(57)【要約】      （修正有）【課題】非平坦な表面で滑らかな疎氷性コーティングを形成するための方法を提供する。【解決手段】フルオロポリマーコートされた構成要素を形成するための方法であって、構成要素の表面上に接着促進剤を適用すること［プロセス１０４］；接着促進剤上に有機材料を適用すること［プロセス１０６］；及び有機材料上にフルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒との混合物を適用すること［プロセス１０８］を含む方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルオロポリマーコートされた構成要素を形成するための方法であって、
構成要素の表面上に接着促進剤を適用すること［プロセス１０４］；
接着促進剤上に有機材料を適用すること［プロセス１０６］；及び
有機材料上にフルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒との混合物を適用すること［プロセス１０８］
を含む方法。
【請求項２】
前記接着促進剤を適用することが、前記構成要素の非平坦な金属表面に前記接着促進剤を適用することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接着促進剤を適用することが、１種以上のアルミニウム、ニッケル、鋼、マグネシウム又はチタン合金を含む金属表面に前記接着促進剤を適用することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記接着促進剤を適用することが、酢酸、ジルコニウム  テトラ−ｎ−プロポキシド、及び（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランの反応生成物である接着促進剤を適用することを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
約３０℃から約７０℃の温度で前記接着促進剤を硬化させることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記接着促進剤上に有機材料を適用することが、１種以上のエポキシ、ポリウレタン又は繊維強化プラスチックである有機材料を適用することを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記接着促進剤上に有機材料を適用することが、約０．５ミルから約５ミルの厚さ有する層である有機材料を適用すること及び約０．５ミルから約５ミルの厚さを有する層である接着促進剤を適用することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記フルオロポリマーが、フルオロアクリレート、フルオロシリコーンアクリレート、フルオロウレタン、ペルフルオロポリエーテル、ペルフルオロポリオキセタン、ポリビニリデンフルオライド、及びペルフルオロアルコキシアルカンから選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記溶媒が、約４０℃から約２００℃の沸点を有するフッ素化溶媒である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記フッ素化溶媒が、式（Ｉ）：
Ｒ１-（ＣＦ２）ｎ-Ｒ２        （Ｉ）
［式中、ｎは約１から約２５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立して、−ＣＦ３、水素、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アミノアリール、アリールオキシ、アルキル、アリール、約１から約２５の炭素を有するカルボン酸基、アルデヒド、ケトン、及び−ＣＦ３（ＣＦ２）ｑ（ＣＨ２）ｐ［式中、ｑは約０から約２５の整数であり、ｐは約１から約２５の整数である］である］
によって表される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶媒が、約４０℃から約２００℃の沸点を有するフランである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記フラン溶媒が、式（ＩＩａ）又は（ＩＩｂ）：
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［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アミノアリール、アリールオキシ、アルキル、アリール、約１から約２５の炭素を有するカルボン酸基、アルデヒド及びケトンである］
によって表される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記混合物が、エポキシ、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリエーテル、カルバマート、及びポリシロキサンから選択される、１種以上の追加のポリマーをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記混合物が、２５℃で約０．０００４６Ｐａ＊ｓから約１Ｐａ＊ｓの粘度を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記混合物を適用することが、前記有機材料層上に約１２ｐｓｉから約１８ｐｓｉの圧力で前記混合物を噴霧することを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記混合物を適用することが、前記混合物の複数の層を噴霧して、前記有機材料上に約２ミルから約２０ミルの厚さを有するフルオロポリマー層を形成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記フルオロポリマー層が、層の全体積に基づいて約２０％から約７０％の平均空隙率を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記フルオロポリマー層が、ｃｍ３あたり約１０１１から約１０１３ボイドのボイド密度を有する、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記フルオロポリマー層が、約１重量％未満の添加物含量を有する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
フルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒とを含む第２の混合物を、第１のフルオロポリマー層上に、第２の混合物の複数の層を噴霧することによって適用して、約２ミルから約２０ミルの厚さを有する第２のフルオロポリマー層を形成することをさらに含む、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記有機材料上に前記混合物を適用する間、前記金属表面を約４５℃から約５５℃に加熱すること［プロセス１１０］をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
フルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒とを含む第２の混合物を、マイラーシート上に適用することによって、自立フィルムを形成すること［プロセス１１２］をさらに含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記自立フィルムを約９０℃から約１５０℃の温度でホットプレスすること［プロセス１１４］をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
エポキシ接着剤を前記自立フィルム又は前記フルオロポリマーコートされた金属に適用し、前記自立フィルムを前記フルオロポリマーコートされた金属に、又は前記フルオロポリマーコートされた金属を前記自立フィルムにプレスし、プレスされたアセンブリを形成することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記プレスされたアセンブリを金属プレート上に配置すること、前記プレスされたアセンブリ上にバッグを配置すること、及び前記真空バッグに約１ｐｓｉから約２０ｐｓｉの圧力で真空を適用することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記プレスされたアセンブリを約１００ｏＦから約３００ｏＦの温度で、１ｏＦ／分から２０ｏＦ／分の温度上昇率で硬化することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
金属構成要素；及び
前記金属構成要素に配置された約５マイクロインチから約１００マイクロインチの表面粗さを有するフルオロポリマー層
を含むアセンブリ。
【請求項２８】
前記フルオロポリマーが、フルオロアクリレート、フルオロシリコーンアクリレート、フルオロウレタン、ペルフルオロポリエーテル、ペルフルオロポリオキセタン、ポリビニリデンフルオライド、及びペルフルオロアルコキシアルカンから選択される、請求項２７に記載のアセンブリ。
【請求項２９】
前記フルオロポリマー層が、約１重量％未満の添加物含量を有する、請求項２８に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の態様は、コンフォーマルフルオロポリマーコーティングを非平坦な表面上に配置するための方法を提供する。本開示の態様は、フルオロポリマーコーティングをさらに提供する。
【背景技術】
【０００２】
航空機上への霜、氷又は雪の蓄積は、航空機の翼全体での気流を変化させ、揚力を低下させ、抗力を増大させる。この蓄積はまた総重量を増し、離陸に必要な揚力を増大させる。したがって、霜、氷又は雪は通常、離陸前に除去される。飛行中には、航空機の外表面への着氷を防ぐため、高温のエンジン抽気、電気毛布、メカニカルブーツ又はこれらの組み合わせが使用されうる。これらの手段は、しかしながら、エネルギーを消費し、航空機の重量を増し、燃費を低下させる。
【０００３】
地上では、高温グリコールスプレーの形態の防氷液及び解凍液が使用される。このような液は効果的であるが、追加費用を発生させ、追加の適用時間からゲート遅延を引き起こしうる。その結果、航空機から氷を除去するための新しいオプションが望まれる。
【０００４】
氷蓄積を減少又は防止するために、フルオロポリマーが表面にコートされうる。しかしながら、航空機部品が平坦でない（例えば、曲率を有する）ところ、例えば翼の前縁で、フルオロポリマーコーティングは、滑らかなコーティング表面と比較して、雨又は砂にさらされたときにずっと速く摩滅する波打ったテクスチャを有する。さらに、フルオロポリマーコーティングは、堆積したコーティングのクリープ／フローのために、航空機部品の曲面全体での約１０ミルの最大厚さを有する。
【０００５】
非平坦な表面で滑らかな疎氷性コーティングを形成するための方法が必要である。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、表面上に接着促進剤を適用すること；接着促進剤上に有機材料を適用すること；及び有機材料上にフルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒の混合物を適用することを含む、フルオロポリマーコートされた金属を形成するための方法を提供する。
【０００７】
本開示の態様は、構成要素上に約５ミルから約８０ミルの厚さ、層の全体積に基づいて約２０％から約７０％の平均空隙率、及びｃｍ３あたり約１０１１から約１０１３ボイドのボイド密度を有する、フルオロポリマーコーティングをさらに提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の上述の特徴が詳細に理解されるように、上で簡潔に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって行われ、その一部は添付の図面に示されている。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、それゆえ、本開示の範囲を限定するとみなすべきではなく、本開示は、他の等しく有効な実施形態を認めうることに留意されたい。
【０００９】
【図１】一態様による、滑らかな疎氷性コーティングがその上に配置された表面を製造するための方法の流れ図である。
【図２】一態様による、ロボットスプレーである。
【図３】一態様による、真空バッグ装置の透視図である。
【００１０】
理解を促すために、可能であれば、図に共通する同一の要素を示すために、同一の参照番号が用いられる。ある態様の要素及び特徴は、さらなる詳述なく別の態様に有利に取り込まれうると考えられる。
【００１１】
〔詳細な説明〕
本開示は、表面上に接着促進剤を適用すること；接着促進剤上に有機材料を適用すること；及び有機材料上にフルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒の混合物を適用することを含む、フルオロポリマーコートされた金属を形成するための方法を提供する。本開示の方法は、非平坦な表面、例えば非平坦な金属表面などに、改善された雨及び砂の侵食耐性を有する、滑らかな疎氷性コーティングを提供する。
【００１２】
翼の表面準備
図１は、滑らかな疎氷性コーティングがその上に配置された表面を製造するための方法（１００）である。少なくとも一態様において、図１に示したように、表面、例えば構成要素の表面などは、研磨及び／又は溶媒で洗浄されうる（ブロック１０２）。構成要素はビークル、例えば風力タービン、衛星、又は自動車、電車、ボートなどの一部でありうる。ビークル構成要素は、例えば航空機の着陸ギア、パネル又はジョイントなどの構造的構成要素などの、ビークルの構成要素である。ビークル構成要素の例は、翼（動翼など）、補助電源ユニット、航空機のノーズ、燃料タンク、テイルコーン、パネル、２つ以上のパネルの間のコートされたラップジョイント、翼から胴体のアセンブリ、構造的航空機複合材、胴体本体ジョイント、翼リブから外板のジョイント、及び／又は他の内部構成要素を含む。少なくとも一態様において、表面は研磨パッドで研磨され、露出面を提供する。例えば、酸化アルミニウムを除去し、元素のアルミニウム表面を露出させるために、アルミニウム表面は研磨される。少なくとも一態様において、研磨パッドは、約１００から約１０００のグリット表面、例えば約４００グリットから約５００グリットなどを有する。適切な研磨パッドは、３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なスコッチブライト（商標）研磨パッドを含む。研磨された表面は、放たれた表面材料又は破片を除去するために石鹸及び水を用いてこすって洗浄されうる。洗浄後、表面（ビークル構成要素の表面など）は、洗剤を含むアルカリ溶液に導入されうる。追加的に又は代替的に、洗剤を含むアルカリ溶液は表面に噴霧されうる。アルカリ溶液は、水酸化ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム又は炭酸ナトリウムでありうる。洗剤は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙから入手可能なＭｉｃｒｏ−９０（登録商標）洗剤（界面活性剤及びキレート剤を含む）でありうる。洗剤を含むアルカリ溶液のｐＨは、約７から約１２、例えば約９などでありうる。洗剤を有するアルカリ溶液に存在する表面（ビークル構成要素の表面など）は、約１分間から約１時間、例えば約２０分間など、超音波処理されうる。洗剤を有するアルカリ溶液は表面の酸化の追加的除去を提供する。表面（ビークル構成要素の表面など）はその後、溶液から除去され、水で洗浄され、アセトン浴に導入されうる。アセトン浴に存在する表面は、約１分間から約１時間、例えば約２０分間など、超音波処理されうる。表面はアセトン浴から除去され、乾燥される。表面は、窒素又はアルゴンなどの不活性雰囲気下で、さらなる使用まで貯蔵されうる。
【００１３】
フルオロポリマーは、研磨された表面に直接（例えば、以下に記載した方法で）適用されうるか、研磨された表面は、以下に記載したような、さらなる表面準備を受けうる。
【００１４】
噴霧適用のための表面準備
少なくとも一態様において、図１に示したように、表面への有機材料の結合を強化するために、金属接着促進剤は表面（ブロック１０４）に適用される。少なくとも一態様において、方法は、酢酸、ジルコニウム  テトラ−ｎ−プロポキシド、及び（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランの反応生成物である接着促進剤を適用することを含む。接着促進剤は、例えば３Ｍ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｒｅ−Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ＡＣ−１３１  ＣＢなどのＢｏｅｇｅｌ（登録商標）でありうる。３％ＡＣ−１３１キットが３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから得られうる。接着促進剤は表面上の層でありうる。３％ＡＣ−１３１は非クロム酸塩の変換コーティングであり、典型的にアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、マグネシウム、及びチタン合金上に配置される。ＡＣ−１３１は、氷酢酸（ＧＡＡ）、ジルコニウム  テトラ−ｎ−プロポキシド（ＴＰＯＺ）の水性混合物であるパートＡ、（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン（ＧＴＭＳ）であるパートＢを有する。２つの構成要素は一緒に混合され（パートＡ＋パートＢ）、混合物中のシリコーン対ジルコニウムのモル比は２．７７：１である。パートＡ中の酢酸対ＴＰＯＺのモル比は０．４５：１である。測定された体積のＧＡＡ及びＴＰＯＺは、約１０分間激しく混合され、その後ＡＣ−１３１キットからパートＡに加えられうる。予め混合されたパートＡ溶液はその後、ＡＣ−１３１キットから測定された体積のパートＢ溶液に加えられ、３０分間の誘導期間が続きうる。この溶液はその後、噴霧、浸漬、ブラッシング、及び／又はワイピングによって表面（ビークル構成要素の表面など）に配置される。例えば、適切な噴霧の形は、スプレーガン、高体積低圧スプレーガン、及び／又はハンドポンプスプレーを用いる噴霧を含む。溶液はその後ゾルゲルを形成するために（室温又は高温で）硬化される。少なくとも一態様において、硬化温度は、約１０℃から約１５０℃、例えば約２０℃から約１００℃、約３０℃から約７０℃、約４０℃から約５０℃などである。硬化は約１５分から約７２時間の期間で実行されうる。接着促進剤層は、約０．５ミルから約５ミル、例えば約１ミルから約２ミルなどの厚さを有しうる。
【００１５】
少なくとも一態様において、図１に示したように、有機材料は接着促進剤上に堆積される（ブロック１０６）。有機材料は接着促進剤上の層でありうる。有機材料は、例えばエポキシ、ポリウレタンなどのプライマー、例えばエポキシ又はウレタンプライマーなどのプライマー材料又は繊維強化プラスチックを含みうる。堆積は、ゾルゲルを有機材料で、塗装、噴霧、浸漬、接触、粘着、及び／又は結合して有機材料層を形成することを含みうる。有機材料層は、約０．５ミルから約５ミル、例えば約１ミルから約２ミルなどの厚さを有しうる。
【００１６】
フルオロポリマーの噴霧適用
少なくとも一態様において、図１に示したように、フルオロポリマーは粘着促進剤層上又は有機材料層又は表面（例えば、金属表面）に堆積される（ブロック１０８）。フルオロポリマーは、フルオロアクリレート、フルオロシリコーンアクリレート、フルオロウレタン、ペルフルオロポリエーテル、ペルフルオロポリオキセタン、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、及びペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）を含む。フルオロエタンは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレンポリマー（ＦＥＰ）（ヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンのコポリマーである）、及びエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を含む。
【００１７】
表面（ビークル構成要素の表面など）は、噴霧の間に構成要素の２つ以上の側面に容易なアクセスを許すように、（例えばクランプ又はリングなどによって）吊るされうる。
【００１８】
フルオロポリマーは、フラン溶媒又はフッ素化溶媒の一方又は両方に溶解される。典型的に、フルオロポリマーのフッ素原子の量が理由で、従来の噴霧及び結合堆積技術は、フルオロポリマーとの溶媒不適合により使用できない。フラン溶媒又はフッ素化溶媒は、フルオロポリマーの溶解（及び流動性）に十分は極性及び噴霧適用の使用にとって十分に低い揮発性（すなわち、十分に高い沸点）を提供することが発見された。加えて、フラン溶媒又はフッ素化溶媒の沸点は、フルオロポリマー層の滑らかでコンフォーマルな表面を提供することができる最小のボイド形成で、フルオロポリマー層から容易に除去されるのに十分低い。少なくとも一態様において、溶媒は、約４０℃から約２００℃、例えば約５０℃から約１００℃、約６０℃から約９０℃などの沸点を有する。
【００１９】
少なくとも一態様において、フッ素化溶媒は、式（Ｉ）：
Ｒ１-（ＣＦ２）ｎ-Ｒ２        （Ｉ）
［式中、ｎは約１から約２５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立して、−ＣＦ３、水素、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アミノアリール、アリールオキシ、アルキル、アリール、約１から約２５の炭素を有するカルボン酸基、カルボニル、ケトン、アルデヒド、及び−ＣＦ３（ＣＦ２）ｑ（ＣＨ２）ｐ［式中、ｑは約０から約２５の整数であり、ｐは約１から約２５の整数である］である］
によって表されるものであって、フッ素化溶媒は約４０℃から約２００℃の沸点を有する。本開示のフルオロポリマーとは異なり、大部分の化合物は、フッ素化溶媒に可溶性ではない。例えば、多くの有機分子及び多くの非フッ素化又は部分的にフッ素化された化合物は、フッ素化溶媒に可溶性ではない。
【００２０】
少なくとも一態様において、フラン溶媒は、式（ＩＩａ）又は（ＩＩｂ）
2019108522.tif 000003
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アミノアリール、アリールオキシ、アルキル、アリール、約１から約２５の炭素を有するカルボン酸基、カルボニル、及びアルキルケトンカルボニルである］
によって表されるものであって、フラン溶媒は約４０℃から約２００℃の沸点を有する。
【００２１】
比較的に、メチルエチルケトンはフルオロポリマーに溶解しない。さらに、フルオロポリマーは、例えばクロロホルム及びジクロロメタンなどの塩素化溶媒に限定された溶解性を有する。これらの溶媒は十分に極性ではなく、フルオロポリマーを分散させることができないからである。加えて、例えばジクロロメタンなどの大部分の塩素化溶媒の揮発性は、噴霧適用にとって高すぎる。
【００２２】
混合物は、エポキシ、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリエーテル、カルバマート（例えばポリウレタンなど）、及びポリシロキサンなどの１種以上の追加のポリマーをさらに含みうる。ポリウレタンは、例えば、それらの両方が溶媒光沢クリアコートである、ＰＰＧ  Ａｅｒｏｓｐａｃｅ  ｏｆ  Ｓｙｌｍａｒ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａから入手可能なＤＥＳＯＴＨＡＮＥ（登録商標）ＨＳ  ＣＡ８８００／Ｂ９００及びＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  Ａｅｒｏｓｐａｃｅ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  ｉｎ  Ｗａｕｋｅｇａｎ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓから入手可能なＥＣＬＩＰＳＥ（登録商標）（ＥＣＬ−Ｇ−７）を含みうる。
【００２３】
本開示のフルオロポリマー及び溶媒の混合物は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５−１７ａで決定される２５℃で約０．０００４６Ｐａ＊ｓから約１Ｐａ＊ｓ、例えばＡＳＴＭ  Ｄ４４５−１７ａで決定される２５℃で約０．００１Ｐａ＊ｓから約０．８Ｐａ＊ｓなどの粘度を有する。本開示のフルオロポリマー及び溶媒の混合物は、非平坦な表面、例えば非平坦な金属表面などに、コンフォーマルにコートするために（例えば、ビークル構成要素の曲面上へのコンフォーマル堆積）、十分に高い粘度、例えば０．０００４６Ｐａ＊ｓ又はそれより大きい粘度を提供しうる。コンフォーマルコーティングは表面全体にわたって実質的に均一な厚さを有する。
【００２４】
フルオロポリマーが、フラン溶媒又はフッ素化溶媒の一方又は両方に溶解された後に、フルオロポリマー溶液は、適切な噴霧装置、例えばエアーブラシなどを用いて粘着促進剤層又は有機材料層の上に噴霧される。少なくとも一態様において、噴霧の間、噴霧装置のノズルは、接着促進剤層又は有機材料層の表面から、表面のコントロールされた位置で噴霧を供給するために十分に近い距離である、約０．５インチから約３０インチ、例えば約２ンチから約１０インチ、約４ンチから約８インチなどの距離に離される。少なくとも一態様において、フルオロポリマー溶液は、接着促進剤層又は有機材料層の上に、約７ｐｓｉから約２４ｐｓｉ、例えば約１２ｐｓｉから約１８ｐｓｉなどの圧力で噴霧される。他のスプレー／圧力のオプションは：約１０ｐｓｉから約６０ｐｓｉのＨＶＬＰ／ＬＶＬＰ；約２０ｐｓｉから約５０ｐｓｉのエアーブラシ；約５００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉの油圧スプレー；約１００ｐｓｉから約１０００ｐｓｉのロボットスプレーを含みうる。
【００２５】
噴霧装置のノズルは、接着促進剤層又は有機材料層の表面に平行に動かされる。接着促進剤層又は有機材料層の表面に平行なノズルの２つの完全な動き（「往復」）は、１つの「パス」として言及される。１つのパスは、表面上に、約０．５ミルから約２ミル、例えば約０．８ミルから約１．２ミル、約１ミルなどの厚さでフルオロポリマー溶液を堆積させうる。１つのパスから次のパスの時間は、約０．１分から約３０分、例えば約０．５分から約５分、約１分から約２分などでありうる。パスの間の提供時間は、個別のパスによって堆積された層からの溶媒除去を促進させる。この層ごとの噴霧アプローチは、ボイドを作る１つの厚い層から溶媒を蒸発させる代わりに、溶媒が各層から蒸発することを許す。いくつかのパスの後、フルオロポリマー層は、約２ミルから約２０ミル、例えば約５ミルから約１５ミル、約８ミルから約１２ミルなどの厚さを有して形成される。フルオロポリマー層は室温で、少なくとも約１０時間、例えば少なくとも約１５時間、少なくとも約１６時間などで硬化されうる。あるいは、硬化はフルオロポリマー層を、約２０℃から約１００℃、例えば約３０℃から約９０℃、約４０℃から約８０℃などの温度で加熱することによって促進されうる。硬化は約１５分から約５時間、例えば約４時間などで実行されうる。少なくとも一態様において、本開示のフルオロポリマー層は、層の全体積に基づいて水銀圧入により決定される、約２０％から約７０％、例えば約４０％から約６０％、約４５％から約５５％などの平均空隙率を有し、フルオロポリマー層の滑らかな、コンフォーマルな表面を提供しうる。少なくとも一態様において、本開示のフルオロポリマー層は、水銀圧入試験（ＡＳＴＭ  Ｄ４２８４−１２）によって決定される、ｃｍ３あたり約１０１１から約１０１３ボイド、例えばｃｍ３あたり約２×１０１１から約８×１０１２ボイドなどの平均ボイド密度を有し、フルオロポリマー層の滑らかな、コンフォーマルな表面を提供しうる。少なくとも一態様において、本開示のフルオロポリマー層は、ＡＳＴＭ  Ｄ７１２７−０５（ポータブルスタイラス器具を用いた研磨ブラスト洗浄金属表面の表面粗さの測定の標準的な試験法）によって決定される、約１００マイクロインチ未満、例えば約９０マイクロインチ未満、約８０マイクロインチ未満、約７０マイクロインチ未満、約５マイクロインチから約１００マイクロインチ、約２０マイクロインチから約８０マイクロインチなどの表面粗さを有する。本開示の滑らかなフルオロポリマー層は、フルオロポリマー層上での安定した水の層流を提供しうる。
【００２６】
少なくとも一態様において、第２のフルオロポリマー層は、第１のフルオロポリマー層と類似又は同じ方法で、第１のフルオロポリマー層上に堆積される。フルオロポリマー溶液は、適切な噴霧装置、例えばエアーブラシなどを用いて第１のフルオロポリマー層上に噴霧される。噴霧の間、噴霧装置のノズルは、第１のフルオロポリマー層の表面から、約０．５インチから約３０インチ、例えば約２ンチから約１０インチ、約４ンチから約８インチなどの距離に離される。フルオロポリマー溶液は、第１のフルオロポリマー層上に、約７ｐｓｉから約２４ｐｓｉ、例えば約１２ｐｓｉから約１８ｐｓｉの圧力で噴霧される。他のスプレー／圧力のオプションは：約１０ｐｓｉから約６０ｐｓｉのＨＶＬＰ／ＬＶＬＰ；約２０ｐｓｉから約５０ｐｓｉのエアーブラシ；約５００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉの油圧スプレー；約１００ｐｓｉから約１０００ｐｓｉのロボットスプレーを含みうる。噴霧装置のノズルは、第１のフルオロポリマー層の表面に平行に動かされる。１つのパスは、表面上に、約０．５ミルから約２ミル、例えば約０．８ミルから約１．２ミル、約１ミルなどの厚さでフルオロポリマー溶液を堆積させうる。１つのパスから次のパスの時間は、約０．１分から約３０分、例えば約０．５分から約５分、約１分から約２分などでありうる。パスの間の提供時間は、個別のパスによって堆積された層からの溶媒除去を促進させる。この層ごとの噴霧アプローチは、ボイドを作る１つの厚い層から溶媒を蒸発させる代わりに、溶媒が各層から蒸発することを許す。いくつかのパスの後、第２のフルオロポリマー層は、約２ミルから約２０ミル、例えば約５ミルから約１５ミル、約８ミルから約１２ミルなどの厚さを有して形成される。第２のフルオロポリマー層は室温で、少なくとも約１０時間、例えば少なくとも約１５時間、少なくとも約１６時間などで硬化されうる。あるいは、硬化はフルオロポリマー層を、約２０℃から約１００℃、例えば約３０℃から約９０℃、約４０℃から約８０℃などの温度で加熱することによって促進されうる。硬化は約１５分から約５時間、例えば約４時間などで実行されうる。
【００２７】
少なくとも一態様において、第１のフルオロポリマー層、第２のフルオロポリマー層、接着促進剤、及び／又は有機材料を堆積させるための噴霧装置はロボットスプレーである。図２はロボットスプレーである。図２に示したように、材料（例えばフルオロポリマーと溶媒の混合物など）は、使い捨てのポリエチレンライナーを用いて圧力ポット（２０１）に充填される。蓋（２０２）が取り付けられて気密で締められる。流体送達ホース（２０３）は、圧力ポットの内側のピックアップチューブ（２０４）に連結される。ポットを加圧してピックアップチューブ及びラインに材料を押し込むために、圧力調整された窒素又は乾燥空気がライン（２０５）を通じて注入される。圧力ポットは、過度の加圧を防止して材料の除去又は追加のためにポットから圧力をブリードするために、圧力リリーフバルブを有する。送達される流体の圧力をコントロールするために、調整器がガン（２０６）の近くに置かれる。ガンでの流体圧力のコントロールは、ガンのスプレーノズルを通る体積流量をコントロールする。ガンの近くへの調整器の取り付けは、ホースの長さ、ホースの直径又はロボットアームの高さからの圧力低下の影響を除去する。流量をコントロールするために、ノズルコントロールも必要である。ノズルオリフィス内のわずかな製造ばらつきは、異なる液体流量をもたらしうる。一定で繰り返し可能なノズルを通る体積流量を与えるために、ノズルコントロール及びガンでの圧力調整は一緒に働く。ノズルからの一定の噴霧分散を与えるために、ライン（２０７）を通るエアーアシスト噴霧圧力も調整及びコントロールされる。
【００２８】
ロボット（２０８）はガンを運び、非平坦な表面（２０９）から一定のオフセット及びコントロールされた速度を有して、構成要素の表面を横切るようにプログラムされている。ノズルからの噴霧は典型的に平坦なファンのパターンを有する。噴霧材料の大部分は、ファンの縁に送達される量を漸減させて、ファンの中心に堆積される。スプレーファンにおけるこの不均一な分布を補うために、ロボットは分布を均一にするために隣接したパスを重ねるようにプログラムされる。典型的なパスインデクシングは１／４ファン幅である。
【００２９】
少なくとも一態様において、図１に示したように、方法（１００）は、表面上にフルオロポリマーを堆積させる前、間、及び／又は後に、表面（ビークル構成要素の表面など）を加熱することを含む（ブロック１１０）。例えば、表面上にフルオロポリマーを堆積させる間に表面を加熱することは、ビークル構成要素の曲がった（非平坦な）表面にコンフォーマルな堆積を提供する、ｉｎ−ｓｉｔｕ溶媒除去及びフルオロポリマーと溶媒を含む混合物の増加した粘度を提供しうる。表面上にフルオロポリマーを堆積させる間に表面を加熱することは、溶媒が除去されるので、トラップされた溶媒によって引き起こされるボイドを減少又は除去して、全体的により厚いコーティング（例えば、１０ミルから２０ミル）を達成するために、フルオロポリマーの追加の均一な層を提供しうる。表面上にフルオロポリマーを堆積させる間に表面を加熱することは、室温で硬化された層と比較してより滑らかな層をさらに提供する。コンフォーマルコーティングは表面にわたって実質的に均一な厚さを有する。加熱の間、表面（ビークル構成要素の表面など）は、表面に接触する適切な熱電対、例えばタイプＫ又はタイプＪ熱電対などによって決定される、約３０℃から約７０℃、例えば約４５℃から約５５℃などの温度を有しうる。表面を加熱することは、表面の光曝露（例えば、紫外光）を用いて実行されうる。光は赤外線（ＩＲ）又は紫外線（ＵＶ）でありうる。表面の光への曝露（及び加熱）は、３６５ｎｍで最大エミッタンスを有するＨ＋電球付きのＦＵＳＩＯＮ  ＵＶ硬化ユニットを用いて実行されうる。少なくとも一態様において、ＵＶ／ＩＲ硬化ユニットの電球は、噴霧装置のノズルからの材料の流れの方向に対して約４５°に指向される。少なくとも一態様において、ＵＶ／ＩＲ硬化ユニットの電球は、表面から、約８インチから約３フィート、例えば約１１ンチから約１．５フィートなどの距離に離される。ＩＲ硬化ユニットは、例えば、改善された雨及び砂の侵食に対する耐久性を提供する、そうでなければより波打った効果を有したであろうコーティングの滑らかな表面テクスチャを提供する。
【００３０】
自立フィルムを形成すること
少なくとも一態様において、図１に示したように、方法（１００）は、自立フルオロポリマーフィルムを形成することを含む（ブロック１１２）。フルオロポリマーとフラン溶媒又はフッ素化溶媒の一方又は両方の混合物は、上に記載したように、マイラーシート、例えばシラン処理されたマイラーなどの上に、適切な噴霧装置、例えばエアーブラシなどを用いて噴霧される。少なくとも一態様において、噴霧の間、噴霧装置のノズルは、マイラーシートの表面から、約０．５インチから約３０インチ、例えば約２ンチから約１０インチ、約４ンチから約８インチなどの距離に離される。少なくとも一態様において、フルオロポリマー溶液は、マイラーシートの上に、約７ｐｓｉから約２４ｐｓｉ、例えば約１２ｐｓｉから約１８ｐｓｉなどの圧力で噴霧される。他のスプレー／圧力のオプションは：約１０ｐｓｉから約６０ｐｓｉのＨＶＬＰ／ＬＶＬＰ；約２０ｐｓｉから約５０ｐｓｉのエアーブラシ；約５００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉの油圧スプレー；約１００ｐｓｉから約１０００ｐｓｉのロボットスプレーを含みうる。噴霧装置のノズルは、マイラーシートの表面に平行に動かされる。マイラーシートの表面に平行なノズルの２つの完全な動き（「往復」）は、１つの「パス」として言及される。１つのパスは、表面上に、約０．５ミルから約２ミル、例えば約０．８ミルから約１．２ミル、約１ミルなどの厚さでフルオロポリマー溶液を堆積させうる。１つのパスから次のパスの時間は、約０．１分から約３０分、例えば約０．５分から約５分、約１分から約２分などでありうる。パスの間の提供時間は、個別のパスによって堆積された層からの溶媒除去を促進させる。この層ごとの噴霧アプローチは、ボイドを作る１つの厚い層から溶媒を蒸発させる代わりに、溶媒が各層から蒸発することを許す。いくつかのパスの後、フルオロポリマー層は、約２ミルから約２０ミル、例えば約５ミルから約１５ミル、約８ミルから約１２ミルなどの厚さを有して形成される。フルオロポリマー層は室温で、少なくとも約１０時間、例えば少なくとも約１５時間、少なくとも約１６時間などで硬化されうる。あるいは、硬化はフルオロポリマー層を、約２０℃から約１００℃、例えば約３０℃から約９０℃、約４０℃から約８０℃などの温度で加熱することによって促進されうる。硬化は約１５分から約５時間、例えば約４時間などで実行されうる。
【００３１】
少なくとも一態様において、第２のフルオロポリマー層は、自立フィルムを形成するために、第１のフルオロポリマー層と類似又は同じ方法で、第１のフルオロポリマー層上に堆積される。フルオロポリマー溶液は、適切な噴霧装置、例えばエアーブラシなどを用いて第１のフルオロポリマー層上に噴霧される。少なくとも一態様において、噴霧の間、噴霧装置のノズルは、第１のフルオロポリマー層の表面から、約０．５インチから約３０インチ、例えば約２ンチから約１０インチ、約４ンチから約８インチなどの距離に離される。少なくとも一態様において、フルオロポリマー溶液は、第１のフルオロポリマー層上に、約７ｐｓｉから約２４ｐｓｉ、例えば約１２ｐｓｉから約１８ｐｓｉなどの圧力で噴霧される。他のスプレー／圧力のオプションは：約１０ｐｓｉから約６０ｐｓｉのＨＶＬＰ／ＬＶＬＰ；約２０ｐｓｉから約５０ｐｓｉのエアーブラシ；約５００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉの油圧スプレー；約１００ｐｓｉから約１０００ｐｓｉのロボットスプレーを含みうる。噴霧装置のノズルは、第１のフルオロポリマー層の表面に平行に動かされる。１つのパスは、表面上に、約０．５ミルから約２ミル、例えば約０．８ミルから約１．２ミル、約１ミルなどの厚さでフルオロポリマー溶液を堆積させうる。１つのパスから次のパスの時間は、約０．１分から約３０分、例えば約０．５分から約５分、約１分から約２分などでありうる。いくつかのパスの後、第２のフルオロポリマー層は、約２ミルから約２０ミル、例えば約５ミルから約１５ミル、約８ミルから約１２ミルなどの厚さを有して形成される。第２のフルオロポリマー層は室温で、少なくとも約１０時間、例えば少なくとも約１５時間、少なくとも約１６時間などで硬化されうる。あるいは、硬化はフルオロポリマー層を、約２０℃から約１００℃、例えば約３０℃から約９０℃、約４０℃から約８０℃などの温度で加熱することによって促進されうる。硬化は約１５分から約５時間、例えば約４時間などで実行されうる。
【００３２】
自立フィルムは、約９０℃から約１５０℃、例えば約１００℃などでホットプレスされうる。少なくとも一態様において、２つのプラテンは所望の温度（例えば、１００℃）に加熱される。自立フィルムは２つのリリース層（例えば、シラン処理されたマイラー）の間に置かれて、ホットプラテンの間に置かれる。ホットプラテンはその後、フィルムに圧力と熱を提供しながら閉じられる。熱可塑性物質が流れ、フィルムの厚さはシムの使用でコントロールされうる。プラテンはその後、圧力が除去される前に冷却される。ホットプレスのために選択される温度は、熱可塑性又はポリマーのフィルムに依存する。少なくとも一態様において、プラテンの温度は、ポリマーのＴｇ（ガラス転移温度）より高いが、分解温度より低い。
【００３３】
フルオロポリマーコートされた表面への自立フィルムの結合
少なくとも一態様において、図１に示したように、方法（１００）は、自立フィルムをフルオロポリマーコートされた表面に結合することを含む（ブロック１１４）。接着剤は、自立フィルムの露出した（例えば、外側の）フルオロポリマー表面又はフルオロポリマーコートされた構成要素の露出した（例えば、外側の）フルオロポリマー表面の一方又は両方に適用されうる。接着剤と適用された表面の間の空気含量を減少又は除去するために、接着剤は、自立フィルムのフルオロポリマー表面又はフルオロポリマーコートされた構成要素のフルオロポリマー表面の一方又は両方の上に圧力でプレスされうる。接着剤は、適切な接着剤、例えばエポキシなど、例えば３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから得られるＡＦ１６３−２Ｋを含む。接着剤が自立フィルムのフルオロポリマー表面に適用される場合、接着剤の反対面にある保護ライナーはその後除去され、フルオロポリマーコートされた構成要素のフルオロポリマー表面の上に置かれ、その後フルオロポリマーコートされた構成要素のフルオロポリマー表面の上に圧力でプレスされる。接着剤がフルオロポリマーコートされた構成要素のフルオロポリマー表面に適用される場合、接着剤の反対面にある保護ライナーはその後除去され、自立フィルムのフルオロポリマー表面の上に置かれ、その後自立フィルムのフルオロポリマー表面の上に圧力でプレスされる。
【００３４】
全体（プレスされた）アセンブリはその後真空バッグ内でシールされる。図３は真空バッグ装置（３００）の透視図である。図３に示すように、真空シール（３０４）に連結された真空ホース（３０２）を含む。真空シール（３０４）は真空バッグ（３０６）に連結される。真空バッグ（３０６）は、金属プレート（３０８）及び位置（３１０ａ）及び（３１０ｂ）で示される２つのアセンブリの上に配置される。金属プレート（３０８）は改善した真空効率を提供する。金属プレートは平坦な金属プレートであり、アルミニウム又はステンレス鋼を含みうる。真空バッグに結合された金属プレートがなければ、真空バッグは、アセンブリの周りを自由に包み、バッグ内にボイド及び／又はクリース（それらは、クリース及び／又はプリーツの位置に依存して、アセンブリ上のコーティングテクスチャに影響を与えうる）を作ることが発見された。
【００３５】
真空は、アセンブリのフルオロポリマーコートされた金属への自立フィルムとの接触を確実にするバッグ（３０６）に適用される。真空バギング工程の間のバッグ（３０６）内の圧力は、約１ｐｓｉから約２０ｐｓｉ、例えば約７ｐｓｉから約１０ｐｓｉなどでありうる。空気が、自立フィルムとアセンブリのフルオロポリマーコートされた金属との間の結合ラインから実質的に又は完全に除去されると、バギングされたアセンブリは（プレスされたアセンブリの）接着剤を硬化させるためにオーブンに移される。オーブンの温度は、約１００ｏＦから約３００ｏＦ、例えば約１５０ｏＦから約２５０ｏＦ、２１０ｏＦなどでありうる。温度傾斜率は約１ｏＦ／分から約２０ｏＦ／分、例えば約２ｏＦ／分などでありうる。硬化は約１５分から約５時間、例えば約３時間などで実行されうる。硬化の後、過剰なフィルム（存在する場合）は、構成要素の縁から刈り込まれる。真空バッグは、真空バッグ内に配置される、１種以上のブリーザ材料、例えば多孔質綿材料などを含有しうる。ブリーザ材料はアセンブリ表面への真空の接続を提供する。
【００３６】
真空バギング手順の後、アセンブリは、約５ミルから約８０ミルの厚さ、層の全体積に基づいて約２０％から約７０％の平均空隙率、及び水銀圧入試験（ＡＳＴＭ  Ｄ４２８４−１２）によって決定される、ｃｍ３あたり約１０１１から約１０１３ボイドのボイド密度を有するフルオロポリマー層を有しうる。少なくとも一態様において、本開示のフルオロポリマー層は、ＡＳＴＭ  Ｄ７１２７−０５（ポータブルスタイラス器具を用いた研磨ブラスト洗浄金属表面の表面粗さの測定の標準的な試験法）によって決定される、約１００マイクロインチ未満、例えば約９０マイクロインチ未満、約８０マイクロインチ未満、約７０マイクロインチ未満、約５マイクロインチから約１００マイクロインチ、約２０マイクロインチから約８０マイクロインチなどの表面粗さを有する。本開示の滑らかなフルオロポリマー層は、フルオロポリマー層上での安定した水の層流を提供しうる。
【００３７】
コーティング挙動を改善するための添加剤
塗料及びコーティングに添加剤を加えることは業界の常識であるが、コーティングの防氷性能を保持することは重要である。より滑らかな仕上げ、コートされた表面のより良好なぬれ、環境影響並びに水分、熱、及びＵＶ曝露などの条件への抵抗性をもたらすために使用されうる。これらの添加剤のいくつかは、技術の不適合な化学組成物の微細構造を変えうるコーティング組成物の表面エネルギーを変更することによって働く。不適合な化学の微細構造及び層分離は、高い防氷性能を有するために重要であり、大幅に変更すべきでない。これらの添加剤は、氷が、凍結の遅延や氷の付着にも影響しうるコーティングの表面とどのように相互作用するかも変えうる、コーティングの表面に移動してもよい。
【００３８】
コーティング技術における構成要素の化学的性質は、環境からの水分を容易に吸収し、コーティングの早期硬化及び二酸化炭素の生成をもたらす可能性がある。この問題を軽減するため、水分捕捉剤（例えばＩｎｃｏｚｏｌ−２などのオキサゾリジン）を、フルオロポリマーと本開示の溶媒の混合物に加えうる。表面ぬれ及び構成要素上のコーティングの展延を改善するため、ぬれ剤（例えば、顔料親和性基を有する高分子量ブロックコポリマーであるＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６６などのブロックコポリマー）及び／又は消泡剤（例えばシリコーン不含消泡剤である、ＢＹＫ−０５１Ｎ）が、フルオロポリマーと本開示の溶媒の混合物に含まれうる。これらの添加剤は粒子ではないが、小分子添加剤である。それらは水分捕捉剤であるか、又はボイド形成を減少させる。より少ないボイド量は、フィルムの完全性／強度を促進する。ボイドは顕微鏡検査を用いて巨視的に観察されうる。
【００３９】
本開示の添加剤は、適切な水分捕捉剤、ぬれ剤、及び／又は消泡剤を含む。水分捕捉剤は、イソホロンジイソシアナート（ＩＰＤＩ）及びオキサゾリジン（例えば４−エチル−２−メチル−２−（３−メチルブチル）−１，３−オキサゾリジンなど）を含みうる。ぬれ剤は、ポリアミド、長鎖脂肪酸部分を有するポリアミド、及びｐ−ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＤＢＳＡ）を含みうる。消泡剤は、ポリ（ジメチルシロキサン）液、ポリ（オクチルアクリレート）、ＳｉＯ２、ポリエーテル末端基を有するシロキサン、及びトリポリリン酸カリウムを含みうる。
【００４０】
本開示のフルオロポリマーコーティングの処理の強化により、これらの添加剤の量は、従来の堆積、硬化、及び真空バギングの方法論を使用して準備されたフルオロポリマーコーティングと比較して、本開示のコーティングから減少又は除去することができた。少なくとも一態様において、本開示のフルオロポリマー層は、従来の防氷層の高い添加剤含量と比較して製造時間及び費用を抑え；フルオロポリマー表面での添加剤の蓄積を減少させる又は防ぐのに十分に低い、約１重量％未満、例えば約０．５重量％未満などの添加剤含量を有する。
【実施例】
【００４１】
以下の実施例において、アルミニウム動翼が使用された（「翼」と称する）。
【００４２】
実施例１
翼の表面準備：３Ｍ  Ｓｃｏｔｃｈ−Ｂｒｉｔｅ（商標）４００−５００グリットを用いて、翼の表面を均一に傷つけ、その下のアルミニウムを露出させた。翼は放たれた表面材料又は残された破片を除去するために石鹸及び水を用いてこすって洗浄された。リンスした後、見本は、Ｍｉｃｒｏ９０洗剤を含む温アルカリ水で満たしたビーカー中に置かれ、２０分間超音波浴に置かれた。見本は、石鹸を除去するために完全にリンスされ、アセトン入りビーカーに置かれ、２０分間超音波浴に置かれた。さらなる使用まで窒素（Ｎ２）で満たされたキャビネット中に置かれる前に、翼は乾燥された。
【００４３】
噴霧適用のための表面準備：翼の表面準備の次の工程は、アルミニウム表面への有機材料の結合を強化するための金属接着促進剤の追加であった（３Ｍ  表面前処理  ＡＣ−１３１  ＣＢ）。製造者の指示に従って、促進剤は準備され、翼の表面全体の１つのパスを噴霧する前に、最低導入時間の３０分間は置くことが許された。ＡＣ−１３１が乾燥されると（適用後、最低１５分で７２時間以内）、開始剤は翼に適用された。製造者の指示に従って、ＣＡ７５０２開始剤は準備され、１時間の導入時間が許された。その後すぐに、翼の表面全体の軽いコート（１から２ミルの厚さ）として、開始剤が噴霧された。
【００４４】
翼の準備：フルオロポリマーはプラスチック容器中でテトラヒドロフランに溶解された。溶液はボルテックスされ、ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミキサー中に２３００ｒｐｍで１５秒間置かれた。溶液は、底部供給Ｉｗａｔａエアーブラシに特有のガラス瓶に移された。この噴霧適用のために、中程度から大量の塗料を処理する能力のため、０．５ｍｍニードル／ノズルを有するＩｗａｔａ  Ｅｃｌｉｐｓｅ  ＨＰ−ＢＣＳエアーブラシが使用された。エアーブラシはエアーコンプレッサーに４０ｐｓｉの圧力で接続された。噴霧中に見本の両側面への容易なアクセスを許すために、翼は、リングスタンドにしっかりと接続したロッド（最大０．６２５インチのロッド直径）に吊るされた。表面に平行なゆっくりとしたストロークで、翼の各側面は、前縁から始まり後縁まで、４〜８インチの距離から噴霧された。噴霧の重複を最小にして翼の１つの側面を覆うために、３つのパス（右と後ろにほぼ等しいパス）が十分であった。両側面が噴霧されると、前縁は１〜２のパスで覆われた。溶媒は次のラウンドの適用の前に、１〜２分間フラッシュオフすることが許された。各ストロークの速度は、１０ミルの厚さのコーティングを得るのに必要なラウンドの量を決定する（平均８〜１２ラウンド）であろう。目標厚さに達すると、硬化と溶媒蒸発を許すために、翼は、周囲条件で最低１６時間置くことが許された。１６時間後に、同じプロトコールに従って、第２の１０ミルコートが適用された。再び、見本は８０℃４時間での最終硬化の前に置くことが許された。このフルオロポリマー混合物について、１０ミルよりも厚いコートを噴霧することはフィルム内に泡及び凝集破壊をもたらすことが発見された。
【００４５】
自立フィルム：フルオロポリマーはプラスチック容器中でテトラヒドロフランに溶解された。溶液はボルテックスされ、ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミキサー中に２３００ｒｐｍで１５秒間置かれた。溶液は、底部供給Ｉｗａｔａエアーブラシに特有のガラス瓶に注がれた。この噴霧適用のために、中程度から大量の塗料を処理する能力のため、０．５ｍｍニードル／ノズルを有するＩｗａｔａ  Ｅｃｌｉｐｓｅ  ＨＰ−ＢＣＳエアーブラシが使用された。フルオロポリマー溶液は、シラン処理されたマイラーのシートに直接噴霧された。エアーブラシはマイラー上の４〜８インチの距離に保持され、表面に平行なストロークで噴霧された。フィルムの全目標厚さは各コートが１０ミル厚さ制限を有する２０ミルであった。第１の１０ミル厚さフィルムは表面に適用され、１６時間乾燥することが許された。次の日、新しいフルオロポリマー溶液が第１のコート上に噴霧され、２０ミルの全厚さを与えた。コーティングは８０℃４時間での最終硬化の前に、１６時間硬化することが許された。自立フィルムはその後厚さを均一にするために１００℃でホットプレスされた。
【００４６】
翼へのフィルムの結合
翼及び自立フィルムの準備に続いて、エポキシフィルム接着剤（ＡＦ１６３−２Ｋ）を用いてそれらは一緒に結合された。翼全体を覆うのに十分なＡＦ１６３−２Ｋの一部がストックロールから切断された。接着剤の露出面は自立フィルムの反対に置かれ、間の空気は確実に除去された。接着剤の反対面にある保護ライナーは除去され、０％コード（前縁）に沿って開始する翼の表面上に配置された。フィルム／接着剤は試料の後縁に向かって表面に沿って徐々にプレスされ、全てのボイドが除去された。接着剤が構成要素の表面に固定されると、アセンブリ全体を真空バッグ内にシールする前に、それはきれいな平坦な表面に転がされた。アセンブリはその後、図３に示す（金属プレートを有する）装置を用いて真空バッグ処理された。真空（７〜１０ｐｓｉ）がバッグに適用され、翼のフィルム表面への密着を確実にした。全空気が結合ラインから除去されると、接着剤を硬化するために、バギングされた試料は２ｏＦ／分の傾斜で２１０ｏＦ３時間に設定されたオーブンに移された。接着剤が硬化した後、過剰なフィルムは試料の縁から刈り込まれた。
【００４７】
真空バギングの新しい手順は、多数の翼準備の経路を同時に提供する。我々は平坦な金属プレートをプロトコールに組み入れ、ブリーザ材料を使用することで、より良好な真空効率を得た。金属プレートがなければ、真空バッグは翼の周りをより自由に包み、バッグ内にボイド及びクリース（それらは、クリース及びプリーツの位置に依存して、翼上のコーティングテクスチャに影響を与える）を作った。
【００４８】
実施例２
コーティング厚さを増加させるための方法：第２の翼は、噴霧工程中の熱の追加を除いて、上に記載したものと類似の方法で準備された。これは、構成要素又はコートされた表面に５５℃までを提供するＩＲランプを用いることで達成された。ＩＲランプはそうでなければよりオレンジピール、波打った効果を示すコーティング技術の滑らかな表面テクスチャをもたらすことを助ける。滑らかな表面テクスチャを有する望みは、雨及び砂の侵食に対する耐久性を改善することである。粗い表面テクスチャ又はコーティング表面上の突起は、砂及び雨が利用するアンカーを提供することによって侵食を加速させる。技術は平坦な表面及び航空宇宙関連の幾何学的形状の両方への改善を示す。ＩＲランプはより速くフラッシュオフさせ、コーティングが乾燥及び硬化することを許す。これは、トラップされた溶媒が逃げることによって引き起こされるボイドなどの負の効果が減少された、全体的により厚いコーティングをもたらすより多くのコートの追加を許す。熱はコーティングが表面を流れて平らにし、滑らかなテクスチャをもたらすことも許す。
【００４９】
さらに、本開示は以下の条項による実施例を含む。
【００５０】
条項１．フルオロポリマーコートされた構成要素を形成するための方法であって、構成要素の表面上に接着促進剤を適用すること；接着促進剤上に有機材料を適用すること；及び有機材料上にフルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒の混合物を適用することを含む方法。
【００５１】
条項２．前記接着促進剤を適用することが、前記構成要素の非平坦な金属表面に前記接着促進剤を適用することを含む、条項１に記載の方法。
【００５２】
条項３．前記接着促進剤を適用することが、１種以上のアルミニウム、ニッケル、鋼、マグネシウム又はチタン合金を含む金属表面に前記接着促進剤を適用することを含む、条項２に記載の方法。
【００５３】
条項４．前記接着促進剤を適用することが、酢酸、ジルコニウム  テトラ−ｎ−プロポキシド、及び（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランの反応生成物である接着促進剤を適用することを含む、条項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【００５４】
条項５．約３０℃から約７０℃の温度で前記接着促進剤を硬化させることをさらに含む、条項４に記載の方法。
【００５５】
条項６．前記接着促進剤上に有機材料を適用することが、１種以上のエポキシ、ポリウレタン又は繊維強化プラスチックである有機材料を適用することを含む、条項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【００５６】
条項７．前記接着促進剤上に有機材料を適用することが、約０．５ミルから約５ミルの厚さ有する層である有機材料を適用すること及び約０．５ミルから約５ミルの厚さを有する層である接着促進剤を適用することを含む、条項６に記載の方法。
【００５７】
条項８．前記フルオロポリマーが、フルオロアクリレート、フルオロシリコーンアクリレート、フルオロウレタン、ペルフルオロポリエーテル、ペルフルオロポリオキセタン、ポリビニリデンフルオライド、及びペルフルオロアルコキシアルカンから選択される、条項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【００５８】
条項９．前記溶媒が、約４０℃から約２００℃の沸点を有するフッ素化溶媒である、条項８に記載の方法。
【００５９】
条項１０．前記フッ素化溶媒が、式（Ｉ）：
Ｒ１-（ＣＦ２）ｎ-Ｒ２        （Ｉ）
［式中、ｎは約１から約２５の整数であり；Ｒ１及びＲ２は、独立して、−ＣＦ３、水素、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アミノアリール、アリールオキシ、アルキル、アリール、約１から約２５の炭素を有するカルボン酸基、アルデヒド、ケトン、及び−ＣＦ３（ＣＦ２）ｑ（ＣＨ２）ｐ［式中、ｑは約０から約２５の整数であり、ｐは約１から約２５の整数である］である］
によって表される、条項９に記載の方法。
【００６０】
条項１１．前記溶媒が、約４０℃から約２００℃の沸点を有するフランである、条項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【００６１】
条項１２．前記フラン溶媒が、式（ＩＩａ）又は（ＩＩｂ）：
2019108522.tif 000004
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、独立して、水素、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アミノアリール、アリールオキシ、アルキル、アリール、約１から約２５の炭素を有するカルボン酸基、アルデヒド及びケトンである］
によって表される、条項１１に記載の方法。
【００６２】
条項１３．前記混合物が、エポキシ、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリエーテル、カルバマート、及びポリシロキサンから選択される、１種以上の追加のポリマーをさらに含む、条項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【００６３】
条項１４．前記混合物が、２５℃で約０．０００４６Ｐａ＊ｓから約１Ｐａ＊ｓの粘度を有する、条項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【００６４】
条項１５．前記混合物を適用することが、前記有機材料層上に約１２ｐｓｉから約１８ｐｓｉの圧力で前記混合物を噴霧することを含む、条項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【００６５】
条項１６．前記混合物を適用することが、前記混合物の複数の層を噴霧して、前記有機材料上に約２ミルから約２０ミルの厚さを有するフルオロポリマー層を形成することを含む、条項１５に記載の方法。
【００６６】
条項１７．前記フルオロポリマー層が、層の全体積に基づいて約２０％から約７０％の平均空隙率を有する、条項１６に記載の方法。
【００６７】
条項１８．前記フルオロポリマー層が、ｃｍ３あたり約１０１１から約１０１３ボイドのボイド密度を有する、条項１６又は１７に記載の方法。
【００６８】
条項１９．前記フルオロポリマー層が、約１重量％未満の添加物含量を有する、条項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【００６９】
条項２０．フルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒とを含む第２の混合物を、第１のフルオロポリマー層上に、第２の混合物の複数の層を噴霧することによって適用して、約２ミルから約２０ミルの厚さを有する第２のフルオロポリマー層を形成することをさらに含む、条項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【００７０】
条項２１．前記有機材料上に前記混合物を適用する間、前記金属表面を約４５℃から約５５℃に加熱することをさらに含む、条項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【００７１】
条項２２．フルオロポリマーと、フラン又はフッ素化溶媒から選択される溶媒とを含む第２の混合物を、マイラーシート上に適用することによって、自立フィルムを形成することをさらに含む、条項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【００７２】
条項２３．前記自立フィルムを約９０℃から約１５０℃の温度でホットプレスすることをさらに含む、条項２２に記載の方法。
【００７３】
条項２４．エポキシ接着剤を前記自立フィルム又は前記フルオロポリマーコートされた金属に適用し、前記自立フィルムを前記フルオロポリマーコートされた金属に、又は前記フルオロポリマーコートされた金属を前記自立フィルムにプレスし、プレスされたアセンブリを形成することをさらに含む、条項２３に記載の方法。
【００７４】
条項２５．前記プレスされたアセンブリを金属プレート上に配置すること、前記プレスされたアセンブリ上にバッグを配置すること、及び前記真空バッグに約１ｐｓｉから約２０ｐｓｉの圧力で真空を適用することをさらに含む、条項２４に記載の方法。
【００７５】
条項２６．前記プレスされたアセンブリを約１００ｏＦから約３００ｏＦの温度で、１ｏＦ／分から２０ｏＦ／分の温度上昇率で硬化することをさらに含む、条項２５に記載の方法。
【００７６】
条項２７．金属構成要素；及び前記金属構成要素に配置された約５マイクロインチから約１００マイクロインチの表面粗さを有するフルオロポリマー層を含むアセンブリ。
【００７７】
条項２８．前記フルオロポリマーが、フルオロアクリレート、フルオロシリコーンアクリレート、フルオロウレタン、ペルフルオロポリエーテル、ペルフルオロポリオキセタン、ポリビニリデンフルオライド、及びペルフルオロアルコキシアルカンから選択される、条項２７に記載のアセンブリ。
【００７８】
条項２９．前記フルオロポリマー層が、約１重量％未満の添加物含量を有する、条項２８に記載のアセンブリ。
【００７９】
全体的に、本開示の方法は、非平坦な表面上に改善された雨及び砂の侵食耐性を有する滑らかな疎氷性コーティングを提供する。航空使用の文脈で議論されたが、例えば風力タービンブレード、非航空宇宙輸送、及び衛星受信アンテナを含む通信などにおける、本開示の方法の他の可能な使用が考えられる。
【００８０】
定義
用語「非平坦な表面」は、少なくともいくらかの曲率を有する表面を含む。例えば、少なくとも一態様において、非平坦な表面は、約１／１６”から約５フィートの曲率半径（例えば最小曲率半径など）を有しうる。
【００８１】
用語「アルキル」は、１から約２０の炭素原子を含有する、置換されるか又は置換されない、直鎖又は分岐の非環状アルキル基を含む。少なくとも一態様において、アルキルは、Ｃ１−１０アルキル、Ｃ１−７アルキル又はＣ１−５アルキルである。アルキルの例は、限定しないが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、及びこれらの構造異性体を含む。
【００８２】
用語「シクロアルキル」は、１から約２０の炭素原子を含有する、置換されるか又は置換されない、環状アルキル基を含む。
【００８３】
用語「アリール」は、各環に最大６原子の任意の単環式、二環式、又は三環式炭素環を指し、少なくとも１つの環は、芳香族であるか、又は、５−若しくは６−員のシクロアルキル基と融着した炭素環式芳香族基を含む５から１４の炭素原子の芳香族環系である。アリール基の例には、限定しないが、フェニル、ナフチル、アントラセニル又はピレニルが含まれる。
【００８４】
用語「アルコキシ」は、ＲＯ−−であり、Ｒは、本明細書で定義されたアルキルである。用語アルキルオキシ、アルコキシル、及びアルコキシは、交換可能に使用されてもよい。アルコキシの例は、限定しないが、メトキシル、エトキシル、プロポキシル、ブトキシル、ペントキシル、ヘキシルオキシル、ヘプチルオキシル、オクチルオキシル、ノニルオキシル、デシルオキシル、及びこれらの構造異性体を含む。
【００８５】
用語「ヘテロシクリル」は、各環に最大１０原子を有する任意の単環式、二環式又は三環式環を指し、少なくとも１つの環は、芳香族であり、Ｎ、Ｏ、及びＳから選択される、環内の１から４のヘテロ原子を含む。ヘテロシクリルの非限定的な例は、限定しないが、ピリジル、チエニル、フラニル、ピリミジル、イミダゾリル、ピラニル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾイル（isoxazoyl）、ピロリル、ピリダジニル、ピラジニル、キノリニル、イソキノリニル、ベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾチエニル、インドリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル（benzooxazolyl）、ベンゾイミダゾリル、イソインドリル、ベンゾトリアゾリル、プリニル、チアナフテニル、及びピラジニルを含む。ヘテロシクリルの付着は、芳香族環を介して、又は、非芳香族環若しくはへテロ原子を含まない環を通して、起こりうる。
【００８６】
用語「ヒドロキシ」及び「ヒドロキシル」は、それぞれ−ＯＨのことを指す。
【００８７】
用語「アミノ」は第一級、第二級又は第三級のアミンを含む基を指す。アミノ基の一例は−ＮＨ２である。アミノ基はＲ４又はＲ５（例えば、
2019108522.tif 000005
）
［式中、
Ｒ４は、例えば、シアノ、ハロアシル、アルケニルカルボニル、ヒドロキシアルケニルカルボニル、アミノアルケニルカルボニル、モノアルキルアミノアルケニルカルボニル、ジアルキルアミノアルケニルカルボニル、ハロアルケニルカルボニル、シアノアルケニルカルボニル、アルコキシカルボニルアルケニルカルボニル、アルキニルカルボニル、ヒドロキシアルキニルカルボニル、アルキルカルボニルアルケニルカルボニル、シクロアルキルカルボニルアルケニルカルボニル、モノアルキルアミノカルボニルアルケニルカルボニル、ジアルキルアミノカルボニルアルケニルカルボニル又はアルケニルスルホニルであってもよく、Ｒ５は、例えば、Ｈ、アルキル又はシクロアルキルであってもよい］
で置換されていてもよい。
【００８８】
本開示の化合物は、化合物の互変異性体、幾何異性体又は立体異性体を含む。さらに、化合物のエステル、オキシム、オニウム、水和物、溶媒和物、及びＮ−オキシド体も本開示に含まれる。本開示はこのような化合物全てを考慮しており、それには、本開示に含まれる、ｃｉｓ−及びｔｒａｎｓ−幾何異性体（Ｚ−及びＥ−幾何異性体）、Ｒ−及びＳ−鏡像異性体、ジアステレオマー、ｄ−異性体、ｌ−異性体、アトロプ異性体、エピマー、配座異性体、回転異性体、異性体の混合物、これらのラセミ体が含まれる。
【００８９】
本開示の様々な態様の説明は、例示を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された態様に限定されることを意図していない。当業者には、記載の態様の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の修正例及び変更例が明らかであろう。本明細書で使用された用語は、態様の原理、市場で見られる技術に対する実用的適用又は技術的改善を最もよく説明するため、或いは、他の当業者が本明細書で開示された態様を理解することを可能にするために選択されている。以上は本開示の態様を対象としているが、本開示の他の態様及びさらなる態様は、その基本的な範囲を逸脱しない限り、考案してもよい。
【図１】
2019108522.tif 000007
【図２】
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【図３】
2019108522.tif 000009
【外国語明細書】
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2019108522000002.pdf
2019108522000003.pdf
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