JP5728732B1 - Friction-controlled member and liquid composition - Google Patents

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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/10Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium

Abstract

【課題】ボルトとナットとの締付け作業および緩め作業が繰り返し行われるような場合であっても、被締結部品の締結状態が変動しにくい摩擦が制御された部材、および当該摩擦が制御された部材が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物を提供する。【解決手段】基材と、基材上に設けられた皮膜とを備える、摩擦が制御された部材であって、皮膜は、ケイ素含有物質および樹脂系材料を含有する液状組成物から形成されたケイ素含有有機無機複合皮膜を備え、ケイ素含有物質は、ケイ酸含有物質およびシランカップリング剤の少なくとも一方を含み、少なくとも一方について摩擦が制御された部材からなるボルトおよびナットならびに鉄系材料からなる座面板を用いて、ボルトを試験するようにボルトとナットとを締付ける際に測定された総合摩擦係数である第1摩擦係数、および上記ボルトおよびナットの緩めおよび締付けを9回繰り返し行った場合における9回目の締付けの際に測定された総合摩擦係数である第10摩擦係数との差の絶対値が0.03以下である、摩擦が制御された部材。【選択図】 なしA friction-controlled member in which the fastening state of a component to be fastened is less likely to fluctuate even when the bolt and nut are repeatedly tightened and loosened, and the friction-controlled member A liquid composition for forming a silicon-containing organic-inorganic composite film is provided. A friction-controlled member comprising a substrate and a coating provided on the substrate, wherein the coating is formed from a liquid composition containing a silicon-containing substance and a resin-based material. A silicon-containing organic-inorganic composite coating, wherein the silicon-containing material includes at least one of a silicic acid-containing material and a silane coupling agent, and a bolt and nut made of a member whose friction is controlled for at least one, and a seat made of a ferrous material. The first friction coefficient, which is the overall friction coefficient measured when tightening the bolt and nut so as to test the bolt using the face plate, and 9 in the case where the bolt and nut are loosened and tightened 9 times repeatedly. The absolute value of the difference from the tenth friction coefficient, which is the total friction coefficient measured at the time of the second tightening, is 0.03 or less, and the friction was controlled. Wood. [Selection figure] None

Description

本発明は、締結部品など摩擦が制御された部材、および摩擦が制御された部材が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物に関する。   The present invention relates to a liquid composition for forming a silicon-containing organic-inorganic composite film provided in a member whose friction is controlled, such as a fastening part, and a member whose friction is controlled.

自動車等の車両、電気機器等の組立体などを組み立てる際には、ボルトおよびナットならびに座面板を用いて、複数の部品を固定する場合がある。この場合には、ボルトおよびナットにより締結される複数の部品(本明細書において「被締結部品」ともいう。)と、ボルトとの間に位置するように、座面板は配置される。   When assembling a vehicle such as an automobile or an assembly such as an electric device, a plurality of parts may be fixed using bolts and nuts and a seat plate. In this case, the seating surface plate is disposed so as to be positioned between a plurality of parts fastened by bolts and nuts (also referred to as “fastened parts” in this specification) and the bolts.

ねじ締付け管理方法において、ねじ締結時に重要となるのは軸力(ねじの軸方向にかかる力)である。軸力が弱いと振動による緩みの原因になり、強すぎると被締結部材の破壊を引き起こしたりねじが塑性伸びを起こし緩みの原因となったりする。そのため、製造業では、ねじの軸力管理は非常に重要な問題であるが、軸力を直接把握するのは困難である。そこで、軸力の代用としてナットやねじの締付けトルクを管理するトルク法が、トルクレンチ、トルクスパナといった工具を準備すれば行える比較的簡便な方法であるため広く普及している。しかし、トルクの90%前後が座面との摩擦に起因するため、トルクの値は座面の表面状態に大きく影響を受ける。このため、他の管理法に比べて軸力がばらつきやすいという欠点を持つ。このため、安定した軸力を得るためには、摩擦係数の制御が非常に重要となる。   In the screw tightening management method, what is important at the time of screw fastening is the axial force (force applied in the axial direction of the screw). If the axial force is weak, it will cause loosening due to vibration, and if it is too strong, it will cause the member to be fastened to break or the screw will cause plastic elongation and cause loosening. Therefore, in the manufacturing industry, the axial force management of the screw is a very important problem, but it is difficult to directly grasp the axial force. Therefore, the torque method for managing the tightening torque of nuts and screws as a substitute for the axial force is widely used because it is a relatively simple method that can be performed by preparing a tool such as a torque wrench or torque spanner. However, since about 90% of the torque is caused by friction with the seat surface, the torque value is greatly influenced by the surface condition of the seat surface. For this reason, it has the fault that axial force is easy to vary compared with other management methods. For this reason, in order to obtain a stable axial force, it is very important to control the friction coefficient.

したがって、ナットおよび座面板のボルトに対する摩擦係数を安定化させることは、被締結部品の締結状態を安定化させるうえで重要である。   Therefore, stabilizing the coefficient of friction of the nut and the seat plate with respect to the bolt is important in stabilizing the fastening state of the fastened part.

こうした、ボルト、ナット、座面板(ワッシャ)などの締結部品を用いて締結させた際の摩擦係数を制御することを目的として、これらの締結部品の表面に皮膜を設ける場合がある。   In order to control the coefficient of friction when such fastening parts such as bolts, nuts, and seating plates (washers) are used for fastening, a film may be provided on the surface of these fastening parts.

特許文献1には、(A)クロム(III)イオン及びアルミニウムイオンより選択される1種以上を合計で0.2〜50g/L、(B)リンの酸素酸イオン、並びに(C)Mg、Ca、Sr及びBaより選択される1種以上のイオンを1g/L以上、を含有することを特徴とする六価クロムを含まない化成皮膜の仕上げ剤が開示され、化成処理後のボルト、ナットおよび座面板(ワッシャ)に対してこの仕上げ剤を用いた処理を行うことにより、ボルトおよびナットを座面板(ワッシャ)を挟み込むように締付けたときに適切な摩擦係数が得られるとされている。   In Patent Document 1, (A) one or more selected from chromium (III) ions and aluminum ions in total 0.2 to 50 g / L, (B) phosphorus oxyacid ions, and (C) Mg, A finishing agent for a conversion coating containing no hexavalent chromium, characterized in that it contains 1 g / L or more of one or more ions selected from Ca, Sr and Ba. It is said that an appropriate coefficient of friction can be obtained when a bolt and a nut are clamped so as to sandwich the seat plate (washer) by performing a treatment using this finishing agent on the seat plate (washer).

特開2012−97329号公報JP 2012-97329 A

近年、製造コストの低減や環境保護の観点から、ボルトおよびナットには繰り返し使用した際にも特性変化が少ないことが求められている。この点を具体的に説明すれば、ボルトおよびナットを用いて行われる被締結部品の締結作業は、目的に応じて締結具合を調整する場合もあり、さらに点検、整備時には、一度締付けたボルトおよびナットを緩めて、再度それらのボルトおよびナットを用いて締付け作業が行われる。このとき、ボルトの座面に対向する面およびボルトとナットとの締付けが行われた部分の面は、締付け作業が行われる前のそれぞれの面の状態とは異なっている場合がある。具体的には、ボルトやナットなどの締結部品に設けられた皮膜が摩耗している場合がある。このような状態であっても、再度締付けられたときには、被締結部品を適切に締結できることが求められている。   In recent years, from the viewpoints of reducing manufacturing costs and protecting the environment, bolts and nuts are required to have little change in characteristics even when used repeatedly. Specifically, the fastening operation of the parts to be fastened performed using bolts and nuts may adjust the fastening degree according to the purpose. The nut is loosened and the bolts and nuts are used again for tightening. At this time, the surface of the bolt facing the seat surface and the surface of the portion where the bolt and the nut are tightened may be different from the state of each surface before the tightening operation is performed. Specifically, a film provided on a fastening part such as a bolt or nut may be worn. Even in such a state, when tightened again, it is required that the component to be fastened can be properly fastened.

本発明は、ボルト、ナットなどの締結部品が具体例として挙げられる、摩擦が制御された部材であって、それらの締付け作業および緩め作業が繰り返し行われるような場合であっても、被締結部品の締結状態が変動しにくい摩擦が制御された部材、および当該摩擦が制御された部材が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物を提供することを目的とする。   In the present invention, a fastening part such as a bolt or a nut is given as a specific example, and a member to be fastened is a member to be fastened, and the tightened part and the loosening part are repeatedly performed. It is an object of the present invention to provide a member in which friction is controlled in which the fastening state is not easily changed, and a liquid composition for forming a silicon-containing organic-inorganic composite film provided in the member in which the friction is controlled.

上記課題を解決すべく本発明者が検討したところ、締結部品のうちボルトおよびナットの少なくとも一方について、ケイ素含有有機無機複合皮膜を備える皮膜を備える摩擦が制御された部材からなるものとすることにより、ボルトとナットとの締結作業が繰り返し行われるような場合であっても、被締結部品の締結状態が変動しにくいとの知見を得た。また、締結部品が備える皮膜がケイ素含有有機無機複合皮膜を有することにより、耐熱緩み性、加熱後耐食性といった耐熱性が向上する場合もあるとの知見も得られた。   As a result of investigation by the present inventor to solve the above-mentioned problems, it is assumed that at least one of a bolt and a nut among fastening parts is made of a friction-controlled member provided with a film including a silicon-containing organic-inorganic composite film. In addition, even when the fastening operation of the bolt and the nut is repeatedly performed, it has been found that the fastening state of the fastened part is not easily changed. Moreover, the knowledge that heat resistance, such as heat-resistant looseness and corrosion resistance after a heating, may be improved when the film | membrane with which a fastening component is equipped has a silicon-containing organic-inorganic composite film | membrane.

かかる知見に基づき完成された本発明は次のとおりである。
(1)基材と基材上に設けられた皮膜とを備える摩擦が制御された部材であって、前記皮膜は、ケイ素含有物質および樹脂系材料を含有する液状組成物から形成されたケイ素含有有機無機複合皮膜を備え、少なくとも一方について前記摩擦が制御された部材からなるボルトおよびナットならびに鉄系材料からなる座面板を用いて、第1摩擦係数から第10摩擦係数を測定したときに、前記第10摩擦係数と前記第1摩擦係数との差の絶対値が0.03以下であることを特徴とする摩擦が制御された部材であって、前記第1摩擦係数は、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定される総合摩擦係数であり、前記第2摩擦係数は、前記第1摩擦係数を測定した後、前記ボルトと前記ナットとの締付けを緩め、再度、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定される総合摩擦係数であり、前記第3摩擦係数から第10摩擦係数のそれぞれは、前記第2摩擦係数を測定する際に行われた前記ボルトと前記ナットとの緩め作業および締付け作業の繰り返しを8回行って、それぞれの締付け作業の際に、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して測定される総合摩擦係数である、摩擦が制御された部材。
The present invention completed based on this finding is as follows.
(1) A friction-controlled member comprising a substrate and a film provided on the substrate, wherein the film contains a silicon-containing material formed from a liquid composition containing a silicon-containing substance and a resin-based material When the tenth friction coefficient is measured from the first friction coefficient using a bolt and nut made of a member whose friction is controlled for at least one and a bearing plate made of an iron-based material, A friction-controlled member characterized in that an absolute value of a difference between a tenth friction coefficient and the first friction coefficient is 0.03 or less, wherein the first friction coefficient is JIS B 1084: 2007 ( ISO 16047: 2005) is a total coefficient of friction measured when tightening the bolt and the nut to test the bolt, and the second coefficient of friction is After the first coefficient of friction is measured, the bolt and the nut are loosened, and the bolt and the nut are tested again in accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005). The third friction coefficient to the tenth friction coefficient are each a loosening operation of the bolt and the nut performed when measuring the second friction coefficient, and A member whose friction is controlled by repeating the tightening operation eight times and having an overall friction coefficient measured in accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) at the time of each tightening operation.

(2)前記座面板を鉄系材料からなる部材として、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定された前記第1摩擦係数から前記第10摩擦係数の10点相加平均である第1平均摩擦係数、前記座面板をブリネル硬さが120のアルミニウム系材料からなる部材として、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定された前記第1摩擦係数から前記第10摩擦係数の10点相加平均である第2平均摩擦係数、および前記座面板を、ビッカース硬さが130の鉄系材料からなる部材上に厚さ20μmカチオン電着塗装膜を備え当該カチオン電着塗装膜の面を座面とする部材として、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定された前記第1摩擦係数から前記第10摩擦係数の10点相加平均である第3平均摩擦係数の最大値と最小値との差が、0.02以内である、上記(1)に記載の摩擦が制御された部材。 (2) Measured when tightening the bolt and the nut so as to test the bolt in accordance with JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005), using the seat plate as a member made of an iron-based material. A first average friction coefficient that is a 10-point arithmetic average of the first friction coefficient to the tenth friction coefficient, and the seat plate is a member made of an aluminum-based material having a Brinell hardness of 120, JIS B 1084: 2007 (ISO 16047). The second average is a 10-point arithmetic average of the tenth friction coefficient from the first friction coefficient measured when the bolt and the nut are tightened to test the bolt in accordance with 2005) Coefficient of friction and the seat plate are provided with a 20 μm-thick cationic electrodeposition coating film on a member made of an iron-based material having a Vickers hardness of 130 Measured when the bolt and the nut are tightened so that the bolt is tested in accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) as a member having the surface of the cationic electrodeposition coating film as a seating surface. The difference between the maximum value and the minimum value of the third average friction coefficient that is a 10-point arithmetic average of the first friction coefficient to the tenth friction coefficient is 0.02 or less. A member with controlled friction.

(3)前記第2平均摩擦係数を求めるために測定された前記第1摩擦係数と前記第2平均摩擦係数を求めるために測定された前記第10摩擦係数との差の絶対値が0.03以下であり、前記第3平均摩擦係数を求めるために測定された前記第1摩擦係数と前記第3平均摩擦係数を求めるために測定された前記第10摩擦係数との差の絶対値が0.03以下である、上記(2)に記載の摩擦が制御された部材。 (3) The absolute value of the difference between the first friction coefficient measured for obtaining the second average friction coefficient and the tenth friction coefficient measured for obtaining the second average friction coefficient is 0.03. The absolute value of the difference between the first friction coefficient measured to obtain the third average friction coefficient and the tenth friction coefficient measured to obtain the third average friction coefficient is 0. The member whose friction is controlled according to the above (2), which is 03 or less.

(4)少なくとも一方について前記摩擦が制御された部材からなるボルトおよびナットならびに鉄系材料からなる座面板を用いて、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを25Nmのトルクで締付け、得られたねじ締結体を150℃の環境下に3時間静置した後、25℃の環境下にて、締付けを解除する向きに10Nmのトルクを前記ねじ締結体の前記ボルトに直ちに付与しても、前記ねじ締結体の締付けが緩まない、上記(1)から(3)のいずれかに記載の摩擦が制御された部材。 (4) The bolt is tested in accordance with JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005) by using a bolt and nut made of a member whose friction is controlled for at least one and a seat plate made of an iron-based material. The bolt and the nut are tightened with a torque of 25 Nm as described above, and the obtained screw fastening body is left to stand in an environment of 150 ° C. for 3 hours, and then 10 Nm in the direction of releasing the tightening in an environment of 25 ° C. The friction-controlled member according to any one of (1) to (3), wherein the tightening of the screw fastening body does not loosen even if the torque of 1 is immediately applied to the bolt of the screw fastening body.

(5)前記ボルトおよび前記ナットの双方が、前記摩擦が制御された部材からなる、上記(1)から(4)のいずれかに記載の摩擦が制御された部材。 (5) The friction-controlled member according to any one of (1) to (4), wherein both the bolt and the nut are made of a member in which the friction is controlled.

(6)前記皮膜は、前記ケイ素含有有機無機複合皮膜よりも前記基材に近位な位置に、亜鉛を含む亜鉛含有皮膜を有し、前記摩擦が制御された部材を250℃の環境下に12時間静置した後、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠して、中性塩水噴霧試験を実施したときに測定された赤錆発生時間の、前記摩擦が制御された部材を、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠して、中性塩水噴霧試験を実施したときに測定された赤錆発生時間に対する比は、0.8以上である、上記(1)から(5)のいずれかに記載の摩擦が制御された部材。 (6) The coating has a zinc-containing coating containing zinc at a position closer to the base material than the silicon-containing organic-inorganic composite coating, and the friction-controlled member is placed in an environment at 250 ° C. After standing for 12 hours, the friction-controlled member of the red rust occurrence time measured when a neutral salt spray test was performed in accordance with JIS Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990) According to Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990), the ratio to the red rust occurrence time measured when the neutral salt spray test was carried out is 0.8 or more, from (1) to (5) above The member in which friction is controlled in any one.

(7)前記亜鉛含有皮膜は亜鉛系めっき皮膜であり、前記亜鉛系めっき皮膜と前記ケイ素含有有機無機複合皮膜との間に化成皮膜を有する、上記(6)に記載の摩擦が制御された部材。 (7) The friction-controlled member according to (6), wherein the zinc-containing film is a zinc-based plating film, and has a chemical conversion film between the zinc-based plating film and the silicon-containing organic-inorganic composite film. .

(8)前記亜鉛含有皮膜は亜鉛を含む材料の粉末が分散された皮膜である、上記(6)に記載の摩擦が制御された部材。 (8) The friction-controlled member according to (6), wherein the zinc-containing coating is a coating in which powder of a material containing zinc is dispersed.

(9)上記(1)から(8)のいずれかに記載される摩擦が制御された部材が備える前記ケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物であって、前記ケイ素含有物質を形成するためのケイ素含有成分および前記樹脂系材料を形成するための樹脂含有成分を含有する液状組成物。 (9) A liquid composition for forming the silicon-containing organic-inorganic composite film provided in the member with controlled friction described in any one of (1) to (8) above, wherein the silicon-containing substance is A liquid composition containing a silicon-containing component for forming and a resin-containing component for forming the resin-based material.

(10)前記ケイ素含有物質は、ケイ酸含有物質および有機ケイ素化合物の少なくとも一方を含む、上記(9)に記載の液状組成物。 (10) The liquid composition according to (9), wherein the silicon-containing substance includes at least one of a silicic acid-containing substance and an organosilicon compound.

(11)前記ケイ酸含有物質はアルカリシリケートを含む、上記(10)に記載の液状組成物。 (11) The liquid composition according to (10), wherein the silicic acid-containing substance includes an alkali silicate.

(12)前記ケイ酸含有物質が含むアルカリシリケートはリチウムシリケートであって、当該リチウムシリケートの、リチウム分のリチウム酸化物換算モル比に対するシリコン分のシリコン酸化物のモル比(SiO/LiO)が5以上10以下である、上記(11)に記載の液状組成物。 (12) The alkali silicate contained in the silicic acid-containing substance is lithium silicate, and the molar ratio of the silicon oxide to the lithium oxide equivalent molar ratio of the lithium silicate (SiO 2 / Li 2 O ) Is 5 or more and 10 or less, The liquid composition as described in said (11).

(13)前記樹脂系材料は架橋剤を含有する、上記(9)から(12)のいずれかに記載の液状組成物。 (13) The liquid composition according to any one of (9) to (12), wherein the resin material contains a crosslinking agent.

(14)前記ケイ素含有物質の含有量は、前記液状組成物全体に対して、1質量%以上80質量%以下である、上記(9)から(13)のいずれかに記載の液状組成物。 (14) The liquid composition according to any one of (9) to (13), wherein the content of the silicon-containing substance is 1% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire liquid composition.

(15)前記ケイ素含有物質はアルカリシリケートを含有し、前記アルカリシリケートの含有量は、前記液状組成物全体に対して、10質量%以上60質量%以下である、上記(9)から(14)のいずれかに記載の液状組成物。 (15) The silicon-containing substance contains an alkali silicate, and the content of the alkali silicate is 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the entire liquid composition. A liquid composition according to any one of the above.

(16)前記樹脂系材料の含有量は10質量%以上70質量%以下である、上記(9)から(15)のいずれかに記載の液状組成物。 (16) The liquid composition according to any one of (9) to (15), wherein the content of the resin material is 10% by mass or more and 70% by mass or less.

(17)前記ケイ素含有物質の含有量の前記樹脂系材料の含有量に対する質量比率(ケイ素含有物質/樹脂系材料)は、0.3から5の範囲内である、上記(9)から(16)のいずれかに記載の液状組成物。 (17) The mass ratio of the content of the silicon-containing substance to the content of the resin-based material (silicon-containing material / resin-based material) is in the range of 0.3 to 5 (9) to (16 ).

本発明に係る摩擦が制御された部材からなる締結部品は、それらを用いて締結作業が繰り返し行われるような場合であっても、被締結部品の締結状態が変動しにくいことを実現可能である。また、本発明によれば、かかる摩擦が制御された部材が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物も提供される。   The fastening part made of a member whose friction is controlled according to the present invention can realize that the fastening state of the fastened part is less likely to fluctuate even when fastening work is repeatedly performed using them. . Moreover, according to this invention, the liquid composition for forming the silicon-containing organic-inorganic composite film | membrane with which the member by which this friction was controlled is provided is also provided.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

1.摩擦が制御された部材
本発明の一実施形態に係る摩擦が制御された部材(本明細書において「FC部材」ともいう。)は、基材と、基材上に設けられた皮膜とを備える。
1. Friction-Controlled Member A friction-controlled member (also referred to as “FC member” in the present specification) according to an embodiment of the present invention includes a base material and a film provided on the base material. .

本発明の一実施形態に係るFC部材が備える基材の材質は限定されない。鉄系材料、アルミニウム系材料、銅系材料などが例示される。本明細書において「鉄系材料」とは、鉄を主成分とする材料を意味する。鉄以外の材料(元素)は、鉄と合金を形成していてもよいし、鉄を含む材料内に分散していてもよい。「アルミニウム系材料」、「銅系材料」も同様に定義される。鉄系材料からなる基材の具体例として、冷間圧延鋼板、ステンレス鋼板などが挙げられる。アルミニウム系材料の具体例として、純アルミニウム;Al−Mg−Si系合金、Al−Zn−Mg系合金等のアルミニウム合金などが挙げられる。銅系材料の具体例として、純銅;ベリリウム銅、リン青銅等の銅合金などが挙げられる。   The material of the base material provided in the FC member according to the embodiment of the present invention is not limited. Examples thereof include iron-based materials, aluminum-based materials, and copper-based materials. In this specification, “iron-based material” means a material mainly composed of iron. Materials (elements) other than iron may form an alloy with iron, or may be dispersed in a material containing iron. “Aluminum-based material” and “copper-based material” are defined similarly. Specific examples of the base material made of an iron-based material include a cold rolled steel plate and a stainless steel plate. Specific examples of the aluminum material include pure aluminum; aluminum alloys such as Al—Mg—Si alloys and Al—Zn—Mg alloys. Specific examples of the copper-based material include pure copper; copper alloys such as beryllium copper and phosphor bronze.

本発明の一実施形態に係るFC部材が備える皮膜は、ケイ素含有物質および樹脂系材料を含有する液状組成物から形成されたケイ素含有有機無機複合皮膜を備える。基材上に設けられた皮膜がケイ素含有有機無機複合皮膜を備えることにより、次に説明する摩擦特性を備えることができる。すなわち、少なくとも一方についてFC部材からなるボルトおよびナットならびに鉄系材料からなる座面板(具体例として、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に規定されるタイプHHの座面板が挙げられる。)を用いて、次のようにして、複数の総合摩擦係数を測定する。   The film provided in the FC member according to one embodiment of the present invention includes a silicon-containing organic-inorganic composite film formed from a liquid composition containing a silicon-containing substance and a resin-based material. By providing the film provided on the substrate with the silicon-containing organic-inorganic composite film, it is possible to provide the friction characteristics described below. That is, at least one is a bolt and nut made of FC member and a seat plate made of iron-based material (specific examples include a seat plate of type HH defined in JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005)). In use, a plurality of overall friction coefficients are measured as follows.

JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、ボルトを試験する(具体的には、JIS B1084:2007の図1b)に示されるようにボルト、ナットおよび座面板を配置する。)ように、ボルトとナットとを締付け、この際に総合摩擦係数を測定する。本明細書においてこの総合摩擦係数を「第1摩擦係数」ともいう。   In accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005), the bolt is tested (specifically, as shown in FIG. 1b of JIS B 1084: 2007), the bolt, nut and seat plate are arranged. ) And tighten the bolts and nuts, and measure the overall coefficient of friction. In this specification, this total friction coefficient is also referred to as a “first friction coefficient”.

第1摩擦係数を測定した後、ボルトとナットとの締付けを緩め、再度、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、ボルトを試験するようにボルトとナットとを締付け、この際に総合摩擦係数を測定する。本明細書においてこの総合摩擦係数を「第2摩擦係数」という。   After measuring the first coefficient of friction, loosen the bolts and nuts, and tighten the bolts and nuts again to test the bolts according to JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005). Measure the overall coefficient of friction. In this specification, this total friction coefficient is referred to as a “second friction coefficient”.

第2摩擦係数を測定する際に行われたボルトとナットとの緩め作業および締付け作業の繰り返しを8回行って、それぞれの締付け作業の際に、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して総合摩擦係数を測定する。本明細書においてこれらの総合摩擦係数を「第3摩擦係数」から「第10摩擦係数」という。   The bolt and nut loosening and tightening operations performed when measuring the second friction coefficient were repeated 8 times, and each tightening operation conformed to JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005). And measure the overall coefficient of friction. In this specification, these total friction coefficients are referred to as “third friction coefficient” to “tenth friction coefficient”.

本発明の一実施形態に係るFC部材は、上記のように鉄系材料からなる座面板を用いて測定された第10摩擦係数μ10と第1摩擦係数μとの差の絶対値Δμが、0.03以下である。
本発明の一実施形態に係るFC部材未満がこのような摩擦特性を有することにより、本発明の一実施形態に係るFC部材から少なくとも一方が構成されるボルトとナットとの締結作業が繰り返し行われるような場合であっても、被締結部品の締結状態を変動しにくくすることができる。
The FC member according to the embodiment of the present invention has an absolute value Δμ 1 of the difference between the tenth friction coefficient μ 10 and the first friction coefficient μ 1 measured using the bearing plate made of the iron-based material as described above. Is 0.03 or less.
When less than the FC member according to an embodiment of the present invention has such a friction characteristic, the fastening operation of the bolt and the nut, at least one of which is composed of the FC member according to the embodiment of the present invention, is repeatedly performed. Even in such a case, it is possible to make it difficult to change the fastening state of the fastened part.

締結作業を繰り返した場合における被締結部品の締結状態の変動をより安定的に抑制する観点から、Δμは、0.02以下であることが好ましく、0.015以下であることがより好ましく、0.01以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of more stably suppressing the change in the fastening state of the fastened part when the fastening operation is repeated, Δμ 1 is preferably 0.02 or less, more preferably 0.015 or less, It is particularly preferable that it is 0.01 or less.

本発明の一実施形態に係るFC部材が上記のように繰り返し締結作業を行っても摩擦係数の変動が少なく、被締結部品の締結状態が安定化する理由は定かでない。FC部材の皮膜が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜は、無機系の材料を有しているため耐摩耗性に優れている可能性がある。FC部材の皮膜が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜は、有機系の材料を有しているため摩擦係数が低くなっている可能性がある。FC部材の皮膜が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜は、有機無機複合材料を有しているため繰り返し締結作業を行っても摩擦係数の変動が少ない可能性がある。   Even when the FC member according to an embodiment of the present invention repeatedly performs the fastening operation as described above, the friction coefficient hardly fluctuates, and the reason why the fastening state of the fastened part is stabilized is not certain. Since the silicon-containing organic-inorganic composite coating provided in the FC member coating has an inorganic material, it may have excellent wear resistance. Since the silicon-containing organic / inorganic composite coating provided in the coating of the FC member has an organic material, the friction coefficient may be low. Since the silicon-containing organic-inorganic composite coating provided in the FC member coating has an organic-inorganic composite material, there is a possibility that the coefficient of friction does not fluctuate even when repeated fastening operations are performed.

本発明の一実施形態に係るFC部材は、座面板の材質が異なっていても、被締結部品の締結状態の変動を生じにくくすることができる場合がある。すなわち、上記の、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して行われる第1摩擦係数から第10摩擦係数の測定を、座面板をアルミニウム系材料(具体例として、ブリネル硬さが120のアルミニウム材料が挙げられる。)からなる部材とした場合についても行って、これらの10の摩擦係数の10点相加平均として第2平均摩擦係数を求め、さらに、ビッカース硬さ130が鉄系材料からなる部材上に厚さ20μmのカチオン電着塗装膜を備え当該カチオン電着塗装膜の面を座面とする部材からなる座面板とした場合についても行って同様に第3平均摩擦係数を求めたときに、第1平均摩擦係数から第3平均摩擦係数の最大値と最小値との差を0.02以内とすることができる場合がある。上記の最大値と最小値との差は、0.015以内であることが好ましく、0.01以内であることがより好ましい。   The FC member according to an embodiment of the present invention may be able to make it difficult for the fastening state of the component to be fastened to vary even if the material of the seating plate is different. That is, the measurement of the first to tenth friction coefficients performed in accordance with the above-mentioned JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) is performed, and the seating plate is made of an aluminum-based material (specifically, the Brinell hardness is 120). The second average friction coefficient is obtained as a 10-point arithmetic average of these 10 friction coefficients, and the Vickers hardness 130 is a ferrous material. The third average friction coefficient is obtained in the same manner in the case where a cation electrodeposition coating film having a thickness of 20 μm is provided on a member made of the above and a seating surface plate made of a member having the surface of the cation electrodeposition coating film as a seating surface. The difference between the maximum value and the minimum value of the third average friction coefficient from the first average friction coefficient may be within 0.02. The difference between the maximum value and the minimum value is preferably within 0.015, and more preferably within 0.01.

上記の第2平均摩擦係数を求めるために測定された第1摩擦係数と第10摩擦係数との差の絶対値Δμは、0.03以下であることが好ましく、0.02以下であることがより好ましく、0.01以下であることが特に好ましい。 The absolute value Δμ 2 of the difference between the first friction coefficient and the tenth friction coefficient measured for obtaining the second average friction coefficient is preferably 0.03 or less, and preferably 0.02 or less. Is more preferable and 0.01 or less is particularly preferable.

上記の第3平均摩擦係数を求めるために測定された第1摩擦係数と第10摩擦係数との差の絶対値Δμは、0.03以下であることが好ましく、0.02以下であることがより好ましく、0.01以下であることが特に好ましい。 The absolute value Δμ 3 of the difference between the first friction coefficient and the tenth friction coefficient measured for obtaining the third average friction coefficient is preferably 0.03 or less, and preferably 0.02 or less. Is more preferable and 0.01 or less is particularly preferable.

本発明の一実施形態に係るFC部材は、次に説明する耐熱緩み性に優れていることが好ましい。すなわち、まず、少なくとも一方が本発明の一実施形態に係るFC部材からなるM10のボルトおよびナットならびに鉄系材料からなる座面板を用いて、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、ボルトを試験するようにボルトとナットとを25Nmのトルクで締付けて、ねじ締結体を得る。こうして得られたねじ締結体を150℃の環境下に3時間静置する。その後、25℃の環境下にて、締付けを解除する向きの10Nmのトルクをねじ締結体のボルトに直ちに付与する。その結果、ねじ締結体の締付けが緩まない場合には、耐熱緩み性に優れると判定することができる。本発明の一実施形態に係るFC部材は、耐熱緩み性に優れることをより安定的に実現する観点から、上記の締め付けを解除する向きのトルクが、11Nmであってもねじ締結体の締付けが緩まないことが好ましく、12Nmであってもねじ締結体の締付けが緩まないことがより好ましい。   The FC member according to one embodiment of the present invention is preferably excellent in heat-resistant looseness described below. That is, first, in accordance with JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005), using at least one of M10 bolts and nuts made of an FC member according to an embodiment of the present invention and a seating plate made of an iron-based material. Then, the bolt and nut are tightened with a torque of 25 Nm so as to test the bolt to obtain a screw fastening body. The screw fastening body thus obtained is left in an environment of 150 ° C. for 3 hours. Thereafter, in a 25 ° C. environment, a torque of 10 Nm for releasing the tightening is immediately applied to the bolt of the screw fastening body. As a result, when the tightening of the screw fastening body does not loosen, it can be determined that the heat-resistant looseness is excellent. The FC member according to an embodiment of the present invention is capable of tightening the screw fastening body even if the torque in the direction to release the tightening is 11 Nm from the viewpoint of more stably realizing excellent heat looseness. It is preferable that the screw fastening body does not loosen, and it is more preferable that the screw fastening body does not loosen even if it is 12 Nm.

締結作業を繰り返した場合における締結状態の変動をより安定的に抑制する観点、耐熱緩み性に優れることをより安定的に実現させる観点から、上記のJIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠した総合摩擦係数(第1摩擦係数から第10摩擦係数)の測定に使用されるボルトおよびナットはいずれもFC部材であることが好ましい。また、第1摩擦係数の制御しやすさの観点、生産性を高める観点などから、ケイ素含有有機無機複合皮膜は、FC部材が備える皮膜の最表面に位置することが好ましい。   Conforms to the above JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) from the viewpoint of more stably suppressing the fluctuation of the fastening state when the fastening operation is repeated, and more stably realizing excellent heat-resistant looseness. The bolts and nuts used for the measurement of the total coefficient of friction (from the first coefficient of friction to the tenth coefficient of friction) are preferably FC members. In addition, from the viewpoint of easy control of the first friction coefficient and the productivity, the silicon-containing organic-inorganic composite coating is preferably located on the outermost surface of the coating provided in the FC member.

本発明の一実施形態に係るFC部材は、次に説明する加熱後耐食性を有していることが好ましい。すなわち、まず、FC部材が備える皮膜を、ケイ素含有有機無機複合皮膜よりも基材に近位な位置に、亜鉛を含む皮膜である亜鉛含有皮膜を有するものとする。この亜鉛含有皮膜は亜鉛を含有する限りその組成や構造は限定されない。亜鉛含有皮膜として、亜鉛系めっき皮膜、亜鉛を含む材料の粉末などが分散された皮膜が例示される。   The FC member according to an embodiment of the present invention preferably has post-heating corrosion resistance described below. That is, first, the coating provided on the FC member has a zinc-containing coating that is a coating containing zinc at a position closer to the substrate than the silicon-containing organic-inorganic composite coating. As long as this zinc-containing film contains zinc, its composition and structure are not limited. Examples of the zinc-containing film include a zinc-based plating film and a film in which powder of a material containing zinc is dispersed.

亜鉛含有皮膜の例示における前者の皮膜(亜鉛系めっき皮膜)の具体例として、亜鉛めっき皮膜、亜鉛合金めっき皮膜が挙げられる。亜鉛系めっき皮膜を備える場合には、亜鉛系めっき皮膜上に化成皮膜が形成されていることが好ましい。この場合における化成皮膜の種類は限定されない。環境負荷が低い化成皮膜の例として、6価クロムを含有しない3価クロム含有化成皮膜、クロムを含有しないいわゆるクロムフリー化成皮膜などが挙げられる。   Specific examples of the former film (zinc-based plating film) in the illustration of the zinc-containing film include a zinc plating film and a zinc alloy plating film. When a zinc-based plating film is provided, a chemical conversion film is preferably formed on the zinc-based plating film. The kind of chemical conversion film in this case is not limited. Examples of the chemical conversion film having a low environmental load include a trivalent chromium-containing chemical film that does not contain hexavalent chromium, a so-called chromium-free chemical film that does not contain chromium, and the like.

亜鉛含有皮膜の例示における後者の皮膜(亜鉛を含む材料の粉末などが分散された皮膜)はジンクリッチペイントと称される場合がある。当該皮膜が含有する亜鉛を含む材料の粉末は亜鉛粉末であってもよいし、亜鉛合金粉末であってもよい。アルミニウムを含有する材料の粉末がさらに含まれていてもよい。   The latter coating in the example of the zinc-containing coating (a coating in which powder of a material containing zinc is dispersed) may be referred to as zinc rich paint. The material powder containing zinc contained in the coating may be zinc powder or zinc alloy powder. A powder of a material containing aluminum may be further included.

かかる亜鉛含有皮膜を含む皮膜を備えるFC部材に対して、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠した中性塩水噴霧試験を実施して、赤錆が発生するまでの時間(以下、「加熱前赤錆発生時間」ともいう。)を測定する。次に、別途、亜鉛含有皮膜を含む皮膜を備えるFC部材を250℃の環境下に12時間静置した後、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠して、中性塩水噴霧試験を実施して赤錆が発生するまでの時間(以下、「加熱後赤錆発生時間」ともいう。)を測定する。加熱前赤錆発生時間および加熱後赤錆発生時間は、具体的には、上記の中性塩水噴霧試験を実施して、FC部材の表面を目視で観察し、赤錆が発生したことが初めて認められた時間として定義される。そして、加熱後赤錆発生時間の加熱前赤錆発生時間に対する比(本明細書において「耐熱比」ともいう。)を求める。本明細書において、この耐熱比が0.8以上であるときに、FC部材は加熱後耐食性に優れるという。本発明の一実施形態に係るFC部材は加熱後耐食性に優れることが好ましい。また、本発明の一実施形態に係るFC部材は、加熱後耐食性に優れることをより安定的に実現させる観点から、その耐熱比が、0.85以上であることが好ましく、0.9以上であることがより好ましい。   A time until a red rust is generated by performing a neutral salt spray test based on JIS Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990) on an FC member including the zinc-containing coating (hereinafter referred to as “heating”). It is also referred to as “pre-red rust occurrence time”). Next, an FC member provided with a coating containing a zinc-containing coating is allowed to stand in an environment of 250 ° C. for 12 hours, and then a neutral salt spray test is performed in accordance with JIS Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990). The time until the occurrence of red rust is measured (hereinafter also referred to as “red rust occurrence time after heating”). Specifically, the red rust occurrence time before heating and the red rust occurrence time after heating were specifically confirmed by carrying out the neutral salt spray test described above and visually observing the surface of the FC member to generate red rust. Defined as time. Then, a ratio of red rust occurrence time after heating to red rust occurrence time before heating (also referred to as “heat resistance ratio” in this specification) is obtained. In this specification, when this heat resistance ratio is 0.8 or more, the FC member is said to be excellent in corrosion resistance after heating. The FC member according to an embodiment of the present invention is preferably excellent in corrosion resistance after heating. In addition, the FC member according to an embodiment of the present invention preferably has a heat resistance ratio of 0.85 or more, preferably 0.9 or more, from the viewpoint of more stably realizing excellent post-heating corrosion resistance. More preferably.

ケイ素含有有機無機複合皮膜は、PTFE、ワックスなどの潤滑成分、アルミニウムなどの金属系材料の粉末、アルミナなどの無機系材料の粉末、カーボンブラック、顔料、染料などの着色材料などを含有していてもよい。ケイ素含有有機無機複合皮膜が潤滑成分を含有することにより、摩擦係数の値を調整することが容易となる場合もある。このほか、ケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物の安定性や被処理物との接触作業性を高める観点から含有させた成分が残留していてもよい。そのような成分として、消泡剤、分散剤、溶媒などが例示される。   The silicon-containing organic-inorganic composite coating contains a lubricating component such as PTFE and wax, a powder of a metal material such as aluminum, a powder of an inorganic material such as alumina, a coloring material such as carbon black, a pigment, and a dye. Also good. When the silicon-containing organic-inorganic composite coating contains a lubricating component, it may be easy to adjust the value of the friction coefficient. In addition, the component contained from the viewpoint of improving the stability of the liquid composition for forming the silicon-containing organic-inorganic composite film and the contact workability with the object to be processed may remain. Examples of such components include an antifoaming agent, a dispersant, and a solvent.

本発明の一実施形態に係るケイ素含有有機無機複合皮膜の厚さは限定されない。通常、0.01μm程度から10μm程度であり、0.05μm程度から5μm程度であることが好ましい場合もある。   The thickness of the silicon-containing organic-inorganic composite film according to one embodiment of the present invention is not limited. Usually, it is about 0.01 μm to about 10 μm, and preferably about 0.05 μm to about 5 μm.

2.液状組成物
本発明の一実施形態に係る液状組成物は、摩擦が制御された部材が備えるケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物であって、前述のケイ素含有物質および樹脂系材料を含有する。
2. Liquid composition A liquid composition according to an embodiment of the present invention is a liquid composition for forming a silicon-containing organic-inorganic composite film provided in a member whose friction is controlled, and includes the aforementioned silicon-containing substance and resin system. Contains material.

ケイ素含有物質は、そのままで、または脱水縮合などの反応を伴って、ケイ素含有有機無機複合皮膜におけるケイ素を含有する成分となる。ケイ素含有物質は、1種類の物質から構成されていてもよいし、複数種類の物質から構成されていてもよい。ケイ素含有物質として、ケイ酸含有物質および有機ケイ素化合物が例示される。が例示され、ケイ素含有物質は、ケイ酸含有物質および有機ケイ素化合物の双方を含むことが好ましい。このとき、有機ケイ素化合物はシランカップリング剤であってもよい。   The silicon-containing substance is a component containing silicon in the silicon-containing organic-inorganic composite film as it is or with a reaction such as dehydration condensation. The silicon-containing substance may be composed of one kind of substance or may be composed of a plurality of kinds of substances. Examples of the silicon-containing material include silicate-containing materials and organosilicon compounds. The silicon-containing material preferably includes both a silicic acid-containing material and an organosilicon compound. At this time, the organosilicon compound may be a silane coupling agent.

上記のケイ酸含有物質として、アルカリシリケート、有機ケイ素化合物、コロイダルシリカなどが例示される。アルカリシリケートの具体例として、リチウムシリケート、ナトリウムシリケート、カリウムシリケートなどが例示される。ケイ酸含有物質がアルカリシリケートとしてリチウムシリケートを含む場合において、リチウムシリケートの、リチウム分のリチウム酸化物換算モル比に対するシリコン分のシリコン酸化物のモル比(SiO/LiO)は5以上10以下であることが好ましい場合もある。そのような場合の例として、亜鉛含有皮膜が亜鉛系めっき皮膜である場合が挙げられる。 Examples of the silicic acid-containing substance include alkali silicates, organosilicon compounds, colloidal silica, and the like. Specific examples of the alkali silicate include lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate and the like. In the case where the silicic acid-containing material contains lithium silicate as an alkali silicate, the molar ratio of silicon oxide to silicon oxide (SiO 2 / Li 2 O) relative to the lithium oxide equivalent molar ratio of lithium silicate is from 5 to 10 In some cases, the following may be preferable. As an example of such a case, the case where the zinc-containing film is a zinc-based plating film can be mentioned.

有機ケイ素化合物シランカップリング剤およびアルコキシシラン化合物が例示される。シランカップリング剤として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどが例示される。アルコキシシラン化合物として、エチルシリケート、エチルポリシリケート等アルコキシシリケート、そのオリゴマーなどが例示される。   Examples include organosilicon compound silane coupling agents and alkoxysilane compounds. Examples of the silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Examples of the alkoxysilane compound include alkoxysilicates such as ethyl silicate and ethyl polysilicate, and oligomers thereof.

本発明の一実施形態に係る液状組成物におけるケイ素含有物質の含有量は限定されない。液状組成物から形成されるケイ素含有有機無機複合皮膜を備えるFC部材の耐摩耗性を高める観点から、液状組成物全体に対して、ケイ素含有物質の含有量は1質量%以上80質量%以下であることが好ましい場合があり、3質量%以上70質量%以下であることがより好ましい場合があり、25質量%以上55質量%以下であることがさらに好ましい場合があり、35質量%以上45質量%以下であることが特に好ましい場合がある。   The content of the silicon-containing substance in the liquid composition according to one embodiment of the present invention is not limited. From the viewpoint of enhancing the wear resistance of the FC member provided with the silicon-containing organic-inorganic composite film formed from the liquid composition, the content of the silicon-containing material is 1% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire liquid composition. In some cases, it may be preferable, and it may be more preferable that it is 3% by mass or more and 70% by mass or less, and it may be further preferable that it is 25% by mass or more and 55% by mass or less. % Or less may be particularly preferable.

本発明の一実施形態に係る液状組成物におけるケイ素含有物質がアルカリシリケートを含有する場合において、液状組成物におけるアルカリシリケートの含有量は限定されない。アルカリシリケートの含有量は、液状組成物全体に対して、当該含有量は10質量%以上60質量%以下であることが好ましい場合があり、15質量%以上55質量%以下であることがより好ましい場合があり、20質量%以上50質量%以下であることがさらに好ましい場合があり、25質量%以上45質量%以下であることが特に好ましい場合がある。   In the case where the silicon-containing substance in the liquid composition according to one embodiment of the present invention contains an alkali silicate, the content of the alkali silicate in the liquid composition is not limited. The content of the alkali silicate may be preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 15% by mass or more and 55% by mass or less, with respect to the entire liquid composition. In some cases, 20% by mass or more and 50% by mass or less may be more preferable, and 25% by mass or more and 45% by mass or less may be particularly preferable.

本発明の一実施形態に係る液状組成物におけるケイ素含有物質がシランカップリング剤を含有する場合において、液状組成物におけるシランカップリング剤の含有量は限定されない。シランカップリング剤の含有量は、液状組成物全体に対して、当該含有量は1質量%以上20質量%以下であることが好ましい場合があり、2質量%以上15質量%以下であることがより好ましい場合があり、3質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい場合があり、4質量%以上7質量%以下であることが特に好ましい場合がある。   When the silicon-containing substance in the liquid composition according to an embodiment of the present invention contains a silane coupling agent, the content of the silane coupling agent in the liquid composition is not limited. The content of the silane coupling agent may be preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and may be 2% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the entire liquid composition. In some cases, it may be more preferable, and it may be more preferable that it is 3 to 10 mass%, and it may be especially preferable that it is 4 to 7 mass%.

樹脂系材料は、そのままで、または架橋などの反応を伴って、ケイ素含有有機無機複合皮膜における樹脂を含む成分となる。樹脂系材料の種類は限定されず、1種類の物質から構成されていてもよいし、複数種類の物質から構成されていてもよい。   The resin-based material becomes a component containing the resin in the silicon-containing organic-inorganic composite film as it is or with a reaction such as crosslinking. The kind of resin material is not limited, and may be composed of one kind of substance or may be composed of a plurality of kinds of substances.

樹脂系材料に含まれる樹脂として、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン系樹脂などが例示される。取扱いのしやすさ、ケイ素含有有機無機複合皮膜の物性制御のしやすさから、これらの樹脂の中でもアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂が好ましい場合がある。こうした樹脂は、液状組成物の溶媒が水である場合には、水溶性、水分散性といった水系樹脂であることが好ましい。樹脂系材料に含まれる樹脂が水系樹脂である場合には、アルカリシリケートのように水を溶媒とするケイ酸含有物質と混和しやすく、取扱いが容易である。   Examples of the resin contained in the resin material include acrylic resin, epoxy resin, olefin resin, urethane resin, and styrene resin. Among these resins, acrylic resins and epoxy resins may be preferable because of easy handling and easy control of physical properties of the silicon-containing organic / inorganic composite film. Such a resin is preferably an aqueous resin such as water-soluble and water-dispersible when the solvent of the liquid composition is water. When the resin contained in the resin-based material is a water-based resin, it can be easily mixed with a silicic acid-containing substance using water as a solvent, such as alkali silicate, and handling is easy.

本発明の一実施形態に係る液状組成物における樹脂系材料の含有量は限定されない。液状組成物から形成されるケイ素含有有機無機複合皮膜を備えるFC部材の摩擦係数を低減させる観点から、液状組成物全体に対して、当該含有量は1質量%以上70質量%以下であることが好ましい場合があり、3質量%以上60質量%以下であることがより好ましい場合があり、5質量%以上40質量%以下であることがさらに好ましい場合があり、20質量%以上30質量%以下であることが特に好ましい場合がある。   The content of the resin material in the liquid composition according to an embodiment of the present invention is not limited. From the viewpoint of reducing the friction coefficient of the FC member provided with the silicon-containing organic-inorganic composite film formed from the liquid composition, the content may be 1% by mass or more and 70% by mass or less with respect to the entire liquid composition. In some cases, it may be more preferably 3% by mass to 60% by mass, more preferably 5% by mass to 40% by mass, and even more preferably 20% by mass to 30% by mass. It may be particularly preferred.

優れた特性を有するケイ素含有有機無機複合皮膜を形成することをより安定的に可能とする観点から、液状組成物おけるケイ酸含有物質の含有量の樹脂系材料の含有量に対する質量比率(ケイ酸含有物質/樹脂系材料)は、0.3から5の範囲内であることが好ましい場合があり、0.5から3の範囲内であることがより好ましい場合があり、0.8から2の範囲内であることがさらに好ましい場合があり、1から1.5の範囲内であることが特に好ましい場合がある。   From the viewpoint of more stably forming a silicon-containing organic-inorganic composite film having excellent properties, the mass ratio of the content of the silicic acid-containing substance in the liquid composition to the content of the resin-based material (silicic acid) Containing material / resin-based material) may preferably be in the range of 0.3 to 5, more preferably in the range of 0.5 to 3, It may be more preferable that it is within the range, and it may be particularly preferable that it is within the range of 1 to 1.5.

本発明の一実施形態に係る液状組成物がケイ素含有物質および樹脂系材料以外の成分(その他の成分)を含有してもよい。その他の成分として、PTFE、ワックス等の潤滑成分、アルミニウム等の金属系材料の粉末、アルミナ等の無機系材料の粉末、カーボンブラック、顔料、染料等の着色材料、消泡剤、分散剤、溶媒などが挙げられる。溶媒として、水、有機溶剤などが例示される。その他の成分のそれぞれは、1種類の材料から構成されていてもよいし、複数種類の材料から構成されていてもよい。   The liquid composition according to one embodiment of the present invention may contain components (other components) other than the silicon-containing substance and the resin-based material. Other components include lubricating components such as PTFE and wax, powders of metal materials such as aluminum, powders of inorganic materials such as alumina, coloring materials such as carbon black, pigments and dyes, antifoaming agents, dispersants, solvents Etc. Examples of the solvent include water and organic solvents. Each of the other components may be composed of one type of material, or may be composed of a plurality of types of materials.

ケイ素含有有機無機複合皮膜が架橋物を含有する場合には、この架橋物を形成するための高分子材料(この高分子材料は、前述の樹脂系材料の一部または全部と位置付けられる。)および架橋剤を、液状組成物が含有していてもよい。そして、液状組成物からケイ素含有有機無機複合皮膜を形成する工程において、および/またはその後加熱などの処理が行われることにより、高分子材料と架橋剤との間で架橋反応が進行して、ケイ素含有有機無機複合皮膜内に架橋物が形成されてもよい。   When the silicon-containing organic-inorganic composite coating contains a crosslinked product, a polymer material for forming the crosslinked product (this polymer material is positioned as a part or all of the above-described resin-based material) and The liquid composition may contain a crosslinking agent. Then, in the step of forming the silicon-containing organic-inorganic composite film from the liquid composition and / or by subsequent treatment such as heating, a crosslinking reaction proceeds between the polymer material and the crosslinking agent, and silicon A cross-linked product may be formed in the organic-inorganic composite coating.

また、ケイ素含有有機無機複合皮膜が架橋物を含有する場合には、ケイ素含有有機無機複合皮膜が含有する有機系の材料に基づいてケイ素含有有機無機複合皮膜を備えるFC部材の耐摩耗性が向上することがある。このとき、液状組成物におけるケイ素含有物質の含有量を低減させてもよい。具体的には、液状組成物におけるケイ素含有物質の含有量を、液状組成物全体に対して、0.1質量%以上10質量%以下としてもよいし、0.5質量%以上5質量%以下としてもよいし、1質量%以上2質量%以下としてもよい。   In addition, when the silicon-containing organic-inorganic composite coating contains a cross-linked product, the wear resistance of the FC member provided with the silicon-containing organic-inorganic composite coating is improved based on the organic material contained in the silicon-containing organic-inorganic composite coating. There are things to do. At this time, the content of the silicon-containing substance in the liquid composition may be reduced. Specifically, the content of the silicon-containing substance in the liquid composition may be 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, or 0.5% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the entire liquid composition. It is good also as 1 mass% or more and 2 mass% or less.

本発明の一実施形態に係る液状組成物の調製方法は限定されない。ケイ素含有物質および樹脂系材料(これらの原料となる材料を含む。)をはじめ、ケイ素含有有機無機複合皮膜に含有されるべき成分や、分散剤など液状組成物の安定性を高めるための成分などを、溶媒に溶解・分散させればよい。この際、液状組成物の安定性を高める観点などから、加熱したり、冷却したりしてもよい。   The preparation method of the liquid composition which concerns on one Embodiment of this invention is not limited. Including silicon-containing materials and resin-based materials (including these raw materials), components that should be contained in silicon-containing organic-inorganic composite coatings, and components for enhancing the stability of liquid compositions such as dispersants May be dissolved and dispersed in a solvent. At this time, from the viewpoint of improving the stability of the liquid composition, it may be heated or cooled.

本発明の一実施形態に係る液状組成物からケイ素含有有機無機複合皮膜を製造する方法は限定されない。一例を挙げれば、まず、液状組成物を、被処理物(基材であってもよいし、基材上にめっき層および化成皮膜が形成されたものでもよい。)と接触させる。接触方法は限定されない。被処理物を液状組成物中に浸漬してもよいし、被処理物上に液状組成物を塗布したり噴霧したりしてもよい。その後、被処理物上の液状組成物に含有される溶媒を揮発させることにより、ケイ素含有有機無機複合皮膜を被処理物上に得ることができる。溶媒を揮発させるために加熱等を行う場合には、その加熱等によって液状組成物に含有される成分が化学反応してもよい。   The method for producing a silicon-containing organic-inorganic composite film from the liquid composition according to one embodiment of the present invention is not limited. For example, first, the liquid composition is brought into contact with an object to be treated (a substrate may be used, or a plating layer and a chemical conversion film may be formed on the substrate). The contact method is not limited. The object to be processed may be immersed in the liquid composition, or the liquid composition may be applied or sprayed on the object to be processed. Then, the silicon-containing organic-inorganic composite coating can be obtained on the workpiece by volatilizing the solvent contained in the liquid composition on the workpiece. When heating or the like is performed to volatilize the solvent, the components contained in the liquid composition may be chemically reacted by the heating or the like.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

以下、本発明の効果を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, although the effect of the present invention is explained based on an example, the present invention is not limited to this.

(組成物の調製)
ケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物として、表1および2に示される組成を有する組成物を調製した(組成物1〜24)。液状組成物に含有されるケイ素含有物質の樹脂系材料に対する質量比率(表中では「比率1」と示した。)
(Preparation of composition)
As a liquid composition for forming a silicon-containing organic-inorganic composite film, compositions having the compositions shown in Tables 1 and 2 were prepared (Compositions 1 to 24). Mass ratio of the silicon-containing substance contained in the liquid composition to the resin-based material (shown as “ratio 1” in the table).

各組成物の調製において、使用した成分の詳細は次のとおりであった。
(1)ケイ素含有物質
アルカリシリケート:日産化学工業社製「リチウムシリケート75」
シランカップリング剤:TORAY・ダウコーニング社製「Z 6040」
(2)樹脂系材料
アクリル樹脂:楠本化成社製「NeoCryl A‐2091」
エポキシ樹脂:ADEKA社製「アデカレジンEM‐0434AN」
(3)潤滑成分
ポリエチレンワックス:BASFジャパン社製「ポリゲンWE6」
PTFE:ダイキン工業社製「ポリフロンD‐210C」
(4)架橋剤:旭化成ケミカルズ株式会社製「デュラネートWB40‐100」
(5)消泡剤:ビックケミー・ジャパン社製「BYK‐1711」
(6)顔料:大日精化工業社製「MF‐5533 ブラック」
Details of the components used in the preparation of each composition were as follows.
(1) Silicon-containing material Alkaline silicate: “Lithium silicate 75” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
Silane coupling agent: “Z 6040” manufactured by Toray Dow Corning
(2) Resin-based material Acrylic resin: “NeoCryl A-2091” manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.
Epoxy resin: “ADEKA RESIN EM-0434AN” manufactured by ADEKA
(3) Lubricating component Polyethylene wax: “Polygen WE6” manufactured by BASF Japan
PTFE: “Polyflon D-210C” manufactured by Daikin Industries, Ltd.
(4) Crosslinking agent: “Duranate WB40-100” manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation
(5) Antifoaming agent: BYK-1711 manufactured by Big Chemie Japan
(6) Pigment: “MF-5533 Black” manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.

なお、リチウムシリケートからなるアルカリシリケートおよびシランカップリング剤がケイ素含有物質に該当し、アクリル樹脂およびエポキシ樹脂が樹脂系材料に該当する。リチウムシリケートにおける、リチウム分のリチウム酸化物換算モル比に対するシリコン分のシリコン酸化物のモル比(SiO/LiO)は7.5であった。 In addition, the alkali silicate and silane coupling agent which consist of lithium silicate correspond to a silicon-containing substance, and an acrylic resin and an epoxy resin correspond to a resin-type material. In the lithium silicate, the molar ratio (SiO 2 / Li 2 O) of silicon oxide to silicon relative to the molar ratio of lithium to lithium oxide was 7.5.

(実施例1から14、16および18から23)
鉄系材料からなり硬度10.9のM10ボルトからなる基材(ボルト基材)および同材料からなるM10ナット(ナット基材)からなる基材上に、下記のようにして皮膜を形成した。
(Examples 1 to 14, 16 and 18 to 23)
A film was formed on a base material (bolt base material) made of an iron-based material and made of M10 bolt having a hardness of 10.9 and an M10 nut (nut base material) made of the same material as follows.

ボルト基材上に、ユケン工業社製「メタスYC−B11」を用いて金属含有皮膜を形成し、次に、表3に示されるように、組成物1から14、15および17から22のいずれかに浸漬・乾燥(100℃、10分間)することにより、上記の金属含有皮膜上にケイ素含有有機無機複合皮膜を形成した。ナット基材上に、ユケン工業社製「メタスYC−B11」を用いて金属含有皮膜を形成し、次に、表1に示されるように、組成物1から14、15および17から22のいずれかに浸漬・乾燥(100℃、10分間)することにより、上記の金属含有皮膜上にケイ素含有有機無機複合皮膜を形成した。   On the bolt base material, a metal-containing film was formed using “Metas YC-B11” manufactured by YUKEN INDUSTRIAL CO., LTD. Next, as shown in Table 3, any one of Compositions 1 to 14, 15 and 17 to 22 A silicon-containing organic-inorganic composite film was formed on the metal-containing film by immersion and drying (100 ° C., 10 minutes). On the nut base material, a metal-containing film was formed using “Metas YC-B11” manufactured by YUKEN INDUSTRIAL CO., LTD. Next, as shown in Table 1, any one of Compositions 1 to 14, 15 and 17 to 22 A silicon-containing organic-inorganic composite film was formed on the metal-containing film by immersion and drying (100 ° C., 10 minutes).

(実施例15)
ボルト基材上に、まず電気めっきにより亜鉛めっき皮膜を8μm形成し、次に、三価クロムを含有する六価クロムフリー化成処理により化成皮膜を形成し、さらに、表3に示されるように、組成物14に浸漬・乾燥(100℃、10分間)することにより、ケイ素含有有機無機複合皮膜を形成した。ナット基材上に、まず電気めっきにより亜鉛めっき皮膜を形成し、次に、三価クロムを含有する六価クロムフリー化成処理により化成皮膜を形成した。
(Example 15)
On the bolt base material, a galvanized film is first formed by electroplating at 8 μm, then a chemical film is formed by a hexavalent chromium-free chemical conversion treatment containing trivalent chromium, and as shown in Table 3, A silicon-containing organic-inorganic composite film was formed by immersing and drying (100 ° C., 10 minutes) in the composition 14. On the nut base material, a zinc plating film was first formed by electroplating, and then a chemical film was formed by a hexavalent chromium-free chemical conversion treatment containing trivalent chromium.

(実施例17)
ボルト基材上に、まず電気めっきにより亜鉛−鉄合金めっき皮膜を形成し、次に、三価クロムを含有する六価クロムフリー化成処理により化成皮膜を形成し、さらに、表3に示されるように、組成物16に浸漬・乾燥(100℃、10分間)することにより、黒色のケイ素含有有機無機複合皮膜を形成した。ナット基材上に、まず電気めっきにより亜鉛−鉄合金めっき皮膜を形成し、次に、三価クロムを含有する六価クロムフリー化成処理により化成皮膜を形成した。
(Example 17)
On the bolt base material, a zinc-iron alloy plating film is first formed by electroplating, then a chemical film is formed by a hexavalent chromium-free chemical conversion treatment containing trivalent chromium, and as shown in Table 3. Then, a black silicon-containing organic-inorganic composite film was formed by immersing in composition 16 and drying (100 ° C., 10 minutes). On the nut base material, a zinc-iron alloy plating film was first formed by electroplating, and then a chemical film was formed by a hexavalent chromium-free chemical conversion treatment containing trivalent chromium.

(比較例1および2)
ボルト基材上に、ユケン工業社製「メタスYC−B11」を用いて金属含有皮膜を形成し、次に、表1に示されるように、組成物23または24に浸漬・乾燥(100℃、10分間)することにより、上記の金属含有皮膜上にケイ素含有有機無機複合皮膜を形成した。ナット基材上に、ユケン工業社製「メタスYC−B11」を用いて金属含有皮膜を形成し、次に、表1に示されるように、組成物23または24に浸漬・乾燥(100℃、10分間)することにより、上記の金属含有皮膜上にケイ素含有有機無機複合皮膜を形成した。
(Comparative Examples 1 and 2)
On the bolt base material, a metal-containing film is formed using “Metas YC-B11” manufactured by Yuken Industry Co., Ltd., and then immersed in composition 23 or 24 and dried (100 ° C., as shown in Table 1). 10 minutes), a silicon-containing organic-inorganic composite film was formed on the metal-containing film. On the nut base material, a metal-containing film was formed using “Metas YC-B11” manufactured by Yuken Industry Co., Ltd., and then immersed in composition 23 or 24 and dried (100 ° C., as shown in Table 1) 10 minutes), a silicon-containing organic-inorganic composite film was formed on the metal-containing film.

(試験例1)
実施例および比較例により製造したボルトおよびナットを、鉄系材料からなる部材からなる座面板(JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に規定されるタイプHHの座面板、表4から8において「座面板1」と記す。)、アルミニウム系材料(ブリネル硬さ:120)からなる部材からなる座面板(表4から8において「座面板2」と記す。)、およびビッカース硬さが130の鉄系材料からなる部材上に厚さ20μmのカチオン電着塗装膜を備え当該カチオン電着塗装膜の面を座面とする部材からなる座面板(表4から8において「座面板3」と記す。)のいずれかを用いて、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、総合摩擦係数としての第1摩擦係数から第10摩擦係数までを連続して測定した。これらの総合摩擦係数の測定は、SCHATZ社製摩擦係数測定機「SCHATZ ANALYZE」を用いた。上記の摩擦係数測定機は、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて、任意のボルトの締め作業および緩め作業を行うことが可能な締結制御装置を備えるものであった。
(Test Example 1)
Bolts and nuts manufactured according to Examples and Comparative Examples are type HH seat plates defined in a seat plate (JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) made of a member made of an iron-based material. Bearing surface plate 1 ”), a bearing surface plate made of a member made of an aluminum-based material (Brinell hardness: 120) (referred to as“ seat surface plate 2 ”in Tables 4 to 8), and iron having a Vickers hardness of 130 A seat plate made of a member having a cationic electrodeposition coating film having a thickness of 20 μm on a member made of a system material and having the surface of the cationic electrodeposition coating film as a seat surface (referred to as “seat surface plate 3” in Tables 4 to 8). ) In accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005), from the first friction coefficient to the tenth friction coefficient as an overall friction coefficient It was measured continuously. These total friction coefficients were measured using a SCHATZ friction coefficient measuring machine “SCHATZ ANALYZE”. The friction coefficient measuring machine includes a fastening control device capable of performing an arbitrary bolt tightening operation and a loosening operation based on a preset program.

JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に示されるように、総合摩擦力係数μtot(単位:無次元)は、締付けトルクT(単位:Nm)と締付け力F(単位:Nm)との比から、次の近似式によって求めた。
μtot = {(T/F)−(P/2π)}/(0.577d+0.5D
As shown in JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005), the total frictional force coefficient μ tot (unit: dimensionless) is a ratio between the tightening torque T (unit: Nm) and the tightening force F (unit: Nm). From this, the following approximate expression was used.
μ tot = {(T / F) − (P / 2π)} / (0.577d 2 + 0.5D b )

ここで、Pはねじのピッチ(単位:mm)、dはねじの有効径の基準寸法(単位:mm)、Dはボルト頭部座面の外径D(単位:mm)および試験用座面板のボルト穴径d(単位:mm)から次式により求められるものである。
= (D+d)/2
Here, P is the screw pitch (unit: mm), d 2 is the reference dimension of the effective diameter of the thread (unit: mm), D b is the outside diameter D of the bolt head bearing surface 0 (unit: mm) and test bolt hole diameter d h (unit: mm) of use seat plate from those obtained by the following equation.
D b = (D 0 + d h ) / 2

こうして得られた締付けられたボルトとナットとを、上記の摩擦係数測定装置の締結制御装置を用いて、ボルトとナットとの緩め作業を行い、続いて、再び締め作業を行って、ボルトとナットとを締付けた。この締付け作業の際に総合摩擦係数としての第2摩擦係数を測定した。   The bolts and nuts thus tightened are loosened between the bolts and nuts by using the fastening control device of the friction coefficient measuring device, and then tightened again. And tightened. During the tightening operation, the second friction coefficient as a total friction coefficient was measured.

上記の緩め作業と締付け作業との繰り返しを8回行って、それぞれの締付け作業の際に、総合摩擦係数としての第3摩擦係数から第10摩擦係数を測定した。   The above-described loosening operation and tightening operation were repeated eight times, and the tenth friction coefficient was measured from the third friction coefficient as the total friction coefficient during each tightening operation.

こうして得られた各座面板を用いた場合の第10摩擦係数から第1摩擦係数を用いて、第1平均摩擦係数から第3平均摩擦係数を求めた。これらの結果を、表4から8では「平均摩擦係数」の行に示した。各座面板を用いた場合の第10摩擦係数から第1摩擦係数を用いて、第10摩擦係数と第1摩擦係数との差の絶対値を求めた。これらの結果を、表4から8では「摩擦係数変動」の行に示した。   The third average friction coefficient was determined from the first average friction coefficient using the first friction coefficient from the tenth friction coefficient in the case of using each of the seating plates thus obtained. These results are shown in the row of “average friction coefficient” in Tables 4 to 8. The absolute value of the difference between the tenth friction coefficient and the first friction coefficient was obtained using the first friction coefficient from the tenth friction coefficient in the case of using each seat plate. These results are shown in the rows of “Friction coefficient fluctuation” in Tables 4 to 8.

以上の結果に基づき、各実施例について、座面板1、座面板2、座面板3における第1摩擦係数から第10摩擦係数の平均値を求め、その結果を、表4から8の「平均摩擦係数」の行に示した。また、第1摩擦係数と第10摩擦係数との差の絶対値を求め、その結果を、表4から8に「摩擦係数変動」の行に示した。
第1摩擦係数と第10摩擦係数との差の絶対値が0.03以下である場合には、良好と判断し、0.03超である場合には不良と判断した。判断結果を表9の「評価1」の列に示す。座面板1から3の平均摩擦係数の最大値と最小値との差が0.02以下である場合には良好と判断した。判断結果を表9の「評価2」の列に示す。
Based on the above results, the average value of the tenth friction coefficient was determined from the first friction coefficients of the seat plate 1, the seat plate 2, and the seat plate 3 for each of the examples. This is shown in the “Coefficient” line. In addition, the absolute value of the difference between the first friction coefficient and the tenth friction coefficient was obtained, and the results are shown in the lines of “friction coefficient fluctuation” in Tables 4 to 8.
When the absolute value of the difference between the first friction coefficient and the tenth friction coefficient was 0.03 or less, it was judged as good, and when it was over 0.03, it was judged as defective. The judgment results are shown in the column “Evaluation 1” in Table 9. When the difference between the maximum value and the minimum value of the average friction coefficient of the seating plates 1 to 3 was 0.02 or less, it was judged as good. The judgment results are shown in the column “Evaluation 2” in Table 9.

(試験例2)
実施例および比較例により製造したM10のボルトおよびナットと、鉄系材料からなる座面板とを用いて、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、ボルトを試験するようにボルトとナットとを25Nmのトルクで締付けて、ねじ締結体を得た。こうして得られたねじ締結体を150℃の環境下に3時間静置した。その後、25℃の環境下にて、締付けを解除する向きに10Nmのトルクをねじ締結体のボルトに直ちに付与した。このトルク付与の結果、ねじ締結体の締付けが緩むか否かを確認して、締付けが緩まなかった場合に、耐熱緩み性に優れると判定した。確認結果を表9に示した。
(Test Example 2)
Using bolts and nuts of M10 manufactured according to the examples and comparative examples, and a bearing plate made of an iron-based material, the bolts were tested so that the bolts were tested in accordance with JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005). The nut was fastened with a torque of 25 Nm to obtain a screw fastening body. The screw fastening body thus obtained was allowed to stand in an environment of 150 ° C. for 3 hours. Thereafter, in the environment of 25 ° C., a torque of 10 Nm was immediately applied to the bolt of the screw fastening body in the direction to release the tightening. As a result of this torque application, it was confirmed whether or not the tightening of the screw fastening body was loosened. The confirmation results are shown in Table 9.

(試験例3)
実施例および比較例により製造したM10のボルトおよびナットに対して、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠した中性塩水噴霧試験を実施して、ボルトおよびナットを目視で観察することにより、加熱前赤錆発生時間を測定した。次に、別途、実施例および比較例により製造したM10のボルトおよびナットを、250℃の環境下に12時間静置した後、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠して、中性塩水噴霧試験を実施して、ボルトおよびナットを目視で観察することにより、加熱後赤錆発生時間を測定した。こうして求めた加熱後赤錆発生時間および加熱前赤錆発生時間から耐熱比を求めた。求めた耐熱比に基づき、次の基準で加熱後耐食性を評価した。
耐熱比が0.9以上:加熱後耐食性に特に優れる
耐熱比が0.8以上:加熱後耐食性に優れる
耐熱比が0.8未満:加熱後耐食性に優れるとはいえない
加熱前赤錆発生時間および加熱後赤錆発生時間の測定結果ならびに耐熱比の算出結果を表9に示した。
(Test Example 3)
By carrying out a neutral salt spray test based on JIS Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990) on M10 bolts and nuts manufactured according to the examples and comparative examples, and visually observing the bolts and nuts. The red rust occurrence time before heating was measured. Next, separately, the M10 bolts and nuts manufactured according to the examples and comparative examples were allowed to stand in an environment of 250 ° C. for 12 hours, and then neutralized according to JIS Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990). A salt spray test was carried out, and the red rust occurrence time after heating was measured by visually observing the bolts and nuts. The heat resistance ratio was determined from the red rust occurrence time after heating and the red rust occurrence time before heating thus determined. Based on the obtained heat resistance ratio, the corrosion resistance after heating was evaluated according to the following criteria.
Heat resistance ratio of 0.9 or more: Particularly excellent in corrosion resistance after heating Heat resistance ratio of 0.8 or more: Excellent in corrosion resistance after heating Heat resistance ratio of less than 0.8: It cannot be said that the corrosion resistance after heating is excellent. Table 9 shows the measurement results of the red rust occurrence time after heating and the calculation results of the heat resistance ratio.

Claims (17)

基材と基材上に設けられた皮膜とを備える摩擦が制御された部材であって、
前記皮膜は、ケイ素含有物質および樹脂系材料を含有する液状組成物から形成されたケイ素含有有機無機複合皮膜を備え、
少なくとも一方について前記摩擦が制御された部材からなるボルトおよびナットならびに鉄系材料からなる座面板を用いて、第1摩擦係数から第10摩擦係数を測定したときに、前記第10摩擦係数と前記第1摩擦係数との差の絶対値が0.03以下であることを特徴とする摩擦が制御された部材であって、
前記第1摩擦係数は、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定される総合摩擦係数であり、
前記第2摩擦係数は、前記第1摩擦係数を測定した後、前記ボルトと前記ナットとの締付けを緩め、再度、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定される総合摩擦係数であり、
前記第3摩擦係数から第10摩擦係数のそれぞれは、前記第2摩擦係数を測定する際に行われた前記ボルトと前記ナットとの緩め作業および締付け作業の繰り返しを8回行って、それぞれの締付け作業の際に、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して測定される総合摩擦係数である、
摩擦が制御された部材。
A friction-controlled member comprising a substrate and a film provided on the substrate,
The coating comprises a silicon-containing organic-inorganic composite coating formed from a liquid composition containing a silicon-containing substance and a resin-based material,
When the tenth coefficient of friction is measured from the first coefficient of friction using bolts and nuts made of a member whose friction is controlled for at least one and a seat plate made of a ferrous material, the tenth coefficient of friction and the tenth coefficient are measured. 1 is a member whose friction is controlled, characterized in that the absolute value of the difference from the friction coefficient is 0.03 or less,
The first friction coefficient is an overall friction coefficient measured when tightening the bolt and the nut to test the bolt in accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005),
For the second friction coefficient, after the first friction coefficient is measured, tightening of the bolt and the nut is loosened, and the bolt is tested again according to JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005). Is the overall friction coefficient measured when tightening the bolt and the nut,
Each of the third friction coefficient to the tenth friction coefficient is obtained by repeating the loosening operation and the tightening operation of the bolt and the nut performed at the time of measuring the second friction coefficient eight times. It is an overall friction coefficient measured in accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) during work.
A member with controlled friction.
前記座面板を鉄系材料からなる部材として、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定された前記第1摩擦係数から前記第10摩擦係数の10点相加平均である第1平均摩擦係数、
前記座面板をブリネル硬さが120のアルミニウム系材料からなる部材として、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定された前記第1摩擦係数から前記第10摩擦係数の10点相加平均である第2平均摩擦係数、および
前記座面板を、ビッカース硬さが130の鉄系材料からなる部材上に厚さ20μmのカチオン電着塗装膜を備え当該カチオン電着塗装膜の面を座面とする部材として、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを締付ける際に測定された前記第1摩擦係数から前記第10摩擦係数の10点相加平均である第3平均摩擦係数の
最大値と最小値との差が、0.02以内である、請求項1に記載の摩擦が制御された部材。
The first surface measured when the bolt and the nut are tightened to test the bolt in accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005), using the seat plate as a member made of an iron-based material. A first average friction coefficient that is a 10-point arithmetic average of the tenth friction coefficient from the friction coefficient;
When the seat plate is a member made of an aluminum-based material having a Brinell hardness of 120, when the bolt and the nut are tightened so as to test the bolt in accordance with JIS B1084: 2007 (ISO 16047: 2005). The second average friction coefficient, which is a 10-point arithmetic average of the first friction coefficient to the tenth friction coefficient, and the thickness of the seat plate on a member made of an iron-based material having a Vickers hardness of 130 In order to test the bolt according to JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) as a member having a cationic electrodeposition coating film of 20 μm and having the surface of the cationic electrodeposition coating film as a seating surface, A third average friction coefficient that is a 10-point arithmetic average of the tenth friction coefficient from the first friction coefficient measured when tightening the nut. The friction-controlled member according to claim 1, wherein a difference between a maximum value and a minimum value is within 0.02.
前記第2平均摩擦係数を求めるために測定された前記第1摩擦係数と前記第2平均摩擦係数を求めるために測定された前記第10摩擦係数との差の絶対値が0.03以下であり、
前記第3平均摩擦係数を求めるために測定された前記第1摩擦係数と前記第3平均摩擦係数を求めるために測定された前記第10摩擦係数との差の絶対値が0.03以下である、請求項2に記載の摩擦が制御された部材。
The absolute value of the difference between the first friction coefficient measured for obtaining the second average friction coefficient and the tenth friction coefficient measured for obtaining the second average friction coefficient is 0.03 or less. ,
The absolute value of the difference between the first friction coefficient measured for obtaining the third average friction coefficient and the tenth friction coefficient measured for obtaining the third average friction coefficient is 0.03 or less. The member according to claim 2, wherein the friction is controlled.
少なくとも一方について前記摩擦が制御された部材からなるボルトおよびナットならびに鉄系材料からなる座面板を用いて、JIS B1084:2007(ISO 16047:2005)に準拠して、前記ボルトを試験するように前記ボルトと前記ナットとを25Nmのトルクで締付け、得られたねじ締結体を150℃の環境下に3時間静置した後、25℃の環境下にて、締付けを解除する向きに10Nmのトルクを前記ねじ締結体の前記ボルトに直ちに付与しても、前記ねじ締結体の締付けが緩まない、請求項1から3のいずれか一項に記載の摩擦が制御された部材。   The bolt is tested so as to test the bolt in accordance with JIS B 1084: 2007 (ISO 16047: 2005) using a bolt and nut made of a member whose friction is controlled for at least one and a seat plate made of a ferrous material. The bolt and the nut are tightened with a torque of 25 Nm, and the obtained screw fastening body is allowed to stand in an environment of 150 ° C. for 3 hours, and then the torque of 10 Nm is applied in the direction of releasing the tightening in an environment of 25 ° C. The friction-controlled member according to any one of claims 1 to 3, wherein tightening of the screw fastening body does not loosen even if immediately applied to the bolt of the screw fastening body. 前記ボルトおよび前記ナットの双方が、前記摩擦が制御された部材からなる、請求項1から4のいずれか一項に記載の摩擦が制御された部材。   The member with controlled friction according to any one of claims 1 to 4, wherein both the bolt and the nut are made of a member with controlled friction. 前記皮膜は、前記ケイ素含有有機無機複合皮膜よりも前記基材に近位な位置に、亜鉛を含む亜鉛含有皮膜を有し、
前記摩擦が制御された部材を250℃の環境下に12時間静置した後、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠して、中性塩水噴霧試験を実施したときに測定された赤錆発生時間の、前記摩擦が制御された部材を、JIS Z2371:2000(ISO 9227:1990)に準拠して、中性塩水噴霧試験を実施したときに測定された赤錆発生時間に対する比は、0.8以上である、請求項1から5のいずれか一項に記載の摩擦が制御された部材。
The coating has a zinc-containing coating containing zinc at a position closer to the substrate than the silicon-containing organic-inorganic composite coating,
Red rust measured when a neutral salt spray test was conducted in accordance with JIS Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990) after the friction-controlled member was allowed to stand in an environment of 250 ° C. for 12 hours. The ratio of the generation time to the red rust generation time measured when a member in which the friction was controlled was subjected to a neutral salt spray test in accordance with JIS Z2371: 2000 (ISO 9227: 1990) was 0.00. The member with controlled friction according to any one of claims 1 to 5, which is 8 or more.
前記亜鉛含有皮膜は亜鉛系めっき皮膜であり、前記亜鉛系めっき皮膜と前記ケイ素含有有機無機複合皮膜との間に化成皮膜を有する、請求項6に記載の摩擦が制御された部材。   The friction-controlled member according to claim 6, wherein the zinc-containing film is a zinc-based plating film, and has a chemical conversion film between the zinc-based plating film and the silicon-containing organic-inorganic composite film. 前記亜鉛含有皮膜は亜鉛を含む材料の粉末が分散された皮膜である、請求項6に記載の摩擦が制御された部材。   The member with controlled friction according to claim 6, wherein the zinc-containing film is a film in which powder of a material containing zinc is dispersed. 請求項1から8のいずれか一項に記載される摩擦が制御された部材が備える前記ケイ素含有有機無機複合皮膜を形成するための液状組成物であって、前記ケイ素含有物質を形成するためのケイ素含有成分および前記樹脂系材料を形成するための樹脂含有成分を含有する液状組成物。   A liquid composition for forming the silicon-containing organic-inorganic composite film provided in the friction-controlled member according to any one of claims 1 to 8, wherein the silicon-containing material is formed. A liquid composition containing a silicon-containing component and a resin-containing component for forming the resin-based material. 前記ケイ素含有物質は、ケイ酸含有物質および有機ケイ素化合物の少なくとも一方を含む、請求項9に記載の液状組成物。   The liquid composition according to claim 9, wherein the silicon-containing substance includes at least one of a silicic acid-containing substance and an organosilicon compound. 前記ケイ酸含有物質はアルカリシリケートを含む、請求項10に記載の液状組成物。   The liquid composition according to claim 10, wherein the silicic acid-containing substance comprises an alkali silicate. 前記ケイ酸含有物質が含むアルカリシリケートはリチウムシリケートであって、当該リチウムシリケートの、リチウム分のリチウム酸化物換算モル比に対するシリコン分のシリコン酸化物のモル比(SiO/LiO)が5以上10以下である、請求項11に記載の液状組成物。 The alkali silicate contained in the silicic acid-containing substance is lithium silicate, and the molar ratio of silicon oxide to silicon oxide (SiO 2 / Li 2 O) relative to the lithium oxide equivalent molar ratio of lithium in the lithium silicate is 5 The liquid composition according to claim 11, which is 10 or more. 前記樹脂系材料は架橋剤を含有する、請求項9から12のいずれか一項に記載の液状組成物。   The liquid composition according to any one of claims 9 to 12, wherein the resin-based material contains a crosslinking agent. 前記ケイ素含有物質の含有量は、前記液状組成物全体に対して、1質量%以上80質量%以下である、請求項9から13のいずれか一項に記載の液状組成物。   The liquid composition according to any one of claims 9 to 13, wherein a content of the silicon-containing substance is 1% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire liquid composition. 前記ケイ素含有物質はアルカリシリケートを含有し、前記アルカリシリケートの含有量は、前記液状組成物全体に対して、10質量%以上60質量%以下である、請求項9から14のいずれか一項に記載の液状組成物。   The silicon-containing substance contains an alkali silicate, and the content of the alkali silicate is 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the entire liquid composition. The liquid composition as described. 前記樹脂系材料の含有量は10質量%以上70質量%以下である、請求項9から15のいずれか一項に記載の液状組成物。   The liquid composition according to any one of claims 9 to 15, wherein the content of the resin material is 10% by mass or more and 70% by mass or less. 前記ケイ素含有物質の含有量の前記樹脂系材料の含有量に対する質量比率(ケイ素含有物質/樹脂系材料)は、0.3から5の範囲内である、請求項9から16のいずれか一項に記載の液状組成物。   17. The mass ratio of the content of the silicon-containing substance to the content of the resin-based material (silicon-containing substance / resin-based material) is in the range of 0.3 to 5, 17. A liquid composition as described in 1.
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