JP2022511640A - ファスナーシーリング材料及び方法 - Google Patents
ファスナーシーリング材料及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022511640A JP2022511640A JP2021522010A JP2021522010A JP2022511640A JP 2022511640 A JP2022511640 A JP 2022511640A JP 2021522010 A JP2021522010 A JP 2021522010A JP 2021522010 A JP2021522010 A JP 2021522010A JP 2022511640 A JP2022511640 A JP 2022511640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing material
- fastener
- fasteners
- weight percent
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 94
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 79
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.CCOC(N)=O UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 20
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 16
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 15
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 12
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 9
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- -1 aromatic acrylic urethanes Chemical class 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 3
- 239000012812 sealant material Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002453 shampoo Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000004591 urethane sealant Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
- C09K3/1006—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/34—Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
- C08F220/343—Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate in the form of urethane links
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/106—Esters of polycondensation macromers
- C08F222/1065—Esters of polycondensation macromers of alcohol terminated (poly)urethanes, e.g. urethane(meth)acrylates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/549—Silicon-containing compounds containing silicon in a ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/06—Polyurethanes from polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J133/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J175/04—Polyurethanes
- C09J175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09J175/16—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J4/00—Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B33/00—Features common to bolt and nut
- F16B33/004—Sealing; Insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
- F16B39/225—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by means of a settable material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2190/00—Compositions for sealing or packing joints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
- C09K2003/1034—Materials or components characterised by specific properties
- C09K2003/1062—UV-curable materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
Abstract
ファスナーへの塗布のためのファスナーシーリング材料は、シーリング材料の約９０～約９７重量パーセントの濃度で存在するアクリレートと、シーリング材料の約３～約１０重量パーセントの濃度で存在するナノ構造材料とから調合される。シーラントは、液体としてファスナーに塗布され、及び紫外線又はＬＥＤ光源を使用して且つ熱の使用なしに硬化される。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、「Ｆａｓｔｅｎｅｒ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の２０１６年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／４３７，９６７号明細書の利益及びそれに対する優先権を主張する、「Ｆａｓｔｅｎｅｒ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の２０１７年１２月１８日に出願された米国特許出願公開第１５／８４４，９８５号明細書の一部継続出願である。これらの開示は、その全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、「Ｆａｓｔｅｎｅｒ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の２０１６年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／４３７，９６７号明細書の利益及びそれに対する優先権を主張する、「Ｆａｓｔｅｎｅｒ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の２０１７年１２月１８日に出願された米国特許出願公開第１５／８４４，９８５号明細書の一部継続出願である。これらの開示は、その全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、例えば、ファスナーが使用される組立体内への水、湿気及びごみの侵入を防ぐために、ファスナーを適所に密閉するための材料と、このようなシーリング材料を塗布するための方法とに関する。
ファスナーは、例えば、コンポーネント同士を固定するために使用される。一例において、ファスナーは、電子デバイス、例えばスマートフォン、タブレット、パッドなどの中でコンポーネントを固定するために使用される。デバイスがより小さくなるにつれて、コンポーネントもより小さくなる。そのコンポーネントを固定するためのファスナーは、小さくなっていく。また、デバイスは、より小さくなるものの、コンポーネントに水、湿気及びごみがない状態を維持する必要性は、変わっていない。実際に、多くのそのようなより小さいデバイスは、適切に機能するために、コンポーネントが周囲から良好に隔てられていることがさらにより高いレベルで確保されることを必要とする。
既知のシーリング材料が存在する。しかし、これらの材料は、ナイロン１１粉末などの粉末形態で提供される。これらの材料は、材料が溶けてファスナーのヘッドの下側の周りに流れるように、ファスナーが材料の塗布前又は塗布後に加熱されることを必要とする。これらの材料及びシーリング材料の塗布の方法は、ファスナーが大きいほど良好に機能する。しかしながら、小型及び超小型ファスナー － それぞれ２．０ｍｍ（Ｍ２．０）～３．０ｍｍ（Ｍ３．０）及び０．８ｍｍ（Ｍ０．８）～１．４ｍｍ（Ｍ１．４）のヘッド径を有し、ヘッド径の約１／２のシャンク径を有するファスナーについて、これらの材料及び方法は、問題を引き起こす可能性がある。塗り過ぎの問題を原因として、不良品発生率は、１０～２０パーセントもの高さになり得る。特に、ファスナーが一度しか修正することができず、例えば材料が一度しか除去することができず、シーリング材料が一度しか再塗布することができない点で、この不良品発生率は、許容可能なものより著しく高い。
例えば、より大きいファスナーを使用する他の用途において、ファスナーに対するシーラントの粉末塗布は、良好に機能するが、欠点を有する。例えば、いくつかの用途において、シーラントは、高温にさらされることがあり、これらの高温にさらされたときに特定の条件を満たさない場合がある。自動車産業において、ファスナーシーラントは、望ましい物理的外観を維持しつつ、特定の仕様、例えば少なくとも８５℃（１８５°Ｆ）の密閉環境の維持、ファスナーに対する高い接着性の維持、最小の圧縮永久ひずみを示すこと、繰り返しの設置及び除去（締める及び弛める）に耐える能力の維持、物理的完全性（例えば、亀裂なし）の維持を満たすことが求められ得る。
既知のシーラント、例えば図９Ａ～９Ｅに示されたものは、ポリマーコーティング及び予め形成された弾性座金、例えばシリコーンなどを含む。多くの場合、そのような予め形成された座金は、物理的完全性、繰り返しの設置及び除去並びに圧縮永久ひずみが最小限又はないことを維持しつつ、温度条件に耐えることはできない。
したがって、組立体においてファスナーを密閉し、例えば水、湿気、ごみなどの環境条件に対する許容可能な密閉を提供するために使用され得る材料が必要とされている。望ましくは、このような材料は、液状でファスナーに塗布され、必要に応じて、ヘッドの下側を完全に覆うために、塗り過ぎることなしにファスナーヘッドの下側（座面）の周りに容易に流れることができる。なおより望ましくは、このような材料は、速やかに硬化する。また、塗布の方法は、非加熱の又は最低限の加熱での製造プロセスである。なおより望ましくは、このような材料は、ファスナーの再使用を可能にする。すなわち、ファスナーは、シーリング材料がそのシーリング特性を維持した状態で塗布、除去及び再塗布され得る。
本開示の様々な実施形態は、小型及び超小型ファスナーへの塗布のためのファスナーシーリング材料を提供する。シーリング材料は、液体塗布アクリレート材料、例えばアクリル化ウレタン及びアクリル化ポリエステルなどから調合される。液体塗布材料は、紫外線又はＬＥＤ光源を使用して且つ熱の使用なしに硬化される。
実施形態において、材料の粘度は、約１５００センチポワズ未満である。材料の粘度は、約５００～２０００センチポワズであり得る。このような粘度により、シーラントは、必要に応じて、ファスナーのシャンクに幾分ウィッキングすることが可能になる。この形状は、特定の用途において必要とされ得る。他の用途では、ウィッキングは、不要であるか又は望ましくない。
超疎水性材料が添加剤として含まれ得る。他の添加剤には、好適な光開始剤が含まれるとともに、材料の硬化を妨げない量で存在する顔料、流動性改良剤及び耐熱性添加材が含まれ得る。
実施形態において、材料は、約６６℃（約１５１°Ｆ）以下の温度、好ましくは約室温２５℃（約７７°Ｆ）で紫外線又はＬＥＤ光にさらされると、ファスナー上において、約２～２０秒、好ましくは約２～１０秒、より好ましくは約２～５秒以下で硬化する。シーリング材料が塗布されているファスナーは、複数回の設置及び除去後にもそれらのシーリング特性を保持する。例えば、シーリング材料が塗布されているファスナーは、少なくとも３回の設置及び除去後にもそれらのシーリング特性を保持する。
いくつかの実施形態において、ファスナーシーリング材料は、ファスナーに塗布されると、ファスナーのシャンクの一部にウィッキングする。他の実施形態において、シーリング材料は、ファスナーシャンクの一部でウィッキングしない。ファスナーシーリング材料は、ファスナーに塗布されると、ファスナーのための係止材料も形成し得る。シーリング材料が塗布されているファスナーを作る方法も望まれている。
他の態様、目的及び利点は、図面とあわせて以下の詳細な説明からより明らかとなる。
本開示のこれらの及び他の特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲とあわせて以下の詳細な説明から明らかとなる。
本開示は、様々な形態の実施形態が可能である。一方で、本開示は、例証であるとみなされ、且つ説明される特定の実施形態に本開示を限定することを意図するものではないという理解に基づき、現在好ましい実施形態が説明される。
一態様において、ファスナーと、締結されているコンポーネントとの間に密閉を提供する必要性は、最も重要であり、且つ今日の電子デバイスにおいて特に重要である。この必要性は、これらのデバイスにおけるコンポーネントのサイズが小さくなり続けていることにより、一層高くなる。既知の材料は、０．８ｍｍ（Ｍ０．８）～１．４ｍｍ（Ｍ１．４）のヘッド径と、ヘッド径の約１／２のシャンク径とを有するファスナーである超小型ファスナーにとって十分ではない。この材料は、約２．０ｍｍ（Ｍ２．０）～３．０ｍｍ（Ｍ３．０）のヘッド径を有するファスナーである小型ファスナーにとっても十分でない場合がある。また、超小型ファスナーは、将来的にさらに小さくなり得ることが予想される。
したがって、本発明のシーリング材料の実施形態は、主材料として、アクリレート、例えばアクリル化材料、例えばアクリル化ポリエステル、脂肪族及び芳香族アクリル化ウレタンなど、例えばアクリル化ウレタン、例えばＭＵＬＴＩ－ＣＵＲＥ（登録商標）６－６２１及び６－６３０の製品名でＤｙｍａｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であるもの並びに製品番号ＡＡＳ ８１０８２Ａ及び８１０９１ＢでＮｅｗｉｎｇｔｏｎ，ＣＴのＡｄｖａｎｃｅｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なものを含む。水及び湿気に対する抵抗を増すために、超疎水性材料添加剤がアクリレート材料、例えばアクリル化ウレタンに追加され得る。
一実施形態において、約７５～９９重量パーセントのアクリル化ウレタン及び約１～２４重量パーセントの超疎水性材料の調合物は、小型及び超小型ファスナーへの塗布に適した調合物を形成することが分かった。実施形態において、追加的な添加剤、例えば顔料、例えば黒色顔料、流動性改良剤及び偽造防止剤は、比較的少量において調合物に追加され得る。硬化剤、例えばファスナーに塗布された材料をＵＶ又はＬＥＤ光にさらすことにより材料を硬化させるのに適切な光開始剤などが材料中に存在する。シーリング材料の粘度が、ファスナーのサイズ、材料コーティング厚さ及び望ましいウィッキング特性などに依存して、シーリング材料が適切に望ましく流れるようなものである場合、流動性改良剤は、必要であることもそうでないこともある。耐熱性添加剤も、硬化後の材料のさらなる化学的及び／又は物理的変化を防ぐために調合物に包含され得る。使用されるいずれの添加剤も、ＵＶ又はＬＥＤ硬化ステップを妨げるタイプのものであってはならないことが理解されるであろう。
有利には、このような調合物は、不良品をあまり出さない高速塗布に、より良好に役立つ低粘度の液体材料を提供することが分かった。このような材料は、例えば、約５００～２０００センチポワズの低粘度のため、小さいねじへの高速塗布を可能にする。このような材料の粘性は、水よりも僅かにのみ高い粘度になる。
さらに、そのような材料は、熱の使用なしに比較的短時間で硬化され得る。実際に、材料は、必要に応じて且つ使用される光開始剤のタイプに基づいて、紫外線源（紫外線の適切な波長における）又はＬＥＤ光源を使用して硬化され得る。材料は、小型及び超小型ファスナー上において、熱の使用なしに約２～２０秒、好ましくは約２～１０秒、なお好ましくは約２～５秒で硬化され得ることが分かった。加熱されたファスナーへの塗布又はファスナーへの塗布後の加熱を必要とする既知のシーリング材料と異なり、本発明の材料は、約６６℃（約１５１°Ｆ）未満の温度、好ましくは約室温２５℃（約７７°Ｆ）において約２～２０秒、２～１０秒又は２～５秒で硬化する。したがって、硬化は、誘導又は他のタイプの加熱の必要なしに実施され得る。
ナイロンを溶かすために、３７５°Ｆ～４５０＋°Ｆもの高温を必要とし得る加熱方法を使用して塗布された、ナイロンなどのシーリング材料を有するファスナーは、ねじ上に装飾仕上げの気泡を示し得ることが観察された。
さらに、粉末として塗布される既知のシーリング材料と異なり、本発明のシーリング材料は、液体として塗布される。したがって、低粘度のため、材料がファスナー、例えばファスナーのヘッドの下側（例えば、座面）に塗布される場合、材料は、ヘッドの下側全体の周りに容易に流れるように調合され得、したがって硬化の準備ができている完全に濡れた表面を提供する。材料は、それが僅かにより流れにくくなり、座面にウィッキングしないように、例えば流れ添加剤と調合され得ることが理解されるであろう。このような調合物は、ファスナーのねじ山がヘッドの下側又は座面まで完全に延在するときなど、塗布時に有利であり得る。さらに、材料は、溶媒、ハロゲン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＲＥＡＣＨ環境高負荷物資（ＲＥＡＣＨ ＳＶＨＣ）、フタレート、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）を含まず、ＲｏＨＳ（特定有害物質の使用制限）に準拠している。
本発明のシーリング材料を有する小型及び超小型ファスナーは、防水の性能に、より優れていることと、硬化した材料は、金属に対して極めて優れた接着性を有することとが分かった。本発明のシーリング材料を有するファスナーは、鋼に対する優れた接着性及び複数回の設置についてより優れた耐久性を示すこと、すなわち、ファスナーは、複数回設置及び除去され得ることと、材料は、材料が塗布されたファスナーのシーリング特性が保持されるように、完全性の度合いが高い状態で適所に残ることとも分かった。本発明のシーリング材料は、良好な耐水性及び高温耐性、例えば約３００°Ｆ（約１５０℃）までの耐熱性を示すことも観察された。
ファスナーに対するシーラントの接着性能は、ファスナー及びシーラントが複数回の設置後にもそれらの特性を保持するようにさらに強化され得る。ファスナーに対するシーラントの塗布前にファスナーがプラズマ処理プロセスを受けると、最初の試験後の性能が向上したことが分かった。これらの予めプラズマ処理されたファスナーでは、複数回の設置及び除去後のシーラント不良がかなり減少した。接着性能は、内部（化学溶液）添加剤及び処理を使用しても強化され得る。好適な処理は、接着促進剤による処理を含む。
試験は、本発明のシーリング材料の有効性を判定するために、Ｍ１．０ファスナーに対して本発明のシーリング材料を使用して実施された。水没試験構造物又はタンク（図５）及び水没試験チャンバー（図６Ａ及び６Ｂ）を含む試験デバイスが構築された。試験デバイスにおいて、シーリング材料が塗布された１０個のＭ１．０ファスナーにより、透明なプラスチックプレートを鋼製チャンバーに固定した。各試験において、密閉されたチャンバーは、分単位でのある時間、１メートルの深さまで水柱に沈められた。４つのタイプの試験が実施された。
第１の試験において、ファスナーが設置された。チャンバーは、３０分間沈められた。チャンバーが３０分間沈められた後、チャンバーは、タンクから除去され、漏れがないことを確認するためにプラスチックカバーを通して底部から調べられた。水没試験後、チャンバーは、表面が約１２２°Ｆ（５０℃）に到達するまで、オーブン内に約１９５°Ｆ（９０℃）で１０分間置かれた。チャンバーは、次いで、オーブンから除去された。少量の水がプラスチックカバーに垂らされた。４５秒後、水は、チャンバーに水蒸気又は小滴の兆しがないことを確かにするためにプラスチックカバーから拭き取られた。
第２の試験において、複数回の設置にわたる耐久性を示すために、ファスナーは、４度設置及び除去された。続いて、水没試験が行われた。最後の設置後、チャンバーは、約１メートルの深さまで３０分間沈められた。沈められた後、チャンバーは、タンクから除去され、漏れがないことを確認するためにプラスチックカバーを通して底部から調べられた。続いて、チャンバーは、試験治具が約１２２°Ｆ（５０℃）に到達するまで、オーブン内に約１９５°Ｆ（９０℃）で１０分間置かれた。試験デバイスは、次いで、オーブンから除去された。少量の水がプラスチックカバーに垂らされた。４５秒後、水は、チャンバーに水蒸気又は小滴の兆しがないことを確かにするためにプラスチックカバーから拭き取られた。
第３の試験において、ファスナーは、プレートに締め付けられた。チャンバーは、調整された。例えば、チャンバーは、機械式オーブン内に約１７５°Ｆ（８０℃）の温度で２４時間置かれた。調整後、チャンバーは、水没試験の実施前に室温に戻された。チャンバーは、次いで、約１メートルの深さに約３０分間沈められた。沈められた後、チャンバーは、タンクから除去され、漏れがないことを確認するためにプラスチックカバーを通して底部から調べられた。続いて、チャンバーは、表面が約１２２°Ｆ（５０℃）に到達するまで、オーブン内に約１９５°Ｆ（９０℃）で１０分間置かれた。チャンバーは、次いで、オーブンから除去された。少量の水がプラスチックカバーに垂らされた。４５秒後、水は、チャンバーに水蒸気又は小滴の兆しがないことを確かにするためにプラスチックカバーから拭き取られた。
別の試験において、ファスナーは、プレートに締め付けられた。チャンバーは、調整された。例えば、チャンバーは、機械式オーブン内に約２５０°Ｆ（１２０℃）の温度で３時間置かれた。調整後、チャンバーは、水没試験の実施前に室温に戻された。チャンバーは、次いで、約１メートルの深さに約３０分間沈められた。沈められた後、チャンバーは、タンクから除去され、漏れがないことを確認するためにプラスチックカバーを通して底部から調べられた。続いて、チャンバーは、表面が約１２２°Ｆ（５０℃）に到達するまで、オーブン内に約１９５°Ｆ（９０℃）で１０分間置かれた。チャンバーは、次いで、オーブンから除去された。少量の水がプラスチックカバーに垂らされた。４５秒後、水は、チャンバーに水蒸気又は小滴の兆しがないことを確かにするためにプラスチックカバーから拭き取られた。
ファスナーがプラズマ処理され、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．からの材料が使用されたファスナーのなお別の試験において、材料の塗布及び硬化後、ファスナーは、室温で３回設置及び除去された。ファスナー及びプレートは、次いで、８ｐｓｉ及び１６ｐｓｉで６０秒間試験され、漏洩について検査された。漏洩は、観察されなかった。サンプルは、次いで、オーブン内において１２０℃で３時間加熱され、次いで８ｐｓｉ及び１６ｐｓｉで６０秒間再試験され、漏洩について検査された。漏洩は、観察されなかった。ファスナーに対するシーラント材料の接着もチェックされた。材料は、ファスナーの座面から除去されることはできなかった。ファスナーが、１２０℃で３時間ではなく、８０℃で１２時間、オーブン内において加熱されたことを除いて、同じプロトコルに従う同様の試験が実施された。
各試験の結果は、凝縮又は漏洩が観察されなかったことを示している。したがって、チャンバーの内部に湿気がなく、水がチャンバーに侵入していないことが判定された。
シーリング材料は、より大きいファスナーでの使用のために調合され得ることも想定される。例えば、より大きいファスナーのための調合物は、主材料として、アクリレート又はアクリル化ウレタン、例えばＤｙｍａｘ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＤＵＡＬ－ＣＵＲＥ ９４８１－Ｅ及び９４８２の製品名で入手可能なもの又はＡｄｖａｎｃｅｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓによる上述された材料を使用し得る。これらのアクリル化ウレタンは、防水性能が優れているという有利な特徴を保持しつつ、高い耐水性、耐薬品性及び耐熱性を有すると同時に、金属に対する極めて優れた接着性を示すことが分かった。加えて、これらの材料の使用は、鋼に対する優れた接着性と、材料が塗布されたファスナーのシーリング特性が保持されるように、完全性の度合いが高い状態での複数回の設置に対する優れた耐久性とを示すシーリング材料を提供する。
上述のとおり、本発明のシーリング材料の実施形態の１つの有利な特徴は、ファスナーシャンクの一部にウィッキングする能力である。図７Ａ及び７Ｂは、材料の実施形態の、ファスナーのシャンクにウィッキングする能力を示す写真である。図７Ａは、本発明のシーリング材料の塗布前のファスナーを示す。図７Ｂは、シーリング材料のその実施形態がファスナーに塗布されたファスナーを示し、且つ材料がファスナーのシャンクの一部にウィッキングして、ファスナーのヘッドの近くのシャンク又はねじ山と、ファスナーヘッドとの間に円錐のような形状を形成することを示す。そのようなウィッキングは、特定の用途において望ましいか又は必要とされ得る。
別の態様において、シーリング材料は、主材料として、アクリレート、例えばアクリル化材料、例えばアクリル化ポリエステル、脂肪族及び芳香族アクリル化ウレタンなど、例えばアクリル化ウレタン、例えばＮｅｗｉｎｇｔｏｎ、ＣＴのＡｄｖａｎｃｅｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓから製品番号ＡＡＳ８２０５９Ｂで商業的に入手可能なウレタンアクリル化樹脂を含む。
添加剤、例えばナノ構造の化学物質、例えば多面体オリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）は、シーラントの物理的特性を高めるためにウレタン材料に追加され得る。１つのそのようなＰＯＳＳ材料は、Ｈａｔｔｉｅｓｂｕｒｇ、ＭＳのＨｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ．から製品等級ＭＡ０７３５で商業的に入手可能である。
実施形態において、約９０～９７重量パーセントのアクリル化ウレタン及び約３～１０重量パーセントのナノ構造の添加剤の調合物は、ファスナーへの塗布のための好適な調合物を形成することが分かった。実施形態において、ウレタンは、約９５重量パーセントで存在し得、ナノ構造の添加剤は、シーラントの約５重量パーセントで存在し得る。実施形態において、追加的な添加剤、例えば顔料、例えば黒色顔料、流動性改良剤及び偽造防止剤は、比較的少量において調合物に追加され得る。硬化剤、例えばファスナーに塗布された材料をＵＶ又はＬＥＤ光にさらすことにより材料を硬化させるのに適切な光開始剤などが材料中に存在する。シーリング材料の粘度が、ファスナーのサイズ、材料コーティング厚さ及び望ましいウィッキング特性などに依存して、シーリング材料が適切に望ましいように流れるようなものである場合、流動性改良剤は、必要であることもそうでないこともある。使用されるいずれの添加剤も、ＵＶ又はＬＥＤ硬化ステップを妨げるタイプのものであってはならないことが理解されるであろう。
先に開示された調合物におけるように、有利には、このような調合物は、不良品をあまり出さない高速塗布に、より良好に役立つ低粘度の液体材料を提供することが分かった。このような材料は、例えば、約５００～約２０００センチポワズ（ｃＰ）、かつ約１３００ｃＰの低粘度のため、ファスナーへの高速塗布を可能にする。このような材料の粘性は、水よりも僅かにのみ高い粘度になる。
また、そのような材料は、熱の使用なしに比較的短時間で硬化され得る。実際に、材料は、必要に応じて且つ使用される光開始剤のタイプに基づいて、紫外線源（紫外線の適切な波長における）又はＬＥＤ光源を使用して硬化され得る。材料は、ファスナー上において、熱の使用なしに約２～２０秒、好ましくは約２～１０秒、なお好ましくは約２～５秒で硬化され得ることが分かった。加熱されたファスナーへの塗布又はファスナーへの塗布後の加熱を必要とする既知のシーリング材料と異なり、本発明の材料は、約６６℃（約１５１°Ｆ）未満の温度、好ましくは約室温２５℃（約７７°Ｆ）において約２～２０秒、２～１０秒又は２～５秒で硬化する。したがって、硬化は、誘導又は他のタイプの加熱の必要なしに実施され得る。
図１０Ａ及び１０Ｂを参照すると、本発明の液体塗布シーリング材料は、その低粘度のため、ファスナー、例えばファスナーのヘッドの下側（例えば、座面）に塗布される場合、ヘッドの下側全体の周りに容易に流れるように、且つ、ヘッドに隣接する、ねじ山又はシャンクの一部に沿ってウィッキングし、円錐のような形状を形成するように、調合され得、したがって硬化の準備ができている完全に濡れた表面を提供する。材料は、それが僅かにより流れにくくなり、座面にウィッキングしないように、例えば流れ添加剤と調合され得ることが理解されるであろう。図１０Ａは、シーラントの塗布前のファスナーを示す。図１０Ｂは、シーラントが塗布され、且つ最上のねじ山に沿ってウィッキングして、円錐のような形状を形成するファスナーを示す。このような調合物は、ファスナーのねじ山がヘッドの下側又は座面まで完全に延在するときなど、塗布時に有利であり得る。シーラントが塗布されており、５回の設置及び除去後のファスナーが図１５に示されている。シーラントの亀裂又は層間剥離は、生じていないことが分かり得る。
さらに、材料は、溶媒、ハロゲン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＲＥＡＣＨ環境高負荷物資（ＲＥＡＣＨ ＳＶＨＣ）、フタレート、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）を含まず、ＲｏＨＳ（特定有害物質の使用制限）に準拠している。加えて、シーラントは、含硫黄化合物、可塑剤及びアウトガス性材料を含まない。
本発明のシーリング材料を有するファスナーは、防水の性能に優れていることと、硬化した材料は、金属に対して極めて優れた接着性を有することとが分かった。本発明のシーリング材料を有するファスナーは、鋼に対する優れた接着性及び複数回の設置に対してより優れた耐久性を示すこと、すなわち、ファスナーは、複数回設置及び除去され得ることと、材料は、材料が塗布されたファスナーのシーリング特性が保持されるように、完全性の度合いが高い状態で適所に残ることとも分かった。本発明のシーリング材料は、良好な耐水性及び高温耐性、例えば少なくとも約８５℃（１８５°Ｆ）までの耐熱性を示すことも観察された。
ナノ構造の化学物質、例えば多面体オリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）添加剤を有するシーラントの有効性を判定するために試験が実施された。シーラントは、約９５重量パーセントのアクリル化ウレタン及び約５重量パーセントのナノ構造の添加剤と調合された。
図１６及び１７を参照する試験の第１のセットにおいて、３０個のサンプルの２つのセットが試験された。サンプルの第１のセットは、ポリウレタンコーティングのみを有した（基準又は対照）。サンプルの第２のセットは、ポリウレタン（９５重量％）及びそれに塗布されたナノ構造の化学物質（ＰＵ／ＰＯＳＳ）（５重量％）シーラントを有した。１８５°Ｆ（８５℃）でサンプルの全てがシール試験に合格した。亀裂を示したサンプルはなかった。
２０３°Ｆ（９５℃）において、参照サンプルのうちの２５個がシール試験に合格した（５つが不合格だった）。ＰＵ／ＰＯＳＳサンプルの全てがシール試験に合格した。参照サンプルのうちの９つが亀裂を示した。ＰＵ／ＰＯＳＳサンプルのいずれも亀裂を示さなかった。２２１°Ｆ（１０５℃）において、参照サンプルのうちの１６個がシール試験に合格した（１４個が不合格であった）。ＰＵ／ＰＯＳＳサンプルのうちの２０個がシール試験に合格した（１０個が不合格であった）。参照サンプルのうちの１６個が亀裂を示した。ＰＵ／ＰＯＳＳサンプルのうちの８個が亀裂を示した。
対照シーラント及びＰＵ／ＰＯＳＳシーラントを備えたファスナーも、１８５°Ｆ（８５℃）への３０分間の露出の後、ファスナーを嵌め合い開口部にねじ込むことによる、表面に生じる層間剥離について試験された。ファスナーに塗布された各対照及びＰＵ／ＰＯＳＳシーラントのうちの２０個が試験された。試験された２０個の対照ファスナーのうち、１３個が座面に部分的除去又は層間剥離を示した。一方で、ＰＵ／ＰＯＳＳコーティングファスナーのいずれも部分的除去又は層間剥離を示さなかった。
図１１は、自動車テールライト組立体と、二部品組立体の部品を密閉状態において固定するために使用されるファスナーＦ１～Ｆ３とを示す。本発明のシーラントは、組立体を密閉するためにファスナーで使用されることが想定される。シーラントを備えたファスナーは、（二物品システムにおいてテールライト組立体の２つの部分を互いに対して締め付けるために）テールライト組立体の部分の締付をシミュレーションするためにある環境において試験された。シミュレーションされた環境は、図１２Ａ～１２Ｄに示された圧力／真空試験装置を使用して確立された。ファスナーは、上述のシーラントでコーティングされ、且つ２５秒間、ＵＶ光を使用して硬化された。使用されたＵＶ光は、比較的強度が低かった。より高い強度のＵＶ光源が製造において使用されることが想定される。
上記の水没試験と同様の試験の別のセットにおいて、水没試験構造物又はタンクと、水没試験チャンバー（図１２Ａ～１２Ｄ）とを含む試験デバイスが構築された。試験デバイスにおいて、シーリング材料が塗布された５個のＭ３．０ファスナーにより、鋼製プレートを鋼製チャンバー（二物品システム）に固定した。試験は、ゼネラルモーターズワールドワイド手順（General Motors Worldwide procedure）ＧＭＷ１４９０６ ４．５．４．３、加圧シール試験に従って実施された。各試験において、密閉されたチャンバーは、水没試験タンクにおいて１インチ（２．５ｃｍ）の深さまで水に沈められた。チャンバーの内部は、１ｐｓｉｇ（７ｋＰａ）の圧力まで５分間加圧された。ＰＯＳＳ調合シーラントを備えたファスナーの５０個のサンプルが試験された。全てが漏洩なしで合格した。圧力は、１０ｐｓｉｇ（６８．９ｋＰａ）まで上げられた。サンプルは、全て漏洩なしで合格した。１０ｐｓｉｇの圧力は、必要とされる圧力の１０倍であった。
同じ試験デバイスにおいて、５０個のサンプルが真空下で試験された。試験は、ゼネラルモーターズワールドワイド手順ＧＭＷ１４９０６ ４．５．４．１、真空シール試験に従って実施された。真空は、チャンバーに、チャンバーが１５秒間水に沈められた状態で引き込まれた。３ｐｓｉ（－２１．０ｋＰａ）の真空がチャンバーに引き込まれた。サンプルの全てが真空試験に合格した。真空は、５ｐｓｉ（－３３．９ｋＰａ）まで増大された。サンプルの全てが、増大された真空でも合格した。
圧力及び真空下での試験の別のセットがサンプルの熱サイクル後に実施された。これは、貯蔵試験と呼ばれ、ゼネラルモーターズワールドワイド手順ＧＭＷ１４９０６ ４．９．２．１２、貯蔵試験に従って実施された。この試験レジーム下において、サンプルは、熱サイクル前及び熱サイクル後の両方で試験された。サンプルは、第１に、１７６°Ｆ（８０℃）＋／－５．４°Ｆ（＋／－３℃）の温度に４８時間加熱され、次いで周囲温度７３°Ｆ（２３℃）＋／－９°Ｆ（＋／－５℃）まで１５分を超える時間をかけて戻され、次いで－４０°Ｆ（－４０℃）＋／－５．４°Ｆ（＋／－３℃）の温度に２４時間冷却された。サンプルは、次いで、１５分を超える時間をかけて周囲温度７３°Ｆ（２３℃）＋／－９°Ｆ（＋／－５℃）に戻された。圧力及び真空試験が行われた。サンプルの全てが圧力及び真空試験に合格した。
後続の試験は、ゼネラルモーターズワールドワイド手順ＧＭＷ１４９０６ ４．０．２．８．８．３に従い、圧力下での不合格品に対する試験を行うために実施された。同じ試験デバイスにおいて、デバイスにおける圧力は、０．２５ｐｓｉｇ（１．７５ｋＰａ）に１分間上げられた。その後、デバイスにおける圧力は、１．５２ｐｓｉｇ（１０．５ｋＰａ）未満では．２５ｐｓｉｇ（１．７２ｋＰａ）ずつ、１．５２ｐｓｉｇ（１０．５ｋＰａ）を超えると．５ｐｓｉ（３．５ｋＰａ）ずつ上げられ、不合格品となるまで各増分で１分間保持された。圧力は、１０ｐｓｉｇ（６８．９ｋＰａ）まで上げられた。その後、安全に対する懸念から試験を終了した。１０ｐｓｉｇの圧力は、必要とされる圧力の１０倍であった。サンプルは、いずれも試験終了前に不合格とならなかった。
加圧及び真空試験も、ＧＭＷ １４９０６ ４．８．２．１．９．２、急速な温度遷移に従い、急速な温度遷移後に実施された。サンプルは、約６時間３０分の期間において、１８５°Ｆ（８５℃）～－７６°Ｆ（－６０℃）で５回熱サイクルされた。熱サイクル温度対時間のグラフ表示が図１３に示されている。サンプルは、次いで、試験された。サンプルの全てが圧力及び真空試験に合格した。
試験の別のセットにおいて、サンプルは、Ｆｉａｔ Ｃｈｒｙｓｌｅｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ（ＦＣＡ）手順ＦＣＡ ＰＦ．９００７８ ５．２．１、シーリング条件水没試験に従って水没試験された。これらの試験において、密閉されたチャンバーが水没試験タンクにおいて水に浸された。チャンバーの内部は、室温で６０秒間．７５ｐｓｉｇ（５．２ｋＰａ）の圧力まで加圧された。サンプルの全てが漏洩なしで合格した。
サンプルは、次いで、ＦＣＡ ＰＦ．９００７８ ５．１５、出荷／貯蔵温度試験に従って試験された。サンプルは、熱サイクルされ、続いて上記の水没試験で試験された。サンプルは、約２４時間－４０°Ｆ（－４０℃）に冷却され、２時間約室温６８°Ｆ（２０℃）にされ、次いで２４時間１８５°Ｆ（８５℃）の温度に加熱され、次いで室温６８°Ｆ（２０℃）に戻された。サイクルに続いて、サンプルに水没試験を行った。熱サイクル温度対時間のグラフ表示が図１４に示されている。サンプルの全てが漏洩なしで合格した。
サンプルは、ＦＣＡ ＰＦ．９００７８ ５．２２、不合格になるまでのシーラント圧力試験に従って試験された。チャンバーは、当初、圧力を．２５ｐｓｉｇ（１．７２ｋＰａ）ずつ徐々に上げながら、．７５ｐｓｉｇ（５．２ｋＰａ）の圧力まで加熱され、不合格まで１５秒保持された。試験は、１０ｐｓｉｇ（６８．９ｋＰａ）で終了した。不合格のサンプルはなかった。１０ｐｓｉｇの圧力は、必要とされる圧力の１０倍であった。
本発明のＰＯＳＳ調合アクリル化ウレタンシーラントの他の利点も特定された。例えば、シーラントは、約３０～７０ショアＡの硬度を有する既知のシーラントと比べて、既知のシーラント材料よりも硬く、約５５～６０ショアＤ硬度を有する。参照目的のために、５５～６０ショアＤ硬度は、１００ショアＡ硬度と略等しい。硬度が強化されると、靱性及び引裂き抵抗が向上する。
追加的に、シーラントは、上記のＧＭＷ及びＦＣＡ試験後、亀裂の兆候又は層間剥離の兆候を示さなかった。加えて、シーラントを備えたファスナーは、５０％のメタノール水溶液、不凍剤及び冷却剤、ホイールクリーナ、オートマティックトランスミッション液、洗車シャンプー、自動車ガラスクリーナ、塗装面洗浄剤、オイルクリーナ、虫及びタールリムーバー、ディーゼル燃料、アイススプレーワックス及び潤滑油を含む、車両及び自動車産業において一般的に見られる様々な化学物質に晒された。シーラントを備えたファスナーはこれらの化学物質に２４時間さらされた。その後、それらは、視覚的に検査され、劣化の兆候、層間剥離の兆候又は亀裂の兆候を示さなかった。
上述のとおり、シーラントは、ファスナーに塗布されると、ファスナーのシャンク又は上ねじ山に沿って、ファスナーのヘッドの下をウィッキングする傾向があり、円錐のような形状を形成する。したがって、嵌り合う部品／表面に対して締め付けられると、シールは、嵌り合う部品全体にわたってよりもむしろ円周方向ラインに沿って生じる。これにより、嵌り合うねじ山によってかけられる力が集中する。これは、平らな弾性座金（例えば、ガスケットとして機能するもの）とは対照的である。平らな弾性座金は、部品の全体に沿って縮む。結果として、材料を圧縮してシールを形成するために、より大きい力又はよりやわらかい材料が必要となる。
本発明のＰＯＳＳ調合シーラントの他の利益には、シール材料若しくは形成されたシールに対する劣化若しくは損傷、又はシール材料若しくは形成されたシールの層間剥離がない、繰り返しの（５回の）設置及び除去が含まれる。ファスナーは、それらが設置されている物品が焼きなまされた後、再び締め付ける必要がない。例えば、テールライト組立体の中には、組立後のプラスチックにおける応力を低下させるために、（約８０°Ｆ又は２７℃での）焼きなましを必要とするものがある。ポリマー（ＥＰＤＭ）座金を含む既知のシーラントは、締付及び焼きなまし後に弛む傾向がある。一方、本発明のＰＯＳＳ調合シーラントは、締付及び焼きなまし後に弛まない。本発明のシーラントはまた、設置後、圧縮永久ひずみが限定的もしくは皆無であった。
本発明の材料は、裂けにくく、より良好なシーリング形状（例えば、シリンダの平坦部に対するよりもむしろ円錐に対するシーリング）を提供する。また、本発明のシーラントがファスナーに付着し、且つファスナーヘッドの下側の近くでシャンク及びねじ山にウィッキングする点において、平らな座金に比べて漏洩経路が短い（例えば、図１８参照されたい）。一方で、平らな座金は、ファスナーに緩く嵌合するため、Ｌで示されている漏洩経路を有する。
本発明の材料の使用は、過酸化物又は硫黄を含む材料が使用されていないため、ガス放出をもたらさない。加えて、シーラントから浸出し得るフタレート又は他の化学物質が存在しない。したがって、本発明のシーラントは、そのシーラントが締め付けられているプラスチックのひび割れ又は亀裂を引き起こさない。また、本発明の材料は、溶液として塗布されるため、取扱い及び使用が容易である。
さらに、鋼製ファスナーへのその大きい接着力及びナイロン１１（ここでは、ファスナーのための機械的係止機構／材料として使用されている、例えば図８を参照されたい）と同等の硬度のため、本発明のシーリング材料は、複数の機能を果たす。したがって、シーリング材料としての使用に加えて、これは、例えば、係止パッチ（例えば、ナイロン１１パッチ）を塗布するための二次加工の必要なしに、ファスナーを適所に係止するための機能も果たすことができる。それにより、追加的な生産性の向上と、製造において必要とされる複雑さ及びステップの減少とがもたらされる。このような用途において、シーラントは、ヘッド下シーラントとしての使用を伴っても又は伴わなくても、ねじ山係止材料として機能するようにねじ山に塗布され得る。
シーリング材料が塗布されているファスナーを作る方法は、液体塗布アクリレート材料をファスナーに塗布するステップと、紫外線又はＬＥＤ光源を使用して且つ熱の使用なしに液体塗布アクリレート材料を硬化するステップとを含む。本方法は、ファスナーをプラズマ処理で前処理することを含み得る。液体塗布アクリレート材料は、好適な光開始剤、ナノ構造材料、例えば多面体オリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、材料の硬化を妨げないような量で存在する顔料などの他の添加物、流動性改良剤及び耐熱性添加材を含む上述の材料の任意のものであり得る。超疎水性材料も添加剤として含まれ得る。
本開示において、「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」という用語は、単数及び複数の両方を含むと解釈される。反対に、複数の品に対する言及のいずれも、適切な場合、単数を含む。全ての百分率は、別段の注記がない限り、重量パーセントである。
本明細書において参照された全ての特許及び公開された出願は、本開示の文章において具体的に参照されているかどうかにかかわらず、それらの全体が参照により組み込まれる。
相対的な方向を表す用語、例えば側部、上の、下の、頂部、底部、後方、前方などは、説明のためのみのものであり、本開示の範囲を限定することを意図されたものではないことも当業者により認められるであろう。
上記から、本開示の新規な概念の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの修正形態及び変更形態が達成され得ることが観察される。例証された特定の実施形態に対する限定は、意図されておらず、推論されるべきではないことを理解されたい。本開示は、添付の特許請求の範囲により、全てのそのような修正形態を特許請求の範囲に該当するものとして網羅することを意図されている。
Claims (16)
- ファスナーへの塗布のためのファスナーシーリング材料であって、
前記シーリング材料の約９０～約９７重量パーセントの濃度で存在するアクリレートと、
前記シーリング材料の約３～約１０重量パーセントの濃度で存在するナノ構造材料と
を含み、
前記シーラントは、液体として前記ファスナーに塗布され、及び
紫外線又はＬＥＤ光源を使用して且つ熱の使用なしに硬化される、ファスナーシーリング材料。 - 前記アクリレートは、ウレタンアクリレートである、請求項１に記載のファスナーシーリング材料。
- 前記ナノ構造材料は、多面体オリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）である、請求項１に記載のファスナーシーリング材料。
- 前記アクリレート材料は、アクリル化ウレタン及びアクリル化ポリエステルの一方又は組合せである、請求項１に記載のファスナーシーリング材料。
- 前記アクリレートは、前記シーリング材料の約９５重量パーセントの濃度で存在する、請求項１に記載のファスナーシーリング材料。
- 前記ナノ構造材料は、前記シーリング材料の約５重量パーセントの濃度で存在する、請求項１に記載のファスナーシーリング材料。
- 前記ＰＯＳＳは、前記シーリング材料の約５重量パーセントの濃度で存在する、請求項３に記載のファスナーシーリング材料。
- 紫外線又はＬＥＤ光にさらされると、前記ファスナー上において約２～２０秒以下で硬化する、請求項１に記載のファスナーシーリング材料。
- 紫外線又はＬＥＤ光にさらされると、前記ファスナー上において約２～５秒以下で硬化する、請求項８に記載のファスナーシーリング材料。
- 前記材料が液体としてファスナーに塗布されると、前記ファスナーのシャンク又は上ねじ山の一部にウィッキングする、請求項１に記載のファスナーシーリング材料。
- 二物品システムであって、前記二物品システムの第１及び第２の物品は、ファスナーであって、前記ファスナーのヘッドの下側及び前記ヘッドの下側に隣接するシャンク又はねじ山にシーリング材料を有するファスナーによって互いに接合され、
前記シーリング材料は、前記シャンク又はねじ山から前記ヘッドの前記下側への移行部で、円錐のような形状を形成し、
前記シーリング材料は、前記シーリング材料の約９０～約９７重量パーセントの濃度で存在するアクリレートと、前記シーリング材料の約３～約１０重量パーセントの濃度で存在するナノ構造材料とから調合され、
前記シーリング材料は、前記物品を互いに接合する前にＵＶ又はＬＥＤ光を使用して硬化され、
前記ファスナーの群は、ゼネラルモーターズワールドワイド手順ＧＭＷ１４９０６ ４．５．４．３、加圧シール試験に従って試験されるとき、ゼロ個の不合格品を示し、及び
試験圧力が１０ｐｓｉｇに上げられると、前記ファスナーの群は、ゼロ個の不合格品を示した、二物品システム。 - 前記アクリレートは、前記シーリング材料の約９５重量パーセントの濃度で存在し、及び
前記ナノ構造材料は、前記シーリング材料の約５重量パーセントの濃度で存在する、請求項１１に記載の二物品システム。 - 前記シーラントは、硬化されると、約５５～６０ショアＤの硬度を有する、請求項１１に記載の二物品システム。
- 二物品システムであって、前記二物品システムの第１及び第２の物品は、ファスナーであって、前記ファスナーのヘッドの下側及び前記ヘッドの下側に隣接するシャンク又はねじ山にシーリング材料を有するファスナーによって互いに接合され、
前記シーリング材料は、前記シャンク又はねじ山から前記ヘッドの前記下側への移行部で円錐のような形状を形成し、
前記シーリング材料は、前記シーリング材料の約９０～約９７重量パーセントの濃度で存在するアクリレートと、前記シーリング材料の約３～約１０重量パーセントの濃度で存在するナノ構造材料とから調合され、
前記シーリング材料は、前記物品を互いに接合する前にＵＶ又はＬＥＤ光を使用して硬化され、
前記ファスナーの群は、ゼネラルモーターズワールドワイド手順ＧＭＷ１４９０６ ４．５．４．１、真空シール試験に従って試験されるとき、ゼロ個の不合格品を示し、及び
真空が５ｐｓｉに上げられると、前記ファスナーの群は、ゼロ個の不合格品を示した、二物品システム。 - 前記アクリレートは、前記シーリング材料の約９５重量パーセントの濃度で存在し、及び
前記ナノ構造材料は、前記シーリング材料の約５重量パーセントの濃度で存在する、請求項１４に記載の二物品システム。 - 前記シーリング材料は、前記ヘッドの前記下側に隣接する前記ねじ山に塗布され、
前記シーリング材料は、ねじ山係止を提供する、請求項１４に記載の二物品システム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/166,654 US11242883B2 (en) | 2016-12-22 | 2018-10-22 | Fastener sealing material and method |
| US16/166,654 | 2018-10-22 | ||
| PCT/US2019/057310 WO2020123037A1 (en) | 2018-10-22 | 2019-10-22 | Fastener sealing material and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022511640A true JP2022511640A (ja) | 2022-02-01 |
| JPWO2020123037A5 JPWO2020123037A5 (ja) | 2022-05-20 |
Family
ID=71076549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021522010A Pending JP2022511640A (ja) | 2018-10-22 | 2019-10-22 | ファスナーシーリング材料及び方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3870666A1 (ja) |
| JP (1) | JP2022511640A (ja) |
| KR (1) | KR102474219B1 (ja) |
| CN (1) | CN113195660B (ja) |
| BR (1) | BR112021007705B1 (ja) |
| CA (1) | CA3117448A1 (ja) |
| MX (1) | MX2021004654A (ja) |
| TW (1) | TWI788597B (ja) |
| WO (1) | WO2020123037A1 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120001395A1 (en) * | 2009-03-19 | 2012-01-05 | Kurth Juergen | Seal assembly |
| WO2018119040A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Nylok Llc | Fastener sealing material and method |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6242700B1 (en) * | 1999-01-27 | 2001-06-05 | 3M Innovative Properties Company | End seal assembly for a splice case |
| KR101158462B1 (ko) * | 2010-03-11 | 2012-06-19 | (주)화인졸 | 유,무기 하이브리드형 자외선 경화용 수지 조성물 |
| BR112013010824A2 (pt) | 2010-11-02 | 2018-05-02 | Systems And Materials Res Corporation | método e mecanismo para realizar e usar um fixador de vedação automática |
| CN102443330B (zh) * | 2011-10-17 | 2013-06-19 | 重庆文理学院 | 一种涂层材料及其制备方法 |
| JP5889035B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2016-03-22 | リンテック株式会社 | 粘着シート |
| TW201418432A (zh) * | 2012-05-18 | 2014-05-16 | Nd Ind Inc | 密封劑及包含彼之緊固件 |
| CN107477182A (zh) * | 2013-04-15 | 2017-12-15 | 3M创新有限公司 | 轻质密封顶盖 |
| BR112015026218A2 (pt) * | 2013-04-15 | 2017-07-25 | 3M Innovative Properties Co | tampa de vedação translúcida |
| JP6439277B2 (ja) * | 2014-05-28 | 2018-12-19 | 三菱ケミカル株式会社 | 硬化性樹脂組成物、その硬化物、光学部材及びコーティング物 |
-
2019
- 2019-10-22 JP JP2021522010A patent/JP2022511640A/ja active Pending
- 2019-10-22 EP EP19802370.7A patent/EP3870666A1/en active Pending
- 2019-10-22 BR BR112021007705-7A patent/BR112021007705B1/pt active IP Right Grant
- 2019-10-22 KR KR1020217015479A patent/KR102474219B1/ko active IP Right Grant
- 2019-10-22 MX MX2021004654A patent/MX2021004654A/es unknown
- 2019-10-22 WO PCT/US2019/057310 patent/WO2020123037A1/en unknown
- 2019-10-22 TW TW108138026A patent/TWI788597B/zh active
- 2019-10-22 CA CA3117448A patent/CA3117448A1/en active Pending
- 2019-10-22 CN CN201980082211.5A patent/CN113195660B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120001395A1 (en) * | 2009-03-19 | 2012-01-05 | Kurth Juergen | Seal assembly |
| WO2018119040A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Nylok Llc | Fastener sealing material and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113195660B (zh) | 2023-06-02 |
| KR102474219B1 (ko) | 2022-12-02 |
| CN113195660A (zh) | 2021-07-30 |
| CA3117448A1 (en) | 2020-06-18 |
| TWI788597B (zh) | 2023-01-01 |
| TW202031851A (zh) | 2020-09-01 |
| BR112021007705A2 (pt) | 2021-07-27 |
| BR112021007705B1 (pt) | 2023-03-14 |
| MX2021004654A (es) | 2021-05-28 |
| EP3870666A1 (en) | 2021-09-01 |
| WO2020123037A1 (en) | 2020-06-18 |
| KR20210080489A (ko) | 2021-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Borsellino et al. | Adhesive joining of aluminium AA6082: The effects of resin and surface treatment | |
| EP1882053B1 (en) | Bondably coated metallic member | |
| US20190118217A1 (en) | Coated articles and methods of making the same | |
| JP2019513845A (ja) | 欠陥フリーポリマーフィルムおよびその関連の保護シート、物品、ならびにその製造方法 | |
| KR20190046714A (ko) | 결함이 감소된 도막 아플리케, 물품 및 방법 | |
| US20070275172A1 (en) | Methods of applying high performance coatings | |
| JP2022511640A (ja) | ファスナーシーリング材料及び方法 | |
| US20150064482A1 (en) | Vehicle body and method for coating a vehicle body | |
| US11242883B2 (en) | Fastener sealing material and method | |
| EP2513210A1 (de) | Kunststoff | |
| US20180180087A1 (en) | Fastener sealing material and method | |
| US20160299074A1 (en) | Method and device for testing the surface quality of a component in particular of a cfrp component | |
| US20060000075A1 (en) | Assembly of sealed components | |
| KR20170074122A (ko) | 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법 | |
| Kia et al. | Powder priming of SMC. Part I: Assessment of the current technologies | |
| US6709697B1 (en) | Protective barrier coating for selective paint stripping processes | |
| KR20080113660A (ko) | 도장 필름과 그 제조 방법 | |
| CN117871378A (zh) | 基于不同喷涂方法对水性漆全寿命周期可靠性的测试方法 | |
| JP2007321945A (ja) | クラッチピストンシールの製造方法 | |
| Polaski | Failure Analysis of Rubber-to-Metal Bonded Engineered Components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210623 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220512 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220512 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220512 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220816 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221110 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230207 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240314 |