JPWO2016128547A5 - 硫黄含有シーリング化合物の施与方法、これに用いられる装置 - Google Patents

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施与部位にシーリング化合物を施与する際、通常ではで案内されるノズル要素は、表面から突出している接続要素上のできるだけ中心に位置決めされなければならない。また、必要量のシーリング化合物を施与しなければならないが、これは量が多すぎることも少なすぎることもなく、接続要素上のシーリング化合物の被覆が薄すぎて封止が不十分になる(例えば、突出する接続点上の被覆の壁厚が少なくとも1カ所の部位で0.5mmより薄い)こともなく、シーリング化合物被覆が非常に偏心した位置に施与されることもなく、被覆の形状が非常に不均一になることもなく施与されなければならない。手作業による施与の欠点は、シーリング化合物の被覆の形状及び寸法の再現性が低いことでもある。
一方では、施与部位におけるシーリング化合物の自動化可能な施与、及び/又はシーリング化合物の一部又は完全な自動施与、及び/又は施与したシーリング化合物被覆の硬化を指令(「オン・デマンド」)により励起する照射ユニットの位置決めを行うのであれば、並びに、本目的のために施与するシーリング化合物を、非常に短時間で不粘着状態及び/又は、例えば30のショアA硬度が達成されるように選択し、これにより通常の及びゆっくり硬化するシーリング化合物を手作業で含む、封止された接続箇所の製造と比較して、施与に結び付いた待機時間、及び全体的な製造時間が、大きなファクターで(何分の一にも)減少されるのであれば、航空機及び宇宙の製造における相当な時間の節約が達成可能であることが見出された。
シーリング化合物被覆を自動的に施与するためのノズル要素の、自動化可能な又は自動の位置決めと使用とを組み合わせることによって初めて、シーリング化合物被覆の形状、寸法、均一性及び再現性並びにその中心への位置決めにおける明らかに高い品質を達成することが可能であり、これは、手作業によってでは施与部位が多数存在し、不可能であった。この構成によって初めて、形成されたシーリング化合物被覆の中及び下への空気混入が確実に回避される。空気混入は、接続要素での漏れ及び/又は腐食の原因となる可能性があるため、安全上非常に重要であり、いかなる条件においても回避しなければならない。
本発明の方法では、特に工程i)~iii)について、同じ種類の複数のユニットが実質的に好ましくは直線に沿って配列され、特に工程iv)について、同じ種類の複数のユニットが実質的に、第二の好ましくは直線に沿って配列されることが好ましい。ここで、第一及び第二の線のユニットは、等しい距離又は角度を持った配置で実質的に配列されてよく、これにより、航空機の翼又は胴体等の表面に設けられた表面から突出する接続部位又は平らでない接続部位を持つ複数の施与部位は、実質的に同時に機械で処理されてもよいか、又は機械で処理される。ここで、両直線における同じ種類の2~15個のユニットはそれぞれ、対応する2~15カ所の施与部位において、両直線上の対応する2~15カ所の施与部位が直線又は本質的にそれに直角の方向に移動する前に、実質的に同時に処理を行う。
ノズル要素又はその一部は、可能であれば収載部又はホルダーから取り出され、又は可能であればノズル要素又はその一部が収載部又はホルダー内に再度案内される。あるいは、以前に使用したノズル要素又はその一部を廃棄し、必要であれば新しいものと交換する。
本発明の方法で、幾何学形状、表面の平滑性並びに、幾何学形状、サイズ及びフォームの均一性をかなり改善できたことは驚くべきことであった。自動化された又は自動の方法で、かなりの利点が得られている。同じ種類の全てのシーリング化合物被覆が全て同じ外観を有するようにし、方法を適切に最適化することによって、形状及び表面品質に関するシーリング化合物被覆の連続処理を完全に省略することができた。
また、驚くべきことに、自動化された又は自動の方法によって、材料の節約とコストの大幅な節約が可能であっただけでなく、シーリング化合物被覆の品質についても、位置決めの正確さによって可能となり、及び場合によって、突出した接続要素における中心揃えの正確さにもよって、壁部の非常に薄く、及び場合によっては不十分な封止部分を回避することのみならず、例えば燃料タンクのより安全な封止の明確な強化が可能となり、このことは安全性の問題さえ解決した

Claims (28)

  1. 硬化がエネルギー入力により、要求によって行われる、すなわちSCODである、硫黄含有シーリング化合物で、少なくとも1カ所の施与部位において、少なくとも1個のノズル要素及び少なくとも1個の照射ユニットを用いて、航空機の表面から突出する少なくとも1個の接続要素を封止、被覆及び/又は空力的に平滑にする方法、及び/又は、航空機のギャップを有する表面又は平らでない接続部位の表面を封止、被覆及び/又は空力的に平滑にする方法であって、
    i)前記少なくとも1個のノズル要素は、その内部空間が間接的又は直接的にシーリング化合物貯蔵部に接続されており、該シーリング化合物貯蔵部は、混合された未硬化、又は少なくとも一部未硬化のSCODシーリング化合物を含有していて、このシーリング化合物は、前記表面から突出する接続要素上や、前記ギャップ及び/又は平らでない接続部位上に導かれ、及び/又は滑動されて、前記表面又は表面近傍に接触するものであり、
    ii)前記少なくとも1個のノズル要素の内部空間が、シーリング化合物貯蔵部からの前記SCODシーリング化合物で充填され、前記表面から突出する接続要素や、前記ギャップ又は平らでない接続部位が前記SCODシーリング化合物で完全に覆われる程度に、前記表面又は表面近傍に接触され、前記SCODシーリング化合物はシーリング化合物被覆を形成し、ここで前記表面から突出する接続要素、ギャップ及び平らでない接続部位の3つは、すべて「施与部位」と称されるものであり、
    iii)少なくとも1個のノズル要素又は少なくとも1個のノズル要素の少なくとも一部は、前記シーリング化合物被覆を有する表面から持ち上げられ、及び/又は動かされ、及び
    iv)前記SCODシーリング化合物の硬化は、1)少なくとも1個の照射ユニットによるシーリング化合物被覆へのエネルギー入力により開始し、2a)上記において及び/又はこれにより、活性状態の潜在性触媒が形成されて、前記硬化が開始し、又は、2b)上記において及び/又はこれにより、少なくとも1個の反応成分の直接活性化により前記硬化が得られ、前記混合されたSCODシーリング化合物がその後に続いて硬化する、及び/又は、さらに硬化し、
    工程i)~iv)は、自動の装置で行われ、及び
    前記SCODシーリング化合物は、0.01~10分の不粘着時間及び1~1000分の硬化までの時間を有し、且つ
    シーリング化合物被覆を施与するために、ノズル要素の位置決めは自動で行われ、及び
    前記混合された未硬化又は少なくとも一部未硬化のSCODシーリング化合物は、
    A)i)ポリチオエーテル、ポリスルフィド、それらのコポリマー及び/又はそれらの混合物に基づくメルカプト末端ベースポリマーを有する基材、ii)平均官能価1.5~3.2の範囲のイソシアネート成分を持つ少なくとも1種の硬化剤、及びiii)α-アミノケトンをベースとする少なくとも1種の光潜在性塩基をベースとし、
    B)メルカプト末端ポリチオエーテルを含む基材、エポキシベース硬化剤、及び少なくとも1種の光潜在性塩基をベースとし、前記光潜在性塩基は立体障害第3級アミン及び/又は立体障害アミジンをベースとし、前記光潜在性塩基は潜在性触媒として機能し、又は、
    C)iv)ポリビニルエーテル及び/又はポリアリル化合物を有するポリエンを含むチオール末端ポリチオエーテル、及びv)光開始剤をベースとし、
    前記混合された未硬化又は少なくとも一部未硬化のSCODシーリング化合物は、エネルギーを供給することによって硬化を開始する
    ことを特徴とする方法。
  2. 工程ii)における前記SCODシーリング化合物は、シーリング化合物貯蔵部から、連続的な線又は線の一部分として、前記接続要素上に導かれる、及び/又は押し出されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 工程iv)の前の前記未硬化のシーリング化合物被覆を形成及び/又はその表面をツールで平滑化し、及び/又は、工程ii)及び/又はiii)で、前記ノズル要素を直線的及び/又は回転的に動かすことで前記シーリング化合物の線を裂く及び/又はツールを動かし、前記未硬化のシーリング化合物被覆を形成及び/又は表面上は平滑にし、最終形状を得ることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記シーリング化合物被覆は、最終形状とされ、前記表面上で、ほぼ被覆、鐘、キャップ形状、及び/又はマウンド形又はビーズ形の正面形状を有することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記シーリング化合物被覆は、前記シーリング化合物被覆の接触面の領域に接着剤を有する清浄化された表面上に施与されることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 工程iv)におけるエネルギー入力は、IR照射、NIR照射、マイクロ波照射、VIS照射、紫外可視光線照射、紫外線照射、超音波照射、電子線照射、ガンマ線照射、ベータ線及び/又はアルファ線を用いた照射によって行われることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 工程iv)で前記まだ硬化していないシーリング化合物被覆は、照射後約0.01~10分後に既に不粘着であるか、不粘着となることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 少なくとも1個のノズル要素、又はノズル要素の少なくとも一部分から、シーリング化合物貯蔵部への変更が行われることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記表面上の施与部位における各接続要素、ギャップ又は平らでない接続部位について、SCODシーリング化合物を前記表面上に施与するため、また可能な場合前記ノズル要素が連続する施与部位に動かされる前にSCODシーリング化合物を所望の形状にするための平均処理時間は、0.1~60秒の間であることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記ノズル要素(0)は、1)シーリング化合物貯蔵部への接続要素(1)、接続チャネル(2)及び、可能であればノズル、キャップ及び/又はツール(3)及び/又は前記接続チャネル(2)のノズル延長部から構成され、前記ノズル要素(0)は1個又は複数の部分品からなることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記接続チャネル(2)はホース状であり、かつ折り曲げ可能、及び/又は柔軟であってもよいことを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記光開始剤は、アセトフェノン、α-アミノアルキルフェノン、ベンゾインエーテル、ベンゾイルオキシム、アシルホスフィンオキシド、ビスアシルホスフィンオキシド、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、チオキサントン、アントラキノン、カンファーキノン、フルオレノン及びケトクマリンからなる群から選択されることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 少なくとも1種のタイプA)及びB)について少なくとも1種の光潜在性塩基が、タイプA)又はB)のSCODシーリング化合物への高エネルギー化学線照射により、第3級アミン及び/又はアミジンベースの少なくとも1分子を開裂させ、これが活性触媒としての前記SCODシーリング化合物の硬化を開始させ、また、高エネルギー化学線の、短時間照射後、前記少なくとも一部未硬化のSCODシーリング化合物はさらなる照射を必要とせず、-10~+70℃の温度範囲で硬化を継続することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記混合されたSCODシーリング化合物は、工程iv)において硬化し、不粘着のシーリング化合物を形成することを特徴とする、請求項1~1いずれか一項に記載の方法。
  15. 前記表面から突出した接続要素は、ボルト、リベット、ねじ、ねじ付きピン、ナット、ピン又は同様に形成された突出する接続部品であること、前記ギャップは、漏れ、穴、継ぎ目、溝又は表面上の複数の構造要素間の接触部位であること、及び/又は、前記平らでない接続部位は主に、折り畳まれた継ぎ目、接着部位、溶接部位、溶接継ぎ目である及び/又は凹凸であることを特徴とする、請求項1~14いずれか一項に記載の方法。
  16. 前記少なくとも1個の接続要素が突出する表面及び/又は、ギャップがある及び/又は平らでない表面は、航空機の構築要素及び/又は構造部品の外表面又は内表面であることを特徴とする、請求項1~15いずれか一項に記載の方法。
  17. 前記表面は、少なくとも1種の金属材料、少なくとも1種の複合材料、及び/又は少なくとも1種の有機材料から主になることを特徴とする、請求項1~16いずれか一項に記載の方法。
  18. 請求項3の工程は、自動の装置で行われることを特徴とする、請求項に記載の方法。
  19. 少なくとも2カ所の施与部位が同時に、又は同時に連続して処理されることを特徴とする、請求項1~18いずれか一項に記載の方法。
  20. 前記自動の装置が、前記方法実行のために自動的に作動し、又は、少なくとも1個のユニットが、処理した施与部位から請求項1の少なくとも1個の工程の処理を行った後に、前記表面から突出する接続要素、ギャップ又は平らでない接続部位(施与部位)を有する次の施与部位に達するよう動かされ、その位置で処理を行うことを特徴とする、請求項1~19いずれか一項に記載の方法。
  21. 前記自動の装置の少なくとも1個のユニットが、請求項1の方法を実行するために工程i)~iii)を行い、少なくとも1個の他のユニットが工程iv)を行うことを特徴とする、請求項1~20いずれか一項に記載の方法。
  22. 前記自動の装置の少なくとも1個のユニットが、請求項1の方法を実行するために工程i)~iii)を行い、少なくとも1個の他のユニットが、工程iv)を同時に行うことを特徴とする、請求項1~20いずれか一項に記載の方法。
  23. 請求項1の方法の工程i)~iii)を行うため、前記自動の装置の少なくとも1個のユニット及び工程iv)のための少なくとも1個の他のユニットか、又は前記自動の装置の全体が処理の実行後に次の施与部位に同時に移される前に、工程i)~iv)のすべてが行われることを特徴とする、請求項1~22いずれか一項に記載の方法。
  24. 同じ種類の複数のユニットが、工程i)~iii)において、線状に配列され、工程iv)について、同じ種類の複数のユニットが、第二の線状に配列され、前記第一及び第二の線の前記ユニットは、等しい距離又は角度を持った配置で配列されてよく、これにより、表面に設けられた表面から突出する接続部位又は平らでない接続部位を持つ複数の施与部位は、同時に処理されてもよいか、又は処理され、両線における同じ種類の2~15個のユニットはそれぞれ、対応する2~15カ所の施与部位において、同時に処理を行った後、両線上の対応する2~15カ所の施与部位が直線方向又はこれに対して直角の方向に移動する、ことを特徴とする、請求項1~23のいずれか一項に記載の方法。
  25. 工程i)~iv)の少なくともいずれかにおいて用いられる少なくとも1個の基地及び少なくとも1個のノズル要素、及び可能であれば別個に少なくとも1個の照射ユニットを有する請求項1~24いずれか一項の方法を行うための自動の装置。
  26. ボルト、リベット、ネジ、溶接継ぎ目又は同様の接続要素又は施与部位にシーリング化合物被覆を直線状で任意に折り曲げ可能又は傾け可能な装置において形成するための装置を含み、複数の基地が直列で接続されていることを特徴とする、請求項25に記載の装置。
  27. 工程i)~iii)又はi)~iv)の前記ユニットは、ノズル、キャップ及び/又はツール交換、すなわち要素交換のための要素を有し、ノズル、キャップ及び/又はツール交換の場合、ノズルの形状、ノズルの寸法、キャップの形状及び寸法及び/又はツールの変更は、
    a)異なる形状及び/又は大きさの複数の前記要素を有する塔部を回転させることによって、
    b)異なる形状及び/又はサイズの複数の前記要素を有する収載部を動かすことによって、
    c)バヨネットロックの除去、ゆるめ、回転、以前に使用された前記要素の留め金を外す、又はファストクランプ装置の解放、及び/又は、バヨネットロックへの係合、螺合、回転、前記要素の留め金止め又は所定の形状及び/又はサイズの前記要素をファストクランプ装置に接続することによって、及び/又は、
    d)中央部分で縦方向に分割され、部分品が挿入、回転、バヨネットロック、留め金又はファストクランプ装置によって接続又は分離される少なくとも1個の長方形のノズル要素を使用することによって行われ、シーリング化合物容器のノズル部分は、ノズルの交換毎に交換されず、ノズル延長部又はシーリング剤被覆を形成するためのキャップ又はシーリング化合物キャップを有するノズル部は交換されることを特徴とする、請求項25又は26に記載の装置。
  28. 工程iv)用又は工程iv)とともに用いられる前記ユニットは、紫外線光又は紫外線可視光の少なくとも1個の照射ユニットを有することを特徴とする、請求項2527いずれか一項に記載の装置。
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