(57)【要約】【課題】水系溶媒よりも乾燥時間が早く、メタノールよりも毒性の低いエタノールを使用し、かつ重合体どうしの凝集エネルギーが大きい重合度の高い酢酸ビニル重合体を接着成分として使用することを可能にした接着剤組成物、この接着剤組成物の製造方法およびこの接着剤組成物を用いた固定構造を提供する。【解決手段】２５〜３５質量％の酢酸ビニル重合体と、６５〜７５質量％のエタノールとを含有し、前記酢酸ビニル重合体は、重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体と、重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体とからなることを特徴とするねじ部材用接着剤組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５〜３５質量％の酢酸ビニル重合体と、
６５〜７５質量％のエタノールとを含有し、
前記酢酸ビニル重合体は、重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体と、重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体とからなることを特徴とするねじ部材用接着剤組成物。
【請求項２】
前記酢酸ビニル重合体は、５〜８０質量％の重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体と、２０〜９５質量％の重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体とからなることを特徴とする請求項１に記載のねじ部材用接着剤組成物。
【請求項３】
１０質量％以下の炭酸ジメチルを含有することを特徴とする請求項１または２に記載のねじ部材用接着剤組成物。
【請求項４】
着色剤を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のねじ部材用接着剤組成物。
【請求項５】
請求項１に記載のねじ部材用接着剤組成物の製造方法であって、
エタノールに前記重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体を溶解して溶液とし、
前記溶液に重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体を溶解することを特徴とするねじ部材用接着剤組成物の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載のねじ部材用接着剤組成物を用いた固定構造であって、
前記固定構造は、頭部およびねじ溝が形成された挿入部からなるねじ部材と、対応するねじ溝が形成されたねじ孔部材とが螺合してなり、
前記ねじ部材と前記ねじ孔部材との螺合面の空隙に前記ねじ部材用接着剤組成物が充填され、かつ、前記ねじ部材の頭部とねじ孔部材の表面の少なくとも一部が前記ねじ部材用接着剤組成物で接着されたことを特徴とする固定構造。
【請求項７】
前記ねじ部材用接着剤組成物は、着色剤を含有することを特徴とする請求項６に記載の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ、ボルト、ナット等のねじ部材の螺合面の接着を行うための接着剤組成物、この接着剤組成物の製造方法、およびこの接着剤組成物を用いた固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじ、ボルト、ナット等のねじ部材の螺合面（ねじ山、ねじ溝）における緩み止めの防止や密着性の改善のため、これら部材の螺合面に塗布して接着を行う接着剤組成物が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。これらの接着剤は、有機系または水系の溶媒に接着剤成分を溶解または分散してなる。
【０００３】
また、同様の接着剤として、重合度１２００〜１３００程度の酢酸ビニル重合体のみを接着剤成分としてメタノールに溶解させたねじ部材用接着剤が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１９２４７６号公報
【特許文献２】特開平７−３３１１８７号公報
【特許文献３】特開昭１０−１３０５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水系の溶媒を含有する接着剤では、乾燥に時間が掛かったり、接着する部材の金属組成によっては錆を発生させてしまうという問題がある。また、有機系の溶媒を含有する接着剤は、作業環境中に揮発して、人体に有害であるという問題がある。特に、後者の接着剤に含有されるメタノールは、特に有害であり、労働安全衛生法によって作業環境中の濃度の上限値が厳格に定められている。そのため、この接着剤組成物を用いて作業する箇所には局所排気装置を設置しなければならず、環境対策コストの問題がある。
【０００６】
このような問題に対して、発明者は、水系溶媒より乾燥時間が短く、かつ、メタノールよりも毒性が低くて作業環境中の上限濃度が比較的緩和されているエタノールを溶媒として使用することを検討した。しかしながら、上記の重合度１２００〜１３００程度の酢酸ビニル重合体にエタノールを用いると、重合体のエタノールに対する溶媒和エネルギーよりも重合体どうしの凝集エネルギーの方が大きく、酢酸ビニル重合体が溶解せず沈殿してしまう問題に直面した。ここで酢酸ビニル重合体の重合度を下げればエタノールに溶解するが、低重合度の酢酸ビニル重合体では乾燥後の接着剤塗膜が柔らかく、耐久性が低いため、これらの観点から上記の高重合度の酢酸ビニル重合体を使用することが必須である。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、水系溶媒よりも乾燥時間が早く、メタノールよりも毒性の低いエタノールを溶媒として使用し、かつ重合体どうしの凝集エネルギーが大きい重合度の高い酢酸ビニル重合体を接着成分として使用することを可能にした接着剤組成物、この接着剤組成物の製造方法およびこの接着剤組成物を用いた固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、ねじ部材用接着剤組成物であって、２５〜３５質量％の酢酸ビニル重合体と、６５〜７５質量％のエタノールとを含有するねじ部材用接着剤組成物であって、前記酢酸ビニル重合体は、重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体（以下、低重合体と略称する場合がある）と、重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体（以下、高重合体と略称する場合がある）とからなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記酢酸ビニル重合体は、５〜８０質量％の重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体と、２０〜９５質量％の重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体とからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、１０質量％以下の炭酸ジメチルを含有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、着色剤を含有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のねじ部材用接着剤組成物の製造方法であって、エタノールに前記重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体を溶解して溶液とし、前記溶液に重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体を溶解することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のねじ部材用接着剤組成物を用いた固定構造であって、前記固定構造は、頭部およびねじ溝が形成された挿入部からなるねじ部材と、対応するねじ溝が形成されたねじ孔部材とが螺合してなり、前記ねじ部材と前記ねじ孔部材との螺合面の空隙に前記ねじ部材用接着剤組成物が充填され、かつ、前記ねじ部材の頭部とねじ孔部材の表面の少なくとも一部が前記ねじ部材用接着剤組成物で接着されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記ねじ部材用接着剤組成物は、着色剤を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、重合体どうしの凝集エネルギーが大きくエタノールに溶解しない重合度の高い酢酸ビニル重合体を接着成分として使用した接着剤組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のねじ部材用接着剤組成物を用いた接着工程を示す模式断面図である。
【図２】本発明のねじ部材用接着剤組成物を用いた接着工程を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のねじ部材用接着剤組成物、接着剤組成物の製造方法および接着剤組成物を用いた固定構造をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
本発明のねじ部材用接着剤組成物は、２５〜３５質量％の酢酸ビニル重合体と、６５〜７５質量％のエタノールとを含有するねじ部材用接着剤組成物であって、酢酸ビニル重合体は、重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体と、重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体とからなることを特徴とする。
【００１９】
本発明のねじ部材用接着剤組成物とは、ねじ、ボルト、ナット等の螺合面（ねじ山、ねじ溝）を有する所謂ねじ部材全般に使用されるものであり、これらの螺合における緩み止めの防止や密着性の改善のために用いられる。図１および２に、本発明のねじ部材用接着剤組成物を用いた接着工程の模式図を示す。
【００２０】
図１に示すように、同一の径のねじ孔部を有する２枚の板状部材１ａおよび１ｂを重ね合わせる。次に、形成されるねじ孔に接着剤組成物２を充填する。続いて、ねじ部材３をねじ孔部に螺合させて、接着剤組成物２を乾燥させてエタノールを揮発させ、図１（ｃ）に示す固定構造を得るものである。
【００２１】
また、図２に示すように、ねじ部材３をねじ孔部に先に螺合させた後に、接着剤組成物２を螺合面に浸透させて、乾燥させ、図２（ｃ）に示す固定構造を得てもよい。
【００２２】
なお、図では接着剤組成物がねじ孔部から溢れ、ねじ部材３の頭部（扁平部分）の端部の少なくとも一部と板状部材１ａの表面に接着剤組成物が固着しているが、固定構造はこの形態のみに限定されず、接着剤使用量を低減させて、ねじ孔部内のみを接着させた固定構造とすることもできる。
【００２３】
本発明では、労働安全衛生法で環境中濃度の上限が厳格に規制されているメタノール等とは異なり、エタノールを使用することができるため、ある程度の環境中濃度が許容され、局所排気装置を設置する必要がなく、簡易的な換気を行うだけで作業者に害を与えることなく作業を行うことができる。
【００２４】
本発明のねじ部材用接着剤組成物においては、２５〜３５質量％の酢酸ビニルと、６５〜７５質量％のエタノールとを主成分とする。酢酸ビニルが２５質量％未満、エタノールが７５質量％超の場合は、接着剤の粘性が低くなり過ぎ、塗布時に液ダレを生じてしまう。また、乾燥後に残る酢酸ビニル成分が少ないため、接着剤の塗布量を多くする必要が生じてしまう。一方、酢酸ビニルが３５質量％超、エタノールが６５質量％未満の場合は、接着剤の粘性が高くなり過ぎて、塗布作業性が悪化する。
【００２５】
本発明の酢酸ビニルは、重合度３００〜８００の酢酸ビニル重合体（低重合体）と、重合度１２００〜１３００の酢酸ビニル重合体（高重合体）とからなる。ここで、重合度１２００〜１３００の重合体とは、重合度１２００未満の重合体と重合度１３００超の重合体を全く含まないことを意味しない。例えば、重合度１２００の重合体とは、重合度分布を取ったときに、中央値あるいは平均値が１２００であり、重合度１２００前後の重合体も僅かながら含むということである。
【００２６】
接着剤成分として必須の高重合体単独では、上述のとおり、酢酸ビニルの高分子鎖のエタノールに対する溶媒和エネルギーよりも凝集エネルギーの方が勝り、エタノールに溶解せず沈殿してしまう。本発明では、酢酸ビニルの低分子鎖がエタノールに溶解する点に着目し、接着剤組成物を作製するにあたり、まず、エタノールに低重合体を混合し、溶解させて溶液を調製し、続いてこの溶液に高重合体を混合する。このようにすることで、低重合体を媒介として高重合体がエタノールに溶解する。
【００２７】
低重合体は、重合度３００〜８００のものが使用される。低重合体の重合度が３００未満であると、低分子量のため揮発するおそれがあったり、乾燥後の接着剤塗膜が柔らかく耐久性が低くなり、ベタつきを生じる。低重合体の重合度が８００超であると、低重合体自身がエタノールに溶解しにくくなり、高重合体の溶解を媒介することができなくなる。
【００２８】
高重合体は、重合度１２００〜１３００のものが使用される。高重合体の重合度が１２００未満であると、乾燥後の接着剤塗膜が柔らかく耐久性が低くなり、ベタつきを生じる。高重合体の重合度が１３００超であると、粘性が高くなり過ぎ、また、エタノールに溶解しにくくなる。
【００２９】
低重合体は、酢酸ビニル重合体全体の５〜８０質量％、高重合体は２０〜９５質量％であると好ましい。低重合体が５質量％未満であると、高重合体がエタノールに溶解されにくくなる。低重合体が８０質量％超であると、乾燥後の接着剤塗膜が柔らかく耐久性が低くなり、ベタつきを生じる。また、高重合体が２０質量％未満であると、乾燥後の接着剤塗膜が柔らかく耐久性が低くなり、ベタつきを生じる。高重合体が９５質量％超であると、接着剤組成物の粘性が高くなり過ぎ、また、エタノールに溶解しにくくなる。
【００３０】
本発明のねじ部材用接着剤組成物は、酢酸ビニル重合体（低重合体＋高重合体）とエタノールを主成分とするが、必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。例えば、１０質量％以下の炭酸ジメチルを含有させることで、接着剤組成物の接着性および耐久性を変化させずに凝固点を降下させることができるので、冬期あるいは低温環境下で接着剤組成物を凝固させることなく作業を行うことができる。
【００３１】
また、接着剤組成物には、着色剤を添加してもよい。図１（ｃ）あるいは図２（ｃ）に示す固定構造を得る場合、ねじ部材３の頭部（扁平部分）の端部の少なくとも一部と板状部材１ａの表面に接着剤組成物が固着するので、着色剤を添加した場合、ねじ部材３と板状部材１ａが固定構造により固定されていることを外部から明確に視認することができる。このような態様によれば、例えばねじ部材によって装置を固定してその内部を封印した場合に、固定構造の接着剤固着部分を観察して、固着部分が剥離していれば、封印が破壊されたことを知ることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、具体的な実施例により本発明をより詳細に説明する。
エタノールと酢酸ビニル低重合体を混合して溶液とし、この溶液に酢酸ビニル高重合体を混合して、接着剤組成物を調製した。表１に示すように、本発明の接着剤組成物である実施例および従来の市販品である比較例の３種を用意し、これら各接着剤組成物について、図１に示すようにねじ孔部に塗布を行い、ねじ部材（ボルト／ナット  Ｍ３×ピッチ０．５）を螺合させ、乾燥させて固定構造を得た。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
実施例および比較例の接着剤組成物について下記の試験を行った。試験前と試験後に、固定構造を破壊するのに必要なトルクを計測した。結果を表２に示す。
（１）温度サイクル試験
各固定構造を−３０℃と６０℃の環境下にそれぞれ８時間／サイクル載置し、これを３サイクル行った。
（２）湿度試験
各固定構造を湿度９５％、６０℃の環境下に７２時間載置した。
（３）振動試験
周波数５〜３３．３Ｈｚ、振幅３ｍｍ、３３．３〜１００Ｈｚ、加速度６．８Ｇ／サイクル（１０分）として、左右前後を各１時間ずつ行った。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
表２に示すとおり、実施例１−２の試験前のトルク性能は比較例より向上しており、さらに、各種の耐久試験後にもその性能を維持あるいは改善することが分かった。実施例１−１では、エタノールのみを使用したため試験前および各種試験後の性能は比較例よりも劣るものの、実用上問題ないレベルであり、そのような実用に耐える固定構造を無害なエタノールの使用によって実現できるという効果が示せた。
【００３７】
次に、酢酸ビニル中の組成は高重合体５０％＋低重合体５０％となるようにし、酢酸ビニル２５％とエタノール７５％とからなる接着剤組成物において、低重合体と高重合体の重合度を下記の通り選択した。
【００３８】
【表３】
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【００３９】
実施例２および３においてはいずれも接着剤としての性能に問題はなかった。しかしながら、比較例２−１では低重合体の重合度が２００と低過ぎたため、接着剤塗膜がベタついて乾燥しにくかった。比較例２−２では低重合体の重合度が１０００と高過ぎたため、低重合体がエタノールに溶解せず接着剤を作製することができなかった。また、比較例３−１では高重合体の重合度が１０００と低過ぎたため、接着剤塗膜がベタついて乾燥しにくかった。比較例３−２では高重合体の重合度が１５００と高過ぎたため、高重合体がエタノールと低重合体の混合溶液に溶解せず接着剤を作製することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
接着作業において有害なメタノールの使用を低減し、環境対策コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ａ：板状部材
１ｂ：板状部材
２：ねじ部材用接着剤組成物
３：ねじ部材
【図１】
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【図２】
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