JPH0742719A - フアスナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、皮膜形成能を有する重合体により
水中に乳化されたアクリル系単量体をベースとするマイ
クロカプセル状接着剤の皮膜をネジ部に形成させてなる
フアスナにおいて、該皮膜は該接着剤の塗布および乾燥
を複数回重ねることにより形成されたものであることを
特徴とするフアスナ。 【効果】 本発明のフアスナは、マイクロカプセル状接
着剤が堅固にフアスナのネジ部に付着しており、締結時
に剥離することが少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種部品間の組立等に用
い、締結時に係合面間に瞬間的密封係合を与える接着剤
をねじ部にプレコートした固着用フアスナ、即ちボル
ト、ナットおよび小ねじ等に関するものである。該フア
スナを使用すると、締結時に接着剤皮膜が剥離せず、簡
便で強固な締結部分が形成され、締め付け作業の信頼性
が上がり、また安定な組立作業を行うことができる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、２成分が接触することによ
り、硬化反応を起こす接着剤の、１成分をマイクロカプ
セルに内包させ、他成分はそのままの状態で、両者を混
合してなる接着剤、或いは該接着剤に皮膜形成能を有す
る重合体を添加した接着剤をねじ部にプレコートした締
め付け用ボルトまたはナットは公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のねじ部
にプレコートされたマイクロカプセルを含有する接着
剤、特にアクリル系単量体を含むものは、締結時にネジ
の谷部より剥離し易く、この為、係合面間に接着剤が充
分に満たされることがなく、密封係合が不完全になり易
く、従って上記のプレコートした締め付け用ボルトまた
はナットは、締結強度が低く且つばらつきが大きくなる
等の欠陥を有し、安定した品質の製品としてユーザーに
供給することが難しいものであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記従来技
術の欠点を解決すべく鋭意検討した結果、全く新たなネ
ジ部への接着剤のプレコート方法を見出し、本発明を完
成するに至った。即ち本発明は、皮膜形成能を有する重
合体により水中に乳化されたアクリロイル基および／ま
たはメタクリロイル基を有する単量体（以下「アクリル
系単量体」と称する。）、アミノ樹脂を壁膜とするカプ
セル化された有機過酸化物（以下「カプセル化有機過酸
化物」と称する。）、並びに該有機過酸化物とレドック
スを形成する還元剤（以下単に「還元剤」と称する。）
からなる接着剤組成物（以下「マイクロカプセル状接着
剤」と称する。）の皮膜をネジ部に形成させたフアスナ
において、該皮膜は該接着剤組成物の塗布および乾燥を
複数回重ねることにより形成されたものであることを特
徴とするフアスナである。

【０００５】（アクリル系単量体）アクリル系単量体と
しては、メチルアクリレートおよび／またはメチルメタ
クリレート（以下アクリレートおよび／またはメタクリ
レートを、「（メタ）アクリレート」と称する。）、エ
チル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリ
レート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、テ
トラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）ア
クリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、グリシジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル
（メタ）アクリレート、ｎ−ブトキシエチル（メタ）ア
クリレート、スルホプロピル（メタ）アクリレート、ス
ルホエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリロイルホスファイト、アセトキシエチ
ル（メタ）アクリレート並びにメチルカルビトール（メ
タ）アクリレート等のモノ（メタ）アクリレート；エチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコー
ルのジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオール
ジ（メタ）アクリレート、多塩基酸とポリオール並びに
アクリル酸および／またはメタクリル酸（以下「（メ
タ）アクリル酸」と称する。）を脱水縮合しポリエステ
ル化反応により得られるポリエステルジ（メタ）アクリ
レート、エポキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリ
レート、エチレングリコール、ジエチレングリコールま
たはトリエチレングリコール並びにエポキシ化ビスフェ
ノールＡからなる縮合体と（メタ）アクリル酸より得ら
れるジ（メタ）アクリレート、ジイソシアネート、グリ
コールおよびヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
より得られるポリウレタンジ（メタ）アクリレート等の
ジ（メタ）アクリレート；更にグリセリン、トリメチロ
ールプロパンまたはペンタエリスリトール等と（メタ）
アクリル酸から得られる（メタ）アクリレート構造を２
個以上含む化合物等が挙げられる。

【０００６】これらのアクリル系単量体の内、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コールまたはテトラエチレングリコールのジ（メタ）ア
クリレート；エチレングリコール、ジエチレングリコー
ルまたはトリエチレングリコール並びにエポキシ化ビス
フェノールＡからなる縮合体と（メタ）アクリル酸より
得られるジ（メタ）アクリレートが接着剤とした場合の
接着力が大きく好ましい。

【０００７】（皮膜形成能を有する重合体）本発明にお
いて接着剤組成物を構成する皮膜形成能を有する重合体
は、アクリル系単量体を水中に乳化し得る機能を具備す
るものであって、この重合体は、水溶液状態または水分
散状態で、界面活性があり且つ数平均分子量が３０００
〜１０００００程度の重合体であり、例えば（メタ）ア
クリル酸単位２０〜５０重量％を共重合体の構成単位と
するアクリル酸エステル系樹脂、酢酸ビニル樹脂或いは
メチルビニルエーテル共重合体、ポリビニルピロリド
ン、ケン化度が３０〜９９モル％のポリビニルアルコー
ル、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、メトキシヒドロキシプロピルセルロース、エチレン
−マレイン酸無水物共重合体、水溶性または水とアルコ
ールとの混合溶媒に可溶なナイロン重合体、（メタ）ア
クリル酸エステル樹脂エマルジョン等の水分散性重合体
が挙げられる。

【０００８】これらの重合体の内、ケン化度が３０〜９
９モル％のポリビニルアルコール、水溶性または水とア
ルコールとの混合溶媒に可溶なナイロン重合体、若しく
はこれらの混合物が、本発明における接着剤において好
適な条件を与えるので好ましい。

【０００９】アクリル系単量体の乳化において、皮膜形
成能を持つ水溶性または水分散性重合体の配合量はアク
リル系単量体１００重量部に対して０．５〜３０重量部
とすると、得られる接着剤の接着能が大きくなり好まし
い。より好ましくは２〜２０重量部である。

【００１０】またアクリル系単量体１００重量部に対し
て、ベースとなる水は５０〜２５０重量部の割合で用い
ることが好ましく、得られたエマルジョンは、Ｂ型粘度
計により２０ｒｐｍで３０００〜８００００ｃｐｓの粘
度を示し、かつ乳化されたアクリル系単量体の油滴の径
が１〜２００μｍであると、塗工機による塗工性がよく
好ましい。

【００１１】（カプセル化有機過酸化物）有機過酸化物
としては、ハイドロパーオキサイド、ケトンパーオキサ
イド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル
またはジアシルパーオキサイド等が挙げられるが、特に
ベンゾイルパーオキサイドまたはｍ−トルオイルパーオ
キサイドのようなレドックス反応性の強い有機過酸化物
を用いると接着性能が高くなるので好ましい。

【００１２】有機過酸化物の使用量は、アクリル系単量
体１００重量部に対して０．２〜１０重量部が好まし
く、より好ましくは０．５〜４重量部である。０．２重
量部未満では、接着性能が充分に発揮されず、他方１０
重量部を超える場合は、適正量を超えて異物として混合
され接着性能が低下する恐れがある。

【００１３】有機過酸化物は、尿素−ホルマリンまたは
メラミン−ホルマリン樹脂等のアミノ樹脂で被覆し、好
ましくは粒径１〜６０μｍのマイクロカプセルとして使
用する。カプセル化有機過酸化物を得る好ましい例の一
つとしては、メチロール化反応で得たｐＨ７．５〜９の
尿素−ホルマリンのプレポリマー中に、粉末状または油
状の有機過酸化物を懸濁させてから、ｐＨを２〜３に下
げ且つ反応温度を３５〜４７℃に維持して、初期の段階
はホモミキサーを用いて高攪拌下で、次いでプロペラ型
攪拌機を用いて比較的低速攪拌下でメチレン化反応を行
い、過酸化物粒子に生成ポリマーを沈積させながらカプ
セル化する方法が挙げられる。この方法により微粉末状
のカプセル化有機過酸化物を得ることができる。

【００１４】上記のメチレン化反応を制御することによ
り、１〜６０μｍの粒径のカプセルを製造することがで
きる。１μｍ未満では接着剤のポットライフが低くな
り、６０μｍを超える場合は、固着強度が低下し各々好
ましくない。更に好ましい粒径は５〜５０μｍの範囲で
ある。

【００１５】カプセル中の有機過酸化物の含有量は、カ
プセル全体を１００重量％として１０〜３０重量％の範
囲が好ましい。１０重量％未満では締結時にカプセルが
破壊し易く、他方３０重量％を超える場合は、過酸化物
が反応系に流出し易く各々不適当である。

【００１６】（還元剤）還元剤は、アクリル系単量体に
溶解させるか、またはこれが困難な場合は水性状に乳化
させて、接着剤を構成する他の成分と混合して使用する
ことができる。還元剤としては、銅、コバルトまたはマ
ンガン等の有機酸類；エチレンチオ尿素、テトラメチル
チオ尿素、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メ
ルカプトエタノールまたはチオリンゴ酸等のチオ化合
物；ヒドラジン、２−ヒドロキシエチルヒドラジンまた
はベンゾイルヒドラジン等のヒドラジン誘導体；ｐ−ト
ルエンスルフィン酸ソーダまたはｏ−スルホ安息香酸イ
ミド等のスルホ化合物；Ｌ−アスコルビン酸または果糖
等の還元糖或いはこの誘導体；トリエチレンジアミン、
ジメチルアニリン、ジメチル−ｐ−トルイジン、ジエチ
ル−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−アニシジ
ン等のアミン化合物が挙げられ、この中でもジメチル−
ｐ−トルイジンまたはｏ−スルホ安息香酸イミドを使用
すると接着速度とポットライフ性のバランスがよく好ま
しい。

【００１７】還元剤は、同時に使用する有機過酸化物の
種類または他に併用する還元剤の反応性に応じて選択す
ることが好ましく、例えばベンゾイルパーオキサイドま
たはｍ−トルオイルパーオキサイドを使用する場合は、
還元剤としてジメチル−ｐ−トルイジンおよび／または
ｏ−スルホ安息香酸イミドの使用が好ましい。

【００１８】還元剤の使用量はアクリル系単量体１００
重量部に対して０．１〜５重量部が好ましく、より好ま
しくは０．２〜３重量部である。０．１重量部に満たな
い時はレドックス反応性が弱く、常温以下における接着
能が弱く、他方５量部を超える場合はレドックス反応機
構のバランスを失い、接着性能の保存安定性が悪くなり
各々好ましくない。

【００１９】（他の重合調整剤）マイクロカプセル状接
着剤の接着能の安定性を更に増加させるために、クロロ
フィルおよび／またはクロロフィルの金属置換体、チタ
ン酸カリ繊維、ハイドロキノン、メチルハイドロキノ
ン、２，４−ジニトロアニソール、２，６−ジターシャ
リーブチル−ｐ−クレゾール、トリエタノールアミン、
或いはパラトリルジエタノールアミンを接着剤に添加す
ることができる。使用量はアクリル系単量体１００重量
部に対して２重量部以下が好ましい。２重量部を超える
と重合の促進と抑制のバランスが取り難くなり好ましく
ない。

【００２０】（トルク調整剤）フアスナの締結時に軸力
を調整したり、微粒子状のカプセル化有機過酸化物を効
率よく破壊させるために、シリカ、アルミナまたは炭酸
カルシウムの微粉末、チタン酸カリ繊維、ガラス質また
はセラミック質のマイクロバルーンを適宜マイクロカプ
セル状接着剤に添加することができる。使用量はアクリ
ル系単量体１００重量部に対して３０重量部以下が好ま
しい。３０重量部を超えると固着力が低下する恐れがあ
る。

【００２１】（皮膜の形成）本発明のフアスナは、接着
剤皮膜の形成過程を重要な要素とするものである。即ち
製品としてのフアスナに要求される量および／または厚
さの接着剤皮膜の形成過程を複数回に分割したことによ
り、最終的にプレコートされた接着剤皮膜がフアスナ表
面に充分密着し、かつ締結時には係合面間に接着剤成分
が満たされるので強固な締結部分を形成することができ
る。

【００２２】具体的方法は、前記アクリル系単量体、カ
プセル化有機過酸化物、還元剤、更に必要により重合調
整剤および／またはトルク調整剤を混合して得たマイク
ロカプセル状接着剤の分散体を、フアスナのネジ部に複
数回に分けて塗布、乾燥して皮膜を形成する。フアスナ
のネジ部に該接着剤を均一に塗布するためには、ロール
塗工法またはディッピング法等の方法を取ることができ
る。

【００２３】一段目の皮膜の形成量は、次の二段目の皮
膜の形成過程で形成する量より少ないことが好ましく、
且つ乾燥温度は二段目よりも高い方が好ましい。これら
の条件に従うと、接着剤皮膜のフアスナ表面に対する密
着性が向上して好ましい。好ましい塗布量は例えば１０
ｍｍ径のボルトの場合、１５ｍｍ巾に対して０．０１〜
０．１０ｇ（固形分換算）である。０．１ｇ未満では締
結時の固着力が十分でなく、一方０．１０ｇを超えても
締結力はそれ程上昇せず、逆に締結時に余分な接着剤が
剥離する傾向があり、いずれも好ましくない。乾燥は、
７０〜１００℃にて５〜２０分間行うことが好ましい
が、フクレの発生を防止するように適宜、乾燥温度およ
び時間を設定することが好ましい。

【００２４】一段目の皮膜の形成過程と同様にマイクロ
カプセル状接着剤を塗布、乾燥させて二段目の皮膜を形
成する。この際、マイクロカプセル状接着剤としては一
段目のものと同じでも異なっていてもよいが、接着剤皮
膜のフアスナ表面への密着性の向上または生産性の向上
の点から、同一の接着剤を用いる方が好ましい。

【００２５】この場合一段目の皮膜の形成には若干低固
形分の接着剤をディッピング法で形成し、二段目は比較
的高固形分の接着剤をロール塗工法で塗布することが好
ましい。この方法により二段目で比較的厚めの皮膜を量
産することができる。好ましい塗布量は例えば１０ｍｍ
径のボルトの場合、１５ｍｍ巾に対して０．０５〜０．
２０ｇ（固形分換算）である。乾燥は５０〜９０℃にて
５〜３０分間行うことが好ましい。皮膜の形成は一段目
および二段目の２回だけでなく、３回以上に分けて行っ
てもよい。

【００２６】

【作用】本発明のフアスナは、締結時にマイクロカプセ
ル状接着剤が表面から剥離せず、ボルト、ナット係合面
間に該接着剤が満たされており、従って硬化反応が効率
よく惹起し、これによりばらつきのない強固な締結を形
成することができる。この理由は定かではないが、マイ
クロカプセル状接着剤をフアスナのネジ部に塗布した場
合には、金属表面に主としてアクリル系単量体からなる
重合性の層が生じ、その上に皮膜形成可能な重合体の層
が形成されるという二層構造になる。この重合性の層が
厚くなると、ネジ部との密着性が悪くなるので、塗布、
乾燥を複数回に分けて行い、重合性の層を接着剤皮膜中
に複数の層に分割して存在させることにより、接着剤皮
膜とネジ部の密着性を向上させることができるものと考
えられる。

【００２７】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて、本発明
を更に詳しく説明する。 実施例１ （アクリル系単量体乳化液の調製）２リットルビーカー
に純水８６０ｇ、ゴーセノールＧＭ−１４（ケン化度８
６モル％、平均重量度１４００の部分ケン化ポリビニル
アルコール、日本合成化学工業（株）製）１００ｇを仕
込み水溶液にした。その後プロペラ型撹拌装置で６５０
ｒｐｍの撹拌下で、ＮＫ ＢＰＥ−２００（２，２−ビ
ス〔４−（メタクリロキシ・ジエトキシ）フェニル〕プ
ロパン、新中村化学工業（株）製）１０００ｇおよびＡ
Ｑ−ナイロン Ａ−９０（ジメチルアミノ置換型水溶性
ナイロン、東レ（株）製）２０ｇを投入して、２時間攪
拌を続け水性状乳化液を得た。この乳化液は粒径２〜６
μｍの乳化粒子を有し、Ｂ型粘度計６ｒｐｍにて８００
０ｃｐｓの粘度であった。

【００２８】（カプセル化有機過酸化物の製造）１リッ
トルフラスコに、３７重量％濃度のホルマリン水溶液３
５０ｇ、尿素１３１ｇおよびトリエタノールアミン１．
７ｇを仕込み、７０℃にてプロペラ型撹拌装置を用いて
３００ｒｐｍにて２時間撹拌、反応させて、ｐＨ８．１
でＢ型粘度計による６０ｒｐｍの粘度が７ｃｐｓである
プレポリマーを得た。次いで室温下で２リットルビーカ
ーに前記のプレポリマー水溶液６０９ｇと純水６０９ｇ
を仕込み、ホモジナイザーで４０００ｒｐｍの撹拌下
で、１Ｎ硫酸の添加によりｐＨを２．６に調製した。ベ
ンゾイルパーオキサイドの微粉末（平均粒径２０μｍ）
１２．８ｇを投入し、４０℃に昇温し、６時間反応させ
た後、プロペラ型撹拌装置を用いて３００ｒｐｍの撹拌
下にて１４時間反応を続けた。

【００２９】得られたスラリーを１Ｎ水酸化ナトリウム
水溶液で中和し、純水およびメタノールで洗浄して、４
０℃にて棚段乾燥を行った結果、ベンゾイルパーオキサ
イドを２５重量％含み、尿素樹脂を皮膜とする粒径５〜
３０μｍのカプセル体５１．２ｇを得た。

【００３０】（マイクロカプセル状接着剤の製造）２リ
ットルビーカーに前記のアクリル系単量体の乳化液の全
量、微粒子状カプセル化有機過酸化物８０ｇ（ベンゾイ
ルパーオキサイドとして２０ｇ含有）、還元剤としてジ
メチルパラトルイジン ７ｇおよびトルク調整剤として
ガラスマイクロバルーンＨ−４０（ホウ珪酸ガラス製、
４０〜５０μｍ、富士デヴィソン化学（株）製）１００
ｇを投入し、ラボミキサーで２０００ｒｐｍにて５分間
攪拌を行い、マイクロカプセル状接着剤を得た。

【００３１】（皮膜の形成）１０ｍｍ径、長さ４０ｍｍ
の黄色クロメートボルトのネジ部に、巾１５ｍｍにわた
って上記マイクロカプセル状接着剤０．０５ｇ（固形分
換算）を均一に塗布した。８０℃で２０分間乾燥を行っ
て、表面にタックのない樹脂皮膜を形成した。

【００３２】一段目の皮膜形成に続いて同じ箇所に同一
のマイクロカプセル状接着剤０．１０ｇ（固形分換算）
を均一に塗布し、７０℃で３０分間乾燥を行って、表面
にタックのない樹脂皮膜を形成させ、マイクロカプセル
状接着剤が充分に密着した接着締め付け型のネジを得
た。

【００３３】（接着性試験）前記の塗工されたボルトに
３００ｋｇ重・ｃｍのトルクにてナットを締め付け、２
３℃で２４時間放置後の破壊トルクを測定した。また接
着剤皮膜の剥離状況を目視で観察した。これらの結果を
表１に示した。

【００３４】実施例２〜５、比較例１ 一段目または二段目の皮膜形成過程で、皮膜の塗布量ま
たは乾燥温度を表１のように変更した以外は実施例１と
同じ条件で評価を行った。得られた結果を表１に示し
た。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明のフアスナは、マイクロカプセル
状接着剤が堅固にフアスナのネジ部に付着しており、こ
の為、締結時に該接着剤が剥離することなく、ボルト・
ナット係合面間に反応性接着剤が満たされ、硬化反応が
効率よく行われる。本発明のフアスナを用いると、固着
力が強く且つ力のばらつきの小さな締結部分を形成する
ことができ、フアスナの締結作業の簡便性および確実性
を向上させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 皮膜形成能を有する重合体により水中に
   乳化されたアクリロイル基および／またはメタクリロイ
   ル基を有する単量体、アミノ樹脂を壁膜とするカプセル
   化された有機過酸化物、並びに該有機過酸化物とレドッ
   クスを形成する還元剤からなる接着剤組成物の皮膜をネ
   ジ部に形成させたフアスナにおいて、該皮膜は該接着剤
   組成物の塗布および乾燥を複数回重ねることにより形成
   されたものであることを特徴とするフアスナ。