スレッドロッカー：スレッドロック接着剤のガイド

2、000年以上前に発明されたねじ式ファスナーは、機械の設計と組み立てに使用される最も重要な取り外し可能なハードウェアです。それらは事実上すべての機械部品に見られ、非常に重要な部品をまとめていることがよくあります。

米国では、自動車や航空機から家電製品までの組み立て用途で毎年3,000億を超えるファスナーが消費されているため、これらのファスナーは、取り付けた後もしっかりと固定することで、予測可能な均一なパフォーマンスを提供することが重要です。

何世紀にもわたる改善にもかかわらず、ねじ式ファスナーはまだ機能しません。ファスナーの故障は、2つの原因のいずれかが原因で発生します。張力の緩和は、温度変化によって引き起こされることが多く、ボルトと基板材料の膨張と収縮を伴います。これにより、アセンブリ内のボルトの張力とクランプ力が低下します。

ファスナーの故障の2番目の原因は、ファスナーの接触面間の横方向のスライド運動によって引き起こされる自己緩みです。ばね座金、ワイヤーリテーナー、ロッキングボルトなどの多くの機械的方法は、ファスナーの制御されない緩みを防ぐために開発されましたが、機械的ロック方法は、ファスナーアセンブリにかなりのコストを追加し、自己緩みを引き起こすスライド運動を防ぐことはできません。 。

化学的スレッドロック接着剤は、安価かつ恒久的にスレッドファスナーの故障を防ぐことができます。 50年近く前にLoctiteCorporationによって導入されたこれらの単一成分嫌気性接着剤は、空気のない状態で金属イオンにさらされると硬化（または硬化）して強靭な固体になる独自の液体樹脂です。

この嫌気性硬化メカニズムにより、接着剤が流れ、均一に沈降して、時期尚早に硬化することなく、ねじ付きファスナーの溝を埋めることができます。適用中にスレッドからオーバーフローした余分なスレッドロッカーは液体のままなので、簡単に拭き取ることができます。

液体スレッドロッカーが硬化すると、ポリマーチェーンが形成され、スレッドのあらゆる小さな欠陥に侵入します。金属の表面粗さの鍵となる界面接続の結果として、ねじ山の摩擦はねじ山の適用によって増加します。

接着剤は、インターフェーススレッド間の微細なギャップを完全に埋めて、スレッドアセンブリを確実にロックおよびシールし、横方向の動きを防ぎ、湿気、ガス、および流体から生じる可能性のある腐食からジョイントを保護します。

液体スレッドロッカーを数滴垂らすだけで、ユーザーが分解するまで、アセンブリ内でファスナーをトルクダウンし続けることができます。スレッドロッカーは金属部品間の接触を100％提供しますが、一般的なナットとボルトのアセンブリは、金属同士の接触が15％程度である場合があります。

スレッドロッキング接着剤は、信頼性が高く低コストの材料であり、トルク制御を改善し、かじりを減らし、潤滑性を提供して、組み立て中に制御されたトルクを実現します。さまざまな用途向けにさまざまな強度で利用できるスレッドロッカーは、最も過酷な環境でも重要なクランプ負荷圧力を保持します。これらの接着剤は、高いせん断強度、優れた耐熱性、迅速な硬化、簡単なディスペンス、および優れた耐振動性を提供します。

スレッドロッカーを選択する際に考慮すべき要素

アプリケーションに適したスレッドロック接着剤を確実に選択するには、いくつかの要因を考慮する必要があります。特定のアプリケーションでは、ボルトは取り外し可能で、継続的な機器のメンテナンスと修理のために再利用可能である必要があります。一般的な考えに反して、スレッドロック接着剤でロックされたボルトは、新しい接着剤を塗布して再組み立てする前に古い接着剤を取り除くことで再利用できます。

スレッドロッカーは、簡単に取り外せる低強度の配合、一般的な手工具を使用して除去できる中強度のグレード、および最高の保持能力を提供する高強度の配合で利用できます。ただし、永続的なスレッドロッカーはありません。最高強度のスレッドロッカーでさえ、華氏450度の温度に直接さらされた後、標準の手工具を使用して取り外すことができます。

用途に必要な接着剤の強度と粘度は、使用するファスナーのサイズに直接関係します。低強度のスレッドロッカーは、調整および校正ネジ、メーター、ゲージ、および継続的な調整が必要なその他の留め具など、直径が1/4インチまでのネジに使用されます。

中強度の材料は、工作機械やプレス、ポンプ、コンプレッサー、および取り付けボルトとして使用される直径4分の3インチまでのファスナー用です。高強度スレッドロッカーは、重機やさまざまなマウントなどの恒久的な組み立てアプリケーションで見られる直径1インチまでのファスナーに最適です。

直径0.5インチまでの組み立て済みのファスナーに簡単に吸い上げる低粘度の貫通スレッドロック配合も利用できます。

最終用途環境の動作条件によっても、選択する必要のあるスレッドロック方式が決まります。最新のスレッドロック技術は、表面に影響されない品種、高温配合、耐薬品性材料、極端な振動に耐えるように設計された配合など、以前は利用できなかった多くの利点を提供します。

ファスナーに使用される金属の種類も、接着剤の性能にとって重要です。ファスナーがステンレス鋼、亜鉛、マグネシウム、黒色酸化物、カドミウム、陽極酸化アルミニウム、または不動態化チタンなどの2つの不活性金属でできている場合、硬化を容易にするためにプライマーが必要になる場合があります。ただし、不活性金属が1つしかない場合は、プライマーは必要ありません。

スレッドロッカーの適用

スレッドロック接着剤を塗布する場合、接着剤はスレッド係合領域の全長を濡らさなければなりません。適切な濡れは、糸のサイズ、接着剤の粘度、および部品の形状に依存します。部品が大きい場合は、両面を濡らすことで、適切な接着剤を塗布するために必要な信頼性が得られます。

スルーホールナットとボルトのアセンブリの場合、ねじ山間の接着剤のみが硬化するため、ねじ山ロッカーは、アセンブリが完全に締められたときにナットとボルトが接触する場所にのみ適用する必要があります。キャップスクリューなどの止まり穴アセンブリの場合、ボルトと合わせねじの両方にスレッドロッカーを適用する必要があります。ボルトにのみ接着剤を塗布すると、ボルトを締めるときに空気圧によって液体スレッドロッカーが逃げ出し、硬化が不完全になり、組み立てが失敗する可能性があります。

液体スレッドロック接着剤は、手動、半自動、また​​は自動ディスペンスシステムで塗布できます。ただし、手動または自動の接着剤ディスペンス方法の代替として、事前に塗布されたファスナーコーティングがますます一般的になっています。プレアプライドコーティングは、ドライフィルムとしてアセンブリのスレッドにプレアプライされた接着剤を含むマイクロカプセルを特徴としています。

ファスナーを組み立てると、カプセルが押しつぶされ、粘着性のスレッドロッカーが解放されます。コストとロジスティックの利点に加えて、コーティングのためにディスペンスされる接着剤の量が非常に一貫しているため、プレコートボルトの使用は品質保証の利点も提供します。

嫌気性スレッドロッカーフィクスチャーは室温で数分で、24時間以内に完全に硬化します。嫌気性接着剤の完全な硬化は、短時間の熱への暴露（例えば、摂氏120度で30分）を使用してより迅速に達成することができます。硬化を促進するために液体プライマーまたは活性剤が必要なアセンブリでは、接着剤を塗布する前に、プライマーを一方または両方のファスナー表面に塗布します。コンポーネントを混合する必要はありません。

原則として、嫌気性スレッドロック接着剤は、基板の軟化または応力亀裂が発生する可能性があるため、プラスチックスレッドアセンブリには使用しないでください。

新しい開発

従来の嫌気性接着剤が直面する最大の課題は、1）グリースやオイルで汚染されている可能性のある広範囲の金属および非金属基板の硬化を促進すること、2）300°Fを超える高温に長期間さらされること、 3）高レベルの機械的ストレスへの長期暴露。

オイルなどの特定の材料は、嫌気性反応によるスレッドロック接着剤の硬化を妨げたり、完全に防止したりする可能性があり、接着剤を塗布する前にアセンブリを十分に洗浄する必要があります。また、二クロム酸亜鉛/リン酸塩メッキ鋼、マグネシウム、カドミウム、ステンレス鋼、アルミニウム、熱硬化性プラスチックなどのパッシブ基板は、嫌気性接着剤を塗布する前に、溶剤ベースのプライマーで材料を処理することによってのみ結合できました。

従来のスレッドロック接着剤の硬化を阻害する残留物にもかかわらず硬化する、油性および汚染された表面を許容するために、新しい表面に影響されないスレッドロック配合物が開発された。さらに、これらのスレッドロッカーは、非アクティブな表面でより簡単に硬化するように設計されているため、プライマーが必要なアプリケーションを減らすことができます。

従来のスレッドロック接着剤は、限られた温度（マイナス65度からプラス300度F）に失敗することなく耐えます。革新的な新しい独自の化学技術を組み込んだ新しい嫌気性接着剤は、華氏400度までの温度で完全性を維持するように配合されています。これらの製品は、自動車や航空宇宙アセンブリなどの極端な熱サイクルに耐えるアプリケーションに最適です。

従来の高強度嫌気性接着剤はある程度の振動に耐えることができますが、動作温度の上昇と継続的な強い振動の組み合わせは、通常、従来の嫌気性菌には大きすぎることがわかります。新しい強化配合は、極端な熱的および機械的ストレス下で全体的なパフォーマンスを向上させるように設計されています。これらの材料は従来の嫌気性物質よりも丈夫であるため、衝撃の影響を受けにくく、激しい振動、回転、せん断、引張力に長時間さらされることに耐えることができます。

高性能アプリケーション

消費者向け芝生メンテナンス用のガス式ストリングトリマーの大手メーカーであるRyobiOutdoor Productsは、最高速度210 mphに到達し、8,000rpm以上で動作するように設計された高出力ブロワーを開発していました。これらの極端な動作条件下では、エンジンコンポーネントは華氏500〜600度の温度と高い振動力にさらされました。

従来の機械的ソリューションでは組み立ての課題が解決されないことを知っていたRyobiの設計エンジニアは、入手可能な最新の嫌気性スレッドロッカーを調査しました。市場に新しく登場したのは、表面に影響されない、高強度、高温のスレッドロッカーであるLoctite 266で、40分で固定され、3時間で完全に硬化するように設計されています。接着剤は油やその他の穏やかな表面汚染物質に耐性があるため、塗布は迅速かつ簡単で、表面処理は必要ありません。

リョービの組立ラインでは、マフラーとシリンダーヘッド、クランクケースとシリンダーをつなぐ亜鉛二色鋼ボルトに接着剤を塗布しました。 3時間後、各アセンブリは、顧客の使用が承認される前に、全開スロットルで6,000 rpmで6分間テストされました。

「この製品の急速な硬化により、組立ラインの最後でエンジンテストを実行できるようになりました」とRyobiの新製品担当副社長であるBillGestは述べています。 「これにより、新しいブロワーを時間どおりに市場に投入し、製品をより早く出荷し、予測される仕掛在庫を減らすことができました。この新しいブロワーユニットは、非常に競争の激しい市場で競争力を維持するのに役立ちました。」

作者について：
Mike Shannahanは、ヘンケルの会社であるLoctiteCorporationのOEMマーケティングマネージャーです。ヘンケルは、ランドリー＆ホームケア、化粧品/トイレタリー、接着剤技術の3つの事業分野で、世界をリードするブランドと技術で事業を展開しています。 1876年に設立されたヘンケルは、Persil、Schwarzkopf、Loctiteなどの有名なブランドで、消費者ビジネスと産業ビジネスの両方で世界をリードする市場での地位を占めています。ヘンケルは約50,000人の従業員を擁し、2009年度の売上高は188.6億ドル、調整後営業利益は18億4000万ドルでした。詳細については、www.loctite.comをご覧ください。