JPS6220240B2 - - Google Patents

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JPS6220240B2
JPS6220240B2 JP22778982A JP22778982A JPS6220240B2 JP S6220240 B2 JPS6220240 B2 JP S6220240B2 JP 22778982 A JP22778982 A JP 22778982A JP 22778982 A JP22778982 A JP 22778982A JP S6220240 B2 JPS6220240 B2 JP S6220240B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating
present
chromate
metal
corrosion resistance
Prior art date
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Expired
Application number
JP22778982A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS59122598A (en
Inventor
Yoshito Uramoto
Sei Kaneko
Shunryo Hirose
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toagosei Co Ltd filed Critical Toagosei Co Ltd
Priority to JP22778982A priority Critical patent/JPS59122598A/en
Priority to US06/553,331 priority patent/US4642011A/en
Publication of JPS59122598A publication Critical patent/JPS59122598A/en
Publication of JPS6220240B2 publication Critical patent/JPS6220240B2/ja
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は金属製ねじ要素、特に耐蝕性にすぐれ
た金属製ねじ要素に関するものである。 締結具としてのねじ要素、すなわち、ボルト・
ナツト・ビス・スクリユー等は日用品から産業用
機器、輸送機器、建築物等において広く使用され
ている治具であり、それぞれの機器、構造物等の
締結部として重要な役割りをはたしているもので
ある。なかでも金属製のねじ要素はその高耐力性
のためその使用数は最も多く、かつ応力のかかる
重要な部位に使われている。 金属製ねじ要素は高品質高性能、安価であり豊
富な品ぞろえとともに長年の実績を有するもので
あるが、金属間の締結に使用されて、液だまりな
どの高湿条件下におかれるなどの悪条件にさらさ
れると材質の金属の腐蝕が発生し「錆びつき」に
よりねじ要素の脱着が不能になつたり、更にはね
じ要素自体の破損、脱落などの重大な欠陥を発生
させていた。このようなねじ要素の腐蝕を抑制す
るために従来より下記のような種々の処理が行わ
れている。 通常の鋼材をベースとするねじ要素の場合には
例えば酸化被膜処理、卑金属または貴金属による
メツキ、二層以上の金属メツキ、金属塩もしくは
重金属酸類を含有する液による化学処理、塗油、
熱可塑性樹脂によるコーテイング、熱硬化性樹脂
によるコーテイング等である。以上のうち酸化被
膜処理は本質的に長期的な耐蝕被膜となり得ずオ
イル、グリースなど表面に施して使用するのが一
般的である。 金属メツキはメツキする金属によつては美麗な
外観を有し、長期の耐蝕性を有するものである
が、メツキ被膜が硬質なため、応力、熱サイクル
等によりひび割れを生じ、耐蝕性を落すことがあ
る。更には締結場所によつてはねじ要素と締結さ
れる金属もしくは締結される金属同志の部分電池
作用(電蝕作用)により腐蝕速度が大巾に促進さ
れることがある。化学処理もまた同様である。金
属メツキ系でねじ要素類において最も多用される
亜鉛クロメート処理は亜鉛メツキの上にクロム
酸・重クロム酸の水和物などよりなる被膜を施し
たものであり多方面で賞用されているものである
が、これらのクロメート被膜も割れ、変質を起し
やすく、応力がかかつた時、60〜80℃以上の温度
にさらされた場合など簡単に破壊されその耐蝕性
が大巾に低下するという欠点を有している。ま
た、樹脂コーテイングの場合は、必要な耐蝕性を
示す被膜を得るためにはその膜厚を厚くしなけれ
ばならず、ねじ要素の形状精度を低下させるため
締結時において締結の精度をあげることに困難を
生じるなどの問題があつた。 本発明者等は上記問題を解消すべく鋭意検討を
加えた結果、本発明を完成した。 すなわち本発明はアミノアルキル基とアルコキ
シ基を有するケイ素化合物とオキシラン環を有す
る化合物との反応生成物の被膜を有していること
を特徴とする金属製ねじ要素に関するものであ
る。本発明に用いられる反応生成物による被膜は
薄膜で、特別な成膜処理を要せずに優秀な耐蝕性
を示すという大きな特長を有し、特に上記クロメ
ート被膜の変質、破壊による耐蝕性低下防止に大
きな寄与をするという優れた特長を有するもので
ある。本発明のねじ要素が有する特長を列記すれ
ば下記の如くである。 (1) 耐蝕性のすぐれたねじ要素であるため高度の
腐蝕環境にさらされる部位に適用できる。 (2) 被膜は透明であるため金属面もしくは金属メ
ツキ面の美観、光択を保持しうる。 (3) 被膜が薄膜であるためねじ要素の形状精度を
低下させることがなく、締結時の締結不良等を
生じない。 (4) 加熱、又は応力による耐蝕性の低下がないた
め、高熱部位、高張力部位にも適用できる。
又、加熱加工等が耐蝕性を犠牲にせず実施でき
る。 以下本発明について詳説すると、本発明に適応
する金属製ねじ要素とは、鉄、ステンレス、アル
ミニウム、銅、真鍮、鉋金、等、の金属材料及び
鉄にクロム、ニツケル、亜鉛等のメツキ被膜を施
したもの、又は、リン酸塩処理、ユニクロム液処
理、アルカリ煮沸処理等を施した金属材料からな
るねじ要素であり、特に本発明の有する効果を最
大限に発揮させるものはクロメート処理の施され
た金属製のねじ要素である。 また、ねじ要素とは、前記したようにボルト、
ナツト、ビス、スクリユー等に代表される、ねじ
が螺設された締め具であり、又ねじ部を有する器
具装置類の、ねじ螺設部をも含むものである。 本発明に用いられるアミノアルキル基とアルコ
キシ基を有するケイ素化合物の具体例としては、
例えば、アミノメチルトリエトキシシラン、γ−
アミノブロピルトリエトキシシラン、γ−アミノ
イソブチルトリメトキシシランなどの1個のアミ
ノアルキル基と3個のアルコキシ基を有するアミ
ノアルキルトリアルコキシシラン;N−(β−ア
ミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)アミノメチルトリエト
キシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランなどのN−(アミ
ノアルキル)アミノアルキル基と3個のアルコキ
シ基を有するN−(アミノアルキル)アミノアル
キルトリアルコキシシラン;アミノメチルメチル
ジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジ
エトキシシランなどのアミノアルキル基と2個の
アルコキシ基を有するアミノアルキルアルキルジ
アルコキシシラン;N−(β−アミノエチル)−γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどの
N−(アミノアルキル)アミノアルキル基と2個
のアルコキシ基を有するN−(アミノアルキル)
アミノアルキルアルキルジアルコキシシランなど
であり、アルコキシ基を2個以上有するものが防
錆性をあげるために本発明にとり好ましいもので
ある。又、本発明に用いられるもう一つの成分で
あるオキシラン環を有する化合物の具体例として
は、一般的に公知のエポキシ樹脂、即ち、ビスフ
エノールA及びF型エポキシ樹脂 X:
The present invention relates to a metal screw element, and particularly to a metal screw element with excellent corrosion resistance. Threaded elements as fasteners, i.e. bolts
Nuts, screws, screws, etc. are jigs that are widely used in everything from daily necessities to industrial equipment, transportation equipment, buildings, etc., and play an important role as fasteners for each equipment, structure, etc. be. Among them, metal screw elements are used the most because of their high strength and are used in important parts that are subject to stress. Metal screw elements have a long track record of high quality, high performance, low cost, and a wide variety of products. When exposed to these conditions, the metal of the material corrodes, causing "rust" that makes it impossible to attach and remove the screw element, and even causes serious defects such as the screw element itself breaking or falling off. In order to suppress such corrosion of threaded elements, various treatments such as those described below have been conventionally performed. In the case of screw elements based on ordinary steel materials, for example, oxide coating treatment, plating with base metals or precious metals, two or more layers of metal plating, chemical treatment with liquid containing metal salts or heavy metal acids, oil coating,
These include coating with thermoplastic resin, coating with thermosetting resin, etc. Of the above, the oxide film treatment cannot essentially provide a long-term corrosion-resistant film, and is generally used by applying it to the surface of oil, grease, etc. Depending on the metal being plated, metal plating has a beautiful appearance and long-term corrosion resistance, but since the plating film is hard, it can crack due to stress, thermal cycles, etc., reducing its corrosion resistance. There is. Furthermore, depending on the fastening location, the corrosion rate may be greatly accelerated due to the partial battery action (galvanic corrosion action) of the metal fastened to the screw element or of the metals fastened together. The same applies to chemical treatments. Zinc chromate treatment, which is most commonly used for metal plating screw elements, is a coating made of chromic acid/dichromate hydrate, etc. applied to the zinc plating, and is used in many fields. However, these chromate coatings are also prone to cracking and deterioration, and are easily destroyed when stress is applied or when exposed to temperatures of 60 to 80 degrees Celsius or higher, greatly reducing their corrosion resistance. It has the following drawbacks. In addition, in the case of resin coating, in order to obtain a coating that exhibits the necessary corrosion resistance, the thickness of the coating must be increased, which reduces the accuracy of the shape of the screw element, so it is necessary to increase the accuracy of the tightening process. There were problems such as difficulties. The present inventors have completed the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the present invention relates to a metal screw element characterized by having a coating of a reaction product of a silicon compound having an aminoalkyl group and an alkoxy group and a compound having an oxirane ring. The film made of the reaction product used in the present invention is a thin film, and has the great advantage of exhibiting excellent corrosion resistance without requiring any special film-forming treatment.In particular, it prevents deterioration of corrosion resistance due to deterioration or destruction of the chromate film. It has the excellent feature of making a large contribution to the The features of the screw element of the present invention are listed below. (1) It is a screw element with excellent corrosion resistance, so it can be applied to areas exposed to highly corrosive environments. (2) Since the film is transparent, it can maintain the aesthetic appearance and optical properties of metal or metal-plated surfaces. (3) Since the coating is a thin film, it does not reduce the shape accuracy of the screw element and does not cause fastening defects during fastening. (4) Since there is no decrease in corrosion resistance due to heating or stress, it can be applied to areas of high heat and high tension.
Furthermore, heat processing and the like can be performed without sacrificing corrosion resistance. To explain the present invention in detail below, the metal screw elements applicable to the present invention include metal materials such as iron, stainless steel, aluminum, copper, brass, and plated metal, and iron with a plating coating of chromium, nickel, zinc, etc. Thread elements made of metal materials that have been treated with phosphate, Unichrome liquid treatment, alkali boiling treatment, etc. In particular, those that have been subjected to chromate treatment to maximize the effects of the present invention. It is a screw element made of metal. In addition, the threaded element refers to a bolt, as described above.
It is a fastener with a screw threaded thereon, typified by a nut, screw, screw, etc., and also includes a threaded part of an instrument device having a threaded part. Specific examples of silicon compounds having an aminoalkyl group and an alkoxy group used in the present invention include:
For example, aminomethyltriethoxysilane, γ-
Aminoalkyltrialkoxysilane having one aminoalkyl group and three alkoxy groups such as aminopropyltriethoxysilane, γ-aminoisobutyltrimethoxysilane; N-(β-aminoethyl)aminomethyltrimethoxysilane;
N having an N-(aminoalkyl)aminoalkyl group and three alkoxy groups, such as N-(β-aminoethyl)aminomethyltriethoxysilane and N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane. -(Aminoalkyl)aminoalkyltrialkoxysilane; Aminoalkylalkyldialkoxysilane having an aminoalkyl group and two alkoxy groups such as aminomethylmethyldiethoxysilane and γ-aminopropylmethyldiethoxysilane; N-(β -aminoethyl)-γ
-N-(aminoalkyl) having an N-(aminoalkyl)aminoalkyl group and two alkoxy groups, such as aminopropylmethyldimethoxysilane
These include aminoalkylalkyldialkoxysilanes, and those having two or more alkoxy groups are preferred for the present invention in order to improve rust prevention properties. Specific examples of the compound having an oxirane ring, which is another component used in the present invention, include generally known epoxy resins, namely bisphenol A and F type epoxy resins. X:

【式】もしくは[Formula] or

【式】 もしくはH Y:アルキル基もしくはH グリシジルアミン型エポキシ樹脂、例えば X2N−R1−NX2[Formula] or H Y: alkyl group or H glycidylamine type epoxy resin, for example, X 2 N-R 1 -NX 2 ,

【式】 X:【formula】 X:

【式】 R1、R2:アルキレン基、アラアルキレン基、シ
クロアルキレン基など ノボラツク型エポキシ樹脂、例えば X:
[Formula] R 1 , R 2 : Alkylene group, aralkylene group, cycloalkylene group, etc. Novolak type epoxy resin, e.g. X:

【式】 R:アルキル基、アラアルキル基など などを適用することができる。又、上記エポキシ
樹脂以外のオキシラン環を有する化合物も用いる
ことができる。 エポキシ樹脂以外のオキシラン環を有する化合
物としては、オキシラン環とアルコキシ基を有す
る有機ケイ素化合物がある。このような化合物と
しては、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランなどのグリシドキシアルキルトリア
ルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジメトキシシランなどのグリシドキシアルキル
アルキルジアルコキシシランなどである。本発明
に用いて好ましいものはオキシラン環とアルコキ
シ基を有する有機ケイ素化合物であり、特にアル
コキシ基を2個以上有するものが好ましい。 本発明におけるケイ素化合物とオキシラン環を
有する化合物の反応割合としては平均分子量によ
るモル比にてケイ素化合物1に対してオキシラン
環を有する化合物0.05〜1であるのが好ましく、
より好ましくはケイ素化合物1に対してオキシラ
ン環を有する化合物0.2〜0.9である。ケイ素化合
物1モルに対してオキシラン環を有する化合物が
0.05モル未満である場合には塗布組成物としては
安定であるが、オキシラン環とアミノ基の有効な
反応が実質上行われず、ねじ要素に塗布する時の
溶液粘度が低すぎること、被膜形成能力が低いこ
となどにより良好な防錆性を発揮すべき被膜性
状、厚みを得ることができにくい。又、オキシラ
ン環を有する化合物が1モルを越えるような場合
には塗布組成物としての安定性がなく、増粘〜ゲ
ル化の傾向を示す他、塗布により得られた反応生
成物の被膜は靭性に欠け、外力等により被膜の損
傷を起しやすい等の理由により防錆性が劣るよう
になる。 本発明の効果は上記ケイ素化合物およびオキシ
ラン環を有する化合物のみにて良好な結果を得る
ことができるが、ねじ要素に塗布し反応させるた
めに適当な塗工性、安定性を有していることが望
まれるので溶剤を用い希釈した塗布組成物とする
のが好ましい。使用される溶剤としては非極性溶
剤、極性溶剤の広範囲のものが可能であり、例え
ば、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキ
サン、アセトン、メチルエチルケトン、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、エチルエー
テル、セロソルブ、メチルセロソルブなどの中か
ら、適当に選択して単独もしくは混合して使用す
ることができる。溶剤を用いた場合の塗布組成物
中の上記二成分の合計濃度は1〜30重量%である
のが好ましい。 さらに、本発明において上記二成分を含む塗布
組成物中に他成分を添加することも可能であり、
例えば、ゲル化〜増粘現象を引き起こさない範囲
でアミン系、リン酸塩系などの防錆剤を併用する
こと、又、シロキサン結合により反応生成物被膜
の分子量を上げる目的で微量の水などを添加する
ことなどが可能である。 本発明に用いられる塗布組成物は金属製ねじ要
素に塗布された場合、オキシラン環とアミノ基に
よる反応、及びアルコキシ基含有機ケイ素化合物
の脱アルコールによるシロキサン結合等により反
応生成物の被膜形成が行われると考えられ、それ
ぞれ若干の加熱もしくは塗膜の吸湿等により良好
な被膜が形成されるため、金属製ねじ要素を特に
高温に加熱するなどの工程を設けなくても本発明
の有する効果を生みだすことが可能である。 本発明の有する効果は前記したようにクロメー
ト被膜の施されたねじ要素の有する欠点を改良し
て、その防錆に優秀な性能を発揮することにより
大きな特長がある。即ち、クロメート被膜は通
常、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、銅等大抵
の金属材質の保護メツキとして広く賞用され、そ
の美観とともに有効な耐食性を示すものである
が、前記したように、その最大の欠点は加熱する
とその耐食性が著しく減少し、例えば80℃以上の
温度で加熱すると塩水噴霧試験(JIS−Z−
2371)による耐食性は事実上クロメート被膜を施
さなかつた場合と同然であることが多くの実験か
ら確認できることである。かかる原因としては加
熱によりクロメート被膜の脱水等によるクラツク
の発生、可溶性クロム分が不溶性に変化するなど
の理由が上げられており、従来、この様な場合に
おける有効な防錆処理は開発されていなかつた。
クロメート処理したねじ要素を加熱される部位に
適用するとか、加熱加工して新たな製品とする要
求は多く、このような場合における上記問題点を
克服すべき多くの努力が払われてきている。本発
明にかかわる被膜が、熱履歴を有しないクロメー
ト被膜の施されたねじ要素に施され、加熱された
場合においても、加熱し破壊されたクロメート被
膜を有するねじ要素に施された場合においても、
本発明にかかわる被膜が存在することにより、加
熱前と同等程度もしくはそれ以上の防錆性を発揮
し得るのは驚くべきことであり、本発明の大きな
特長である。本発明によれば、銅ならびに銅合金
類、種々クロメートメツキ金属基材等によるねじ
要素の防錆性を大巾に向上出来ること、又、本発
明のねじ要素は、耐蝕性能の加熱劣化を考慮せず
に種々の部位に適用できることなどの点で、本発
明は産業界に大きく貢献するものである。 さらに又、本発明の有する効果は、クロメート
メツキを保護被膜とし熱可塑性樹脂を用いたゆる
み止めの施されたねじ要素においてさらに特徴的
に発現する。 即ち、熱可塑性樹脂を用いたゆるみ止めの施さ
れたねじ要素は、ゆるみ止め性能、くり返し使用
性、シール性、作業性に優れたものであるが、熱
可塑性樹脂を溶着するために必要な加熱によるク
ロメート被膜の損傷が大きく、耐食性の点で劣る
のが通常であつた。クロメート被膜の施されたう
えに本発明にかかわる被膜が施された本発明のね
じ要素に熱可塑性樹脂を加熱により溶着しても、
クロメート被膜の施された上にプライマーを施
し、熱可塑性樹脂を加熱により溶着し、更に本発
明にかかわる塗布被膜を形成させた本発明のねじ
要素もその耐触性は格段に優れ無加熱のクロメー
ト被膜を有するねじ要素における耐蝕性と同等も
しくはそれ以上であることは驚くべきことであ
り、熱可塑性樹脂を用いたゆるみ止めねじ要素の
耐蝕性を向上したことにより本発明は自動車工業
を始めとする各種産業界に更に大きな貢献をなす
ものである。 以下実施例および比較例を用いて本発明を説明
する。 実施例1〜2および比較例1〜4 ケイ素化合物としてγ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン(分子量221)11.05g(0.05モ
ル)、オキシラン環を有する化合物としてビスフ
エノールA型エポキシ樹脂エピコート1004(油化
シエルエポキシ社製、平均分子量1400)14.00g
(0.01モル)を用いトルエンとメチルエチルケト
ンの1/1(重量比)混合溶剤225.45g中に希釈
し、上記成分濃度が10重量%である塗布組成物(A)
を作成した。 鋼材上に亜鉛メツキを施し、更に黄色クロメー
ト処理を施した亜鉛クロメート(黄色)ボルトM
−10/45(市販品)に塗布組成物(A)を塗布し、一
昼夜風乾して塗膜厚2〜5μmでの被膜の施され
た本発明ボルトを得た(実施例1〜2)。又、エ
ポキシ・フエノール系塗料P−105(東亞合成化
学工業(株)製)を不揮発分10重量%として上記市販
ボルトに塗布し、200℃オーブン中にて5分間焼
付けることにより膜厚2〜5μmにて樹脂被覆し
たボルトを得た(比較例1〜2)。更に 上記市販ボルトをメチルエチルケトンにて単な
を脱脂処理のみを行つたボルトを得た(比較例3
〜4)。これらのボルトを一条件につきくり返し
数10にて表−1の如く、軸方向に応力をかけた状
態とかけない状態で塩水噴霧試験(JIS−Z−
2371:試験時間360時間)にかけてサビの発生を
調べた結果を表−1に示す。本発明のねじ要素は
明白に優れた耐蝕性を示す。
[Formula] R: An alkyl group, an aralkyl group, etc. can be applied. Moreover, compounds having an oxirane ring other than the above-mentioned epoxy resins can also be used. Compounds having an oxirane ring other than epoxy resins include organosilicon compounds having an oxirane ring and an alkoxy group. Examples of such compounds include glycidoxyalkyltrialkoxysilanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and glycidoxyalkylalkyldialkoxysilanes such as γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane. Preferable compounds for use in the present invention are organosilicon compounds having an oxirane ring and an alkoxy group, particularly those having two or more alkoxy groups. In the present invention, the reaction ratio of the silicon compound and the compound having an oxirane ring is preferably 0.05 to 1 molar ratio of the compound having an oxirane ring to 1 part of the silicon compound based on the average molecular weight.
More preferably, the amount of the compound having an oxirane ring is 0.2 to 0.9 per 1 of the silicon compound. Compounds having an oxirane ring per mole of silicon compounds
When the amount is less than 0.05 mol, the coating composition is stable, but the effective reaction between the oxirane ring and the amino group does not substantially occur, the solution viscosity is too low when applied to the threaded element, and the film forming ability is impaired. Due to low corrosion resistance, it is difficult to obtain coating properties and thickness that should exhibit good rust prevention properties. Furthermore, if the amount of the compound having an oxirane ring exceeds 1 mol, the coating composition will not be stable and will tend to thicken or gel, and the reaction product film obtained by coating will have poor toughness. The rust prevention properties become poor due to the lack of corrosion resistance and the fact that the coating is easily damaged by external forces. The effects of the present invention are such that good results can be obtained only with the above-mentioned silicon compounds and compounds having an oxirane ring, but they must have appropriate coating properties and stability to be applied to threaded elements and reacted. Therefore, it is preferable to use a coating composition diluted with a solvent. A wide range of non-polar and polar solvents can be used, such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane, acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, isopropanol, ethyl ether, cellosolve, methyl cellosolve, etc. They can be appropriately selected from among them and used alone or in combination. When a solvent is used, the total concentration of the above two components in the coating composition is preferably 1 to 30% by weight. Furthermore, in the present invention, it is also possible to add other components to the coating composition containing the above two components,
For example, amine-based or phosphate-based rust preventives may be used as long as they do not cause gelling or thickening, or a trace amount of water may be added to increase the molecular weight of the reaction product film through siloxane bonding. It is possible to add, etc. When the coating composition used in the present invention is applied to a metal screw element, a film of reaction products is formed due to reactions between oxirane rings and amino groups, and siloxane bonding due to dealcoholization of an alkoxy group-containing organosilicon compound. Since a good film is formed by slight heating or moisture absorption of the paint film, the effects of the present invention can be produced without the need for a process such as heating the metal screw element to a particularly high temperature. Is possible. As described above, the present invention has a major advantage in that it improves the drawbacks of screw elements coated with chromate and exhibits excellent rust prevention performance. That is, chromate coatings are usually widely used as protective plating for most metal materials such as zinc, cadmium, aluminum, copper, etc., and exhibit effective corrosion resistance as well as aesthetic appearance, but as mentioned above, their biggest drawback is When heated, its corrosion resistance decreases significantly. For example, when heated at a temperature of 80°C or higher,
It has been confirmed through numerous experiments that the corrosion resistance obtained with 2371) is virtually the same as without a chromate coating. Reasons for this include the occurrence of cracks due to dehydration of the chromate film due to heating, and the change of soluble chromium to insoluble, and so far, no effective rust prevention treatment has been developed for such cases. Ta.
There are many demands for applying chromate-treated screw elements to heated parts or heat-processing them to create new products, and many efforts have been made to overcome the above-mentioned problems in such cases. Even when the coating according to the present invention is applied to a screw element with a chromate coating that has no thermal history and heated, and when applied to a screw element with a chromate coating that has been destroyed by heating,
It is surprising that the presence of the coating according to the present invention can exhibit rust prevention that is equivalent to or better than that before heating, and is a major feature of the present invention. According to the present invention, the rust prevention properties of screw elements made of copper, copper alloys, various chromate plated metal base materials, etc. can be greatly improved, and the screw elements of the present invention take into account heat deterioration of corrosion resistance performance. The present invention greatly contributes to the industrial world in that it can be applied to various parts without having to do so. Furthermore, the effects of the present invention are more characteristically expressed in a screw element that has a protective coating made of chromate plating and a locking element made of thermoplastic resin. In other words, screw elements with a thermoplastic resin locking feature have excellent locking performance, repeated use, sealability, and workability, but the heating required to weld the thermoplastic resin Usually, the chromate coating was severely damaged by the oxidation process, and its corrosion resistance was poor. Even if a thermoplastic resin is welded by heating to the screw element of the present invention, which is coated with a chromate coat and also has a coat according to the present invention,
The screw element of the present invention, in which a primer is applied on top of the chromate film, a thermoplastic resin is welded by heating, and the coated film according to the present invention is further formed has excellent contact resistance, and is a chromate film that does not require heating. It is surprising that the corrosion resistance is equal to or higher than that of a screw element with a coating, and the present invention is useful in the automobile industry and other industries by improving the corrosion resistance of a locking screw element using a thermoplastic resin. This will make an even greater contribution to various industries. The present invention will be explained below using Examples and Comparative Examples. Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 4 11.05 g (0.05 mol) of γ-aminopropyltriethoxysilane (molecular weight 221) as a silicon compound, and bisphenol A type epoxy resin Epicoat 1004 (Yuka Shell) as a compound having an oxirane ring. Manufactured by Epoxy, average molecular weight 1400) 14.00g
(0.01 mol) is diluted in 225.45 g of a 1/1 (weight ratio) mixed solvent of toluene and methyl ethyl ketone, and the concentration of the above components is 10% by weight (A).
It was created. Zinc chromate (yellow) bolt M, which is made of galvanized steel and further treated with yellow chromate.
-10/45 (commercial product) was coated with the coating composition (A) and air-dried for a day and night to obtain bolts of the present invention coated with a coating thickness of 2 to 5 μm (Examples 1 and 2). In addition, epoxy/phenol paint P-105 (manufactured by Toagosei Kagaku Kogyo Co., Ltd.) with a non-volatile content of 10% by weight was applied to the commercially available bolts mentioned above, and baked in an oven at 200°C for 5 minutes to obtain a film thickness of 2 to 30%. Bolts coated with resin at a thickness of 5 μm were obtained (Comparative Examples 1 and 2). Furthermore, a bolt was obtained by simply degreasing the commercially available bolt with methyl ethyl ketone (Comparative Example 3).
~4). These bolts were subjected to a salt spray test (JIS-Z-
Table 1 shows the results of investigating the occurrence of rust over a test period of 360 hours. The threaded elements of the invention clearly exhibit excellent corrosion resistance.

【表】 実施例3〜4および比較例5〜6 ケイ素化合物としてN−(β−アミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.05モ
ル、オキシラン環を有する化合物としてγ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン0.015モル
を用いトルエン/メチルセロソルブ=1/1(重
量比)混合溶剤にて上記成分濃度10重量%に調整
し塗布組成物(B)を作成し、実施例1と同様のボル
トに実施例1と同様に処理して本発明ボルトを得
た(実施例3〜4)。また塩化ビニル酢酸ビニル
マレイン酸共重合樹脂エスレツクM(積水化学(株)
製)を1・1・1−トリクロルエタンに10重量%
に溶解した溶液にて同上の市販ボルトに塗布し一
昼夜風乾した樹脂被覆ボルトを得た(比較例5〜
6)。実施例1と同様にして塩水噴霧試験にかけ
た結果を表−2に示す。
[Table] Examples 3 to 4 and Comparative Examples 5 to 6 N-(β-aminoethyl)- as a silicon compound
Using 0.05 mol of γ-aminopropyltrimethoxysilane and 0.015 mol of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane as a compound having an oxirane ring, the above component concentration was 10% by weight in a mixed solvent of toluene/methyl cellosolve = 1/1 (weight ratio). %, a coating composition (B) was prepared, and bolts similar to those in Example 1 were treated in the same manner as in Example 1 to obtain bolts of the present invention (Examples 3 and 4). In addition, vinyl chloride vinyl acetate maleic acid copolymer resin Esrec M (Sekisui Chemical Co., Ltd.)
) in 1,1,1-trichloroethane (10% by weight)
A resin-coated bolt was obtained by coating the same commercially available bolt with a solution dissolved in
6). Table 2 shows the results of a salt spray test conducted in the same manner as in Example 1.

【表】 実施例5〜8、比較例7〜10 鋼材上に亜鉛メツキを施し、更に緑色クロメー
ト処理を施した亜鉛クロメート(緑色)ボルトM
−10/45(市販品)、同様にして黒色クロメート
処理を施した亜鉛クロメート(黒色)ボルトM−
10/45(市販品)、実施例1と同様の亞鉛クロメ
ート(黄色)ボルトM−10/45、鋼材上にニツケ
ルメツキを施し、更にクロムメツキを施したニツ
ケルクロムメツキボルトM−10/45(市販品)を
用い実施例1と同様に組成物(A)による処理を施し
た後、250℃にて15分間加熱処理を行つた(実施
例5〜8)。また同上の市販ボルトにて単なる脱
脂処理(メチルエチルケトンにて)のみのもの
(比較例7〜10)をそれぞれ250℃にて15分間加熱
処理を行い、上記樹脂被覆ボルトとともに塩水噴
霧試験(JIS−Z−2371:試験時間240時間)を実
施した(くり返し数は10)結果を表−3に示す。
[Table] Examples 5 to 8, Comparative Examples 7 to 10 Zinc chromate (green) bolt M with galvanized steel and further green chromate treatment
-10/45 (commercial product), zinc chromate (black) bolt M-, which was similarly treated with black chromate
10/45 (commercially available), hyperlead chromate (yellow) bolt M-10/45 similar to Example 1, nickel chrome plated bolt M-10/45 (commercially available), which is made of nickel plated steel and further chrome plated. After being treated with composition (A) in the same manner as in Example 1, heat treatment was performed at 250° C. for 15 minutes (Examples 5 to 8). In addition, the same commercially available bolts that had only been simply degreased (with methyl ethyl ketone) (Comparative Examples 7 to 10) were each heat-treated at 250°C for 15 minutes, and together with the above resin-coated bolts, they were subjected to a salt spray test (JIS-Z). -2371: Test time 240 hours) (number of repetitions: 10) The results are shown in Table 3.

【表】【table】

【表】 実施例 9 実施例1と同様の亜鉛クロメート(黄色)ボル
ト10本にエポキシフエノール系塗料P−105を比
較例1と同様にして焼付けし、250℃に加熱した
上に11ナイロン粉末リルサンフアインパウダー
(日本リルサン(株)製)を0.025g〜0.030gの量溶
着し、ゆるみ止み加工を施した。冷却後実施例1
の組成物(A)を塗布し、一昼夜風乾して本発明のゆ
るみ止めボルトを作成した。これらを塩水噴霧試
験(JIS−Z−2371)に360時間かけたがいずれも
白サビの発生はほとんどなく、赤サビの発生は全
くなかつた。
[Table] Example 9 Ten zinc chromate (yellow) bolts similar to those in Example 1 were coated with epoxyphenol paint P-105 in the same manner as in Comparative Example 1, heated to 250°C, and coated with 11 nylon powder. Sanhuain powder (manufactured by Nippon Rilsan Co., Ltd.) was welded in an amount of 0.025g to 0.030g to prevent loosening. Example 1 after cooling
The composition (A) was applied and air-dried for a day and night to prepare a locking bolt of the present invention. These were subjected to a salt spray test (JIS-Z-2371) for 360 hours, but all showed almost no white rust and no red rust at all.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アミノアルキル基とアルコキシ基を有するケ
イ素化合物とオキシラン環を有する化合物との反
応生成物の被膜を有していることを特徴とする金
属製ねじ要素。
1. A metal screw element characterized by having a coating of a reaction product of a silicon compound having an aminoalkyl group and an alkoxy group and a compound having an oxirane ring.
JP22778982A 1982-11-22 1982-12-28 Metallic screw element Granted JPS59122598A (en)

Priority Applications (2)

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JP22778982A JPS59122598A (en) 1982-12-28 1982-12-28 Metallic screw element
US06/553,331 US4642011A (en) 1982-11-22 1983-11-18 Composition for rust prevention of metals and threaded metal elements with a rustproof film

Applications Claiming Priority (1)

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