JP2019031087A - 多層耐食保護フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照することによってその開示内容が全体として本明細書に組み込まれる、2010年9月2日に出願された米国特許仮出願第61/379543号の利益を主張するものである。
本開示は、航空機の前端を雨による侵食(雨食)及び砂による侵食(砂食)から保護するために有用であり得る、多層ポリマーフィルムに関する。
隣接する材料層について使用される「密着」とは、隣接ポリマー材料層の共押出によって形成されるような接触を意味する。また、
「置換された」とは、化学種について、所望の生成物又はプロセスを阻害しない従来の置換基によって基、又は部分が置換されていることを意味し、置換基は、例えばアルキル、アルコキシ、アリール、フェニル、ハロ(F、Cl、Br、I)、シアノ、ニトロなどであり得る。
BDOは、Alfa Aesar,Ward Hill,Massachusettsから得られる1,4−ブタンジオールを指す。
雨食シミュレーター:
引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第7,596,986号(Danielsら)に記載されるような、液滴による影響を測定するための試験装置を、次のように組み立てた。0.177口径のエアガン(モデル名「DROZD AIR GUN」、European American Armory Corporation,Cocoa,Floridaより)に、4.5mmのポリビニル銃身を取り付けた。発射速度は圧縮窒素ガスの供給により制御した。直径3インチ(7.6cm)の円形試験試料をグレード304ステンレス鋼プレートに、接着剤転写テープ(商品名「ADHESIVE TRANSFER TAPE 965」、3M Companyより)を用いて付着させた。次いでこのプレートを垂直方向に貼り付け、厚さ約0.06インチ(0.16cm)の試料上に水流を連続して流した。この試験試料に、直径4.5mmのグレード2アセテートペレット(Engineering Laboratories,Inc.,Oakland,New Jerseyより)を発射した。その際の発射速度を、「CED MILLENIUM CHRONOGRAPH」モデル(Competitive Edge Dynamics,LLC,Orefield,Pennsylvaniaより)を用いて測定した。試験試料が機能しなくなるまで、すなわち保護フィルムに亀裂が入って下の基材が露出するまでに発射されたペレットの数を記録した。
3×2.67インチ(7.62×6.78cm)の比較試料Cと実施例2の試料とを、3M Companyから商品名「965 Adhesive Transfer Film」で得られる接着剤転写フィルムに貼り合わせ、3×2.67インチ(7.62×6.78cm)のアルミニウムパネルに貼り付けた。初期質量を記録した後、各パネルを、サンドブラストガン(モデル番号「SBC 420」、Atlas Handling Systems,LLCより)に対して3インチ(7.62cm)及び30度の角度に設定したアルミニウムプレートに取り付けた。この試験試料に、Grainger,Lake Forest,Illinoisから商品名「46 GRIT BLAST MEDIA」で得られる酸化アルミニウム2kgを、圧力70psi(482.6kPa)で約2分間発射した後、パネルを取り外して再秤量した。
PEPU(ショアA硬度75)とCLPU(ショアA硬度90)とを共押出することにより、以下のような29層フィルムを形成した。PEPUを365°F(185℃)、10lbs/hr(4.54kg/hr)の速度で1と1/4インチ(3.18cm)の単軸スクリュー押出機(「KILLION KTS−125」モデル、Davis−Standard,LLC,Pawcatuck,Connecticutより)に供給した。CLPUとGPUとを、365°F(185℃)に設定した25mmの2軸スクリュー押出機(「BERSTORFF ZE25」モデル、KraussMaffei Corp.,Florence,Kentuckyより)に、それぞれ9.4lbs/hr(4.26kg/hr)及び0.6lbs/hr(0.27kg/hr)の速度で供給した。このようにして両方のポリウレタンを、365°F(185℃)、10lbs/hr(4.54kg/hr)の速度で2成分多層押出ダイス内に供給した。押出フィルムを冷却した3ロールスタックに9ft/min(m/min)のライン速度で投入し、シリコーン被覆紙ライナーとともに巻き取った。結果として、94%CLPU/6%GPU層とPEPU層とが交互に重なり、CLPU層を最外層とする、厚さ14mil(355.6μm)、幅7インチ(17.78cm)の29層フィルムが得られた。このフィルムの断面の写真を図1に示す。
1と1/4インチ(3.18cm)の単軸スクリュー押出機(「KILLION KTS−125」モデル、Davis−Standard,LLC,Pawcatuck,Connecticutより)及び25mm 2軸スクリュー押出機(「BERSTORFF ZE25」モデル、KraussMaffei Corp.,Florence,Kentuckyより)を用いてCLPUを共押出することにより、29層フィルムを形成した。押出機は両方とも365°F(185℃)に設定し、それぞれからポリウレタンを10lb/hr(4.54kg/hr)で2成分多層押出ダイスに供給した。押出フィルムを冷却した3ロールスタックに9ft/min(m/min)のライン速度で投入し、シリコーン被覆紙ライナーとともに巻き取った。結果として、厚さ14mil(355.6μm)、幅7インチ(17.78cm)のフィルムが得られた。実施例1のフィルムとは対照的に、比較例Aのフィルムは単一のポリマー、CLPUから構成された。
このように、実施例1のフィルムの雨食耐性が優れていることが示された。
シリカ−シラン分散液:
80グラムのPTMEGを35グラムの乾燥酢酸エチルに70°F(21.1℃)で溶解し、ここに9.9グラムのTESPIをゆっくりと加えた。次いで、DBTDLを4滴加え、温度を40℃未満に保って混合物を16時間撹拌し続けた。次いで、65℃の油浴内に配置したBuchiロータリーエバポレーターを使用して真空蒸留することにより、残留酢酸エチルを除去した。ポリマーの分子量は2250であることが分かった。次いで、このポリマー57.1グラムを1−メトキシ−2−プロパノール1,500グラム及びTEPS 1.75グラムと混合することによって、プレミックスを調製した。
本発明のポリウレタンフィルムの実施例と比較フィルムとを、表2に列記した組成に従って、以下のように調製した。シリカ−シラン分散液及びBDOを50mLポリエチレンビーカー内で混合した後、真空炉内において70℃、0.97気圧(98.3kPa)で3時間乾燥し、水を全て除去した。IPDIを加えた後、DBTDLを加え、均質になるまで混合した後、厚さ3mil(7.26μm)の2枚のポリエチレン剥離ライナー間に、12mil(304.8μm)の厚さに流し込み、70℃で2時間硬化させた。結果として得られたポリウレタンフィルムからポリエチレンライナーを除去し、シリコーン被覆紙ライナーを貼付した。加熱プレス機(モデル番号「50−2424−2TM」、Wabash Metal Products,Inc.,Wabash,Indianaより)内において120℃で、比較例Bの硬質フィルムを22mil(558.8μm)まで再プレスし、比較例Cの軟質フィルムを8mil(203.2μm)まで再プレスした。
(実施例2)
硬質及び軟質フィルムである比較例B及び比較例Cを1×1インチ(2.54×2.54cm)の正方形に切り分けた。その後、2枚のシリコーン紙ライナー間に各比較例の6片ずつを、比較例Bを最上層にして交互に積層し、12層の複合体を形成した。この積層体を120℃で40mil(1.016mm)の厚さに再プレスし、硬質層及び軟質層が交互に重なるフィルムを形成して、実施例2とした。
実施例2のフィルムが両試験において高い性能を示し、雨食耐性と砂食耐性とを兼ね備えていることが容易に見て取れる。
以下、本発明の態様を説明する。
〔態様1〕
1層以上の第2の材料と交互に積層された2層以上の第1の材料を含み、これら第1及び第2の材料が異なる材料であり、これら第1及び第2の材料が第1及び第2のポリマーを含み、これら第1及び第2の材料が第1及び第2のショア硬度を有し、前記第1のショア硬度が前記第2のショア硬度よりも高くてその差が5Aを上回る、表面保護フィルム。
〔態様2〕
隣接する第1及び第2の材料層が密着状態にある、態様1に記載の表面保護フィルム。
〔態様3〕
隣接する第1及び第2の材料層が共有結合により結合される、態様1又は2に記載の表面保護フィルム。
〔態様4〕
隣接する第1及び第2の材料層が、前記第1及び第2のポリマーの重合共有結合により結合される、態様1又は2に記載の表面保護フィルム。
〔態様5〕
第1及び第2のポリマーが、単一のポリマー類に属する異なるポリマーである、態様1〜4のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様6〕
前記ポリマー類が、ポリウレタン類、ポリ尿素類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリアクリル酸塩類、シリコーン類、及びポリオレフィン類からなる群から選択される、態様5に記載の表面保護フィルム。
〔態様7〕
前記第1及び第2の材料が第1及び第2の充填剤を含む、態様1〜6のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様8〕
前記第1及び第2の充填剤が異なる充填剤である、態様7に記載の表面保護フィルム。
〔態様9〕
前記第1及び第2の充填剤が同一の充填剤である、態様7に記載の表面保護フィルム。
〔態様10〕
前記第1及び第2のポリマーが同一のポリマーである、態様7に記載の表面保護フィルム。
〔態様11〕
前記第1及び第2のポリマーが同一のポリマーである、態様8に記載の表面保護フィルム。
〔態様12〕
前記第1及び第2のポリマーが同一のポリマーであって、前記第1及び第2の材料が、含まれる充填剤の量において異なる、態様9に記載の表面保護フィルム。
〔態様13〕
前記第1のショア硬度が前記第2のショア硬度より高くてその差が10Aを上回る、態様1〜12のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様14〕
前記第1及び第2の材料が、色相又は明度において異なる、態様1〜13のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様15〕
2層以上の前記第2の材料層と交互に積層された3層以上の前記第1の材料層を含む、態様1〜14のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様16〕
9層以上の前記第2の材料層と交互に積層された10層以上の前記第1の材料層を含む、態様1〜15のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様17〕
接着剤層を更に含む、態様1〜16のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様18〕
航空機の外表面に固着された、態様1〜17のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
〔態様19〕
前記接着剤層によって航空機の外表面に固着された、態様17に記載の表面保護フィルム。
Claims (19)
- 1層以上の第2の材料と交互に積層された2層以上の第1の材料を含み、これら第1及び第2の材料が異なる材料であり、これら第1及び第2の材料が第1及び第2のポリマーを含み、これら第1及び第2の材料が第1及び第2のショア硬度を有し、前記第1のショア硬度が前記第2のショア硬度よりも高くてその差が5Aを上回る、表面保護フィルム。
- 隣接する第1及び第2の材料層が密着状態にある、請求項1に記載の表面保護フィルム。
- 隣接する第1及び第2の材料層が共有結合により結合される、請求項1又は2に記載の表面保護フィルム。
- 隣接する第1及び第2の材料層が、前記第1及び第2のポリマーの重合共有結合により結合される、請求項1又は2に記載の表面保護フィルム。
- 第1及び第2のポリマーが、単一のポリマー類に属する異なるポリマーである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 前記ポリマー類が、ポリウレタン類、ポリ尿素類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリアクリル酸塩類、シリコーン類、及びポリオレフィン類からなる群から選択される、請求項5に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1及び第2の材料が第1及び第2の充填剤を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1及び第2の充填剤が異なる充填剤である、請求項7に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1及び第2の充填剤が同一の充填剤である、請求項7に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1及び第2のポリマーが同一のポリマーである、請求項7に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1及び第2のポリマーが同一のポリマーである、請求項8に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1及び第2のポリマーが同一のポリマーであって、前記第1及び第2の材料が、含まれる充填剤の量において異なる、請求項9に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1のショア硬度が前記第2のショア硬度より高くてその差が10Aを上回る、請求項1〜12のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 前記第1及び第2の材料が、色相又は明度において異なる、請求項1〜13のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 2層以上の前記第2の材料層と交互に積層された3層以上の前記第1の材料層を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 9層以上の前記第2の材料層と交互に積層された10層以上の前記第1の材料層を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 接着剤層を更に含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 航空機の外表面に固着された、請求項1〜17のいずれか一項に記載の表面保護フィルム。
- 前記接着剤層によって航空機の外表面に固着された、請求項17に記載の表面保護フィルム。
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