JP7053785B2 - 接着剤接合用にアルミニウム合金をロールコーティングすることに基づく調製方法、およびそれに関連する製品 - Google Patents
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Description
機能化層は、ロールコーティング(306)および/または乾燥(308)工程の間に、調製されたアルミニウム合金シート製品(103)上に作製され得る。ロールコーティング(306)および/または乾燥(308)工程の間に機能化層を作製するために、一般に、調製されたアルミニウム合金シート製品(103)を、酸または塩基など適切な化学物質に曝露させる。方法(500)では、例えば、上述のように、上面(106)および/または下面(108)に適用される機能化溶液は、リン含有有機酸であってもよい。一実施形態では、ロールコーティング工程(306)は、調製されたアルミニウム合金シート製品の上面(106)および/または下面(108)を、上記に参照されている米国特許第6,167,609号に開示されるリン含有有機酸のうちのいずれかに接触させることを含み得る。次いで、(例えば、金属支持構造体に接合して車両アセンブリを形成するために)ポリマー接着剤の層を機能化層に適用してもよい。
本明細書に記載のロールコーティングに基づく技術は、5xxx、6xxx、および7xxxアルミニウム合金製品から形成されるシート製品を含む、任意の好適なアルミニウム合金シート製品と共に使用することができる。
いくつかのアルミニウム合金シート製品を、6xxx(例えば、6111)、および5xxx(例えば、5754)合金の両方から製造した。6111アルミニウム合金シートをT4質別に加工し、5754アルミニウム合金シートをO質別に加工した。6111-T4および5754-Oシートの各々の、8つのシート試験片にバッチプロセスを施した。シート試験片にアルカリ溶液(4重量%のアルカリ炭酸洗浄剤)を噴霧することによってアルカリ洗浄し、残留潤滑剤および一般的な汚染を除去した。アルカリ溶液を140°Fに維持し、シート試験片をアルカリ溶液に4秒間接触させた。アルカリ洗浄後、アルカリ洗浄を実施した後、シート試験片を脱イオン水ですすいだ。
実施例1の結果に基づき、いくつかのアルミニウム合金シート製品を、6xxx(例えば、6022、6111)、および5xxx(例えば、5754)合金の両方から製造した。すべての6xxxアルミニウム合金をT4質別に加工し、すべての5xxxアルミニウム合金をO質別に加工した。バッチプロセスを使用して、シート試験片をアルカリ溶液(緩衝アルカリ溶液)でアルカリ洗浄して、残留潤滑剤および一般的な汚染を除去した。シート試験片を、140°Fに維持したアルカリ溶液中に2分間浸漬した。次いで、アルカリ洗浄を実施した後、シート試験片を脱イオン水ですすいだ。
実施例2の結果に基づき、いくつかのアルミニウム合金シート製品を、6xxx(例えば6022)、および5xxx(例えば5754)合金の両方から製造した。すべての6xxxアルミニウム合金をT4質別に加工し、すべての5xxxアルミニウム合金をO質別に加工した。連続的なコイルツーコイルプロセスを使用して、シートを伸ばし、次いでアルカリ溶液(水酸化カリウム系)でアルカリ洗浄して、残留潤滑剤および一般的な汚染を除去した。シートの上面および下面に、140°Fに維持したアルカリ溶液を噴霧し、4秒間接触させた。次いで、アルカリ洗浄が実施された後、シートの上面および下面を脱イオン水ですすいだ。
実施例4では、150°FのPMTを240°FのPMTに置き換え、5:95のA:Bを10:90のA:B条件に置き換えたことを除き、アルミニウム合金シートに実施例3の手順および条件を施した。また、実施例4では、酸による脱酸化工程に硝酸ではなくBONDERITE(登録商標)C-IC 243およびGARDOCLEAN(登録商標)S5149を使用した。実施例4では、アルミニウム合金シートの上面および下面にいずれもPCOAの(A+B)濃度を同じ濃度に維持したか、あるいは、下面と比較して上面の(A+B)濃度をより低くした(以下の表6Bを参照)。実施例2を参照して、XRF分析およびBDT試験を上述したように実施した。
実施例5では、210°Fおよび240°FのPMT条件に加えて270°FのPMTを使用し、GARDOCLEAN(登録商標)S5149の酸による脱酸化剤での単一の条件設定で1つの5754シートのみに180°FのPMT条件を使用したことを除き、実施例4の手順および条件をアルミニウム合金シートに施した。また、実施例5では、25:75の追加のA:B条件を、PCOAに含めた。実施例5では、アルミニウム合金シートの上面および下面にいずれもPCOAの(A+B)濃度を同じ濃度に維持したか、あるいは、下面と比較して上面の(A+B)濃度をより低くした(以下の表8Aおよび8Bを参照)。実施例2を参照して、XRF分析およびBDT試験を上述したように実施した。
いくつかのアルミニウム合金シート製品(「コイル」)を、実際規模のプラント量産試作で5xxxおよび6xxx合金の両方から製造した。コイルをアルカリ溶液(Chemetall Kleen 4010)に浸漬することによってアルカリ洗浄し、残留潤滑剤および一般的な汚染を除去した。4~8秒の滞留時間、および130°Fの温度でアルカリ洗浄を実施した。アルカリ洗浄後、コイルを脱イオン水ですすいだ。
Claims (23)
- (a)ロールコーティング用にアルミニウム合金製品を調製することであって、
(i)前記アルミニウム合金製品とアルカリ性の洗浄溶液と接触させることと、
(ii)前記アルミニウム合金製品の第1のすすぎと、
(iii)前記アルミニウム合金製品と酸性溶液とを接触させることと、
(iv)前記アルミニウム合金製品の第2のすすぎと、を含む、調整することと、
(b)水性機能化溶液を前記調製されたアルミニウム合金製品上にロールコーティングすることであって、
(i)前記水性機能化溶液が、0.1~5.0質量%の活性成分を含み、
(ii)前記活性成分が、第1のモノマー構成成分および第2のポリマー構成成分を含み、
(iii)前記水性機能化溶液中の前記第2のポリマー構成成分の量が、前記水性機能化溶液中の前記第1のモノマー構成成分の量よりも多い、ロールコーティングすることと、
(c)前記ロールコーティングされたアルミニウム合金製品を乾燥させることと、を含み、
前記乾燥工程(c)は、150°F~300°F(65.6℃~149℃)のピーク金属温度を維持することを含む、方法。 - 前記接触工程(a)(iii)が、前記酸を室温~185°F(85℃)の温度に維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記接触工程(a)(iii)が、前記酸を130~185°F(54.4℃~85℃)の温度に維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記接触工程(a)(iii)が、前記酸を少なくとも165°F(73.9℃)の温度に維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ロールコーティング工程(b)が、前記水性機能化溶液を室温~110°F(43.3℃)の温度に維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ロールコーティング工程(b)が、前記第1のモノマー構成成分の量対前記第2のポリマー構成成分の量の比を、1:19~7:13に維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記アルミニウム合金製品が、上面および下面を有するアルミニウム合金シートを含み、
前記ロールコーティング工程(b)が、前記水性機能化溶液を前記上面および前記下面のうちの少なくとも1つの上にロールコーティングすることを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ロールコーティング工程(b)が、前記水性機能化溶液を前記上面および前記下面の両方の上にロールコーティングすることを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記ロールコーティング工程(b)が、
前記水性機能化溶液の第1の体積の前記活性成分の濃度を、前記上面上にロールコーティングするための前記活性成分の第1の濃度に維持することと、
前記水性機能化溶液の第2の体積の前記活性成分の濃度を、前記下面上にロールコーティングするための前記活性成分の第2の濃度に維持することと、を含む、請求項8に記載の方法。 - 前記第2の濃度が、前記第1の濃度と等しい、請求項9に記載の方法。
- 前記第2の濃度が、前記第1の濃度とは異なる、請求項9に記載の方法。
- 前記第2の濃度が、前記第1の濃度よりも高い、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の濃度が、前記第2の濃度よりも少なくとも0.25質量%低い、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の濃度が、前記第2の濃度よりも少なくとも0.50質量%低い、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の濃度が、前記第2の濃度よりも少なくとも0.6質量%低い、請求項12に記載の方法。
- 前記第2の濃度が、1.75質量%以下である、請求項12に記載の方法。
- 前記水性機能化溶液が、0.2~2.5質量%の活性成分を含む、請求項1~16のいずれかに記載の方法。
- 前記乾燥工程(c)が、前記ロールコーティング工程(b)の後に、すすぐことなく実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記乾燥工程(c)が、加熱乾燥を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記乾燥工程(c)が、強制空気乾燥を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記水性機能化溶液が、リン含有有機酸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記乾燥工程(c)が、前記アルミニウム合金製品を、200~270°F(93.3℃~132℃)のピーク金属温度に維持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記アルミニウム合金製品が、5xxx、6xxx、または7xxxアルミニウム合金のうちの1つである、請求項1に記載の方法。
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