JP2018167329A - ホウ酸フリーのフラックス - Google Patents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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-
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Abstract
Description
本出願は、係属中の2013年3月15日出願の米国実用特許出願番号第13/838,485号の一部継続出願であり、これをすべて参照により本明細書に組み込む。
本発明の1つの実施形態では、黒色の高温ペーストフラックスを記載するが、その組成物は、水、四ホウ酸カリウム四水和物、フッ化水素カリウム、ホウ素、UDYLITE(Udylite62は、Enthone(登録商標)、350 Frontage Road、West Haven、CTの製品である)及びヒュームドシリカの混合物を以下の重量パーセントで含む。
本発明の別の実施形態では、低温ホウ酸フリーのペーストフラックスは、水、フッ化水素カリウム、四ホウ酸カリウム四水和物、ホウフッ化カリウム、顔料、UDYLITE及びヒュームドシリカの混合物を以下の重量パーセントで含む。
本発明の別の実施形態では、高温ホウ酸フリーの粉末フラックスは、四ホウ酸カリウム四水和物、フルオロケイ酸カリウム、ホウフッ化カリウム及びホウ素の混合物を以下の重量パーセントで含む。
本発明の別の実施形態では、低温ホウ酸フリーの粉末フラックスは、四ホウ酸カリウム四水和物、フルオロケイ酸カリウム、ホウフッ化カリウム及び顔料の混合物を以下の重量パーセントで含む。
ホウ酸フリーのフラックスはすべて、ベース金属表面からのすべての酸化物を溶解した。
それぞれ低温(緑色)フラックス及び高温フラックス(黒色)について、1050°F〜1600°F(566℃〜871℃)及び1050°F〜1800°F(566℃〜982℃)の範囲を通して、ホウ酸フリーのフラックスのすべてが十分に活性であり、酸化物を除去する。
「熱ロッジング」は、高温端(hot end)を粉末化されたフラックスに浸漬させることによる、一片のろう付けロッド(溶加材)の塗膜である。これは粉末フラックスだけに適用可能である。両方の粉末フラックスは非常によく「熱ロッジングされている(hot rodded)」。
流動性試験を、AWS A5.31 M/A5.31:2012により実施した。流動性は、ホウ酸フリーの粉末とペーストの両方について良好であった。
ホウ酸フリーのフラックスのすべてについて、ろう付け工程を通して、好ましくない臭気及びフュームはほとんどなかった。
表2及び4の着色したフラックスは、実際に試験した活性化温度の視覚的インジケーターを有していたフラックスだけであった。
(1)熱ロッド−粉末ろう付け用フラックスが、熱ろう付けロッド/ワイヤーに接着する能力
(2)フラックスフロー(flux flow)−溶融したフラックスが如何によく拡がるか、すなわち、ベース金属の加熱表面全体にわたって「十分湿潤する(wet out)」か−より具体的には、溶融したフラックスが、ろう付け接合部毛細管及び直接隣接した精密接合表面に沿って如何によく流れるか;
(3)メタルフロー(metal flow)−メタルフローは、ベース金属表面での溶融した溶加材の表面張力を低下させるろう付け用フラックスの能力の任意の尺度である−これは、一般に、溶融した溶加材が如何によく拡がるか、すなわち、ベース金属の加熱表面全体にわたって「十分湿潤する」か−より具体的には、溶融した溶加材が、ろう付け接合部毛細管及び直接隣接した精密接合表面に沿って如何によく流れるかによって測られる;
(4)不快臭−放出されるフューム及び煙の量、及び、それらが如何に刺激性である、鋭い、又は刺すようなものであるか;
(5)フラックス組成物−施用の均一性及び容易さ;
(6)フラックス残渣−フラックス残渣を除去する容易さ;並びに
(7)熱クリーン−熱水だけを使用して、フラックス残渣を除去する容易さ。
本発明の1つの実施形態では、その組成物が水、フッ化水素カリウム、ホウ素、udylite及びヒュームドシリカの混合物を以下の重量パーセントで含む黒色高温ペーストフラックスを記載する。
本発明の別の実施形態では、低温ホウ酸フリーのペーストフラックスは、水、フッ化水素カリウム、四ホウ酸カリウム、ホウフッ化カリウム、顔料、Udylite及びヒュームドシリカの混合物を以下の重量パーセントで含む。
本発明の別の実施形態では、高温ホウ酸フリーの粉末フラックスは、四ホウ酸カリウム、フルオロケイ酸カリウム、ホウフッ化カリウム及びホウ素の混合物を以下の重量パーセントで含む。
本発明の別の実施形態では、低温ホウ酸フリーの粉末フラックスは、四ホウ酸カリウム、フルオロケイ酸カリウム、ホウフッ化カリウム及び顔料の混合物を以下の重量パーセントで含む。
表V〜VIIIのホウ酸フリーのフラックスはすべて、ベース金属表面からすべての酸化物を溶解した。ペーストフラックスは、Johnson Matthey Pic、5th Floor 25 Farringdon Street、London EC4A 4AB、United Kingdomに登録事務所を有する、ホウ酸を含む市販のEASY−FLO(登録商標)フラックスより優れた性能を有していた。
表V〜VIIIのホウ酸フリーのフラックスはすべて、それぞれ低温(緑色)フラックス及び高温フラックス(黒色)について1050°F〜1600°F(566℃〜871℃)及び1050°F〜1800°F(566℃〜982℃)の範囲を通して、十分に活性であり、酸化物を除去する。
「熱ロッジング」は、高温端を粉末化されたフラックスに浸漬させることによる、一片のろう付けロッド(溶加材)の塗膜である。表V〜VIIIのホウ酸フリーのフラックスは、STTS Brazing Solutions、Z.A.E.la Neuvillette 60240 Fleury(France)から市場で入手できる市販の粉末フラックス、STTSフラックスIT340Mより22%良好に塗膜された。
流動性試験、AWS FB3−KをAWS A5.31M/A5.31.2012により実施した。流動性は、表V〜VIIIのホウ酸フリーのフラックスについて、粉末フラックスとペーストフラックスのどちらも良好であった。ペーストフラックス流動性は、5th Floor 25 Farringdon Street、London EC4A 4AB、United Kingdomに登録事務所を有する、Johnson Matthey Pic.から市場で入手できるホウ酸を含む市販のEASY−FLO(登録商標)フラックスより優れた性能を有していた。
表V〜VIIIのホウ酸フリーのフラックスのすべてについて、ろう付け工程を通して、好ましくない臭気及びフュームはほとんどなかった。粉末フラックスは、試験した、Castolin Eutectic Internationalから市販されているCastolinホウ酸含有フラックスのそれより大幅に少ない臭気しか有していなかった。
表VI及びVIIIの着色フラックスは、活性化温度の視覚的インジケーターを有するフラックスだけであった。
物質及び混合物の分類、表示及び包装に関する欧州議会及び理事会の規制(EC)No1272/2008」により、ホウ酸(大部分のろう付け用フラックスの成分)は、欧州連合において、生殖毒素として分類されている。これは、特別の表示を必要とし、消費者の側で、ホウ酸フリーの代替物を求めようとする試みをもたらすことになる。市場シェアを維持し消費者の需要を満たすために、適切なホウ酸フリーのろう付け用フラックスを開発しなければならない。
1. 水;
フッ化水素カリウム(KHF2);
ヒュームドシリカ(SiO2);
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O);及び
フルオロホウ酸カリウム(KBF4);
を有するホウ酸フリーのペーストフラックス組成物。
2. ホウ素、湿潤剤及び/又はフタロシアニン顔料をさらに有し、前記フタロシアニン顔料が好ましくは、約500〜600℃の温度で有色から無色へ変化する、請求項1に記載のホウ酸フリーのペーストフラックス組成物。
3. 水 残部;
ユージライト(湿潤剤62) 0.25乃至0.50%;
フッ化水素カリウム(KHF2) 12.4乃至16.8%;
ヒュームドシリカ(SiO2) 0.71乃至1.35%;
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 29.5乃至34.8%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 29.5乃至34.8%;
ホウ素 0.50乃至9.98%;
を有し、前記成分は合わせて合計100%となる、請求項1又は2に記載のホウ酸フリーのペーストフラックス組成物。
4. 水 残部;
ユージライト(湿潤剤62) 0.25乃至0.50%;
フッ化水素カリウム(KHF2) 12.4乃至16.8%;
ヒュームドシリカ(SiO2) 0.71乃至1.35%;
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 29.5乃至34.8%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 29.5乃至34.8%;
顔料 0.50乃至9.98%;
を有し(重量パーセント)、前記成分は合わせて合計100%となる、請求項1又は2に記載のホウ酸フリーのペーストフラックス組成物。
5. 合計100%となる量で添加された前記組成:
水 残部;
湿潤剤 0.1乃至1%;
フッ化水素カリウム(KHF2) 12乃至16%;
ヒュームドシリカ(SiO2) 0.1乃至4%;
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 26乃至35%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 26乃至35%;及び
顔料(フタロシアニン) 0.1乃至2%;
をおおよその重量%で有する、
特に請求項1又は2に記載の低温ホウ酸フリーのペーストフラックス組成物。
6. 合計100%となる量で添加された前記組成:
水 残部;
湿潤剤 0.1乃至1%;
フッ化水素カリウム(KHF2) 12乃至16%;
ヒュームドシリカ(SiO2) 0.1乃至4%;
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 26乃至35%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 26乃至35%;及び
ホウ素 0.1乃至2%;
をおおよその重量%で有する、
特に請求項1又は2に記載の高温ホウ酸フリーのペーストフラックス組成物。
7. 四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O);
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6);及び
フルオロホウ酸カリウム(KBF4);
を有する、ホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。
8. ホウ素、及び/又はフタロシアニン顔料
をさらに有し、前記フタロシアニン顔料が好ましくは、約500〜600℃の温度で有色から無色へ変化する、請求項7に記載のホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。
9. 合計100%となる量で添加された前記組成:
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 44乃至54%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1乃至3%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 44乃至54%;及び
ホウ素 0.1乃至2%;
をおおよその重量%で有する、
特に請求項7又は8に記載の高温ホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。
10. 合計100%となる量で添加された前記組成:
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 44乃至54%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1乃至3%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 44乃至54%;及び
顔料(フタロシアニン) 0.1乃至2%;
をおおよその重量%で有する、
特に請求項7又は8に記載の低温ホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。
11. 四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 46.2乃至51.6%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1.20乃至1.99%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 46.2乃至51.6%;及び
ホウ素 0.85乃至1.02%;
を有し、前記成分は、併せて合計100%となるように組み合わされる、
特に請求項7又は8に記載のホウ酸粉末フラックス組成物。
12. 四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 46.2乃至51.6%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1.20乃至1.99%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 46.2乃至51.6%;及び
顔料 0.50乃至0.98%
を有し、前記成分は、併せて合計100%となるように組み合わされる、
特に請求項7又は8に記載のホウ酸粉末フラックス組成物。
13. 特に請求項1乃至12のいずれか一項に記載のホウ酸フリーのフラックスを作製する方法であって、
ホウ酸含有フラックス中に存在するホウ酸を、実質的に同様なモル量の四ホウ酸カリウム四水和物(K2B4O7・4H2O)で置換するステップと、
好ましくは、前記フラックスの活性化温度で色変化をもたらすフタロシアニン顔料を添加するステップと、
を有する、方法。
14. ホウ酸フリーのフラックスを作製する方法であって、
ホウ砂含有フラックスに存在するホウ砂を、実質的に同様なモル量の四ホウ酸カリウム四水和物(K2B4O7・4H2O)で置換するステップと、
好ましくは、前記フラックスの活性化温度で色変化をもたらすフタロシアニン顔料を添加するステップと、
を有する、方法。
15. 特に請求項1から14のいずれか一項に記載のホウ酸フリーのフラックスを使用する方法であって、
フタロシアニン顔料を前記フラックスに添加するステップであって、フタロシアニン顔料を添加する前記ステップは、好ましくは、前記フラックスの活性化温度で色変化をもたらし、
前記色変化は、好ましくは、約500〜600℃の活性化温度で行われる、方法。
Claims (9)
- 四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O);
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6);及び
フルオロホウ酸カリウム(KBF4);
を有する、ホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。 - ホウ素、及び/又はフタロシアニン顔料
をさらに有し、前記フタロシアニン顔料が好ましくは、約500〜600℃の温度で有色から無色へ変化する、請求項1に記載のホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。 - 合計100%となる量で添加された前記組成:
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 44乃至54%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1乃至3%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 44乃至54%;及び
ホウ素 0.1乃至2%;
をおおよその重量%で有する、
特に請求項1又は2に記載の高温ホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。 - 合計100%となる量で添加された前記組成:
四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 44乃至54%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1乃至3%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 44乃至54%;及び
顔料(フタロシアニン) 0.1乃至2%;
をおおよその重量%で有する、
特に請求項1又は2に記載の低温ホウ酸フリーの粉末フラックス組成物。 - 四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 46.2乃至51.6%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1.20乃至1.99%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 46.2乃至51.6%;及び
ホウ素 0.85乃至1.02%;
を有し、前記成分は、併せて合計100%となるように組み合わされる、
特に請求項1又は2に記載のホウ酸粉末フラックス組成物。 - 四ホウ酸カリウム4水和物(K2B4O7・4H2O) 46.2乃至51.6%;
フルオロケイ酸カリウム(KSiF6) 1.20乃至1.99%;
フルオロホウ酸カリウム(KBF4) 46.2乃至51.6%;及び
顔料 0.50乃至0.98%
を有し、前記成分は、併せて合計100%となるように組み合わされる、
特に請求項1又は2に記載のホウ酸粉末フラックス組成物。 - 特に請求項1乃至6のいずれか一項に記載のホウ酸フリーのフラックスを作製する方法であって、
ホウ酸含有フラックス中に存在するホウ酸を、実質的に同様なモル量の四ホウ酸カリウム四水和物(K2B4O7・4H2O)で置換するステップと、
好ましくは、前記フラックスの活性化温度で色変化をもたらすフタロシアニン顔料を添加するステップと、
を有する、方法。 - ホウ酸フリーのフラックスを作製する方法であって、
ホウ砂含有フラックスに存在するホウ砂を、実質的に同様なモル量の四ホウ酸カリウム四水和物(K2B4O7・4H2O)で置換するステップと、
好ましくは、前記フラックスの活性化温度で色変化をもたらすフタロシアニン顔料を添加するステップと、
を有する、方法。 - 特に請求項1から8のいずれか一項に記載のホウ酸フリーのフラックスを使用する方法であって、
フタロシアニン顔料を前記フラックスに添加するステップであって、フタロシアニン顔料を添加する前記ステップは、好ましくは、前記フラックスの活性化温度で色変化をもたらし、
前記色変化は、好ましくは、約500〜600℃の活性化温度で行われる、方法。
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