KR20090095570A

KR20090095570A - 팽창가능한 필러 인서트 및 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법

Info

Publication number: KR20090095570A
Application number: KR1020097010740A
Authority: KR
Inventors: 쟝-삐에르 모네; 델핀 레끌레끄; 그레고리 마그네; 칼 베슈; 다니엘 루돌프; 마티아스 예니헨
Original assignee: 헨켈 아게 운트 코. 카게아아
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2009-09-09
Also published as: CA2670779A1; JP5523106B2; CN101835677B; JP2010510921A; ES2569213T3; WO2008065049A1; EP2084051B1; EP2084051A1; CN101835677A; DE102007038659A1; KR101425839B1; US20110024933A1; HUE028907T2; CA2670779C

Abstract

중공 공간 또는 캐비티 (2) 를 충전 또는 밀봉하기 위한 캐리어가 없는 팽창가능한 필러 인서트 (10) 가 제공된다. 인서트는 폴리머 및/또는 폴리머 전구체 및 잠재적인 발포제를 함유하는 폴리머 매트릭스를 윤곽압출 몰딩 또는 사출 몰딩함으로써 만들어질 수도 있는 자가지지 연속 구조체 (11) 를 포함한다. 팽창가능한 필러 인서트는 예컨대 자가지지 연속 구조체와 일체일 수도 있는 고정 요소 (12) 를 사용하여 차량 필라의 내부 표면에 고정되고, 그 후 폴리머 매트릭스는 가열에 의해 활성화 및 팽창된다.

Description

팽창가능한 필러 인서트 및 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법{EXPANDABLE FILLER INSERT AND METHODS OF PRODUCING THE EXPANDABLE FILLER INSERT}

본 발명은 폴리머 매트릭스로 구성되는 팽창가능한 필러 인서트, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법, 및 차량의 중공 구조 부재와 같은 캐비티를 충전 또는 밀봉하기 위한 팽창가능한 필러 인서트의 용도에 관한 것이다.

일반적으로 캐리어의 보조를 받는 발포성 재료가 차량의 필라와 같은 중공 구조물 또는 캐비티를 충전 및/또는 밀봉하기 위해 현재 사용되고 있다. 이러한 재료는 전착 또는 소성 (baked) 마무리 공정에서 자동차 차체에 약 120 ℃ 내지 약 210 ~ 220 ℃ 의 외부 열을 가할 때 발포되어 팽창하며, 이에 따라 차음, 방음 및 진동 억제를 제공하고, 운행 중의 노면 및 바람 소음의 전달을 막아 차량 내의 조용함을 향상시킨다. 부가적으로는, 발포성 재료는 중공 구조물의 구조 보강을 제공함으로써 차량 캐비티를 강화 또는 보강하는데 일반적으로 사용된다.

일반적으로는, 팽창가능한 (발포성이라고도 함) 재료가 외부 열에 의해 발포되고 팽창될 때까지 중공 구조체의 캐비티의 소정의 장소에 지지 및 고정된다. 팽창가능한 재료의 지지/고정은 전형적으로 필요한데, 이는 지지/고정이 되지 않을 경우에는 팽창가능한 재료가 활성화 전에 또는 활성화 중에 캐비티 내의 원하는 위 치로부터 이동될 여지가 있기 때문이다. 결과적으로, 고정되지않은 팽창가능한 재료는 수용가능한 정도까지 캐비티를 반드시 또는 재현가능하게 봉쇄하거나 밀봉하지 않을 수도 있다.

지탱 지그 (캐리어 또는 지지체로도 공지되어 있음) 가 외부 가열이 달성될 때까지 발포성 재료를 적소에 지탱하도록 개발되어, 원하는 공간 또는 캐비티가 충전 또는 밀봉되게 하였다. 이 캐리어는 발포성 재료와는 매우 상이한 특성을 가지는 금속 또는 내열성 경질 합성 수지와 같은 재료로 만들어진다. 이러한 캐리어의 사용은 발포성 재료의 활성화 전 및/또는 후에 발포성 재료가 캐리어에 강하게 부착되지 않을 수도 있는 문제를 일으킨다. 따라서, 발포성/발포 재료가 캐리어로부터 분리될 수도 있고, 이에 따라 캐비티의 일관성있고, 균일하며, 영속성있는 충전 또는 밀봉을 방해한다. 부가적으로는, 캐리어 및 발포성 재료로 구성되는 부분의 조립 또는 제조는 구성요소에 상이한 재료를 사용하기 때문에 비교적 복잡하고 따라서 비용이 많이 들수도 있다.

발포성 재료가 캐리어로부터 분리되는 것을 방지하기 위해서, 발포성 재료가 캐리어에 더 확고하게 부착되도록 캐리어가 발포성 재료를 몇몇 측면에서 지탱시키는 방법이 개발되었다. 발포성 재료를 캐리어에 고정시키기 위해서 캐리어의 유지 점착부를 발포성 재료의 유지 홀에 삽입하는 등의 다른 방법이 또한 개발되었다. 그러나, 이 방법은 부품 수의 증가가 필요하고 제조 공정을 더 복잡하게 하여 구성요소의 비용 및 중량을 증가시킨다. 부가적으로는, 발포성 재료는 지탱편 또는 유지 점착부가 없는 영역에서는 캐리어로부터 분리될 수 있고, 발포 및 팽창 방향은 적절하게 제어되지 않으며 캐비티는 충분히 충전 또는 밀봉되지 않을 수도 있다.

WO 01/054936 A1 은 팽창 온도로 가열시 팽창하는 자가지지체 형태의 보강부를 기재하고 있다. 자가지지체는 서로 거리를 두고 배치되는 제 1 및 제 2 군의 리브를 포함한다. 열 활성화 중에, 가열된 공기가 거리를 두고 배치된 리브 사이를 흐를 수 있어, 보강 재료의 더 큰 표면 영역이 열에 노출되고, 이는 팽창을 향상시키게 된다. 자가지지체를 팽창 온도로 가열할 때, 각각의 상기 리브는 팽창하고 다른 리브와 접촉한다.

US 2005/0249916 은 프레스, 캘린더 롤과 같은 또는 시트의 압출에 의한 연속 몰딩 공정을 사용하여 연속식으로 형성된 시트로서 제조되는 발포성 시트인 구조체의 중공 공간 또는 캐비티를 충전하기 위한 다른 인서트를 기재하고 있다. 시트는 그 다음 스트립으로 처리되고 스트립의 단부는 겹쳐지며 부착 장치를 사용하여 함께 지탱된다. 이 발포성 또는 팽창가능한 재료는 충분히 가열될 때 중공 공간 또는 캐비티를 충전하도록 균일하게 팽창할 수 있다. 그러나, 시트는 종종 시트가 비교적 한정되고 작은 공간에 삽입될 수 있도록 그 자체가 접혀야하기 때문에, 이러한 시트의 두께에는 실질적인 한계가 있다. 이는 특히 발포성 재료가 비교적 작은 팽창성을 갖거나, 캐비티가 형상이 불규칙하거나 뾰족한 코너를 가질 때, 캐비티를 충분히 밀봉 또는 충전하기에 충분히 많은 양의 발포성 재료가 캐비티에 도입되는 것을 어렵게 만든다.

EP 383 498 은 차량 캐비티에의 삽입 및 후속하는 발포를 위한 덜 지지되는 발포성 성형품을 기재하고 있다. 성형품은 압출에 의해 제조될 수 있고, 그 단면은 충전될 캐비티의 단면에 맞도록 되어 있다.

차량의 필라와 같은 많은 중공 구조체는 2 이상의 측면 금속 시트를 조합함으로써 구성되고, 중공 구조체의 캐비티의 횡방향 단면 형상은 측면 시트가 결합되는 코너를 갖는다. 이 코너는 종종 좁고 복잡하며, 캐비티의 중앙 영역에서 발포성 재료를 간단하게 발포시키고 팽창시키거나, 발포성 재료를 직접적으로 팽창시키는 것은 전체 캐비티 또는 코너를 충분히 충전시키기에 충분하지 않다.

따라서, 쉽게 구성 및 제어될 수 있고, 제조 비용이 저렴하며, 상기와 같은 종래 기술 구성의 1 이상의 문제점을 해결할 수 있는, 자동차의 필라 등에서와 같은 중공 구조물 또는 캐비티에서 사용되기에 적합한 열팽창가능한 구성요소에 대한 기술의 필요성이 여전히 있다.

본 발명은 캐리어 또는 지지 요소를 사용하지 않고 중공 공간 또는 캐비티 (예컨대, 차량 필라) 를 충전 또는 밀봉하기 위한 팽창가능한 필러 인서트를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 인서트는 캐비티의 단면 형상과 실질적으로 평행하지만 캐비티의 내부 표면과 접촉하지 않는 (비활성화된 상태에서) 외측 표면 및 내부 공간을 가지는 자가지지 연속 구조체를 포함한다. 자가지지 연속 구조체는 적어도 1 종의 폴리머 또는 폴리머 전구체 및 적어도 1 종의 잠재적인 발포제로 구성되는 폴리머 매트릭스로부터 제조된다. 캐비티의 적어도 하나의 내부 표면에 인서트를 고정시키기 위해 적어도 하나의 스페이서 및/또는 하나의 고정 요소가 자가지지 연속 구조체로부터 돌출하고 바람직하게는 자가지지 연속 구조체와 일체로 되어 있다. 팽창가능한 필러 인서트는 캐비티의 완전한 밀봉 또는 충전을 보장하기 위해서 부가적인 폴리머 매트릭스를 제공하는 자가지지 연속 구조체의 내부 공간으로 연장되는 1 이상의 돌출부를 가질 수 있다. 인서트는 또한 자가지지 연속 구조체의 외측 주변으로부터 예각을 가지는 캐비티의 코너 방향으로 연장되는 1 이상의 돌출부를 가질 수도 있고, 이에 따라 이러한 코너의 완전한 밀봉 또는 충전을 보조한다. 본 발명의 팽창가능한 필러 인서트는 캐리어 또는 지탱 지그가 부족함에도 불구하고 캐비티의 완전한 봉쇄 또는 밀봉을 달성하는데 굉장히 효과적이다. 동시에, 이러한 인서트는 비교적 간단하며 제조 비용이 적게 든다.

또 다른 양태에 있어서, 이러한 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법이 제공되며, 여기서 폴리머 매트릭스는 압출된 스트랜드로, 특정 실시예에서는 원하는 치수의 자가지지 연속 구조체에 대응하는 단면 형상을 가지는 압출된 밀폐된 튜브로 윤곽압출되며, 압출된 스트랜드 또는 튜브는 원하는 두께로 절단된다. 대안적으로는, 폴리머 매트릭스를 원하는 형상의 자가지지 연속 구조체로 형성하기 위해서 사출 몰딩이 이용될 수도 있다. 문제점을 적어도 일부 해결하고 상기 필요성을 적어도 일부 충족시키는 이러한 및 다른 양태가 제공된다.

이하의 설명, 첨부의 청구항을 고려하고 첨부된 도면을 참조하면 당업자는 본 발명의 수많은 이점을 더 잘 이해할 수도 있다.

도 1 은 캐비티를 포함하는 차량 필라를 나타낸다.

도 2 는 도 1 의 차량 필라의 캐비티 내에 삽입되도록 되어 있는 본 발명에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 나타낸다.

도 3 은 도 1 의 차량 필라의 캐비티 내의 적소에 고정된 도 2 의 팽창가능한 필러 인서트를 나타낸다.

도 4 는 본 발명에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 나타내며, 여기서 고정 요소는 폴리머 매트릭스와 상이한 재료로 만들어지고, 자가지지 연속 구조체는 고정 요소의 기둥부 주위에 몰딩되어 있다.

도 5 는 좁은 불규칙한 코너를 가지는 필라 내에 위치한 본 발명에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 나타내며, 인서트는 좁은 불규칙한 코너를 향해 연장되는 돌출부를 갖는다.

도 6 은 자가지지 연속 구조체의 내부 공간으로 돌출하는 돌출부를 가지는 본 발명에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 나타낸다.

도 7 은 본 발명에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 만들기 위해 사용될 수 있는 사출 몰드를 나타낸다.

도 8 은 본체 (1a) 및 언더컷 랫칭 훅 (undercut latching hook) (3a) 을 포함하는 고정 요소 (2a) 를 구비하는 본 발명에 따른 성형품 (=팽창가능한 필러 인서트) 의 다른 실시예를 나타낸다. 성형품은 종 축선 방향 즉 2 개의 평행한 한정 표면에 직교하는 방향에서 본 것이다. 주요 부분 및 스페이서는 치밀하며 동일한 반응 재료로 만들어진다.

도 9 는 도 8 과 닮았다. 고정 요소 (2a) 는 종 축선에 대해 평행하게 연장되며 2 개의 평행한 한정 표면으로 개방되는 캐비티 (4a) 를 포함한다.

도 10 은 고정 요소 (2a) 로 연장되는 내부 캐비티 (4a) 를 포함하는 도 8 에 따른 성형품을 나타낸다. 성형품은 반응 재료로 만들어지고 종 축선에 직교하는 상이한 방향에서 보았을 때 상이한 두께를 가지는 벽 (5a) 을 포함한다.

도 11 은 스페이서 (6a), 내측 캐비티 (4a), 반응 재료 (또한, 스페이서 (6a) 를 구성하는 재료임) 로 만들어지는 벽 (5a), 및 점착성 물질로 만들어진 스트립 (7a) 을 구비하는 본 발명에 따른 성형품을 나타낸다. 도 8 내지 도 10 에 도시된 바와 같이, 성형품은 그 종 축선을 따라 즉 2 개의 평행한 한정 표면에 직교하게 본 것이다.

도 12 는 본체 (1a) 및 언더컷 랫칭 훅 (3a) 을 포함하는 고정 요소 (2a) 를 구비하는 도 8 에 대응하는 성형품의 사시도이다.

본 발명은 중공 공간 또는 캐비티를 충전 또는 밀봉하기 위한 팽창가능한 필러 인서트를 제공한다. 부가적으로는, 본 발명은 차량 필라의 중공 공간 또는 캐비티를 충전 또는 밀봉하기 위한 팽창가능한 필러 인서트를 제공한다. 본 발명은 또한 윤곽 압출 몰딩 (프로파일 성형이라고도 함) 또는 사출 몰딩에 의한 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 예컨대 자동차와 같은 차량의 필라의 캐비티 또는 중공 구조물 등과 같은 캐비티를 충전 및/또는 밀봉하기 위해 사용되는 팽창가 능한 필러 인서트가 제공된다. 팽창가능한 필러 인서트는 내부 공간을 가지는 자가지지 연속 구조체를 포함하고, 이 구조체는 a) 적어도 1 종의 폴리머 및/또는 폴리머 전구체 및 b) 적어도 1 종의 잠재성 발포제를 함유하는 폴리머 매트릭스로 구성된다.

연속 구조체는 선택적으로는 내부 공간 (즉, 어떤 실시예에서 자가지지 연속 구조체로 규정된 평면에 직교하는 방향에서 바라보았을 때 팽창가능한 필러 인서트의 총 면적의 적어도 약 50 %, 적어도 약 60 %, 적어도 약 70 %, 또는 적어도 약 80 % 에 상당하는 개구부) 을 가지는 하나의 연속체로서 제조되는 구조체이다. 이 경우에 연속 구조체는 내측 표면 (내부 공간을 향함) 및 외측 표면 (인서트가 놓일 중공 부재의 내부 표면을 향함) 을 구비하며 자가지지된다 (즉, 팽창가능한 필러 인서트는 본 발명의 일 실시예의 고정 요소를 제외하고 폴리머 매트릭스가 부착되는 별도의 캐리어, 지탱 지그 또는 다른 지지체를 포함하지 않는다). 구조체의 외측 표면은 충전될 캐비티의 단면 형상에 개략적으로 대응하며 이 단면 형상에 일반적으로 맞거나 평행하다. 일 실시예에서, 연속 구조체는 탄력적이다. 탄력에 의해, 연속 구조체는 (실온, 예컨대 15 ~ 30 ℃ 에서) 비틀림 또는 압착과 같은 외력을 받을 때 파단 또는 균열 없이 적어도 어느 정도까지 일시적으로 구부러지거나 변형되거나 비틀릴 수 있으며, 외력이 제거될 때 그 원래 형상으로 되돌아 온다. 이러한 특징은 차량 필라 등의 구조 부재의 캐비티 내에서의 팽창가능한 필러 인서트의 취급 및 배치를 용이하게 한다. 연속 구조체는 치수적으로 안정되고 자가지지되도록 충분히 경질인 폴리머 매트릭스로 제조되는 것이 바람직 하다.

본 발명의 어떤 실시예에 있어서, 자가지지 연속 구조체는 링의 형태이다. 단면 (즉, 자가지지 연속 구조체에 의해 규정되는 평면에 직교하는 평면의 단면) 에서 링의 치수 및 형상은 특별히 중요하지 않지만, 일반적으로 폴리머 매트릭스에 함유된 잠재성 발포제가 가열에 의해 활성화될 때, 인서트가 위치하고 있는 캐비티의 완전한 또는 본질적으로 완전한 밀봉이 달성되도록 충분한 폴리머 매트릭스를 제공하도록 선택되어야 한다. 부가적으로는, 단면에서 링의 치수 및 형상은 연속 구조체가 자가지지되도록 선택되어야 한다 (1 이상의 영역에서 지나치게 얇은 연속 구조체는 중공 구조 부재의 캐비티 내의 적소에 배치되거나 거기서 취급될 때 연속 구조체의 원하는 형상을 충분히 유지하지 않을 수도 있다). 단면에서, 링은 예컨대 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 다각형, 삼각형, 십자형, "U", "V", "D", "T", "X", "C" 등의 형태일 수도 있으며, 또는 형상에 관계없을 수도 있다. 전형적으로는, 링의 평균 두께 (자가지지 연속 구조체에 의해 규정된 평면에 직교하는 방향에서 보았을 때) 는 자가지지 연속 구조체의 평균 전체 반경의 50 % 미만, 40 % 미만, 30 % 미만 또는 20 % 미만이다.

팽창가능한 필러 인서트는 연속 구조체의 외측 표면으로부터 돌출하며 바람직하게는 이 표면과 일체인 고정 요소에 의해 예컨대 차량 필라의 중공 공간 또는 캐비티 내에 고정될 수도 있다. 여기서 사용되는 "일체인" 은, 고정 요소가 연소 구조체의 일부이며, 팽창가능한 필러 인서트의 연속 구조체를 손상시키지 않으면서 연속 구조체로부터 제거되거나 분리될 수 없음을 의미한다. 그러나, 다른 실시예에서, 고정 요소는 연속 구조체와 일체가 아니며, 연속 구조체에 손상을 일으키지 않으면서 연속 구조체로부터 분리될 수도 있다. 이하에서 더 설명하는 다른 실시예에서, 팽창가능한 필러 인서트는 점착성 물질로 된 부분에 의해 내측 캐비티 벽에 고정된다.

본 발명의 일 실시예에서, 팽창가능한 필러 인서트는 전체적으로 폴리머 매트릭스로부터 형성된다. 예컨대, 폴리머 매트릭스는 인서트를 제공하도록 몰딩될 수도 있다 (예컨대, 최종 팽창가능한 필러 인서트의 원하는 형상을 가지는, 즉 자가지지 연속 구조체 및 자가지지 연속 구조체와 일체인 고정 요소의 양자를 포함하는 몰드를 사용하는 사출 몰딩에 의해). 이러한 실시예에 있어서, 고정 요소(들)는 인서트의 일체부이고 (즉, 폴리머 매트릭스로 구성됨), 마찰 또는 압력에 의해 구조 부재 캐비티 내의 적소에 인서트를 지탱하는데 도움을 주는 레그 등의 형태를 가질 수도 있다 (예컨대, 레그는 고정 요소를 삽입하는 동안 약간 변위되는 것을 허용하고 그 다음 해방시에 캐비티 벽의 반대 위치로 스프링백되도록 충분히 탄력적이다). 대안적으로는, 고정 요소(들)는 캐비티 벽의 개구부를 통해 삽입될 수 있지만 이러한 개구부로부터 인출되는 것에는 저항하도록 구성되는 (예컨대, 개구부 부근의 구조 부재 벽의 외부 표면과 돌출부의 훅 (hook) 또는 릿지 (ridge) 의 결합에 의함) 결합 돌출부 등의 형태일 수도 있고, 이에 따라 팽창가능한 필러 인서트를 적소에 고정시킨다. 일 바람직한 실시예에서, 고정 요소는 폴리머 매트릭스로 구성되어, 가열에 의한 활성화시에 고정 요소는 팽창하여 충전에 도움을 주며 고정 요소가 삽입된 캐비티 벽의 개구부를 밀봉한다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 팽창가능한 필러 인서트의 본체는 폴리머 매트릭스로부터 제조되지만, 고정 요소(들)는 금속 또는 팽창불가능한 내열성 플라스틱 또는 러버 (rubber) 와 같은 상이한 재료로 구성된다. 예컨대, 고정 요소는 자가지지 연속 구조체에 연장되는 핀, 기둥, 레그, 플랜지 등과 캐비티 벽 개구부를 통해 삽입될 수 있지만 이 개구부로부터 인출되는 것에는 저항하는 플라스틱 압축성 플러그 등을 포함할 수도 있다.

팽창가능한 재료를 지탱하는 캐리어를 구조 부재 캐비티의 내부 벽에 고정시킬 수 있는 본 기술에 공지된 어떤 장치가 본 발명의 팽창가능한 필러 인서트의 고정 요소로서 사용되도록 적용될 수도 있고, 특별한 구성의 선택이 특별히 중요하지는 않다. 예컨대, 고정 요소는 구조 부재의 개구부의 고정된 수용부에 맞게 구성된 2 이상의 탄력적으로 변형가능한 바브 (barb) 를 포함할 수도 있다. 각각의 바브는 유지 부분을 지탱하는 생크 (shank) 를 포함할 수도 있으며, 이 유지 부분은 훅을 형성하도록 생크에 대해 각도를 이루어 돌출한다. 이러한 고정 요소는 작은 힘에 의해 벽 개구부에 삽입되고 바브가 함께 그리고 서로를 향해 반대로 구부러지게 한다. 바브가 개구부를 통과한 후에, 바브는 서로 떨어져 있는 그 통상의 위치로 되돌아 온다. 이는 유지 부분이 개구부의 원주 주위의 구조 부재 벽의 외측 표면과 결합될 수 있게 하여, 고정 요소가 개구부를 통해 쉽게 인출되는 것을 방지하고 캐비티 내에 팽창가능한 필러 인서트를 고정시킨다. 인서트가 쉽게 변위되는 것을 방지하도록 인서트를 이와같이 고정시키는 것은 매우 바람직한데, 그렇지 않을 경우에는 폴리머 매트릭스의 활성화 및 가열 전에 차량의 조립 동안 통상적으로 발생하는 구조 부재의 취급에 의해 팽창가능한 필러 인서트가 더 이상 캐비티 내의 원하는 위치에 적절하게 위치될 수 없을 수 있기 때문이다. 대안적으로는, 고정 요소는 기둥부 및 한 쌍의 탄력적인 유지 레그 부재로 구성될 수도 있고, 이 각각의 레그 부재는 기둥부의 각각의 측면으로부터 예각으로 분기되고 기둥부의 끝으로부터 자가지지 연속 구조체를 향해 연장된다. 레그 부재는 필라 또는 다른 중공 구조 부재의 내부 벽의 개구부에 삽입될 때, 처음에는 압축되고, 완전히 삽입되면 개구부 너머로 확장되며, 이에 따라 필라 또는 다른 중공 구조 부재의 외부 표면과 결합된다. 다른 유형의 고정 요소 또한 이러한 목적을 위해 사용될 수도 있고, 예컨대 다중 각도 플랜지를 갖는 긴 부분을 구비하는 "크리스마스 트리" 형태의 체결체 (전형적으로는 탄력적인 플라스틱으로 제조됨) 를 포함한다. 팽창가능한 필러 인서트는 동일한 유형 또는 상이한 유형의 복수의 고정 요소 또는 하나의 고정 요소를 구비할 수도 있다.

전형적으로는, 고정 요소는 자가지지 연속 구조체로부터 반경방향으로 돌출하고 자가지지 연속 구조체의 평면으로, 또는 자가지지 연속 구조체의 평면에 대해 일반적으로 평행할 수도 있다. 예컨대, 고정 요소는 자가지지 연속 구조체의 외측 표면으로부터 돌출할 수도 있다.

팽창가능한 필러 인서트가 구조 부재의 벽에 부착될 때, 예컨대 고정 요소의 적어도 일부는 고정 요소의 상기 부분과 실질적으로 맞도록 크기가 정해진 벽의 개구부에 삽입된다. 개구부의 형상은 특별히 중요하지 않으며, 고정 요소를 수용할 수 있고 팽창가능한 필러 인서트를 원하는 위치에 지탱하도록 고정 요소와 상호 작용할 수 있다면 예컨대 정사각형, 원형, 직사각형, 다각형, 타원형, 또는 불규칙한형일 수도 있다. 전형적으로는, 팽창가능한 필러 인서트는 자가지지 연속 구조체로 규정되는 평면이 차량 필라 또는 다른 중공 구조 부재의 종 축선에 실질적으로 직교하도록 캐비티 내에 장착될 것이다.

본 발명의 어떤 실시예에서, 폴리머 매트릭스의 일부가 구조 부재 벽의 개구부 가까이에 위치되어 폴리머 매트릭스의 활성화시에 폴리머 매트릭스는 개구부를 완전히 봉쇄하도록 팽창된다. 예컨대, 고정 요소는, 활성화시에 폴리머 매트릭스가 개구부를 통해 연장될 수도 있고 부착 부재를 적어도 부분적으로 감싸고, 이에 따라 캐비티 내에 팽창가능한 필러 인서트를 안전하게 영구적으로 고정시키는데 도움을 주도록 개구부에 대해 위치되는 폴리머 매트릭스의 일부를 통해 팽창가능한 필러 인서트로부터 연장되어 나올 수도 있다.

고정 요소는 내열성의 선택적으로는 팽창불가능한 재료 (예컨대, 폴리아미드와 같은 엔지니어링 서모플라스틱 (engineering thermoplastic) 또는 금속) 으로 이루어질 수 있고, 여기서 고정 요소의 일부가 고정 요소를 자가지지 연속 구조체에 대해 적소에 지탱하도록 자가지지 연속 구조체로 몰딩된다. 대안적으로는, 고정 요소는 폴리머 매트릭스와 동일한 조성을 가질 수 있고 팽창가능한 필러 인서트가 제조될 때 폴리머 매트릭스로부터 형성될 수 있다. 고정 요소(들)를 사용하여 차량 캐비티 내에 부착된 후의 팽창가능한 필러 인서트는 폴리머 매트릭스를 발포하여 팽창시키는데 충분한 시간 동안 가열에 활성화되고, 따라서 캐비티에 공간 또는 구멍이 남지 않도록 캐비티를 봉쇄하거나 밀봉한다.

본 발명의 팽창가능한 필러 인서트에 이용되는 폴리머 매트릭스는 1 종 이상의 폴리머 및/또는 폴리머 전구체 및 1 종 이상의 잠재적인 발포제를 함유하며 자가지지되는 연속 구조체가 제조될 수 있도록 상온에서 충분한 치수 안정성을 가지는 본 기술에 공지된 어떤 재료로부터 선택될 수도 있다. 또한, 폴리머 매트릭스 (또는 적어도 그 외측 표면) 는 상온에서 실질적으로 점착성이 없고 상승된 온도에서는 연화되거나 용융될 수 있어 바람직하게는 잠재적인 발포제(들)를 활성화시키지 않으면서 윤곽 압출 몰딩, 사출 몰딩 등에 의해 원하는 구성으로 성형되거나 형성될 수 있는 것이 매우 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 탄력적이다. 잠재적인 발포제는 약 10 분 내지 150 분 동안의 외부 가열 (예컨대, 차체에 최종 코팅이 소성될 때 자동차 차체의 전형적인 온도 범위인 약 120 ℃ ~ 약 220 ℃ 의 온도) 에 의해 폴리머 매트릭스를 발포하고 팽창시키는 특성을 제공하도록 선택된다. 폴리머는 서모플라스틱 폴리머, 러버 (가교가능 또는 경화가능 엘라스토머를 포함하는 엘라스토머), 및/또는 서모플라스틱 엘라스토머일 수도 있다. 적절한 서모플라스틱 폴리머는 예컨대 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌 및 알킬 (메트)아크릴레이트의 코폴리머, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르를 포함한다. 적절한 러버 및 서모플라스틱 엘라스토머는 예컨대 스티렌-부타디엔 러버 (SBR), 에틸렌-프로필렌 러버, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 러버 (EPDM), 폴리부타디엔, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 코폴리머, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 코폴리머, 스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 코폴리머, 니트릴 러버, 염소화 폴리 에틸렌 러버 등을 포함한다. 또한, 폴리머 전구체, 즉 가열시 경화, 가교 및/또는 사슬연장 (chain extended) 될 수 있는 특성의 단량체 또는 저중합체인 프리폴리머, 수지 등을 포함하는 재료 또는 물질이 그 자체로서뿐만 아니라 1 종 이상의 폴리머와 조합되어 사용될 수도 있다. 적절한 폴리머 전구체의 예는 제한은 없지만 에폭시 수지, 폴리우레탄 프리폴리머 등을 포함한다. 따라서, 폴리머 매트릭스는 서모플라스틱, 열경화성일 수도 있고, 또는 특별히 바람직한 일 실시예에서 서모플라스틱 및 열경화성 양자를 가질 수도 있다 (즉, 적절히 상승된 온도에서 성형 또는 몰딩될 수 있으며, 더 높은 온도에서 경화 또는 가교될 수 있다).

폴리머 매트릭스에 존재하는 잠재적인 발포제 또는 발포제들은 상승된 온도로 가열될 때 폴리머 매트릭스의 팽창 또는 발포를 일으킨다. 잠재적인 발포제는 예컨대 가열시에 분해에 의해 가스를 방출시키는 "화학적 발포제" 및/또는 "물리적 발포제" 즉 가열시에 부피가 팽창하는 팽창 중공 비드 (bead) (팽창가능한 마이크로스피어 (microsphere) 라고도 함) 와 같은 본 기술에 공지된 공지의 발포제일 수 있다. 상이한 발포제의 조합물이 사용될 수도 있는데, 예컨대 낮은 활성화 온도 (예컨대, 약 100 ℃) 를 갖는 발포제가 높은 활성화 온도 (예컨대, 약 180 ℃) 를 갖는 발포제와 함께 사용될 수도 있다.

"화학적 발포제" 로서 고려되는 잠재적인 발포제의 예는 제한적인 것은 아니지만 예컨대 아조비스이소부티로니트릴, 변형 또는 미변형 아조디카르본아미드 (ADCA), 디-니트로소-펜타메틸렌테트라민, 4,4'-옥시비스(벤젠술폰닉산 하이드라지드) (OBSH), 아조사이클로헥실 니트릴, 아조디아미노벤젠, 벤젠술포닐 하이드라지 드, 칼슘 아지드, 4,4'-디페닐디술포닐아지드, 디페닐-술폰-3,3'-디술포하이드라지드, 벤젠-1,3-디술포하이드라지드, 트리하이드라지노오트리아진, p-톨루엔 술포닐 하이드라지드 및 p-톨루엔술포닐 세미카바자이드와 같은 아조, 하이드라지드, 니트로소 및 카바자이드 재료를 포함할 수 있다.

"화학적 발포제" 는 아연 재료 (예컨대, 아연 산화물, 아연 스테아레이트,아연 디톨루엔 술피네이트), 마그네슘 산화물, (변형) 우레아 등과 같은 추가적인 활성제 또는 촉진제와 조합되어 사용될 수도 있다. 또한, 다양한 산/(비)카보네이트 혼합물이 잠재적인 발포제로서 이용될 수도 있다.

"물리적 발포제" 로서 고려되는 잠재적인 발포제의 예는 제한되는 것은 아니지만 팽창가능한 중공 마이크로스피어를 포함하고, 여기서 중공 마이크로스피어는 폴리비닐리덴 클로라이드 코폴리머 또는 아크릴로니트릴/(메트)아크릴레이트 코폴리머에 기초하며, 예컨대 경량 하이드로카본 또는 할로겐화 하이드로카본과 같은 캡슐화된 휘발성 물질을 함유한다. 상업적으로 가용한 적절한 팽창가능한 중공 마이크로스피어는 예컨대 Pierce & Stevens (현재 Henkel Corporation 의 일부) 로부터 상품명 "Dualite" 로 구할 수 있다.

잠재적인 발포제의 양은 발포제를 활성화시키는데 효과적인 온도로 가열될 때 폴리머 매트리스의 부피가 원하는 만큼 팽창하도록 선택된다. 잠재적인 발포제의 양은 전형적으로 총 폴리머 매트릭스의 약 5 중량% 내지 약 2 중량% 이다.

폴리머 매트릭스에 사용되는 발포제(들)의 양 및 유형(들)과 다른 인자 (예컨대, 발포 촉진제/활성화제의 존재, 폴리머(들)/폴리머 전구체(들)의 특성) 에 따 라, 폴리머 매트릭스는 폴리머 매트릭스의 초기 부피에 비해 가열시에 적어도 약 500 부피%, 적어도 약 1000 부피%, 적어도 약 1500 부피% 또는 적어도 약 2000 부피% 로 팽창하도록 배합될 수 있다.

부가적으로는, 예컨대 가교제, 경화제 등과 같은 본 기술에 공지된 첨가제가 폴리머 또는 폴리머 전구체의 경화 및/또는 가교를 촉진시키도록 폴리머 매트릭스에 첨가될 수도 있다. 이러한 가교제 및 경화제는 폴리머 매트릭스에 이용되는 폴리머 또는 폴리머 전구체의 유형(들)에 기초하여 선택된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 가교제(들) 및/또는 경화제(들)는 잠재적인 즉 상온에서 안정적/비반응적이지만, 폴리머 매트릭스가 상승된 온도로 가열될 때 활성화된다. 이러한 실시예에 있어서, 폴리머 매트릭스는 이러한 가열의 결과로 팽창도되고 가교/경화도된다. 사용되는 가교제(들)/경화제(들)의 유형은 일반적으로 폴리머 매트릭스 특히 폴리머(들) 및 폴리머 전구체(들)의 다른 성분과 호환되도록 선택된다.

예컨대, 안정화제, 보강제, 충전제, 연화제, 가소제, 왁스, 노화방지제, 산화방지제, 색소, 착색제, 살균제, 점착제, 왁스 및/또는 내연제와 같은 본 기술에 공지된 첨가제가 폴리머 매트릭스에 첨가될 수도 있다.

적절한 왁스는 약 45 ℃ 내지 약 70 ℃ 의 용융점을 갖는 파라핀 왁스, 약 60 ℃ 내지 약 95 ℃ 의 용융점을 갖는 마이크로크리스탈린 (microcrystalline) 왁스, 약 100 ℃ 내지 약 115 ℃ 의 용융점을 갖는 합성 피셔-트롭쉬 (Fisher-Tropsch) 왁스, 및 약 85 ℃ 내지 약 140 ℃ 의 용융점을 갖는 폴리에틸렌 왁스를 포함한다.

본 기술에 공지된 바와 같은 산화방지제 및 안정화제는 예컨대 입체 장애 페놀 및/또는 티오에테르 및/또는 입체 장애 방향족 아민과 같은 폴리머 매트릭스에 첨가될 수 있다.

본 기술에 공지된 바와 같은 충전제는 예컨대 탈크, 탄산칼슘, 점토, 실리카, 알루미나, 유리구슬, 유리섬유, 폴리머섬유, 황산바륨, 운모, 카본블랙, 탄산칼슘-마그네슘, 중정석 및 규산염 충전제, 규산염 칼륨 알루미늄, 메타규산 칼슘, 부속 및 유기 충전제와 같은 폴리머 매트릭스에 존재할 수 있다. 충전제의 양은 예컨대 폴리머 매트릭스의 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 일 수도 있다.

본 발명의 자가지지 연속 구조체의 제조에 사용되도록 적용될 수도 있는 배합은, 예컨대 참조로서 본 원에 각각 통합되는 예컨대 US 2005-0096401; US 6830799; US 6281260; US 2004-0221953; US 5266133; US 5373027; US 7084210; US 5160465; US 5212208; US 6573309; US 2004-0266898; US 6150428; US 5708042; US 5631304; US 5160465; US 2004-0266899; US 2006-0188726 및 US 5385951 과 같은 다양한 특허 및 공개특허출원에 기재된 배합을 포함한다.

본 발명의 폴리머 매트릭스 성분으로서 유용한 다른 적절한 재료는 Henkel Corporation 및 그 계열회사에서 판매하고 있는 예컨대 TEREPHON, TEROCORE, 및 ORB NV 제품과 같은 상업적으로 가용한 제품을 포함한다.

도 1 은 차량 필라 (1) 내에 캐비티 (2) 를 구비하는 차량 필라 (1) 의 단면을 나타낸다. 차량 필라 (1) 는 금속 볼트, 용접, 접착 등과 같은 고정 수단을 사용하여 고정 지점 (22) 및 (23) 에서 외측 필라 부분 (20) 에 고정되어 있는 내측 필라 부분 (24) 으로 구성된다. 내측 필라 부분 (24) 은 팽창가능한 필러 인서트 (10) 의 고정 요소 (12) 가 삽입되는 개구부 (15) 를 포함한다. 내측 필라 부분 (24) 및 외측 필라 부분 (20) 은 예컨대 본 기술에 잘 공지되어 있는 형성 방법을 사용하여 금속 시트 스톡으로부터 제조될 수도 있다.

도 2 는 도 1 에 도시된 차량 필라 (1) 의 캐비티 (2) 내에 배치되도록 되어 있는 본 발명에 따른 팽창가능한 필러 인서트 (10) 를 나타내며, 이러한 배치는 내측 필라 부분 (24) 과 외측 필라 부분 (20) 을 조립하여 차량 필라 (1) 를 형성하기 전에 편리하게 실행될 수도 있다. 인서트 (10) 는, 충전/밀봉될 캐비티 (2) 의 형상 및 치수에 대응하지만 자가지지 연속 구조체의 외측 표면과 캐비티 (2) 의 내부 표면 사이에 바람직하게는 실질적으로 균일한 간극 (13) (도 3 에 도시되어 있는 바와 같음) 을 제공하는 소정의 형상 및 치수를 가지는 자가지지 연속 구조체 (11) 를 포함한다. 팽창가능한 필러 인서트 (10) 의 고정 요소 (12) 는 기둥부 (14) 및 가요성 클립부 (16) 를 포함하는 부착 클립이고, 여기서 클립부 (16) 는 내측 필라 부분 (24) 의 개구부 (15) 에 또는 이 개구부 (15) 를 통해 삽입된다. 고정 요소 (12) 의 기둥부 (14) 는 내측 필라 부분 (24) 의 개구부 (15) 보다 더 큰 어깨부 (18) 를 구비하기 때문에, 내측 필라 부분 (24) 의 내부 표면에 눌리고 클립부 (16) 와의 조합으로 인서트 (10) 를 적소에 고정시킨다. 클립부 (16) 는 클립부 (16) 가 개구부 (15) 에 삽입되는 것을 용이하게 하도록 서로를 향해 탄력적으로 구부러질 수도 있는 2 개의 바브 (4) 및 (5) 를 구비할 수도 있다. 각각의 바브 (4, 5) 는 캐비티 (2) 내의 원하는 위치 및 배향으로 팽창가능한 필러 인서트 (10) 를 고정시키는데 더 도움을 주는 노치 (6, 7) 를 포함할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예의 고정 요소 (12) 는 자가지지 연속 구조체 (11) 와 동일한 폴리머 매트릭스로 일체형으로 구성되고, 이에 따라 팽창가능한 필러 인서트 (10) 의 생산을 단순화시키며 또한 개구부 (15) 가 폴리머 매트릭스의 활성화시에 발생된 거품에 의해 충전되는 것을 보장하도록 보조한다. 도 2 및 도 3 에 도시된 고정 요소 (12) 는 팽창가능한 필러 인서트 (10) 가 적소에 지탱되도록 허용하고, 어깨부 (18) 는 자가지지 연속 구조체 (11) 의 외측 표면이 충전/밀봉될 캐비티의 내측 표면 (부착 지점 제외) 과 접촉하지 않게 하며, 이에 따라 자가지지 연속 구조체 (11) 와 필라 (1) 의 주변 내부 벽 사이에 간극 (13) 이 생긴다. 이 간극 (13) 은 세척제, 사전처리제, 변환 코팅, 프리머 (primer), 페인트 등과 같은 액체가 팽창가능한 필러 인서트의 삽입 후에 캐비티에 유입되고, 본질적으로 캐비티의 전체 내부 표면과 접촉되고 나서 제거될 수 있도록 한다. 인서트 (10) 는 내측 필라 부분 (24) 과 동일한 방식으로 고정 요소 (12) 에 의해 외측 필라 부분 (20) 에 고정될 수 있고, 내측 필라 부분 (24) 및 외측 필라 부분 (20) 의 양자에 고정될 수도 있다. 원하는 경우에는, 복수의 고정 요소가 차량 필라의 벽의 복수이 개구부와 조합되어 사용될 수도 있다.

도 3 에 도시된 차량 필라 (1) 및 팽창가능한 필러 인서트 (10) 의 조립체는 자가지지 연속 구조체 (11) 를 형성하는 폴리머 매트릭스가 발포하고 차량 필라 (11) 의 캐비티 (2) 를 밀봉시키기에 충분한 시간 동안 외부 가열 (예컨대, 약 120 ℃ ~ 약 210 ℃ 의 온도) 을 받는다. 특히, 자가지지 연속 구조체의 외측 표면과 필라의 내부 표면 사이의 간극 (13) 과 처음의 팽창가능한 필러 인서트 (10) 의 내부 공간 (9) 은 폴리머 매트릭스로부터 발생된 거품으로 충전된다. 내측 필라 부분 (24) 의 개구부 (15) 또한 팽창된 폴리머 매트릭스에 의해 밀폐되고 밀봉된다.

일 실시예에서, 고정 요소 (12) 는 자가지지 연속 구조체와 동일한 재료일 수 있고 그 일부로서 제조되거나, 예컨대 금속 또는 폴리아미드 또는 다른 엔지니어링 서모플라스틱과 같은 상이한 내열성 재료로 만들어질 수 있다. 도 4 는 폴리머 매트릭스의 재료와 상이한 재료로 만들어지는 고정 요소 (12) 를 구비하는 팽창가능한 필러 인서트 (10) 를 나타낸다. 자가지지 연속 구조체 (11) 를 포함하는 폴리머 매트릭스는 고정 요소 (12) 의 기둥부 (14) 주위에서 제조될 수 있고 (예컨대, 오버몰딩을 사용), 이에 따라 고정 요소 (12) 가 자가지지 연속 구조체 (11) 와 일체가 되게 한다. 자가지지 연속 구조체 (11) 를 통해 연장되는 기둥부 (14) 의 구간보다 더 넓은 플랜지 (21) 가 자가지지 연속 구조체 (11) 의 내측에 존재하므로, 고정 요소 (12) 를 자가지지 연속 구조체 (11) 에 고정시킨다. 도 4 에 도시된 팽창가능한 필러 인서트 (10) 의 자가지지 연속 구조체 (11) 는 링의 형태이고, 이 링은 직사각형 단면 형상을 갖는다. 고정 요소 (12) 는 한 쌍의 탄력적인 유지 레그 부재 (17, 19) 를 포함하고, 각각은 기둥부 (14) 의 각 측으로부터 예각으로 분기되고 기둥부 (14) 의 첨단으로부터 자가지지 연속 구조체 (11) 를 향해 연장된다.

도 5 는 좁은 불규칙한 코너 (26, 28) 를 구비하는 조립된 차량 필라 (1) 내에 있는 본 발명의 실시예와 일치하는 팽창가능한 필러 인서트 (10) 를 나타낸다. 도 5 에 도시되어 있는 바와 같이, 자가지지 연속 구조체 (11) 의 외측 표면은 필라 (1) 의 좁은 불규칙한 코너 (26, 28) 를 향해 연장되는 돌출부 (14, 16) 를 포함하며, 따라서 가열에 의해 폴리머 매트릭스가 활성화되면 캐비티의 내부뿐만아니라 코너 (26, 28) 도 밀봉될 수 있다. 본 발명과 일치하는 좁은 불규칙한 코너는 예각을 갖는 코너이다.

도 6 은 본 발명의 실시예를 도시하며, 팽창가능한 필러 인서트 (10) 는 자가지지 연속 구조체의 내부 공간 (9) 으로 돌출하는 돌출부 (18) 를 구비한다. 팽창가능한 필러 인서트 (10) 가 가열에 의해 활성화되어 폴리머 매트릭스를 발포하여 팽창시키면, 돌출부 (18) 는 캐비티의 완전한 밀봉을 돕는다.

본 발명의 어떤 실시예에서, 사출 몰딩 또는 압출 몰딩 (때때로 윤곽 압출 몰딩 또는 윤곽 몰딩이라고도 한다) 과 같은 몰딩 기술에 의해 형성될 수 있는 폴리머 매트릭스가 선택된다. 일 실시예에서, 폴리머 매트릭스는, 폴리머 매트릭스가 폴리머 매트릭스를 연화 또는 용융시킬 만큼 충분히 높은 온도로 가열되어 있고, 존재할 수도 있는 잠재적인 경화제 및 잠재적인 발포제의 조기 활성화를 회피할 만큼 충분히 낮은 온도에서 폴리머 매트릭스가 압출될 수 있게 하는 압출 기계를 통해 압출된다. 유사하게는, 사출 몰딩 방법이 사용될 때, 폴리머 매트릭스는 발포제 활성화로 인해 폴리머 매트릭스의 팽창을 유발하는 온도를 회피하면서 폴리머 매트릭스가 몰드로 사출될 수 있도록 충분히 가열된다. 원하는 형상으 로의 몰딩 후에, 폴리머 매트릭스는 냉각되고 재응고된다.

도 7 은 본 발명에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 제조하는데 사용될 수 있는 사출 몰드를 나타낸다. 몰드는 상부 플레이트 (30), 몰드 프레임 또는 블록 (32), 및 기부 플레이트 (34) 를 포함하고, 이들 각각은 금속 또는 다른 내열성 재료로부터 제조될 수도 있다. 몰드 구역은 예컨대 볼트 또는 핀 (46) 및 홀 (48) 에 의해 일렬로 조립 및 지탱될 수도 있다. 상부 플레이트 (30) 의 개구부 (42) 를 통해 중앙 위치를 점유하는 몰드 프레임 (32) 에 용융 또는 연화된 형태의 폴리머 매트릭스의 스트림을 전달하기 위해 인젝터 (50) 가 사용되며, 여기서 개구부 (43) 는 몰드 프레임 또는 블록 (32) 의 보이드 (44) 와 정렬된다. 몰드 프레임 (32) 은 원하는 형상, 디자인 및 치수의 자가지지 연속 구조체를 제공하도록 구성되어 있다. 예컨대, 몰드 프레임 (32) 은 자가지지 연속 구조체의 원하는 윤곽에 대응하는 주 채널 (36) 과 여기에 연결된 고정 요소의 원하는 치수에 대응하는 측방 채널 (38) 을 포함할 수도 있다. 따라서, 몰드 프레임에 도입된 용융 또는 연화된 폴리머 매트릭스는 보이드 (44) (자가지지 연속 구조체의 내부 공간으로 돌출하는 돌출부를 제공함), 주 채널 (36) 및 측방 채널 (38) 을 점유한다. 대안적으로는 오버몰딩이 팽창가능한 필러 인서트에 고정 요소를 통합하기 위해 사용될 수도 있다. 즉, 고정 요소는 폴리머 매트릭스와 상이한 폴리아미드와 같은 내열성 재료의 사출 몰딩에 의해 별도로 제조될 수도 있다. 고정 요소는 측방 채널 (38) 에 배치되며, 그 후에 폴리머 매트릭스가 고정 요소에 오버몰딩된다.

본 발명의 팽창가능한 필러 인서트는 또한 윤곽 압출 몰딩 공정에 의해 제조될 수도 있다. 압출 기계 (압출기) 가 폴리머 매트릭스를 용융 또는 연화된 형태로 다이 조립체를 통해 압출시킨다. 내부 공간을 가지는 팽창가능한 필러 인서트를 원하는 경우에, 다이 조립체는 체결체에 의해 단부 플레이트가 고정되는 부재를 포함한다. 원하는 단면 형상을 가지는 프로파일 플레이트가 고정 부재와 단부 플레이트 사이에 배치된다. 프로파일 플레이트의 개구부의 형상은 압출될 폴리머 매트릭스의 밀폐된 튜브의 단면을 규정한다. 예컨대, 환상 출구 단면을 가지는 다이가 압출된 폴리머 매트릭스를 원하는 중공 형상으로 몰딩하는데 이용될 수도 있다. 중공 튜브, 파이프 및 다른 이러한 형상의 압출 몰딩에 관한 본 기술에 공지된 기법 및 장치가 본 발명에 사용되도록 적용될 수도 있다. 예컨대, 다이 조립체는 중앙공급형 맨드릴지지 다이 (때때로 스파이더지지형 (spider-supported) 맨드릴 다이 또는 지지 링 다이라고도 함) 를 포함할 수도 있으며, 여기서 용융된 폴리머 매트릭스는 맨드릴 지지부의 영역에서 별도의 스트림으로 나뉜다. 용융된 폴리머 매트릭스는 스파이더 레그 주위에서 흐른다. 스크린팩 (screen-pack) 다이 (브레이커-플레이트 다이라고도 함) 가 또한 사용될 수도 있으며, 여기서 맨드릴은 관형 관통 본체 스크린 팩에 의해 지탱된다. 사용될 수 있는 또 다른 유형의 다이 조립체는 측방공급형 맨드릴 다이 (크로스헤드 (cross-head) 다이라고도 함) 이다. 측방공급형 맨드릴 다이가 사용되면, 용융된 폴리머 매트릭스는 매니폴드에 의해 맨드릴 주위에서 지나간다. 스파이럴형 맨드릴이 멀티플 스레드 (multiple thread) 형태의 맨드릴 주위를 회전하는 스파이럴 맨 드릴 다이가 또한 이용될 수도 있다. 폴리머 매트릭스가 원하는 형상을 유지하도록 충분히 응고될 때까지, 폴리머 매트릭스의 뜨거운 압출된 밀폐된 튜브의 온도를 낮추기 위해 압출 기계와 연결된 냉각 설치물이 사용될 수도 있다. 압출된 밀폐된 튜브는 팽창가능한 필러 인서트에 유용한 자가지지 연속 구조체를 제공하기 위해 원하는 길이/두께로 절단될 수도 있다. 일반적으로, 압출된 밀폐된 튜브는 핫 나이프 (hot knife), 톱 또는 다른 이러한 장치와 같은 어떤 적절한 방법을 사용하여 압출된 밀폐된 튜브의 종방향 축선에 실질적으로 직교하는 방향으로 절단될 수도 있다. 또한, 프로파일 플레이트는 상이한 직경 또는 단면 형상의 튜브를 제조하도록 변화될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 예컨대 단면 형상은 고정 요소의 원하는 단면 형상을 가지는 1 이상의 돌출부를 포함하기 때문에, 압출된 밀폐된 튜브가 절단되면 자가지지 연속 구조체와 일체인 1 이상의 고정 요소가 제공되며, 이에 따라 별도의 조립 또는 몰딩 단계에 대한 필요성을 회피하는데, 여기서 고정 요소는 별도로 형성되고 자가지지 연속 구조체에 부착되거나 별도의 몰딩 단계에서 폴리머 매트릭스와 상이한 재료로부터 형성된다. 중공 튜브에 대한 대안으로서, 팽창가능한 재료의 대량의 스트랜드가 윤곽압출되고 원하는 필라 필러 인서트로 절단될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예는 다음과 같이 기재될 수도 있다. 이 실시예에서, "성형품" 이라는 용어는 앞서 사용된 "팽창가능한 필러 인서트" 라는 용어와 동의어로 사용된다.

따라서, 추가의 실시예에서, 본 발명은 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도에서 적 어도 20 % 까지 팽창가능한 반응 가교 재료로 만들어진 본체를 구비하는 성형품에 관한 것이고, 이 본체는 전방측 및 후방측을 각각 구비하는 적어도 1 스페이서 및/또는 적어도 1 고정 요소를 포함하고, 이 전방측 및 후방측은 고정 요소 또는 요소들 또는 스페이서 또는 스페이서들을 포함하는 전체 성형품이 2 개의 평행한 평탄면에 의해 한정되며 각각의 고정 요소 또는 각각의 스페이서의 전방측은 평행한 표면 중 일 표면에 놓이고 후방측은 평행한 표면 중 다른 표면에 놓이는 것으로 규정된다.

여기서, "본체" 는 팽창 후에 발포 재료로 충전된 캐비티의 보강 및/또는 절연을 만들어내는 성형품의 부분이다. 고정 요소 또는 스페이서는 본체에 포함되지 않는데, 상기와 같이 고정 요소 또는 스페이서는 비발포성 재료로 만들어질 수 있기 때문이다. 고정 요소 또는 스페이서가 비발포성 재료로 만들어지는 경우, 고정 요소 또는 스페이서는 보강 및/또는 절연에 기여하지 않는다.

본 발명의 이 실시예에 따르면, 모든 고정 요소 및/또는 스페이서를 포함하는 전체 성형품은 2 개의 평행한 평탄면에 의해 한정된다. 그러나, 제조 때문에, 두 표면의 평행함에 약간의 편차가 발생할 수도 있다. 그러나, 두 표면은 서로 최대 10 °, 바람직하게는 최대 5 °의 각도를 형성하는 정도로 적어도 대략 평행한 형태로 놓이게 된다. 그러므로, 이 두 (대략) 평행한 표면은 성형품의 본체와 존재하는 모든 고정 요소 및/또는 스페이서를 한정한다. 그러므로, 고정 요소 및/또는 스페이서의 형태는 성형품의 본체의 형태와 독립적이지 않다. 대신에, 고정 요소 및/또는 스페이서는 본체의 2 개의 평행한 한정 표면과 동일한 평면에 각각 놓이는 2 개의 평행한 표면에 의해 한정되도록 성형된다. 즉, 2 개의 평행한 한정 표면에 평행한 방향에서 볼 때, 스페이서 및/또는 고정 요소를 포함하는 전체 성형품은 2 개의 평행한 한정 표면에 대하여 돌출부나 세트백 (setback) 이 나타나지 않는다.

2 개의 평행한 표면에 직교하게 연장되는 방향을 이하 종 방향이라 하고 대응하는 축선을 종 축선이라 한다. 이는 상기 종 축선 방향으로 성형체에 의해 점유되는 연장부와는 다르다.

종 축선에 직교하는 방향에서, 성형품은 아무렇게나 성형된 표면에 의해 한정될 수 있으며, 종 축선에 직교하게 위치하는 두 한정 표면 이외의 모든 표면은 종 축선에 평행하게 놓이는 제약이 있다. 다시, 제조 때문에 평행함에 작은 편차가 발생할 수도 있지만, 이 편차는 10 °이하 바람직하게는 5 °이하이다. 대안적으로는, 고정 요소 및/또는 스페이서를 포함하는 본 발명에 따른 성형품은, 2 개의 평행한 한정 표면을 실질적으로 포함하고, 모든 다른 한정 표면은 아무렇게나 성형될 수 있지만 상기 평행한 표면에 대해 실질적으로 직교하는 (최대 편차가 10 °, 바람직하게는 5 °) 것으로 설명될 수 있다. 이는 또한 2 개의 상기 평행한 표면 이외의 한정 표면이 종 축선 방향으로 평평한 형태로 연장된다는, 즉 종 축선 방향에서 상승부 또는 하강부가 없다는 사실을 포함한다. 이는 또한 상기 두 평행한 표면 이외의 한정 표면에 놓이고 종 축선 방향으로 연장되는 선이 직선이라는 말로 표현될 수 있다. 2 개의 상기 평행한 표면에 직교하게 연장되는 한정 표면에 의해 형성되는 모든 가장자리는 종 축선에 평행한 직선으로서 대응하 게 연장된다.

70 ℃ 미만의 온도에서, 본 발명에 따른 성형품은 고형체이고 자가지지되는데, 즉 그 형상은 자중의 영향에 의해 변화되지 않는다. 성형품은 반응 재료가 부착되는 지지 요소를 포함하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 섬유, 직물 또는 네트 (net) 로부터 선택된 보강 요소가 반응 재료에 함침될 수 있다. 이 보강 요소는 예컨대 유리, 플라스틱, 금속, 암면 또는 탄소 섬유로 만들어질 수 있다. 제조 때문에, 직물 또는 네트는 성형체의 종 축선에 대해 거의 평행하게 놓이도록 성형품에 함침된다. 또한, 섬유는 종 축선에 대하여 비스듬하게 놓일 수 있지만 종 축선 방향으로 일정한 바람직한 배향을 갖는다.

2 개의 평행한 한정 표면을 평면도에서 즉 종 축선 방향에서 볼 때, 성형품의 본체는 일반적으로 불규칙한 단면을 보이는데, 이는 그 단면이 절연 또는 보강될 구성요소 캐비티의 단면에 맞춰진다는 사실 때문이다. 예컨대, 원형, 타원형, 정삼각형, 또는 예컨대 정사각형, 오각형 또는 육각형과 같은 다각형 등의 기하학적으로 규칙적인 단면이 이론적으로 가능하지만, 규칙으로서 실제로 발생하지는 않는다. 그러므로, 성형품은 일반적으로 종 축선에 직교하는 다양한 방향으로 상이한 연장부를 구비한다. 이와 관련하여, 종 축선에 직교하게 놓이며 성형품의 가장 큰 연장부 방향을 가리키는 축선을 규정하는 것이 가능하다. 이 축선을 이하 횡 축선이라 하고, 대응하는 방향을 횡 방향이라 한다. 종 축선 및 횡 축선의 양자에 직교하게 놓이는 축선을 수직 축선이라 한다. 수직 축선에 평행한 방향을 수직 방향이라 한다. 규정에 의해, 팽창되지 않은 성형품은 횡 방향 보다 수직 방향에서 더 작은 연장부를 갖는다. 종 축선 방향에서 볼 때, 성형체는 횡 또는 수직 방향에서 더 두껍거나 더 얇을 수 있다. 특히, 성형품은 종 방향에서 비교적 평평하고 디스크형상일 수 있다. 예컨대, 성형품은 종 축선 방향의 두께가 횡 방향의 폭의 적어도 3 배일 수 있다.

그러나, 서로 직교하는 가장 큰 연장부의 두 방향이 존재하기 때문에, 횡 방향이 수직 방향과 구별될 수 없는 기하학적인 한계 경우가 또한 있을 수 있다. 그러나, 이 기하학적인 한계 경우는 실제로 드물게 발생할 것이다. 도 8 은 종 축선 방향에서 본 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품 (1a) 의 실시예를 나타낸다. 그러므로, 관찰자는 두 평행한 한정 표면 중 한 표면에 직교하게 보고있다. 이 실시예에 있어서, 성형품은 언더컷 랫칭 훅 (3a) 을 포함하는 고정 요소 (2a) 및 본체 (1a) 로 구성된다. 상기와 같은 횡 및 수직 축선은 점선으로 도시되어 있으며 각각 문자 h 와 v 로 표기되어 있다. 이 실시예에서 고정 요소 (2a) 가 수직 축선에 평행하다는 사실은 우연이다. 본체가 주요 부분의 평행한 한정 표면과 일치하는 2 개의 평행한 표면에 의해 한정되고 다른 한정 표면이 상기 표면에 직교하게 놓이는 조건이 충족된다면, 고정 요소 (2a) 는 실제로 아무 방향이나 가리킬 수 있고, 아무 지점에서나 본체에 장착될 수 있다.

도 8 은, 종 방향에 대하여 평행하게 연장되는 성형품의 한정 표면이 횡 또는 수직 축선에 대하여 단지 매우 미소하게만 평행하거나 전혀 평행하지 않도록, 성형품이 구성될 수 있음을 나타내고 있다. 성형품은 횡 축선 또는 수직 축선에 대하여 아무렇게나 기울어질 수 있고 도 8 에 나타낸 바와 같이 쐐기 형상으로 테이퍼질 수 있다. 쐐기 형상으로 테이퍼진 성형체의 영역은 보강 또는 절연될 캐비티의 대응하게 가리켜진 코너로 연장될 수 있고 특히 열 팽창 ("발포") 후에 상기 코너를 충전할 수 있다.

상술하고 하기에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 본 발명에 따른 필러 인서트 또는 성형품은 반응 재료를 대응하는 성형 다이를 통해 압출하여 스트랜드를 생산하고, 대략 평행한 절단면이 만들어지도록 압출 방향에 직교하게 상기 스트랜드를 자름으로서 특히 바람직한 형태로 제조될 수 있다. 이러한 압출 작업은 반응 재료의 사슬형 미립자에 성형체의 종 축선 방향으로 통계학적으로 바람직한 방향을 부여한다. 이와 같이 생산된 사슬형 미립자의 팩킹 (packing) 의 결과로, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품은 70 ℃ 내지 100 ℃ 의 온도로 가열시에 수직 방향 및 횡 방향으로 10 % 이하까지 축소된다. 이러한 축소는 바람직하게는 5 % 미만, 특히 3 % 미만이고, 각각의 경우에 20 ℃ 로부터 70 ~ 100 ℃ 로 가열하기 전에 대응하는 방향에서 연장부에 기초한다. 결과적으로 발포 및 가교가 훨씬 더 높은 온도에서 시작되기 전에 가열시에 성형체가 거의 기하학적으로 안정적으로 유지되기 때문에, 이러한 거동은 바람직하다.

압출 방향의 사슬형 미립자의 바람직한 배향의 동일한 메카니즘은, 추가로 120 ℃ 내지 220 ℃ 로 가열시, 각각의 경우에 대응하는 방향의 재료 두께에 대하여 고려하면 수직 방향의 팽창이 종 축선 방향의 팽창보다 더 크도록 본 발명에 따른 성형품이 팽창되게 한다. 이는 또한 횡 방향과 비교되는 수직 방향의 팽창에 적용되기 때문에, 본 발명에 따른 성형품은 120 ℃ 내지 220 ℃ 로 가열시 각각 의 경우에 대응하는 방향의 재료 두께에 대하여 다시 고려하면 수직 방향의 팽창이 횡 방향의 팽창보다 더 크도록 팽창된다.

종 축선에 직교하는 방향의 팽창은 보강 또는 절연될 캐비티의 벽을 향하는 방향으로 연장되기 때문에, 종 축선에 직교하는 방향에서 비교적 더 큰 팽창이 일어나는 것이 특히 바람직할 수 있다.

성형품은 팽창되지 않은 상태에서 캐비티 단면을 완전히 충전하지 않도록 치수가 정해진다. 성형품이 고정화를 위해 캐비티 벽과 접촉해야 하는 위치를 제외하고는, 대략 1 ㎜ 내지 대략 10 ㎜ 폭의 유동 간극이 성형품의 외측 표면과 캐비티의 내측 한정 벽 사이에 있다. 성형품이 팽창되지 않는 한, 처리 및 코팅 유체는 이 유동 간극을 통해 자유롭게 흐를 수 있다. 열 팽창의 결과만으로, 성형품은 캐비티의 내측 벽에 대해 모든 곳에서 합치식으로 접촉하고 따라서 캐비티를 완전히 밀봉하거나 캐비티 벽을 보강하도록 성형품의 부피가 증가하다. 이 팽창은 10 분에서 150 분 사이의 시간 동안 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도로의 가열에 의해 달성된다. 실제로, 이 가열 단계는 제 1 페인트 층의 소성과 동시에 일어난다. 그러므로, 페인트 소성 오븐의 열은 성형품을 팽창 및 경화시키는데 사용될 수 있다.

도 8 에 도시되어 있는 바와 같이, 고정 요소 또는 스페이서를 포함하는 전체 성형품은 치밀할 수 있는데, 즉 육안으로 인지가능한 내부 공간 ("캐비티") 을 보이지 않을 수 있다. 그러나, 본체 및/또는 고정 요소 및/또는 스페이서는 또한 내부 캐비티를 포함할 수도 있고, 이는 재료의 절약을 허용한다. 이는 위에 서 더 일반적으로 설명되었다. 이것의 일 실시예가 도 9 에 도시되어 있다. 여기서, 본체는 치밀한데, 즉 캐비티를 포함하지 않으며, 반면 고정 요소 (2a) 는 내부 캐비티 (4a) 를 포함한다. 그러므로, 본 발명의 이 실시예에서, 적어도 1 고정 요소 또는 적어도 1 스페이서는 평행한 표면 중 일 표면으로부터 다른 표면으로 종 축선에 대해 평행하게 연장되며 상기 표면으로 개방되는 캐비티를 포함한다. 상기 캐비티의 한정 표면은 스페이서 또는 고정 요소의 외부 표면에 평행하게 연장될 수 있다. 그러나, 캐비티는 또한 고정 요소 또는 스페이서의 외부 윤곽과 독립적인 형상을 가질 수 있다. 이 실시예는 도 9 에 예로서 나타나 있다.

추가의 실시예에서, 본체 자체는 평행한 표면 중 일 표면으로부터 다른 표면으로 종 축선에 대해 평행하게 연장되며 상기 표면에 개방되는 내부 공간 또는 캐비티 또는 다수의 캐비티를 포함할 수 있다. 이 실시예는 도 10 에 예로서 나타나 있고, 여기서 본체는 고정 요소 (2a) 로 연장되는 캐비티 (4a) 를 포함한다. 그러나, 캐비티는 본체로 제한될 수 있고 고정 요소 또는 스페이서로 연장되지 않는다. 이 경우, 고정 요소 및/또는 스페이서는 치밀한 반면 본체는 캐비티를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 반응 재료는 캐비티 (4a) 의 한정 표면에 의해 내부적으로 그리고 성형체의 외부 한정 표면에 의해 외부적으로 한정되는 벽 (5a) 으로 제한된다. 이 벽은 종 축선에 대해 직교하는 모든 방향으로 동일한 두께일 수 있다. 이 경우, 벽 (5a) 의 내부 및 외부 한정 표면은 평행한 형태로 연장된다. 그러나, 도 10 은 캐비티 벽 (5a) 이 종 축선에 대해 직교하는 상이한 방 향에서 상이한 두께를 가지는 일반화된 실시예를 나타낸다. 벽 (5a) 의 캐비티측 한정 표면은 성형체의 외부 한정 표면에 대해 평행하게 연장되지 않는다. 이 실시예는 반응 재료의 양이 보강 또는 절연될 구성 캐비티의 단면에 걸쳐 상이하게 분배될 수 있는 이점을 갖는다. 예컨대, 도 10 의 특정 실시예에 있어서, 특히 많은 양의 반응 재료가 쐐기형으로 테이퍼진 영역 부근에 위치한다. 이는 충분한 팽창가능 및 반응 재료가 일 지점으로 테이퍼진 보강 또는 절연될 구성요소 캐비티의 영역을 완전히 충전할 수 있게 한다. 도 10 은 예로서 본체가 단지 하나의 캐비티 (4a) 를 포함하는 실시예를 나타낸다. 그러나, 여기 도시되지 않은 추가의 실시예에서, 상기 캐비티는 분할부에 의해 성형체의 종 축선에 대해 평행하게 연장되는 다수의 캐비티로 나누어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서와 같이, 성형체의 종 축선에 대해 평행하게 연장되는 캐비티 또는 캐비티들은, 상기 캐비티가 주요 부분에 존재하는지 또는 고정 요소 또는 스페이서에 존재하는 지의 여부에 관계없이 단면을 나타낼 수 있다. 단면은 전체적으로 불규칙할 수 있다. 그러나, 또한 둥근형, 타원형, 각형 (예컨대, 직사각형, 삼각형, 사다리꼴형 등), 또는 X 형, U 형, V 형, D 형 (예컨대, 대략도 10 에서와 같음), 및 다른 캐비티 단면이 가능하다.

고정 요소 (여기서 "고정 요소" 는 더 위에서 규정되고 설명된 바와 같은 것으로 이해된다) 또는 수개의 고정 요소 (모든 고정 요소를 포함), 또는 스페이서 또는 다수의 스페이서 (모든 스페이서를 포함) 는 본체와 동일한 팽창가능한 재료로 만들어질 수 있다. 이는 도 8 내지 도 10 에 도시된 것에 대응하고, 본체의 재료는 조성적인 경계없이 고정 요소의 재료로 천이된다. 이 경우, 고정 요소 및/또는 스페이서는 본체의 발포에 관여하고 그러한 관계에서 가교된다. 고정 요소에 대해, 이는 고정 요소가 삽입되는 구성 캐비티의 벽의 개구부가 고정 요소의 발포에 의해 효과적으로 절연된다는 이점을 갖는다.

고정 요소 또는 수개의 고정 요소 (모든 고정 요소를 포함), 또는 스페이서 또는 수개의 스페이서 (모든 스페이서를 포함) 는 또한 비팽창 재료로 만들어질 수 있다. 상기 고정 요소 및 스페이서는 팽창 온도로 본체를 가열할 때 그 형상을 유지한다. 그러나, 고정 요소 또는 스페이서의 본체측 단부는 본체의 팽창시에 고정 요소 또는 스페이서와의 결합이 해제되지 않도록 본체의 재료를 관통해야 한다. 이 실시예에서, 고정 요소 또는 스페이서는 예컨대 폴리아미드로 만들어질 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 성형품의 팽창가능한 재료는 10 ℃ 내지 대략 40 ℃ 의 온도에서 팽창되지 않은 상태에서 점착성이 없다. 이는 성형품이 서로 또는 포장 재료에 고착되지 않기 때문에 성형품의 운반 및 취급을 용이하게 한다. 그러나, 상기 온도 범위에서 성형품의 표면의 일부가 점착성이 있게 할 수 있기 때문에, 성형품은 상기 점착성 표면 구간에 의해 보강 또는 절연될 캐비티의 내측 벽에 끈끈하게 체결될 수 있다. 따라서, 클립과 같은 기계적인 고정 요소가 필요하지 않다. 그러므로, 이 실시예는 비점착성 성형품이 평행한 표면 중 일 표면으로부터 다른 표면으로 연장되는 적어도 1 외측 표면을 포함하고 상기 외측 표면 중 적어도 선택된 영역에서 10 ℃ 내지 40 ℃ 에서 점착성이 있는 재료로 덮이며, 이 선택된 영역은 두 평행한 표면에 의해 두 측면에서 한정되는 것을 특징으로 한다. 이 실시예는 도 11 에 개략적으로 도시되어 있다. 이 도면은 치밀한 스페이서 (6a), 내부 캐비티 (4a), 반응 팽창가능 재료로 만들어진 벽 (5a), 및 10 ℃ 내지 40 ℃ 에서 점착성이 있는 재료의 스트립 (7a) 을 구비하는 성형품을 나타낸다. 성형품이 종 축선에 대해 평행하게 다시 한번 보인다. 그러므로, 관찰자는 점착성 재료의 스트립 (7a) 의 단부 면을 보고있다.

팽창가능한 재료의 가능한 조성 (적어도 1 폴리머 또는 폴리머 전구체 및 적어도 1 잠재적인 발포제) 은 위에서 설명하였다. 이는 본 발명의 모든 실시예에 적용된다. 예컨대, 팽창가능한 재료는 적어도 이하의 성분을 함유할 수도 있다:

a) 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도에서 자체적으로 또는 재료의 다른 성분과 가교되는 수지 (이하 "바인더" 라고도 하며, "폴리머 또는 폴리머 전구체" 에 대응함, 앞에서는 수지들 또는 바인더들로 칭했음);

b) 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도에서 부피의 증가 또는 가스의 방출로 반응하고, 이에 따라 적어도 20 % 까지 재료의 부피를 증가시키는 발포제.

본 발명의 모든 실시예에 사용될 수도 있는 팽창가능한 재료의 가능한 조성 (발포제를 포함) 은 앞에서 설명하였다. 본 발명의 모든 실시예에 유용한 어떤 대안 및/또는 더 상세한 내용을 아래서 다시 설명한다:

예컨대 WO 00/52086 또는 WO 2003/054069, 및 WO 2004/065485 에 개시된 것과 같은 에폭시 수지 및 경화제에 기초한 반응 팽창가능 재료를 위한 대안적인 바 인더 시스템 ("수지") 을 아래서 설명한다:

분자 당 적어도 2 의 1,2-에폭시기를 함유하는 다수의 폴리에폭사이드가 에폭시 수지로서 적합할 수 있다. 이 폴리에폭사이드의 엑폭시 당량은 150 과 50,000 사이 바람직하게는 170 과 5000 사이에서 변할 수 있다. 폴리에폭사이드는 원래 포화된, 불포화된, 순환족 또는 비순환족, 지방족, 지환족, 방향족, 또는 이종순환족 폴리에폭사이드 재료일 수 있다. 적절한 폴리에폭사이드의 예는 알칼리가 존재하는 상태에서 폴리페놀과 에피클로로하이드린 또는 에피브로모하이드린의 반응에 의해 제조되는 폴리글리시딜 에테르를 포함한다. 이를 위해 적합한 폴리페놀은 예컨대 레조르시놀, 카테콜, 하이드로퀴논, 비스페놀 A (비스-(4-하이드록시페닐)-2,2-프로판), 비스페놀 F (비스-(4-하이드록시페닐)메탄), (비스-(4-하이드록시페닐)-1,1-이소부탄), 4,4'-디하이드록시벤조페논, 비스(4-하이드록시페닐)-1,1-에탄, 1,5-하이드록시나프탈렌이다. 폴리글리시딜 에테르를 위한 기초물로서 적합한 추가의 폴리페놀은 노볼락 (novolac) 수지 유형의 포름알데히드 또는 아세트알데히드 및 페놀의 공지된 응축 생성물이다.

추가의 폴리에폭사이드는 폴리카르복실산의 폴리글리시딜 에스테르, 예컨대 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 테레프탈산 또는 이합체 지방산과 같은 지방족 또는 방향족 폴리카르복실산과 글리시돌 또는 에피클로로하이드린의 반응물이다.

추가의 에폭시가 올레핀 불포화 순환지방족 재료 또는 천연 오일 및 지방의 에폭시화 생성물로부터 유도된다.

비스페놀 A 또는 피스페놀 F 와 에피클로로하이드린의 반응으로부터 유도되 는 에폭시 수지가 매우 특히 바람직하고, 액체 에폭시 수지는 바람직하게는 비스페놀 A 에 기초하며, 충분히 낮은 분자량을 갖는다. 실온에서 액체인 에폭시 수지는 일반적으로 150 내지 대략 480 의 에폭시 당량을 가지며, 182 내지 350 의 에폭시 당량이 특히 바람직하다.

카르복실종결 부타디엔-아크릴로니트릴 코폴리머 (CTBN) 와 비스페놀 A 로부터의 디글리시딜 에테르에 기초한 액체 에폭시 수지의 부가 생성물 (당해 공지) 과 같은 가요화 효과를 가지는 에폭시 수지가 가요제로서 사용될 수 있다. 구체적인 예는 B.F. Goodrich 의 Hycar CTBN 1300×8, 1300×13 또는 1300×15 와 액체 에폭시 수지의 반응 생성물이다. 아미노종결 폴리알킬렌 글리콜 (Jeffamines) 과 액체 폴리에폭사이드의 초과분의 반응 생성물이 또한 사용될 수 있다. 원래, 메르캅토기능 프리폴리머 또는 액체 디오콜 (thiocol) 폴리머와 폴리에폭사이드의 초과분의 반응 생성물이 가요화 에폭시 수지로서 본 발명에 따라 또한 사용될 수 있다. 그러나, 폴리머 지방산 특히 이합체 지방산과 에피클로로하이드린, 글리시돌, 또는 특히 비스페놀 A 의 디글리시딜 에테르 (DGBA) 의 반응 생성물이 매우 특히 바람직하다. 또한, 아크릴로니트릴과 부타디엔 및/또는 이소프렌 및 선택적으로는 (메트)아크릴산의 코폴리머가 가요제로서 적합하며, 아크릴로니트릴 함량은 10 중량% 와 50 중량% 사이, 바람직하게는 20 중량% 와 40 중량% 사이이고, (메트)아크릴산 함량은 0.0 중량% 와 1 중량% 사이, 바람직하게는 0.0 중량% 와 0.1 중량% 사이이다. 상기 가요화제의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.

압출 공정을 위한 원하는 점도를 달성하기 위해서, 반응 재료는 반응 희석제 를 함유할 수 있다. 본 발명을 위한 반응 희석제는 에폭시 기를 함유하며 지방족 또는 방향족 구조를 가지는 점도가 낮은 물질 (글리시딜 에테르 또는 글리시딜 에스테르) 이다. 이 반응 희석제는 한편으로 연화점 위에서 바인더 시스템의 점도를 낮추고 다른 한편으로는 사출 몰딩에서의 프리젤링 (pre-gelling) 공정을 제어하는 역할을 한다. 본 발명에 따라 사용될 반응 희석제의 전형적인 예는 C6 ~ C14 모노알코올 또는 알킬페놀의 모노-, 디- 또는 트리글리시딜 에테르와, 카슈셀 (sashew-shell) 오일의 모노글리시딜 에테르, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,5-펜탄에디올, 1,6-헥산에디올 및 사이클로헥산에디메탄올의 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판의 트리글리시딜 에테르, 및 C6 ~ C24 카르복실산의 글리시딜 에테르, 또는 이들의 혼합물이다.

본 발명에 따른 경화가능한 성형체는 단일구성요소 형태로 실시되며 고온에서 경화되기 때문에, 잠재적인 경화제 및/또는 부가적으로는 1 종 이상의 촉진제를 함유한다.

에폭시 수지 바인더 시스템에 사용될 수 있는 열로 활성화되는 또는 잠재적인 경화제는 구아니딘, 치환된 구아니딘, 치환된 우레아, 멜라민 수지, 구아나민 유도체, 순환족 제 3 아민, 방향족 아민, 및/또는 이들의 혼합물이다. 경화제는 경화 반응에서 화학량식으로 포함될 수 있지만 또한 촉매작용식으로 활성화될 수 있다. 치환된 구아니딘의 예는 메틸구아니딘, 디메틸구아니딘, 트리메틸구아니딘, 테트라메틸구아니딘, 메틸이소비구아니딘, 디메틸이소비구이아니딘, 테트 라메틸이소비구아니딘, 헥사메틸이소비구이아니딘, 헵타메틸이소비구아니딘, 및 매우 특별히 시아노구아니딘 (디시안디아미드) 이다. 인용될 수도 있는 대표적인 적합한 구안아민 유도체는 알킬화 벤조구안아민 수지, 벤조구안아민 수지, 또는 메톡시메틸/에스옥시메틸벤조구안아민이다. 단일구성요소 열간경화가능 재료에 대한 선택 기준은 물론 실온에서 수지 시스템에서 이 물질의 낮은 용해성이기 때문에, 고형의 미세 분쇄 경화제가 바람직하고, 여기서는 디시안디아미드가 특히 적합하다. 이는 조성물에 대한 우수한 자가 안정성을 보장한다.

상기 경화제 이외에 또는 상기 경화제 대신에, 촉매반응식으로 활성화되는 치환된 우레아가 사용될 수 있다. 이는 특히 p-클로로페닐-N,N-디메틸우레아 (Monuron), 3-페닐-1,1-디메틸우레아 (Fenuron), 또는 3,4-디클로로페닐-N,N-디메틸우레아 (Diuron) 이다. 원래, 벤질디메틸아민, 트리스(디메틸아미노)페놀, 피페리딘, 또는 피페리딘 유도체와 같은 촉매반응식 활성화 제 3 아크릴아민 또는 알킬아민이 사용될 수 있지만, 이들은 종종 바인더 시스템에서 용해성이 너무 크기 때문에, 이 경우에는 단일구성요소 시스템에 대한 충분한 자기 안정성이 달성되지 않는다. 또한, 다양한 (바람직하게는, 고형의) 이미다졸 유도체가 촉매반응식 활성화 촉진제로서 사용될 수 있다. 대표적인 것으로는 2-에틸-2-메틸이미다졸, N-부틸이미다졸, 벤지미다졸, 및 N-C1- ~ -C12- 알킬이미다졸 또는 n-아릴이미다졸, 트리아진 유도체, 및 이미다졸/트리아진 재료 (예컨대, C11-Z-아진) 를 들수도 있다. 미세 분쇄된 형태의 이른바 촉진화 디시안디아미드 형태의 경화제 및 촉진제의 조합물이 또한 사용될 수 있다. 이는 때때로 에폭시 경화 시스템에 대한 축매반응식 활성화 촉진제의 별도의 첨가에 대한 필요성을 제거한다.

특별한 반응 시스템에 대하여, 아민과 에폭시 수지의 부가 생성물에 기초한 미세 분쇄된 분말형 경화 촉진제가 또한 사용될 수 있으며, 이 부가 생성물은 제 3 아미노기 및 에폭시기를 포함한다. 이 잠재적인 분말형 촉진제는 상기 잠재적인 경화제 및/또는 촉진제와 조합되어 사용될 수 있다.

반응 및 열팽창가능 재료는 부가적으로 적어도 1 종의 미세 미립자형 서모플라스틱 폴리머 분말을 함유할 수 있다. 이 서모플라스틱 폴리머 분말은 원래 복수의 미세 미립자형 폴리머 분말로부터 선택될 수 있으며, 예로는 비닐 아세테이트 호모폴리머, 비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 비닐 클로라이드 호모폴리머 (PVC), 또는 비닐 클로라이드와 비닐 아세테이트 및/또는 (메트)아크릴레이트, 스티렌 호모- 또는 코폴리머, (메트)아크릴레이트 호모- 또는 코폴리머 또는 폴리비닐부티랄의 코폴리머가 있을 수 있다. 특히 바람직한 서모플라스틱 폴리머는 카르복실기, 카르복실산 안하이드라이드기, 또는 이미다졸기와 같은 기능기를 함유하고 코어/셀 구조를 가지며, 이 폴리머의 셀은 실온에서 가소제 또는 반응 희석제에 대하여 약간의 부풀기 거동을 보인다. 반응 재료의 압출 동안의 프리젤링 반응과 관련하여, 이 코어/셀 폴리머는, 압출된 재료가 냉각된 직후에, 매우 급속하게 부풀며 팽창가능한 바인더 층에 무점착성 표면을 만들어낸다. 이 폴리머 분말은 1 ㎜ 미만, 바람직하게는 350 ㎛, 및 매우 특히 바람직하게는 100 ㎛ 미만의 평균 입도를 갖게 된다.

일반적으로, 반응 재료는 예컨대 다양한 기 또는 침전된 초크 (chalk), 카본 블랙, 탄산 칼슘 마그네슘, 중정석과 같은 당해 공지된 필러, 및 특히 규산 알루미늄 마그네슘 칼슘 유형의 규산염 필러, 예컨대 규회석, 녹리석을 추가로 함유한다.

열팽창가능한 열간경화가능 성형체가 구체적으로 경량 구조체를 제조하기 위해 사용되는 경우, 상기 성형체는 바람직하게는, 상기 "통상적인" 필러 이외에, 예컨대 중공 강구와 같은 금속 중공 구, 중공 유리구, 플라이애시 (필라이트 (fillite)), 페놀 수지, 에폭시 수지 또는 폴리에스테르에 기초한 중공 플라스틱 구, (메트)아크릴산 에스테르 코폴리머, 폴리스티렌, 스티렌-(메트)아크릴레이트 코폴리머, 및 특히 폴리비닐리덴 클로라이드와, 비닐리덴 클로라이드와 아크릴로니트릴 및/또는 (메트)아크릴산 에스테르의 코폴리머로 만들어진 벽 재료를 가지는 팽창된 중공 마이크로스피어, 중공 세라믹 구, 또는 땅콩 껍질, 예컨대 캐슈너트, 코코넛 또는 피넛의 껍질과 코르크가루 (cork flour) 또는 코크스분말 (coke powder) 과 같은 천연 원료의 유기 경량 필러 중에서 선택되는 이른바 경량 필러를 함유하는 것이 바람직하다. 중공 마이크로스피어에 기초하는 경량 필러가 특히 바람직하며, 경량 필러는 경화된 성형체 매트릭스에서 성형체를 위한 높은 수준의 압축 강도를 보장한다.

각각의 폴리머 매트릭스와 독립적으로 사용될 수도 있는 적합한 잠재적인 발포제를 위에서 설명하였다.

추가의 양태에서, 본 발명은 성형품이 팽창가능한 재료의 스트랜드를 다이를 통해 압출하고 재료의 스트랜드를 자름으로써 제조되고, 전술한 평행한 표면은 스트랜드를 자를 때 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 특징 및 특성을 가지는 성형 품을 포함한다. 간단하고 신속한 제조 방법 때문에, 이 형태로 제조된 본 발명에 따른 성형품이 사출 몰딩 방법에 의해 제조되는 다른 대응하는 성형품보다 더 비용효율적이다.

본 발명은 또한 상기 특징 및 특성을 가지는 성형품의 제조 방법에 관한 것이고, 예비혼합된 팽창가능한 재료는 실온 초과의 온도에서 스트랜드로 압출되는 것이 바람직하고, 스트랜드는 상기 평행한 표면이 절단면으로서 만들어지도록 잘린다. 다이를 통한 압출 동안의 팽창가능한 재료의 온도는 대략 70 ℃ 내지 대략 110 ℃ 가 바람직하다. 팽창가능한 재료는 1 m/min 내지 15 m/min 의 속도 (rate) 로 압출될 수 있다.

압출 동안의 정확한 절차는 모든 스페이서 및 고정 요소가 성형품의 본체와 동일한 반응 재료로 만들어졌는지 또는 모든 스페이서 및 고정 요소가 다른 팽창불가능한 재료로 만들어졌는지의 여부에 의존한다. 동일한 반응 재료로 만들어진 경우, 반응 팽창가능 재료는 다이를 통해 압출되는데, 이 다이의 개구부는 재료의 압출된 스트랜드의 일부가 고정 요소 및/또는 스페이서의 단면을 가지도록 성형된다. 이 스트랜드를 본 발명에 따른 성형품으로 자를 때, 압출된 재료의 일부는 각각 고정 요소 또는 스페이서 형상을 갖는다.

그러나, 압출 및 후속하는 압출된 스트랜드의 자름에 의해 제조되는 것이 적어도 1 스페이서 또는 1 고정 요소가 반응 재료와 다른 재료로 만들어져 있는 성형 부분인 경우, 앞선 경우와 동일한 다이가 계속 사용될 수 있지만, 스페이서 또는 고정 요소를 위한 팽창불가능한 재료는 성형체의 본체를 위한 팽창가능한 재료와 함께 공압출되어야 하는데, 이때 팽창불가능한 재료는 후속하는 스페이서 또는 후속하는 고정 요소를 형성하는 다이 개구부 부분을 통해 압축된다. 동시에, 스페이서 또는 성형체를 위한 팽창불가능한 재료가 본체를 위한 팽창가능한 재료로 충분히 관통되어 두 재료 사이에 강한 기계적인 결합을 보장하는지를 주의해야 한다. 이 기계적인 결합은 강해서 성형품이 팽창 온도로 가열될 때 성형체의 본체가 비팽창 고정 요소 또는 스페이서로부터 분리되지 않아야 한다.

본 발명에 따른 성형품이 섬유, 직물 또는 네트로부터 선택된 앞에서 열거한 보강 요소를 포함하는 것이 바람직한 경우, 이하를 진행시키는 것이 바람직하다: 팽창가능한 재료는 상기와 같이 스트랜드로 압출되고, 섬유, 직물 또는 네트로부터 선택된 보강 재료가 상기 스트랜드가 잘리기 전에 상기 스트랜드에 압축되며, 스트랜드는 절단면으로서 평행한 표면이 만들어지도록 잘린다. 예컨대, 롤러가 보강 재료를 압출된 스트랜드에 누르기 위해 사용될 수 있다.

평행한 표면 중 선택된 영역이 10 ℃ 내지 40 ℃ 에서 점착성이 있는 재료로 덮이는 성형품을 본 발명에 따른 성형품의 추가의 실시예로서 앞서 설명하였으며, 상기 선택된 영역은 두 평행한 표면에 의해 두 측면에서 한정된다. 이러한 특징을 갖는 성형체의 제조 방법은 점착성 재료가 반응 재료와 공압출되도록 진행되는 것이 바람직한데, 이때 점착성 재료의 스트립이 압출된 스트랜드의 외측 표면에 형성된다. 평행한 절단면이 만들어지도록 이 스트랜드를 자를 때, 대응하게 실시된 성형체가 획득된다.

그러나, 이의 대안으로서, 반응 재료만이 (적용가능한 경우에는, 스페이서 및/또는 고정 요소를 위한 재료와 함께) 스트랜드로 압출될 수 있고, 스트랜드로 압출된 후에 그리고 스트랜드가 잘리기 전에 점착성 재료의 스트립이 스트랜드에 적용될 수 있다. 이는 롤러를 사용하는 일 종의 적층 공정에 의해 달성될 수 있다.

또한, 본 발명은 중공 구성요소의 강화, 절연, 댐핑, 및/또는 밀봉 방법을 포함하고, 여기서 본 발명에 따른 성형품 또는 팽창가능한 필러 인서트가 중공 구성요소의 완성 전에 중공 구성요소의 내측 벽에 체결되고, 중공 구성요소는 밀폐되며 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도로 바람직하게는 10 분 내지 150 분의 시간 동안 가열된다.

차량 구조물의 긴 중공 구조물 예컨대 탑승자실을 둘러싸는 프레임을 위한 일반적인 제조 공정이 이 방법에 이용된다. 이 중공 구조물은 일반적으로 금속으로부터 2 개의 대응하게 성형된 반쪽 쉘을 제조하고, 이 반쪽 쉘을 함께 결합하여 중공 프레임 구조물 또는 그 일부를 얻음으로써 제조된다. 이러한 종류의 중공 구조물 또는 중공 지지체는 예컨대 루프 구조물 또는 루프 프레임, 실 (sill), 및 차륜 하우징 또는 엔진 지지부의 부품을 지지하는 자동차의 A-, B- 또는 C-필라이다. 기존의 기술에서는 이러한 종류의 중공 구조체에 이른바 "필라 필러" 또는 "배플 (baffles)" 을 사용하는 것이 일반적인 바와 같이, 본 발명에 따른 성형품은, 고정 요소 또는 점착성 표면부의 도움으로, 하나의 반쪽 쉘이 다른 반쪽 쉘에 결합되어 중공 구조체를 구성하기 전에 이후 캐비티의 내측 벽이 될 상기 하나의 반쪽 쉘의 표면에 체결될 수 있다. 성형품은 그 단면 (종 축선에 직 교하게 보았을 때) 이 캐비티의 단면 형상에 대응하도록 성형되는 것이 바람직하다. 그러나, 성형품은 발포 전에 단지 하나 또는 몇몇 지점에서 중공 부분의 내측 벽과 접촉하도록 치수가 정해진다. 이러한 지점 이외에는, 대략 1 ㎜ 내지 대략 10 ㎜, 바람직하게는 대략 2 ㎜ 내지 대략 4 ㎜ 의 폭을 갖는 유동 간극이 성형품의 종 축선에 대해 평행하게 위치하는 한정 표면과 중공 부분의 내측벽 사이에 있다. 이 유동 간극은 기본 자동차 처리시에 사용되는 다양한 공정 유체가 캐비티 벽의 내측 측면의 모든 부분을 적실 수 있도록 보장한다. 유동 간극은 단지 성형체의 열 팽창시에 밀폐되고, 그 결과 성형품은 중공 구성요소의 보강, 절연, 댐핑, 및/또는 밀봉 목적을 충족한다. 성형품의 스페이서는 성형체의 발포 전에 유동 간극이 확실하게 만들어져서 발포될 때까지 유지되도록 보장할 수 있다.

마지막으로, 추가의 양태에서, 본 발명은 상기 필러 인서트 또는 성형품의 팽창 및 경화 후에 이 필러 인서트 또는 성형품을 포함하는 중공 프레임 구조체를 구비하는 차량에 관한 것이다.

여기 기재된 본 발명의 팽창가능한 필러 인서트 (또는 "성형품") 는 자동차 프레임 내의 어느 위치에도 사용될 수 있다. 예컨대, 이러한 위치는 제한되는 것은 아니지만 필라 (A, B, C 및 D 필라 포함), 레일, 문 영역에 대한 필라, 필라 영역에 대한 루프, 해치, 루프 위치에 대한 제거가능한 상부, 다른 차량 벨트라인 (beltline) 위치, 모터 (엔진) 레일, 하부 실, 록커 패널 레일, 지지 빔, 크로스 부재, 하부 레일 등을 포함한다. 일반적으로, 팽창가능한 필러 인서트는 종 축선을 구비하는 중공 구조 부재 내에 위치될 것이기 때문에, 자가지지 연속 구조체 에 의해 규정되는 평면은 중공 구조 부재의 종 축선에 대해 실질적으로 직교한다.

본 발명의 팽창가능한 필러 인서트는 자동차 필라와 같은 차량의 중공 공간 또는 캐비티에서의 사용에 대해 설명하였지만, 팽창가능한 필러 인서트는 종공 공간 또는 캐비티를 밀봉 또는 충전하는 것이 바람직한 다른 용도 (특히, 제조 물품이 적어도 1 회의 조립 단계 동안 가열을 받는 용도) 에서도 이점을 제공한다. 예컨대, 팽창가능한 필러 인서트는 차량 이외에 제한 없이 항공기, 가정 용품, 가구, 건물, 벽 및 칸막이, 및 선박용 (보트) 를 포함하여 중공 구조 부재를 구비하는 생산품에 사용될 수 있다.

Claims

내부 표면을 가지는 캐비티를 충전하기 위한 팽창가능한 필러 인서트로서, 상기 인서트는 캐비티의 내부 형상에 실질적으로 평행하고 캐비티의 내부 표면으로부터 이격되어 있는 외측 표면을 가지는 자가지지 연속 구조체 및 인서트를 캐비티의 내부 표면에 고정시키기 위해 자가지지 연속 구조체로부터 돌출하는 스페이서 및/또는 고정 요소를 포함하고, 상기 자가지지 연속 구조체는 적어도 1 종의 폴리머 또는 폴리머 전구체 및 적어도 1 종의 잠재적인 발포제를 포함하는 폴리머 매트릭스로 구성되어 있는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항에 있어서, 상기 인서트는 내부 공간을 가지는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도에서 적어도 20 % 까지 팽창가능한, 적어도 1 종의 폴리머 또는 폴리머 전구체 및 적어도 1 종의 잠재적인 발포제를 함유하는 상기 폴리머 매트릭스를 포함하는 반응 가교 재료로 만들어진 본체를 구비하고, 이 본체는 전방측 및 후방측을 각각 구비하는 적어도 1 고정 요소 및/또는 적어도 1 스페이서를 포함하고, 이 전방측 및 후방측은 고정 요소 또는 요소들 또는 스페이서 또는 스페이서들을 포함하는 전체 팽창가능한 필러 인서트가 2 개의 평행한 평탄면에 의해 한정되며 각각의 고정 요소 또는 각각 의 스페이서의 전방측은 평행한 표면 중 일 표면에 놓이고 후방측은 평행한 표면 중 다른 표면에 놓이는 것으로 규정되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 3 항에 있어서, 섬유, 직물 또는 네트로부터 선택된 보강 요소가 반응 재료에 함침되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 3 항 및 제 4 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 팽창되지 않은 상태에서, 팽창가능한 필러 인서트는 종 축선 및 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에서 보다, 평행한 표면에 직교하는 종 축선에 직교하는 제 1 방향에서 더 멀리 연장되고, 제 1 방향은 가장 먼 연장부의 방향이고 횡 방향을 규정하며, 종 축선 및 횡 방향에 각각 직교하는 제 2 방향은 수직 방향을 규정하는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 5 항에 있어서, 팽창가능한 필러 인서트는 종 축선 방향의 두께가 횡 방향의 폭의 적어도 3 배인, 팽창가능한 필러 인서트.
제 5 항 및 제 6 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 70 ℃ 내지 100 ℃ 의 온도로 가열시, 팽창가능한 필러 인서트는 횡 방향 및 수직 방향으로 10 % 이하까지 축소되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 5 항 내지 제 7 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 120 ℃ 내지 220 ℃ 로 가열시, 팽창가능한 필러 인서트는 수직 방향의 팽창이 종 축선 방향의 팽창보다 비교적 더 크도록 팽창되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 5 항 내지 제 8 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 120 ℃ 내지 220 ℃ 로 가열시, 팽창가능한 필러 인서트는 수직 방향의 팽창이 횡 방향의 팽창보다 비교적 더 크도록 팽창되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 적어도 1 고정 요소 또는 적어도 1 스페이서는 평행한 표면 중 일 표면으로부터 다른 표면으로 종 축선에 대하여 평행하게 연장되며 상기 표면으로 개방되는 캐비티를 포함하는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 3 항 내지 제 10 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 본체는 평행한 표면 중 일 표면으로부터 다른 표면으로 종 축선에 대하여 평행하게 연장되며 상기 표면으로 개방되는 일 캐비티 또는 몇몇 캐비티를 포함하는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 10 항 및 제 11 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 캐비티와 외측 표면 사이의 벽 두께는 종 축선에 직교하는 상이한 방향에서 상이한, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 내지 제 12 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 고정 요소 또는 몇몇 고정 요소, 또는 스페이서 또는 몇몇 스페이서가 본체와 동일한 팽창가능한 재료로 만들어지는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 내지 제 13 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 고정 요소 또는 몇몇 고정 요소, 또는 스페이서 또는 몇몇 스페이서가 팽창가능한 재료로 만들어지지 않는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 내지 제 14 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 팽창가능한 필러 인서트는 언더컷 랫칭 훅이 설치되어 있는 적어도 1 고정 요소를 포함하고, 이 언더컷 랫칭 훅의 외부 표면은 원뿔형으로 페이퍼지고 평행한 표면에 직교하게 연장되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 내지 제 15 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 팽창가능한 재료는 10 ℃ 내지 40 ℃ 의 온도에서 점착성이 없는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 16 항에 있어서, 팽창가능한 필러 인서트는 평행한 표면 중 일 표면으로부터 다른 표면으로 연장되는 적어도 1 외측 표면을 포함하고 상기 외측 표면 중 적어도 선택된 영역에서 10 ℃ 내지 40 ℃ 에서 점착성이 있는 재료로 덮이며, 이 선택된 영역은 2 개의 평행한 표면에 의해 두 측면에서 한정되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 내지 제 17 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 팽창가능한 재료는 적어도 이하의 구성물을 함유하는, 팽창가능한 필러 인서트:

a) 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도에서 스스로와 또는 재료의 다른 성분과 가교되는 수지;

b) 부피의 증가 또는 가스의 방출로 120 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도에서 반응하고, 이에 따라 재료의 부피를 적어도 20 % 까지 증가시키는 발포제.
제 18 항에 있어서, 팽창가능한 재료는 구성물 a) 로서 에폭시 수지 및 경화제를 함유하는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 내지 제 19 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 팽창가능한 필러 인서트는 다이를 통해 팽창가능한 재료의 스트랜드를 압출시키고 재료의 스트랜드를 자름으로써 제조되며, 상기 평행한 표면은 스트랜드를 자를 때 형성되는, 팽창가능한 필러 인서트.
팽창가능한 재료는 다이를 통해 스트랜드로 압출되고, 스트랜드는 상기 평행한 표면이 절단면으로서 만들어지도록 잘리는 제 1 항 내지 제 13 항 및 제 15 항 내지 제 20 항 중 하나 이상의 항에 따른, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
본체의 팽창가능한 재료 및 적어도 1 고정 요소 또는 스페이서의 팽창불가능한 재료는 다이를 통해 스트랜드로 공압출되고, 스트랜드는 상기 평행한 표면이 절단면으로서 만들어지도록 잘리는 제 14 항 내지 제 20 항 중 하나 이상의 항에 따른, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
제 21 항 및 제 22 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 제 4 항에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 제조하기 위해, 팽창가능한 재료를 스트랜드로 압출한 후에 그리고 스트랜드를 자르기 전에, 섬유, 직물 또는 네트로부터 선택된 보강 요소가 스트랜드에 압축되고 그 다음 스트랜드는 상기 평행한 표면이 절단면으로서 만들어지도록 잘리는, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
제 21 항 내지 제 23 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 팽창가능한 재료는 다이를 통해 압출될 때 70 ℃ 내지 110 ℃ 의 온도를 가지는, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
제 21 항 내지 제 24 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 제 17 항에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 제조하기 위해, 점착성 재료는 점착성 재료의 스트립이 스트랜드의 외측 표면에 형성되도록 팽창가능한 재료와 공압출되는, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
제 21 항 내지 제 24 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 제 17 항에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 제조하기 위해, 재료를 스트랜드로 압출한 후에 그리고 스트랜드를 자르기 전에, 점착성 재료의 스트립이 스트랜드에 적용되는, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
제 21 항 내지 제 26 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 팽창가능한 재료는 1 m/min 내지 15 m/min 의 속도로 압출되는, 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자가지지 연속 구조체는 탄력적인, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자가지지 연속 구조체의 상기 외측 표면은 상기 외측 표면과 상기 자가지지 연속 구조체의 주변 주위의 상기 캐비티의 내측 표면 사이에 1 ㎜ 내지 10 ㎜ 의 실질적으로 균일한 간극을 형성하도록 치수가 정해지는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 2 항에 있어서, 상기 자가지지 연속 구조체는 링인, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폴리머 매트릭스는 서모플라스틱, 러버, 경화가능 수지 및 이들의 조합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1 종의 폴리머 또는 폴리머 전구체를 포함하는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 잠재적인 발포제는 화학적인 발포제, 물리적인 발포제 및 이들의 조합물로 구성되는 군으로부터 선택되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열 활성화 후의 폴리머 매트릭스는 적어도 약 1000 % 까지 팽창되는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폴리머 매트릭스는 적어도 1 종의 서모플라스틱 및 적어도 1 종의 화학적인 발포제로 구성되는, 팽창가능한 필러 인서트.
적어도 1 예각을 포함하며 내부 표면을 가지는 단면 형상을 가지는 캐비티를 충전하기 위한 제 1 항 또는 제 2 항의 팽창가능한 필러 인서트로서, 상기 인서트는 캐비티의 단면 형상과 실질적으로 평행하지만 캐비티의 내부 표면과 접촉하지 않는 외측 표면 및 내부 공간을 갖는 자가지지 연속 구조체를 포함하며, 여기서 자가지지 연속 구조체의 외측 표면은 캐비티의 적어도 1 예각을 향해 연장되는 적어 도 1 돌출부를 구비하고, 인서트를 캐비티의 내부 표면에 고정시키기 위해 고정 요소가 자가지지 연속 구조체로부터 돌출하며, 상기 폴리머 매트릭스는 적어도 1 종의 폴리머 또는 폴러머 전구체 및 적어도 1 종의 잠재적인 발포제를 포함하는, 팽창가능한 필러 인서트.
제 35 항에 있어서, 상기 인서트는 자가지지 연속 구조체의 내부 공간으로 연장되는 폴리머 매트릭스로 구성되는 돌출부를 더 포함하는, 팽창가능한 필러 인서트.
폴리머 매트릭스를 몰드로 사출 몰딩하는 단계를 포함하는, 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 팽창가능한 필러 인서트의 제조 방법.
내부 표면을 가지는 캐비티를 충전 또는 밀봉하는 방법으로서, 제 1 항에 따른 팽창가능한 필러 인서트를 상기 내부 표면에 부착시키는 단계 및 상기 적어도 1 종의 잠재적인 발포제를 활성화시키기에 효과적인 온도로 상기 팽창가능한 필러 인서트를 가열하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항 내지 제 20 항 중 하나 이상의 항에 따른 성형품의 팽창 및 경화 후에 이 성형품을 포함하는 중공 프레임 구조물을 구비하는 차량.