(57)【要約】【課題】  本発明は、ネジやボルトのゆるみを検出することができるネジゆるみ検出用被膜であり、ネジがゆるんだ際に当該検出用被膜が発色しネジのゆるみを視認できるようになるものである。また、少しのゆるみに対しても発色により検知可能であるため、早期の発見が可能であり、低コストで、簡便にネジのゆるみ検知が可能であるもの。【解決手段】（ａ）視認性液を封入したマイクロカプセル（ｂ）硬化性樹脂（ｃ）充填材からなる被膜をネジ締結部に形成することを特徴とするネジゆるみ検出用被膜。【選択図】図１
2008096236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）視認性液を封入したマイクロカプセル
（ｂ）硬化性樹脂
（ｃ）充填材
からなる被膜をネジ締結部に形成することを特徴とするネジゆるみ検出用被膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジやボルトのゆるみを検出することができるネジゆるみ検出用被膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄塔や橋梁などの建造物、飛行機、列車、建設用重機、自動車などの乗用物、発電機や測定器などの機器において、部材同士を締結する際にネジ・ボルトが利用されている。（以下、特に区別しない場合はボルトも含め単にネジという。）ネジによる締結は、ネジの軸部に設けられたねじ山と、被締結部材あるいはナットに設けられたねじ山とがかみ合うことにより締め付けられる。すなわち、ネジの締め付けによりネジ軸部に発生した引張力（ネジ軸力）と、被締結部材に発生した圧縮力（締付力）とが発生し、これらの力が釣り合うことで締結される。
【０００３】
ネジによる締結すなわちネジ止めは最初のうちは部材を堅固に締結しているものの、長期間稼動をした場合、振動等により各部のネジのゆるみが発生し、それに伴い位置ずれによる誤動作等の種々の問題が発生している。また、いたずらなどにより故意にネジ止めをゆるめられるという問題も発生している。建造物においてネジがゆるむと、倒壊や落下など重大な障害を引き起こす可能性がある。
【０００４】
そのため、ネジが容易にゆるまないようにスプリングワッシャーやロックワッシャーなどのゆるみ止め部材を使用したり、ネジ部に接着剤やゆるみ止め剤などを使用するなどの手法が用いられている。しかしながら、それらを使用してもゆるみが発生する可能性があるため、鉄塔や飛行機などの高い安全性が必要な箇所は、ネジにゆるみが生じていないか定期的に点検をしなければならない。最も単純なゆるみ検出法は締結したネジをトルクレンチ等の締結力測定器を使用して測定することであるが、これはネジをいったんゆるめるものであるため、鉄塔などの建造物には不適な方法であった。ゆるめることなく検査する方法は、特許文献１のように振動の伝播時間によりゆるみを検出する方法があるが、検査するネジが多数ある場合は非常に時間と手間がかかるものであった。一方、特許文献２のように部材間に圧力センサーをセットしてゆるみを検出する方法もあるが、限られた使用箇所に限るものであり、一般的にはコストが高く実用的ではない。また、使用状況が過酷なものはセンサーの耐久性も問題であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６８７０８号公報
【特許文献２】特開平５−５２６８４号公報
【０００６】
一方、ペンキやマーカーなどをネジ頭とその接面に一字状や十文字状に印を付けて、その印がずれているかを目視でチェックすることにより検査する方法が用いられている。この方法はきわめて安価で簡便であるが、経時で印が剥がれてしまったり、退色してしまったりして、その視認性は低くなり、紫外線や風雨にさらされない箇所に限定されるものであり、建造物などに使用するには信頼性が低いものであった。また、微細なゆるみに対しては視認することができず、早期発見には不向きな方法であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、トルクレンチやセンサーなど特殊な計測機器を使用することなく、ネジ締結部の微細なゆるみが簡単に視認で確認できることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は（ａ）視認性液を封入したマイクロカプセル、（ｂ）硬化性樹脂、（ｃ）充填材、からなる被膜をネジ締結部に形成することを特徴とするネジゆるみ検出用被膜である。
【０００９】
本発明のゆるみ検出用被膜はネジ締結部に塗布し被膜を形成しておくと、ネジがゆるんだ際に当該検出用被膜が発色しネジのゆるみを視認できるようになるものである。
【００１０】
本発明のネジゆるみ検出用被膜は（ａ）視認性液を封入したマイクロカプセル、（ｂ）硬化性樹脂、（ｃ）充填材、からなるものである。（ａ）成分で使用される視認性液は従来公知の染料や顔料を溶解または分散させた液状物が使用できる。その具体例としては、染料としてはアゾ系、アントラキノン系、ニグロシン系化合物等の染料が挙げられる。また、これらの染料は従来から公知の、例えば鉱油、オレイン酸、リノール酸等の疎水性溶媒に溶解した液状をマイクロカプセル化することが好ましい。染料と溶媒の混合比については特に規定はないが、アゾ系、アントラキノン系等の染料を用いた場合は色の濃度、溶解度の観点から染料：溶媒＝１：５５〜１：３（重量比）程度の混合比が好適に用いられる。ニグロシン系化合物の染料を用いた場合はその重量比率がニグロシン系化合物：溶媒＝１：５５〜１：０．３７（重量比）の混合比が好適に用いられる。ニグロシン系化合物はニグロシンまたはニグロシンの誘導体であり、その具体例としては、ソルベントブラック５、ソルベントブラック７等が挙げられるが、もちろんこられに限定されるものではない。また、視認性液として蛍光染料を併用して使用すると、ブラックライトを照射することによって、ゆるみにより被覆層から流出した蛍光染料を鮮やかに浮き上がらせることができ、より一層ゆるみの確認が容易になる。
【００１１】
ネジゆるみ検出用被膜の厚さは特に制限されず、最適範囲はマイクロカプセルの粒径によって異なるが、一般的には５０〜２０００μｍが好ましい。５０μｍ未満では、これより平均粒径の小さいマイクロカプセルを使用しなければならず、そうするとカプセル内の視認性液の絶対量が不足したり、カプセルが破壊されにくくなり、発色性が劣ることになりやすい。また、２０００μｍを超えてもネジのゆるみ検出は可能であるが、経済的に不利である。ただし、被膜の厚さは後述するマイクロカプセルの粒径より薄くすることは適さない。
【００１２】
本発明で用いるマイクロカプセルの粒径も特に制限されないが、３０〜３００μｍ、特に５０〜２００μｍの平均粒径をもつものが好ましい。３０μｍ未満ではカプセル内の視認性液の絶対量が不足したり、カプセルが破壊されにくくなり、発色性が劣ることになりやすい。また、５００μｍを超えるとネジのゆるみが検出用被膜に伝播しにくくなりネジゆるみを起こしても発色しにくくなる。
【００１３】
本発明で用いられる（ｂ）成分の硬化性樹脂としては、塗料やコーティング剤等に使用される各種の硬化性の流体状樹脂組成物である。これら樹脂組成物としては、例えばエポキシ系、ウレタン系、アクリル系、シリコーン系、変成シリコーン系の塗料、コーティング剤、被覆剤等を使用することができる。特にビスフェノールＡ型やビスフェノールＦ型等のエポキシ樹脂が好ましい。これらの塗料、コーティング剤は、加熱、湿気、光照射、２液混合等の様々な手段で硬化する反応性の樹脂組成物を主成分としてもよいし、固形状樹脂を溶剤に溶解した形態で被着体に塗布し溶剤の蒸散により固化されてもよく、また両方の手段を併用してもよい。なお、通常、「硬化」は化学反応等によって起きるものであり、「固化」は有機溶剤等が揮散するいわゆる乾燥によるものであるが、本発明では特に区別せず、液状のものが固体状になることを硬化と称している。すなわち、有機溶剤が揮散して固体になるものも硬化性樹脂として使用可能である。
【００１４】
また、本発明の（ｃ）成分である充填材は、視認性液を内包したマイクロカプセルや被着体となるネジの表面色を隠蔽し、かつ、視認性液の流出による発色性を確保するために必要な成分であり、非透明性であることが好ましく、特に白色、乳白色などの白色系に着色されていることが望ましい。このような着色に有効な材料としては、例えば、酸化チタン、炭化カルシウム、タルク等の白色系顔料や白色系充填剤を用いることができる。
【００１５】
次に、（ａ）成分のマイクロカプセルの製造手法としては、コアセルベーション法、ｉｎ−ｓｉｔｕ（インサイチュ）重合法、界面重合法、液中硬化法など従来公知の方法を用いることができる。また、マイクロカプセルの被膜はゼラチン、ポリアミド、尿素樹脂などがあげられるが、被覆層を被着体表面に形成する際のマイクロカプセル膜の安定性を考慮すると、材質としてはゼラチンが好ましい。
【００１６】
また、検出用被膜を形成する（ｂ）硬化性樹脂と（ａ）視認性液内包マイクロカプセルの配合割合は、視認性液の内包量やマイクロカプセルの粒径にもよるが、概ね重量比で（ｂ）成分：（ａ）成分＝４：１付近、あるいは容量比で２．５：１付近が適当である。前記基準値より（ａ）成分比率が低くなるにつれゆるみ発生時の発色が十分でなくなり、また、比率が高くなるにつれて塗膜の塗布形成時にマイクロカプセルの破壊が起こったり、粘度が高くなり塗布が困難になる。また、（ｃ）充填材の混合割合は（ｂ）硬化性樹脂に対し、（ｂ）成分：（ｃ）成分＝５：２〜５：７である。
【００１７】
本発明のネジゆるみ検出用被膜をネジ締結部に形成する工程について説明する。まず、（ａ）〜（ｃ）成分を混合して塗料組成物を調製する。ついで、締結したネジの締結部に塗布をする。ネジの締結部とは図１（ａ）で示すように例えば、すなわちネジの頭部３の座面と被締結部材２との接面の周辺に塗布する。これは円周に沿って全周塗布しても良いし、一部分のみでも良い。また、図１（ｂ）の様にネジ頭部３全体を被覆しても良い。ここで、図１ではネジ１が直接、被締結部材２と締結されるものが例示されているが、被締結部材２とネジ１の間にワッシャー（図示せず）を使用する場合はネジとワッシャーの接面に塗布すればよい。また、図２のように、ネジ軸部と被締結部材の接点に塗布しても良い。この場合、図２（ａ）で示すように、軸部と被締結部材の接点に円周に沿って全周塗布しても良いし、一部分のみでも良い。また、図２（ｂ）で示すようにネジ軸部の突出部全体を被覆しても良い。さらに、被締結部材にネジ山を形成せず、ナットで締結する場合も適用できる。この場合、上述のようにネジ頭側に形成しても良いし、ナット側に形成しても良い。図３にナット側に形成する様子を示す。図３（ａ）はナット５と被締結部材２との接面に塗布形成され、図３（ｂ）はネジ軸とナット５との接面に形成される様子を示す。
【００１８】
上述のように塗布した塗料組成物を硬化または固化させる。硬化・固化の方法は塗料組成物の配合により適宜選択される。例えば、（ｂ）成分をエポキシ樹脂として、加熱硬化性とした場合には、塗布した後加熱することにより硬化させ、塗膜を形成することができるし、（ｂ）成分が湿気硬化性のシリコーン樹脂である場合は塗布後、放置養生する、さらに、（ｂ）成分が有機溶剤を含有して有機溶剤の揮散により固化するものであれば、塗布後、乾燥するよう放置養生することにより、塗膜を形成することができる。また、２液混合硬化の場合は塗布する前に２液を混合して塗布し放置養生する。
【００１９】
上述のように形成されたネジゆるみ検出用被膜はネジの締結部にゆるみが発生した際に、そのゆるみによるズレまたはネジの回転が該検出用被膜に伝わり、それに伴い検出用被膜中のマイクロカプセルが破壊され、該マイクロカプセルから流出した視認性液が検出用被膜表面に達することで、検出用被膜が発色し、ネジのゆるみ発生を目視により検知できるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明はネジ締結部に形成するネジゆるみ検出用被膜であり、ネジがゆるんだ際に当該検出用被膜が発色しネジのゆるみを視認できるようになるものである。また、少しのゆるみに対しても発色により検知可能であるため、早期の発見が可能であり、低コストで、簡便にネジのゆるみ検知が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を詳細に説明するための実施例を説明する。
【実施例１】
【００２２】
カプセルの製造： アゾ系染料（オリエント化学社製）１００重量部にオレイン酸５５００重量部を加え撹拌し、視認性液を作製した。（アゾ系染料：溶媒＝１：５５）また、４５０重量部のゼラチン（宮城化学製  ブルーム強度３２０）を３６００重量部の水に投入、４５℃で撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら前記視認性液を投入、視認性液を分散した。次に、４５０重量部のアラビアゴム（和光純薬製） を３６００重量部の水に投入、４５℃で撹拌溶解、濾過し不溶物を除去した後、前記分散液に投入した。ついで、４５℃に加熱した水９０００重量部を前記分散液に加えた。その後、１５％ 酢酸を用い分散液ｐＨを４．９に調整した。分散液を１０℃まで冷却した後、２５％グルタルアルデヒド溶液（和光純薬製）２００重量部を加え、室温で約８時間撹拌し、マイクロカプセルスラリーを得た。これを濾過乾燥し、マイクロカプセルを得た。平均粒径は約１１５μｍであった。
塗料化：（ｂ）成分としてエポキシ樹脂であるビスフェノールＡ型エポキシ（ジャパンエポキシレジン社製：エピコート８２８）９０重量部と、変性脂肪族ポリアミン（エアープロダクツ社製：トリエチレンテトラミン）１０重量部と（ｃ）成分として酸化チタン粉末４０重量部、炭酸カルシウム粉末４０重量部を使用した。混合割合は（ａ）：（ｂ）：（ｃ）＝２０：１００：８０とした。これらを混合して塗料組成物を作成した。
塗膜の形成
上述で得られた塗料組成物を調製後直ちに、締結したネジの締結部に塗布し、２４時間養生し、ネジゆるみ検出用被膜を形成し、テストピースを作成した。ただし、ネジはＭ１０の亜鉛クロメート製の６角ボルトを使用し、２枚の板をナットを用いて締め付けた。締め付けトルクは３５Ｎ・ｍで締結した。また、塗布の方法は図１ａのようにネジ頭と被締結部材との接面に全周塗布した。（ただし、図１ａには下部にはナットがないが、本実施例ではナットが締結される。）
【実施例２】
【００２３】
カプセルの製造：ニグロシン系化合物（ソルベントブラック７：中央合成化学社製）１００重量部にオレイン酸５５００重量部を加え撹拌し、視認性液を作製した。（ニグロシン系化合物：溶媒＝１：５５）また、４５０重量部のゼラチン（宮城化学製  ブルーム強度３２０）を３６００重量部の水に投入、４５℃で撹拌溶解した。この溶解を撹拌しながら前記視認性液を投入、視認性液を分散した。次に、４５０重量部のアラビアゴム（和光純薬製）を３６００重量部の水に投入、４５℃で撹拌溶解、濾過し不溶物を除去した後、前記分散液に投入した。ついで、４５℃に加熱した水９０００重量部を前記分散液に加えた。その後、１５％酢酸を用い分散液ｐＨを４．９に調整した。分散液を１０℃まで冷却した後、２５％グルタルアルデヒド溶液（和光純薬製）２００重量部を加え、室温で約８時間撹拌し、マイクロカプセルスラリーを得た。これを濾過乾燥し、マイクロカプセルを得た。平均粒径は約１１５μｍであった。
塗料化：（ｂ）成分として２液混合型エポキシ樹脂であるスリーボンド２０５０（スリーボンド社製）と（ｃ）成分として酸化チタン粉末を使用した。混合割合は（ａ）：（ｂ）：（ｃ）＝１００：４００：２００とした。
塗膜の形成
上述で得られた塗料組成物を調製後直ちに、締結したネジのネジ締結部に塗布し、２４時間養生し、ネジゆるみ検出用被膜を形成し、テストピースを作成した。用いたネジや塗布方法は実施例１と同様に行った。
【００２４】
［比較例１］
実施例１の塗料組成物から（ｃ）成分を添加しないものを調製し、同様に締結したネジのネジ締結部に塗布し、２４時間養生し、ネジゆるみ検出用被膜を形成し、テストピースを作成した。用いたネジや塗布方法は実施例１と同様に行った。
【００２５】
ゆるみ試験１
実施例１、２、比較例１で得られたテストピースをもちいて、ゆるみ試験を行った。締結された２枚の板の片方を固定板とし、もう片方を振動板として、油圧サーボ振動疲労試験機用い、振動板を振幅０．６ｍｍ、周波数２０Ｈｚで軸直角方向の外力を加えて振動させた。（変位は回転成分が入らない平行変位だけである。）振動を３０秒加えたところ、実施例１，２はネジゆるみ検出用被膜が発色し、比較例１は発色しなかった。その後、トルクレンチで取り外しトルクを測定したところ、実施例１は１Ｎ・ｍ、実施例２はＮ・ｍ、比較例１は１Ｎ・ｍ、であった。すなわち、実施例１，２はネジのゆるみにより発色することが確認され、比較例１はネジがゆるんでも発色していないことを確認した。
【００２６】
ゆるみ試験２
実施例１、２、比較例１で得られた上記とは別のテストピースを上記同様に３秒間振動させた。その結果、すべてにおいて、発色は見られなかった。その後、トルクレンチで取り外しトルクを測定したところ、実施例１は３１Ｎ・ｍ、実施例２は３０Ｎ・ｍ、比較例１は３２Ｎ・ｍ、であり、ネジはゆるんでいないことが確認された。すなわち、ネジにゆるみがないものは発色がないことを確認した。
【００２７】
ゆるみ試験３
実施例１、２で得られた上記とは別のテストピースを上記同様に１２秒間振動させた。その結果、実施例１，２はネジゆるみ検出用被膜が発色した。その後、トルクレンチで取り外しトルクを測定したところ、実施例１は１４Ｎ・ｍ、実施例１は１６Ｎ・ｍであった。すなわち、実施例１，２はネジの少しのゆるみでも発色することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は鉄塔や橋梁などの建造物、飛行機、列車、建設用重機、自動車などの乗用物、発電機や測定器などの機器において、部材同士を締結する際に使用するネジ・ボルトのゆるみ検出用剤として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のネジゆるみ検出用被膜をネジ締結部に形成した例を示す断面図
【図２】本発明のネジゆるみ検出用被膜をネジ締結部に形成した例を示す断面図
【図３】本発明のネジゆるみ検出用被膜をネジ締結部に形成した例を示す断面図
【符号の説明】
【００３０】
１・・・・ネジ
２・・・・被締結部材
３・・・・ネジ頭
４・・・・ネジゆるみ検出用被膜
５・・・・ナット
【図１】
2008096236.tif 000003
【図２】
2008096236.tif 000004
【図３】
2008096236.tif 000005