KR102474219B1 - 패스너 실링 물질 및 방법 - Google Patents

Abstract

패스너에 적용하기 위한 패스너 실링 물질은 상기 실링 물질의 약 90 내지 약 97 중량%의 농도로 존재하는 아크릴레이트 및 상기 실링 물질의 약 3 내지 약 10 중량%의 농도로 존재하는 나노구조 물질로부터 제형화된다. 실런트는 액체로 패스너에 적용되고 열을 사용하지 않고 자외선 또는 LED 광원을 사용하여 경화된다.

Description

패스너 실링 물질 및 방법

본 출원은 "패스너 실링 물질 및 방법"이라는 명칭으로 2017년 12월 18일에 출원된 미국 특허 출원 제15/844,985호, "패스너 실링 물질 및 방법"이라는 명칭으로 2016년 12월 22일에 출원된 임시 미국 특허 출원 제62/437,967호를 우선권으로 주장하고, 상기 명세서 전체는 본 출원의 참고문헌이다.

본 발명은, 예를 들어, 패스너(fastner)가 사용되는 어셈블리에 물, 습기 및 먼지의 침입을 방지하기 위해, 상기 패스너를 제자리에 실링하기 위한 물질 및 이러한 실링 물질을 적용하는 방법에 관한 것이다.

예를 들어 패스너는 구성 요소를 서로 고정하는 데 사용된다. 하나의 실시예에서, 패스너는 스마트 폰, 태블릿, 패드 등과 같은 전자 장치 내의 구성 요소를 고정하는 데 사용된다. 장치가 작아질수록, 상기 구성 요소를 고정하는 구성 요소와 패스너도 작아진다. 또한 장치가 작아지고 있음에도 불구하고, 상기 구성 요소에 물, 습기 및 먼지가 없도록 유지해야하는 필요성은 변하지 않는다. 실제로 이러한 많은 소형 장치는 제대로 작동하기 위해, 구성 요소가 환경과 잘 분리되어 있다는 더 높은 수준의 보증이 필요하다.

알려진 실링 물질(sealing material)이 있으나, 이러한 물질은 나일론 11 분말과 같은 분말 형태로 제공되며, 상기 물질이 녹아서 상기 패스너의 밑면 주위로 흐르도록 상기 물질을 적용하기 전이나 후에 패스너를 가열해야 한다. 실링 물질을 적용하는 이러한 물질과 방법은 더 큰 패스너에 적합하다.

그러나 소형(miniature) 및 초소형(sub-miniature) 패스너-헤드 직경이 각각 2.0mm(M2.0) 내지 3.0mm (M3.0) 및 0.8mm (M0.8) 내지 1.4mm (M1.4)인 패스너의 경우, 패스너는 생크 직경(shank diameter)이 헤드 직경의 약 1/2이며, 이러한 물질 및 방법은 문제를 일으킬 수 있으며, 오버스프레이 문제로 인해 거부율(rejection rate)이 10-20%까지 높아질 수 있다. 이 거부율은 허용되는 것보다 훨씬 더 높으며, 특히 상기 패스너를 한 번만 재작업할 수 있다는 점, 예를 들어 상기 물질을 제거하고 실링 물질을 한 번만 다시 적용할 수 있다.

더 큰 패스너를 사용하는 것과 같은 다른 적용에서는, 상기 패스너에 실런트(sealant)를 분말로 적용하는 것이 잘 작동하지만 단점이 있다. 예를 들어, 일부 응용분야에서 상기 실런트는 고온에 노출될 수 있으며, 개체가 이러한 고온에 노출될 때 특정 요구사항을 충족하지 못할 수 있다. 자동차 산업에서, 패스너 실런트는 적어도 85℃(185℉) 이상의 실링된 환경 유지, 상기 패스너에 대한 높은 접착력 유지, 최소 압축 세팅 표시, 반복적인 설치 및 제거(조임(tightening) 및 풀림(loosening))을 견딜 수 있는 능력 유지, 원하는 물리적 외관을 유지하면서 주요 물리적 무결성 (예를 들어, 균열 없음)을 유지한다.

도 9A 내지 도 9E에 예시된 것과 같은 공지된 실런트는 실리콘 등과 같은 미리 형성된 도 9A 내지 9E는 중합체 코팅 및, 실리콘 등과 같은 미리 형성된 탄성 워셔(resilient wahser)를 포함한다. 종종 이러한 미리 형성된 워셔는 물리적 무결성, 반복적인 설치 및 제거, 최소 또는 무-압축 세트를 유지하면서 온도 요구 사항을 견딜 수 없다.

따라서, 어셈블리에서 패스너를 실링하고 물, 습기, 먼지 등과 같은 환경 조건에 대해 허용 가능한 실링을 제공하는 데 사용할 수 있는 물질이 필요하다. 바람직하게는, 그러한 물질은 액체 형태로 패스너에 적용되고, 필요에 따라 상기 패스너 헤드의 밑면 (베어링 표면) 주위로 쉽게 흘러 오버스프레이 없이 상기 헤드의 밑면을 완전히 덮을 수 있다. 보다 바람직하게는, 그러한 물질은 빠르게 경화되고 적용 방법은 비-가열 또는 최소 열-적용 및 생산 프로세스이다. 보다 더 바람직하게는, 그러한 물질은 상기 패스너의 재사용을 허용한다 - 즉, 상기 패스너는 실링 특성을 유지하는 실링 물질로 적용 및 제거 및 재적용될 수 있다.

본원의 다양한 실시양태는 소형 및 초소형 패스너에 적용하기 위한 패스너 실링 물질 제공한다. 상기 실링 물질은 아크릴화 우레탄(acrylated urethane), 아크릴화 폴리에스테르(acrylated polyseter) 등과 같은 액체 적용된 아크릴레이트 물질로 구성된다. 상기 액체 적용된 물질은 열을 사용하지 않고 자외선 또는 LED 광원을 사용하여 경화된다.

하나의 실시양태에서, 상기 물질의 점도는 약 1500 센티포이즈(centipoise) 미만이다. 상기 물질의 점도는 약 500-2000 센티포이즈가 될 수 있다. 이러한 점도는 실런트를 원하는 경우, 상기 패스너의 생크 위로 약간 위킹되도록한다. 이 형상은 특정 응용 분야에서 필요할 수 있다. 다른 응용 분야에서는 위킹(wicking)이 필요하지 않거나 바람직하지 않다.

초 소수성 물질(super hydrophobic material이 첨가제로 포함될 수 있다. 다른 첨가제는 적절한 광개시제를 포함하고, 상기 물질의 경화를 방해하지 않는 양으로 존재하는 안료, 유동 조절제 및 내열성 첨가제 물질을 포함할 수 있다.

하나의 실시양태에서, 상기 물질은 자외선 또는 LED 광에 노출될 때 약 2-20 초 이하, 바람직하게는 약 2-10 초 및 보다 바람직하게는 약 2-5 초 내에 그리고 약 66℃(약 151℉)이하, 바람직하게는 약 실온 25℃(약 77℉)의 온도에서 패스너상에서 경화된다. 상기 실링 물질이 있는 패스너는 다중 설치 및 제거 후에도 실링 특성을 유지한다. 예를 들어, 상기 실링 물질이 있는 패스너는 적어도 세 번 이상의 설치 및 제거 후에도 실링 특성을 유지한다.

일부 실시양태에서, 패스너에 적용될 때, 상기 패스너 실링 물질은 상기 패스너의 생크의 부분에 위킹된다. 다른 실시양태에서, 상기 실링 물질은 상기 패스너 생크의 부분에서 위킹되지 않는다. 상기 패스너 실링 물질은 또한 패스너에 적용될 때, 상기 패스너를 위한 잠금 물질을 형성할 수 있다. 그 위에 실링 물질이 있는 패스너를 만드는 방법도 요구된다.

다른 양태, 목적 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1A 내지 1H는 공지된 종래 기술의 실링 물질이 적용된 패스너의 사진이다.
도 2는 상기 패스너 헤드의 밑면의 유동 코팅(flow coating)을 도시한, 본 발명의 패스너 실링 물질의 실시양태가 적용된 M 1.4 패스너 베어링(fastener bearing) 표면의 사진이다.
도 3A 및 3B는 본 발명 패스너 실링 물질의 적용 전(도 3A) 및 상기 패스너 실링 물질의 적용 후(도 3B) M1.4 패스너의 밑명 또는 아래 헤드(베어링) 표면의 사진이다.
도 4A 및 4B는 본 실링 물질의 적용 전후의 M1.0 패스너의 상부면의 사진이다.
도 4C는 본 패스너 실링 물질을 적용한 후 4-40 크기의 파스너의 헤드 밑면과 생크 부분의 사진이다.
도 5는 침수 시험 구조물(submergence test structure)의 사진이다.
도 6A 및 6B는 테스트 챔버(test chamber)의 사진이다.
도 7A 및 7B는 상기 물질이 패스너의 생크 위로 위킹되는 능력을 나타내는 사진이며, 여기서 도 7A는 본 실링 물질을 적용하기 전의 패스너를 나타내고, 도 7B는 상기 패스너에 실링 물질이 적용된 패스너를 도시하고, 상기 패스너의 생크 부분에 있는 물질 위킹(material wicking)을 나타낸다.
도 8은 원래의 실런트 물질과 청색 패치(잠금 기구/물질)가 있는 패스너의 사진이다.
도 9A 내지 9E는 사용 전후의 종래 기술의 실런트 요소의 예시이다.
도 10A 및 10B는 본 실런트의 적용 전 (도 10A) 및 적용 후 (도 10B)의 패스너를 도시한다.
도 11은 테일라이트 어셈블리(taillight assembly)의 실시예를 도시한다.
도 12A 내지 12D는 압력/진공 테스트 장비를 도시한다.
도 13은 온도(℃) 대 시간(시간: 분)을 나타내는 하나의 열 사이클링 테스트(one thermal cycling test)의 그래픽 표현이다.
도 14는 온도(℃) 대 시간 (시간)을 나타내는 또 다른 열 사이클링 테스트의 그래픽 표현이다.
도 15는 상기 패스너를 5 회 설치 및 제거한 후 패스너 헤드의 밑면을 나타내고 상기 실런트의 약화(degradation) (예를 들어, 균열(cracking) 또는 박리(delamination) 없음)를 보여준다.
도 16은 다양한 온도에서 존재하는 실런트를 사용하는 패스너 그룹 및 패스너 대조군 그룹에 대해 수행된 실링 테스트의 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 17은 다양한 온도에서 현재 실런트가 있는 패스너 그룹 및 패스너 대조군 그룹에 대해 수행된 균열 테스트 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 18은 본 실런트를 갖는 패스너 및 공지된 워셔-유형 실링(washer-type seal)을 갖는 패스너의 예시이다.
본원의 이들 및 다른 특징 및 장점은 첨부된 청구 범위와 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본원은 다양한 형태의 실시양태가 가능하지만, 본원은 실시양태로 간주되어야하며 본원을 도시된 특정 실시양태로 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해하여 현재 바람직한 실시양태를 설명한다.

하나의 양태에서, 패스너와 체결되는 구성 요소 사이에 실링을 제공해야하는 필요성이 가장 중요하며 오늘날의 전자 장치에서 특히 중요하다. 이 요구는 이러한 장치 내의 구성 요소 크기가 지속적으로 감소함에 따라 과장된다. 알려진 물질은 헤드 직경이 0.8mm (M0.8) 내지 1.4mm (M1.4)이고 생크 직경이 헤드 직경의 약 1/2 인 초소형 패스너에는 적합하지 않으며, 상기 물질은 소형화에 적합하지 않고, 이러한 패스너는 헤드 직경이 약 2.0mm (M2.0) ~ 3.0mm (M3.0) 인 패스너이다. 그리고 초소형 패스너는 앞으로 더 작아질 것으로 예상된다.

따라서, 현재 실링 물질의 하나의 실시양태는 주요 물질로서 아크릴화 물질과 같은 아크릴레이트, 예를 들어 아크릴화 폴리에스테르, 지방족 및 방향족 아크릴화 우레탄 등, 예컨대 아크릴화 우레탄과 같은 것을 포함하며, 예를 들어, Dymax Corporation에서 제품 이름 MULTI-CURE® 및 6-630, 제품 번호 AAS 81082A 및 81091B로 CT Newington의 Advanced Adhesive Systems, Inc.에서 구입할 수 있다. 초 소수성 물질 첨가제는 물 및 습기에 대한 추가 저항성을 위해 아크릴 레이트화 우레탄과 같은 아크릴레이트 물질에 첨가될 수 있다.

하나의 실시양태에서, 약 75-99 wt. %의 아크릴화 우레탄 및 약 1-24 wt.% 초 소수성 물질은 소형 및 초소형 패스너에 적용하기에 적합한 제형을 형성한다. 하나의 실시양태에서, 안료, 예를 들어 흑색 안료, 유동 조절제 및 위조 방지제(anti-counterfeiting agents)와 같은 추가 첨가제가 비교적 소량으로 제형에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상기 패스너에 적용된 물질을 UV 또는 LED 광에 노출시킴으로써 재료를 경화시키기 위한 적절한 광개시제와 같은 경화제가 물질에 존재한다. 유동 조절제는 실링 물질의 점도가 필요에 따라 적절하고 원하는대로 유동하도록 하는 경우에 필요하거나 필요하지 않을 수 있으며, 이는 원하는 패스너 크기, 물질 코팅 두께 및 원하는 위킹 특성 등에 따라 달라진다. 경화 후 상기 물질에 대한 추가적인 화학적 및/또는 물리적 변화를 방지하기 위해 내열성 첨가제가 제형에 포함될 수도 있다. 임의의 첨가제는 UV 또는 LED 경화 단계를 방해하는 유형이어서는 안된다는 것으로 이해될 것이다.

유리하게는, 그러한 제형은 더 적은 불량률로 고속 적용에 더 잘 어울리는 저점도 액체 물질을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 물질은 낮은 점도 (예를 들어, 약 500-2000 센티포이즈)로 인해 작은 나사에 고속 적용이 가능하며, 물보다 약간 더 점성이 있다.

게다가, 그러한 물질은 열을 사용하지 않고 비교적 짧은 시간에 경화될 수 있다. 실제로, 상기 물질은 적절한 자외선 광원 (적절한 자외선 파장에서) 또는 LED 광원을 사용하고, 사용되는 광 개시제의 유형에 따라 경화될 수 있다. 상기 물질은 열을 사용하지 않고 약 2-20 초, 바람직하게는 약 2-10 초, 및 더 바람직하게는 약 2-5 초 내에 소형 및 초소형 패스너에서 경화될 수 있음이 밝혀졌다. 가열된 패스너에 적용하거나 상기 패스너에 적용한 후 가열해야하는 공지된 실링 물질과 달리, 현재 물질은 약 66℃ (약 151 ℉) 미만, 바람직하게는 약 실온 25℃(약 77℉)의 온도에서 약 2-20, 2-10 또는 2-5 초 내에 경화된다. 따라서, 경화는 유도 또는 다른 유형의 가열없이 수행될 수 있다.

나일론을 녹이기 위해 375℉ 내지 450℉의 높은 온도가 필요할 수 있는 가열 방법을 사용하여 나일론과 같은 실링 물질을 갖는 패스너는 나사의 장식 마감재에 물집(blistering)이 생길 수 있다.

게다가, 분말로 적용되는 공지의 실링 물질과 달리, 현재 실링 물질은 액체로 적용된다. 이와 같이, 그리고 낮은 점도 때문에, 상기 물질은 패스너, 예를 들어 패스너 헤드의 밑면 (예를 들어, 베어링 표면)에 적용될 때, 상기 물질은 헤드 밑면 전체에 쉽게 흐르도록 제형화될 수 있으므로 경화 준비가 완료된 완전히 젖은 표면을 제공한다. 상기 물질은, 예를 들어 유동에 대해 약간 더 저항하고 베어링 표면까지 위킹되지 않도록 유동 첨가제와 함께 제형화될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 제형은 상기 패스너 스레드가 상기 헤드의 밑면 또는 베어링 표면까지 완전히 연장되는 경우와 같은 적용에서 유리할 수 있다. 또한, 상기 물질에는 용매, 할로겐, 폴리 염화 비닐 (PVC), 고 위험성 REACH 물질 (REACH SVHC), 프탈레이트, 비스페놀 A (BPA)가 포함되지 않으며 RoHS (유해 물질 제한)를 준수한다.

본 실링 물질을 갖는 소형 및 초소형 패스너는 물에 대한 실링 성능이 우수하고 상기 경화된 물질이 금속에 대한 접착력이 우수한 것으로 밝혀졌다.또한, 현재의 실링 물질을 갖는 패스너는 강철에 대한 우수한 접착력과 다중 설치에 대해 우수한 내구성을 나타내는 것으로 밝혀졌다; 즉, 상기 패스너는 다중 설치 및 제거할 수 있으며 상기 물질-적용된 패스너의 실링 특성이 유지되도록, 높은 수준의 무결성으로 상기 물질이 제자리에 남아 있다.또한, 본 실링 물질은 우수한 내수성 및 고온, 예를 들어 약 300 ℉(약 150 ℃)까지의 내열성을 나타내는 것으로 관찰되었다.

상기 패스너에 대한 실런트의 접착 성능을 더욱 향상시켜 상기 패스너와 실런트가 다중 설치한 후에도 특성을 유지할 수 있다. 상기 패스너에 실런트를 적용하기 전에, 상기 패스너가 플라즈마 처리 프로세스를 받았을 때 초기 테스트 후 향상된 성능이 나타나는 것으로 밝혀졌다. 이러한 플라즈마 전-처리된 패스너는 다중 설치 및 제거 후 실런트 고장을 크게 감소시켰다. 내부(화학 용액) 첨가제 및 처리를 사용하여 접착 성능을 향상시킬 수도 있다. 적절한 처리는 접착 촉진제를 사용한 처리가 포함된다.

현재 실링 물질의 효과를 결정하기 위해 M1.0 패스너에 현재 실링 물질을 사용하여 테스트를 수행하였다. 침수 시험 구조물(submergence test structure) 또는 탱크(도 5) 및 실링 물질이 적용된 M1.0 패스너 10 개가 강철 챔버에 투명 플라스틱 플레이트를 고정된 침수 시험 챔버 (도 6A 및 6B)를 포함하는 시험 장치를 구성하였다. 각 테스트에서 상기 실링된 챔버는 몇 분 동안 1 미터 깊이의 물기둥에 침수시켰다. 네 가지 유형의 테스트가 수행되었다.

첫 번째 테스트에서는, 상기 패스너가 설치되고 상기 챔버를 30 분 동안 침수시켰다. 상기 챔버를 30 분 동안 침수한 후, 상기 챔버를 탱크에서 제거하여 플라스틱 덮개를 통해 바닥에서 검사하여 누출이 없는지 확인하였다. 침수 테스트 후, 상기 챔버는 표면이 약 122℉ (50℃)에 도달할 때까지 약 195℉ (90℃)에서 10 분 동안 오븐에 두었다. 그런 다음 챔버를 오븐에서 제거하고 소량의 물을 플라스틱 덮개에 떨어뜨렸다. 45 초 후, 상기 챔버에 수증기나 물방울이 없는지 확인하기 위해 플라스틱 덮개에서 물을 닦아 냈다.

두 번째 테스트에서는, 상기 패스너를 4 번 설치하고 제거하여 다중 설치에 대한 내구성을 보여주고 침수 테스트를 진행하였다. 최종 설치 후, 상기 챔버는 30 분 동안 약 1 미터 깊이에 침수하였다. 침수 후, 상기 챔버를 탱크에서 제거하고 플라스틱 덮개를 통해 바닥에서 검사하여 누출이 없는지 확인하였다. 그 후, 상기 챔버를 약 195℉ (90℃)에서 10 분 동안 오븐에 넣어 테스트 픽스처(test fixture)가 약 122℉ (50℃)에 도달할 때까지 두었다. 그런 다음 테스트 장치를 오븐에서 제거하고 소량의 물을 플라스틱 덮개에 떨어뜨렸다. 45 초 후, 상기 챔버에 수증기나 물방울이 없는지 확인하기 위해 플라스틱 덮개에서 물을 닦아냈다.

세 번째 테스트에서, 상기 패스너를 플레이트에 조이고 챔버를 컨디셔닝하였으며, 예를 들어, 약 175℉ (80℃)의 온도에서 24 시간 동안 기계식 오븐에 배치하였다. 컨디셔닝 후, 상기 침수 테스트를 수행하기 전에 상기 챔버를 실온으로 되돌렸다. 그런 다음 상기 챔버를 약 1 미터 깊이로 약 30 분 동안 침수하였다. 침수 후, 상기 챔버를 탱크에서 제거하고 바닥에서 플라스틱 덮개를 통해 검사하여 누출이 없는지 확인하였다. 그 후, 상기 챔버는 표면이 약 122 ℉ (50℃)에 도달할 때까지 10 분 동안 약 195℉ (90℃)의 오븐에 두었다. 그런 다음 상기 챔버를 오븐에서 제거하고 소량의 물을 플라스틱 위에 떨어뜨렸다. 45 초 후, 상기 챔버에 수증기나 물방울이 없는지 확인하기 위해 플라스틱 덮개에서 물을 닦아냈다.

다른 테스트에서, 상기 패스너를 플레이트에 조이고 상기 챔버를 컨디셔닝하고, 예를 들어 약 250℉(120℃)의 온도에서 3 시간 동안 기계식 오븐에 배치하였다. 컨디셔닝 후, 상기 침수 테스트를 수행하기 전에 챔버를 실온으로 되돌렸다. 그런 다음 상기 챔버를 약 1 미터 깊이로 약 30 분 동안 침수하였다. 침수 후, 상기 챔버를 탱크에서 제거하고 바닥에서 플라스틱 덮개를 통해 검사하여 누출이 없는지 확인하였다. 그 후, 상기 챔버는 표면이 약 122℉ (50℃)에 도달할 때까지 10 분 동안 약 195℉ (90℃)의 오븐에 두었다. 그런 다음, 상기 챔버를 오븐에서 제거하고 소량의 물을 플라스틱 덮개에 떨어뜨렸다. 45 초 후, 상기 챔버에 수증기나 물방울이 없는지 확인하기 위해 플라스틱 덮개에서 물을 닦아내었다.

상기 패스너가 플라즈마 전처리되고 Advanced Adhesive Systems, Inc.의 물질이 사용된 패스너에 대한 또 다른 테스트에서 상기 물질의 적용 및 경화 후, 상기 패스너를 설치하고 실온에서 세 번 제거하였다. 그런 다음, 상기 패스너와 플레이트를 8psi 및 16psi에서 60 초 동안 테스트하고 누출 여부를 검사하였다. 누출은 관찰되지 않았다. 그런 다음 상기 샘플을 120 ℃의 오븐에서 3 시간 동안 가열한 다음 8psi 및 16psi에서 60초 동안 다시 테스트하고 누출 여부를 검사하였다. 누출은 관찰되지 않았다. 상기 실런트 물질이 상기 패스너에 접착되었는지도 확인했으며, 상기 패스너의 베어링 표면에서 재료를 제거할 수 없었다. 상기 패스너를 120℃에서 3 시간 보다 80℃에서 12 시간 동안 오븐에서 가열하는 것을 제외하고는 동일한 프로토콜을 따르는 유사한 테스트를 수행하였다.

각 테스트의 결과는 응결이나 누출이 관찰되지 않았으며, 상기 챔버 내부에 수분이 없고 챔버로 습기가 침투하지 않는 것으로 확인되었다.

더 큰 패스너에 사용하기 위해 실링 물질이 제형화 될 수 있다는 것도 고려된다. 예를 들어, 더 큰 패스너를 위한 제형은 아크릴 레이트 또는 아크릴 레이트 우레탄, 예를 들어 제품명 DUAL-CURE 9481-E 및 9482로 Dymax Corporation에서 입수할 수 있는 것 또는 Advanced Adhesive Systems에서 상기에서 언급된 물질을 주요 물질로 사용할 수 있다. 이러한 아크릴화 우레탄은 내수성, 내화학성 및 내열성이 우수하면서도 물에 대한 실링 성능이 우수한 유리한 특성을 유지하고 금속과의 접착력이 우수한 것으로 밝혀졌다. 또한, 이러한 물질의 용도는 상기 물질-적용된 패스너의 실링 특성이 유지되도록 높은 수준의 무결성으로 다중 설치에 대해 우수한 내구성과 강철에 대한 우수한 접착력을 나타내는 실링 물질을 제공한다.

상기 언급한 바와 같이, 현재 실링 물질의 하나의 실시양태의 한 가지 유리한 특성은 상기 패스너 생크의 부분 위로 위킹되는 능력이다. 도 7A 및 7B는 상기 물질의 실시양태가 패스너의 생크 위로 위킹되는 능력을 보여주는 사진이며, 도 7A는 현재 실링 물질을 적용하기 전의 패스너를 나타태고, 도 7B는 패스너를 나타내며, 상기 실링 물질의 실시양태가 상기 패스너에 적용되고 상기 물질이 패스너의 생크의 일부에 위킹되어 상기 패스너의 헤드 근처의 생크 또는 스레드와 패스너 헤드 사이에 원추형 모양을 형성한다. 이러한 위킹(wicking)은 특정 응용 분야에서 원하거나 요구될 수 있다.

다른 양태에서, 실링 물질은 주요 물질로서 아크릴레이트 물질, 예를 들어 아크릴화 폴리에스테르, 지방족 및 방향족 아크릴화 우레탄 등, 아크릴레이트화 우레탄, 예를 들어 우레탄 아크릴화 수지와 같은 아크릴레이트를 포함하며, 이는 제품 번호 AAS 82059B로 Advanced Adhesive Systems, Inc. of Newington, CT에서 시판되고 있다.

다면체 올리고머 실세스퀴옥산 (polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)과 같은 나노 구조 화학 물질과 같은 첨가제를 우레탄 물질에 첨가하여 실런트의 물리적 특성을 향상시킬 수 있다. 그러한 POSS 물질 중 하나는 MA0735 제품 등급으로 MS Hattiesburg의 Hybrid Plastics Inc.에서 시판되고 있다.

하나의 실시양태에서, 약 90 내지 97 wt.%의 아크릴화 우레탄 및 약 3 내지 10 wt.% 나노구조화된 첨가제는 패스너에 적용하기에 적합한 제형을 형성한다. 실시양태에서, 상기 우레탄은 약 95 wt.% 및 나노구조화된 첨가제는 실런트의 약 5 wt.%로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 안료, 예를 들어 흑색 안료, 유동 조절제 및 위조 방지제와 같은 추가 첨가제가 비교적 소량으로 제형에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상기 패스너에 적용된 물질을 UV 또는 LED 광원에 노출시킴으로써, 상기 물질을 경화시키기 위한 적절한 광개시제와 같은 경화제가 물질에 존재한다. 실링 물질의 점도가 적절하고 원하는대로 유동하도록하는 경우, 유동 조절제는 원하는 패스너 크기, 물질 코팅 두께 및 원하는 위킹 특성 등에 따라 필요하거나 필요하지 않을 수 있다. 사용되는 임의의 첨가제는 UV 또는 LED 경화 단계를 방해하는 유형이어서는 안된다는 것이 이해될 것이다.

이전에 기재된 제형에서와 같이, 그러한 제형은 더 적은 불량률로 고속 적용에 더 잘 맞는 저점도 액체 물질을 제공하는 것이 유리하다는 것을 발견하였다. 이러한 물질은 낮은 점도, 예를 들어 약 500 내지 약 2000 센티포이즈 (cP) 및 약 1300 cP로 인해 패스너에 고속 적용을 가능하게하여 물보다 약간 더 점성이 있다.

그리고, 이러한 물질은 열을 사용하지 않고 비교적 짧은 시간에 경화될 수 있다. 실제로, 상기 물질은 적절한 자외선 광원 (적절한 자외선 파장에서) 또는 LED 광원을 사용하고 사용되는 광개시제의 유형에 따라 경화될 수 있다. 상기 물질은 열을 사용하지 않고 약 2 - 20 초, 바람직하게는 약 2 - 10 초, 바람직하게는 약 2 - 5 초 안에 패스너에서 경화될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 가열된 패스너에 적용하거나 상기 패스너에 적용한 후 가열해야하는 공지된 실링 물질과 달리, 본 물질은 약 66℃ (약 151℉), 바람직하게는 약 실온에서 25℃ (약 77 ℉) 미만의 온도에서 약 2-20, 2-10 또는 2-5 초 내에 경화된다. 따라서, 경화는 유도 또는 다른 유형의 가열없이 수행될 수 있다.

도 10A 및 10B를 참조하여, 현재 액체-적용된 실링 물질은 점도가 낮기 때문에, 패스너에 적용될 때, 예를 들어, 패스너 헤드의 밑면 (예를 들어, 베어링 표면)은 상기 헤드의 밑면 전체를 쉽게 흐르고 스레드의 일부 또는 원뿔 모양을 형성하는 헤드에 인접한 생크를 따라 위킹되도록 제형화될 수 있고, 경화 준비가 완료된 완전히 젖은 표면을 제공한다. 상기 물질은 예를 들어 유동에 대해 약간 더 저항하고 베어링 표면까지 위킹되지 않도록 유동 첨가제와 함께 제형화될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 도 10A는 실런트를 적용하기 전의 패스너를 나타내며, 도 10B는 원뿔형 형상을 형성하기 위해 상기 실런트가 적용되고 최상부 스레드를 따라 위킹된 패스너를 도시한다. 이러한 제형은 패스너 스레드가 헤드의 밑면 또는 베어링 표면까지 완전히 연장되는 경우와 같은 적용에서 유리할 수 있다. 상기 실런트가 적용되고 5 회 설치 및 제거된 패스너가 도 15에 도시되어있다. 상기 실런트에 균열 또는 박리가 발생하지 않았음을 알 수 있다.

게다가, 상기 물질에는 용매, 할로겐, 폴리염화비닐 (PVC), 고 위험성 REACH 물질 (REACH SVHC), 프탈레이트, 비스페놀 A (BPA)가 포함되지 않으며 RoHS (유해 물질 제한)를 준수한다. 또한, 상기 실런트에는 황-함유 화합물, 가소제 및 가스 배출 물질이 없다.

현재 실링 물질을 갖는 패스너는 물에 대한 실링 성능이 우수하고 경화된 물질이 금속에 대한 접착력이 우수한 것으로 밝혀졌다. 또한, 현재의 실링 물질을 갖는 패스너는 강철에 대한 우수한 접착력과 다중 설치에 대해 우수한 내구성을 나타내는 것으로 밝혀졌다; 즉, 상기 패스너는 다중 설치 및 제거할 수 있으며 상기 물질-적용된 패스너의 실링 특성이 유지되도록 높은 수준의 무결성으로 물질이 제자리에 남아있다. 또한, 현재 실링 물질은 약 85℃ (185℉) 이상의 우수한 내수성 및 고온, 예를 들어 내열성을 나타내는 것이 관찰되었다.

다면체 올리고머 실세스퀴옥산 (POSS) 첨가제와 같은 나노 구조 화학 물질을 갖는 실런트의 효과를 결정하기 위해 테스트를 수행하였다. 상기 실런트는 약 95 wt. %의 아크릴화 우레탄 및 약 5 wt.% 나노 구조 첨가제로 형성된다.

첫 번째 테스트 세트에서, 도 16 및 17을 참조하여, 30 개 샘플의 두 세트를 테스트하였다. 첫 번째 세트의 샘플은 폴리우레탄 코팅 (베이스 또는 대조군)만을 가졌으며 두 번째 세트의 샘플에는 폴리우레탄 (95 wt. %) 및 나노 구조 화학 물질 (PU/POSS) (5 wt. %) 실런트가 적용되었다. 185℉ (85 ℃)에서 모든 샘플이 실링 테스트를 통과했으며 상기 샘플은 균열을 나타내지 않았다.

203℉ (95℃)에서 25 개의 대조군 샘플이 실링 테스트를 통과하고 (5 개 실패) 모든 PU/POSS 샘플이 실링 테스트를 통과했다; 대조군 샘플 중 9 개는 균열을 나타내었고 PU/POSS 샘플 중 어느 것도 균열을 나타내지 않았다. 221℉ (105℃)에서 16 개의 대조군 샘플이 실링 테스트를 통과하고 (14 개 실패) PU/POSS 샘플 중 20 개가 실링 테스트를 통과했다(10개 실패); 대조군 샘플 중 16 개는 균열을 나타내었고 PU/POSS 샘플 중 8 개는 균열을 나타냈다.

대조군 실런트 및 PU/POSS 실런트가 있는 패스너는 30분 동안 185℉(85℃)에 노출된 후 박리에 대해 테스트되었으며 상기 패스너를 결합 구멍에 나사로 끼워서 표면에 대한 베어링을 테스트하였다. 20 개의 대조군과 PU/POSS 실런트가 적용된 패스너를 테스트하였다. 테스트 한 20 개의 대조군 패스너 중, 13 개는 베어링 표면에서 부분적인 제거 또는 박리를 보인 반면 PU/POSS 코팅 패스너는 부분적인 제거 또는 박리를 보이지 않았다.

도 11은 실링된 상태에서 두 개-파트 어셈블리의 부품을 고정하는데 사용되는 자동차 테일라이트 어셈블리 및 패스너 F1-F3을 도시한다. 본 실런트는 어셈블리를 실링하기 위해 패스너에 사용될 것으로 생각된다. 상기 실런트가 있는 패스너는 테일라이트 어셈블리 부분(테일라이트 어셈블리의 두 부분을 2 개 부품 시스템에서 서로 고정하기 위해)을 고정하는 환경에서 테스트되었다. 상기 시뮬레이션된 환경은 도 12A 내지 도 12D에 예시된 압력/진공 테스트 장비를 사용하여 설정되었다. 상기 패스너는 상기에서 설명한 실런트로 코팅되고 25 초 동안 UV 광원을 사용하여 경화되었다. 사용된 UV 광원은 상대적으로 낮은 강도를 가지며 더 높은 강도의 UV 광원이 생산에 사용될 것으로 예상된다.

상기 언급한 침수 테스트와 유사한 다른 테스트 세트에서, 침수 테스트 구조 또는 탱크와 침수 테스트 챔버(도 12A-12D)를 포함하는 테스트 장치가 구성되었으며, 여기에 상기 실링 물질이 적용된 5 개의 M3.0 패스너가 강판을 강철 챔버(2개 부품 시스템)에 고정했다. 상기 테스트는 General Motors Worldwide procedure GMW14906 4.5.4.3, Pressurization Seal Test에 따라 수행되었다. 각각의 테스트에서, 상기 실링된 챔버는 1 인치(2.5cm) 깊이까지 잠수 탱크의 물에 침수되었다. 상기 챔버 내부는 5 분 동안 1psig (7kPa)의 압력으로 가압되었다. POSS 형성된 실런트가 포함된 50 개의 패스너 샘플이 테스트되었으며 모두 누출없이 통과되었다. 상기 압력은 10 psig (68.9kPa)로 증가되었고 상기 샘플은 모두 누출없이 통과되었다. 10psig 압력은 필요한 압력의 10 배였다.

동일한 테스트 장치에서, 50 개의 샘플을 진공 상태에서 테스트하였다. 상기 테스트는 General Motors Worldwide procedure GMW14906 4.5.4.1, Vacuum Seal Test에 따라 수행되었다. 상기 챔버를 15 초 동안 물에 침수한 상태로 진공 상태를 유지하였다. 3psi (-21.0kPa)의 진공이 챔버에 흡입되었고 모든 샘플이 진공 테스트를 통과하였다. 상기 진공은 5psi (-33.9kPa)로 증가했으며 모든 샘플도 증가된 진공에서 통과되었다.

상기 샘플의 열 사이클링 후에 압력 및 진공 상태에서 또 다른 테스트 세트가 수행되었다. 이를 저장 테스트(storage test)라고 하며 General Motors Worldwide procedure GMW14906 4.9.2.12, Storage Test에 따라 수행되었다. 이 테스트 체제에서, 상기 샘플은 열 사이클링 전후에 테스트되었다. 상기 샘플은 48 시간 동안 176 ℉ (80 ℃) +/-5.4 ℉ (+/-3 ℃)의 온도에서 먼저 가열한 다음, 15분 이상 동안 주변 온도 73 ℉ (23 ℃) +/-9 ℉ (+/-5 ℃)로 돌아간 다음, 24 시간 동안 -40 ℉ (-40 ℃) +/-5.4 ℉ (+/-3 ℃)이 온도로 냉각되었다. 그런 다음 상기 15분 이상동안 샘플을 주위 온도 73 ℉ (23 ℃) +/-9 ℉ (+/-5 ℃)로 되돌려 놓았고 압력 및 진공 테스트되었다. 모든 샘플은 압력 및 진공 테스트를 통과하였다.

General Motors Worldwide procedure GMW14906 4.0.2.8.8.3에 따라 압력 하에서 고장을 테스트하기 위해 후속 테스트를 수행하였다. 동일한 테스트 장치에서, 상기 장치의 압력이 1분 동안 0.25 psig (1.75kPa)로 증가한 후, 상기 장치의 압력은 실패에 도달할 때마다. 1.52 psig (10.5kPa) 아래에서 .25 psig (1.72kPa)씩 증가하고 1.52 psig (10.5kPa) 이상에서는 .5 psi (3.5kPa) 씩 증가하고 1 분 동안 유지된다. 상기 압력이 10 psig (68.9kPa)로 증가한 후 안전 문제로 인해 테스트가 종료되었다. 상기 10psig 압력은 필요한 압력의 10 배였다. 테스트 종료 전에 실패한 샘플은 없다.

가압 및 진공 테스트는 GMW 14906 4.8.2.1.9.2, Rapid Thermal Transition에 따라 급속 열 전이 후 수행되었다. 상기 샘플은 185 ℉ (85 ℃) 내지 -76 ℉ (-60 ℃)에서 5회, 약 6-1/2 시간 동안 열 순환되었다. 열 순환 온도 대 시간의 그래픽 표현은 도 13에 나타내었다. 그런 다음 상기 샘플을 테스트하고 모든 샘플이 압력 및 진공 테스트를 통과하였다.

다른 테스트 세트에서, 샘플은 FCA (Fiat Chrysler Automobiles) 절차 FCA PF.90078 5.2.1, Sealing Requirement Submergence Test에 따라 침수 테스트되었다. 이러한 테스트에서, 실링된 챔버를 침수 탱크의 물에 침수시키고 챔버 내부를 실온에서 60 초 동안 .75 psig (5.2kPa)의 압력으로 가압하였다. 모든 샘플이 누출없이 통과되었다.

그런 다음 FCA PF.90078 5.15, Shipping/Storage Temperature Tests에 따라 샘플을 테스트하였고, 상기 샘플을 열적으로 사이클링한 다음 상기-언급 된 침수 테스트(Submergence Test)로 테스트하였다. 상기 샘플은 24시간 동안 -40 ℉ (-40 ℃)로 냉각시켰고, 2시간 동안 약 실온 68 ℉ (20 ℃)으로 되며, 그 다음 24 시간 동안 185 ℉ (85 ℃)로 가열한 다음 실온 68 ℉ (20 ℃)로 되돌렸다. 사이클링 후, 상기 샘플은 침수 테스트를 거쳤다. 열 사이클링 온도 대 시간의 그래픽 표현은 도 14에 도시되어있다. 모든 샘플이 누출없이 통과되었다.

그런 다음 FCA PF.90078 5.22, Sealant Pressure Test to Fail에 따라 샘플을 테스트하였고, 상기 챔버는 초기에.75 psig (5.2kPa)의 압력으로 가압되고 압력은 .25 psig (1.72kPa) 씩 점진적으로 증가하고 실패할 때까지 15 초 동안 유지된다. 상기 테스트는 실패한 샘플없이 10 psig (68.9 kPa)에서 종료되었다. 상기 10 psig 압력은 필요한 압력의 10 배였다.

현재 POSS 제형화된 아크릴화 우레탄 실런트의 다른 이점이 확인되었다. 예를 들어, 상기 실런트는 경도가 약 30-70 Shore A 인 공지된 실런트에 비해 약 55-60 Shore D의 경도를 갖는 공지된 실런트 물질보다 더 단단하다. 참고로, 55-60 Shore D 경도는 100 Shore A 경도와 거의 같다. 강화된 경도는 더 나은 인성(toughness)과 티어 저항성(tear resistance)을 제공한다.

또한, 상기 실런트는 상기 언급한 GMW 및 FCA 테스트 후 균열이나 박리의 징후를 보이지 않았다. 또한, 상기 실란트가 있는 패스너는 물 속의 50 % 메탄올, 부동액 및 냉각제, 휠 클리너, 자동 변속기 오일, 자동차 샴푸, 자동차 유리 클리너, 페인트 칠 청소 제품, 오일 클리너, 벌레 및 타르 제거제, 디젤 연료, 얼음 스프레이 왁스 및 모터 오일을 포함하여 자동차 및 자동차 산업에서 일반적으로 발견되는 다양한 화학 물질에 노출되었다. 상기 실란트가 있는 패스너는 24 시간 동안 이러한 화학 물질에 노출된 후 육안 검사를 받았으며 저하, 박리 또는 균열의 징후가 나타나지 않았다.

상기에서 언급한 바와 같이, 패스너에 적용된 실런트는 상기 패스너의 생크 또는 상부 스레드를 따라 그리고 상기 패스너의 헤드 아래에서 위킹되어 원뿔 모양을 형성하는 경향이 있다. 이와 같이 결합 부품/표면에 대해 조일 때, 상기 실링은 결합 부품 전체를 가로 지르지 않고 원주(circumferential line)를 따라 발생하여, 결합 스레드에 의해 가해지는 힘을 집중시킨다. 이는 부품 전체를 압축하는 평탄한 탄성 워셔(예를 들어, 개스킷(gaskets) 기능)와는 대조적이며, 결과적으로 상기 물질을 압축하고 실링을 형성하는 데 필요한 더 큰 힘 또는 더 부드러운 물질이 필요하다.

현재 POSS 제형화된 실런트의 다른 이점으로는 저하나 손상없이 반복된(5 회) 설치 및 제거가 가능하며, 실링 물질 또는 제형화된 실링이 박리된다. 상기 패스너는 설치된 아이템을 어닐링한 후 다시 조일 필요가 없다. 예를 들어, 일부 테일라이트 어셈블리는 조립 후 플라스틱의 스트레스를 줄이기 위해 어닐링(약 80℉ 또는 27℃)이 필요하다. 폴리머(EPDM) 워셔를 포함하는 공지된 실런트는 조임 및 어닐링 후에 풀리는 경향이 있는 반면, 현재 POSS 제형화된 실런트는 조이고 어닐링 후에 풀리지 않는다. 현재 실런트는 또한 설치 후 압축 변형이 없는 것으로 제한되었다.

현재의 물질은 찢어지지 않고 더 나은 실링 기학적 구조(sealing geometry)(예를 들어, 실린더의 평평한 부분이 아닌 원뿔에 대한 실링)을 제공한다. 또한, 현재의 실런트가 상기 패스너에 부착되고 상기 패스너 헤드의 밑면 근처에있는 생크와 스레드에 위킹된다는 점에서 플랫 워셔(flat washer에 비해 더 짧은 누출 경로 (예를 들어, 도 18 참조)가 있는 반면, 플랫 워셔는 패스너에 느슨하게 장착되어 L에 표시된 바와 같이 누출 경로가 있다.

현재 물질의 용도는 과산화물 또는 황-함유 물질이 사용되지 않기 때문에 가스가 발생하지 않는다. 또한, 실런트에서 누출될 수 있는 프탈레이트 또는 기타 화학 물질이 존재하지 않는다. 따라서 현재의 실런트는 조여진 플라스틱에 균열이나 균열을 일으키지 않는다. 그리고, 현재 물질은 솔루션으로 적용되어 취급 및 사용이 용이하다.

게다가, 강철 패스너에 대한 접착력이 뛰어나고 나일론 11(현재는 패스너의 기계적 잠금 메커니즘/물질로 사용된다. 예를 들어, 도 8 참조)에 비해 경도가 비슷하기 때문에, 현재 실링 물질은 여러 기능을 제공한다. 따라서, 실링 물질로 사용하는 것 외에도 잠금 패치(예를 들어, 나일론 11 패치)를 적용하기 위해 2차 프로세스할 필요없이 패스너를 제자리에 잠그는 기능을 할 수 있으므로, 생산성이 추가로 향상되고 제조에 필요한 복잡성과 단계가 감소한다. 이러한 적용에서, 상기 실런트는 헤드-아래 실런트로서 사용되거나 사용되지 않고, 스레드 잠금 물질로서 작용하도록 스레드에 적용될 수 있다.

실링 물질이 있는 패스너를 제조하는 방법은 액체 적용된 아크릴레이트 물질을 상기 패스너에 적용하고 열을 사용하지 않고 자외선 또는 LED 광원을 사용하여 액체 적용된 아크릴레이트 물질을 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 플라즈마 처리로 상기 패스너를 전처리하는 것을 포함할 수 있다. 상기 액체 적용된 아크릴레이트 물질은 적합한 광개시제, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 (POSS)과 같은 나노 구조 물질, 상기 물질의 경화를 방해하지 않는 양으로 존재하는 안료와 같은 기타 첨가제, 유동 조절제 및 내열성 첨가제를 포함하는 임의의 상기 전술한 물질일 수 있다. 초 소수성 물질도 첨가제로 포함될 수 있다.

본원에서 "a" 또는 "an"이라는 단어는 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 간주된다. 반대로, 복수 항목에 대한 언급은 적절한 경우 단수를 포함해야 한다. 모든 %는 달리 명시되지 않는 한 중량% 이다.

본원에 언급된 모든 특허 및 공개된 출원은 본 개시 내용의 텍스트 내에서 구체적으로 수행되었는지 여부에 관계없이 그 전체가 참조로 포함된다.

또한, 측면(sides), 상단(upper), 하단(lower), 상부(top), 하부(bottom), 후방(rearward), 전방(forward) 등과 같은 상대적인 방향 용어는 단지 설명을 위한 것이며, 본원 내용의 범위를 제한하고자하는 것이 아님을 인식 할 것이다.

전술한 바로부터, 본원 내용의 신규한 개념의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예시된 특정 실시양태에 대한 제한이 의도되거나 추론되어야한다는 것이 이해되어야 한다. 본원 내용은 첨부된 청구 범위에 의해 청구 범위 내에 속하는 그러한 모든 수정을 포함하도록 의도된다.

Claims (16)

1. 2 개-물품 시스템(two-article system)의 제1 및 제2 물품이 패스너 헤드의 밑면에 실링 물질을 갖는 패스너 및 상기 헤드의 밑면에 인접한 생크 또는 스레드에 의해 서로 결합되는 2 개-물품 시스템으로서,
   상기 실링 물질은 상기 생크 또는 스레드에서 헤드의 밑면으로 전이할 때 원뿔 모양(cone-like shape)을 형성하고, 상기 실링 물질의 90 내지 97 중량 %의 농도로 존재하는 아크릴레이트 및 상기 실링 물질의 3 내지 10 중량%의 농도로 존재하는 나노구조 물질로부터 제형화되며, 상기 물품은 서로 결합하기 전에 UV 또는 LED 광을 사용하여 경화되며,
   상기 2 개-물품 시스템을 연결하는 패스너는, General Motors Worldwide procedure GMW14906 4.5.4.3에 따라 테스트했을 때, Pressurization Seal Test에서 오류를 나타내지 않고, 테스트 압력이 10psig로 증가하였을 때, 오류를 나타내지 않는 2 개-물품 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트는 상기 실링 물질의 95 중량%의 농도로 존재하고, 상기 나노구조 물질은 상기 실링 물질의 5 중량%의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 실링 물질은, 경화될 때, 55 내지 60 Shore D의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
   
4. 제1항에 있어서, 패스너의 그룹(a group of the fasteners)을 추가로 포함하는 2 개-물품 시스템으로서,
   상기 패스너의 그룹의 각 패스너는 2 개-물품 시스템을 연결하며, General Motors Worldwide procedure GMW19406 4.5.4.3에 따라 테스트했을 때, Pressurization Seal Test에서는 제로 오류를 나타내고, 테스트 압력이 10psig로 증가하였을 때 제로 오류를 나타내는 2 개-물품 시스템.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)인 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트는 아크릴레이트화 우레탄(acrylated urethanes) 및 아크릴레이트화 폴리에스테르(acrylated polyesters) 중 하나, 또는 그 조합물인 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 나노구조 물질은 폴리헤드랄 올리고머릭 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)인 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 POSS는 상기 실링 물질의 5 중량%의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
   
9. 2 개-물품 시스템(two-article system)의 제1 및 제2 물품이 패스너 헤드의 밑면에 실링 물질을 갖는 패스너 및 상기 헤드의 밑면에 인접한 생크 또는 스레드에 의해 서로 결합되는 2 개-물품 시스템으로서,
   상기 실링 물질은 상기 생크 또는 스레드에서 헤드의 밑면으로 전이할 때 원뿔 모양(cone-like shape)을 형성하고, 상기 실링 물질의 90 내지 97 중량 %의 농도로 존재하는 아크릴레이트 및 상기 실링 물질의 3 내지 10 중량%의 농도로 존재하는 나노구조 물질로부터 제형화되며, 상기 물품은 서로 결합하기 전에 UV 또는 LED 광을 사용하여 경화되며,
   상기 2 개-물품 시스템을 연결하는 패스너는, General Motors Worldwide procedure GMW14906 4.5.4.1에 따라 테스트했을 때, Vacuum Seal Test에서 오류를 나타내지 않고, 진공(vacuum)이 5psi로 증가하였을 때, 오류를 나타내지 않는 2 개-물품 시스템.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 아크릴레이트는 상기 실링 물질의 95 중량%의 농도로 존재하고, 상기 나노구조 물질은 상기 실링 물질의 5 중량%의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
    
11. 제9항에 있어서, 상기 실링 물질은 상기 헤드의 밑면에 인접한 스레드에 적용되고, 상기 실링 물질은 스레드 잠금 장치(thread lock)를 제공하는 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
    
12. 제9항에 있어서, 패스너의 그룹(a group of the fasteners)을 추가로 포함하는 2 개-물품 시스템으로서,
    상기 패스너의 그룹의 각 패스너는 2 개-물품 시스템을 연결하며, General Motors Worldwide procedure GMW19406 4.5.4.1에 따라 테스트했을 때, Vacuum Seal Test에서 제로 오류를 나타내고, 진공(vacuum)이 5psig로 증가하였을 때 제로 오류를 나타내는 2 개-물품 시스템.
    
13. 제9항에 있어서, 상기 아크릴레이트는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)인 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
    
14. 제9항에 있어서, 상기 아크릴레이트는 아크릴레이트화 우레탄(acrylated urethanes) 및 아크릴레이트화 폴리에스테르(acrylated polyesters) 중 하나, 또는 그 조합물인 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
    
15. 제9항에 있어서, 상기 나노구조 물질은 폴리헤드랄 올리고머릭 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)인 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.
    
16. 제15항에 있어서, 상기 POSS는 상기 실링 물질의 5 중량%의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 2 개-물품 시스템.

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