TWI531730B - Sealing agent, fastening device, bolt and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

封孔處理劑、拴緊具、螺栓及其製造方法

本發明，係與形成有防鏽用噴射皮膜之螺栓用封孔處理劑、及例如依據日本工業規格JIS H 8300：2005「鋅‧鋁及該等合金之噴射」所規定之以鋼鐵防蝕為目的所實施之鋅‧鋁及該等合金的噴射被膜之使用於形成有鋁、鋅鋁合金、及鋁鎂合金等防鏽用噴射皮膜之被拴緊體的拴緊之拴緊具、螺栓及其製造方法相關。

道路橋樑之鋼桁等鋼構造物的腐蝕對策上，在工廠，對鋼構造物表面，以噴射高耐蝕性合金來形成高耐蝕性皮膜。而且，該種鋼構造物，其構造上，必須在現場連結，在現場，通常利用添接板以強力螺栓(HTB)及螺帽進行連結。然而，於該強力螺栓及螺帽本身，並未形成如鋼構造物本體之高耐蝕性皮膜，強力螺栓及螺帽之耐用年數比鋼構造物本體短，必須配合強力螺栓及螺帽之耐用年數來進行維護。

所以，期望與鋼構造物之表面相同，於強力螺栓及螺帽，也形成高耐蝕性皮膜。例如，專利文獻1記載著，於螺栓本體之螺絲部全體設有由鉬、鉻、鎢等金屬或合金所構成之10～150μm厚度之噴射層的螺栓。此外，專利文獻2記載著，以高速火焰噴射方法使粒徑10μm以下之硬質粒子附著於受壓螺絲面之螺栓。

[專利文獻1]日本特開平3-41207號公報

[專利文獻2]日本特開2004-176901號公報

而且，為了使用形成高耐蝕性皮膜之鋼構造物本體及相同耐用年數之強力螺栓及螺帽，如專利文獻1、2之記載所示，不只強力螺栓之螺絲部，同時也考慮強力螺栓及螺帽全體是否有形成高耐蝕性噴射皮膜之必要。然而，實際嚐試利用以噴射於全體形成高耐蝕性皮膜之強力螺栓及螺帽來鎖緊鋼構造物，發現以特定之鎖緊力矩進行鎖緊，也無法得到要求之軸力。

本發明要解決之課題，係以特定鎖緊力矩鎖緊形成防鏽用噴射皮膜之螺栓時，可以得到要求之軸力。

本發明之封孔處理劑，係至少於螺絲部形成有防鏽用噴射皮膜之螺栓用的封孔處理劑，而含有1～10質量%之蠟者。藉由本發明之封孔處理劑，至少對形成有螺絲部防鏽用噴射皮膜之螺栓進行封孔處理的話，蠟與封孔處理劑一起固定於螺栓之螺絲部。利用該螺栓，因為固定於螺絲部之蠟減輕與螺帽之間的摩擦，以特定鎖緊力矩鎖緊時，可以得到要求之軸力。

而且，封孔處理劑含有之蠟為1質量%以下時，與螺帽之摩擦減輕作用不足，以特定鎖緊力矩鎖緊時，無法得到要求之軸力。此外，對含有螺栓之施工物實施以美觀等為目的之塗裝時，以含有1～5質量%之蠟的封孔處理劑為佳。實施塗裝時，封孔處理劑含有之蠟超過5質量%的話，封孔處理劑及塗裝之密貼性能降低。另一方面，即使不實施塗裝時，也以10質量%以下為佳，超過10質量%的話，因為蠟之含有量過多，對螺栓之螺絲部的固定力減弱，鎖緊時，蠟會剝落。

此處，本發明之封孔處理劑之主要成份，以樹脂系封孔劑為佳。樹脂系封孔劑，可以使用環氧系樹脂、石碳酸系樹脂、氧化矽系樹脂、乙烯樹脂、聚酯樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、環氧石碳酸樹脂、聚醯胺樹脂、及環氧三聚氰胺樹脂等。

本發明者，針對以形成有防鏽用噴射皮膜之螺栓及螺帽來鎖緊形成有防鏽用噴射皮膜之被拴緊體進行審慎研究的結果，發現在被拴緊體之防鏽用噴射皮膜面及螺栓及螺帽之防鏽用噴射皮膜面彼此對合鎖緊時，於其滑動面發生燒結，柔軟之防鏽用噴射皮膜彼此一體化，而無法進一步鎖緊，才實現本發明。

此外，本發明之拴緊具，係使用於形成有防鏽用噴射皮膜之被拴緊體的拴緊之拴緊具，上述拴緊具係包含：於包含頭部及螺絲部在內全面形成防鏽用噴射皮膜，且至少螺絲部以含1～10質量%之蠟的封孔處理劑進行封孔處理之螺栓；及夾持被拴緊體並鎖緊於螺栓之螺絲部的螺帽，除了內螺絲部及被拴緊體側之接觸面以外之全面形成有防鏽用噴射皮膜之螺帽。

傳統之於全體形成防鏽用噴射皮膜之拴緊具時，被拴緊體之防鏽用噴射皮膜面、及螺栓與螺帽之防鏽用噴射皮膜面彼此對合鎖緊時，其滑動面發生燒結，柔軟之防鏽用噴射皮膜彼此一體化，而無法進一步鎖緊，然而，本發明之拴緊具時，因為於螺帽之內螺絲部及被拴緊體側之接觸面並未形成防鏽用噴射皮膜，螺帽鎖緊時之螺帽與被拴緊體之滑動面、及螺帽之內螺絲部與螺栓之螺絲部的滑動面，只有其中一方存在防鏽用噴射皮膜。所以，螺帽鎖緊時，於前述滑動面不會有防鏽用噴射皮膜一體化的情形。而且，於該螺栓之螺絲部，固定著蠟及封孔處理劑，因為減輕螺帽之間的摩擦，而可以特定鎖緊力矩鎖緊至最後。

此外，以本發明之拴緊具進行鎖緊後，於螺帽之未形成防鏽用噴射皮膜的內螺絲部及被拴緊體側之接觸面，因為分別相對之防鏽用噴射皮膜密貼而一體化，而獲得該防鏽用噴射皮膜的保護。

此處，螺帽之防鏽用噴射皮膜，以利用電弧噴射法形成者為佳，螺栓之防鏽用噴射皮膜，以利用氣體噴射法或電漿噴射法形成者為佳。以電弧噴射法所形成之防鏽用噴射皮膜，相較於以氣體噴射法或電漿噴射法所形成之防鏽用噴射皮膜，因表面粗細度較粗，密貼力較高，適用於由衝擊扳手等所旋轉之螺帽，可防止防鏽用噴射皮膜的剥離。另一方面，以氣體噴射法或電漿噴射法所形成之防鏽用噴射皮膜，因為表面粗細度較細，適用於螺栓，形成於螺栓之螺絲部的防鏽用噴射皮膜之表面較光滑，容易鎖緊螺帽。

(1)以含有1～10質量%之蠟的封孔處理劑，對至少螺絲部形成防鏽用噴射皮膜之螺栓進行封孔處理的話，蠟與封孔處理劑一起被固定於螺栓之螺絲部，固定於螺絲部之蠟減輕與螺帽之間的摩擦，以特定鎖緊力矩鎖緊時，可以得到要求之軸力。

(2)夾持被拴緊體而被鎖緊於螺栓之螺絲部的螺帽，於除了內螺絲部及被拴緊體側之接觸面以外的全面，形成有防鏽用噴射皮膜，利用含有至少螺絲部以含1～10質量%之蠟的封孔處理劑進行封孔處理之螺帽的拴緊具，螺帽鎖緊時，於滑動面，防鏽用噴射皮膜不會一體化。此外，於該螺栓之螺絲部固定著封孔處理劑及蠟，減輕與螺帽之間的摩擦，可以特定鎖緊力矩鎖緊至最後，可以得到以特定鎖緊力矩鎖緊時所要求之軸力。

(3)螺帽之防鏽用噴射皮膜係以電弧噴射法所形成者，螺栓之防鏽用噴射皮膜係以氣體噴射法或電漿噴射法所形成者，可以防止以衝擊扳手等旋轉螺帽時之防鏽用噴射皮膜的剥離，而且，形成於螺栓之螺絲部的防鏽用噴射皮膜之表面較光滑，容易鎖緊螺帽。

第1圖，係本發明之實施方式之拴緊具的側面圖，第2圖，係第1圖之拴緊具之分解狀態的側面圖，第3圖，係分解第1圖之結合具之防鏽用噴射皮膜形成面的說明圖。

如第1圖及第2圖所示，本發明之實施方式的拴緊具，被拴緊體100之鋼構造物101係由添接板102、103所連結者，鋼構造物101，由與添接板102、103被共同螺緊之螺栓1、螺帽2、及墊片3、4所構成。於鋼構造物101及添接板102、103之表面、及以供螺栓1***之各螺栓孔101a、102a、103a，如第3圖所示，全面形成著Al-Mg合金之防鏽用噴射皮膜101b、102b、103b。

螺栓1，係***於鋼構造物101及添接板102、103之螺栓孔101a、102a、103a的六角螺栓。螺栓1，如第3圖所示，於包含頭部1a、胴部1b、及螺絲部1c之全面，形成有Al-Mg合金之防鏽用噴射皮膜10。該螺栓1之防鏽用噴射皮膜10，係以氣體噴射法或電漿噴射法來形成。

此外，螺栓1，形成防鏽用噴射皮膜10後，以主要成份為樹脂系封孔劑之含有1～10質量%蠟之封孔處理劑進行封孔處理。蠟之添加量，對應於樹脂系封孔劑之種類製品等而設定在1～10質量%之範圍內。本實施方式時，蠟係使用石蠟。而且，蠟，除了動物系植物系以外，也可以使用石油系之石蠟、微晶蠟、礦物系之褐煤蠟、地蠟、合成蠟系之F-T合成蠟、聚乙烯蠟、油脂系合成蠟、氫化蠟。

並且，封孔處理劑，對包含螺栓之施工物實施以美觀等為目的之塗裝時，使用含有1～5質量%蠟者。例如，對作為樹脂系封孔劑之丙烯酸氧化矽樹脂，塗佈添加1～5質量%石蠟之封孔處理劑，乾燥後，再以聚胺甲酸酯樹脂塗料實施塗裝。石蠟之添加，例如，將樹脂系封孔劑以稀釋劑進行稀釋後，添加石蠟，再以隔水加熱緩慢進行攪拌混合。

另一方面，不實施塗裝時，對樹脂系封孔劑之矽氧樹脂清漆，塗佈添加8～10質量%石蠟之封孔處理劑。而且，樹脂系封孔劑，也可以使用環氧系樹脂、石碳酸系樹脂、氧化矽系樹脂、乙烯樹脂、聚酯樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、環氧石碳酸樹脂、聚醯胺樹脂、及環氧三聚氰胺樹脂等。

螺帽2，係夾持鋼構造物101及添接板102、103並鎖緊於螺栓1之螺絲部1c的墊圈底座六角螺帽。螺帽2，具有小於六角二面寬度之小徑的座面2b。螺帽2，如第3圖所示，於除了內螺絲部2a及鋼構造物101側之接觸面座面2b以外的全面，形成有Al-Mg合金之防鏽用噴射皮膜20。該螺帽2之防鏽用噴射皮膜20，係以電弧噴射法來形成。

墊片3，係配置於螺栓1之頭部1a及被拴緊體100之間，墊片4，係配置於螺帽2及被拴緊體100之間。墊片3，如第3圖所示，於包含被拴緊體100側之接觸面3a及螺栓孔3b之內面的全面，形成有Al-Mg合金之防鏽用噴射皮膜30。墊片4，包含螺栓孔4b之內面，於被拴緊體100側之接觸面4a以外的全面，形成有Al-Mg合金之防鏽用噴射皮膜40。墊片3、4之防鏽用噴射皮膜30、40，係以電弧噴射法來形成。

上述構成之拴緊具，因為於螺帽2之內螺絲部2a及被拴緊體100側之接觸面的座面2b未形成防鏽用噴射皮膜20，螺帽2鎖緊時，於螺帽2與墊片4之滑動面、及螺帽2之內螺絲部2a與螺栓1之螺絲部1c的滑動面，防鏽用噴射皮膜10、40只存在於其中一方之面。所以，螺帽2鎖緊時，於該滑動面，螺帽2之防鏽用噴射皮膜20與螺栓1及墊片4之防鏽用噴射皮膜10、40不會一體化。

此外，本實施方式之拴緊具時，配置於螺帽2及被拴緊體100之間的墊片4，螺帽2鎖緊時，於墊片4與被拴緊體100之滑動面的被拴緊體100側接觸面4a並未形成防鏽用噴射皮膜40，於該滑動面，只有其中一方之面存在著防鏽用噴射皮膜103b。所以，螺帽2鎖緊時，於滑動面不會發生墊片4之防鏽用噴射皮膜40與被拴緊體100之防鏽用噴射皮膜103b的一體化。

亦即，該拴緊具時，螺帽2鎖緊時之滑動面，不會發生螺帽2之防鏽用噴射皮膜20與螺栓1及墊片4之防鏽用噴射皮膜10、40的一體化，因為墊片4之防鏽用噴射皮膜40與被拴緊體100之防鏽用噴射皮膜103b不會一體化，可以特定鎖緊力矩鎖緊至最後。所以，該拴緊具時，以特定鎖緊力矩鎖緊時可以得到所要求之軸力。

此外，該拴緊具時，螺栓1之螺絲部1c被以含有1～10質量%石蠟之封孔處理劑進行封孔處理，於螺栓1之螺絲部1c的防鏽用噴射皮膜10表面，固定著封孔處理劑之主要成份的樹脂系封孔劑及1～10質量%石蠟。所以，對該螺栓1之螺絲部1c鎖緊螺帽2時，減少螺栓1與螺帽2之摩擦，以特定鎖緊力矩鎖緊時可以得到所要求之軸力。

而且，本實施方式之拴緊具時，配置於螺栓1之頭部1a及被拴緊體100之間的墊片3，雖然於被拴緊體100側之接觸面3a形成有防鏽用噴射皮膜30，然而，在通常之被拴緊體100鎖緊時，因為係固定螺栓1之頭部1a並旋轉螺帽2側來鎖緊，因為該接觸面3a不會成為滑動面，而不會有問題。並且，墊片3，與墊片4相同，也可以為除了接觸面3a以外皆形成防鏽用噴射皮膜30之構成。

此外，以該拴緊具鎖緊後，露出之表面皆獲得防鏽用噴射皮膜10、20、30、40、101b、102b、103b的保護。而且，於螺帽2未形成防鏽用噴射皮膜20之內螺絲部2a及座面2b，因為一體化地密貼著其各相對面側之防鏽用噴射皮膜40，而獲得該等防鏽用噴射皮膜40的保護。並且，墊片4未形成防鏽用噴射皮膜40之被拴緊體100側的接觸面4a，因為一體化地密貼著其各相對面側之防鏽用噴射皮膜103b，故獲得該等防鏽用噴射皮膜103b的保護。

此外，本實施方式之拴緊具時，對螺帽2，以形成表面粗細度較粗、高密貼力之皮膜的電弧噴射法來形成防鏽用噴射皮膜20，對螺栓1，以形成表面粗細度較細之皮膜的氣體噴射法或電漿噴射法來形成防鏽用噴射皮膜10，即使以衝擊扳手等旋轉螺帽2，也可防止螺帽2之六角角部之防鏽用噴射皮膜20的剥離。另一方面，因為於螺栓1之螺絲部1c以氣體噴射法或電漿噴射法所形成之防鏽用噴射皮膜10的表面較為光滑，容易鎖緊螺帽2。

而且，本實施方式之拴緊具時，雖然由螺栓1、螺帽2、及墊片3、4所構成，然而，也可以省略墊片3、4之其中任一方或雙方。此時，也相同地，於螺帽2鎖緊時之螺帽2及被拴緊體100的滑動面、與螺帽2之內螺絲部2a及螺栓1之螺絲部1c的滑動面，防鏽用溶封皮膜10、40只存在於其中一方之面。所以，螺帽2鎖緊時，於該滑動面不會發生螺帽2之防鏽用噴射皮膜20及螺栓1之防鏽用噴射皮膜10一體化的情形，而與前述相同，可以特定鎖緊力矩鎖緊至最後，以特定鎖緊力矩鎖緊時，可以得到所要求之軸力。並且，即使墊片4之接觸面4a與防鏽用噴射皮膜103b一體化，只要螺帽2及墊片4未一體化即可，所以，於墊片4之接觸面4a形成防鏽用噴射皮膜40，也沒有問題。

此外，本實施方式之拴緊具，係以與被拴緊體100相同之Al-Mg合金來形成防鏽用噴射皮膜10、20、30、40，然而，也可對應被拴緊體100之防鏽用噴射皮膜材料，而以鋅、鋁、或其合金來形成。

[實施例1] [軸力確認試驗]

實施上述實施方式之拴緊具的軸力確認試驗。試驗，係使用以改變對樹脂系封孔劑之石蠟混入率的封孔處理劑進行封孔處理之螺栓，以測定鎖緊力矩值及軸力來實施。第4圖～第7圖，係以分別混合1.0質量%、2.0質量%、3.0質量%、5.0質量%石蠟之丙烯酸氧化矽樹脂( AZ(商品名)：NIPPON PAINT股份有限公司製)進行封孔處理之螺栓的鎖緊力矩值及所得到的軸力測定結果。第8圖，係以混入10.0質量%石蠟之矽氧樹脂清漆進行封孔處理之螺栓的鎖緊力矩值及所得到的軸力測定結果。

如第4圖～第8圖所示，使用混入石蠟之封孔處理劑進行處理之螺栓時，以特定力矩值之2次鎖緊達成目標軸力。此外，第9圖，係由第4圖～第8圖之結果(平均值)所得到之不同石蠟混合率及封孔劑之螺栓鎖緊力矩值及所得到之軸力的比較圖。如第9圖所示，使用不同封孔劑時，改變石蠟混合率，以特定之2次鎖緊力矩也可達成目標軸力。

[實施例2] (塗膜及封孔處理劑之密貼性試驗)

進行分別改變蠟含有率之封孔處理劑及塗膜的密貼性試驗。試驗，係依JIS K5600-5-6(塗料一般試驗方法第5部：塗膜之機械性質，第6節附著性(交叉切割法)來實施。

對試驗體，實施噴射厚度100μm之Al-Mg合金噴射，以分別添加著1.0質量%、2.0質量%、5.0質量%、10.0質量%、15.0質量%蠟之丙烯酸氧化矽樹脂(AZ(商品名)：NIPPON PAINT股份有限公司製)160g/m²進行塗布，乾燥後，再重疊塗佈聚胺甲酸酯樹脂塗料(AZ最終處理劑(商品名)：NIPPON PAINT股份有限公司製)140g/m²，完全乾燥後，實施交叉切割法之試驗。交叉切割法試驗，係利用切刀以1mm平行間隔於縱橫各刻劃6條，再以黏結膠帶進行拉伸試驗。

結果，添加著1.0質量%、2.0質量%、及5.0質量%蠟之封孔處理劑時，任一區間皆無剝離而為分類0。添加10.0質量%蠟之封孔處理劑時，刻線之交叉部發生小剝離而為分類1。添加15.0質量%蠟之封孔處理劑，交叉點之剝離增加，而為分類2。所以，確認到，實施塗裝時，蠟之添加量，以1.0質量%～5.0質量%為佳。

本發明之拴緊具，在使用於形成有防鏽用噴射皮膜之被拴緊體之拴緊的拴緊具，極為有用。

1．．．螺栓

1a．．．頭部

1b．．．胴部

1c．．．螺絲部

2．．．螺帽

2a．．．內螺絲部

2b．．．座面

3、4．．．墊片

3a、4a．．．接觸面

3b、4b．．．螺栓孔

10、20、30、40．．．防鏽用噴射皮膜

100．．．被拴緊體

101．．．鋼構造物

102、103．．．添接板

101a、102a、103a．．．螺栓孔

101b、102b、103b．．．防鏽用噴射皮膜

第1圖係本發明之實施方式之拴緊具的側面圖。

第2圖係第1圖之拴緊具之分解狀態的側面圖。

第3圖係第1圖之結合具之防鏽用噴射皮膜形成面的說明圖。

第4圖係以混入1.0質量%石蠟之丙烯酸氧化矽樹脂進行封孔處理之螺栓的鎖緊力矩值及所得到之軸力測定結果圖。

第5圖係以混入2.0質量%石蠟之丙烯酸氧化矽樹脂進行封孔處理之螺栓的鎖緊力矩值及所得到之軸力測定結果圖。

第6圖係以混入3.0質量%石蠟之丙烯酸氧化矽樹脂進行封孔處理之螺栓的鎖緊力矩值及所得到之軸力測定結果圖。

第7圖係以混入5.0質量%石蠟之丙烯酸氧化矽樹脂進行封孔處理之螺栓的鎖緊力矩值及所得到之軸力測定結果圖。

第8圖係以混入10.0質量%石蠟之矽氧樹脂清漆進行封孔處理之螺栓的鎖緊力矩值及所得到之軸力測定結果圖。

第9圖係石蠟之混合率及封孔劑不同之螺栓鎖緊力矩值及所得到之軸力比較圖。

1．．．螺栓

1a．．．頭部

1b．．．胴部

1c．．．螺絲部

2．．．螺帽

2a．．．內螺絲部

2b．．．座面

3、4．．．墊片

3a、4a．．．接觸面

3b、4b．．．螺栓孔

10、20、30、40．．．防鏽用噴射皮膜

100．．．被拴緊體

101．．．鋼構造物

102、103．．．添接板

101a、102a、103a．．．螺栓孔

101b、102b、103b．．．防鏽用噴射皮膜

Claims (6)

1. 一種封孔處理劑，係至少於螺絲部形成有防鏽用噴射皮膜之螺栓用之封孔處理劑，其特徵為含有：1~10質量%之石蠟。
2. 如申請專利範圍第1項所述之封孔處理劑，其中主要成份，係樹脂系封孔劑。
3. 一種拴緊具，係使用於形成有防鏽用噴射皮膜之被拴緊體之拴緊的拴緊具，其特徵為含有：螺栓，其係於包含頭部及螺絲部之全面形成有防鏽用噴射皮膜，且至少前述螺絲部以含有1~10質量%之蠟的封孔處理劑進行密封處理；及螺帽，係夾著前述被拴緊體被鎖緊於前述螺栓之螺絲部的螺帽，於除了內螺絲部與前述被拴緊體側之接觸面以外的全面，形成有防鏽用噴射皮膜。
4. 如申請專利範圍第3項所述之拴緊具，其中前述螺帽之防鏽用噴射皮膜，其係由電弧噴射法所形成者，前述螺栓之防鏽用噴射皮膜，其係由氣體噴射法或電漿噴射法所形成者。
5. 一種螺栓，其特徵為：至少於螺絲部形成有防鏽用噴射皮膜，並以含有1~10質量%之蠟的封孔處理劑進行封孔處理。
6. 一種螺栓之製造方法，其特徵為含有：至少於螺絲部形成防鏽用噴射皮膜；及 以含有1~10質量之蠟的封孔處理劑達行封孔處理。