(57)【要約】【課題】フラックスを含むエラストマーの長い連続層を持つろう付け結合材を提供する。【解決手段】フラックス被覆されたろう付け結合材であって、フラックス被覆組成物が、連続した長いろう付け結合材を連続して被覆するのに適したろう付け結合材。実施態様は、記載された方法により連続した長いろう付け結合材を製造するためのフラックス被覆物として有用な、フラックス被覆又はフラックス芯入ろう付け結合材用のフラックス被覆組成物を含む。【選択図】図３
2009515703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックスとエラストマーとを含むフラックス組成物であって、前記エラストマーが５００００ダルトンないし５０００００ダルトン（８．３０×１０-23 ｋｇないし８．３０×１０-22 ｋｇ）の分子量を有し、そして脂肪族カーボネート、ポリ塩化ビニル、ラテックス化合物、シリケート、ポリエステル、ポリウレタン、芳香族ポリカーボネート及びセルロースから基本的になる群から選択されているフラックス組成物。
【請求項２】
可塑剤と溶剤とを更に含む、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項３】
フラックスと脂肪族ポリカーボネートとを含むフラックス組成物であって、前記脂肪族ポリカーボネートが１５００００ダルトンないし５０００００ダルトン（２．４９×１０-22 ｋｇないし８．３０×１０-22 ｋｇ）の分子量を有するフラックス組成物。
【請求項４】
前記脂肪族ポリカーボネートがポリ（プロピレンカーボネート）、ポリ（エチレンカーボネート）及びポリ（アルキレンカーボネート）から基本的になる群から選択されている、請求項３記載のフラックス組成物。
【請求項５】
可塑剤を更に含む、請求項４記載のフラックス組成物。
【請求項６】
前記可塑剤がシトレート、ホスフェート、アジペート、ポリオール、スルフェート、フタレート、セバケートエステル及びひまし油から基本的になる群から選択されている、請求項５記載のフラックス組成物。
【請求項７】
前記脂肪族ポリカーボネートがポリ（アルキレンカーボネート）を含む、請求項３記載のフラックス組成物。
【請求項８】
可塑剤を更に含む、請求項７記載のフラックス組成物。
【請求項９】
前記可塑剤がシトレート、ホスフェート、アジペート、ポリオール、スルフェート、フタレート、セバケートエステル及びひまし油から基本的になる群から選択されている、請求項８記載のフラックス組成物。
【請求項１０】
溶剤を更に含む、請求項３記載のフラックス組成物。
【請求項１１】
前記溶剤がグリコールエーテルアセテート、アルコール、ポリオール、アルカノールアミン、芳香族溶剤、テルペン、ケトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、エステル、グリコール、エーテル、エチレンアミン、脂肪族ナフサ及び水から基本的になる群から選択されている、請求項１０記載のフラックス組成物。
【請求項１２】
溶剤と可塑剤とを更に含む、請求項３記載のフラックス組成物。
【請求項１３】
前記脂肪族ポリカーボネートがポリ（プロピレンカーボネート）、ポリ（エチレンカーボネート）及びポリ（アルキレンカーボネート）から基本的になる群から選択されている、請求項１２記載のフラックス組成物。
【請求項１４】
フラックス組成物を受けるための表面と、該表面に接触するフラックス組成物とを含むろう付け結合材であって、該ろう付け結合材は約２０インチ（約５．０８×１０-1ｍ）よりも長い最長寸法を有するろう付け結合材。
【請求項１５】
スプール形又はコイル形である、請求項１４記載のろう付け結合材。
【請求項１６】
前記フラックス組成物がフラックスと脂肪族ポリカーボネートとを含み、前記脂肪族ポリカーボネートが１５００００ダルトンないし５０００００ダルトン（２．４９×１０-22 ｋｇないし８．３０×１０-22 ｋｇ）の分子量を有する、請求項１４記載のろう付け結合材。
【請求項１７】
前記フラックス組成物が、前記ろう付け結合材が曲げられる場合に亀裂に拮抗する、請求項１４記載のろう付け結合材。
【請求項１８】
前記フラックス組成物がフラックスを含み、そして該フラックスの質量が、前記ろう付け結合材全体の５質量％を越えるか又は同等である、請求項１４記載のろう付け結合材。
【請求項１９】
前記フラックス組成物が、約２０℃ないし約２５℃において、２２０ｐｓｉ（１．５２×１０6 Ｐａ）までの機械的圧力の適用下において分離に拮抗するのに十分な強度で表面に接着している、請求項１４記載のろう付け結合材。
【請求項２０】
前記フラックス組成物が顔料又は染料を含む、請求項１４記載のろう付け結合材。
【請求項２１】
前記フラックス組成物が、２０℃ないし２５℃の温度において、約１質量％以下の水を吸収する、請求項１４記載のろう付け結合材。
【請求項２２】
フラックス適用されたろう付け結合材の製造方法であって、
ａ．約２０インチ（約５．０８×１０-1ｍ）よりも長い寸法を有するろう付け結合材形を用意する工程、
ｂ．フラックスと脂肪族ポリカーボネートとを含むフラックス組成物であって、前記脂肪族ポリカーボネートが１５００００ダルトンないし５０００００ダルトン（２．４９×１０-22 ｋｇないし８．３０×１０-22 ｋｇ）の分子量を有するフラックス組成物を用意する工程、
ｃ．前記フラックス組成物を前記ろう付け結合材形の表面に適用する工程、及び
ｄ．前記フラックス組成物を乾燥する工程
を含む方法。
【請求項２３】
前記フラックス組成物が可塑剤を更に含む、請求項２２記載のフラックス適用されたろう付け結合材の製造方法。
【請求項２４】
前記フラックス組成物を乾燥する工程が、前記ろう付け結合材形を、緊張状態の間に加熱されたトンネルを通過させることを含む、請求項２２記載のフラックス適用されたろう付け結合材の製造方法。
【請求項２５】
前記フラックス組成物を適用する工程が、２５℃ないし１５０℃の温度及び５ポンド／平方インチないし４０ポンド／平方インチ（３．４５×１０4 Ｐａないし２．７６×１０5 Ｐａ）の圧力下において、前記表面を、前記フラックス組成物を含む容器を通過させることを含む、請求項２２記載のフラックス適用されたろう付け結合材の製造方法。
【請求項２６】
前記ろう付け結合材形をスプールの上に、又はコイル形態に巻く工程を更に含む、請求項２２記載のフラックス適用されたろう付け結合材の製造方法。
【請求項２７】
ろう付け結合方法であって、
ａ．ろう付け結合材を用意する工程、
ｂ．フラックスと脂肪族ポリカーボネートとを含むフラックス組成物であって、前記脂肪族ポリカーボネートが１５００００ダルトンないし５０００００ダルトン（２．４９×１０-22 ｋｇないし８．３０×１０-22 ｋｇ）の分子量を有するフラックス組成物を用意する工程、
ｃ．第一構成成分と第二構成成分との間に結合間隙を設けて第二構成成分にごく接近して配置するために、第一構成成分を用意する工程、
ｄ．前記第一構成成分、前記第二構成成分又は前記ろう付け結合材の少なくとも一つに前記フラックス組成物を適用する工程、
ｅ．前記第一構成成分、前記第二構成成分又は前記ろう付け結合材の少なくとも一つを、予め選択されたろう付け温度に加熱する工程、及び
ｆ．前記ろう付け結合材が溶融され、前記二つの構成成分を濡らし、そして毛管作用により前記結合間隙に流入するように、前記二つの構成成分及び前記ろう付け結合材をごく接近させる工程
を含む方法。
【請求項２８】
ろう付け結合方法であって、
ａ．結合間隙を作り出すために、少なくとも二つの構成成分をごく接近させて用意する工程、
ｂ．フラックス組成物を含むフラックス適用されたろう付け結合材であって、前記フラックス組成物が、フラックスと、（ｉ）連続した長さ、又は（ｉｉ）前記フラックス組成物に亀裂を生じさせることなく曲げられる性能の何れかを特徴とするろう付け結合材に取り付けられた高分子量のエラストマーとを含むろう付け結合材を用意する工程、
ｃ，前記の被覆される二つの構成成分又は前記ろう付け結合材を、予め選択されたろう付け温度に加熱する工程、及び
ｄ．前記ろう付け結合材が溶融され、前記二つの構成成分を濡らし、そして前記結合間隙に流入するように、前記二つの構成成分及び前記ろう付け結合材をごく接近させる工程
を含む方法。
【請求項２９】
ａ．表１からのバインダー、表２からの溶剤及び表３からの可塑剤と混合されたカリウムフルオロホウ酸塩錯体を含むフラックス組成物を製造する工程、
ｂ．表面強化部を有するろう付け結合材を製造する工程、
ｃ．加圧され且つ加熱された貯蔵容器チャンバー内で、カリウムフルオロホウ酸塩錯体が、得られるフラックス被覆されたろう付け結合材の５質量％ないし２０質量％である被膜を作り出すように、前記ろう付け結合材表面強化部上に前記フラックス被覆組成物を沈着する工程、及び
ｄ．前記フラックス被覆されたろう付け結合材を、放射乾燥及び対流乾燥の両方から構成されるトンネル乾燥オーブンを通して、長手方向に処理する工程
を含むろう付け結合材の製造方法。
【請求項３０】
前記フラックス被覆組成物が、二酸化炭素と水とに分解するクリーン燃焼性バインダーを含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記ろう付け結合材が、約０．００５インチないし約０．２００インチ（約１．２７×１０-4ｍないし約５．０８×１０-3ｍ）の直径を有するワイヤーである、請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記フラックス被覆されたろう付け結合材が、約８０％ないし約９５％の金属と、約５％ないし約２０％のフラックス被覆組成物とを含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
前記ろう付け結合材の主要成分金属が、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｍ
ｎ又は表４に記載された何れかのろう付け結合フィラーの様々な合金組成物である、請求項２９記載の方法。
【請求項３４】
前記ろう付け結合材の形がワイヤー形、ストリップ形、リング形又はプレフォーム形である、請求項２９記載の方法。
【請求項３５】
前記フラックス被覆組成物が、６００°Ｆないし１７００°Ｆ（３０１℃ないし９２７℃）の範囲の温度において焼き尽くされた時点で、最小限のフラックス残渣を残すクリーンフラックス作用を引き起こす、請求項２９記載の方法。
【請求項３６】
前記乾燥したフラックス被覆組成物が可撓性で、耐久性があり、そして前記ろう付け結合材の表面を容易に亀裂、剥離、微細片化、破砕片又は分離させない、請求項２９記載の方法。
【請求項３７】
前記被膜が、半自動の又は全自動のろう付け結合用合金供給機構を介して供給されるのに十分耐久性がある、請求項２９記載の方法。
【請求項３８】
前記フラックス被覆組成物が、１インチ（２．５４×１０-2ｍ）当たり±０．００１インチ（２．５４×１０-5ｍ）の許容範囲に均質調節されたフラックス被覆厚において適用される、請求項２９記載の方法。
【請求項３９】
前記フラックス被覆されたろう付け結合材上の前記フラックス被膜が、可撓性で、且つ耐久性がある、請求項２９記載の方法。
【請求項４０】
前記フラックス被覆されたろう付け結合材が、クリーン燃焼し、灰分又は炭素残渣を残さず、且つ低い残留フラックス残渣を持つ、請求項２９記載の方法。
【請求項４１】
前記フラックス被覆されたろう付け結合材が、炉によるろう付け結合及び誘導加熱によるろう付け結合に適するように、クリーン燃焼性成分からなるバインダーを有する、請求項２９記載の方法。
【請求項４２】
前記フラックス被覆されたろう付け結合材が、ワイヤールーズコイル形、スプール１６形、プレフォーム形、リング形、フラットワイヤー形及びストリップ形を含む様々な形に形成され得る、請求項２９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、ろう付け結合材及びろう付け用フラックスに関し、そしてより特別には、フラックス被覆された又はフラックス芯入されたろう付け結合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械的結合、接着結合、半田付け、溶接及びろう付け結合を含む様々な方法が、金属構成成分（部品）を結合するために知られている。ろう付け結合、半田付け及び溶接は類似しているが、そこにも重大な相違がある。半田付けは一般的に低い温度（４５０℃以下）で行われるが、しかし、それ程強度のある結合を生じさせない。溶接は、結合される二つの金属が実際に溶融され且つ融合する高温加工である。ろう付け結合は、第三の溶融されたフィラー物質と一緒に二片の金属を結合する方法である。溶接された結合部及びろう付けされた結合部は通常、結合される金属と少なくとも同じほど強い。溶接プロセスは、高度に局所化したピンポイント加熱から利益を受ける、又はそれを必要とする用途のために好ましい。ろう付け結合は、より大面積の結合、直線的結合、及び異なる融点を有する金属類又は合金類を結合させることのような、より困難な用途に特に有用である。
【０００３】
ろう付け結合においては、結合される構成成分は、それらの当接面の間に小さい間隙、いわゆる”結合間隙”が存在するように組付けられる。構成成分は、ろう付け結合材の融点以上であるが、しかし、結合される構成成分の融点未満の温度（或いは、二つ又はそれより多くの構成成分が異種の金属製又は合金製である場合には、結合される如何なる構成成分のより低い又は最も低い融点未満）に加熱（又は、少なくとも意図される結合領域にて加熱）される。熱は、構成成分を結合するときに使用されるトーチ、炉、誘導加熱又は如何なる他の加熱方法により供給され得る。結合の間に、ろう付け結合材は溶融し、結合される構成成分の表面を濡らし、そして毛細管作用により、結合間隙内に引かれ又は保持される。冷却により、ろう付け結合材が固化し、結合される表面の間に冶金学的な結合を形成する。
【０００４】
ろう付け結合は、金属と金属、合金と合金、金属と合金、金属とセラミック、合金とセラミック又はセラミックとセラミックを結合するために使用され得る。セラミック構成成分は、ろう付け結合の前に、金属又は合金を用いて被覆され得る。ろう付け結合材はしばしば、４２５℃以上の温度で溶融する。ろう付け結合材は、一種又はそれより多くの主要成分金属又は共晶混合物又はこれらの合金より構成され得、例えばアルミニウム、銅、金、白金、銀、錫、リン、パラジウム、ニッケル、マンガン、亜鉛、カドミウム、クロム、ホウ素、ケイ素、鉄、炭素、硫黄、チタン、ジルコニウム、タングステン、コバルト、モリブデン、ニオブ、セレン、鉛、パラジウム、ビスマス、ベリリウム、リチウム及びインジウム；その他の金属類、金属合金類又は鉱物類が更に使用され得る。ろう付け結合材は、”ろう付け結合合金”、”ろう付け結合材”、”ろう付け結合化合物”、”ろう付け結合金属”、”ろう付け結合フィラー”又は”フィラー金属”と称され得る。本明細書を通して、ろう付け結合材として使用される如何なる及び全ての材料、要素、化合物又は組成物は、”ろう付け結合材”又は”ろう付け結合材類”と称される。
【０００５】
ろう付け結合材を適用する前に、該ろう付け結合材が結合される表面に接着するように、結合される構成成分の表面を調製する必要があることは当業者には既知である。構成成分又は表面がろう付け結合により結合される場合には、ろう付け結合継目の強度を低下させ得る酸化膜が、ろう付け結合材と構成成分表面の結合面の両方に無いことが好ましい。これは、例えば炉内のような、減圧雰囲気中において、ろう付け結合作業を行うことにより成され得る。しかしながら、ろう付け結合が空気中において成される場合には、フラッ
クス組成物又はフラックス化合物（”フラックス”、”ろう付け結合フラックス”又は”フラックスカバー”と称される。）が、存在する酸化物を除去するために、又は、ろう付け結合材及び結合される構成成分の表面上への酸化膜の形成を阻止するために、使用される。このように、フラックスは、予め選択されたろう付け結合温度において金属酸化物を除去し、同時に、ろう付け結合材に対して実質的に不活性なままであることが可能でなければならない。フラックスは通常、反応性（例えば酸化物を除去可能である）であるので、フラックスは、ろう付け結合材の溶融温度又はその近傍において、溶融状態に変換されるべきである。フラックスはまず、結合される構成成分の表面に適用され、そしてその後、結合部又はその周辺を加熱することにより酸化物を除去し、そして表面を浄化するように活性化される。
【０００６】
フラックスの主目的は、ろう付け結合材の、及び結合される構成成分の表面の少なくとも選択された領域の、酸化（酸化物の形成）を排除するか又は阻止することであるけれども、フラックスは更に、ろう付け結合材の融点未満の温度で溶融し且つ流動し、構成成分及びろう付け結合材の表面を濡らし、溶融されたろう付け結合材により構成成分が濡れることを容易にし、そして次いで溶融されたろう付け結合材により置換され得なければならない。
【０００７】
フラックスは一般的に、ボレート（制限されることなく、フルオロボレートを含む）、フッ化物（制限されることなく、酸性フッ化物を含む）、塩化物、又はそれらの塩、及び一種又はそれより多くのアルカリ金属からなる共晶混合物を含み、そして典型的には、フラックスが結合される表面を適切に浄化するように、本来、非常に腐食性で且つ吸湿性である。非腐食性で且つ非吸湿性のフラックス組成物は公知である。公知のフラックスは、米国特許第６，３９５，２２３号明細書（特許文献１）、米国特許第６，２７７，２１０号明細書（特許文献２）、米国特許第５，７８１，８４６号明細書（特許文献３）及び米国特許第４，３０１，２１１号明細書（特許文献４）に記載されているものを含み、これら特許の各々は、参考文献として本明細書に組み込まれている。液体、固体、粉体、スラリー又はぺーストの形態におけるフラックスが、ろう付け結合材又は結合される構成成分に適用され得る。
【０００８】
種々の方法が、フラックスを結合領域及び結合される構成成分の外面に適用するために、使用される。通常、フラックスがろう付け結合される表面に適用され、そして、該表面が加熱されてフラックスを溶融し、流動させ、そして前記表面を被覆するようにされる。構成成分が冷えている場合には、粉体又はペーストの形で、ろう付け結合フラックスが結合領域に適用されることは良く知られている。その後、結合領域は、ろう付け結合温度に到達するまで加熱され、そしてその後、ろう付け結合材が適用される。ろう付け結合材を結合部に適用するために、結合間隙の全体又は一部にろう付け結合材（ロッド、ワイヤー、ストリップ、ディスク、シート、シース又は他の形状）を挿入し、その後、隣接する構成成分からの熱がろう付け結合材を加熱し、そしてそれによりろう付け結合材を溶融することを制限無く含む種々の方法が使用される。代わりにろう付け結合材は、ろう付け結合材の端部を溶融することにより、結合間隙の口部に配置され得る。
【０００９】
”ろう付け結合ロッド”又は”ろう付け結合ワイヤー”の形の直線状ろう付け結合材は当業者には良く知られており、そしてシート又はストリップのような非円形の直線的な形を含む。ろう付け結合ロッドは、一般的に約２０インチ（約５. ０８×１０-1ｍ）又はそれ未満の固定長のろう付け結合材である。直線状ろう付け結合材は、円形状又は略円形状（例えば、卵形、楕円形、六角形、半円形又は”Ｕ形”）、ルーズコイル形状、平面形状（例えばディスク形）、円錐形状、鞍形状、鉢形状又は他の汎用形状に形成され得る。ろう付けワイヤーは、連続した長いろう付け結合材である。この使用目的において、”連続した長さ”は、約２０インチ（約５. ０８×１０-1ｍ）よりも長い長さを意味する。剥き
出しのろう付け結合ロッドのみならず剥き出しのろう付け結合ワイヤーも、フラックスコア又はフラックス被膜を含まない。
【００１０】
フラックスを適用するために使用される種々の方法から生じる多くのフラックス及び残留又は過剰フラックスの腐食性及び吸湿性の性質に起因して、多くの用途において、結合された構成成分の腐食を阻止又は抑制するために、結合部から如何なる残留フラックス又はフラックス残渣をも除去することが必要であるか又は望ましい。残留フラックスの除去は、追加のクリーニング工程による生産コスト全体及び、クリーニング工程の結果生じる廃棄物を廃棄するためのコストを増加させる。
【００１１】
フラックスを結合部に適用する工程と残留フラックスを除去し且つ廃棄する工程とからなる別々の工程を排除し、それにより製造コストを低減するために、フラックス被覆されたろう付け結合ロッド及びフラックス芯入されたワイヤーが開発された。フラックス被覆されたろう付け結合材は、ろう付け結合材の外側又は露出した表面に予め適用されたフラックスを有している。フラックス芯入されたろう付け結合材は、ろう付け結合材内のチャネル、コア、溝又は他の中空形或いはキャビティのような内面に予め適用されたフラックスを有している。フラックス被覆された及びフラックス芯入されたろう付け結合ロッド又はワイヤーは、まず、ろう付け結合フラックス組成物、例えば、水又は有機溶剤或いは液体又は半液体のバインダーと混合して、フラックスペースト組成物、固形フラックス組成物又はフラックス粉末組成物（例えば、固体フラックスをミリング、破砕又は粉砕することにより）を形成することにより、製造され得る。慣用のバインダーは、アクリル樹脂（例えば、１−メトキシ−２−プロパノール−アセテート）及び合成ゴム化合物（例えば、ブチルポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエンスチレン及びポリイソブチレン）を含む。フラックスペーストは、押出プレスを使用して、所望厚さのフラックスペースト組成物からなる同心円状被膜をろう付けロッド上に押し出し、そしてその後、被覆されたロッドを、フラックス被膜を硬化するために焼成することにより、ろう付け結合材に適用され得る。
【００１２】
二者択一的に、フラックスペースト又はフラックス粉末は、ろう付け結合材内のコア、ノッチ、溝、孔、裂け目、キャビティ又は他の中空領域に沈着されて、ろう付け結合材形、例えばオムニテクノロジーズ社（Ｏｍｎｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）所有の米国特許第５，７８１，８４６号明細書（特許文献３）及び米国特許第６，３９５，２２３号明細書（特許文献１）に記載されているような、例えばろう付け結合材からなるフラックス芯入ワイヤー又はシースを形成し得る。フラックス芯入された及びフラックス被覆されたろう付け結合材においては、結合される構成成分の表面が加熱され、そしてフラックス芯入されたろう付け結合材形が、加熱された表面と接触され、フラックスの溶融及び流動を生じさせ、そしてそれにより、ろう付け結合材の溶融及び流動を生じさせる。
【００１３】
フラックス被覆された連続した長いろう付け結合材は、この分野において、現在知られていない。多くのろう付け結合用途において、ろう付け結合プロセスは制限された物理空間の中で行われ、そして直線状ろう付け結合材が結合間隙及び結合される構成成分に対して好適に配置され得るように、該材を曲げ変形させ、カール変形させ、角度付け変形させ、又はその他に変形させることが（又は、曲げられた又は変形された形状に予め形成されているろう付け結合材を有することが）、しばしば必要とされるか又は望まれている。上記方法で作製された、現在入手可能な、フラックス被覆された及びフラックス芯入されたろう付け結合ロッド又はワイヤーの欠点は、フラックスが比較的脆いことである。従って、公知のフラックス被覆された又はフラックス芯入されたろう付け結合材が（例えば、運搬、貯蔵、取り扱い又は使用中に）カールされ、曲げられ又は変形される場合には、フラックス被膜又はフラックスコアが容易に亀裂を生じ、破砕され、剥離し、又は微細片とな
り、その結果、それは非連続的なフラックスになり、そしてフラックス被膜又はフラックスコアの一部が、前記ロッド又はワイヤーから分離し得る。フラックス被膜又はフラックスコアが分離され又は非連続化される場合には、機械的結合又は強度が乏しい結合を生じさせ得るため、フラックス被膜又はフラックスコアは、その有用性及び有効性を失う。
【００１４】
公知の、フラックス被覆されたろう付け結合材及びフラックス芯入されたろう付け結合材の更なる欠点は、脆弱なフラックス被膜又はフラックスコアは、ろう付け結合材がコイルにされ、スプールにされ、巻かれ、又はリング或いは、フラックス芯入され又は被覆されたワイヤー又はロッドから、実質的に円形状、卵形状又は楕円形状に形成され得る他の形状になることを可能にしないことである。ろう付け結合材が円形状、卵形状又は楕円形状に形成される場合には、脆いフラックス被膜又はフラックスコアが、亀裂を生じ、剥離し、破砕され（それにより、水分がフラックスに入ることを可能にする）、そして多分、ろう付け結合材から分離する。従って、ロッド又はワイヤーの長さは、より短い長さ［一般的には２０インチ（５. ０８×１０-1ｍ）未満］で且つ、スプール形、コイル形、巻かれた形、ロール形において運搬され且つ取り扱われることができないか、或いは、ろう付け結合材が梱包され、運搬され、貯蔵され、又は、コンパクト形若しくは圧縮形で使用されることを許容し得る他の形で製造されることができない非連続形状に制限される。
【００１５】
他の欠点は、現在のフラックス被覆プロセスは、フラックスを硬化又は焼入するために被膜を焼成することからなる必須の後処理工程−フラックス被膜に耐久性を適用するために必要な工程、に起因して、ロッドのような約２０インチ（約５. ０８×１０-1ｍ）又はそれより短いろう付け結合材を被覆するためにしか、それ自体役立たないことである。現在入手可能な形の、フラックス被覆されたろう付け結合材は、約２０インチ（約５. ０８×１０-1ｍ）又はそれより短いロッドに制限されており、従って、ロッドの最後のインチが一般的に、有効に使用するためには短過ぎるとして廃棄されるので、全長の有用性が制限され且つ廃棄物を生じる。
【特許文献１】米国特許第６，３９５，２２３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２７７，２１０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７８１，８４６号明細書
【特許文献４】米国特許第４，３０１，２１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、ろう付け結合プロセスにおいて、曲げられ、湾曲され、角度付けされ、カールされ、型はめされ、又は、それ以外に変形され得る、被覆された又は芯入されたろう付け結合材に対する要求がある。スプール形にされ、コイル形にされ、巻かれ、型はめされ得、他の円形又は略円形、非線形、又は他の形（例えばリング、ディスク又はリボン）に作製又は変形得るように、耐久性があり且つ可撓性のフラックス組成物を有する連続した長い、連続して被覆された又は芯入されたろう付け結合材に対する要求もある。結合される表面を効率的に準備し、クリーン燃焼し、そしてろう付け結合材の表面に又はコアに沈着され得る、耐久性があり、可撓性のフラックス組成物に対する要求もある。更に、製造コストを低減するために、後硬化加熱又は焼成を必要としない、フラックス被覆された又はフラックス芯入されたろう付け結合材の製造方法に対する要求もある。ろう付け結合主要成分金属又は合金組成を広く選択することができ、そして特別仕様の主要成分金属特性を有する被覆されたろう付け結合材を含み得る、フラックス被覆された又はフラックス芯入りされたろう付け結合材に対する要求もある。本発明は、上述の一以上の課題を克服することに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の目的は、容易に用いられ、そして多くの結合表面の外形に適合することが可能
な、フラックス被覆されたろう付け結合材を提供することにある。本発明の別の目的は、フラックス組成物がろう付け結合材へ被膜として適用される場合に、ろう付け結合材が曲げられるか、或いは、ろう付け結合部の外形に適合されるか又はろう付け結合部の周囲に配置されるとき、フラックスの亀裂発生、剥離、微細片化、破砕又は分離を、阻止、抑制又は最小化するために十分な可塑性を有するフラックス組成物を提供することにある。
【００１８】
本発明の更に別の目的は、運搬、取り扱い、貯蔵、使用及び廃棄の間、耐久性を有するように、被膜又はコアとして適用される場合に、適する表面硬度を有するフラックス組成物を提供することにある。本発明の更に別の目的は、耐久性があり且つ可撓性のフラックスコア又は被膜を有し、そして連続した長さの、フラックス被覆された又はフラックス芯入されたろう付け結合材を提供することにある。本発明の更に別の目的は、半連続した長さ、連続した長さ、略円形状、非線形状又は他の形態又は形状のろう付け結合材を被覆し又は芯入りし、その後の後硬化又は焼成硬化を必要としない方法を提供することにある。本発明の更に別の目的は、ろう付け工程において、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材を使用する方法を提供することである。
【００１９】
また、本発明の更に別の目的は、フラックスを用いてろう付け結合材を被覆又は芯入するための、連結部又は強化された結合性表面を準備するために、ろう付け結合材の表面を調製する方法を提供することにある。
【００２０】
本発明の更に別の目的は、（例えば、ワイヤー、チューブ又はケーブルのような）実質的に丸形、卵形、楕円形の断面形の、或いは、（例えば、ストリップ、シース又はシートのような）実質的に平らな表面又は断面の連続被膜又は連続芯入のために適するフラックス組成物を提供することにある。
【００２１】
本発明の更に別の目的は、巻かれ、コイル形状にされ、又はスプール形状にされ得る、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を提供することにある。別の実施態様において、前記方法は、自動的なワイヤー供給又は手動によるろう付け結合材適用を容易にするためにスプール形状化又はコイル形状化することを含む。
【００２２】
また本発明の更に別の目的は、フラックス被覆されたろう付け結合材リング、フラックス被覆されたワッシャ、フラックス被覆されたシム、又は他のフラックス被覆されたろう付け結合材プレフォーム（予備成形品でもよい）を作製するために、自動的な、半自動的な、又は手動による形成用装置に供給され得る、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を提供することにある。
【００２３】
本発明の更に別の目的は、トーチ、誘導加熱、炉、又は、金属を結合するため使用される他の通常の加熱方法により加熱される、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材を使用するろう付け結合方法を提供することにある。
【００２４】
これらの見解は、本発明に関する多数の見解の単なる例示であって、そして如何なる意味においても制限と見なされるべきではない。本発明のこれらの及び他の見解、特徴並びに利点は、図面と組み合わせたとき以下の詳細な説明から明らかになる。本明細書の記載と類似するか又は等価な方法及び材料は、本発明を実施する際に使用可能であり、適する方法及び材料を以下に記載した。加えて、本明細書に記載された材料、方法、及び実施例は単なる例示であって、如何なる意味においても制限をも意図するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、部分的に形成された、フラックス被覆されたろう付け結合材を示す。
図２は、表面のミクロ変形を有するろう付け結合材を示す。
図３は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材を示す。
図４は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す。
図５は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材から作製された、様々のプレフォームされた略円形状のものを示す。
図６は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材から作製された、様々のプレフォームされた形状のものを示す。
図７は、様々に顔料着色されたカラーフラックス被覆組成物を有する、フラックス被覆されたろう付け結合材を示す。
図８は、連続した長い、染色されたフラックスで被覆されたろう付け結合材を示す。
図９は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を記載したフローチャートである。
【００２６】
本出願人は、ろう付け結合材１を被覆するか又は芯入するのに適しており、（被覆材料又は芯入材料の何れかとして使用される場合には、前記フラックスは、本明細書では、”フラックス被覆組成物”と記載されている）、そして、被覆された又は芯入されたろう付け結合材１が、ろう付けの有用性及び有効性を高めるのに必要な、曲げられ、形作られ又は変形され得るように、十分な硬度又は靭性（耐久性）と十分な可撓性（可塑性）の両方を保持するフラックス組成物を見出した。本発明のフラックス被覆組成物２は、好ましくは、不純物を実質的に含まないか又は結合汚染が実質的に無いろう付け結合を与える、クリーン燃焼性バインダーを用いる。
【００２７】
広範囲な実験に基づく研究を通じて、本出願人は、フラックス被覆組成物２が、好ましくは、下記の特徴又は特性の少なくとも一つを有するべきであることを見出した。
【００２８】
（ａ）エラストマー溶液（例えば、エラストマー及び該エラストマーと共に使用される如何なる溶剤）は、フラックス粉末又はフラックスペーストと混合されるとき、圧力下において、ろう付け結合材１上のダイ被覆が、新たに被覆された又は芯入されたろう付け結合材１がコイル形状にされ、巻かれ、又はスプール形状にされることを可能とするのに十分な生強度を有する、滑らかで、密度がある、連続した被膜又は芯材を作り出すことが可能である組成物ペーストを形成する。好ましくは、前記エラストマーは、以下の表６に記載された特性の少なくとも一つを有する。
【００２９】
（ｂ）上記エラストマーは、フラックス粉末又はフラックスペーストとエラストマー溶液とから作製される組成物ペーストを新たに作製する場合に、フラックス被覆組成物２を適用することを可能にするために十分な時間、使用可能な粘稠度を維持するものである。
【００３０】
（ｃ）エラストマー及びろう付け結合材１上に残留するフラックス被覆組成物２の如何なる他の構成成分も、それらが使用のために用意される場合に、ろう付け結合プロセスの間、ろう付け結合フラックスの機能を妨げない。とりわけ、エラストマー及びフラックス被覆組成物２中に残留する如何なる他の構成成分は、良好な燃え切き特性を有するべきである、即ち、エラストマー又は他の構成成分は、フラックス被覆され又はフラックス芯入されたろう付け結合材１が加熱される場合に、過度の量の炭素、灰分、臭気、煙又は副産汚染物を生じない。最も好ましくは、エラストマー又は他の構成成分は、如何なる量の固形分残渣（例えば、５０ｐｐｍ以下の炭素、灰分又は他の残渣）も残すことなく、実質的に完全に燃え尽きるか又は揮発する。
【００３１】
（ｄ）エラストマーは、フラックス粉末又はフラックスペーストとエラストマーが、フラックス被覆組成物２を製造することが可能であり、そして乾燥後、後処理焼成又は硬化無しに、運用に耐えるのに十分に硬いものであるところのものである。
【００３２】
（ｅ）エラストマーは、フラックス粉末及びエラストマーを含むフラックス被覆組成物２は、ろう付け結合作業を効率良く進行することを可能とするために十分に高いフラックス含有量を有するうえに、上記特徴（ａ）ないし（ｄ）を有するものである。最も好ましくは、フラックス成分は、フラックス被覆組成物２の３０質量％より多くすべきである。
【００３３】
（ｆ）乾燥した被覆を均質化し、且つ生強度を有することを容易にするために、フラックス被覆組成物２のフラックス成分は、少なくとも、１４０メッシュの固体分、好ましくは、約２００メッシュないし約３２５メッシュの固体分の粒度分布を有するものである。
【００３４】
（ｇ）上記列挙された他の特徴又は特性の一つに加えて、フラックス被覆組成物２は、顔料又は染料を用いて着色されることが可能である。（図７又は図８を参照）
【００３５】
フラックス被覆されたろう付け結合材１（即ち、フラックス被覆組成物２の適用後のろう付け結合材１）は、好ましくは、下記の特徴又は特性の少なくとも一つを有する。
【００３６】
（ｈ）ろう付け結合材１が、通常の梱包、荷積、運用、貯蔵又は使用の間に、曲げられ、湾曲され、形作られ又はその他に変形される場合に、亀裂、剥離、破砕、微細片、破壊又はその不連続にならない可撓性で且つ耐久性のある被覆組成物２。
【００３７】
（ｉ）最適のろう付け特性を与えるための、０．０００５インチないし０．０３５インチ（１．２７×１０-5ｍないし８．９×１０-4ｍ）、好ましくは、±０．００１インチ（±２．５４×１０-5ｍ）である、規格通りのフラックス被覆組成物厚さ。
【００３８】
（ｊ）ろう付け結合完了後、少量のフラックス残渣又は少量の金属酸化物を与えるか、或いは、金属酸化物を与えない、規格通りのフラックス被覆組成物厚さ。
【００３９】
（ｋ）ろう付け結合の間又は完了後に、炭素沈着又は灰分沈着を残さないクリーン燃焼性である。
【００４０】
（ｌ）ワイヤー、ストリップ、プレフォーム、リング及び他の非線形形状に作製され得る、規格通りの被覆製品。
【００４１】
（ｍ）表４の元素、好ましくは、銅、銀、リン、ニッケル、亜鉛、錫、カドミウム、マンガンの少なくとも一つからなる主要成分金属又は合金組成を有するろう付け結合材１。
【００４２】
（ｎ）以下の表５に記載された一つ又はそれより多くの性質。
【００４３】
本発明の好ましいフラックス被覆組成物２は、上で特定された特性（ｄ）及び（ｆ）を有し、そして最も好ましくは、残りの特性（ａ）ないし（ｃ）、（ｅ）及び（ｇ）の一つ又はそれより多く又は全てを有する。本発明の好ましい、フラックス被覆された又はフラックス芯入されたろう付け結合材１は、特性（ｈ）及び特性（ｌ）を、そして最も好ましくは、残りの特性（ｉ）ないし（ｎ）の一つ又はそれより多くを有する。
【００４４】
本出願人は、上記特性（ａ）ないし（ｇ）の一つ又はそれより多くが、脂肪族ポリカーボネートや表１に記載された組成における可能性ある他のもののような比較的高い分子量のエラストマー、及び特定の可塑剤化合物（表３に規定された可塑剤を制限無く含む）を有するフラックス被覆組成物２により備えられていることを見出した。可塑剤の添加は、フラックス被覆組成物２の可撓性、接着性、表面耐久性及び靭性を高める。本発明の目的のために、”高分子量”は、５００００ダルトン（８．３０×１０-23 ｋｇ）より大きい質量を意味し、好ましくは、高分子量は、約１５００００ダルトンないし約５０００００
ダルトン（約２．４９×１０-22 ｋｇないし約８．３０×１０-22 ｋｇ）である。典型的なこれらのポリカーボネートは、ポリ（アルキレンカーボネート）、ポリ（プロピレンカーボネート）及びポリ（エチレンカーボネート）である。（適当な溶剤中の）脂肪族ポリカーボネートは、フラックス被覆組成物２を作製するために、それ自体をフラックスと共に使用され得る。また他には、脂肪族ポリカーボネート、好ましくはポリ（プロピレンカーボネート）又はポリ（エチレンカーボネート）又はポリ（アルキレンカーボネート）は、一つ又はそれより多くの可塑剤化合物及びフラックスと混合され得る。最も好ましくは、エラストマーは、本明細書に取り込まれている米国特許第６，２４８，８６０号明細書のポリ（アルキレンカーボネート）である。適する溶剤は、ＤＥアセテート（ＤＥ  Ａｃｅｔａｔｅ）であるが、しかし、これは勿論、用いられ得る唯一の溶媒では決してない。本発明のために適すると考えられる更なる高分子量のエラストマーが、表１に記載されている。エラストマー及び／又はフラックスのために適すると信じられる更なる溶剤が表２に記載されている。適すると信じられる更なる可塑剤が表３に記載されている。他の溶剤又は可塑剤もまた、適切に使用され得る。
【００４５】
フラックス被覆組成物２は、如何なるフラックスを用いても作製されるけれども、好ましいフラックス被覆組成物２は、オムニテクノロジーズ社によって所有されている米国特許第６，３９５，２２３号明細書に記載されているような非含水性フラックス又は非腐食性フラックス（例えば、カリウムフルオロボレートフラックス錯体）の処方により製造される。好ましくは、フラックスは、約２００メッシュの固体分よりも大きいか又は等しい、好ましくは２００メッシュ固体分ないしないし３５０メッシュ固体分の微粒度分布にミル粉砕される。その後、フラックスは、エラストマー（本明細書では”バインダー”とも称される）及び更に好ましくはバインダー及び可塑剤と混合される。好ましくは、フラックス被覆組成物２は、下記の他の成分と、所定比率で形成される。
非吸湿性フラックス          ３０質量％ないし５０質量％
表１からのバインダー        １０質量％ないし３０質量％
表２からの溶剤              ３０質量％ないし５０質量％
表３からの可塑剤            １質量％ないし２０質量％
【００４６】
その後、フラックス被覆組成物２は、ろう付け結合材１の表面に被覆適用するための準備としてて、約６０質量％の固体分濃度に混合される。
【００４７】
スプール化（例えば、ワイヤー、チューブ、ケーブル、ストリップ又はシート）のために適する可撓性を持つ、強く、耐久性のある硬い被膜に適するフラックス被覆組成物２の他の実施態様は下記のものである。
可塑剤（好ましくはアセチルトリブチルシトレート）１質量％ないし３質量％；
先に言及されたように脂肪族ポリカーボネート［好ましくは、ポリ（アルキレンカーボネート）］１８質量％ないし２２質量％; 
溶剤（好ましくはＤＥ  アセテート）３８質量％ないし４５質量％；及び
ろう付け結合フラックス粉末（好ましくは、米国特許第６，３９５，２２３号明細書又は米国特許第６，２７７，２１０号明細書に記載されたフラックス）２８質量％ないし３５質量％。
【００４８】
リング及びプレフォームの製造用の被覆ろう付け結合材１において、幾分かより可撓性のある被膜を設けるためのフラックス被覆組成物２は下記のものである。
可塑剤（好ましくは、アセチルトリブチルシトレート）３質量％ないし５質量％；
先に言及されたように脂肪族ポリカーボネート［好ましくは、米国特許第６，２４８，８６０号明細書に記載されたポリ（アルキレンカーボネート）］２５質量％ないし３０質量％；
溶剤（好ましくは、ＤＥ  アセテート）３２質量％ないし４０質量％；及び
ろう付けフラックス粉末（好適には、米国特許第６，３９５，２２３号明細書又は米国特許第６，２７７，２１０号明細書に記載されたフラックス）２８質量％ないし３５質量％。
【００４９】
より硬い（より耐久性のある）被膜を有するフラックス被覆組成物２のためには、”高分子量”範囲のより高分子側の高分子量を有する脂肪族ポリカーボネート［好ましくは、ポリ（プロピレンカーボネート）又は他のエラストマー、及び最も好ましくは、ポリ（アルキレンカーボネート）］が好ましく、より好ましくは、約１５００００ダルトンないし約５０００００ダルトン（約２．４９×１０-22 ｋｇないし約８．３０×１０-22 ｋｇ）の範囲にあり、４０℃よりも高いガラス転移温度を持つものが使用される。
【００５０】
広範囲のろう付け結合材１及びろう付けフラックスの現在入手可能な如何なるものも、本発明の目的のために使用され得る。しかしながら、米国特許第６，３９５，２２３号明細書及び米国特許第６，２７７，２１０号明細書の非吸湿性で非腐食性のフラックスを使用することが好ましい。
【００５１】
エラストマーが絶縁部として、或いは、腐食又は他の環境条件からワイヤーコアを保護するために使用される電気工業及び電子工業においては、ワイヤーの連続被膜が一般的であることに注意すべきである。ろう付け結合分野で知られているエラストマー状フラックス被膜は、被膜を硬化させるために後処理硬化乾燥、加熱又は焼成を行わなければならず、従って、このような被膜は、現在、ろう付け結合ロッドに適用されているのみである。乾燥、焼成又は加熱からなる余分な工程は、連続した長い製品がまだ粘着性の被覆を有するので、後処理硬化乾燥或いは焼成又は加熱工程の間、容易に取り扱うこと、積み重ねること及び貯蔵することができないので、被覆され得るろう付け結合材１をロッド及びより短い長さに制限する。
【００５２】
対照的に、本発明のフラックス被覆組成物２は、本明細書において教示された方法によりろう付け結合材１に適用される場合には、後処理硬化の空気乾燥、加熱又は焼成を必要としない。その代わりに、本明細書に記載された方法によりフラックス被覆されたろう付け結合材１を形成する工程中に、被膜は十分な硬度に乾燥する。
【００５３】
フラックスカバーの下で行われる従来のろう付け結合作業においては、ろう付け結合材１の組成及び融点、並びに結合される構成成分の組成に応じて、異なるフラックスが使用されることにも注意すべきである。同様の要因が、フラックス被覆されるろう付け結合材１製ロッドの製造において使用されるフラックスの組成を決定する。同様に、これらの要因はまた、特別なろう付け適用に関して、本発明で使用されるフラックス及びろう付け結合材１の組成を決定する。
【００５４】
本発明の実施態様は、如何なるろう付け結合材１にも、好ましくは、銀、銅、リン、錫、亜鉛、ニッケル、カドミウム、マンガン及びそれらの合金からなるろう付け結合材１に適用されるフラックス被覆組成物２を含む。このような金属及び合金は当業者に良く知られており、そして商業的に入手可能であり［例えば、このような合金は、ウォルヴェリン
ジョイニング  テクノロジーズ（Ｗｏｌｖｅｒｉｎｅ  Ｊｏｉｎｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ），ＬＬＣにより商標名シルバロイ（ＳＬＶＡＬＯＹ）（登録商標）の下で、現在販売されている］、米国特許第６，２７７，２１０号明細書及び同第６，３９５，２２３号明細書に記載されているホウ酸カリウム／フルオロホウ酸カリウムフラックス［商業的に入手可能であり、そしてウォルヴェリン  ジョイニング  テクノロジーズ，ＬＬＣから入手可能な、登録商標シルバコート（ＳＩＬＶＡＣＯＴＥ）の下で、販売されている］を有する混合物を用いて被覆されている。
【００５５】
本発明の他の実施態様において、ろう付け結合材１は、ろう付け結合材１の表面とフラックス被覆組成物２との間の機械的な結合を容易にするため、磨耗、引っ掻き、穿孔、傷跡又は他の変形、好ましくは、約１０マイクロインチないし約４０マイクロインチ（約０．００００１インチないし約０．００００４インチ）（約２．５４×１０-7ｍないし約１．０２×１０-6ｍ）の微小変形を作り出すようにろう付け結合材１の表面を処理するか又は強化することにより、被覆又は芯入れのために製造される。機械的な結合は、フラックス被膜がろう付け結合材１の表面に適用される場合に、フラックス被膜を受け止めて安定させるように機能する。丸いワイヤーに対しては、［例えば、コネチカット州、ブリストルのイーエムエス（ＥＭＳ）社により作製されたような］回転式ストレートナーを用い、且つ、回転式インサートに代えて、ろう付け結合材１の表面に引っ掻き傷、みにくい傷又は他の磨耗を生じさせることが可能な硬い又は硬化された材料、例えば、制限無く、熱硬化されたバインダーを有する成形された繊維状材料又はラミネート［例えば、ミカルタ（Ｍｉｃａｒｔａ（登録商標）（これは、インターナショナル  ペーパー  カンパニー（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐａｐｅｒ  Ｃｏｎｐａｎｙ）の登録商標である）、エポキシ、エポキシガラス、メラミン及びフェノール系ラミネート］、ダイアモンド、サファイア、炭素、スチール、又は何れかの他の鉱物、元素、組成物或いは、強化されるろう付け結合材１表面よりも硬い材料を用いて、変形が行われ得る。この工程は、回転式表面強化材を用いて表面を傷つけ、フラックス被膜を安定化するためのミクロ固定として機能させることに加えて、被覆のために当該ワイヤーを真っ直ぐにするように機能する。平坦な表面は、本明細書に取り込まれている米国特許第５，７７５，１８７号明細書に記載されている、ウォルヴェリン  チューブ，インコーポレーテッド（Ｗｏｌｖｅｒｉｎｅ  Ｔｕｂｅ，Ｉｎｃ．）のＭＤ技術を使用して製造され得る。代わりに、ろう付け結合材１の上の表面を強化する他の方法は、制限無く、サンド及びグリットブラスチング、ワイヤーブラシング、ロールフォーミング及び引延ダイを含む。
【００５６】
図４Ａないし図４Ｇは、本発明のフラックス被覆組成物２でろう付け結合材１を被覆するために、発明者等により好ましいとされた革新的な工程を示す。図４Ａに示すろう付け結合材１は、微小変形表面強化部（図２における番号３）を作り出すための工程を受けた、例えば金属合金、ろう付け結合金属のワイヤーからなる。ろう付け結合材１（この場合には、ろう付け結合ワイヤー）が、製造されたフラックス被覆組成物で満たされ、加圧された被覆容器１０を通して供給される。ろう付け結合ワイヤーは、例えば毛細管医療用チューブ又は他のチューブであり得る入り口ガイド１１又はろう付けワイヤーの直径よりも少し大きい導管１２を通って貯蔵容器に入る。ろう付け結合ワイヤーが入り口ガイド１１を一旦出ると、それは、貯蔵容器内でフラックス被覆組成物２と接触し、そしてその後、特定の被覆厚さを与えるために、ワイヤーよりも大きい所定直径のダイオリフィス１３（図４Ｄ参照）を通って外に出る。フラックス被覆組成物２の適切で均質な適用を容易にし、且つ、フラックス被覆組成物２の乾燥を促進するために、フラックス被覆組成物２は、２５℃ないし１５０℃、好ましくは約１５０°Ｆないし約２２０°Ｆ（約６５℃ないし約１０５℃）の温度に加熱され、そして適用前に、被覆貯蔵容器において、５ｐｓｉないし４０ｐｓｉ（３. ４４×１０4 Ｐａないし２．７６×１０5 Ｐａ）に加圧される。図４Ｄに示されるような調整可能なダイオリフィス１３を通り、そして適用される圧力の調節を介して、被膜厚さが調整される。ろう付け結合ワイヤーが適用貯蔵容器から一旦出ると、被覆されたろう付け結合ワイヤーは、放射及び対流トンネル乾燥の両方を含む図４Ｅの乾燥チャンバー１４に入る。乾燥は、１００℃ないし３００℃の範囲にあり得、最適な乾燥温度は、２５０°Ｆないし４００°Ｆ（１２０℃ないし２０５℃）の範囲にある。被覆されたろう付け結合ワイヤーは、乾燥オーブンを通って、被覆速度及び乾燥工程を管理する、リナテックス  マテリアル型（Ｌｉｎａｔｅｘ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｔｙｐｅ）ベルトを有するウイットレス  アルバート（Ｗｉｔｌｅｓ  Ａｌｂｅｒｔ）モデルＮＡＫ１００搬送機のような、図４Ｆのプロセスラインの端部に備えられたキャタピラベルトドライブ１５からの張力の下で、支持される。その後、被覆されたろう付けワイヤーは、アマコイ
ル／ウーイング（Ａｍａｃｏｉｌ/ Ｕｈｉｎｇ）横断ワイヤーガイド用メカニズムを用いるハモンド  エンジニアリング  スプーラ  マシーン（Ｈａｍｍｏｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｐｏｏｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）１７のような装置を用いて、スプール１６に巻かれて直接層レイヤー（図４Ｇ）になるか、或いは、個々の長さに切断され得るか、又は、図３の参照番号４により一般的に示された他のルーズコイル形状にコイル化され得る。本発明のフラックス被覆組成物２はまた、ろう付け結合ワイヤー以外の形、例えばストリップ及び他の連続する形及びろう付け結合材１の他の形状を被覆するために、使用され得る。スプール化され又はコイル化された、フラックス被覆されたろう付け結合材１は、自動ワイヤー又はストリップ供給ろう付け結合作業において用いられ得る。ろう付け結合材１はまた、図６に示されるようなろう付け結合リング、ワッシャ、シム、又は他のろう付け結合プレフォームを製造するために、自動形成装置で用いられ得る。別の方法として、フラックス被覆組成物２は、このような形成装置の使用後に適用され得る。
【００５７】
ワイヤーのために示されているように、フラックス被覆されたろう付け結合材１は、被膜５質量％ないし２０質量％の被覆比でフラックス被膜により取り巻かれた中実のワイヤーコア（図１）を含む。この及び類似形状のフラックス被覆されたろう付け結合材１は、フラックス被覆されたろう付け結合材１が多数の所望形状及び寸法に形成され得、且つ、ろう付け結合される結合部又は表面を覆って又はこれらと共に容易に配置され得るので、ろう付け結合を容易にする。フラックス被覆組成物２に熱を加えると、フラックスの融点に達する遥か前に、バインダーが十分に分解する。これはフラックスを、中実の金属コアの融点の直前で、阻止されることなく溶融させることを可能にし、そして合金の流れを改善し、且つ、加熱工程の間に形成する酸化物を最小化する。クリーン燃焼性バインダーを使用することによって、残留する灰分、炭素又は不純物を殆ど又は全く含むことなく、ろう付け結合が行われ得る。更に、予め規格通りに作られたフラックス被覆組成物は、フラックス被覆組成物２のマトリックス内に適量のケミカルフラックスを提供し、フルオロホウ酸カリウム化合物からなる未反応ガラスを後に残すことなく、要求されるフラックス作用を提供して、より滑らかに仕上げされたろう付け結合部を与える。
【００５８】
本発明の更に他の実施態様は、連続した長い被覆されたろう付け結合材１を製造する方法であって、連続した長い形のろう付け結合材１を用意する工程、フラックス被覆組成物２を用意する工程、前記フラックス被覆組成物２の被膜を前記ろう付け結合材１の形の表面に適用する工程、及びフラックス被覆されたろう付け結合材１をインライン乾燥する工程を含む方法である。別の実施態様において、ろう付け結合材１は、フラックス被覆組成物２が適用される前に、表面強化部を有するように処理される。前記方法のまた別の実施態様においては、フラックス被覆されたろう付け結合材１は、それが乾燥された後に、スプール形状にされ、コイル形状にされ、又は巻かれる。
【００５９】
本発明の他の実施態様において、少なくとも二つの構成成分をろう付け結合する方法であって、結合間隙を作り出すために、少なくとも二つの構成成分をごく接近させて配置する工程、本明細書に記載されているフラックス被覆組成物２を用意する工程、ろう付け結合材１を用意する工程、前記フラックス被覆組成物２を、前記二つの構成成分又は前記ろう付け結合材１に適用する工程、被覆される構成成分又は被覆されたろう付け結合材１を予め選択されたろう付け温度に加熱する工程及び、ろう付け結合材１が溶融され、前記構成成分を濡らし、そして前記結合間隙に流入するように、前記構成成分及びろう付け結合材１をごく接近させる工程を含む方法が提供される。
【００６０】
他の実施態様は、連続した長い又は非線形のフラックス被覆されたろう付け結合材１を用いて少なくとも二つの構成成分をろう付け結合する方法であって、結合間隙を作り出すために、少なくとも二つの構成成分をごく接近させて用意する工程、本明細書に記載されている連続した長い又は非線形のフラックス被覆されたろう付け結合材１を用意する工程
、前記二つの構成成分又は前記フラックス被覆されたろう付け結合材１を予め選択されたろう付け結合温度に加熱する工程及び、フラックス被覆されたろう付け結合材１が溶融され、前記二つの構成成分を濡らし、そして前記結合間隙に流入するように、前記二つの構成成分及びフラックス被覆されたろう付け結合材１をごく接近させる工程を含む方法を提供する。
【００６１】
更に、図９に示される、フラックス被覆されたろう付け結合材１を製造する方法であって、適切な被膜性能を構成するための比率で、フラックス成分を、表１からのバインダー、表２からの溶剤及び表３からの可塑剤と混合する工程を含むフラックス被覆された組成物２を製造する工程、表面が強化されたろう付け結合材１を製造する工程、加圧され且つ加熱された容器チャンバー内で、５質量％ないし２０質量％のフラックス被覆比を作り出すように、フラックス被覆組成物２をろう付け結合材１に沈着させる工程並びに、放射乾燥及び対流乾燥の両方を含むトンネル乾燥オーブンを通して、前記フラックス被覆されたろう付け結合材１を長手方向に処理する工程を含む方法も提供される。
【００６２】
別の実施態様においては、フラックス被覆組成物２は、二酸化炭素と水に分解するクリーン燃焼性バインダーを含み、ろう付け結合材１は、約０. ０５インチないし約０．２００インチ（約１．２７×１０-3ｍないし約５．０８×１０-3ｍ）の直径を有するワイヤーであり、フラックス被覆されたろう付け結合材１は、金属約８０％ないし約９５％及びフラックス被覆組成物２約５％ないし約２０％を有し、ろう付け結合材１の主要成分金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｍｎ又は表４に記載された何れかのろう付け結合フィラーからなる様々な合金組成のものであり、そしてフラックス被覆組成物２は、１インチ（２．５４×１０-2ｍ）当たり±０．００１インチ（±２．５４×１０-5ｃｍ）の許容度で均質に調節された被膜厚さで適用される。
【００６３】
前記方法の別の実施態様においては、ろう付け結合材１の形は、ワイヤー、ストリップ、リング又はプレフォーム形状であり、連続した長さのフラックス被覆されたろう付け結合材１は、ワイヤールーズコイル、スプール１６、プレフォーム、リング、フラットワイヤー及びストリップを含む様々な形状に形成され得る（図５を参照）。更に他の実施態様においては、フラックス被覆組成物２はクリーン燃焼性成分バインダーを有し、その結果、それは、炉及び誘導加熱によるろう付けに適しており、且つ、一旦、６００°Ｆないし１６００°Ｆ（３１６℃ないし８７１℃）の範囲の温度、及び望ましくは、幾つかのろう付け結合材１では１７００°Ｆ（９２７℃）ほどに高い温度で焼き尽くされると、最小限のフラックス残渣、灰分又は炭素残渣を残すクリーンフラックス作用を生じ、前記フラックス被覆されたろう付け結合材１上の乾燥されたフラックス被覆組成物２は、可撓性で、且つ耐久性があり、そしてろう付け結合材１の表面に容易に、亀裂、剥離、微細片、破砕又は破断を生じない。別の実施態様は、被膜が、半自動又は自動のろう付け合金供給機構を介して供給されるのに十分な耐久性があることを含む。
【００６４】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、当業者に明らかである。本明細書に記載された発明は、如何なるろう付け結合材１又はそれにより結合され得る金属又は合金又はセラミックの、また如何なるフラックス組成物の記載、定義又は特徴により、如何なる意味においても制限されない。如何なるろう付けフラックス又はろう付け結合材１も、本発明の目的のために使用され得る。
【００６５】
上記組成物が提案されているけれども、変更又は変形も利用され得る。また、上記フラックス被覆組成物２の組成は、低い限界値を単に規定しているのみである。従って、前記低い限界値を越える量を有する組成物もまた、本発明の目的のために有効であると予測され、それ故、それらも本発明の範囲内に含まれる。
【実施例】
【００６６】
本発明の好ましい実施例及び工程が説明され且つ記載されているけれども、これは単に説明を目的とするものであり、そして本発明は、添付された請求の範囲及びそれらの均等範囲により要求されること以外には、制限されるべきではない。
【００６７】
本明細書において参照される様々な表を、以下に記載する。
【００６８】
表１：エラストマー（バインダー）
┌──────────────────┬──────────────────┐
│ポリ（プロピレンカーボネート）      │ポリウレタン                        │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ポリ（エチレンカーボネート）        │芳香族カーボネート                  │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ポリ（アルキレンカーボネート）      │セルロース                          │
├──────────────────┼──────────────────┤
│脂肪族カーボネート                  │                                    │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ポリ塩化ビニル                      │                                    │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ラテックス化合物                    │                                    │
├──────────────────┼──────────────────┤
│シリケート                          │                                    │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ポリエステル                        │                                    │
└──────────────────┴──────────────────┘
【００６９】
表２：溶剤
┌──────────────────┬──────────────────┐
│グリコールエーテルアセテート        │エステル                            │
├──────────────────┼──────────────────┤
│アルコール                          │グリコール                          │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ポリオール                          │エーテル                            │
├──────────────────┼──────────────────┤
│アルカノールアミン                  │エチレンアミン                      │
├──────────────────┼──────────────────┤
│芳香族溶剤                          │脂肪族ナフサ                        │
├──────────────────┼──────────────────┤
│テルペン                            │水                                  │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ケトン                              │                                    │
├──────────────────┼──────────────────┤
│Ｎ−メチル−２−ピロリドン          │                                    │
└──────────────────┴──────────────────┘
【００７０】
表３：可塑剤
┌──────────────────┬──────────────────┐
│シトレート                          │スルフェート                        │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ホスフェート                        │フタレート                          │
├──────────────────┼──────────────────┤
│アジペート                          │セバケートエステル                  │
├──────────────────┼──────────────────┤
│ポリオール                          │ひまし油                            │
└──────────────────┴──────────────────┘
【００７１】
表４：ろう付け結合材
・見出しは、構成成分の主要成分金属の組成を表わす。見出しの下に例示された金属は、構成成分を結合するために使用され得るろう付け金属及びその合金を表わす。規定された金属は全て、主要成分金属として又は組み合わせにおいて、合金を形成するために使用され得る。
ニッケル及びコバルトフィラー金属：Ｎｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｅ
銅フィラー金属：Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｐ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｓｉ
金フィラー金属：Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ
アルミニウム及びマグネシウムフィラー金属: Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ａｌ
銀フィラー金属: Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｍｎ
真空使用のためのフィラー金属：Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｉｎ
【００７２】
表５: フラックス被覆された連続した長いろう付け結合材の性質
−フラックスが５質量％以上の量で存在する。
−フラックスは、ろう付け結合材から分離することなく、約２０℃ないし２５℃で、２２０ｐｓｉ（１．５２×１０6 Ｐａ）までの機械的圧力に耐える。
−曲げ半径範囲：表面亀裂無く、０．３７５インチ（９．５３×１０-3ｍ）ないし１インチ（２．５４×１０-2ｍ）（特定のフラックス被覆組成物２の組成に基づく具体的な曲げ半径）。
−プレフォームリング、ルーズコイルに形成され得、またスプールの周囲に巻かれ得る。−熱が除去された場合に、被膜は戻り燃焼［”バーン−バック（ｂｕｒｎ−ｂａｃｋ）”］する：０．１２５インチ（３．１８×１０-3ｍ）以下（中実固体）。
−吸収性：２０℃ないし２５℃において、水約１質量％以下。
−全てのカラー顔料又は染料添加物に適合する。
【００７３】
表６：好ましいエラストマー（バインダー）性能
−分子重量：１００００ダルトンないし１００００００ダルトン（１．６６×１０-23 ｋｇないし１．６６×１０-21 ｋｇ）（より好ましくは、１５００００ダルトンないし５０００００ダルトン（２．４９×１０-22 ｋｇないし８．３０×１０-22 ｋｇ）。
−ガラス転移温度（Ｔｇ）：４０°Ｆないし３００°Ｆ（４．４４℃ないし１４９℃）。−引張強度（２５℃ないし２５℃におけるｐｓｉ）：５００ｐｓｉないし６００ｐｓｉ（３．４５×１０6 Ｐａないし４．１４×１０6 Ｐａ）。
−吸水率（２０℃ないし２５℃）：５％以下。
−分解温度：１００℃ないし３００℃。
−フラックス被覆組成物を少なくとも５質量％含む。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、部分的に形成された、フラックス被覆されたろう付け結合材を示す図である。
【図２】図２は、表面のミクロ変形を有するろう付け結合材を示す図である。
【図３】図３は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す第一の図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す第二の図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す第三の図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す第四の図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す第五の図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す第六の図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を示す第七の図である。
【図５】図５は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材から作製された、様々のプレフォームされた略円形状のものを示す図である。
【図６】図６は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材から作製された、様々のプレフォームされた形状のものを示す図である。
【図７】図７は、様々に顔料着色されたカラーフラックス被覆組成物を有する、フラックス被覆されたろう付け結合材を示す図である。
【図８】図８は、連続した長い、染色されたフラックスで被覆されたろう付け結合材を示す図である。
【図９】図９は、連続した長い、フラックス被覆されたろう付け結合材の製造方法を記載したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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