脂肪酸が好ましく、炭素数12以上である脂肪酸がさらに好ましい。また、炭素数が30を超える脂肪酸は入手が困難であり、実用的でないことがある。   The fatty acid metal salt contained in the friction reducing agent of the present invention is a salt composed of a fatty acid and a metal. The fatty acid is preferably a fatty acid having 8 or more carbon atoms in the molecule and more preferably a fatty acid having 12 or more carbon atoms from the viewpoint of lubricity and film-forming performance (film-forming property). Also, fatty acids having more than 30 carbon atoms are difficult to obtain and may not be practical.

該脂肪酸の炭素鎖は直鎖または分枝鎖であり、炭素鎖中に不飽和結合を有していてもよい。また、該炭素鎖上には任意の置換基(例えばヒドロキシル基など)を有していてもよい。   The carbon chain of the fatty acid is linear or branched, and may have an unsaturated bond in the carbon chain. Moreover, you may have arbitrary substituents (for example, hydroxyl group etc.) on this carbon chain.

好ましい脂肪酸として具体的には、オクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、イソステアリン酸、リシノール酸
、1,2−ヒドロキシステアリン酸、ナフテン酸、ロジン酸などが例示される。さらに好ましくは、ラウリン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、モンタン酸、メリシン酸などの飽和脂肪酸、またはオレイン酸などの不飽和脂肪酸などが挙げられる。これらの金属塩(例えばアルカリ金属塩)は固形であり、固化することにより締結材表面に安定かつ均一に被覆されることから、本発明に積極的に適応できる。
Specific examples of preferred fatty acids include octanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, serotic acid, montanic acid, mellicic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, Examples include isostearic acid, ricinoleic acid, 1,2-hydroxystearic acid, naphthenic acid, rosin acid and the like. More preferable examples include saturated fatty acids such as lauric acid, palmitic acid, stearic acid, montanic acid, and melicic acid, and unsaturated fatty acids such as oleic acid. Since these metal salts (for example, alkali metal salts) are solid, and solidify, the surface of the fastening material is stably and uniformly coated, and thus can be positively applied to the present invention.

なお、本発明の脂肪酸金属塩は、上記脂肪酸を多く含有する油脂から製造される石鹸であってもよく、これらも好適に使用することができる。   In addition, the soap manufactured from the fats and oils containing many said fatty acids may be sufficient as the fatty-acid metal salt of this invention, and these can also be used suitably.

上記脂肪酸金属塩の金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、亜鉛、鉛、錫、銅、ビスマスなどの遷移金属が含まれる。好ましくは、環境面やコスト面から、生態金属であるアルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛などが用いられる。   Examples of the metal of the fatty acid metal salt include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, alkaline earth metals such as magnesium, calcium and barium, and transition metals such as zinc, lead, tin, copper and bismuth. Preferably, ecological metals such as alkali metals, alkaline earth metals, and zinc are used from the viewpoint of environment and cost.

本発明の脂肪酸金属塩は上記した脂肪酸と金属とを任意に組み合わせた脂肪酸金属塩でありうる。例えば、ステアリン酸カルシウムが挙げられる。これらの脂肪酸金属塩の一種を単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。   The fatty acid metal salt of the present invention may be a fatty acid metal salt in which the above-described fatty acid and metal are arbitrarily combined. An example is calcium stearate. One of these fatty acid metal salts may be used alone, or a plurality of them may be used in combination.

本発明の摩擦低減剤に含まれる脂肪酸エステルは、塑性加工用潤滑油の主要成分として多用されているもの、すなわち、金属吸着性による潤滑性能を有するものが好ましい。炭素数が小さい脂肪酸エステルは溶剤的な性質が強く、潤滑性が乏しく、かつ造膜性も乏しい傾向があり実用的でないことがある。従って、該脂肪酸エステルの分子中の炭素数は9〜38(さらには13〜36)であることが好ましい。一方、分子中の炭素数が39以上の脂肪酸エステルは入手が困難なことがあり実用的でないことがある。   The fatty acid ester contained in the friction reducing agent of the present invention is preferably a fatty acid ester frequently used as a main component of plastic working lubricating oil, that is, one having a lubricating performance due to metal adsorption. Fatty acid esters having a small number of carbon atoms have strong solvent properties, poor lubricity, and tend to have poor film-forming properties, which may be impractical. Accordingly, the number of carbon atoms in the molecule of the fatty acid ester is preferably 9 to 38 (more preferably 13 to 36). On the other hand, fatty acid esters having 39 or more carbon atoms in the molecule may be difficult to obtain and may not be practical.

該脂肪酸エステルとしては、例えば炭素数8以上の直鎖型脂肪酸と、メタノールやオクタノールなどの直鎖型アルコール、2−エチルヘキサノールなどの分枝鎖型アルコールとが脱水縮合して得られるエステルが挙げられる。これらのうち、飽和脂肪酸エステル(例えばミリスチン酸ミリスチル)は皮膜を形成する性質を有するためにより好ましく例示される。また、不飽和脂肪酸エステル(例えばオレイン酸メチル)は、形成された皮膜に適度な流体潤滑性を付与し、摩擦を低減させることができるという点で好ましいといえる。   Examples of the fatty acid ester include esters obtained by dehydration condensation of a linear fatty acid having 8 or more carbon atoms, a linear alcohol such as methanol and octanol, and a branched alcohol such as 2-ethylhexanol. It is done. Of these, saturated fatty acid esters (for example, myristyl myristate) are more preferred because they have a film-forming property. Moreover, it can be said that unsaturated fatty acid ester (for example, methyl oleate) is preferable in terms of imparting appropriate fluid lubricity to the formed film and reducing friction.

さらに、該脂肪酸エステルは、高融点の皮膜を形成する脂肪酸エステルであることが好ましく、具体的には牛脂硬化油、カルナバ酸エステル、モンタン酸エステルなどが例示される。   Furthermore, the fatty acid ester is preferably a fatty acid ester that forms a high-melting film, and specific examples thereof include beef tallow oil, carnavic acid ester, and montanic acid ester.

また、上記脂肪酸エステルには、ネオペンチルアルコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどのネオ型分子構造を有するアルコールのヒンダードエステルなどを用いることもできる。   In addition, as the fatty acid ester, a hindered ester of alcohol having a neo type molecular structure such as neopentyl alcohol, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like can be used.

本発明の摩擦低減剤に含まれる脂肪酸エステルは、一種の脂肪酸エステル単独でもよく、複数種の脂肪酸エステルの組み合わせでもよい。   The fatty acid ester contained in the friction reducing agent of the present invention may be a single type of fatty acid ester or a combination of a plurality of types of fatty acid esters.

本発明の摩擦低減剤に含まれる水溶性合成樹脂または水系合成樹脂は、前述した脂肪酸金属塩及び脂肪酸エステルを締結材表面に定着させる造膜成分として作用することが好ましい。該水溶性合成樹脂または水系合成樹脂は、市販の多くのものが適応可能であり、その形態や種類には拘束されない。   The water-soluble synthetic resin or water-based synthetic resin contained in the friction reducing agent of the present invention preferably acts as a film-forming component for fixing the above-described fatty acid metal salt and fatty acid ester on the surface of the fastening material. As the water-soluble synthetic resin or water-based synthetic resin, many commercially available ones can be applied, and the form and type thereof are not restricted.

水溶性合成樹脂または水系合成樹脂は、溶媒(有機溶媒もしくは水)を用いて、もしくは溶媒を用いずに、モノマーを溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊重合またはこれらの複
合重合することにより製造される合成樹脂である。
A water-soluble synthetic resin or water-based synthetic resin is obtained by subjecting a monomer to solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, bulk polymerization, or a complex polymerization thereof using a solvent (organic solvent or water) or without using a solvent. It is a synthetic resin to be manufactured.

水溶性合成樹脂はPVA(ポリビニルアルコール)、CMC(カルボキシメチルセルロース)、PEO(ポリエチレンオキシド)などの水系ポリマー体を含む樹脂を意味する。   The water-soluble synthetic resin means a resin containing an aqueous polymer such as PVA (polyvinyl alcohol), CMC (carboxymethylcellulose), PEO (polyethylene oxide).

水系合成樹脂とは、例えば、以下の1〜6に例示される合成樹脂を、水系化処理したものや界面活性剤により水中に分散させたものが挙げられる。すなわち、水系合成樹脂として、水分散−溶解性ヒドロゾル、水分散−溶解性エマルジョン、界面活性剤により水溶媒中に分散させたエマルジョンおよびディスパージョンなどが例示される。   Examples of the aqueous synthetic resin include those obtained by subjecting the synthetic resins exemplified in the following 1 to 6 to an aqueous treatment or dispersed in water with a surfactant. That is, examples of the water-based synthetic resin include water-dispersible hydrosols, water-dispersible-soluble emulsions, and emulsions and dispersions dispersed in an aqueous solvent using a surfactant.

1.オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、またはその無水物と、多価アルコール(グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ソルビトールなど)を縮合反応させ、天然油脂や脂肪酸にて変性させてなる長油、短油のアルキド樹脂。または、該アルキド樹脂と、尿素樹脂またはメラミン樹脂とを組み合わせた変性アルキド樹脂。
2.アクリルモノマー(例えば、アクリル酸、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸−t−ブチル、メタアクリル酸−i−ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシルなど)を重合させたアクリル樹脂であって、必要に応じてジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、混合アルキルフタレートを可塑剤として含むアクリル樹脂。
3.上記したアクリルモノマーとスチレンモノマーとを共重合させたアクリルスチレン樹脂。
4.アルキド骨格(アルキドポリマー)に、アクリル重合物やアクリルスチレン重合物を付加したアクリル変性アルキド樹脂またはスチレン変性アクリルアルキド樹脂。
5.乾性油(例えば亜麻仁油など)のモノグリセライドおよびジグリセライドの混合物の遊離水酸基と、ジイソシアナートの反応により得られるウレタンアルキド樹脂。
6.エピクロルヒドリンとジフェニロールプロパンを縮重合して得られるエポキシ樹脂。
1. Orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, adipic acid, sebacic acid, trimellitic acid or its anhydride and polyhydric alcohols (glycerin, pentaerythritol, trimethylolethane, trimethylolpropane, neopentyl) Glycols, 1,4-cyclohexanedimethanol, sorbitol, etc.) are alkyd resins of long oils and short oils obtained by condensation reaction with natural oils and fatty acids. Alternatively, a modified alkyd resin in which the alkyd resin is combined with a urea resin or a melamine resin.
2. Acrylic polymerized with acrylic monomers (for example, acrylic acid, methyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc.) An acrylic resin which is a resin and contains dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, diundecyl phthalate, or mixed alkyl phthalate as a plasticizer as required.
3. An acrylic styrene resin obtained by copolymerizing the above acrylic monomer and styrene monomer.
4). An acrylic modified alkyd resin or a styrene modified acrylic alkyd resin obtained by adding an acrylic polymer or an acrylic styrene polymer to an alkyd skeleton (alkyd polymer).
5). A urethane alkyd resin obtained by reacting a free hydroxyl group of a mixture of monoglyceride and diglyceride of a drying oil (for example, linseed oil) with a diisocyanate.
6). Epoxy resin obtained by condensation polymerization of epichlorohydrin and diphenylolpropane.

前記したアクリル樹脂やアルキド樹脂の水系化処理は、例えば、これらの樹脂を製造するときに、遊離の酸性または塩基性の官能基をポリマー主鎖に導入し、これらの官能基を酸またはアルカリ(例えば、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アンモニアなど)などによって中和させ、分子中に親水基を導入することにより行うことができる。該水系化処理により、水中に分散させやすくすることができる。   In the aqueous treatment of the acrylic resin or alkyd resin described above, for example, when these resins are produced, free acidic or basic functional groups are introduced into the polymer main chain, and these functional groups are acid or alkali ( For example, it can be carried out by neutralizing with diethylamine, triethylamine, diethanolamine, triethanolamine, ammonia, etc.) and introducing a hydrophilic group into the molecule. By the aqueous treatment, it can be easily dispersed in water.

前記したエポキシ樹脂の水系化処理は、1)マレイン化脂肪酸と反応させることによりエポキシ環を開環させて水酸基を生成させる、又は2)脂肪酸と反応させることにより遊離カルボン酸基を形成させ、さらに適切な塩基にて中和させることにより行うことができる。該水系化処理により水中に分散させやすくすることができる。   The water-based treatment of the epoxy resin described above includes 1) reacting with a maleated fatty acid to open an epoxy ring to generate a hydroxyl group, or 2) forming a free carboxylic acid group by reacting with a fatty acid, This can be done by neutralizing with an appropriate base. The water-based treatment can facilitate the dispersion in water.

本発明に含まれる「水溶性合成樹脂または水系合成樹脂」としては、上記した樹脂の一種を単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。   As the “water-soluble synthetic resin or aqueous synthetic resin” included in the present invention, one of the above-described resins may be used alone, or a plurality of types may be used in combination.

前述したように本発明の摩擦低減剤は界面活性剤を含みうる。界面活性剤を含ませることで、該摩擦低減剤中の水の界面活性力を低減させ、金属表面への濡れ性、均一塗布性を向上させることができる。また、該摩擦低減剤に含まれる脂肪酸金属塩が、アルカリ土類金属の脂肪酸塩である場合は、界面活性剤を含むことが好ましい。アルカリ土類金属の脂肪酸塩は水に分散しにくい性質を有するため、界面活性剤により分散性を向上させること
が好ましいからである。
As described above, the friction reducing agent of the present invention may contain a surfactant. By including the surfactant, the surface activity of water in the friction reducing agent can be reduced, and the wettability to the metal surface and the uniform coating property can be improved. Further, when the fatty acid metal salt contained in the friction reducing agent is an alkaline earth metal fatty acid salt, it is preferable that a surfactant is included. This is because the alkaline earth metal fatty acid salt is difficult to disperse in water, and therefore it is preferable to improve the dispersibility with a surfactant.

上記界面活性剤としては、脂肪酸金属塩の分散性の向上、および均一塗布性の向上に寄与するものであれば、ノニオン系、アニオン系、カチオン系、両性のいずれの界面活性剤をも使用することができる。例えば、脂肪酸多価アルコールエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、高級脂肪酸金属塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、脂肪族アミン塩、カルボキシベタイン型などが挙げられる。また、これらの界面活性剤の一種を単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。ただし、ノニオン系の界面活性剤は発錆を促進する性質が強く、また発泡性を有するため添加量はある程度制限されることがあるので、注意が必要である。   As the surfactant, any nonionic, anionic, cationic or amphoteric surfactant may be used as long as it contributes to the improvement of the dispersibility of the fatty acid metal salt and the improvement of the uniform coating property. be able to. For example, fatty acid polyhydric alcohol ester, polyoxyethylene alkyl ether, higher fatty acid metal salt, alkylbenzene sulfonate, aliphatic amine salt, carboxybetaine type and the like can be mentioned. One of these surfactants may be used alone, or a plurality of surfactants may be used in combination. However, nonionic surfactants have a strong property of promoting rusting and have foaming properties, so the addition amount may be limited to some extent, so care must be taken.

本発明の摩擦低減剤には、さらに任意の成分を含んでいてもよい。例えば、顔料、防錆剤、紫外線吸収剤、老化防止剤などが挙げられる。特に、顔料を添加することによって、締結材に形成される皮膜に着色を施すことができ、それにより締結材に皮膜が形成されているかどうか、およびその皮膜の厚さを確認し易くすることができる。   The friction reducing agent of the present invention may further contain an optional component. For example, pigments, rust preventives, ultraviolet absorbers, anti-aging agents and the like can be mentioned. In particular, by adding a pigment, the film formed on the fastening material can be colored, thereby making it easy to confirm whether the film is formed on the fastening material and the thickness of the film. it can.

本発明の摩擦低減剤は溶剤として水系溶剤を用いる。水は分散剤として機能し得るため、溶解質の水中での安定性および分散性を阻害しないことが好ましく、その観点から、硬度が低い水であることが好ましい。もっとも、通常の水道水程度の硬度であれば好適に用いることができる。   The friction reducing agent of the present invention uses an aqueous solvent as a solvent. Since water can function as a dispersant, it is preferable not to inhibit the stability and dispersibility of the solute in water. From this viewpoint, water having low hardness is preferable. However, it can be suitably used as long as it is as hard as normal tap water.

前述したように、本発明の摩擦低減剤において、水溶性合成樹脂または水系合成樹脂(以下において、両者を総称して単に「水系樹脂」とも称する)は造膜成分として作用し、脂肪酸金属塩及び脂肪酸エステルを締結材の表面(好ましくは金属表面)に定着させ得る。一方、水系樹脂により皮膜が形成された締結材の表面は、脂肪酸金属塩及び脂肪酸エステルのみが塗布された締結材の表面よりも摩擦が高いため、水系樹脂は脂肪酸金属塩または脂肪酸エステルの「摩擦を低下させる作用」を減じる、言い換えれば、摩擦増加成分として作用し得る。従って、脂肪酸金属塩及び脂肪酸エステルの有する摩擦低減性能(高潤滑性能)を相殺させない範囲で水系樹脂を含有させることが好ましい。   As described above, in the friction reducing agent of the present invention, the water-soluble synthetic resin or the water-based synthetic resin (hereinafter collectively referred to as “water-based resin”) acts as a film-forming component, and the fatty acid metal salt and The fatty acid ester can be fixed on the surface (preferably the metal surface) of the fastening material. On the other hand, since the surface of the fastening material on which the film is formed with the aqueous resin has higher friction than the surface of the fastening material coated only with the fatty acid metal salt and the fatty acid ester, It can act as a friction increasing component. Therefore, it is preferable to contain a water-based resin within a range that does not offset the friction reduction performance (high lubrication performance) of the fatty acid metal salt and the fatty acid ester.

上記観点から、本発明の摩擦低減剤に含まれる脂肪酸金属塩および脂肪酸エステルの合計重量と、水系樹脂の重量の比は、(脂肪酸金属塩+脂肪酸エステル):(水系樹脂)=1:0.5〜1:3程度、さらに好ましくは1:1.8〜1:2.2程度であることが好ましい。水系樹脂が脂肪酸金属塩および脂肪酸エステルの合計に対して3倍以下であれば、脂肪酸金属塩の摩擦低減性能が水系樹脂によって相殺されにくい。一方、水系樹脂が、脂肪酸金属塩および脂肪酸エステルの合計に対して0.5倍以上であれば、脂肪酸金属塩および脂肪酸エステルが締結材の表面に定着(固着)されやすく、摩擦低減剤を均一に塗布することができ、塗布の仕方による摩擦係数の変動、ならびに締結剤に施された表面処理の違いによる摩擦係数の変動を抑えることができる。これらの効果は、下記する実施例において十分に証明されている。   From the above viewpoint, the ratio of the total weight of the fatty acid metal salt and fatty acid ester contained in the friction reducing agent of the present invention to the weight of the aqueous resin is (fatty acid metal salt + fatty acid ester) :( aqueous resin) = 1: 0. It is preferably about 5 to 1: 3, more preferably about 1: 1.8 to 1: 2.2. If the aqueous resin is 3 times or less with respect to the total of the fatty acid metal salt and the fatty acid ester, the friction reducing performance of the fatty acid metal salt is hardly offset by the aqueous resin. On the other hand, if the water-based resin is 0.5 times or more of the total of the fatty acid metal salt and the fatty acid ester, the fatty acid metal salt and the fatty acid ester are easily fixed (fixed) on the surface of the fastening material, and the friction reducing agent is uniform. It is possible to suppress the variation of the friction coefficient due to the application method and the variation of the friction coefficient due to the difference in the surface treatment applied to the fastening agent. These effects are well demonstrated in the examples described below.

本発明の摩擦低減剤に含まれる水系樹脂、脂肪酸金属塩及び脂肪酸エステルの含有量の合計は、摩擦低減剤全体に対して、5重量%以上であることが好ましい。それらの含有量が少ないと、摩擦低減剤を塗布することにより形成される皮膜の厚さが十分にならないことがあり、所定の摩擦係数の低減化が達成されないことがある。
一方、水系樹脂、脂肪酸金属塩及び脂肪酸エステルの含有量の合計は、摩擦低減剤全体に対して、20重量%以下であることが好ましい。それらの含有量が多いと、締結材表面に形成される被膜の膜厚が過剰となる。過剰な膜厚を有する被膜は、締結材を締結するときに抵抗を発生させ、安定した摩擦係数を確保することが困難になるとともに、一定容量の摩擦低減剤あたりの、塗布処理できる締結材の本数が減少し、コスト面で好ましくない
The total content of the water-based resin, fatty acid metal salt, and fatty acid ester contained in the friction reducing agent of the present invention is preferably 5% by weight or more based on the entire friction reducing agent. If the content thereof is small, the thickness of the film formed by applying the friction reducing agent may not be sufficient, and a reduction in the predetermined friction coefficient may not be achieved.
On the other hand, the total content of the water-based resin, the fatty acid metal salt, and the fatty acid ester is preferably 20% by weight or less with respect to the entire friction reducing agent. If the content is large, the film thickness of the coating formed on the surface of the fastening material becomes excessive. A film having an excessive film thickness generates resistance when fastening the fastening material, making it difficult to ensure a stable coefficient of friction, and for the fastening material that can be applied per fixed amount of friction reducing agent. The number is reduced, which is not preferable in terms of cost.

本発明の摩擦低減剤に含まれる脂肪酸金属塩と脂肪酸エステルの含有重量比は、任意の比率とすることができる。   The content weight ratio of the fatty acid metal salt and the fatty acid ester contained in the friction reducing agent of the present invention can be any ratio.

本発明の摩擦低減剤に界面活性剤が含まれる場合、該界面活性剤の含有量は、上述したように脂肪酸金属塩の分散性の向上、および均一塗布性の向上の点から、摩擦低減剤全体に対して、0.1〜5重量%であることが好ましい。   When the friction reducing agent of the present invention contains a surfactant, the content of the surfactant is, as described above, from the viewpoint of improving the dispersibility of the fatty acid metal salt and improving the uniform coating property. It is preferable that it is 0.1 to 5 weight% with respect to the whole.

本発明の摩擦低減剤は、水を含む溶媒中に、常温にて、任意の順序で脂肪酸金属塩、水系樹脂、脂肪酸エステル、さらに選択的に界面活性剤、及び必要に応じて他の成分を配合し、撹拌することで製造することができる。なお、配合される脂肪酸金属塩は、必要に応じて別途、界面活性剤とともに撹拌することにより、水分散または水溶解させておくことが好ましい。   The friction reducing agent of the present invention contains a fatty acid metal salt, a water-based resin, a fatty acid ester, and optionally a surfactant, and optionally other components in any order in a solvent containing water at room temperature. It can manufacture by mix | blending and stirring. The fatty acid metal salt to be blended is preferably dispersed in water or dissolved in water by separately stirring with a surfactant as necessary.

本発明の摩擦低減剤は、締結材に塗布されることにより使用される。本発明の摩擦低減剤が塗布された締結材は、摩擦が低減されるとともに、摩擦低減剤が均一に塗布されているため塗布の仕方によって摩擦係数が極端に変動することがなく、また、締結材に施された表面処理の違いによる摩擦係数の変動をも抑制されている。その結果、該締結材を用いて締結をするときに、低いトルクで締結することができるとともに、トルクにより発生する軸力が一定となる。これらの効果は下記する試験例、および実施例においても説明されている。   The friction reducing agent of the present invention is used by being applied to a fastening material. In the fastening material to which the friction reducing agent of the present invention is applied, the friction is reduced, and the friction reducing agent is uniformly applied. Variations in the coefficient of friction due to differences in surface treatment applied to the material are also suppressed. As a result, when fastening is performed using the fastening material, the fastening can be performed with a low torque, and the axial force generated by the torque is constant. These effects are also described in the following test examples and examples.

本発明の摩擦低減剤が塗布される締結材とは、ボルト、ナット、ワッシャーなど部材相互を締結する目的で使用される部材である。該締結材は、鋼鉄、ステンレススチール、アルミニウム、真鍮などの金属、またはプラスチックなどを材料とし得るが、好ましくは金属を材料とする。   The fastening material to which the friction reducing agent of the present invention is applied is a member used for fastening members such as bolts, nuts and washers. The fastening material may be made of metal such as steel, stainless steel, aluminum, brass, or plastic, but is preferably made of metal.

また、本発明の締結材の表面には、任意の表面処理、例えば電気亜鉛メッキ後のクロメート処理または亜鉛粉末クロム酸化成処理などの表面処理が施されていてもよい。本発明の摩擦低減剤は、締結材に施された表面処理の違いに係わらず、締結材の摩擦係数を一定にすることができる。   Further, the surface of the fastening material of the present invention may be subjected to any surface treatment such as chromate treatment after electrogalvanization or zinc powder chrome oxidation treatment. The friction reducing agent of the present invention can make the friction coefficient of the fastening material constant regardless of the difference in the surface treatment applied to the fastening material.

本発明の摩擦低減剤を締結材に塗布する方法は、任意の方法を採用することができ、締結材の種類などに応じて適宜選択すればよい。例えば、1)浸漬塗布、2)スプレー塗布、3)刷毛塗りなどが好ましく例示される。また、塗布後の乾燥についても任意の手段を用いることができるが、例えば常温放置乾燥、加熱槽放置乾燥、温風ブローなどの手段が好ましく例示される。また、過剰に塗布された剤を除去するために遠心分離操作を併用してもよい。また、締結材としてボルトおよびナットを用いる場合には、両者に摩擦低減剤を塗布してもよいが、どちらか一方(例えばボルト)に塗布してもよい。   Any method can be adopted as a method of applying the friction reducing agent of the present invention to the fastening material, and it may be appropriately selected according to the type of the fastening material. For example, 1) dip coating, 2) spray coating, 3) brush coating and the like are preferably exemplified. Moreover, although arbitrary means can be used also about the drying after application | coating, means, such as room temperature leaving drying, heating tank leaving drying, and warm air blow, are illustrated preferably. Further, a centrifugal operation may be used in combination to remove the excessively applied agent. Moreover, when using a bolt and a nut as a fastening material, although a friction reducing agent may be apply | coated to both, you may apply | coat to either (for example, bolt).

以下において、試験例および実施例を参照して本発明をさらに説明するが、これらは本発明の一例を示すものであり、本発明の範囲を限定させるものではない。   Hereinafter, the present invention will be further described with reference to test examples and examples. However, these are examples of the present invention and do not limit the scope of the present invention.

<試験例1>
以下の表1の組成に従い、水系樹脂であるアクリル−アルキド樹脂、脂肪酸金属塩であるステアリン酸ナトリウム、脂肪酸エステルであるカルナバ酸エステルを含有する試料1〜14を調製した。なお、単位は全て重量%であり、残部は全て水である。
<Test Example 1>
Samples 1 to 14 containing an acrylic-alkyd resin as a water-based resin, sodium stearate as a fatty acid metal salt, and a carnavic acid ester as a fatty acid ester were prepared according to the composition in Table 1 below. In addition, all units are% by weight, and the remainder is all water.

また各試料は、水系樹脂、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステルの順に、水中に、撹拌しなが
ら添加することにより調製した。
Moreover, each sample was prepared by adding water-based resin, fatty acid metal salt, and fatty acid ester in water in this order while stirring.

また、試験例1で用いられている水系樹脂であるアクリル−アルキド樹脂とは「アクリル酸、メタアクリル酸、スチレンとアルキドポリマーの共重合体のトリエタノールアミン中和物」である。詳細に述べると、アクリル酸1モルにスチレン1モルを付加させ、アクリル酸のカルボキシル基をトリエタノールアミン1モルにて中和し、そのアクリル酸の端末をメタアクリル酸モノマーと結合させてポリマー化し、オレイン酸1モルにてアルキド樹脂にグラフトさせた構造を有する樹脂である。
また、試験例1で用いられているステアリン酸ナトリウムは、界面活性剤(ポリオキシエチレンステアリルエーテル (EO:10モル付加))とともに撹拌することにより、水溶解させたものである。
The acrylic-alkyd resin that is a water-based resin used in Test Example 1 is “a triethanolamine neutralized product of a copolymer of acrylic acid, methacrylic acid, styrene and alkyd polymer”. More specifically, 1 mol of styrene is added to 1 mol of acrylic acid, the carboxyl group of acrylic acid is neutralized with 1 mol of triethanolamine, and the terminal of the acrylic acid is combined with a methacrylic acid monomer to polymerize. , A resin having a structure grafted to an alkyd resin with 1 mol of oleic acid.
Moreover, the sodium stearate used in Test Example 1 was dissolved in water by stirring with a surfactant (polyoxyethylene stearyl ether (EO: 10 mol addition)).

Figure 0004512393
Figure 0004512393

本試験例において、締結材と被締め付け板を用いた締め付け測定を行い、表1の組成に従って調製された試料1〜14の摩擦低減剤としての効果を検証した。   In this test example, the fastening measurement using the fastening material and the plate to be fastened was performed, and the effects of the samples 1 to 14 prepared according to the composition of Table 1 as the friction reducing agent were verified.

本試験例では締結材として、
ねじサイズM10、ねじピッチ1.25の強度区分8.8フランジ付き六角ボルトであって、電気亜鉛メッキ後有色クロメート処理したボルト、または亜鉛粉末クロム酸化成処理したボルト(これらの処理は何れも防錆を目的とする処理である)、及び
上記ボルトと同サイズのナットであって、電気亜鉛メッキ後有色クロメート処理したナットを用いた。
また、被締め付け板は、冷間圧鋼板(SPCC)材の素地で作製された被締め付け板とした。
In this test example,
Hexagonal bolts with a thread size of M10 and a thread pitch of 1.25 with a strength category of 8.8 flange, which have been subjected to electrochromic plating and colored chromate treatment, or zinc powder chrome oxidation treatment (both of these treatments prevent And a nut of the same size as the bolt, which was subjected to colored chromate treatment after electrogalvanization.
Moreover, the to-be-clamped board was taken as the to-be-clamped board produced with the base material of a cold pressed steel plate (SPCC) material.

前記の電気亜鉛メッキ後有色クロメート処理されたボルトまたは亜鉛粉末クロム酸化成処理されたボルトにそれぞれ、表1に従って調製した試料1〜14を浸漬塗布し、遠心分離機にて過剰な塗膜液を除去した後、温風乾燥させた。このようにして得られたボルトと、前記ナット、前記被締め付け板を用いて締め付け測定を行い、下記式に従って摩擦係数
を求めた。
Samples 1 to 14 prepared according to Table 1 are dipped and applied to the bolts that have been subjected to electrochromic plating and color chromate treatment or zinc powder chrome oxidation treatment, respectively. After removing, it was dried with warm air. Tightening measurement was performed using the bolt thus obtained, the nut, and the tightened plate, and a friction coefficient was obtained according to the following formula.

Figure 0004512393
Figure 0004512393

なお、上記dwは、JIS B1084に記載された計算式、具体的には以下の計算式(II)に従って求めることができる。   The dw can be obtained according to a calculation formula described in JIS B1084, specifically, the following calculation formula (II).

Figure 0004512393
Figure 0004512393

各試験について5回の繰り返し試験を行った。得られた結果を表2に示す。なお、表2において最小値及び最大値とは、5回の繰り返し試験のうちで得られた最小及び最大の摩擦係数を意味し、平均値とは、5回の繰り返し試験で得られた摩擦係数の平均値である。   Each test was repeated 5 times. The obtained results are shown in Table 2. In Table 2, the minimum value and the maximum value mean the minimum and maximum friction coefficients obtained in the five repetition tests, and the average value means the friction coefficient obtained in the five repetition tests. Is the average value.

Figure 0004512393
Figure 0004512393

表1および表2から明らかなように、試料4〜6、9〜10および14を塗布したボルトを用いた場合の摩擦係数の平均値がいずれも0.180以下になっていることが解る。これらの試料はいずれも脂肪酸金属塩と脂肪酸エステルの合計の含有重量に対して、水系樹脂の含有重量がほぼ0.5〜3.0倍の範囲内にある。   As is apparent from Tables 1 and 2, it is understood that the average value of the friction coefficient when using the bolts coated with Samples 4 to 6, 9 to 10, and 14 is 0.180 or less. In any of these samples, the content weight of the aqueous resin is in the range of about 0.5 to 3.0 times the total content weight of the fatty acid metal salt and the fatty acid ester.

また、試料4〜5および9〜10は、ボルトに施された表面処理の違い(有色クロメート処理または亜鉛粉末クロム酸化成処理)による摩擦係数の変動が極めて小さいことがわかる(平均値の差が0.001〜0.004)。試料6および14についても該変動は比較的小さくなっている(平均値の差が約0.02)。これらの結果から、脂肪酸金属塩と脂肪酸エステルの合計の含有重量に対して、水系樹脂の含有重量が0.5〜3.0倍の範囲にある摩擦低減剤は、締結材の摩擦係数を低減させることができるとともに、締結材に施された表面処理の違いによらず摩擦係数を一定にすることができることがわかる。   Samples 4 to 5 and 9 to 10 show that the variation of the friction coefficient due to the difference in the surface treatment applied to the bolt (colored chromate treatment or zinc powder chrome oxidation treatment) is extremely small (difference in average value is different). 0.001-0.004). For Samples 6 and 14, the variation is relatively small (average difference is about 0.02). From these results, the friction reducing agent in which the content weight of the water-based resin is in the range of 0.5 to 3.0 times the total content weight of the fatty acid metal salt and the fatty acid ester reduces the friction coefficient of the fastening material. It can be seen that the friction coefficient can be made constant irrespective of the difference in the surface treatment applied to the fastening material.

<試験例2>
試験例2では、下記の実施例1〜4に示した組成に従って、摩擦低減剤を調製した。また、比較例1〜3を用意した。
<Test Example 2>
In Test Example 2, a friction reducing agent was prepared according to the composition shown in Examples 1 to 4 below. Moreover, Comparative Examples 1-3 were prepared.

実施例1
ステアリン酸カルシウム 3.7重量%
界面活性剤 0.1重量%
水系アクリル−アルキド樹脂 7.2重量%
水 89.0重量%
実施例2
ステアリン酸ナトリウム 2.8重量%
水系アクリル−スチレン樹脂 5.2重量%
水 92.0重量%
実施例3
オレイン酸ナトリウム 4.0重量%
水系アクリル−アルキド樹脂 8.0重量%
水 88.0重量%
実施例4
ステアリン酸カルシウム 1.0重量%
カルナバ酸エチルエステル 3.0重量%
界面活性剤 0.1重量%
水系アクリル−アルキド樹脂 8.0重量%
水 87.9重量%
Example 1
Calcium stearate 3.7% by weight
Surfactant 0.1% by weight
Aqueous acrylic-alkyd resin 7.2% by weight
89.0% by weight of water
Example 2
Sodium stearate 2.8% by weight
Water-based acrylic-styrene resin 5.2% by weight
92.0% by weight of water
Example 3
Sodium oleate 4.0% by weight
Aqueous acrylic-alkyd resin 8.0% by weight
88.0% by weight of water
Example 4
Calcium stearate 1.0% by weight
Carnavic acid ethyl ester 3.0% by weight
Surfactant 0.1% by weight
Aqueous acrylic-alkyd resin 8.0% by weight
87.9% by weight of water

上記実施例において使用されている界面活性剤は、ノニオン系界面活性剤であるポリオキシエチレンステアリルエーテル (EO:10モル付加)である。
また、上記実施例1,3および4で用いられている水系樹脂であるアクリル−アルキド樹脂は試験例1において用いたアクリル−アルキド樹脂と同様である。
上記実施例2で用いられている水系樹脂であるアクリル−スチレン樹脂とは、アクリル鎖にスチレンを導入したものである。
また、上記実施例1及び4において使用されている脂肪酸金属塩(ステアリン酸カルシウム)は、界面活性剤(ポリオキシエチレンステアリルエーテル (EO:10モル付加))を用いて、撹拌工程を組込み、水溶解させたものである。
The surfactant used in the above examples is polyoxyethylene stearyl ether (EO: 10 mol addition) which is a nonionic surfactant.
The acrylic-alkyd resin, which is a water-based resin used in Examples 1, 3 and 4 above, is the same as the acrylic-alkyd resin used in Test Example 1.
The acrylic-styrene resin, which is a water-based resin used in Example 2 above, is a resin in which styrene is introduced into an acrylic chain.
In addition, the fatty acid metal salt (calcium stearate) used in Examples 1 and 4 described above incorporates a stirring step using a surfactant (polyoxyethylene stearyl ether (EO: 10 mol addition)) and dissolves in water. It has been made.

比較例1
処理せず(ボルトに摩擦低減剤を処理しない)
比較例2
マシン10(石油JIS K2238 ISO VG 10)
比較例3
市販水系ワックス含有皮膜剤(高融点ポリエチレンワックス系)
Comparative Example 1
No treatment (Do not treat friction reducer on bolts)
Comparative Example 2
Machine 10 (Oil JIS K2238 ISO VG 10)
Comparative Example 3
Commercial water-based wax-containing coating (high melting point polyethylene wax)

試験例2では、試験例1と同様の締結材(ボルトおよびナット)ならびに被締め付け板を用いて、ボルトには試験例1と同様の電気亜鉛めっき処理後有色クロメート処理または亜鉛粉末クロム酸化成処理を施した。   In Test Example 2, the same fastening materials (bolts and nuts) and to-be-tightened plates as in Test Example 1 were used, and the bolts were subjected to color chromate treatment or zinc powder chrome oxidation treatment after electrogalvanization treatment in the same manner as in Test Example 1. Was given.

前記有色クロメート処理または亜鉛粉末クロム酸化成処理されたボルトに実施例1〜4および比較例2〜3の剤を浸漬塗布し、遠心分離機を用いて過剰な塗膜液を除去し、温風乾燥した。また、比較例1ではこのような塗布をしないボルトを用いた。この様にして得られたボルトと前記ナットを、前記被締め付け板に締め付けて締め付け測定を行い、上記式(I)に従って摩擦係数を求めた。   The agents of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 to 3 are dip coated on the colored chromate-treated or zinc powder chrome oxidation-treated bolt, and the excess coating solution is removed using a centrifugal separator. Dried. Further, in Comparative Example 1, a bolt that did not perform such application was used. The bolt and the nut thus obtained were tightened on the tightened plate to perform tightening measurement, and the friction coefficient was obtained according to the above formula (I).

各試験について5回の繰り返し実験を行った。得られた結果を表3に示す。なお、最大値及び最小値とは、5回の繰り返し実験のうちで得られた最大及び最小の摩擦係数を意味し、平均値とは、5回の繰り返し実験で得られた摩擦係数の平均値である。   Five repeated experiments were performed for each test. The obtained results are shown in Table 3. In addition, the maximum value and the minimum value mean the maximum and minimum friction coefficients obtained in five repetition experiments, and the average value is the average value of the friction coefficients obtained in five repetition experiments. It is.

Figure 0004512393
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表3から明らかなように、比較例1のように剤による処理をしないボルトを用いた締め付け測定により得られた摩擦係数の平均値はいずれも0.3以上である。また、最小値と最大値の差は0.063及び0.048であり、さらに、表面処理の違いによる摩擦係数の各平均値の差は0.037である。   As is apparent from Table 3, the average value of the friction coefficient obtained by tightening measurement using a bolt that is not treated with the agent as in Comparative Example 1 is 0.3 or more. Further, the difference between the minimum value and the maximum value is 0.063 and 0.048, and the difference between the average values of the friction coefficients due to the difference in the surface treatment is 0.037.

これに対し、比較例2のマシン油であるマシン10により処理をしたボルトを用いた締め付け測定により得られた摩擦係数は表面処理の違いによらず平均値で0.22以下であり、比較例1(無処理品)に比較すればある程度低摩擦化されていることがわかる。また、最小値と最大値の差も0.016と0.027であり、また、表面処理の違いによる摩擦係数の各平均値の差は0.028であり、無処理品に比較すれば、いずれもある程度ぶれが抑えられている。
また、比較例3の市販水系ワックスにより処理をしたボルトを用いた締め付け測定により得られた摩擦係数は表面処理の違いによらず、平均値で0.17以下であり、比較例2よりもさらに低摩擦化されていることがわかる。しかしながら、最小値と最大値の差は0.035と0.036と比較例2よりも大きく、また表面処理の違いによる摩擦係数の違いは0.026であり、比較例2と比較してあまり改善されていないことがわかる。
On the other hand, the coefficient of friction obtained by tightening measurement using the bolt processed by the machine 10 that is the machine oil of Comparative Example 2 is 0.22 or less on average regardless of the difference in surface treatment. It can be seen that the friction is reduced to some extent as compared with 1 (untreated product). Further, the difference between the minimum value and the maximum value is also 0.016 and 0.027, and the difference between the average values of the friction coefficients due to the difference in the surface treatment is 0.028. In both cases, blurring is suppressed to some extent.
Moreover, the friction coefficient obtained by the fastening measurement using the bolt treated with the commercially available water-based wax of Comparative Example 3 was 0.17 or less on average regardless of the difference in the surface treatment, which was further higher than that of Comparative Example 2. It can be seen that the friction is reduced. However, the difference between the minimum value and the maximum value is 0.035 and 0.036, which is larger than that of Comparative Example 2, and the difference in the coefficient of friction due to the difference in the surface treatment is 0.026. It turns out that it has not improved.

一方、実施例1〜4の剤を塗布したボルトを用いた締め付け測定から得られた摩擦係数は、いずれも0.170以下であり、比較例1〜3のいずれと比較しても低摩擦化されていることがわかる。また、各測定における摩擦係数の最小値と最大値の差は最大で0.013と小さく、塗布による摩擦係数のぶれも小さいことがわかる。さらに、表面処理の違いによる摩擦係数の各平均値の差も0.001〜0.003(平均値の差)に抑えられており、摩擦係数が極めて安定していることがわかる。   On the other hand, the friction coefficients obtained from the tightening measurement using the bolts coated with the agents of Examples 1 to 4 are all 0.170 or less, and the friction is reduced compared to any of Comparative Examples 1 to 3. You can see that Further, it can be seen that the difference between the minimum value and the maximum value of the friction coefficient in each measurement is as small as 0.013 at the maximum, and the fluctuation of the friction coefficient due to coating is also small. Furthermore, the difference of each average value of the friction coefficient by the difference in surface treatment is also suppressed to 0.001-0.003 (difference of average value), and it turns out that the friction coefficient is very stable.

これらの結果から、本願発明の摩擦低減剤は、締結材に均一に塗布されることにより、1)締結材の低摩擦化を達成し、
2)塗布の仕方による摩擦係数のぶれを小さくすることができ、
3)締結材に施された表面処理の違いによらず、摩擦係数を一定にすることができることがわかる。
From these results, the friction reducing agent of the present invention is uniformly applied to the fastening material to achieve 1) low friction of the fastening material,
2) Friction coefficient friction due to the application method can be reduced,
3) It can be seen that the coefficient of friction can be made constant regardless of the difference in the surface treatment applied to the fastening material.

Claims (3)

炭素数が8〜30である脂肪酸とアルカリ金属、アルカリ土類金属および亜鉛から選ばれる金属からなる脂肪酸金属塩の一種または二種以上、
カルナバ酸エステル、および
水溶性合成樹脂および水系合成樹脂から選ばれる樹脂の一種または二種以上
を水に分散溶解させてなる締結材用摩擦低減剤であって、該樹脂の含有重量が、該脂肪酸金属塩と脂肪酸エステルの合計含有重量に対して0.5〜3倍である摩擦低減剤。
One or more fatty acid metal salts comprising a fatty acid having 8 to 30 carbon atoms and a metal selected from alkali metals, alkaline earth metals and zinc;
A friction reducing agent for a fastening material obtained by dispersing and dissolving one or more kinds of resins selected from carnavic acid esters , water-soluble synthetic resins and aqueous synthetic resins in water, wherein the weight of the resin is the fatty acid A friction reducing agent that is 0.5 to 3 times the total content of metal salt and fatty acid ester.
更に界面活性剤を含む、請求項1に記載の摩擦低減剤。The friction reducing agent according to claim 1, further comprising a surfactant. 請求項1にまたは2に記載の摩擦低減剤を塗布乾燥してなる締結材。   A fastening material obtained by applying and drying the friction reducing agent according to claim 1.
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