KR20200007100A - 알루미늄 합금의 접착제 접합을 위한 롤 코팅 기반 준비 방법, 및 이와 관련된 제품 - Google Patents

알루미늄 합금의 접착제 접합을 위한 롤 코팅 기반 준비 방법, 및 이와 관련된 제품 Download PDF

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커스틴 엘 젠슨
존 알 맥칼리스터
데이비드 엠 켈츠
크리스토퍼 엠 피오리나
존 엘 키너
라이언 엔 스콧
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Abstract

접착제 접합용 알루미늄 합금 제품을 준비하는 방법이 개시된다. 방법은, 롤 코팅용 알루미늄 합금 제품을 준비하는 단계, 및 관능화 수용액을 준비된 알루미늄 합금 제품 상으로 롤 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 롤 코팅 단계에서, 관능화 수용액은 0.1 내지 5.0 중량%의 활성 성분을 포함할 수 있다. 활성 성분은 제1 단량체 성분 및 제2 중합체 성분을 포함할 수 있다. 관능화 수용액 내의 상기 제2 중합체 성분의 양은 관능화 수용액 내의 제1 단량체 성분의 양보다 클 수 있다.

Description

알루미늄 합금의 접착제 접합을 위한 롤 코팅 기반 준비 방법, 및 이와 관련된 제품
알루미늄 합금 제품은 자동차 산업을 포함한 여러 산업에서 사용된다. 일부 경우에, 알루미늄 합금을 다른 재료에 접합시킬 필요가 있다.
광범위하게, 본 개시는 접착제 접합을 위한 알루미늄 합금 제품을 준비하기 위한 롤 코팅 기반 방법에 관한 것이다. 구체적으로 도 1 내지 도 7을 이제 참조하면, 방법(300)은 적어도 부분적으로 롤 코팅 공정(100)을 통해 구현될 수 있다. 본 방법(300)은, 롤 코팅 공정(100)용 알루미늄 합금 시트 제품(103)을 준비하는 단계(302)를 포함할 수 있다. 알루미늄 합금 시트 제품(103)은 상부 표면(106) 및 하부 표면(108)을 포함한다. 알루미늄 합금 시트 제품(103)이 코일(104)로서 수용되는 경우, 준비 단계(302)는 공정(100) 동안 본 방법(300)의 후속 단계를 위해 상부(106) 및 하부(108) 표면을 노출시키도록 권취 해제하는 단계(102)를 포함할 수 있다.
준비 단계(302)는 세정 단계(110)(예, 알칼리 또는 산 세정 단계)를 포함할 수도 있다. 이러한 세정 단계(110)는, 공정(100) 중에 본 방법(300)의 후속 단계를 방해할 수 있는 잔여물, 찌꺼기(예, 윤활제(들), 오일(들), 먼지), 및/또는 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면으로부터의 다른 아이템의 제거를 용이하게 하는 세정 용액의 사용을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 세정 단계(110)는 사용되지 않는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 방법(400)에서, 세정 단계(110)는 세정 용액으로 분무되고/분무되거나 세정 용액에 침지되는 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 세정 용액은 125°F 내지 175°F의 온도로 유지된다. 다른 구현예에서, 세정 용액은 130°F 내지 150°F의 온도로 유지된다. 또 다른 구현예에서, 세정 용액은 약 140°F의 온도에서 유지된다.
전술한 바와 같이, 세정 용액은 알칼리 용액 또는 산성 용액일 수 있다. 다수의 세정 용액이 사용될 수 있다. 알칼리 용액은, 무엇보다 수산화나트륨, 수산화칼륨, 알칼리 탄산염, 알칼리 완충 용액을 포함하는 용액과 같이, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면으로부터 잔여물, 찌꺼기 및/또는 다른 아이템을 제거하는 데 유용한 하나 이상의 적절한 염기를 함유할 수 있다. 다른 적절한 염기가 세정 단계(110)에 적당하게 사용될 수 있다. 산성 용액은, 황산과 같이, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면으로부터 잔여물, 찌꺼기, 및/또는 다른 아이템을 제거하는 데 유용한 하나 이상의 적절한 산을 함유할 수 있다. 첨가제, 예컨대 제한 없이 계면활성제, 안정화제, 가속제 및 기타 화합물을 적당하게 세정 용액에 첨가할 수 있다. 일 구현예에서, 세정 용액은 수산화칼륨을 포함하는 알칼리 용액이다. 다른 구현예에서, 세정 용액은 황산 용액이다.
세정 단계(110)에 사용되는 세정 용액은, 바로 사용 가능한 액체로 미리 제형화된 액체 농축물로서, 또는 적절한 용매에 용해시키기 위한 고체 조제물로서, 상업적으로 이용 가능한 조제물일 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 세정 용액은, 액체 또는 고체 제품의 일부로서 또는 필요에 따라 그리고 원하는 비율로 추가되는 별도의 제품으로서 제공되는 주문형 첨가제를 포함할 수 있다.
세정 단계(110)는, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면을 소정의 기간 동안 세정 용액과 (예를 들어, 분무 및/또는 침지함으로써) 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 세정 단계(110)를 위한 소정의 시간은, 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면으로부터 잔여물, 찌꺼기, 및/또는 다른 아이템의 제거를 용이하게 하기에 충분한 시간으로 선택될 수 있다. 세정 단계(110)에 대한 소정의 시간은, 수용된 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면 상에 존재하는, 공지되거나 예상되는 찌꺼기, 잔여물 및/또는 다른 외부 물질에 기초하여 선택될 수 있다. 세정 단계(110)에 대한 소정의 시간은, 세정 용액의 특정 제형(예, 그의 조성 및/또는 pH), 및 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 유형, 템퍼 및/또는 조성(예, 5xxx, 6xxx, 또는 7xxx 알루미늄 합금)과 같은 인자에 기초하여 또한 선택될 수 있다.
세정 단계(110)의 시간은, 에칭 없이 알루미늄 합금 코일 표면을 세정하기에 적절한 임의의 시간, 예컨대 1 초 내지 4 분 사이의 시간일 수 있다. 일 구현예에서, 세정 시간은 적어도 1 초이다. 다른 구현예에서, 세정 시간은 적어도 2 초이다. 또 다른 구현예에서, 세정 시간은 적어도 5 초이다. 다른 구현예에서, 세정 시간은 적어도 10 초이다. 일 구현예에서, 세정 시간은 3 분 이하이다. 일 구현예에서, 세정 시간은 2 분 이하이다. 일 구현예에서, 세정 시간은 1 분 이하이다. 다른 구현예에서, 세정 시간은 30 초 이하이다. 또 다른 구현예에서, 세정 시간은 25 초 이하이다. 다른 구현예에서, 세정 시간은 20 초 이하이다. 또 다른 구현예에서, 세정 시간은 15 초 이하이다. 일 구현예에서, 세정 시간은 1 초 내지 30 초이다. 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 2 초 내지 25 초이다. 또 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 3 초 내지 20 초이다. 또 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 4 초 내지 15 초이다. 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 4 초 내지 10 초이다. 또 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 4 초 내지 10 초이다. 또 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 2 초 내지 8 초이다. 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 2 초 내지 6 초이다. 또 다른 구현예에서, 세정 단계(110)를 위한 세정 시간은 약 4 초이다.
준비 단계(302)는, 세정 단계(110)를 완료한 후에 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면의 제1 헹굼(112)을 포함할 수 있다. 제1 헹굼(112)은 찌꺼기 및/또는 잔류 화학물질을 제거하기 위해 물(예, 탈이온수)로 헹구는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 헹굼용 물(112)은 실온에서 유지된다. 다른 구현예에서, 제1 헹굼용 물(112)은 실온보다 높은 온도로 가열된다. 제1 헹굼(112)은 복수의 헹굼 단계를 또한 포함할 수 있다. 준비 단계(302)는, 예를 들어 제1 헹굼(112) 도중 및/또는 이후 육안 검사에 의해 상부(106) 및/또는 하부 표면(108)의 물 자국 없는 양상의 검증을 또한 포함할 수 있다. 물 자국 없는 표면은, 표면이 후속적으로 물로 습윤되는 경우에 물이 표면 위로 균일하게 흐르고 오므라들지 않고(즉, 물을 밀어내지 않으며), 용액이 거의 없거나 전혀 없는 영역을 형성하지 않는 것을 의미한다.
방법(300)은 산 탈산화 단계(114)를 또한 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 산 탈산화 단계(114)는 제1 헹굼(112)이 완료된 후에 수행될 수 있다. 이러한 산 탈산화 단계(114)는 공정(100) 중 방법(300)의 후속 단계를 방해할 수 있는, 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면 상에 존재하는 표면 산화물 층의 두께를 적어도 감소시키는 것을 용이하게 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 방법(400)에서, 산 탈산화 단계(114)는 산성 용액으로 분무되고/분무되거나 산성 용액에 침지되는 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 탈산화 용액은 실온 내지 185°F의 온도로 유지된다. 다른 구현예에서, 탈산화 용액은 135°F 내지 185°F의 온도로 유지된다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 용액은 적어도 165°F의 온도로 유지된다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 용액은 약 170°F의 온도로 유지된다.
탈산화 용액은, 무엇보다 질산, 황산 및 인산을 포함하여, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면을 탈산화시키는 데 유용한 임의의 적절한 산을 함유할 수 있다. 다른 적절한 산은 산 탈산화 단계(114)에 사용될 수 있고, Marinelli 등의 미국 특허 제6,167,609호에 기재된 것들을 포함하며 이는 그 전체가 참고로 본원에 인용되어 있다. 제한 없이 계면활성제, 안정화제, 가속제 및 기타 화합물을 포함하는 첨가제는 적당하게 산성 용액에 첨가될 수 있다. 일 구현예에서, 탈산화 용액은 질산을 포함한다. 질산이 사용되는 구현예에서, 질산은, 예를 들어 0.1 내지 10 중량%의 농도일 수 있다. 질산이 사용되는 다른 구현예에서, 질산은 2 내지 6 중량%의 농도일 수 있다. 질산이 사용되는 또 다른 구현예에서, 질산은 약 4 중량%의 농도일 수 있다.
탈산화 단계(114)에 사용되는 탈산화 용액은, 바로 사용 가능한 액체로 미리 제형화된 액체 농축물로서, 또는 적절한 용매에 용해시키기 위한 고체 조제물로서, 상업적으로 이용 가능한 조제물을 또한 포함할 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 산성 용액은, 액체 또는 고체 제품의 일부로서 또는 필요에 따라 그리고 원하는 비율로 추가되는 별도의 제품으로서 제공되는 주문형 첨가제를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상업적으로 이용 가능한 산성 용액 조제물은 BONDERITE® C-IC 243이다. BONDERITE® C-IC 243가 사용되는 구현예에서, BONDERITE® C-IC 243는, 예를 들어 부피로 12 % 내지 16 %(부피%)의 농도일 수 있다. BONDERITE® C-IC 243가 사용되는 다른 구현예에서, BONDERITE® C-IC 243는 약 14 부피%의 농도일 수 있다.
탈산화 단계(114)는, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면을 소정의 기간 동안 산성 용액과 (예를 들어, 분무 및/또는 침지함으로써) 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 산 탈산화 단계(114)에 대한 소정의 시간은, 표면 산화물 층의 두께를 적어도 감소시키는 것을 용이하도록 충분한 시간을 선택할 수 있다. 산 탈산화 단계(114)에 대한 소정의 시간은, 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면 상에 존재하는 표면 산화물 층의, 공지되고/공지되거나 예상되는 두께 및/또는 조성에 기초하여 선택될 수 있다. 산 탈산화 단계(114)에 대한 소정의 시간은, 산성 용액의 특정 제형(예, 그의 조성 및/또는 pH), 및 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 유형, 템퍼 및/또는 조성(예, 5xxx, 6xxx, 또는 7xxx 알루미늄 합금)과 같은 인자에 기초하여 또한 선택될 수 있다.
탈산화 단계(114)의 시간은, 1 초 내지 4 분의 탈산화 시간과 같이, 본원에 개시된 바와 같은 알루미늄 합금 코일을 탈산화시키기에 적절한 임의의 시간일 수 있다. 일 구현예에서, 탈산화 시간은 적어도 1 초이다. 다른 구현예에서, 탈산화 시간은 적어도 2 초이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 시간은 적어도 5 초이다. 다른 구현예에서, 탈산화 시간은 적어도 10 초이다. 일 구현예에서, 탈산화 시간은 3 분 이하이다. 일 구현예에서, 탈산화 시간은 2 분 이하이다. 일 구현예에서, 탈산화 시간은 1 분 이하이다. 다른 구현예에서, 탈산화 시간은 30 초 이하이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 시간은 25 초 이하이다. 다른 구현예에서, 탈산화 시간은 20 초 이하이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 시간은 15 초 이하이다. 일 구현예에서, 탈산화 시간은 1 초 내지 30 초이다. 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 2 초 내지 25 초이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 3 초 내지 20 초이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 4 초 내지 15 초이다. 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 4 초 내지 10 초이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 4 초 내지 10 초이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 2 초 내지 8 초이다. 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 2 초 내지 6 초이다. 또 다른 구현예에서, 탈산화 단계(114)를 위한 탈산화 시간은 약 4 초이다.
준비 단계(302)는, 산 탈산화 단계(114)를 완료한 후에 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면의 제2 헹굼(116)을 또한 포함할 수 있다. 이러한 제2 헹굼(116)은 찌꺼기 및/또는 잔류 화학물질을 제거하기 위해 물(예, 탈이온수)로 헹구는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 제2 헹굼용 물(116)은 실온에서 유지된다. 다른 구현예에서, 제2 헹굼용 물(116)은 실온보다 높은 온도로 가열된다. 제2 헹굼(116)은 복수의 헹굼 단계를 또한 포함할 수 있다. 준비 단계(302)는, 예를 들어 제2 헹굼(116) 도중 및/또는 이후 육안 검사에 의해 상부(106) 및/또는 하부 표면(108)의 물 자국 없는 양상의 검증을 또한 포함할 수 있다.
방법(300)은 롤 코팅 단계(306)를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 롤 코팅 단계(306)는, 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면의 물 자국 없는 양상의 검증 이후를 포함하여, 헹굼 단계(304)(예, 제1(112) 및/또는 제2 헹굼(116))가 완료된 후에 수행될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 롤 코팅 단계(306)는 롤 코팅 장치(118)를 사용하여 수행될 수 있다. 롤 코팅 단계(306)는 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및 하부(108) 표면 중 하나 또는 둘 모두에서 수행될 수 있다. 일 구현예에서, 롤 코팅 장치(118)는, 롤 코팅 단계(306) 중에 상부(106) 및 하부(108) 표면 중 하나만이 롤 코팅되어야 하는 경우에 하나의 롤러를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 롤 코팅 장치(118)는, 롤 코팅 단계(306) 중에 상부(106) 및 하부(108) 표면 모두가 코팅되는 경우에 복수의 롤러(예, 적어도 하나의 제1(120) 롤러 및 제2(122) 롤러)를 포함할 수 있다. 헹굼 단계(304)는 선택적이며, 모든 경우에 요구되지 않을 수 있다(예, 준비 단계(302)가 세정 단계 및 그 자체의 별도의 헹굼을 포함하는 경우).
일반적으로, 롤 코팅 단계(306)에 있어서, 관능화 용액을 함유하는 적어도 하나의 욕조를 통해 관능화 수용액을 제1(120) 및/또는 제2(122) 롤러에 공급할 수 있다. 관능화 용액은 소정의 농도 및/또는 온도에서 유지될 수 있다. 롤 코팅 단계(306)를 통해 적용된 관능화 수용액은, 경우에 따라 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면 상에 관능화된 층을 생성한다. 일 구현예에서, 롤 코팅 장치(118)는, 롤 코팅 단계(306) 중에 상부(106) 및 하부(108) 표면 중 하나만이 롤 코팅되어야 한다면 하나의 욕조를 포함한다. 다른 구현예에서, 롤 코팅 장치(118)는, 상부(106) 및 하부(106) 표면 모두 롤 코팅되어야 한다면 2개의 욕조를 포함한다. 상이한 농도 및/또는 온도에서 유지되는 관능화 용액으로 상부(106) 및 하부(106) 표면이 코팅되어야 하는 경우에, 두 개의 별도의 욕조가 또한 사용될 수 있다.
예를 들어, 제1 욕조(124)는 관능화 용액의 제1 공급을 포함할 수 있고, 제2 욕조(126)는 관능화 용액의 제2 공급을 포함할 수 있다. 제1 욕조(124) 내 관능화 용액의 제1 공급은, 제1 롤러(120)를 통해 상부 표면(106) 상으로 롤 코팅하기 위해 제1 농도 및 제1 온도에서 유지될 수 있다. 유사하게, 제2 욕조(126) 내 관능화 용액의 제2 공급은 제2 롤러(122)를 통해 하부 표면(108) 상으로 롤 코팅하기 위해 제2 농도 및 제2 온도에서 유지될 수 있다. 일 구현예에서, 관능화 용액의 농도와 온도 중 적어도 하나는, 제2 욕조(126)와 비교하면 제1 욕조(124)에서 상이하다. 다른 구현예에서, 제1 욕조(124) 내 관능화 용액의 농도와 온도는, 제2 욕조(126)에서와 같이 동일하다.
공정(100)은 연속적인 코일-대-코일 공정일 수 있으며, 여기서 알루미늄 합금 시트 제품(103)은 롤 코팅 단계(306) 중에 롤 코팅 장치(118)의 하나 이상의 롤러를 통해 미리 설정되고/설정되거나 제어된 공급 속도로 공급된다. 일 구현예에서, 공급 속도는 60 피트/분(fpm) 내지 600 fpm이다. 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 100 fpm이다. 또 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 125 fpm이다. 또 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 150 fpm이다. 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 175 fpm이다. 또 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 200 fpm이다. 또 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 225 fpm이다. 또 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 250 fpm이다. 또 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 275 fpm이다. 또 다른 구현예에서, 공급 속도는 적어도 300 fpm이다.
도 5에 도시된 방법(500)에서, 롤 코팅 단계(302)는 유지 단계(502)를 포함할 수 있다. 유지 단계(502)에서, 준비된 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부 표면(108) 상에 롤 코팅된 관능화 수용액은 소정의 온도에서 유지될 수 있다. 일 구현예에서, 관능화 용액은 실온 내지 110°F의 온도로 유지된다. 다른 구현예에서, 관능화 용액은 85°F 내지 100°F의 온도로 유지된다. 또 다른 구현예에서, 관능화 용액은 약 90°F의 온도에서 유지된다.
롤 코팅 단계(306) 중에 상부(106) 및 하부(108) 표면 모두가 롤 코팅되는 경우, 일 구현예에서, 예를 들어 상부 표면(106)을 위한 (예를 들어, 제1 욕조(124)에서의) 제1 관능화 용액 부피는, 하부 표면(108)을 위한 (예를 들어, 제2 욕조(126)에서의) 제2 관능화 용액 부피의 제2 온도와 일반적으로 동일한 (예를 들어, 10 % 이내의) 제1 온도에서 유지될 수 있다. 상부(106) 및 하부(108) 표면 모두가 롤 코팅되어야 하는 다른 구현예에서, 제1 및 제2 관능화 용액 부피는 상이한 온도에서 유지될 수 있다.
관능화 수용액은 둘 이상의 활성 성분의 용액 혼합물을 또한 포함할 수 있다. 관능화 용액의 활성 성분은 제1 단량체 성분("A") 및 제2 중합체 성분("B")을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 본 관능화 용액은 인 함유 유기산일 수 있다. 관능화 용액이 인 함유 유기산인 구현예에서, 성분 A는, 예를 들어 미국 특허 제6,167,609호에 따라 단량체일 수 있고, 성분 B는 미국 특허 제6,020,030호에 따른 공중합체일 수 있다.
관능화 용액 내 활성 성분의 총 농도(예, (A+B) 농도, 또는 [A+B])는 일반적으로 0.1 내지 5 중량%이다. 일 구현예에서, [A+B]는 적어도 0.2 중량%이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 적어도 0.3 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 적어도 0.4 중량%이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 적어도 0.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 적어도 0.6 중량%이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 적어도 0.625 중량%이다. 일 구현예에서, [A+B]는 4.5 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 4 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 3 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 2.5 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 2 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 1.75 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 1.5 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 1.25 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 1 중량% 이하이다.
일 구현예에서, [A+B]는 약 0.1 내지 약 4.5 중량%이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.1 내지 약 4 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.1 내지 약 3 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.1 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.2 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.3 내지 약 2.5 중량%이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.4 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.5 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.6 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.625 내지 약 2 중량%이다. 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.75 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.25 중량%이다.
도 6에 도시된 방법(600)에서, 롤 코팅 단계(306)는, 상부 표면(106) 상에 롤 코팅을 하기 위해 (예를 들어, 제1 욕조(124) 내의) 제1 부피를 제1 [A+B]로 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 유사하게, 롤 코팅 단계(306)는, 하부 표면(108) 상에 롤 코팅을 하기 위해 (예를 들어, 제2 욕조(126) 내의) 제2 부피를 제2 [A+B]로 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 롤 코팅 단계(306)가 상부(106) 및 하부(108) 표면 모두에 대하여 수행되는 일 구현예에서, 제1 [A+B]는 일반적으로 제2 [A+B]와 동일할 수 있다. 롤 코팅 단계(306)가 상부(106) 및 하부(108) 표면 모두에 대하여 수행되는 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 제2 [A+B]와 상이할 수 있다. 제1 [A+B]가 제2 [A+B]와 상이한 일 구현예에서, 제1 [A+B]는 제2 [A+B] 미만일 수 있다. 제1 [A+B]가 제2 [A+B]와 상이한 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 제2 [A+B] 초과일 수 있다.
방법(600)에서, 제1 [A+B] 및 제2 [A+B]는 소정 양으로 서로 상이할 수 있다. 제1 [A+B]가 제2 [A+B] 미만인 일 구현예에서, 제1 [A+B]는 제2 [A+B]보다 적어도 0.25 중량% 미만이다. 제1 [A+B]가 제2 [A+B] 미만인 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 제2 [A+B]보다 적어도 0.50 중량% 미만일 수 있다. 제1 [A+B]가 제2 [A+B] 미만인 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 제2 [A+B]보다 적어도 0.6 중량% 미만이다.
마찬가지로, 제2 [A+B]가 제1 [A+B] 미만인 일 구현예에서, 제2 [A+B]는 제1 [A+B]보다 적어도 0.25 중량% 미만이다. 제2 [A+B]가 제1 [A+B] 미만인 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 제1 [A+B]보다 적어도 0.50 중량% 미만이다. 제2 [A+B]가 제1 [A+B] 미만인 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 제1 [A+B]보다 적어도 0.6 중량% 미만이다.
방법(600)에서, 제1 [A+B]는 소정의 제1 농도로 유지될 수 있다. 일 구현예에서, 제1 [A+B]는 0.1 내지 5 중량%이다. 일 구현예에서, 제1 [A+B]는 적어도 0.2 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 적어도 0.3 중량%이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 적어도 0.4 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 적어도 0.5 중량%이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 적어도 0.6 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 적어도 0.625 중량%이다. 일 구현예에서, 제1 [A+B]는 4.5 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 4 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 3 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 2.5 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 2 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 1.75 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 1.5 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 1.25 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 1 중량% 이하이다.
일 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.1 내지 약 4.5 중량%이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.1 내지 약 4 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.1 내지 약 3 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.1 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.2 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.3 내지 약 2.5 중량%이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.4 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.5 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.6 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.625 내지 약 2 중량%이다. 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.75 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제1 [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.25 중량%이다.
유사하게 방법(600)에서, 제2 [A+B]는 소정의 제2 농도로 유지될 수 있다. 일 구현예에서, 제2 [A+B]는 0.1 내지 5 중량%이다. 일 구현예에서, 제2 [A+B]는 적어도 0.2 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 적어도 0.3 중량%이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 적어도 0.4 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 적어도 0.5 중량%이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 적어도 0.6 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 적어도 0.625 중량%이다. 일 구현예에서, 제2 [A+B]는 4.5 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 4 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 3 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 2.5 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 2 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 1.75 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 1.5 중량% 이하이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 1.25 중량% 이하이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 1 중량% 이하이다.
일 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.1 내지 약 4.5 중량%이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.1 내지 약 4 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.1 내지 약 3 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.1 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.2 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.3 내지 약 2.5 중량%이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.4 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.5 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.6 내지 약 2.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.625 내지 약 2 중량%이다. 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.75 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.5 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 약 0.625 내지 약 1.25 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 제2 [A+B]는 적어도 1 중량%이다.
다시 도 5를 참조하면, 방법(500)에서, 롤 코팅 단계(306)는 제1 단량체 성분의 양(예, A의 농도, 또는 [A])과 일반적으로 동일한 수준으로 관능화 수용액 내의 제2 중합체 성분의 양(예, B의 농도, 또는 [B])을 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 롤 코팅 단계(306)는 제1 단량체 성분의 양(예, A의 농도, 또는 [A])과 상이한 수준으로 관능화 수용액 내의 제2 중합체 성분의 양(예, B의 농도, 또는 [B])을 유지하는 단계를 또한 포함할 수 있다. [A] 및 [B]가 관능화 용액에서 상이한 일 구현예에서, [A]는 [B] 미만일 수 있다. [A]가 [B]와 상이한 다른 구현예에서, [A]는 [B]보다 클 수 있다.
롤 코팅 단계(306)는, 제1(124) 및/또는 제2 욕조(126) 내 소정의 농도로 [A] 및/또는 [B]를 유지하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, [B]가 관능화 용액에서 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [B]는 0.1 내지 5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [B]는 적어도 0.2 중량%의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 적어도 0.3 중량%의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 적어도 0.4 중량%의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 적어도 0.5 중량%의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 적어도 0.6 중량%의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 적어도 0.625 중량%의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [B]는 4.5 중량% 이하의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 4 중량% 이하의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 3 중량% 이하의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 2.5 중량% 이하의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 2 중량% 이하의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 1.75 중량% 이하의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 1.5 중량% 이하의 농도로 유지된다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 1.25 중량% 이하의 농도로 유지된다.
[B]가 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [B]는 약 0.1 내지 약 4.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 약 0.1 내지 약 4 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.1 내지 약 3 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.1 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.2 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.3 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 약 0.4 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.5 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.6 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.625 내지 약 2 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [B]는 약 0.625 내지 약 1.75 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.625 내지 약 1.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [B]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [B]는 약 0.625 내지 약 1.25 중량%의 농도로 유지될 수 있다.
마찬가지로, [A]가 관능화 용액에서 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [A]는 0.1 내지 5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [A]는 적어도 0.2 중량%의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 적어도 0.3 중량%의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 적어도 0.4 중량%의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 적어도 0.5 중량%의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 적어도 0.6 중량%의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 적어도 0.625 중량%의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [A]는 4.5 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 4 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 3 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 2.5 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 2 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 1.75 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 1.5 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 1.25 중량% 이하의 농도로 유지된다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 일 구현예에서, [A]는 약 0.1 내지 약 4.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 약 0.1 내지 약 4 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.1 내지 약 3 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.1 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.2 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.3 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 약 0.4 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.5 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.6 내지 약 2.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.625 내지 약 2 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 다른 구현예에서, [A]는 약 0.625 내지 약 1.75 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.625 내지 약 1.5 중량%의 농도로 유지될 수 있다. [A]가 소정의 농도로 유지되는 또 다른 구현예에서, [A]는 약 0.625 내지 약 1.25 중량%의 농도로 유지될 수 있다.
또한, 방법(500)에서, 관능화 용액 내의 [A] 및 [B]는 소정의 양으로 서로 상이할 수 있으며, 이는 관능화 용액 내의 A 성분의 양 대 B 성분의 양의 비율(즉, A:B)로 정의될 수 있다. 롤 코팅 단계(306)는 소정의 비율로 관능화 용액 내에서 A:B를 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 성분 A의 농도는 관능화 용액에서의 성분 B의 농도 미만으로 유지될 수 있고, 따라서 A:B는 마찬가지로 1:1 미만의 비율로 유지될 수 있다. 일 구현예에서, A:B는 적어도 1:19(A:B)의 비율로 유지된다. 다른 구현예에서, A:B는 적어도 1:9의 비율로 유지된다. 또 다른 구현예에서, A:B는 적어도 1:4의 비율로 유지된다. 일 구현예에서, A:B는 7:13(A:B) 이하의 비율로 유지된다. 다른 구현예에서, A:B는 1:9 이하의 비율로 유지된다. 또 다른 구현예에서, A:B는 1:4 이하의 비율로 유지된다. 일 구현예에서, A:B는 일반적으로 1:19와 동일한 비율로 유지된다. 다른 구현예에서, A:B는 일반적으로 1:9와 동일한 비율로 유지된다. 또 다른 구현예에서, A:B는 일반적으로 1:4와 동일한 비율로 유지된다. 다른 구현예에서, A:B는 일반적으로 7:13과 동일한 비율로 유지된다.
관능화 용액에서 성분 A의 농도는 대신에 성분 B의 농도를 초과해 유지될 수 있고, 따라서 A:B는 마찬가지로 1:1 초과의 비율로 유지될 수 있다. 예를 들어 일 구현예에서, A:B는 2.5:1(A:B) 이하의 비율로 유지될 수 있다. 다른 구현예에서, A:B는 2.0:1 이하의 비율로 유지될 수 있다. 또 다른 구현예에서, A:B는 1.5:1 이하의 비율로 유지될 수 있다. 대신에, 관능화 용액 내 성분 A의 농도는 관능화 용액 내 성분 B의 농도와 일반적으로 동일하게 유지될 수 있고, 따라서 A:B는 마찬가지로 1:1과 동일하게 유지될 수 있다.
롤 코팅 단계(306)는, 상부(206) 및 하부(208) 표면에 대한 관능화 용액을 제1 A:B 및 제2 A:B로 각각 유지하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 A:B는 제2 A:B와 일반적으로 동일하도록 유지된다. 다른 구현예에서, 제1 A:B는 제2 A:B와 상이하도록 유지된다. 일 구현예에서, 제1 A:B는 제2 A:B보다 크도록 유지된다. 다른 구현예에서, 제1 A:B는 제2 A:B보다 작도록 유지된다.
(예를 들어, 상부(106) 및 하부(108) 표면 중 하나 또는 모두가 롤 코팅되어야 하는지에) 관련된 특정 응용예에 따라 방법(300, 500 및 600)에서 롤 코팅 장치(118), 및 롤 코팅 단계(306)에 사용되는 롤러의 수는 변화될 수 있다. 롤 코팅 장치(118)의 3개의 대안적인 구현예가 도 2a 내지 도 2c에 도시된다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 각각의 구현예에서, 롤러(예, 제1(120) 및/또는 제2 롤러(122)) 중 하나 또는 2개는, 경우에 따라 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면과 접촉할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이 일 구현예에서, 롤 코팅 장치(118)는 장력을 이용한 코팅으로서 롤 코팅 단계(306)를 구현할 수 있고, 여기서 제1 롤러(120)는 상부 표면(106)과 접촉할 수 있고 제3 롤러(202)는 제1 롤러(120)와 접촉하여 관능화 용액을 그곳에 적용할 수 있다. 또한, 도 2a의 장력을 이용한 코팅 구현예에서, 제1 롤러(120)는, 알루미늄 합금 시트 제품(103)이 롤 코팅 장치(118)를 통해 진행할 때 상부 표면(106) 상으로 관능화 용액을 계량할 수 있다. 또한, 장력을 이용한 코팅 구현예에서, 제1 롤러(120)의 회전 방향은, 알루미늄 합금 시트 제품(103)이 롤 코팅 장치(118)에 대하여 이동하는 방향과 상보적이거나 그 반대일 수 있다. 장력을 이용한 코팅 구현예를 사용하여 하부 표면(108)을 롤 코팅해야 되는 경우, 본 셋업은, 제1 롤러(120)를 하부 표면(108)과 접촉할 수 있는 제2 롤러(122)로 대체하고 제3 롤러(202)가 제2 롤러(122)와 접촉할 수 있는 것을 제외하고, 일반적으로 상부 표면(106)을 참조하여 상술한 것과 일반적으로 동일할 수 있다.
도 2b에 도시된 다른 구현예에서, 롤 코팅 장치는 롤 코팅 단계(306)를 직접식 롤 코팅으로서 구현할 수 있다. 직접식 롤 코팅 구현예에서, 제1 롤러(120)는 상부 표면(106)과 접촉할 수 있고, 제3 롤러(202)는 제1 롤러(12)와 접촉하여 관능화 용액을 그곳에 적용할 수 있다. 또한, 도 2b의 직접식 롤 코팅 구현예에서, 제1 롤러는, 알루미늄 합금 시트 제품(103)이 롤 코팅 장치(118)를 통해 진행할 때 상부 표면(106) 상으로 관능화 용액을 계량할 수 있다. 또한, 직접식 코팅 구현예에서, 제1 롤러(120)의 회전 방향은, 알루미늄 합금 시트 제품(103)이 롤 코팅 장치(118)에 대하여 이동하는 방향과 상보적일 수 있다. 마찬가지로, 하부 표면(108)과 접촉할 수 있는 제2 롤러(122)의 회전 방향은, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 이동 방향과 상보적일 수 있다. 그러나, 직접식 롤 코팅 구현예에서, 추가적인 롤러는, 제3 롤러(202)가 상부 표면(106)과 접촉하는 제1 롤러(120)와 접촉할 때 제2 롤러(122)와는 또한 접촉할 수 없다. 직접식 코팅 구현예를 사용하여 하부 표면(108)을 롤 코팅해야 되는 경우, 본 셋업은, 제1 롤러(120)를 하부 표면(108)과 접촉할 수 있는 제2 롤러(122)로 대체하고 제3 롤러(202)가 제2 롤러(122)와 접촉할 수 있는 것을 제외하고, 일반적으로 상부 표면(106)을 참조하여 상술한 것과 일반적으로 동일할 수 있다.
도 2c에 도시된 또 다른 구현예에서, 롤 코팅 장치는 롤 코팅 단계(306)를 역방향 롤 코팅으로서 구현할 수 있다. 역방향 롤 코팅 구현예에서, 제1 롤러(120)는 상부 표면(106)과 접촉할 수 있고, 제3 롤러(202)는 제1 롤러(12)와 접촉하여 관능화 용액을 그곳에 적용할 수 있다. 또한, 도 2c의 역방향 롤 코팅 구현예에서, 제1 롤러는, 알루미늄 합금 시트 제품(103)이 롤 코팅 장치(118)를 통해 진행할 때 상부 표면(106) 상으로 관능화 용액을 계량할 수 있다. 또한, 역방향 롤 코팅 구현예에서, 제1 롤러(120)의 회전 방향은, 알루미늄 합금 시트 제품(103)이 롤 코팅 장치(118)에 대하여 이동하는 방향과 반대일 수 있다. 그러나, 역방향 롤 코팅 구현예에서, 하부 표면(108)과 접촉할 수 있는 제2 롤러(122)의 회전 방향은, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 이동 방향과 상보적일 수 있다. 그러나, 역방향 롤 코팅 구현예에서, 추가적인 롤러는, 제3 롤러(202)가 상부 표면(106)과 접촉하는 제1 롤러(120)와 접촉할 때 제2 롤러(122)와는 또한 접촉할 수 없다. 역방향 롤 코팅 구현예를 사용하여 하부 표면(108)을 롤 코팅해야 되는 경우, 본 셋업은, 제1 롤러(120)를 하부 표면(108)과 접촉할 수 있는 제2 롤러(122)로 대체하고 제3 롤러(202)가 제2 롤러(122)와 접촉할 수 있는 것을 제외하고, 일반적으로 상부 표면(106)을 참조하여 상술한 것과 일반적으로 동일할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2a 내지 도 2c에 도시된 롤 코팅 장치(118) 중에서, 롤 코팅 단계(306)에 사용되는 제1(120), 제2(122), 제3(202), 및/또는 임의의 추가 롤러는, 평활하거나 새겨진(예, 그라비어) 것이 적당할 수 있다.
본 방법(300)은 건조 단계(308)를 또한 포함할 수도 있다. 건조는 대류, 전도 및/또는 복사 공정을 통해 완료될 수 있다. 일 구현예에서, 건조 단계(308)는 롤 코팅 단계(306)가 완료된 후에 수행될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 건조 단계(308)는 건조기(128)를 사용하여 수행될 수 있다. 일 구현예에서, 건조기(128)는 소정의 시간 동안 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면 위에 가열된 공기를 강제로 보낼 수 있는(예, 송풍할 수 있는) 송풍기(도 1에 미도시)를 포함한다. 가열된 공기의 온도는 소정의 온도 또는 소정의 온도 범위로 제어된다. 롤 코팅된 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 주어진 부분이 건조 단계(308)를 거치는 소정의 시간은, 롤 코팅된 제품이 공정(100)을 통해 진행하는 속도에 의존할 수 있다. 다른 구현예에서, 건조기(128)는 오븐(도 1에 미도시)을 포함할 수 있다. 가열된 공기를 상부(106) 및/또는 하부(106) 표면 상으로 송풍하기 보다는, 오븐은, 롤 코팅된 알루미늄 합금 시트 제품(103)을 일반적으로 오븐의 외부 환경의 온도보다 높게 제어된 소정의 온도에서 유지되는 환경을 거치도록, 적어도 부분적으로 밀폐된 가열식 챔버를 제공할 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 송풍식 또는 오븐식 기반의 건조 단계(308)에 대한 노출 시간 및/또는 온도는 합금 유형 및 템퍼에 의존할 수 있다.
건조 단계(308)는, 롤 코팅된 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 상부(106) 및 하부(108) 표면 중 하나 또는 둘 모두에서 또한 수행될 수 있다. 상부(106) 및 하부(106) 표면 중 하나만이 롤 코팅된 경우, 롤 코팅된 표면만이 건조 단계(308)를 거쳐야 할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 상부(106) 및 하부(108) 표면 둘 모두가 롤 코팅되었을 경우, 이들 표면 모두 건조 단계(308)를 거쳐야 할 필요가 있을 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 방법(700)은 알루미늄 합금 시트 제품(103)을 소정의 피크 금속 온도로 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 알루미늄 합금 시트 제품(103)은 (예를 들어, 사용된 건조 장치 및/또는 제품의 공급 속도로 인해) 제어된 방식으로 피크 금속 온도로 유지된다. 일 구현예에서, 피크 금속 온도는 적어도 150°F의 온도로 유지된다. 다른 구현예에서, 피크 금속 온도는 적어도 180°F의 온도로 유지된다. 또 다른 구현예에서, 피크 금속 온도는 적어도 210°F의 온도로 유지된다. 또 다른 구현예에서, 피크 금속 온도는 적어도 240°F의 온도에서 유지된다. 다른 구현예에서, 피크 금속 온도는 적어도 270°F의 온도로 유지된다. 또 다른 구현예에서, 피크 금속 온도는 300°F 이하의 온도에서 유지된다.
방법(700)은 알루미늄 합금 시트 제품(103)을 소정의 온도 값의 범위 내의 피크 금속 온도에서 유지하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 피크 금속 온도는 150°F 내지 300°F로 제어된 방식으로 유지된다. 다른 구현예에서, 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 피크 금속 온도는 200°F 내지 270°F로 제어된 방식으로 유지된다. 방법(300 및/또는 700)이 공정(100)에서 구현되는 경우, 예를 들어 건조 단계(308)는 알루미늄 합금 시트 제품(103)에 대한 최고 온도 노출 조건(들)을 제공할 수 있다. 따라서, 방법(300 및 700)에서, 건조 단계(308)는, 원하는 소정의 온도 값 또는 원하는 온도 값의 범위 내에서 유지되도록 롤 코팅된 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 피크 금속 온도를 제어하기 위한 적당한 제어 체계를 포함할 수 있다.
방법(300 및/또는 700)에서, 건조 단계(308)는 롤 코팅 단계(306) 후에 롤 코팅된 알루미늄 합금 시트 제품(103)을 헹구는 단계 없이 수행될 수 있다. 임의의 추가 헹굼 단계(들) 없이 건조 단계(308)를 수행하는 것은 여러 이유로 유리하며, 예를 들어 제한 없이 시간, 노동, 및 재료 비용 절감, 폐기물 유출의 감소, 및 후속 접착제 접합을 위한 알루미늄 합금 시트 제품(103)을 준비하기 위해 요구되는 다수의 단위 조작의 감소를 포함한다. 또한, 공정(100)에서 구현된 방법(300)은, 예를 들어 코일을 다시 권취하는 단계(130)를 포함할 수 있다. 코일을 다시 감는 단계(130)는 건조 단계(308) 후에 수행될 수 있다. 코일을 다시 감는 단계(130)는, 롤 코팅되고 건조된 알루미늄 합금 시트 제품(103)을, 수용된 알루미늄 합금 시트 제품이 초기에 롤링되었던 코일(104)과 일반적으로 동일한 형태인 코일(104)로 롤링하는 단계를 포함할 수 있다.
I. 관능성 층의 생성
관능성 층은 롤 코팅(306) 및/또는 건조(308) 단계 중에 준비된 알루미늄 합금 시트 제품(103) 상에 생성될 수 있다. 롤 코팅(306) 및/또는 건조(308) 단계 중에 관능성 층을 생성하기 위해, 준비된 알루미늄 시트 합금 제품(103)은 일반적으로 산 또는 염기와 같은 적당한 화학물질에 노출된다. 방법(500)에서, 예를 들어 전술한 바와 같이, 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면에 적용된 관능화 용액은 인 함유 유기산일 수 있다. 일 구현예에서, 롤 코팅 단계(306)는, 준비된 알루미늄 합금 시트 제품의 상부(106) 및/또는 하부(108) 표면을, 상기에서 참조한 미국 특허 제6,167,609호에 개시된 임의의 인 함유 유기 산과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 그 다음, 고분자 접착제 층은 (예를 들어, 차량 조립체를 형성하도록 금속 지지 구조체에 결합하기 위해) 관능화된 층에 도포될 수 있다.
알루미늄 합금 시트 제품(103)에 대해, 인 함유 유기 산은 일반적으로 표면 산화물 층과 상호 작용하여 관능화 층을 형성한다. 인 함유 유기 산은 유기포스폰 산 또는 유기포스핀 산일 수 있다. 유기 산은 물, 메탄올 또는 다른 적절한 유기 용매에 용해되어 롤 코팅 단계(306) 중에 준비된 알루미늄 합금 제품(103)에 도포되는 용액을 형성한다. 전술한 바와 같이, 일 구현예에서, 건조 단계(308)는 임의의 추가 헹굼 단계(들) 없이 롤 코팅 단계(306) 이후에 수행될 수 있다. 다른 구현예에서, 롤 코팅된 알루미늄 합금 시트 제품(103)은 관능화 용액이 도포된 후에 물(예, 탈이온수)로 헹구어진다.
용어 "유기포스폰 산"은 조성식 Rm[PO(OH)2]n을 갖는 산을 포함하되, R은 1 내지 30개의 탄소 원자를 함유하는 유기기이고, m은 유기기의 수로 1 내지 10이고, n은 포스폰 산기의 수로 1 내지 10이다. 일부 적절한 유기포스폰 산은 비닐포스폰 산, 메틸포스폰 산, 에틸포스폰 산, 옥틸포스폰 산, 및 스티렌포스폰 산을 포함한다.
용어 "유기포스핀 산"은 조성식 RmR'o[PO(OH)]n을 갖는 산을 포함하되, R은 1 내지 30개의 탄소 원자를 함유하는 유기기이고, R'은 수소이거나 1 내지 30개의 탄소 원자를 함유하는 유기기이고, m은 R기의 수이고 1 내지 10이고, n은 포스핀 산기의 수이고 1 내지 10이며, o는 R'기의 수이고 1 내지 10이다. 일부 적절한 유기포스핀 산은 페닐포스핀 산 및 비스-(퍼플루오로헵틸)포스핀 산을 포함한다.
이들 인 함유 유기 산의 이점은, 전처리 용액이 약 1 중량% 미만의 크롬을 함유하고, 바람직하게는 실질적으로 크롬이 없는 점이다. 따라서, 크롬염 변환 코팅과 연관된 환경 우려가 제거된다.
롤 코팅(306) 및 건조(308) 단계를 완료한 후, 롤 코팅되고 따라서 관능화된 알루미늄 합금 시트 제품(103)은 그 다음 원하는 크기 및 형상으로 절단될 수 있고/있거나 소정의 구성으로 가공될 수 있다. 본 발명에 따라 만들어진 형상의 조립체는, 자동차 본체, 바디-인-화이트 구성 요소, 도어, 트렁크 데크 및 후드 리드를 포함하는 차량의 많은 구성 요소에 적절하다.
관능화된 알루미늄 합금 시트 제품(103)은 고분자성 접착제를 사용하여 금속 지지 구조체에 접합될 수 있다. 따라서, 방법(300)은, 롤 코팅되고 건조된 알루미늄 합금 시트 제품(103)의 부분(들)을 접합제를 통해 다른 재료에 결합시키는 부분을 포함할 수 있다.
방법(300, 400, 500, 600 및/또는 700)은 대량 제조 공정에서 구현될 수 있다. 자동차 구성 요소의 제조 시, 예를 들어 관능화된 알루미늄 합금 시트 재료를 인접한 구조 부재에 결합시키는 것이 종종 필요하다. 관능화된 알루미늄 합금 재료를 결합하는 것은 2단계로 수행될 수 있다. 먼저, 고분자성 접착제 층을 관능화된 알루미늄 합금 시트 제품에 도포할 수 있고, 그 후에 그것은 다른 구성 요소(예, 다른 관능화된 알루미늄 합금 시트 제품(103)(예, 5xxx, 6xxx, 7xxx 알루미늄 합금); 스틸 제품; 탄소 강화 복합재)에 대해 또는 다른 구성 요소 내로 가압된다. 고분자성 접착제는 에폭시, 폴리우레탄 또는 아크릴일 수 있다. 롤 코팅은 시트 스톡(예, 음료 용기)의 제조에 유용할 수 있다.
접착제가 도포된 이후에 구성 요소는, 예를 들어 도포된 접착제의 결합 영역에서 함께 스폿 용접되거나 기계적으로 조여질 수 있다. 스폿 용접 또는 기계적 조임은 조립체의 박리 강도를 증가시킬 수 있고, 접착제가 완전히 경화되기 전의 시간 동안에 취급을 용이하게 할 수 있다. 원하는 경우, 접착제의 경화는 조립체를 상승된 온도로 가열함으로써 가속될 수 있다. 그 다음, 조립체는 페인트 준비 욕조를 통과하고, 건조되고, 전기 도금되고, 이어서 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx 또는 8xxx 유형의 임의의 알루미늄 합금과 같이 적당한 마감으로 페인팅될 수 있다.
II. 5xxx, 6xxx 및 7xxx 알루미늄 합금
본원에 기술된 롤 코팅 기반 기술은 임의의 적절한 알루미늄 합금 시트 제품과 함께 사용될 수 있고, 5xxx, 6xxx, 및 7xxx 알루미늄 합금 제품으로 형성된 시트 제품을 포함한다.
본 개시가 접착제 접합을 위해 5xxx, 6xxx 및/또는 7xxx 알루미늄 합금 제품을 준비하는 것과 관련하여 설명되었지만, 본원에 기술된 롤 코팅 기반 기술은 다른 재료에 접착제 접합될 수 있는 능력을 갖는 다른 알루미늄 합금에도 또한 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
도 1은 접착제 접합을 위한 알루미늄 합금 시트 제품을 준비하기 위한 롤 코팅 기반 공정의 블록 다이어그램이다.
도 2a 내지 도 2c는 롤 코팅 장치의 대안적인 구현예를 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 개시에 따라, 준비된 알루미늄 합금 제품을 제조하기 위한 방법의 일 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 도 3의 준비 단계의 일 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 도 3의 롤 코팅 단계의 일 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 도 3의 롤 코팅 단계의 추가적인 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 도 3의 건조 단계의 일 구현예를 도시하는 흐름도이다.
실시예 1
6xxx(예, 6111) 및 5xxx(예, 5754) 합금으로부터 여러 알루미늄 합금 시트 제품을 제조하였다. 6111 알루미늄 합금 시트를 T4 템퍼로 가공 처리하고 5754 알루미늄 합금 시트를 O 템퍼로 가공 처리하였다. 6111-T4 및 5754-O 시트의 각각에 대해, 8개의 시트 시편은 배치 처리를 거쳤다. 시트 시편은 알칼리 용액(4 중량%의 알칼리 탄산염 세정제)으로 분무함으로써 알칼리 세정하여 잔류 윤활제 및 일반적인 오염을 제거하였다. 알칼리 용액을 140°F로 유지하였고, 시트 시편을 4초 동안 알칼리 용액과 접촉시켰다. 알칼리 세정 후, 시트 시편을 탈이온수로 헹구었다.
알칼리 세정 단계 후, 시트 시편을 산성 용액(4 중량%의 질산)으로 분무함으로써 탈산화하였다. 산성 용액을 120°F로 유지하였고, 시트 시편을 4초 동안 산성 용액과 접촉시켰다. 산 탈산화 단계 후, 시트 시편을 탈이온수로 헹구었다. 또한, 모든 시트 시편은 물 자국이 없는 양상을 확인하기 위해 산 탈산화후 헹굼 이후에 육안 검사하였다.
다음으로, 6111-T4 및 5754-O 시트 각각에 대한 4개의 시편, 2 세트를 90°F에서 인 함유 유기 산(PCOA)의 형태인 관능화 수용액과 접촉시켰다. POCA는 제1 단량체 성분("A") 및 제2 중합체 성분("B")을 포함하는 활성 성분의 용액 혼합물을 포함하였다. 실시예 1에 있어서, 성분 A는 미국 특허 제6,167,609호에 따라 중합체였고, 성분 B는 미국 특허 제 6,020,030호에 따라 공중합체였다. 구성 요소 A의 양은 용액 B의 양을 초과했다. 제1 세트의 경우, 시트 시편을 PCOA에 10 초 동안 침지한 다음, 탈이온수로 헹구고 공기 건조하였다. 제2 세트의 경우, PCOA를 문질러 도포하는 막대를 사용하여 시트 시편에 도포하여 롤 코팅 도포를 시뮬레이션하였다. 제2 세트 시트 시편을 제1 세트의 경우처럼 헹구기 보다는, 제2 세트 시편은 PCOA가 도포된 후에 가열된 건조 단계로 직접 처리하였다. 제2 세트 시트 시편의 건조 단계는 350°F의 피크 금속 온도에서 수행되었다. 제1 및 제2 세트 모두에 대해, 시트 시편은 그 다음 순차적으로 접합된 후, 자동차 산업 표준 주기적 부식 시험에 따른 접합 내구성 시험(BDT)을 거쳤다. 이 접합 내구성 시험은, 적용된 랩 전단 응력과 환경 노출의 조합("BDT 시험")을 포함하였다. 실시예 1의 알루미늄 합금 시트 시편의 BDT 결과가 아래의 표 1에 제공되어 있다.
표 1 - BDT 시험 결과
Figure pct00001
위에서 표 1을 참조하면, 45 BDT 사이클을 통과한 시편은 BDT 시험 결과를 합격한 것을 나타낸다. 실시예 1의 6111-T4 및 5754-O 시트 둘 모두에 대해, 모든 시편이 BDT 시험 결과를 통과했다. 그러나, A:B = 3:1인 PCOA를 막대로 문질러 도포하는 방법을 사용하면, 5754-O 시트의 어느 시편도 1회의 BDT 사이클보다 큰 횟수를 통과하지 못하는 반면, 6111-T4 시트의 경우에 모든 시편은 초기 응력을 링에 인가한 후에 그리고 BDT 시험의 환경 노출 부분을 시작하기도 전에 불합격하였다.
실시예 2
실시예 1의 결과에 기초하여, 6xxx(예, 6022, 6111) 및 5xxx(예, 5754) 둘 모두의 합금으로부터 알루미늄 합금 시트 제품을 몇 개 제조하였다. 모든 6xxx 알루미늄 합금은 T4 템퍼로 가공 처리되었고 모든 5xxx 알루미늄 합금은 O 템퍼로 가공 처리되었다. 배치 처리를 사용하여, 시트 시편을 알칼리 용액(알칼리 완충 용액)으로 알칼리 세정하여 잔류 윤활제 및 일반적인 오염을 제거하였다. 시트 시편을 140°F에서 유지된 알칼리 용액에 2분 동안 침지시켰다. 그런 다음, 시트 시편을 알칼리 세정이 수행된 후에 탈이온수로 헹구었다.
그 다음 시트 시편을 산성 용액(BONDERITE® C-IC 243, 14 부피%)으로 탈산화하였다. 시트 시편을 170°F에서 유지된 산성 용액에 20초 동안 침지시켰다. 모든 시편은 산 탈산화를 수행한 후에 탈이온수로 헹구어졌다. 또한, 모든 시트 시편은 물 자국이 없는 양상을 확인하기 위해 산 탈산화후 헹굼 이후에 육안 검사하였다.
물 자국이 없는 양상을 검증한 다음, 인 함유 유기 산(PCOA) 형태인 관능화 수용액을 알루미늄 합금 시트 시편의 표면 상에 피펫팅하여 도포하였다. 다음으로, PCOA가 시편에 도포된 상태로 시편을 스퀴지 롤을 통해 통과시켜 롤 코팅을 수행하여 시편 표면 위에 PCOA를 계량하였다. PCOA는, 제1 단량체 성분(성분 "A") 및 제2 중합체 성분("B")을 포함하는 활성 성분의 용액 혼합물을 포함하였다. 성분 A 및 B는 실시예 1과 동일한 화합물이었다. 다양한 롤 코팅 조건을 아래 표 2A 내지 표 2C에 나타낸 바와 같이 사용하였다.
롤 코팅 단계 후에 알루미늄 합금 시트 시편을 헹구는 대신에, 시트 시편은 직접 건조되도록 처리하였고, 여기서 시편은, 아래 표 2A 내지 표 2C에 도시된 바와 같이 피크 금속 온도(PMT)가 150 내지 270°F로 유지되도록 다양하게 가열된 강제 공기 건조 조건을 거쳤다. 건조 단계 완료 후, 인 코팅 중량을 위한 초기 X-선 형광(XRF) 분석을 수행하였다. 초기 XRF 분석 후에 고온 탈이온수 헹굼을 완료한 다음, XRF로 인 코팅 중량을 재 측정하여 처리의 접착성을 평가하였다. 그 다음, 시트 시편이 순차적으로 접합된 후에 자동차 산업 표준 주기적 부식 시험에 따라 접합 내구성 시험(BDT)을 거쳤다.
실시예 2의 6022-T4(1), 6111-T4, 6022-T4(2) 및 5754-O 알루미늄 합금 시트 시편의 XRF 시험 결과를 아래 표 2A 내지 표 2C에 제공한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "T4(1)"는 T4 템퍼인 제1의 6022 시트를 지칭하고 "T4(2)"는 T4 템퍼인 제2의 6022 시트를 지칭한다. 아래 표 2A 내지 표 2C에서, 각각의 XRF 시험 결과는 시트 당 4개 시편의 4개의 복제 시험 결과의 평균을 나타낸다. 또한, 아래 표 2A 내지 표 2C에서, 건조후 코팅 중량이 0.21 내지 3.55 mg/m2의 인(P)을 갖는 시트는 합격("P") 결과로 간주된다. 건조후 인 코팅 중량에 대한 초기 XRF 결과가 0.21 내지 3.55 mg/m2의 인(P) 범위 내에 있지 않는 경우, 불합격("F") 결과로 간주되었다. 건조후 고온 탈이온수로 헹군 이후에 XRF로 인 코팅 중량을 재측정한 결과는, 표 2A 내지 표 2C의 3가지 범주로 분류된다: (1) 10 % 미만의 인 코팅 중량 감소; (2) 10 내지 15 %인 인 코팅 중량 감소; 및 (3) 15 % 초과의 인 코팅 중량 감소.　실시예 2의 알루미늄 합금 시트 시편의 BDT 결과가 아래의 표 3A 내지 표 3C에 제공되어 있다.
표 2A - 150°F PMT에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00002
표 2B - 180°F PMT에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00003
표 2C - 210°F PMT에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00004
표 3A - 150°F PMT에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00005
표 3B - 180°F PMT에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00006
표 3C - 210°F PMT에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00007
위의 표 3A 내지 표 3C에서, 각각의 BDT 결과는 시트 당 4개의 복제 시편의 평균을 나타낸다. 또한, 위의 표 3A 내지 표 3C에서, BDT 결과는 3개의 범주로 분류된다: (1) 적어도 45회의 BDT 사이클을 달성하는 모든 시편(예, 불합격 시편이 없음); (2) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 하나의 시편; 및 (3) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 2개 이상의 시편. 표 3A 내지 표 3C에서, 하나 이상의 시험 시편이 45 BDT 사이클을 성공적으로 달성하지 않은 경우는, 4개의 시험 시편이 달성한 사이클의 평균 횟수를 괄호 안에 나타낸다.
실시예 2에서, 6022-T4(1) 및 6022-T4(2) 시트의 경우, 모든 BDT 시험은, 210°F PMT 조건에 대한 모든 (A+B) 농도 및 A:B 비율 전체에 걸쳐 45 사이클을 달성하였다. 또한, 210°F PMT에서 6022-T4(1) 시트에 대해, 그리고 모든 (A+B) 농도 및 A:B 비율에 대해, 건조 헹굼후 XPF 결과는 모두 15 % 초과의 인(P) 손실을 나타낸다. 유사한 결과가 180°F PMT에서 6022-T4(2)에 대해 관찰되었다. 또한, 180°F PMT 조건에서, 모든 6022-T4(1) 시트 시편은, 1과 2.5의 (A+B) 농도 그리고 35:65의 A:B 비율에 대해 45 BDT 사이클을 달성하였다. 가장 나쁜 BDT 시험 성능은 150 °F PMT 조건에서 6022-T4(1)에 대해 관찰되었고, 이 경우 45 BDT 사이클을 달성하는 결과가 없었다. 6022-T4(1)에 대해, 건조 헹굼 이후에 인의 손실이 10% 미만인 것과 조합하여 45 BDT를 달성한 시험 조건 중 어느 것도 결과는 없었다. 한편, 6022-T4(2)에 대해, 건조 헹굼후 코팅 중량 감소가 10% 미만인 것과 더불어 45 BDT 사이클을 달성하는 것은 두 가지 경우였다: (1) PMT = 150°F, (A+B) 농도 = 2.5 중량%, 및 A:B = 35:65; 및 (2) PMT = 210°F, (A+B) 농도 = 1 중량%, 및 A:B = 5:95. 따라서, 6022 알루미늄 합금 시트의 경우에 BDT 성능은, 롤 코팅에 의해 도포된 PCOA에 대한 (A+B) 농도 및/또는 A:B에 의존하기 보다는 PMT에 더 많이 의존하며, 높은 PMT는 더 양호한 접합 내구성을 촉진한다.
실시예 2의 6111 시트에 있어서, 건조 헹굼 이후에 인의 손실이 10% 미만인 것과 함께 45 BDT 사이클을 달성한, 하나의 시험 결과만이 얻어졌다: PMT = 150°F, (A+B) 농도 = 1 중량%, 및 A:B = 5:95. 150°F PMT 조건은, 또한 전체적으로 최고 BDT 성능을 만들었고, 여기서 45 BDT 사이클은 (A+B) 농도 = 2.5 및 A:B = 35:65인 조건을 제외한 모든 경우에서 달성되었다. 180°F PMT 조건에서, 45 BDT 사이클은 4개의 시험 중 2개만 얻어졌다. 210°F PMT 조건에 대해 가장 나쁜 접합 성능이 관찰되었고, 여기서 어느 시험도 45 BDT 사이클을 달성하지 못했다. 따라서, 6022에서 관찰된 경향과 대조적으로, 6111 알루미늄 합금 시트의 경우, PMT가 낮으면 더 양호한 접합 내구성을 촉진하는 것으로 보인다.
실시예 2의 5754 시트에 있어서, 접합 성능은 PMT, 또는 (A+B) 농도 및/또는 A:B 비율 조건에 전혀 의존하지 않는 것처럼 보인다. 5754의 경우, 두 가지 세트 조건을 제외한 모든 경우에 대해 45 BDT 사이클이 달성되었다: (1) PMT = 150°F, (A+B) 농도 = 1, 및 A:B = 35:65 (결과는 인 코팅 중량의 10 내지 15 % 사이의 건조 헹굼후 손실을 포함함); 및 (2) PMT = 210°F, (A+B) 농도 = 1, 및 A:B = 5:95 (결과는 인 코팅 중량이 15 % 초과된 건조후 손실을 포함함). 유사하게, 건조 헹굼후의 인 코팅 중량 손실과 PMT, (A+B) 농도 및/또는 A:B 비율 사이에는 상관 관계가 거의 또는 전혀 관찰되지 않았다.
전체적으로, 실시예 2에서 얻어진 결과는 PMT, (A+B) 농도, 및 A:B 비율, 및 이들의 조합이 PCOA의 롤 코팅 기반 도포 후에 시험된 합금의 원하는 접합 성능을 달성하기 위해 중요한 파라미터라는 것을 설명한다. 관찰된 효과는 알루미늄 합금 시트의 조성에 따라 달라지는 것으로 보이며, 따라서 상술한 조건은 롤 코팅 기반 준비 방법을 사용한 후에 원하는 접합 내구성을 달성하도록 조정될 수 있다. 이러한 조건의 조정은 알루미늄 합금 시트 제품의 상부 및 하부 표면 사이에서 PMT, (A+B) 농도, 및 A:B 비율, 및 이들의 조합을 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
실시예 3
실시예 2의 결과에 기초하여, 6xxx(예, 6022) 및 5xxx(예, 5754) 둘 모두의 합금으로부터 알루미늄 합금 시트 제품을 몇 개 제조하였다. 모든 6xxx 알루미늄 합금은 T4 템퍼로 가공 처리되었고 모든 5xxx 알루미늄 합금은 O 템퍼로 가공 처리되었다. 연속적인 코일 대 코일 공정을 사용하여, 시트가 권취 해제된 다음에 알칼리 용액(수산화칼륨 기반)으로 알칼리 세정하여 잔류 윤활제 및 일반적인 오염을 제거하였다. 시트의 상부 및 하부 표면을 140°F에서 유지된 알칼리 용액으로 분무하였고 접촉 시간은 4 초였다. 그런 다음, 상부 및 하부 시트 표면을, 알칼리 세정이 수행된 후에 탈이온수로 헹구었다.
그런 다음, 시트의 상부 및 하부 표면을 산성 용액으로 분무하고 4초의 접촉 시간 동안 탈산화하였다. 3가지 상이한 탈산화 조건을 사용하였다: (1) 140°F로 유지된 질산, 4 중량%; (2) 170°F로 유지된 BONDERITE® C-IC 243, 14 부피%; 및 (3) 130°F로 유지되고 200 ppm 제거 불화물을 제공하기 위한 H7274 첨가제를 함유하는 GARDOCLEAN® S5149(이전에는 DC 7853으로 알려짐), 4 부피%. 상부 및 하부 시트 표면을, 산 탈산화가 수행된 후에 탈이온수로 헹구었다. 또한, 모든 시트는 물 자국이 없는 양상을 확인하기 위해 산 탈산화 헹굼 이후에 육안 검사하였다.
물 자국이 없는 양상을 검증한 다음, 관능화 수용액(실시예 2에 대해 전술한 PCOA)을 롤 코팅에 의해 시트의 상부 및 하부 표면 모두에 도포하였다. 롤 코팅 단계의 경우, 상부 및 하부 시트 표면 모두에 대해 장력을 이용한 코팅을 사용하여 PCOA를 스퀴지 롤로 도포하였다. 또한, 실시예 3의 경우에 알루미늄 합금 시트는 연속적인 코일-대-코일 공정을 통해 122 피트/분으로 공급되었다. 상부 표면 PCOA 롤 코팅에 대한 (A+B) 농도는 0.625 중량%로 유지되었고, 하부 표면 PCOA 롤 코팅에 대한 (A+B) 농도는 1.25 중량%로 유지되었다. 실시예 3에서, 도포된 PCOA에서 A 대 B 농도의 비율(A:B)을 5:95 및 35:65로 설정하였다.
롤 코팅 단계 후에 알루미늄 합금 시트를 헹구는 대신에, 시트는 직접 건조되도록 처리하였고, 여기서 시트는, 아래 표 4A 내지 표 4C에 도시된 바와 같이 PMT가 150 내지 210°F로 유지되도록 다양하게 가열된 강제 공기 건조 조건을 거쳤다. XRF 분석 및 BDT 시험은 실시예 2를 참조하여 전술한 바와 같이 수행되었다.
실시예 3의 6022-T4(1) 및 5754-O 알루미늄 합금 시트 시편의 XRF 시험 결과를 아래 표 4A 내지 표 4C에 제공한다. 아래 표 4A 내지 표 4C에서, 각각의 XRF 시험 결과는 시트 당 4개 시편의 4개의 복제 시험 결과의 평균을 나타낸다. 또한, 아래 표 4A 내지 표 4C에서, 건조후 코팅 중량이 0.21 내지 3.55 mg/m2의 인(P)을 갖는 시트는 합격("P") 결과로 간주된다. 건조후 인 코팅 중량에 대한 초기 XRF 결과가 0.21 내지 3.55 mg/m2 P인 범위 내에 있지 않는 경우, 불합격("F") 결과로 간주되었다. 건조후 고온 탈이온수로 헹군 이후에 XRF로 인 코팅 중량을 재측정한 결과는, 표 4A 내지 표 4C의 3가지 범주로 분류된다: (1) 10 % 미만의 인 코팅 중량 감소; (2) 10 내지 15 % 사이의 인 코팅 중량 감소; 및 (3) 15 % 초과의 인 코팅 중량 감소.　실시예 3의 6022-T4(1) 및 5754-O 알루미늄 합금 시트의 BDT 결과를 아래 표 5A 내지 표 5C에 제공한다.
표 4A - BONDERITE® C-IC 243 탈산화에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00008
표 4B - 질산 탈산화에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00009
표 4C - GARDOCLEAN® S5149 탈산화에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00010
표 5A - BONDERITE® C-IC 243 탈산화에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00011
표 5B - 질산 탈산화에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00012
표 5C - GARDOCLEAN® S5149 탈산화에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00013
위의 표 5A 내지 표 5C에서, 각각의 BDT 결과는 시트 당 4개의 복제 시편의 평균을 나타낸다. 또한, 위의 표 5A 내지 표 5C에서, BDT 결과는 3개의 범주로 분류된다: (1) 적어도 45회의 BDT 사이클을 달성하는 모든 시편(예, 불합격 시편이 없음); (2) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 하나의 시편; 및 (3) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 2개 이상의 시편. 실시예 3의 BDT 시험 결과는 45 사이클을 달성하기 전에 불합격한 시편을 1개 초과하는 것은 포함되지 않았다. 표 5A 내지 표 5C에서, 1개의 시험 시편이 45 BDT 사이클을 성공적으로 달성하지 않은 경우에, 4개의 시험 시편이 달성한 사이클의 평균 횟수를 괄호 안에 나타낸다.
실시예 3에서, GARDOCLEAN® S5149로 탈산화된 6022-T4(1) 시트의 경우, 상부 및 하부 시트 표면 사이에서 건조 헹굼후 인 코팅 중량 손실의 관찰된 변화에도 불구하고, 모든 BDT 시험은, 모든 PMT 조건에 대한 모든 (A+B) 농도 및 A:B 비율 전체에 걸쳐 45 사이클을 달성하였다. 또한, 모든 PMT 조건에서 6022-T4(1) 시트에 대해, BONDERITE® C-IC 243 탈산화제의 사용은 하부 표면 상에 건조 헹굼후 인(P)의 보유를 위한 최상의 결과를 얻었고, 모든 결과는 10% 미만의 손실을 나타냈다. 하부 표면의 인 보유 결과는 BONDERITE® C-IC 243에 비해 GARDOCLEAN® S5149에 대해서만 명목상 나빴다. 그러나, BONDERITE® C-IC 243의 사용은 상부 표면에 대한 인의 보유를 더욱 나쁘게 만들며, 질산은 이 측정에 대해 단지 약간 더 양호한 결과를 제공한다. 실시예 3의 6022-T4(1) 시트에 대해, 질산이 가장 나쁜 하부 표면의 인 보유를 초래하는 관찰에도 불구하고, 전체 BDT 결과는 BONDERITE® C-IC 243와 질산 사이에서 비슷하였다. 시험된 BONDERITE® C-IC 243 및 질산 탈산화제 제형을 갖는 상태에서, 전체 BDT 성능은 GARDOCLEAN® S5149를 사용하여 탈산화된 6022-T4(1) 시트에 비해, 명목상으로만 더 나빠졌다. 시험된 모든 조건에 대해 BONDERITE® C-IC 243을 사용한 탈산화의 경우, 건조 헹굼 이후에 상부 표면으로부터 인이 15 % 초과로 손실되는 것이 관찰된 반면, 모든 경우에서 BONDERITE® C-IC 243로 탈산화된 하부 표면으로부터 10% 미만의 인이 손실되었다. 6022-T4(1) 시트의 탈산화를 위해 질산을 사용하는 것은, 상부 및 하부 표면으로부터 인이 15 % 초과하여 손실되는 것을 한가지 경우를 제외하고 모두에서 초래하였다: PMT = 210°F, (A+B) 농도 = 하부 표면 및 상부 표면에 대해 각각 0.625 및 1.25 중량%, 및 A:B = 35:65(이 경우에 인이 10 % 미만으로 관찰됨). 따라서, 6022 알루미늄 합금 시트에서는, 롤 코팅에 의해 도포된 PCOA의 A:B 비율보다는 탈산화 단계에 사용되는 제형에 더욱 의존할 수 있지만, A:B 조건은 하부 및 상부 표면 사이의 관찰된 인 코팅 중량 보유의 변화와 상관 관계를 가질 수 있다.
또한, 실시예 3에서, 5754 시트를 탈산화하기 위한 GARDOCLEAN® S5149 및 질산의 사용은, 전반적으로 최상의 BDT 결과를 만들며, 모든 시험은 상부 및 하부 표면의 인(P) 손실의 관찰된 변화에도 불구하고 모든 조건에 걸쳐 45 사이클을 달성한다. 한편, BONDERITE® C-IC 243은 5754 시트에 대해 건조 헹굼후 인의 보유 결과를 최상으로 제공하였다. GARDOCLEAN® S5149를 사용하여 5754 시트를 탈산화하면, 상부 및 하부 표면 모두에 대해 인의 보유 결과를 가장 나쁘게 얻었으나, 질산의 사용에 비하면 상부 표면에 대해서만 명목상 그러하다. 따라서, 5754 알루미늄 합금 시트의 경우, 전체 접합 성능이 PMT 또는 산 탈산화 단계에 사용된 제형과 크게 상관되지 않는 것으로 보인다. 그러나, 건조후 인의 보유 결과와 사용된 탈산화제 제형 사이에는 일부 의존성이 있는 것으로 보인다. PMT 및/또는 A:B 비율은, 5754 시트에 대한 상부 표면에 비해 하부 표면 상에 인의 보유에서 관찰된 차이와 상관 관계가 있을 수 있음을 보인다.
전체적으로, 실시예 3에서 얻어진 결과는 PMT 및 A:B 비율, 및 이들의 조합이 PCOA의 롤 코팅 기반 도포 후에 시험된 합금의 원하는 접합 성능을 달성하기 위해 중요한 파라미터라는 것을 설명한다. 관찰된 효과는 알루미늄 합금 시트의 조성에 따라 달라지는 것으로 보이며, 따라서 상술한 조건은 롤 코팅 기반 준비 방법을 사용한 후에 원하는 접합 내구성을 달성하도록 조정될 수 있다. 이러한 조건의 조정은, 알루미늄 합금 시트 제품의 상부 및 하부 표면 사이에서 탈산화제 제형, PMT, 및 A:B 비율, 및 이들의 조합을 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
실시예 4
알루미늄 합금 시트는, 실시예 4에서 240°F의 PMT가 150°F PMT를 대체하였고, 10:90의 A:B 조건은 5:95 A:B를 대체하였던 것을 제외하고, 실시예 3의 절차 및 조건을 거쳤다. 또한, 실시예 4에서, 질산만 빼고 BONDERITE® C-IC 243과 GARDOCLEAN® S5149가 산 탈산화 단계에 사용되었다. 실시예 4에서 알루미늄 합금 시트의 경우, PCOA의 (A+B) 농도는 상부 및 하부 표면에 대해 동일한 농도로 유지되거나, (A+B) 농도는 하부 표면에 비해 상부 표면의 경우 작았다(아래 표 6B 참조). XRF 분석 및 BDT 시험은 실시예 2를 참조하여 전술한 바와 같이 수행되었다.
실시예 4의 6022-T4(1) 및 5754-O 알루미늄 합금 시트의 XRF 시험 결과를 아래 표 6A 및 표 6B에 제공한다. 아래 표 6A 및 표 6B에서, 각각의 XRF 시험 결과는 시트 당 4개 시편의 4개의 복제 시험 결과의 평균을 나타낸다. 또한, 아래 표 6A 및 표 6B에서, 건조후 코팅 중량이 0.21 내지 3.55 mg/m2의 인(P)을 갖는 시트는 합격("P") 결과로 간주된다. 건조후 인 코팅 중량에 대한 초기 XRF 결과가 0.21 내지 3.55 mg/m2 P인 범위에 있지 않는 경우, 그 시트는 불합격("F") 결과로 간주되었다(실시예 4에 대해 관찰된 초기 XRF 결과는 불합격이 없음). 건조후 고온 탈이온수로 헹군 후에 XRF로 인 코팅 중량을 재측정한 결과는, 표 6A 및 표 6B의 3가지 범주로 분류된다: (1) 10 % 미만의 인 코팅 중량 감소; (2) 10 내지 15 % 사이의 인 코팅 중량 감소; 및 (3) 15 % 초과의 인 코팅 중량 감소. 또한, 아래 표 6A 및 표 6B에서, XRF 시험이 수행되지 않은 시트는 이중 대시("--")로 표시되어 있다. 실시예 4의 6022-T4(1) 및 5754-O 알루미늄 합금 시트의 BDT 결과를 아래 표 7A 및 표 7B에 제공한다.
표 6A - BONDERITE® C-IC 243 탈산화에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00014
표 6B - GARDOCLEAN® S5149 탈산화에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00015
표 7A - BONDERITE® C-IC 243 탈산화에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00016
표 7B - GARDOCLEAN® S5149 탈산화에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00017
위의 표 7A 및 표 7B에서, 각각의 BDT 결과는 시트 당 4개의 복제 시편의 평균을 나타낸다. 또한, 위의 표 7A 및 표 7B에서, BDT 결과는 3개의 범주로 분류된다: (1) 적어도 45회의 BDT 사이클을 달성하는 모든 시편(예, 불합격 시편이 없음); (2) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 하나의 시편; 및 (3) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 2개 이상의 시편. 실시예 4의 BDT 시험 결과는 45 사이클을 달성하기 전에 접합 불합격을 1개 초과하는 것은 포함되지 않았다. 표 7A 및 표 7B에서, 1개의 시편이 45 BDT 사이클을 성공적으로 달성하지 않은 경우에, 4개의 시편이 달성한 사이클의 평균 횟수를 괄호 안에 나타낸다. 위의 표 7A 및 표 7B에서, BDT 시험이 수행되지 않은 시트는 이중 대시("--")로 표시되어 있다.
실시예 4에서, BONDERITE® C-IC 243으로 탈산화된 6022-T4(1)의 시트의 경우, BDT 시험 조건 중 하나(PMT = 240°F, (A+B) 농도 = 상부 및 하부 표면 모두에 대해 0.625, 및 A:B = 10:90)를 제외하고 모두 45 사이클을 달성하였다. 이 경우, 시편은 평균 41 BDT 사이클을 달성하였다. 또한, BONDERITE® C-IC 243로 탈산화된 6022-T4(1) 시트의 경우, A:B=35:65 조건에 대한 3개의 시편은, 고온 물 헹굼후 하부 표면으로부터 인을 15 % 초과해서 손실을 나타냈고, 모든 시편은 그 상부 표면에 대해 그 단계 이후에 인 코팅 중량이 15 % 초과되어 손실되었다. 또한, 실시예 4에서, GARDOCLEAN® S5149로 탈산화된 6022-T4(1) 시트의 경우, 모든 BDT 시험 조건은 45회의 사이클을 제공하였다. GARDOCLEAN® S5149로 탈산화된 6022-T4(1) 시트의 경우, 모든 시편은 고온 물 헹굼후 하부 표면에 대해 인이 10 % 미만의 손실을 나타낸 반면, 3개의 시편을 제외한 모든 시편은 그 단계 이후에 그 상부 표면으로부터 인 코팅 중량이 15 % 초과되어 손실되었다.
BONDERITE® C-IC 243로 탈산화된 실시예 4의 5754-O 시트의 경우, 모든 BDT 시험 조건은 45회의 사이클을 제공하였다. 또한, BONDERITE® C-IC 243으로 탈산화된 5754-O 시트에 대해, A:B=35:65 조건에 대한 3개의 시편은, 그 상부 및 하부 표면으로부터 고온 물 헹굼후 인이 15 % 초과하여 손실된 것을 나타냈다. 또한, 실시예 4에서, GARDOCLEAN® S5149로 탈산화된 5754-O 시트의 경우, BDT 시험 조건 중 하나(PMT = 180°F, (A+B) 농도 = 상부 및 하부 표면 모두에 대해 0.625, 및 A:B = 10:90)를 제외하고 모두 45 사이클을 달성하였다. 이 경우, 시편은 평균 39 BDT 사이클을 달성하였다. 또한, GARDOCLEAN® S5149로 탈산화된 5754-O 시트의 경우, A:B=35:65 조건에 대한 3개의 시편은, 고온 물 헹굼후 하부 표면으로부터 인을 15 % 초과해서 손실을 나타냈고, 모든 시편은 그 상부 표면에 대해 그 단계 이후에 인 코팅 중량이 15 % 초과되어 손실되었다.
실시예 4의 결과는, 적어도 시험된 조건에 대하여, 5754-O 및 6022-T4(1) 시트에 대해 상응하는 단계에 사용된 PCOA의 A:B 비율 및 탈산화제 제형은 고온 물 헹굼 단계 이후 인의 보유 결과에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 그러나, BDT 결과에 대해 이들 두 공정 조건에서의 변화의 효과는 여유가 있는 것으로 보인다. 전반적으로, 실시예 4에서, 2개의 탈산화제 제형 중 어느 것이 사용되었는지에 상관없이 모든 공정 조건에서 6022-T4(1) 및 5754-O 시트를 이용한 BDT 시험에서 양호한 성능이 관찰되었다.
실시예 5
실시예 5에서 210°F 및 240°F PMT 조건과 더불어 270°F의 PMT가 사용되었고, GARDOCLEAN® S5149 산 탈산화제를 위한 단일 조건 세트에서 오직 하나의 5754 시트에만 180°F PMT 조건을 사용하였던 것을 제외하고, 알루미늄 합금 시트를 실시예 4의 절차와 조건을 거쳤다. 또한, 실시예 5에서, 25:75의 추가적인 A:B 조건이 PCOA에 포함되었다. 실시예 5에서 알루미늄 합금 시트의 경우, PCOA의 (A+B) 농도는 상부 및 하부 표면에 대해 동일한 농도로 유지되거나, (A+B) 농도는 하부 표면에 비해 상부 표면의 경우 작았다(아래 표 8A 및 표 8B 참조). XRF 분석 및 BDT 시험은 실시예 2를 참조하여 전술한 바와 같이 수행되었다.
실시예 5의 6022-T4(1) 및 5754-O 알루미늄 합금 시트의 XRF 시험 결과를 아래 표 8A 및 표 8B에 제공한다. 아래 표 8A 및 표 8B에서, 각각의 XRF 시험 결과는 시트 당 4개 시편의 4개의 복제 시험 결과의 평균을 나타낸다. 또한, 아래 표 8A 및 표 8B에서, 0.21 내지 3.55 mg/m2 P의 건조후 코팅 중량을 갖는 시트는 합격한("P") 결과로 간주된다. 건조후 인 코팅 중량에 대한 초기 XRF 결과가 0.21 내지 3.55 mg/m2 P인 범위에 있지 않는 경우, 그 시트는 불합격("F") 결과로 간주되었다(실시예 5에 대해 관찰된 초기 XRF 결과는 불합격이 없음). 건조후 고온 탈이온수로 헹군 후에 XRF로 인 코팅 중량을 재측정한 결과는, 표 8A 및 표 8B의 3가지 범주로 분류된다: (1) 10 % 미만의 인 코팅 중량 감소; (2) 10 내지 15 % 사이의 인 코팅 중량 감소; 및 (3) 15 % 초과의 인 코팅 중량 감소. 또한, 아래 표 8A에서, XRF 시험이 수행되지 않은 시트는 이중 대시("--")로 표시되어 있다. 실시예 5의 6022-T4(1) 및 5754-O 알루미늄 합금 시트 시편의 BDT 결과를 아래 표 9A 및 표 9B에 제공한다.
표 8A - BONDERITE® C-IC 243 탈산화에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00018
표 8B - GARDOCLEAN® S5149 탈산화에 대한 XRF 시험 결과
Figure pct00019
표 9A - BONDERITE® C-IC 243 탈산화에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00020
표 9B - GARDOCLEAN® S5149 탈산화에 대한 BDT 시험 결과
Figure pct00021
위의 표 9A 및 표 9B에서, 각각의 BDT 결과는 시트 당 4개의 복제 시편의 평균을 나타낸다. 또한, 위의 표 9A 및 표 9B에서, BDT 결과는 3개의 범주로 분류된다: (1) 적어도 45회의 BDT 사이클을 달성하는 모든 시편(예, 불합격 시편이 없음); (2) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 하나의 시편; 및 (3) 45 BDT 사이클을 달성하지 못한 2개 이상의 시편. 표 9A 및 표 9B에서, 하나 이상의 시험 시편이 45 BDT 사이클을 성공적으로 달성하지 않은 경우에, 4개의 시험 시편이 달성한 사이클의 평균 횟수를 괄호 안에 나타낸다. 위의 표 9A에서, BDT 시험이 수행되지 않은 시트는 이중 대시("--")로 표시되어 있다.
실시예 5에서, BONDERITE® C-IC 243으로 탈산화된 6022-T4(1)의 시트의 경우, 두 개의 BDT 시험 조건(210 및 240°F의 PMT에서 A:B = 10:90 조건과 연관된 2개의 시편)을 제외한 모든 것은 45 사이클을 달성했다. 이들 두 경우, 시편은 평균 1 BDT 사이클을 달성하였다. 또한, BONDERITE® C-IC 243으로 탈산화된 6022-T4(1) 시트에 대해, 모든 시편은 그 상부 및 하부 표면으로부터 고온 물 헹굼후 인이 10 % 미만으로 손실된 것을 나타냈다. GARDOCLEAN® S5149를 사용하여 탈산화된 6022-T4(1) 시트에서는, 210 및 240°F의 PMT에서 A:B = 10:90 조건과 연관된 2개의 시편은 45회의 사이클을 달성하지 못하였으나, BONDERITE® C-IC 243로 탈산화된 2개의 상응하는 6022-T4(1) 시트 시편(각각 1 사이클)에 비해 불합격하기 전에 더 큰 사이클(30 사이클)을 달성하였다. 또한, GARDOCLEAN® S5149로 탈산화된 6022-T4(1) 시트에 대해, 시험 조건 중 하나(PMT = 270°F에서 A:B=25:75 조건과 연관된 시편)를 제외하고 모두는, 상부 및 하부 표면으로부터 고온 물 헹굼후 인이 15 % 초과하여 손실된 것을 나타냈다.
BONDERITE® C-IC 243으로 탈산화된 5754-O 시트의 경우, 모든 시편은 모든 조건에 걸쳐 45 BDT 사이클을 달성하였다. 또한, BONDERITE® C-IC 243으로 탈산화된 5754-O 시트의 경우, 모든 시편은 그 상부 및 하부 표면으로부터 고온 물 헹굼후 인이 10 % 미만으로 손실된 것을 나타냈다. GARDOCLEAN® S5149를 사용하여 탈산화된 5754-O 시트의 경우, 모든 시편은 모든 조건에 대해 45 BDT 사이클을 달성하였다. 또한 GARDOCLEAN® S5149로 탈산화된 6022-T4(1) 시트의 경우, 모든 시편은 모든 조건에 대해 상부 및 하부 표면 모두로부터 고온 물 헹굼후 인이 15 % 초과하여 손실됨을 나타냈다.
실시예 5의 결과는, 적어도 시험 조건에 대하여, 상응하는 단계에서 사용된 PCOA의 A:B 비율은 6022-T4(1) 시트에 대한 접합 성능에 온도 무의존성 영향을 줄 수 있고, GARDOCLEAN® S5149와 비교하면 BONDERITE® C-IC 243을 탈산화를 위해 사용하는 경우에 효과가 더욱 두드러질 수 있음을 시사한다. 이 효과는 5754-O 시트에 대해 실시예 5에서는 관찰되지 않았다. 또한, 실시예 5의 결과는, 6022-T4(1) 및 5754-O 시트 둘 모두에 대해, 산 탈산화제 제형의 선택이 상부와 하부 표면 모두에 대한 고온 물 헹굼후 인의 보유 결과에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 보다 광범위하게, 실험 작업의 결과는 탈산화제, 농도, 성분 비율 및 PMT를 조절함으로써, 적절한 처리 중량 및 접합 내구성 성능을 달성할 수 있음을 설명한다.
실시예 6
여러 알루미늄 합금 시트 제품("코일")을 풀 스케일의 공장 파일롯 시험에서 5xxx 및 6xxx 합금으로부터 제조하였다. 알칼리 용액(Chemetall Kleen 4010)에 침지함으로써 코일을 알칼리 세정하여 잔류 윤활제 및 일반 오염을 제거하였다. 알칼리 세정은 4 내지 8 초의 체류 시간 동안 130ºF의 온도에서 수행되었다. 알칼리 세정 후, 코일을 탈이온수로 헹구었다.
알칼리 세정 및 헹굼 단계에 이어서, 코일을 BONDERITE® C-IC 243에 침지함으로써 탈산화하였다. 탈산화는 8 내지 16 초의 체류 시간 동안 170ºF의 온도에서 수행되었다. 탈산화 단계 후, 코일을 탈이온수로 헹구었다.
탈산화 및 헹굼 단계 후, 75 내지 90ºF의 온도에서 유지된 인 함유 유기 산(PCOA) 용액 형태의 관능화 수용액과 접촉시켰다. 코일을 직접식 롤 코팅 도포 방법을 통해 PCOA와 접촉시켰다(예, 도 2B 참조). PCOA는, 제1 단량체 성분(성분 "A") 및 제2 중합체 성분("B")을 포함하는 활성 성분의 용액 혼합물을 포함하였다. 성분 A는 미국 특허 제6,167,609호에 따라 중합체였고, 성분 B는 미국 특허 제 6,020,030호에 따라 공중합체였다. 용액에서 성분 A의 양은 성분 B의 양을 초과했다. 두 개의 관능화 수처리 욕조를 사용하였다 ("처리#1" 및 "처리#2"). 처리#1은, (1) 35:65의 A:B 비율에서, 활성 성분의 총 농도가 0.625 중량%(즉, [A+B] = 0.625 중량%)를 갖는 관능화 용액에 코일의 최상부 표면을 노출시키는 단계, 및 (2) 25:75의 A:B 비율에서, 활성 성분의 총 농도가 0.625 중량%를 갖는 관능화 용액에 코일의 바닥 표면을 노출시키는 단계를 포함하였다. 처리#2는, (1) 50:50의 A:B 비율에서, 활성 성분의 총 농도가 0.4 중량%를 갖는 관능화 용액에 코일의 최상부 표면을 노출시키는 단계, 및 (2) 50:50의 A:B 비율에서, 활성 성분의 총 농도가 0.4 중량%를 갖는 관능화 수용액에 코일의 바닥 표면을 노출시키는 단계를 포함하였다. 각 코일에 사용되는 관능화 수처리는 아래 표 10A에 나타나 있다.
관능화 수용액으로 코일을 롤 코팅한 후에, 코일을 건조시켰다. 코일 모두에 대해 건조는 약 240ºF의 피크 금속 온도("PMT")에 도달하는 것을 포함하였다. 코일의 게이지, 코일의 폭, 코일의 총 중량, 코일의 총 길이, 처리 속도, 및 각 코일을 처리하는 총 시간을 포함하는 제조 데이터가 아래 표 10A 및 표 10B에 주어진다.
표 10A: 실시예 6 제조 데이터
Figure pct00022
표 10B: 실시예 6 제조 데이터
Figure pct00023
건조 완료 후 인 코팅 중량을 위한 초기 X-선 형광(XRF) 분석을 수행하였다. XRF 시편을 시트 제품의 최상부 및 바닥 각각의 헤드 부분 및 테일 부분에서 취하였다. 초기 XRF 분석 이후, 초기 XRF 시편을 180º에서 5초 동안 탈이온수로 침지하여 헹구었고, XRF 측정을 시편에 대해 다시 수행하였다. XRF 분석의 결과는 아래 표 10C 및 표 10D에 주어진다. 이와 관련하여, 표 10C는 XRF 결과를 mg/m2로 제공하는 반면에, 표 10D는, 표 10C에 주어진 결과에 대해, 탈이온수 헹굼 이후 인 손실의 백분율을 제공한다.
표 10C: 코팅 후 XRF 분석 결과(mg/m 2 )
Figure pct00024
표 10D: 헹굼 후 XRF 분석 결과(인 소실 %)
Figure pct00025
코일로부터의 시편이 접착제로 접합된 후에 자동차 산업 표준 주기적 부식 노출 시험에 따라 접합 내구성 시험(BDT)을 거쳤다. 이 접합 내구성 시험은, 적용된 랩 전단 응력과 환경 노출의 조합("BDT 시험")을 포함하였다. 접합 내구성 시험은, 평균 3개의 표본용으로 코일의 헤드와 테일 모두에서 취한 시편으로 수행되었으며, 그 결과는 아래 표 10E에 주어진다.
표 10E: 통과한 실시예 6의 평균 접합 내구성 사이클
Figure pct00026
본 개시의 특정 구현예가 예시의 목적으로 위에 기술되었지만, 당업자에게는 본 발명의 상세한 내용에 대한 많은 변화가 첨부되는 청구범위에서 정의된 바와 같이 본 개시의 범주를 벗어나지 않고도 이루어질 수 있다는 것은 명백할 것이다.

Claims (25)

  1. (a) 롤 코팅용 알루미늄 합금 제품을 준비하는 단계;
    (b) 상기 준비된 알루미늄 합금 제품을 헹구는 단계;
    (c) 상기 준비된 알루미늄 합금 제품 상에 관능화 수용액을 롤 코팅하되,
    (i) 상기 관능화 수용액은 0.1 내지 5.0 중량%의 활성 성분을 포함하고,
    (ii) 상기 활성 성분은 제1 단량체 성분 및 제2 중합체 성분을 포함하고,
    (iii) 상기 관능화 수용액 내의 제2 중합체 성분의 양은 상기 관능화 수용액 내의 상기 제1 단량체 성분의 양보다 큰 단계; 및
    (d) 상기 롤 코팅된 알루미늄 합금 제품을 건조시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 준비 단계 (a)는 상기 알루미늄 합금 제품을 산을 이용해 탈산화하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 준비 단계 (a)는 상기 산을 실온 내지 185°F의 온도로 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 준비 단계 (a)는 상기 산을 130 내지 185°F의 온도로 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 준비 단계 (a)는 상기 산을 적어도 165°F의 온도로 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤 코팅 단계 (c)는 상기 관능화 수용액을 실온 내지 110°F의 온도로 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤 코팅 단계 (c)는 상기 제1 단량체 성분의 양 대 상기 제2 중합체 성분의 양의 비율을 1:19 내지 7:13으로 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금 제품은 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 알루미늄 합금 시트를 포함하고,
    상기 롤 코팅 단계 (c)는 상기 관능화 수용액을 상기 상부 표면과 상기 하부 표면 중 적어도 하나 상에 롤 코팅하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 롤 코팅 단계 (c)는 상기 관능화 수용액을 상기 상부 표면과 상기 하부 표면 둘 모두에 롤 코팅하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 롤 코팅 단계 (c)는,
    상기 상부 표면 상에 롤 코팅을 하기 위해, 상기 활성 성분의 제1 농도로 상기 관능화 수용액의 제1 부피를 유지하는 단계; 및
    상기 하부 표면 상에 롤 코팅을 하기 위해, 상기 활성 성분의 제2 농도로 상기 관능화 수용액의 제2 부피를 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 농도는 상기 제1 농도와 동일한 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 농도는 상기 제1 농도와 상이한 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 농도는 상기 제1 농도보다 큰 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 적어도 0.25 중량% 미만인 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 적어도 0.50 중량% 미만인 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 적어도 0.6 중량% 미만인 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제2 농도는 1.75 중량% 이하인 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관능화 수용액은 0.2 내지 2.5 중량%의 활성 성분을 포함하는 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 단계 (d)는 상기 롤 코팅 단계 (c) 이후에 헹굼 없이 수행되는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 단계 (d)는 가열 건조를 포함하는 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 단계 (d)는 강제 공기 건조를 포함하는 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관능화 수용액은 인 함유 유기 산을 포함하는 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품을 150 내지 300°F의 피크 금속 온도로 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품을 200 내지 270°F의 피크 금속 온도로 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품은 5xxx, 6xxx, 또는 7xxx 알루미늄 합금 중 하나인 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3224908A (en) * 1960-08-31 1965-12-21 Hoechst Ag Method and composition for producing adherent coatings on metal parts
WO1991000150A1 (en) * 1989-06-26 1991-01-10 Adolph Coors Company Apparatus for coating strip material
US6167609B1 (en) * 1997-12-26 2001-01-02 Aluminum Company Of America Acid pretreatment for adhesive bonding of vehicle assemblies
US6475301B1 (en) * 1999-07-06 2002-11-05 Visteon Global Technologies, Inc. Conversion coatings on aluminum from KF solutions
US20060169363A1 (en) * 2005-01-14 2006-08-03 Jasdeep Sohi Stable, non-chrome, thin-film organic passivates

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8906160D0 (en) * 1989-03-17 1989-05-04 Alcan Int Ltd Surface preparation for aluminium
US5103550A (en) * 1989-12-26 1992-04-14 Aluminum Company Of America Method of making a food or beverage container
US6020030A (en) 1998-05-07 2000-02-01 Aluminum Company Of America Coating an aluminum alloy substrate
DE10110833B4 (de) * 2001-03-06 2005-03-24 Chemetall Gmbh Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatüberzuges und Verwendung der derart phosphatierten Metallteile
DE10310972A1 (de) * 2003-03-13 2004-09-23 Basf Ag Stickstoffhaltige Polymere für die Metalloberflächenbehandlung
EP2186928A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-19 Enthone, Inc. Method for the post-treatment of metal layers
DE102009001372B4 (de) 2009-03-06 2011-01-27 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen in einem mehrstufigen Verfahren und Verwendung der nach dem Verfahren beschichteten Produkte
US9347134B2 (en) * 2010-06-04 2016-05-24 Prc-Desoto International, Inc. Corrosion resistant metallate compositions
MX355473B (es) * 2010-09-10 2018-04-19 Chemetall Gmbh Star Método para recubrir superficies metálicas con un agente de recubrimiento que contiene un polímero, el agente de recubrimiento y uso del mismo.
FR3008427B1 (fr) * 2013-07-11 2015-08-21 Constellium France Tole en alliage d'aluminium pour structure de caisse automobile
JP6586266B2 (ja) * 2014-01-31 2019-10-02 貴和化学薬品株式会社 金属表面処理剤
CA2984597C (en) * 2015-05-01 2020-06-16 Novelis Inc. Continuous coil pretreatment process

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3224908A (en) * 1960-08-31 1965-12-21 Hoechst Ag Method and composition for producing adherent coatings on metal parts
WO1991000150A1 (en) * 1989-06-26 1991-01-10 Adolph Coors Company Apparatus for coating strip material
US6167609B1 (en) * 1997-12-26 2001-01-02 Aluminum Company Of America Acid pretreatment for adhesive bonding of vehicle assemblies
US6475301B1 (en) * 1999-07-06 2002-11-05 Visteon Global Technologies, Inc. Conversion coatings on aluminum from KF solutions
US20060169363A1 (en) * 2005-01-14 2006-08-03 Jasdeep Sohi Stable, non-chrome, thin-film organic passivates

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