(57)【要約】【課題】この発明は、金属製部材を強化するエポキシ系接着被覆を提供する。【解決手段】エポキシ系接着被覆は、約２５重量％の固形分を含有する第１のエポキシ材料と約３２重量％の固形分を含有する第２の硬化材料とを含む。この発明の一局面により、提供される第１のエポキシ材料は、ビスフェノールＡの液体ジグリシジルエーテルを約３％から約３５％、ビスフェノールＡの固体ジグリシジルエーテルを約３５％から約６０％、ノボラック・エポキシを約１０％から約３０％、および、固体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約５％から約１８％適宜含み、第２の硬化材料は、４，４’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、３，３’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％およびオクタン酸クロムを約０％から約０．２％適宜含む。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
約２５重量％の固形分を含有する第１のエポキシ材料と、約３２重量％の固形分を含有する第２の硬化材料とを含む、金属製部材のエポキシ系接着被覆。
【請求項２】
第１のエポキシ材料は、ビスフェノールＡの液体ジグリシジルエーテルを約３％から約３５％、ビスフェノールＡの固体ジグリシジルエーテルを約３５％から約６０％、ノボラック・エポキシを約１０％から約３０％、および固体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約５％から約１８％含む、請求項１に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項３】
第１のエポキシ材料はさらに、液体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約０％から約１２％含む、請求項２に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項４】
第２の硬化材料は、４，４’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、３，３’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、およびオクタン酸クロムを約０％から約０．２％含む、請求項１に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項５】
第２の硬化材料はさらに、ジシアンジアミドを約７０％から約１００％含む、請求項４に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項６】
３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルユリアを約０％から約３０％、および置換ユリアを約０％から約３０％さらに含む、請求項５に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項７】
第２の硬化材料はさらに、オクタン酸クロムを約０％から約０．２％含む、請求項６に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項８】
第１のエポキシ材料および第２の硬化材料は、第１のエポキシ材料が約１０部に対して第２の硬化材料が約１部の比率で混合される、請求項１に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項９】
第１のエポキシ材料は、ビスフェノールＡの液体ジグリシジルエーテルを約３％から約３５％、ビスフェノールＡの固体ジグリシジルエーテルを約３５％から約６０％、ノボラック・エポキシを約１０％から約３０％、および固体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約５％から約１８％含む、請求項１に記載のエポキシ系接着被覆。
【請求項１０】
金属製部材と、
金属製部材に隣接するエポキシ系接着被覆とを含むラミネート構造であって、前記エポキシ系接着被覆は、約２５重量％の固形分を含有する第１のエポキシ材料と、約３２重量％の固形分を含有する第２の硬化材料とを含む、ラミネート構造。
【請求項１１】
第１のエポキシ材料は、ビスフェノールＡの液体ジグリシジルエーテルを約３％から約３５％、ビスフェノールＡの固体ジグリシジルエーテルを約３５％から約６０％、ノボラック・エポキシを約１０％から約３０％、および固体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約５％から約１８％含む、請求項１０に記載のラミネート構造。
【請求項１２】
第１のエポキシ材料はさらに、液体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約０％から約１２％含む、請求項１０に記載のラミネート構造。
【請求項１３】
第２の硬化材料は、４，４’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、３，３’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、およびオクタン酸クロムを約０％から約０．２％含む、請求項１０に記載のラミネート構造。
【請求項１４】
第２の硬化材料はさらに、ジシアンジアミドを約７０％から約１００％、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルユリアを約０％から約３０％、置換ユリアを約０％から約３０％、およびオクタン酸クロムを約０％から約０．２％含む、請求項１２に記載のラミネート構造。
【請求項１５】
前記金属製部材はチタンである、請求項１０に記載のラミネート構造。
【請求項１６】
エポキシ系接着被覆に介挿されるグラファイト・ファイバ部材をさらに含む、請求項１０に記載のラミネート構造。
【請求項１７】
エポキシ系接着被覆は、約０．００１０インチ厚である、請求項１０に記載のラミネート構造。
【請求項１８】
エポキシ系接着被覆を受けるための金属製箔の表面を処理するステップと、
エポキシ系接着被覆を塗布するステップとを含み、前記接着被覆は、約２５重量％の固形分を含有する第１のエポキシ材料と約３２重量％の固形分を含有する第２の硬化材料とを有する２部エポキシである、金属製箔を強化する方法。
【請求項１９】
金属製箔は、少なくともチタンまたはチタン合金の１つである、請求項１８に記載の金属製箔を強化する方法。
【請求項２０】
第１のエポキシ材料はさらに、液体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約０％から約１２％含む、請求項１８に記載の金属製箔を強化する方法。
【請求項２１】
第２の硬化材料は、４，４’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、３，３’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％およびオクタン酸クロムを約０％から約０．２％含む、請求項１８に記載の金属製箔を強化する方法。
【請求項２２】
エポキシ系接着被覆は約０．００１０インチ厚である、請求項１８に記載の金属製箔を強化する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連特許および関連出願】
関連特許は、米国特許第５，８１４，１３７号明細書、米国特許第５，８４９，１１０号明細書、米国特許第５，８６９，１４１号明細書、米国特許第５，９３９，１９７号明細書、米国特許第５，９５８，５７８号明細書、米国特許第６，０３７，０６０号明細書であり、これらすべてがここに引用により援用される。さらに、本願はＫａｙ．　Ｙ．　Ｂｌｏｈｏｗｉａｋ　ｅｔ　ａｌ．発明の「金属材料の処理のための方法、金属性材料および金属体」と題される特許出願を引用により援用する。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
この発明は一般に、エポキシ組成物に関し、より特定的には、金属製基板用のエポキシ系接着被覆に関する。
【０００３】
【従来の技術】
一般的に、膜接着層が金属製表面に塗布される。既存の膜接着材料は、複合ボンディング材料および金属ボンディング材料の両方を含む。これらの既存のボンディング材料は、ファイバ金属ラミネートのための製造環境において使用可能とするには、適切な剥離強度および楔割れ耐性などの接着特性を示していない。加えて、膜接着材料は、固有の厚みを有するため、薄い被覆が所望のとき、膜型の接着物の効果は低くなる。より特定的には、膜接着材料は、膜の完全性を与えボンドラインの厚み制御を行なうためにスクリム担体を含む。多くの応用例においては、このスクリムは必須ではなく、ただ不要な厚みおよび重量を加えるだけである。
【０００４】
上述の固有の物理的限界に加えて、膜接着剤は製造上の制限を受ける。膜接着剤は膜の形でのみ使用されるよう設計される。したがって、これらは、２次的な構造に接着層を介挿するなど、連続したプロセスのための液体材料としては使用不可能である。加えて、膜接着層は、連続的ロール・ツー・ロール製造プロセスに容易に適合しない。
【０００５】
したがって、極めて薄い接着層を金属表面に耐久性を持って接着させる経済的な方法に対する必要性は当業において満たされないままであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、金属製部材用のエポキシ系接着被覆を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の接着被覆は、既知の膜接着材料よりも薄く、スクリム担体を含まない。結果として、この発明の接着被覆は、薄い被覆を必要とする応用に望ましいものである。さらに、この発明の接着被覆は、連続的プロセス用の液体材料として使用可能である。したがって、この発明は既知の接着剤よりもさらに経済的な接着剤を提供する。
【０００８】
エポキシ系接着被覆は、約２５重量％の固形分を含む第１のエポキシ材料と、約３２重量％の固形分を含む第２の硬化材料とを含む。この発明の一局面により、第１のエポキシ材料は、ビスフェノールＡの液体ジグリシジルエーテルを約３％から約３５％、ビスフェノールＡの固体ジグリシジルエーテルを約３５％から約６０％、ノボラック・エポキシを約１０％から約３０％、および固体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約５％から約１８％適宜含み、第２の硬化材料は、４，４’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、３，３’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、およびオクタン酸クロムを約０％から約０．２％適宜含む。
【０００９】
この発明の他の局面は、金属製箔を強化する方法である。該方法は、エポキシ系接着被覆を受けるため金属製箔の表面を処理するステップを含む。エポキシ系接着被覆が塗布され、接着被覆は、約２５重量％の固形分を含む第１のエポキシ材料と約３２重量％の固形分を含む第２の硬化材料とを有する２部エポキシである。エポキシ系接着被覆は金属製成分上で硬化される。
【００１０】
この発明の好ましい代替的実施例を、以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明は、金属製ラミネート構造および金属製ファイバラミネート構造を形成するための金属製材料とともに使用するためのエポキシ系接着被覆を形成する方法およびシステムを提供する。概観として、図１を参照し、この発明は、ブロック成分２２で第１のエポキシを用意し、ブロック２４で第２の硬化成分を用意する方法２０を含む。第１および第２の硬化成分は、特定の比率で混合され、ブロック２６でともに硬化する第１の塗布用エポキシ混合物を形成する。ブロック２７の希釈ステップによって、ブロック２８の第２の塗布用エポキシ混合物が得られる。エポキシ系接着剤の特定の詳細およびその好ましい応用例が、以下にさらに詳細に説明される。
【００１２】
方法２０は好ましくは、２つの成分からなるエポキシ組成物を用いる。当業では２つの成分からなるエポキシ系組織は周知であることが理解されよう。したがって、成分の混合に関連付けられる各ブロックの詳細な説明は、この発明の理解に必須ではない。また、エポキシ組成物の硬化プロセスも当業では周知であることが理解されよう。したがって、硬化プロセスの詳細な説明はこの発明の理解に必須ではない。
【００１３】
ブロック２２で、第１のエポキシ成分が用意される。第１のエポキシ成分は約２５重量％の固形分を含有する。現在の好ましい実施例では、第１のエポキシ成分は、ビスフェノールＡの液体ジグリシジルエーテルを約３％から約３５％、ビスフェノールＡの固体ジグリシジルエーテルを約３５％から約６０％、ノボラック・エポキシを約１０％から約３０％、および固体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴムを約５％から約１８％含有する。しかしながら、第１のエポキシ成分はさらに他の成分を含んでよく、他の成分は、液体の、カルボキシ基を末端に持つアクリロニトリル・ブタジエン・ゴム、約０％から約１２％を含み、これに限定されない。
【００１４】
ブロック２４において第２の硬化成分が用意される。第２の硬化成分は、約３２重量％の固形分を含有する。第２の硬化成分は、好ましくは、４，４’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％、３，３’−ジアミノジフェニルスルホンを約０％から約１００％およびオクタン酸クロムを約０％から約０．２％含有する。しかしながら、第２の硬化成分の他の化学組成も、この発明の範囲内で考えられ、たとえば、ジシアンジアミド約７０％から約１００％、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルユリア約０％から約３０％、他の置換ユリア約０％から約３０％およびオクタン酸クロム約０％から約０．２％など、限定されない。
【００１５】
現在の好ましい実施例では、ブロック２６において、第１のエポキシ成分が第２の硬化成分と、第１のエポキシ成分約１０部に対して第２の硬化成分約１部の比率で混合される。しかしながら、いかなる他の混合比率も、限定されることなく、この発明の範囲内にあることが理解されるであろう。ブロック２６において、第１のおよび第２の硬化成分が、これに限定されないが、アセトンなどの有機溶剤とともに混合されて、第１の塗布用エポキシ混合物が形成される。
【００１６】
現在の好ましい実施例では、ブロック２６において、第１の塗布用エポキシ混合物は、周知の態様で溶剤で希釈され、第１の塗布用エポキシ混合物は約０％から約４０％が溶剤である。当業者には容易に理解されるであろうように、第１の塗布用エポキシ混合物に添加される溶剤の量は、第１の塗布用エポキシ混合物が用いられるであろう状態によって主として決定される。たとえば、カーテンおよびカーテン式塗布プロセスのためには約０％から約４０％の溶剤を有する第１の塗布用エポキシ混合物が理想であると決定された。
【００１７】
所望であれば、ブロック２７において、第１の塗布用エポキシ混合物２６は、さらに溶剤を添加することによって希釈されてよく、それによりブロック２８で第２の塗布用エポキシ混合物が得られる。好ましくは、第２の塗布用エポキシ混合物は約９１％が溶剤である。第２の塗布用エポキシ混合物が、圧延被覆および噴霧式塗布プロセスによく適していることは当業者には理解されるであろう。さらに、第１の塗布用エポキシ混合物および第２の塗布用エポキシ混合物内の溶剤の濃度は、特定の応用によって決定されるため、上に挙げた好ましい溶剤の範囲より低くまたはより高くなってよいことが理解されよう。
【００１８】
次に図２を参照し、ラミネート構造３０は、被覆混合物３６でボンディングされる金属製材料３２を含む。金属製材料３２は好ましくはチタンであり、好ましくはＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎ箔合金であり、適宜約０．０１５インチ厚よりも薄い。しかしながら、これに限定されないが、アルミニウムなどの他の金属製材料も、この発明の範囲内にある。さらに、この発明はいかなる厚みの金属製材料とも用いられ得ることが予想される。さらに、この発明のプロセスは、好ましくはチタン−グラファイトラミネート構造を形成するため利用される。しかしながら、チタン−チタンラミネート構造など、これに限定されないが、いかなる他のファイバ−金属ラミネートまたは金属−金属ラミネートもこの発明の範囲内にあると理解される。
【００１９】
被覆混合物３６は、これに限定されないが、ゾルゲル混合物などのボンディング剤４０を含む。被覆混合物３６はさらに、エポキシ層３４および、これに限定されないが、グラファイトプレプレッグ材料などの第２の構造材料３８を含む。エポキシ層３４は、図２に示すように保護膜であってよく、またはエポキシ層３４は第２の構造材料３８に介挿されてもよい。
【００２０】
エポキシ層３４が保護膜であるかまたは第２の構造材料３８に介挿されるかにかかわりなく、エポキシ層３４は適当な薄さの膜である。現在の好ましい実施例では、エポキシ層３４は約０．００１０インチ厚である。しかしながら、エポキシ層３４は、この発明の精神から逸脱することなく、応用例に依存して、より厚くまたはより薄くあり得る。たとえば、より厚い第２の構造材料３８がエポキシ層３４に介挿されるのであれば、全体としての厚みもより大きくなるであろう。逆に、第２の構造材料３８がより比較的小さいときは、全体としての厚みはより薄くなるであろう。
【００２１】
ボンディング剤４０が金属製材料３２と被覆混合物３６との間のボンディング強度を高めるために役立つことが理解されるであろう。さらに、塗布後のエポキシ層３４の硬化中に、エポキシ層３４がボンディング剤４０と架橋し、介挿されたエポキシ層３４と第２の構造材料３８とボンディング剤４０との間に強力で耐久性のあるボンディングが与えられることが理解されるであろう。
【００２２】
現在の好ましい実施例では、ラミネート構造３０は、連続的コイル・ツー・コイル式製造プロセスによって製造される。しかしながら、この発明は、これに限定されないが、バッチプロセスなど他の製造技術とともに用いることができることが理解されよう。
【００２３】
この発明の好ましい実施例を上のように例示および説明してきたが、この発明の精神および範囲から逸脱することなく多くの変更を加え得る。したがって、この発明の範囲は、好ましい実施例の開示によって限定されない。この発明は前掲の特許請求の範囲によって全体として決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のエポキシ系被覆を形成する方法のフローチャートである。
【図２】この発明の金属ラミネートの分解図である。
【符号の説明】
３０　ラミネート構造、３２　金属製材料、３４　エポキシ層、３６　被覆混合物、３８　第２の構造材料、４０　ボンディング剤。
【図１】
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【図２】
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