KR101092503B1 - 가벼운 접촉 실런트 도포 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가벼운 접촉으로 유체 실런트를 도포하는 장치를 제공하고, 장치는 막대부의 일부로서 또는 분리된 공급 튜브로서, 유체 실런트 공급기를 갖고, 유니버셜 조인트를 통해 도포기 헤드의 상부에 연결되는 막대부를 포함하되, 도포기 헤드는 실링이 될 기판에 유체 실런트의 일정한 공급이 가능하도록 충분히 크면서, 하면 상에는 챔버를 가지며, 도포기 헤드는 실런트를 평평하게 타격하도록 구성된 하부 둘레 주변에 위치된 엣지를 갖는다. 게다가, 본 발명은 장치를 사용하는 방법을 제공하여, 구조물에서 갭에 유연하고 압축가능한 폼을 도포함으로써, 실(seal), 예를 들어 피복된 빌딩 구조물 상에 내후성 배리어를 형성한다. 폼은 25℃보다 낮은 유리 전이 온도를 갖는 하나 이상의 수성 폴리머를 가질 수 있다.

Description

가벼운 접촉 실런트 도포 장치{LIGHT TOUCH SEALANT APPLICATOR DEVICE}

본 발명은 수동 압력 또는 변형이 거의 없거나 전혀 없이 유체 실런트를 도포하는 장치, 및 장치를 사용하여 내후성 배리어(barrier)와 같은 실(seal)을 제공하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 도포기 헤드의 상부측에 유니버셜 조인트를 통해 연결된 긴 손잡이 또는 막대부를 포함하는 폼 실런트를 도포하는 장치에 관한 것이며, 도포기 헤드는 원하는 방향으로 장치를 이동시키는 동안, 기판에서의 갭에 어떠한 각도로도 실런트를 지속적으로 도포하기 위해 그 하면 상에 챔버를 갖는다.

빌딩 구조물은 일반적으로 장식용 외관 또는 클래딩(예를 들어, 목재, 알루미늄 또는 비닐 벽널 또는 벽돌 외관)으로 씌워진, a.k.a 피복 재료, 외장 목재, 목재 복합재료, 시멘트 또는 석고-기반의 시트로 이루어진다. 공사 중인 동안, 이러한 빌딩은 내후성 배리어(weather resistive barrier)를 요구한다. 액체 및 진흙과 같은, 유연한 시팅(sheeting) 물질 및 유체 물질을 포함하는 몇몇 종류의 내후성 배리어들이 제안되어 왔다; 하지만, 각각의 공지된 내후성 배리어 해법은 노동 집약적이다.

공지된 내후성 배리어들은 클래딩이 설치되기 전에 구조 피복재료에 못으로 고정되거나 꺾쇠로 고정되는 유연한 시팅 물질(예를 들어, 듀퐁으로부터의 Tyvek™, 펠트 또는 타르 종이)을 포함할 수 있다. 빌딩이 공사 중인 동안, 그리고 클래딩이 설치된 후에, 이러한 시팅 물질은 바람 및 물의 침투에 대하여 저항성을 포함하는, 약간의 보호를 제공한다. 게다가, 이러한 시팅은 처리된 구조물의 모든 외부에 대해 손으로 조여져야만 하고, 도포하기 위하여 노동 집약적인 것으로 증명되어 왔다. 이는 사용자가 물리적으로 시팅을 외부 구조물의 모든 부분에 부착해야만 한다는 것을 의미하고; 이는 영역에 도달하기에 어려운 접근을 요구할 수 있고 만약 사다리 또는 발판이 이러한 접근을 위해 요구된다면 위험할 수 있다. 더욱이, 시팅은 구조물을 실링하지(seal) 않으며, 상당히 양호한 바람 또는 물 배리어는 아니다.

다른 공지된 내후성 배리어들은 목재, 시멘트 또는 석고 피복 재료 상의 액체 코팅을 포함하는 반면에, 빌딩 패널들 사이의 갭들은 테이프 또는 무거운 코크(caulk)의 비드를 갭들에 도포함으로써 밀폐된다. 이러한 테이프들은 종종 건조되어 테이프 위에 단단한 실런트(sealant)를 형성하는 스크레이퍼(scraper) 또는 트라월(trowel)로 도포되어야만 하는 개별적인 코팅을 요구한다. 그로 인한 테이핑(taping) 및 코팅(coating) 공정은 노동 집약적이고, 시팅의 경우로서, 사용자는 구조물의 외부 상에서, 그리고 심지어는 도달하기 어려운 영역에서 모든 갭을 물리적으로 스크레이핑하거나 트라월로 바르게 펴야만 한다.

최근에, 압축가능한 라텍스 폼(latex foam)들은 공사 중의 빌딩 구조물에서의 창문 및 피복의 갭들을 위한 물 또는 공기 침투 실런트로서 제안되어 왔거나, 연속적으로 도포된 코팅이 지속적으로 하나의 패널에서 다음의 패널로 도포되도록 하여 왔다. 폼들이 테이프 없이 사용될 수 있고 창문 또는 피복의 표면에 대하여 깔끔하게 압축되어 그 안에서 또는 그 둘레에서 갭을 실링하기 때문에, 폼들은 스크레이핑하거나 트라월로 바르게 펼 필요없이 압축되지 않는 폼들, 코크(caulk) 또는 진흙을 도포함에 있어 요구된 깔끔함에 대하여 걱정없이 도포를 허용한다.

폼 실런트를 위한 공지된 도포기는 스트로우(straw) 또는 튜브를 통하여 폼을 배출하는 분사통(루카스 등의 도 1의 102)을 포함하는 루카스 등에 의한, 미국 특허 제6,284,077 B1호에서 개시된 것을 포함한다. 이들 통들은 일반적으로 폼을 형성하여, 실링이 된 갭에 인접한 표면보다 폼이 크도록 한다. 루카스 등의 폼은 24시간 후에 원래 부피의 적어도 45%를 유지하며; 이에 따라, 폼이 인접한 표면과 같은 높이가 되도록 의도되는 경우, 초과분은 제 2 단계에서 트라월 또는 블레이드(Lucas 등의 도 3의 322)로 평평하게 잘라내어야만 한다. 그럼에도 불구하고, 지금까지 아무런 장치도 단일 동작으로 구조물 표면과 같은 높이가 되도록 폼 실런트를 도포하기 위하여 존재하지 않았다.

본 발명자는 외장재 또는 클래딩에 적절한 표면을 생성하는 동시에 실제로 내후성 있게 만들기 위하여 피복된 빌딩 또는 다른 구조물에서 모든 갭을 안정하면서 효과적으로 실링하는 문제의 해결책을 찾아왔으며, 이런 문제를 해결하기 위해 구성된 장치를 발견하여 왔다.

본 발명의 장치는 막대부의 일부로서 또는 분리된 공급 튜브로서, 유체 실런트 공급기를 갖는 손잡이 또는 막대부, 및 도포기 헤드를 포함하되, 막대부는 유니버셜 조인트를 통해 도포기 헤드의 상부에 연결되고, 도포기 헤드는 실링이 될 기판에 유체 실런트의 일정한 공급이 가능하도록 충분히 크면서, 하면 상에서 챔버를 포함하며, 도포기 헤드는 실런트를 평평하게 타격하도록 구성된 엣지를 하부 둘레 주변에 위치시킨다. 바람직하게는, 막대부는 축 방향으로 중공 상태이며, 이에 의해 막대부는 유니버셜 조인트 내의 개구를 통해 도포기 헤드에 유체 실런트를 이동시킨다.

대안적으로, 장치는 손잡이로서 막대부, 및 유체 실런트 공급기로서 막대부로부터 분리된 도포기 헤드에 연결된 공급 튜브를 포함한다. 장치는 또한 실런트를 바이패스 밸브에 의해 작동된 개구와 같은, 유니버셜 조인트의 출구 상류에, 이어서 도포기 헤드에 연결된 공급 튜브에 이동시킬 수 있는 막대부를 포함한다.

바람직하게는, 도포기 헤드의 상부에 막대부를 연결하는 유니버셜 조인트는 실런트가 유동할 수 있는 볼 인 소켓 조인트를 포함한다.

바람직하게는, 장치의 도포기 헤드는 제거가능하다.

도포기 헤드의 하부 둘레 주변에 위치된 챔버 엣지는 도포기 헤드와 일체화될 수 있고 도포기 헤드의 바닥 엣지를 포함할 수 있다. 챔버는 기판에 도포된 어떠한 실런트를 평평하게 타격하도록 현저하게 단단한 물질로 제조된다. 바람직하게는, 챔버 엣지는 도포기 헤드의 바닥 평면에 수직으로 내부에 위치된 짧은 브러쉬 브리슬을 갖는다. 작동시, 브러쉬 브리슬은 실링이 되도록 기판의 표면 상에 수직하게 위치되어, 이에 의해 기판 표면에서의 파형 또는 변형 또는 기판에서의 외부 코너를 수용한다.

바람직한 구체예에서, 막대부 또는 공급 튜브는 내부에 위치된 비드 매트릭스와 같은, 정적 교반기를 포함하는 하나 이상의 폼 제너레이터를 갖는다.

또다른 구체예에 따라, 본 발명은 본 발명의 장치로 공사 또는 리모델링 중에 피복된 빌딩 구조물과 같은, 기판 구조물에서 갭, 크랙 또는 조인트에 압축가능한 실런트 구조물, 바람직하게는 수성 폴리머 폼 조성물을 포함하는 내후성 배리어와 같은 실(seal)을 형성하는 동시에, 도포된 폼을 평평하거나 구조물의 표면과 같은 높이로 타격한 다음에, 선택적으로 구조물, 예를 들어 빌딩의 나머지 표면을 코팅하거나 커버링하여 바람직하게는, 페인트 또는 코팅 물질과 같은 것으로, 내후성 배리어를 형성하는 방법을 제공한다. 갭에 대한 도포는 어떠한 방향으로 구조물의 갭을 따라 이동하면서 수행될 수 있다.

방법은 바람직하게는 도포기의 중량에 의해 가해지는 것, 즉 기판 표면으로의 도포 장치의 접촉을 제외한 가해지는 압력이 거의 없거나 전혀없이 실런트를 도포하는 것을 포함한다.

갭에 대한 도포는 0.08 m/s이상 또는 2.5 m/s까지, 바람직하게는 0.5 m/s이상의 비율로 수행될 수 있다.

도 1a는 폼 제너레이터를 갖는 본 발명에 따른 장치의 바람직한 구체예를 도시한다.
도 1b는 막대부(1)에서 바이패스 밸브(12)를 갖는 본 발명에 따른 장치의 또다른 구체예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 도포기 헤드(3)의 구체예의 상부를 도시한다.
도 3a는 도 2에 도시된 도포기 헤드(3)의 단면도를 도시한다.
도 3b는 도 4에 도시된 도포기 헤드(3)의 바람직한 구체예의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 도포기 헤드(3)의 바람직한 구체예의 하면을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 바람직한 볼 인 소켓 유니버셜 조인트(2)(도 1)의 구체예를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 도포기 헤드로의 유체 실런트 공급기의 대안적인 구체예를 도시한다.

인용된 모든 범위는 모두 포함되고 조합가능하다. 예를 들어, 0.08 m/s 이상 또는 2.5 m/s까지, 바람직하게 0.5 m/s의 속도의 기재는 0.08 m/s 내지 2.5 m/s, 0.08 m/s 내지 0.5 m/s 및 0.5 m/s 내지 2.5 m/s의 범위 모두를 포함한다.

만약 다르게 표기되지 않는다면, 괄호를 포함하는 어떤 용어는, 괄호없는 용어(즉, 괄호의 내용을 제외함), 괄호가 존재하지 않는 것과 같은 전체적인 용어, 및 이들의 조합 중 어느 하나를 나타낸다. 따라서, 용어 (코)폴리머는 단일 폴리머 또는 코폴리머를 나타낸다.

여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "수성(aqueous)"은 물 및 하나 이상의 물-혼화성 용매를 포함하는 혼합물 및 물을 포함한다.

여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "에멀젼 폴리머(emulsion polymer)"는 에멀젼 폴리머화 공정에 의한 수성 혼합물 또는 물에서 제조된 폴리머를 의미한다.

여기에서 사용된 바와 같이, 만약 다르게 표기되지 않는다면, 용어 "유리 전이 온도" 또는 "Tg"는 팍스 방정식(T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., 제1권, 제3호, 123쪽(1956))을 사용하여 결정된 바와 같은 어떠한 (코)폴리머의 산출된 유리 전이 온도를 가리킨다.

여기에서 사용된 바와 같이, "wt%", "wt.%" 또는 "wt.percent"는 중량 퍼센트를 의미한다.

본 발명의 장치는 도포기 헤드(applicator head)가 빌딩 구조물을 따라서 이동될 수 있는 어떠한 빌딩 구조물에서도 매우 가변적인 폭의 갭에 유체 실런트(fluid sealant)의 신속한 도포를 가능하게 한다. 이러한 구조물은 예를 들어, 집, 학교, 창고, 사무실 빌딩 및 상업 공간과 같은 공사 또는 보수 중의 피복된 빌딩을 포함할 수 있으나, 실링(sealing)을 필요로 하는 어떠한 구조물도 포함할 수 있다. 본 장치는 도포기 헤드의 하면에 챔버를 포함하고, 여기서 챔버는 실런트, 예를 들어 폼(foam)으로 충진될 수 있고 이에 의해 기판 표면으로 공급된 실런트를 지속적으로 보충할 수 있는 개방된 공간이다. 따라서, 도포기 헤드가 0.1미터의 폭이고 0.09미터의 폭인 챔버를 갖는다면, 본 장치는 0.09미터의 폭보다 작은 어떠한 갭에도 유체 실런트를 지속적으로 도포하기 위하여 사용될 수 있다. 본 장치는 챔버 둘레를 따라 기판과 접촉하기 때문에, 본 장치는 어떠한 방향으로도 이동될 수 있다. 따라서, 오퍼레이터(operator)는 지속적으로 유체 실런트의 비드를 밀어내고 타격하는 동안, 본 장치를 상하 및 좌우로 이동시킬 수 있다. 더욱이, 본 장치는 도포기 헤드가 그 각도 위에서는 막대부와 도포기 헤드 사이에서 어떠한 기계적인 장애도 발생하지 않을 어떠한 각도, 예를 들어 90°즉 기판 표면에 대해 수직한 것으로부터 30°이하까지의 각도에서, 그리고 막대부에 대하여 어떠한 방향으로도 이동가능하도록 하기 위해 막대부가 기판 표면에 대하여 거의 평행하도록 막대부에 도포기 헤드를 연결하는 유니버셜 조인트를 포함한다. 오퍼레이터가 막대부를 회전시킬 때 단지 도포기 헤드가 회전한다. 더욱이, 본 장치의 도포기 헤드의 하면 상의 챔버 엣지는 목재, 플라스틱, 단단한 고무 또는 시트 금속, 예를 들어 알루미늄과 같은 내구성 있는 물질로 성형될 수 있고, 이에 의해 기판의 표면을 따라 용이하게 미끄러지거나 스치듯 지나갈 수 있어 오퍼레이터의 능력 내에서 어떤 속력으로도 실링이 될 수 있다. 예를 들어, 오퍼레이터는 실런트를 도포하는 동안 이에 따라 빠르게 걸을 수 있다. 게다가, 장치가 매우 가볍기 때문에, 긴 막대부는 기판 상에서 높은 지점 또는 장소에 도달하기 어려운 곳에 용이하게 접근될 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다. 결국, 장치가 압축가능한 유체 실런트, 예를 들어, 압축가능한 폼을 도포하기 위하여 사용될 때, 장치 자체의 중량 이내의 매우 작은 압력은 기판에서 갭을 실링하도록 도포되는 것을 필요로 한다; 본 장치는 사용하기에 쉽다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 장치(10)는 유체 실런트를 기판에 이동시키도록 구성된 막대부(1)를 포함하며, 막대부(1)는 내부에 비드 매트릭스의 폼 제너레이터(11; foam generator)를 갖도록 한다. 폼 제너레이터(11) 내의 비드 매트릭스는 계면활성제 또는 압축가스를 포함하는 수성 폴리머 에멀젼과 같은 공지된 폴리머 조성물이 이를 통과할 때 폼을 형성할 것이다. 장치(10)는 막대부(1)를 도포기 헤드(3)에 연결하는 유니버셜 조인트(2; universal joint)를 더 포함한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 장치(10)는 막대부(1)에 바이패스 밸브(12; bypass valve)를 장착할 수 있어 도포기 헤드(3)로의 유체 실런트의 유동을 차단하고 바이패스 밸브(12)로부터 연장된 튜브(16)를 통하여 유체 실런트가 유동하는 것을 허용한다. 바이패스 밸브는 멈춤 꼭지(13)에 의해 작동된다. 본 구체예에서, 사용자는 도포기 헤드(3)를 사용하여 접근될 수 없는 기판 구조물에서 좁은 영역 또는 내부 코너에 유체 실런트를 도포할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체예에 따른 도포기 헤드(3)의 상부는 도 1a, 도 1b, 도 3a 및 도 3b에서 도시된 바와 같은 볼 인 소켓 유니버셜 조인트(2; ball in socket universal joint)의 볼(15)을 수용하기 위하여 구성된 리세스(4; recess)를 포함한다. 유니버셜 조인트(2)는 제자리에 볼(15)을 고정시키는 동시에 막대부(1; 도 3a)가 통과하도록 구멍이 형성된 고정 클립(7)에 의해 제자리에 고정된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 도 2에서 도시된 구체예에 따른 도포기 헤드(3)는 그 하면의 챔버(6), 및 챔버(6)의 하부 둘레 주변에 위치된 챔버 엣지(14)를 포함한다. 게다가, 도 3a는 볼 인 소켓 유니버셜 조인트(2)를 도시하고, 볼(15)은 막대부(1)의 일부에 연결되거나 막대부(1)의 일부를 형성하며 챔버(6)로의 유체 실런트의 유동을 허용하기 위한 개구(10)를 포함한다. 본 구체예에 따라, 볼 인 소켓 유니버셜 조인트(2)는 도포기 헤드(3)의 상부 내의 리세스(4)에 볼(15)을 끼움으로써 이루어지고 고정 클립(7)을 통해 제자리에 고정된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 바람직한 볼 인 소켓 유니버셜 조인트(2)는 도포기 헤드(3)의 상부 내의 리세스(4)에 끼워진다(단면도 도시됨). 도시된 구체예에서, 막대부(1)는 나사산(9)이 있어 볼(15)에 연결되고, 이는 저항을 가지고 도포기 헤드(3)로 스냅-피팅(snap fit) 시키며, 리세스(4)에 의해 꼭 맞는 끼움이 제공되는데, 리세스(4)의 측부는 단지 수직 이상으로 연장되어 볼(15)이 스내핑되는 소켓이 생성된다. 볼(15)은 막대부(1)와 유체 연결되는 개구(10)를 포함하여, 챔버의 상부로 유도하는 출구(18)로 유체 실런트가 유동되도록 하거나, 도포기 헤드(3)가 제거될 때 막대의 종단 상의 볼(15)로부터 직접적으로 유동될 수 있게 한다. 대안적인 구체예에서, 볼에서의 개구는 유체 실런트의 유동이 직접적으로 볼로부터 챔버로 가능하도록 하기 위하여 챔버 내에 직접적으로 위치되도록 볼은 챔버로 돌출되기에 충분히 클 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 구체예에 따른 도포기 헤드(3)는 챔버(6)의 하부 둘레 주변에 위치된 챔버 엣지(14)를 갖는 도포기 헤드(3)의 하면 내의 챔버(6), 및 기판이 고르지 않을 때조차 사용자가 유체 실런트를 도포하고 평평하고 고르게 타격하도록 하기 위하여 챔버 엣지(14)로부터 아래쪽 방향으로 연장되는 일 열의 브러쉬 브리슬(8; brush bristle)을 포함한다. 게다가, 도 3b는 볼 인 소켓 유니버셜 조인트(2)를 도시하고, 볼(15)은 막대부(1)의 일부에 연결되거나 막대부(1)의 일부를 형성하고 챔버(6)로 유체 실런트의 유동이 가능하도록 하는 개구(10)를 포함한다.

브러쉬 브리슬(8)은 외부 코너의 일측을 따라 도포기 헤드(3)를 끌면서 외부 코너에 유체 실런트를 도포하도록 하여, 챔버(6)의 일부가 아닌, 브러쉬 브리슬(8)의 일부는 외부 코너의 일측에 대하여 수직방향으로 코너의 엣지 바로 위에 연장되고, 표면 상에 외부 코너의 다른측에 대하여 평행하다. 이러한 방법으로, 브러쉬 브리슬(8)은 댐(dam)을 형성하고, 코너 갭을 따라 직각벽의 표면 상에 평평하게 실런트 유체를 타격하고 유체 실런트가 외부 코너의 다른 측으로 유동하는 것을 방지하여, 코너 비드가 용이하게 형성되도록 한다. 도시된 구체예에서, 유니버셜 조인트(2) 및 도포기 헤드(3)는 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 도 3b에 도시된 본 발명의 구체예에 따른 도포기 헤드(3)의 하면은 챔버(6)의 하부 둘레 주변에 위치된 챔버 엣지(14; 도 3b)를 갖는 도포기 헤드(3)의 하면 내의 챔버(6), 및 하부 둘레 전체에 걸쳐 챔버 엣지(14)로부터 연장된 일 열의 브러쉬 브리슬(8)을 포함한다. 따라서, 사용자는 어떠한 방향으로도 장치를 끌 수 있고 또한 도포된 유체 실런트를 평평하거나 기판과 같은 높이로 타격한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 대안적인 구체예에서, 막대부(101) 및 유연한 폼 공급 호스(18)는 도포기 헤드(3)에 분리되어 연결된다.

몇몇의 구체예들에서, 유니버셜 조인트는 예를 들어, 막대부(101)와 도포기 헤드(3) 사이의 각도가 사용되는 도포기 헤드, 기판 및 어떠한 유체 실런트 공급 호스에 의해 야기된 구속 만에 의해 제한된 범위를 거쳐 연속적으로 조정가능하도록 회전하는 2 개의 직교하도록 위치된 피봇축들(21, 22)을 포함하는 도 6에 도시된 바와 같은 종래의 스위블 조인트(201; swivel joint)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 적절한 스위블 조인트는 도포기 헤드의 상부에 연결되거나, 구멍 캐스트에 마찰 끼움맞춤(friction fit)될 수 있는 피봇축들 중 하나를 통하여 롤 핀에 의해 도포기 헤드에 연결될 수 있다. 이러한 구체예에서, 유체 실런트 공급 호스는 막대부로부터 분리되어 사용될 수 있거나, 유체 실런트 공급기는 막대부를 통하여 막대부로부터 유니버셜 조인트 위로 부트 안까지 유동할 수 있으며, 부트는 수동 변속기 부트(stick shift boot)와 같은, 유니버셜 조인트 및 막대부를 완전하게 둘러싼다.

바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 장치의 도포기 헤드는 막대부로부터 제거가능하다. 예를 들어, 막대부는 막대부의 종단에 연결되거나 막대부의 종단을 포함하는 볼을 갖는 볼 인 소켓 조인트에 의해 도포기 헤드에 연결된다.

특히 바람직한 실시예에서, 볼은 막대부의 종단을 형성하고 도포기 헤드 내의 소켓을 누르고 떼고하여(click on and off), 도포기 헤드에 연결되지 않은 때, 그 종단에서 볼의 노출된 개구를 갖는 막대부는 내부 코너 또는 구속된 영역에 실런트를 도포하기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 볼 인 소켓 조인트는 어떠한 공지된 수단을 통해 도포기 헤드의 상부 내의 암 리세스(female recess)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 볼은 도포기 헤드의 상부 내의 암 리세스의 주변 내에 위치된, 하나 이상의 스프링이 장착된 베어링, 예를 들어, 베어링의 링(ring)에 스내핑될 수 있다. 다른 구체예에서, 볼은 도포기 헤드의 상부 내의 리세스에 끼워진 기판에 대하여 어떠한 원하는 각도에서도 360°에 걸쳐 막대부의 이동을 허용하기에 충분히 큰 둥근 개구를 갖는, 도 3a에 도시된 하나와 같은, 제거가능한 고리모양의 고정 클립에 의해 제자리에 고정될 수 있다. 작동시, 클립은 도포기 헤드 안으로 고리모양의 클립으로부터 아래 방향으로 연장되는 2 개 이상의 핀에 의해 고정될 수 있어 도포기 헤드의 상부 내의 대응되는 개구들에 연결된다. 또다른 구체예에서, 고정 클립은 제자리로 미끄러질 수 있고, 챔버의 상부 안으로 몰딩된 대응되는 형상의 플라스틱 탭(tab) 또는 릿지(ridge)를 잡기 위하여 그 둘레에서 아래방향으로 연장된 작은 립(lip)에 의해 고정될 수 있어, 클립이 폐쇄될 때 립 아래에서 꼭 맞게 끼워진다. 사용시, 고정 클립은 바람직하게는 스프링이 장착되어 차단되게 하며, 미끄러져 개방되어 막대부의 볼 종단이 챔버의 상부 내의 리세스에 들어가도록 한다. 소켓 조인트 내의 다른 적절한 볼에서, 볼 자체는 종래의 방식으로 막대부에 끼워질 수 있다. 예를 들어, 각각의 막대부 및 볼은 나사산이 있을 수 있다.

가장 바람직하게는, 막대부 상의 볼을 수용하기 위한 리세스 또는 소켓은 제자리에 볼을 고정하도록 예를 들어, 볼의 외부 직경보다 단지 작은 것, 크기를 가진 링부 또는 고리부를 그 최상부에서 포함한다. 볼은 제자리로 스내핑될 수 있고, 즉, 볼이 소켓 안에 꼭 맞게 끼워짐에 따라 볼 및 소켓은 함께 스내핑될 수 있다. 대안적으로, 리세스의 링부는 소켓 내의 개구의 둘레에 위치된 2 개 이상의 스프링 장착된 탭들을 포함할 수 있고, 그 위에 볼의 중간점 또는 적도 라인이 개구 안으로 끼워질 때 멈출 것이며, 그에 의해 볼이 소켓에 스냅인(snap in) 되는 것이 허용된다.

본 발명에 따른 장치의 막대부는 유체 실런트가 이를 통과하여 도포기 헤드안으로 유동하기 위하여 튜브형일 수 있거나 그 내부에 축 캐비티(cavity) 또는 도관을 가질 수 있다. 대안적으로, 막대부는 제거가능한 플러그와 사용되지 않을 때, 폐쇄된 막대부의 측부에서 단순히 홀 일 수 있는 도포기 헤드의 상류의 바이패스 밸브를 가지며, 튜브를 통하여 어떠한 원하는 갭에 도포하기 위한 폼을 뽑아내기 위하여 튜브가 바이패스 밸브 안으로 삽입될 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 도포기 헤드 및 챔버는, 사용자가 실링하기를 찾는 갭보다 챔버가 더 넓기만 하면 어떠한 형상, 즉, 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형일 수 있다.

몇몇 구체예들에서, 도포기 헤드는 스키 팁(ski tip)과 같은, 하부 둘레 주변에 경사진 엣지를 가질 수 있어, 기판에 따른 이동을 용이하게 한다.

또다른 구체예들에서, 도포기 헤드는 그 하면 상에 평평하지 않는 하부 표면 프로파일을 갖는 챔버 엣지를 가질 수 있어, 동일 평면이 아닌(non-coplanar) 패널들 사이의 갭 위에 도포를 허용한다. 이러한 평평하지 않는 기판들은 예를 들어, 집의 외부 또는 내부 코너일 수 있다. 다른 구체예에서, 단일 접철된 도포기 헤드는 많은 각도를 접근할 수 있다.

막대부, 클립, 도포기 헤드 및 유니버셜 조인트를 포함하는 본 장치는 시트 금속, 예를 들어, 알루미늄, 또는 단단한 플라스틱과 같은 경량의 내구성있는 물질로 제조될 수 있다.

도포기 헤드의 하부 둘레는 본 장치가 기판 표면 위에서 미끄러지거나 올라타는 것을 허용하는 다양한 물질을 포함할 수 있고, 도포기 헤드 자체의 일부로서 또는 도포기 헤드와 동일한 물질로 제조된, 예를 들어 단단한 플라스틱 또는 금속; 브러쉬 브리슬; 개스킷 또는 스퀴지 물질과 같은 단단한 고무 또는 단단한 폼으로 구성될 수 있다. 브러쉬 브리슬들이 바람직하다.

적절한 폼 제너레이터는 어떠한 공지된 단순한 배치 교반기도 포함할 수 있거나, 에어로졸은 적절한 폼 실런트를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 연속적인 포머(foamer)는 뉴욕, 하퍼즈의 E.T Oakes Corp.로부터의 모델 번호 2M*172 또는 미국 특허 제5,492,655호(Schuller International Inc.), 제4,986,667호(3M) 및 제6,422,734호(National Gypsum LLC)에 개시된 바와 같은 정적 교반기이다. 또 따른 폼 제너레이터는 미국 특허 제6,010,083호(BetzDearborn Inc.), 제6,042,089호 및 제6,561,438호(Fountainhead Group)에서 개시된 바와 같은 공기를 유체 스트림으로 뽑아내고 혼합하는 공기 이덕터(eductor) 또는 벤츄리(venturi)를 포함한다. 폼은 또한 미국 특허 제7,029,609호(Rathor) 및 여기에서 포함된 참조에서 개시된 바와 같은, 가압된 에어로졸 컨테이너로부터 제공될 수 있다.

바람직하게, 폼 제너레이터는 비드 매트릭스와 같은, 폼 공급 튜브 또는 막대부에 포함된 정적 교반기를 포함한다. 정적 교반기를 사용한 때, 공기 또는 압축가스, 및 라텍스는 조합되고, 예를 들어, 본 장치의 막대부 내의 혼합 베드로 이송된다. 패킹된 베드의 출구에서, 폼은 낮은 압력, 예를 들어, 140 ㎪(킬로파스칼) 또는 0.14 ㎫(20psi) 하에서, 이미 잘 제조된다. 적절한 혼합 베드는 1 내지 2㎜ 플라스틱 비드들로 패킹된, 1.5 내지 3㎝의 폭이면서 3 내지 12㎝의 길이일 수 있다.

본 발명의 방법은 공사 또는 리모델링 중에 빌딩구조물의 갭에 대한 본 발명의 장치로, 압축가능하고 유연한 유체 실런트, 예를 들어, 포밍된(foamed) 실런트 폴리머 조성물, 바람직하게는 수성 에멀젼 폴리머 조성물을 도포하는 동시에, 구조물의 표면과 같은 높이로 도포된 폼을 타격한 다음에, 선택적으로, 빌딩의 나머지 표면을 코팅하거나 덮어 바람직하게, 페인트 또는 코팅 물질과 같은, 내후성 배리어를 형성하는 것을 포함한다.

실런트를 도포하고 평평하거나 기판과 같은 높이로 타격되는 방법은 가해지는 압력이 거의 없거나 전혀 없이, 즉 도포기 챔버 엣지 표면의 접촉으로 실런트를 도포하는 것을 포함한다. 따라서, 적절한 실런트 조성물은 예를 들어, 0.035 ㎫이하, 바람직하게는 0.0035 ㎫이하의 응력 하에서 3㎜미만의 두께로 압축될 수 있는 어떠한 폼을 포함한다. 적절히 포밍된 조성물은 아래에서 설명된 바와 같은, 코팅 또는 페인트에서 사용된 것들과 같은 탄성 중합체 수성 에멀젼 폴리머와 같은, 수성의 유연한 폴리머로 제조된다.

작동시, 실런트 또는 폼은 막대부 또는 튜브를 통하여 도포기 안으로 펌핑되거나 이송되는데, 도포기 헤드는 둘레의 하부 표면 또는 엣지를 갖는 기판에 인접한 측, 즉, 빌딩의 측면 상에서 개방된 챔버를 가지며, 실런트 또는 폼은 본 장치의 하부 표면을 통해 기판 표면 내의 크랙 또는 갭을 실링하도록 도포된다. 챔버 엣지가 갭을 따라 이동할 때, 초과된 폼은 평평하게 타격된다. 본 장치는 어떠한 시간에서 어떠한 방향으로, 즉 병진적으로, 어떠한 배향으로도 갭을 실링하기 위해 구조물 표면 위에서 이동될 수 있고, 도구 그 자체의 중량을 넘는 수직 압력없이, 즉 가벼운 접촉으로 작동될 수 있다.

피복된 구조물에서 갭을 실링하는 방법에서, 본 장치는 0.08 m/s이상, 또는 2.5 m/s까지의 비율, 바람직하게는 0.5 m/s이상, 또는 2.0 m/s까지의 비율로 갭을 따라 이동될 수 있다. 빠른 걸음 속도는 1.6 m/s이다. 챔버는 폼으로 보충되어 연속적으로 갭을 충진하기 때문에 실런트의 신속한 도포가 가능하다.

본 장치는 피복된 빌딩 구조물, 빌딩의 내부, 예를 들어, 셀프-레벨링 바닥 도포에서 바닥 조인트, 스터드 베이(stud bay), 서까래, 다락 조인트, 고속도로, 보도, 신더 블록 구조물, 신더 블록 구조물에서의 조인트 및 콘크리트 구조물로부터 선택된 어떠한 기판에서 조인트, 갭 또는 크랙과 같은, 실런트의 레벨링 또는 실링 도포를 요구하는 어떠한 기판에 유체 실런트를 도포하는 데에 사용될 수 있다. 고속도로 또는 보도는 콘크리트 또는 아스팔트일 수 있다. 특히 적절한 기판은 시트들 사이의 갭을 갖는 구조물 프레임 상에 석고 외부 피복, 시멘트, OSB(oriented strand board), 합판 또는 목재의 시트를 인접하게 채택하는 공사 중의 어떠한 빌딩을 포함할 수 있다.

폴리머는 비이온 계면활성제와 같은 계면활성제; 또는 예를 들어, 공기 또는 이산화탄소와 같은 압축 가스와 포밍될 수 있다. 바람직하게는, 수정 에멀젼 폴리머 폼은 적어도 하루 동안 건조한 후에, 메쉬 백킹(mesh backing) 상에서 형성된 폼 스트립(foam strip)이 크랙킹(cracking)없이 100㎜의 직경을 갖는 원통형 금속 맨드릴 주위를 감쌀 수 있게, 현저하게 유연하다. 추운 날씨 도포를 위한, 적절한 포밍된 조성물(a)은 적어도 하루 동안 건조된 후에, 메쉬 백킹을 포함하는 폼 스트립으로 형성될 수 있고, 크랙킹없이 50㎜의 직경을 갖는 원통형 금속 맨드릴 주위를 감싼다.

내후성 배리어를 형성하는 적절한 코팅 및 커버링(covering)은 바람직하게는 수성 에멀젼 폴리머 페인트 또는 코팅와 같은 페인트 또는 코팅 물질, 및 바람직하게는 25 ℃이하의 Tg 또는 유리 전이 온도를 갖는 것과 같은, 유연한 폴리머 또는 탄성중합체의 수성 에멀젼을 포함한다. 다른 구체예에서, 내후성 배리어의 커버링은 타르 종이, 또는 DE, Wilmington의 듀퐁으로부터의 Tyvek™과 같은 폴리올레핀 우븐과 같은 다른 내후성 배리어를 포함한다.

건조된 때 0.7 g/㎖보다 큰 밀도를 갖는 빌딩의 나머지 표면을 덮기 위한 적절한 폴리머 코팅 조성물 또는 페인트는 바람직하게 실링이 된 구조물, 예를 들어, 피복 위의 탄성 중합체 코팅 조성물이다. 적절한 폴리머 코팅은 빌딩을 위한 적절한 수증기 전이를 허용하기 위하여 선택될 수 있고 예를 들어, 고무 폴리머 에멀젼, PA, 필라델피아의 롬 앤드 하스 컴패니로부터의 Rhoplex™ EC-2540과 같은 유연한, 아크릴 폴리머 에멀젼, GA, 아틀란타의 Sto Corp로부터의 Sto Gold Coat와 같은 스티렌-아크릴 코폴리머, 각각 Ca, Huntington Park의 Henry Inc.로부터의 Henry Airbloc 33(아크릴 코폴리머) 또는 Henry Airbloc 06WB(아스팔트 에멀젼)와 같은 아크릴 및/또는 아스팔트 에멀젼 코팅, 비닐 아세테이트-아크릴, 에틸렌-비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 및 폴리우레탄 디스퍼젼을 포함할 수 있다.

적절한 코팅 또는 페인트 조성물은 스프레이 장비, 브러쉬 또는 롤러에 의해 포함하는, 잘 공지된 방법에 의해 도포될 수 있다.

1 막대부
2 유니버셜 조인트
3 도포기 헤드
4 리세스
6 챔버
7 고정 클립
10 개구
14 챔버 엣지
15 볼

Claims (10)

1. 유체 실런트를 도포하기 위한 장치에 있어서,
   막대부 및 도포기 헤드를 포함하되,
   상기 막대부는 상기 막대부의 일부로서 또는 분리된 공급 튜브로서 유체 실런트 공급기를 가지며, 상기 막대부는 유니버셜 조인트를 통해 상기 도포기 헤드의 상부에 연결되고,
   상기 도포기 헤드는 그 하면에 챔버를 포함하고, 상기 챔버는 실링이 될 기판에 유체 실런트의 일정한 공급이 가능하도록 크며,
   상기 도포기 헤드는 실런트를 평평하게 타격하도록 구성되고, 상기 도포기 헤드의 하부 둘레 주변에 위치되는 엣지를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 막대부는 축 방향으로 중공 상태이며, 이에 의해, 상기 막대부는 상기 유니버셜 조인트 내의 개구를 통해 상기 도포기 헤드에 상기 유체 실런트를 이동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 막대부는 손잡이이고, 분리된 유체 실런트 공급기로서 공급 튜브가 상기 막대부로부터 분리된 상기 도포기 헤드에 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 도포기 헤드의 상부에 상기 막대부를 연결시키는 상기 유니버셜 조인트는 실런트가 유동할 수 있는 볼 인 소켓 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 도포기 헤드는 제거가능한 것을 특징으로 하는 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 도포기 헤드의 하부 둘레 주변에 위치된 상기 챔버 엣지는 상기 도포기 헤드의 바닥 평면에 대하여 수직하게 상기 챔버 엣지 내에 위치된 짧은 브러쉬 브리슬을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 막대부 또는 공급 튜브는 내부에 위치된 정적 교반기를 포함하는 하나 이상의 폼 제너레이터를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
   
8. 제 1 항의 장치로 기판에서의 갭, 크랙 또는 조인트에 압축가능한 실런트 조성물을 도포하는 단계와 동시에, 상기 도포된 폼을 평평하거나 상기 기판의 표면과 같은 높이로 타격한 다음에, 선택적으로, 상기 기판의 나머지 표면을 코팅하거나 커버링하여 내후성 배리어를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 실런트를 도포하는 단계는 상기 도포기 헤드의 중량에 의해 가해지는 압력을 제외하고 가해진 압력이 없는 것을 특징으로 하는 방법.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 갭들에 상기 실런트를 도포하는 단계는 0.08 m/s 이상 2.5 m/s 이하의 속도로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.

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