KR20120079097A - 고분자 맴브레인에 물체를 장착하는 시스템 - Google Patents

고분자 맴브레인에 물체를 장착하는 시스템 Download PDF

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KR20120079097A
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조엘 에이 스탠리
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조엘 에이 스탠리
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Abstract

구조체에 고분자 맴브레인을 결합하는 시스템 및 방법을 개시한다. 몇몇 경우에, 구조체에 고분자 맴브레인을 결합하는 시스템 및 방법은, 지붕 구조의 일부를 형성하는 고분자 맴브레인 상에 구조체를 장착하는 것에 적용될 수 있다. 특히, 본 명세서에서 개시하는 방법 및 시스템은 태양 전지와 같은 외부 구조체를 열가소성 맴브레인과 같은 고분자 맴브레인에 고정시키는 데에 적용될 수 있다.

Description

고분자 맴브레인에 물체를 장착하는 시스템{SYSTEM FOR MOUNTING OBJECTS TO POLYMERIC MEMBRANES}
본 발명은 고분자 맴브레인에 물체를 장착하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
고분자 맴브레인이 소정 표면 위에 배치될 수 있는 다양한 용례가 존재한다. 예를 들면, 지붕 재료로서 고분자 재료를 제공하는 것이 요구될 수 있다. 다시 말해, 고분자 맴브레인이 지붕과 같은 건물의 외면에 부착되어 그 건물을 자연 환경으로부터 보호할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 고분자 맴브레인에 장착 플레이트를 부착하는 예시적인 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1d는 예시적인 장착 플레이트의 단면도이다.
도 2a는 고분자 맴브레인에 접착제에 의해 고정된 장착 플레이트를 포함하는 예시적인 장착 시스템의 단면도이다.
도 2b는 양면에 접착제를 포함한 테이프를 갖는 예시적인 장착 시스템의 분해 단면도이다.
도 2c는 다른 예시적인 장착 시스템의 단면도이다.
도 3은 고분자 맴브레인에 결합될 수 있는 예시적인 장착 조립체를 나타내는 도면이다.
도 4는 고분자 맴브레인에 결합될 수 있는 다른 예시적인 장착 조립체를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 장착 조립체의 저면도이다.
도 6a 내지 도 6f, 도 7a 내지 도 7e, 및 도 8a 내지 도 8d는 예시적인 장착 플레이트들의 여러 도면이다.
도 9는 또 다른 예시적인 장착 시스템의 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 예시적인 장착 플레이트의 단면도이다.
도 11은 또 다른 예시적인 장착 시스템을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시한 예시적인 장착 플레이트의 측면도이다.
도 13은 다른 특징 중에서도 단열 부재를 포함하는 또 다른 예시적인 장착 시스템을 나타내는 도면이다.
도 14는 고분자 맴브레인에 리지 부재를 접합하는 예시적인 시스템을 나타내는 도면이다.
본 발명은 고분자 맴브레인에 물체를 장착하거나 기타 방식으로 부착하는 방법 및 시스템을 개시한다. 예를 들면, 몇몇 경우에 본 발명은 건물 지붕의 전부 또는 일부를 덮는 데에 이용되는 고분자 맴브레인에 물체를 부착하는 방법 및 시스템을 개시한다. 몇몇 경우에, 고분자 맴브레인은 열가소성 고분자 맴브레인("열가소성 맴브레인")을 포함할 수 있는 한편, 다른 경우에는 고분자 맴브레인이 열경화성 고분자 맴브레인("열경화성 맴브레인")을 포함할 수 있다. 부착될 수 있는 예시적인 물체로는 태양 전지, 공기 취급 요소(예를 들면, 공기 조화 또는 난방 요소), 통신 장비(예를 들면, 안테나, 위성 접시 등), 또는 임의의 기타 필요한 물체를 포함할 수 있다. 소정 구조의 지붕에 하나 이상의 태양 전지를 고정시키는 데에 개시하는 시스템 및 방법을 이용하면 세금 이득이 제공될 수 있다. 예를 들면, 지붕 구조에 부착하지 않고 단순히 지붕 상에 놓여졌던 태양 전지에 대해서는 유효하지 않았던 세금 이득이 태양 전지가 지붕 구조에 부착되는 경우에는 존재할 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서 본 명세서에서 개시하는 시스템 및 방법은 지붕 구조체에 물체를 부착하도록 제공되며, 태양 전지의 경우에는 이와 관련하여 유효한 세금 이득을 사용자가 만끽할 수 있게 한다.
다른 실시예에서, 개시하는 방법 및 시스템은 구조의 일부를 형성하는 고분자 맴브레인에 물체를 부착하는 데에 이용될 수도 있다. 게다가, 몇몇 실시예에서는 열가소성 맴브레인에 대해 설명할 수 있지만, 열경화성 맴브레인도 역시 적용될 수 있으며, 그 반대로도 가능하다. 일반적으로, 개시하는 방법 및 시스템은, 지붕 공사, 방수 공사, 토양 차수 공사(earth lining), 연못 차수 공사(pond lining), 천막 건설, 장력 페브릭 용례, 공기 성형 기술, 가요성 플라스틱 성형(예를 들면 가요성 플라스틱 필름 사용), 강성 플라스틱 성형은 물론 임의의 기타 적절한 용례를 비롯한 용례에 적용될 수 있다.
도 1a에서는 고분자 맴브레인에 물체를 장착하는 시스템의 예시적인 실시예의 사시도를 도시하고 있다. 도 1a는 고분자 맴브레인(번갈아 가면서 "맴브레인"이라고도 지칭함)(10) 및 장착 플레이트(20)를 도시하고 있다. 몇몇 경우에, 고분자 맴브레인(10)은 열가소성 맴브레인이다. 예시적인 열가소성 맴브레인으로는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 열가소성 올레핀(TPO), 케톤 에틸렌 에스테르(KEE), 니트릴 부타디엔 폴리머(NBP)는 물론 기타 적절한 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 열경화성 맴브레인도 역시 이용될 수 있다. 예를 들면, 열경화성 맴브레인으로는, 클로로술폰화 폴리에틸렌(CSPE)과 같이 시간이 경과함에 따라 열경화성 맴브레인으로 변형될 수 있는 열가소성 맴브레인을 비롯하여, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM)는 물론 임의의 기타 적절한 열경화성 맴브레인으로 형성된 맴브레인을 포함할 수 있다.
고분자 맴브레인(10)은 지붕 구조와 같은 구조체(40)에 고정될 수 있다. 고분자 맴브레인(10)은 임의의 공지의 또는 적절한 방식으로 구조체(40)에 고정될 수 있다. 게다가, 몇몇 경우에 장착 플레이트(20)는 전체적으로 또는 부분적으로 강, 아연 도금강, 알루미늄, 티타늄, 또는 기타 원하거나 적절한 금속과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 추가적으로, 장착 플레이트(20)는 내후 처리되거나 그렇지 않을 수 있다. 다른 경우에, 장착 플레이트(20)는 유리, 플라스틱, 세라믹, 복합 재료, 또는 임의의 기타 적절한 재료와 같은 다른 재료로 형성될 수도 있다. 몇몇 용례에서는 고분자 맴브레인(10)을 필요로 하지 않을 수 있고, 이에 따라 장착 플레이트(20)가 고분자 맴브레인(10)을 사용하지 않고 구조체(40)에 바로 접합 또는 부착될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
도시한 바와 같이, 장착 플레이트(20)에는 구조체를 고정시키는 데에 이용될 수 있는 돌출부(30)가 연장되어 있다. 돌출부(30)는 고분자 맴브레인(10)을 손상시키거나 변형시키지 않고 구조체(35)와 같은 구조체를 탈부착을 가능하게 한다. 예를 들면, 몇몇 경우에 돌출부(30)는 구조체(30)와의 나사 연결을 제공할 수 있지만, 임의의 기타 적절한 연결 기구도 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 장착 플레이트(20)는 구조체에 일체로 될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 장착 플레이트(20)는 돌출부(30)가 생략될 수도 있다. 대안적으로, 장착 플레이트(20)는 대응 구조체에 탈부착시키기 위한 기구를 포함할 수 있다. 예를 들면, 장착 플레이트(20)는 하나 이상의 구조체를 수용하는 상호 맞물림 기구를 포함할 수 있다. 예시적인 구조체로는 하나 이상의 태양 전지, 공기 취급 장비(예를 들면, 공기 조화 장비 또는 난방 장비), 하나 이상의 안테나, 이들을 위한 장착 구조체, 배리어, 또는 임의의 기타 원하는 구조체를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 예시적인 장착 플레이트(20)는 이 장착 플레이트(20)에 부착되거나 기타 방식으로 결합될 구조체 상에 마련된 대응 나사부와 맞물리는 나사부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1b에 대응 나사부를 갖는 돌출부를 수용하도록 용접된 너트(22)를 포함하는 장착 플레이트(20)가 도시되어 있다. 대안적으로, 도 1c에 도시한 바와 같이, 돌출부를 수용하는 나사부(24)가 장착 플레이트(20)에 형성될 수도 있다.
도 1d에서는 돌출부(30)가 장착 플레이트(20)에 형성된 개구(32) 내로 삽입 가능한 별개의 부품으로 이루어진 다른 예시적인 장착 플레이트(20)의 단면도를 도시하고 있다. 게다가, 돌출부(30)의 머리부(34)가 장착 플레이트(20)에 형성된 포켓(36) 내에 유지될 수 있다. 다른 경우에, 머리부(34)는 장착 플레이트(20)에 형성된 포켓(36) 내에 유지되지 않을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 돌출부(20)는 개구(32) 내로 삽입 가능한 캐리지 볼트(carriage bolt)일 수 있고, 개구(32)와 돌출부(30) 간의 계면이 돌출부(30)가 장착 플레이트(20)에 대해 회전하는 것을 방지하게 된다. 게다가, 단일 사이즈의 개구(32)를 갖는 장착 플레이트(20)가 가변적인 샤프트 길이, 폭 및/또는 직경을 갖는 돌출부(30)를 수용하도록 작용할 수 있다.
장착 플레이트(20)는 다양한 방식으로 고분자 맴브레인(10)에 부착될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에서는 고분자 맴브레인(10)에 부착된 장착 플레이트(20)의 다수의 단면도를 도시하고 있다. 예를 들면, 도 2는 접착제(50)와 같은 접합 매체가 그 사이에 배치된 상태로 고분자 맴브레인(10)에 부착된 장착 플레이트(20)를 도시하고 있다. 대안적으로, 장착 플레이트(20)를 고정시키는 접합 매체는 도 2b에 도시한 바와 같이 양면에 접착제(70, 80)가 마련된 캐리어 테이프(60)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 캐리어 테이프(60)는 제거 가능한 보호 필름 또는 백킹(65)을 구비할 수 있다. 몇몇 경우에, 접착제(70)와 접착제(80)는 동일한 접착제일 수 있는 한편, 다른 경우에는 접착제(70, 80)들이 서로 다를 수도 있다. 예를 들면, 접착제(70, 80)는 접착될 재료에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 장착 플레이트(20)가 강으로 이루어진 경우에 접착제(70)는 강을 접착하도록 선택될 수 있는 반면, 고분자 맴브레인(10)이 PVC로 이루어진 경우에 접착제(80)는 PVC에 접착되도록 선택될 수 있다. 몇몇 경우에, 캐리어 테이프(60)는 발포(foam)계 테이프일 수 있다. 캐리어 테이프(60)는 장착 플레이트(20)를 고분자 맴브레인(10)에 고정시키는 데에 이용될 수 있다. 하나 이상의 테이프 스트립 또는 시트가 장착 플레이트(20)를 고정시키는 데에 이용될 수 있다. 게다가, 캐리어 테이프(60)는 장착 플레이트(20)의 기하학적 형상에 맞도록 맞춤형으로 성형 및/또는 형성될 수 있다. 예를 들면, 캐리어 테이프(60)는 돌출부나 기타 국부적 형상과 같은 장착부의 하나 이상의 기하학적 요부에 상응하도록 맞춤 제작될 수 있다.
접착제(50, 70, 80)에 대해 다수의 옵션을 이용할 수 있고, 적절한 접착제의 선택은 종종 테스트 중에 설계상 원하는 파괴에 좌우된다. 몇몇 경우에, 선택된 접착제에 의해 제공되는 접착은 그 조립체 내의 다른 구성 요소들에 대한 손상을 방지하는 선택된 한계 중량에서 항복하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 경우에, 접착제 접합은 그 구성 요소들을 하나의 표면 또는 다른 하나의 표면을 손상시키지 않고 분리시키지 못할 정도로 강하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 게다가, 선택된 접착제는 캐리어 테이프에 도포될 수 있고, 이 캐리어 테이프와 선택된 접착제는 또한 선택된 한계 중량 및 두께를 갖도록 설계될 수 있다. 접착제(50, 60, 70)는 가교 부틸 접착제는 물론 비가교 부틸 접착제를 포함한다. 이용될 수 있는 접착제(50, 70, 80) 및 캐리어 테이프(60)의 비제한적인 예로는, 3M VHB 4941 F, 3M VHB 4941, 3M VHB 4932, 3M VHB 4952, 3M VHB 5925, 3M VHB 5952, 3M VHB 5962, 3M 웨더 스트립 테이프(weather strip tape), 3M 폴리우레탄 560, 3M 하이브리드 실런트 760, 3M DP 190, 3M DP 125, 및 3M 1099 스카치 웰드 접착제를 들 수 있으며, 이들 모두는 미국 미네소타주 55144 세인트 폴 3M 센터에 소재한 3M에서 생산하고 있다. 추가로, 적절한 접착제의 다른 예로는 미국 켄터키주 41012 코빙톤에 소재한 Ashland Inc가 생산하는 Ashland Aroset 1930이 있다. 또한, 적절한 캐리어 테이프의 예로는 미국 미시간주 48071 매디슨 헤이츠에 소재한 Sika Corporation에서 생산하는 SikaLastomer-68이 있다. 상기한 상품명의 접착제와 유사하거나 상응하는 접착제들이, 미국 펜실바니아주 카를리스에 소재한 Carlisle Syntec, 미국 텍사스주 와일리에 소재한 Carlisle Hardcast Incorporated, 및 미국 인디애나주 인디애나폴리스에 소재한 Firestone Building Products에서도 제조되고 있다. 상기한 접착제 및 캐리어 테이프는 접착제만으로, 캐리어 테이프만으로, 또는 캐리어 테이프와 접착제의 임의의 조합으로서 분간할 수 있다는 점을 이해할 것이다.
도 2c는 고분자 맴브레인(10)과 접촉하게 배치되는 장착 플레이트(10)의 하나 이상의 표면에 도포된 열가소성 물질의 코팅(90)으로 접합 매체가 이루어질 수 있는 또 다른 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 예를 들면, 고분자 맴브레인(10)은 열가소성 맴브레인일 수 있다. 장착 플레이트(20)는 고분자 맴브레인(10) 상의 원하는 위치에 배치될 수 있고, 코팅(90)은 장착 플레이트(20)와 고분자 맴브레인 간에 접합을 형성하도록 가열될 수 있다. 몇몇 경우에, 코팅(90)은 열유도 용접기 또는 핫 이이언(hot iron) 등에 의해 장착 플레이트(20)를 가열함으로써 가열될 수도 있다. 다른 경우에, 에너지는 초음파 용접 등에 의해 코팅(90)에 보다 직접적인 방식으로 가해질 수 있다. 예를 들면, 장착 플레이트(20)는 코팅(90)을 이용하여 유전 용접(dielectrical welding), 초음파 용접, 진동 용접, 용제 접합, 가열 접합(유도 가열, 적외선 가열, 열풍 가열, 또는 핫 아이언 가열 등을 이용), 이들의 임의의 조합이나 임의의 기타 적절한 방식으로 고정될 수 있다.
열가소성 코팅(90)은 물론 본 명세서의 다른 실시예에서 설명하는 열가소성 코팅은 다양한 형태로 제공될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 그러한 형태로는 고상, 액상, 또는 본 명세서에서 개시하는 실시예들에 적합한 물질 상(phase)의 임의의 혼합물을 포함하며, 이들에 한정되진 않는다.
또 다른 예시적인 장착 시스템이 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서는 접합 매체(100)에 의해 고분자 맴브레인(10)(예를 들면, 열가소성 맴브레인)에 고정된 장착 플레이트(20)를 도시하고 있다. 다양한 실시예에 따르면, 접합 매체(100)는 예를 들면 플레이트(20)의 접촉면에 도포된 열가소성 코팅일 수 있다. 열가소성 코팅을 사용하는 경우, 장착 플레이트(20)는 고분자 맴브레인(10) 상의 원하는 위치에 배치되어, 장착 플레이트(20)를 고분자 맴브레인에 접합하도록 가열될 수 있다. 대안적으로, 전술한 접착제 또는 캐리어 테이프와 같은 임의의 접착제 또는 캐리어 테이프가 장착 플레이트(20)를 고분자 맴브레인(10)에 고정하는 데에 이용될 수 있다. 장착 플레이트(20)와 고분자 맴브레인(10)의 조합이 장착 조립체(110)로서 간주될 수 있다.
도 3을 여전히 참조하면, 장착 조립체(110)는 고분자 맴브레인(120)에 부착될 수 있다. 본 예에서, 고분자 맴브레인(120)은 열가소성 맴브레인일 수 있다. 그러나, 다른 경우에는 고분자 맴브레인(120)이 열경화성 맴브레인일 수도 있다. 장착 조립체(110)는 수많은 방식으로 고분자 맴브레인(10)에 부착될 수 있다. 예를 들면, 장착 조립체(110)의 고분자 맴브레인(10)은 장착 플레이트(20)를 고분자 맴브레인(10)에 접합하는 것과 관련하여 전술한 방법 중 하나 이상을 이용하여 고분자 맴브레인(120)에 결합될 수 있다. 다른 경우에, 캐리어 테이프 및/또는 접착제(앞서 위에서 각각 설명한 바와 같은 캐리어 테이프 및 접착제 등)와 같은 접합 매체(130)가 이용될 수 있다. 접합 매체(130)는 다양한 접합 재료 또는 다양한 접합 부재를 비롯한 또 다른 접합 매체일 수 있다는 점을 이해할 것이다. 전술한 바와 마찬가지로, 캐리어 테이프는 하나 이상의 스트립 또는 시트와 같이 조각으로 부착될 수 있다. 게다가, 마찬가지로 전술한 바와 같이, 캐리어 테이프는 장착 플레이트(110)의 기하학적 형상에 대응하도록 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 고분자 맴브레인(120)에 장착 조립체(110)를 고정시키는 대안적인 실시예를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 장착 조립체(110)의 중앙부(140)는 전술한 캐리어 테이프 및 접착제 등의 캐리어 테이프 또는 접착제의 하나 이상의 조각과 같은 접착 물질(145)에 의해 고분자 맴브레인(120)에 고정될 수 있다. 다른 부착 방법 및 물질이 주변부(150) 둘레에 이용될 수 있다. 예를 들면, 주변부(150)를 따라 하나 이상의 위치에 배치된 열가소성 물질의 코팅(155)을 이용하여 주변부(150)를 고분자 맴브레인(120)에 고정시킬 수 있다. 열가소성 물질 코팅(155)은 전술한 방법 중 하나 이상을 이용하여 접합될 수 있다. 대안적으로, 접착제나 캐리어 테이프 중 하나 이상이 주변부(150)에 이용될 수 있다. 예를 들면, 주변부(150)에 이용되는 접합 물질은 장착 조립체(110)를 더욱 고정시키는 기능을 하거나 방수 물질로서 기능할 수도 있다.
몇몇 경우에는 열가소성 물질의 코팅이 하나의 열가소성 맴브레인을 다른 하나의 동일 또는 유사한 열가소성 맴브레인에 접합하는 데에 이용될 수 있음을 유념해야 한다. 다른 경우에, 열가소성 물질이 생략될 수도 있다. 예를 들면, 몇몇 열가소성 맴브레인은 접합 물질의 사용 없이 전술한 용접 기법 중 하나 이상을 이용하여 접합될 수 있다. 한편, 열가소성 물질의 코팅이 열가소성 맴브레인 또는 열경화성 맴브레인을 다른 열경화성 맴브레인에 접합하지 못할 수도 있다. 그러한 경우, 접착제 또는 캐리어 테이프와 같은 접착제를 이용하여, 그러한 상이한 재료들을 서로에 접합할 수 있다.
몇몇 경우에, 고분자 맴브레인(120)은 전술한 열가소성 수지 중 하나 이상과 같은 열가소성 맴브레인(10)을 형성하는 열가소성 수지와 동일 또는 유사한 열가소성 수지일 수 있다. 그러나, 열가소성 맴브레인(10)과 열가소성 맴브레인(120) 각각을 형성하는 열가소성 수지들은 서로 다를 수 있지만, 열가소성 물질을 사용 여부에 관계없이 여전히 접합될 수 있다. 몇몇 경우에, 열가소성 맴브레인(120)은 지붕 구조의 외면을 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명은 그에 제한되는 것이 아니며, 본 발명은 임의의 원하는 용례에서의 열가소성 맴브레인에 적용될 수 있다.
장착 플레이트(20)는 임의의 원하는 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 장착 플레이트는 원형, 직사각형, 정사각형, 세장형, 또는 임의의 기타 사이즈 혹은 형상으로 이루어질 수 있다. 예시적인 장착 플레이트들이 도 6 내지 도 8에 도시되어 있다. 도 6a 내지 도 6e에서는 그 내에 형성된 복수의 동심형 리지(21)는 물론 전술한 바와 같이 돌출부의 머리부를 포획하는 데에 이용될 수 있는 중앙 공동(22)을 갖고 있는 원형 장착 플레이트(20)의 다양한 도면들을 도시하고 있다. 마찬가지로 전술한 바와 같이 중앙 공동(22)은 다양한 사이즈의 돌출부를 수용할 수 있다. 돌출부는 개구(23)를 관통할 수 있다.
도 7a 내지 도 7e를 참조하면, 예시적인 장착 플레이트(20)는 역시 돌출부의 머리부를 수용하도록 공동(22)을 포함한다. 돌출부는 공동(22)의 벽에 형성된 개구(23)를 관통할 수 있다. 도 8a 내지 도 8d는 또 다른 예시적인 장착 플레이트(20)의 다양한 도면들이다. 장착 플레이트(20)에는 공동(22) 및 개구(23)와 함께 다양한 리지(24)가 형성될 수 있다. 또한, 공동(22)은 개구(23)를 관통하는 돌출부의 단부를 포획하는 데에 이용될 수 있다. 장착 플레이트(20)는 또한 그 둘레에 걸쳐 형성된 개구(25)를 포함할 수 있다.
게다가, 도 6a 내지 도 8d에 도시한 예시적인 장착 플레이트(20)는 물론 본 발명의 범위 내에 있는 다른 장착 플레이트에 있어서, 공동(22), 개구(23) 및/또는 이들의 조합은 장착 플레이트(20)에 대한 돌출부의 회전을 방지하면서도 상이한 사이즈의 돌출부를 수용하도록 작용할 수 있다. 추가로, 리지(24), 개구(23) 및 공동(22) 각각의 사이즈는 물론 장착 플레이트(20)의 다른 양태들 각각의 사이즈는 임의의 원하는 사이즈로 변경될 수도 있다.
도 9에는 장착 플레이트(20)가 제1 고분자 맴브레인(500)과 제2 고분자 맴브레인(510) 사이에 배치되어 있는 또 다른 예시적인 장착 시스템이 도시되어 있다. 체결구(520)가 장착 플레이트(20) 및 제2 고분자 맴브레인(510)을 통과하여 그 하부 구조체(530) 내로 연장하고 있다. 제1 고분자 맴브레인(510)은 장착 플레이트(20)의 제1 면(540) 위에 놓이는 것으로, 돌출부(30)가 관통하는 개구(550)를 포함하고 있다. 제1 고분자 맴브레인(500)을 장착 플레이트(20)에 부착하는 데에 접합 물질(560)이 이용될 수 있다.
몇몇 경우에, 접합 물질(560)은 체결구(520)가 통과하도록 장착 플레이트(20)에 형성된 개구(570)와 돌출부(30) 사이에서 제1 면(540)의 일부분에 도포된 열가소성 물질의 코팅일 수 있다. 게다가, 몇몇 경우에, 하나 이상의 제조 공정 중에 접합 물질(560)이 도포되고 이에 의해 제1 고분자 맴브레인(500)이 장착 플레이트(20)에 결합될 수 있다. 즉, 접합 물질(560)을 이용하여 제1 고분자 맴브레인(500)을 장착 플레이트(20)에 접합하는 것은 제조 시설에서와 같이 작업 현장으로부터 멀리 떨어져 수행될 수 있다. 다른 경우에, 제1 고분자 맴브레인(500)은 작업 현장에서 접합 물질(560)에 의해 장착 플레이트(20)에 접합될 수 있다. 접합 물질(560)은 열가소성 재료의 코팅일 수 있고, 전술한 방법 중 하나 이상의 방법으로 두 요소를 접합하는 데에 이용될 수 있다. 접합 물질(560)은, 제1 고분자 맴브레인(500)을 장착 플레이트(20)에 접합하는 것 외에도, 개구(570)를 통해 형성된 구멍(550)을 통과해 하부 구조체(530) 내로 유체가 침투하는 것을 방지하거나 실질적으로 방지하는 시일을 형성할 수도 있다.
접합 물질(580)이 또한 장착 플레이트(20)의 제1 면(540)에 도포될 수 있다. 몇몇 경우에, 접합 물질(580)은 또한 체결구(520)를 이용하여 장착 플레이트(20)를 하부 구조체(530)에 고정시킨 후 등에 제1 고분자 맴브레인(500)을 장착 플레이(20)에 고정시키는 데에 이용될 수 있다. 체결구(520)를 적용한 후에 접합 물질(580)을 이용하면, 체결구(570)를 위해 제1 고분자 맴브레인(500)을 천공할 필요성을 없앨 수 있다. 따라서, 몇몇 경우에, 접합 물질(560)은 제1 고분자 맴브레인(500)을 천공할 필요 없이 개구(570)를 통해 체결구(520)를 통과시킬 수 있게 하면서도 장착 플레이트(20)에 제1 고분자 맴브레인(500)의 일부분만을 고정시키는 데에 이용될 수 있다. 그 후에, 접합 물질(580)을 이용하여 제1 고분자 맴브레인(500)을 장착 플레이트(20)에 고정시키고, 이에 의해 시일을 제공할 수 있다. 제1 고분자 맴브레인(500)은 또한 접합 물질(590)을 이용하여 제2 고분자 맴브레인(510)에 고정시킬 수도 있다. 게다가, 그러한 물질 없이 고분자 맴브레인들이 접합될 수 있는 경우에는 코팅 또는 접합 물질을 생략할 수도 있다. 예를 들면, 맴브레인들은 전술한 접합 기법 중 하나 이상을 이용하여 접합될 수 있는 열가소성 맴브레인일 수 있다. 그러한 경우, 접합 물질(590)은 생략될 수 있다.
장착 플레이트(20)를 제2 고분자 맴브레인(510)에 고정시키는 데에도 접합 물질(600)이 이용될 수 있다. 접합 물질(560, 580, 590, 600)들은 하부 구조체(530) 내로 유체 및/또는 부스러기의 침입을 방지하거나 실질적으로 감소시키는 데에 도움을 주도록 장착 플레이트(20) 둘레에 시일을 형성하게 협력한다. 접합 물질(560, 580, 590, 600) 중 하나 이상은 열가소성 재료의 코팅일 수 있고, 전술한 기법 중 하나 이상의 기법을 이용하여 접합을 형성하는 데에 이용될 수 있다. 몇몇 경우에, 접합 물질(560, 580, 590)은 열가소성 물질의 코팅(610)과 같이 동일 재료일 수 있고, 도 10의 예에 도시한 바와 같이 장착 플레이트(20)에 도포될 수 있다. 대안적으로, 접합 물질(560, 580, 590, 600) 중 하나 이상은 마찬가지로 전술한 바와 같은 캐리어 테이프 또는 접착제일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 접합 물질(560, 580, 590 및/또는 600) 중 하나 이상은 생략될 수도 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예에서 고분자 맴브레인(500, 510)들은 접합 물질을 사용하지 않고 전술한 접합 기법 중 하나 이상을 이용하여 서로에 직접 고정될 수 있다. 게다가, 장착 플레이트(20)가 접합 매체를 사용하지 않고 전술한 기법 중 하나 이상을 이용하여 고분자 맴브레인(500) 및/또는 고분자 맴브레인(510) 중 하나 이상에 접합될 수 있는 재료로 형성될 수도 있다. 그러한 경우, 접합 물질(560, 580, 및/또는 600) 중 하나 이상은 생략될 수 있다.
장착 플레이트(20)가 돌출부(30)를 포함하고 있는 것으로 도시되어 있지만, 그 돌출부(30)는 생략될 수도 있다. 대안적으로, 장착 플레이트(20)는 다른 물체에 고정되게 부착될 수 있다. 게다가, 장착 플레이트(20)는 다른 물체에 선택적으로 탈부착하기 위한 기구를 구비할 수 있다.
도 11 및 도 12에서는 하나 이상의 장착 플레이트(710)가 구조체(720)에 고정된 또 다른 예시적인 시스템(700)을 도시하고 있다. 예를 들면, 구조체(720)는 지붕 구조일 수 있지만, 구조체(720)가 그에 한정되는 것이 아니라 상기한 구조체 중 하나 이상이나 기타 적절한 구조체를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 장착 플레이트(710)가 체결구에 의해 구조체(720)에 결합될 수 있지만, 장착 플레이트(710)가 다른 방식으로 결합될 수도 있다. 고분자 맴브레인(725)의 롤을 펼치는 등에 의해 고분자 맴브레인(725)이 장착 플레이트(710) 위에 덮인다. 도 12에 예시적인 장착 플레이트(710)가 도시되어 있다. 장착 플레이트(710)는 돌출부(730)를 포함할 수 있다. 게다가, 몇몇 실시예에서 돌출부(730)는 고분자 맴브레인(725)을 천공하도록 된 천공부(740)를 포함할 수 있다. 또한, 돌출부(730)의 일부분에는 장착 플레이트를 구조체에 부착하는 데에 이용될 수 있는 체결부(735)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 경우에 체결부(735)는 나사 형성부일 수 있다. 그러나, 기타 체결구가 이용될 수도 있다.
하나 이상의 장착 플레이트(710)가 어레이나 임의의 기타 형태로 구조체(720)에 고정될 수 있다. 장착 플레이트(710)는 체결구에 의해 고정될 수 있거나, 및/또는 전술한 기법 중 하나 이상(예를 들면, 열가소성 물질의 코팅, 캐리어 테이프, 접착제 등의 이용)에 의해 고정될 수 있다. 구조체(720)에 장착 플레이트(710)가 고정된 상태에서, 고분자 맴브레인(725)이 덮일 수 있다. 장착 플레이트(710)는 천공부(740)에 의해 고분자 맴브레인(725)을 뚫는 등에 의해 고분자 맴브레인(725)을 통과하도록 될 수 있다. 다른 실시예에서, 고분자 맴브레인(725)은 돌출부(730)가 통과할 수 있도록 미리 형성된 개구를 구비할 수 있다. 고분자 맴브레인(725)은 전술한 기법 중 하나 이상을 이용하여 장착 플레이트(710)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 장착 플레이트(710)는 접합 물질(727)을 이용하여 고분자 맴브레인(725)에 결합될 수 있다. 접합 물질(727)은 전술한 물질 중 하나 이상일 수 있고, 그 결합은 전술한 방법 중 하나 이상의 방법에 의해 형성될 수 있다.
도 13에서는 하부 구조체(920)에 결합된 장착 플레이트(910)를 포함하는 또 다른 예시적인 시스템(900)을 도시하고 있다. 시스템(900)은 다른 용도들 중에서도 지붕 용례에 적용될 수 있다. 장착 플레이트(910)는 체결구(930)에 의해 부착되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 기법이 장착 플레이트(910)를 하부 구조체(920)에 고정시키는 데에 이용될 수도 있다. 장착 플레이트(910)는 돌출부(940) 및 천공부(950)를 포함할 수 있다. 게다가, 몇몇 실시예에서 돌출부(940)는 체결부(955)를 포함할 수 있다. 추가로, 돌출부(940)가 장착 플레이트(910)의 일체형 부분으로서 도시되어 있지만, 돌출부(940)는 체결 기구를 이용하여 장착 플레이트(910)에 부착될 수도 있다. 예를 들면, 돌출부(940)는 나사 이음을 통해 장착 플레이트(910)에 부착될 수 있다. 단열 부재(960)가 하부 구조체(920) 위에 배치될 수 있다. 부착 부재(970)가 체결부(950)와 맞물리게 하는 등에 의해 돌출부(940)에 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 체결부(950) 및 부착 부재(970)는 나사 맞물림부를 구비할 수 있지만, 다른 부착 인터페이스가 이용될 수도 있다. 고분자 맴브레인(965)이 단열 부재(960) 위에 덮이고, 접합 물질(980)에 의해 부착 부재(970)에 접합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 접합 물질(980)은 부착 부재(970)에 도포된 열가소성 물질의 코팅일 수 있다. 다른 실시예에서, 캐리어 테이프 및/또는 접착제를 이용하여 고분자 맴브레인(965)을 부착 부재(970)에 결합할 수 있다.
게다가, 개시하는 방법 및 시스템은 또한 고분자 맴브레인에 대한 손상을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 물체가 부착되지 않은 채 접촉해 있는 경우, 부스러기가 그 물체와 고분자 맴브레인 사이에 끼일 수 있고, 이들 둘 간의 상대 운동으로 인해 그 부스러기는 고분자 맴브레인 상에서 연마재와 같이 작용할 수 있다. 시간이 경과함에 따라 구멍, 찢어짐 또는 기타 손상이 고분자 맴브레인에 발생하여, 그 하부 구조체를 습기, 바람 등과 같은 자연 환경에 노출시키게 된다. 이러한 노출은 구조체에 대한 손상을 야기할 수 있다. 그러나, 본 발명은 그러한 단점을 방지하는 방법 및 시스템을 개시한다.
추가적으로, 본 명세서에서 개시하는 방법 및 시스템의 일부는 또한 고분자 맴브레인을 천공하지 않고 그 고분자 맴브레인에 하나 이상의 물체를 고정시키도록 제공된다. 결과적으로, 습기나 예를 들면 곤충, 부스러기 등의 기타 이물질이 고분자 맴브레인을 통과하게 하는 통로를 제공하는 일 없이 물체가 고분자 맴브레인에 부착된 채로 유지된다. 또한, 이는 미천공 커버가 상당히 요구되는 방수 커버 용례에서 특별한 가치를 가질 수 있다.
도 14에서는 또 다른 예시적인 시스템(1000)을 도시하고 있다. 이 시스템(1000)은 고분자 맴브레인(1010), 리지 부재(1020), 및 접합 부재(1030)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 고분자 맴브레인(1010)은 외부 맴브레인과 같은 지붕 구조의 일부를 형성할 수 있다. 리지 부재(1020)는 접합 부재(1030)에 의해 고분자 맴브레인(1010)에 결합될 수 있다. 몇몇 경우에, 접합 부재(1030)는 전술한 캐리어 테이프와 유사한 양면 캐리어 테이프일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 캐리어 테이프의 양면 상의 접착제들은 고분자 맴브레인(1010) 및/또는 리지 부재(1020)를 형성하는 재료에 따라 접합을 제공하도록 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 접합 부재(1030)는 고분자 맴브레인(1010)을 리지 부재(1020)에 접착하도록 선택된 접착제일 수 있다. 몇몇 경우에, 접착제는 전술한 접착제와 유사한 접착제일 수 있다.
접합 부재(1030)는 리지 부재(1020)의 기부(1050)에 형성된 채널(1040)을 점유할 수 있다. 립(lip)(1055)이 또한 리지 부재(1020)에 형성되어, 채널(1040) 내로 유체 또는 기타 이물질의 침투를 방지하는 데에 도움을 줄 수 있다. 접합 부재(1030)의 이점은, 리지 부재(1020)를 고분자 맴브레인(1010)에 결합하는 중에, 접합 부재(1030)가 고분자 맴브레인(1010) 및/또는 리지 부재(1020)의 항복 강도보다 작은 접합 강도를 가질 수 있다는 점이다. 그 결과, 리지 부재(1020) 상의 전단 하중이 접합 부재(1030)의 강도를 초과하는 경우에 접합 부재(1030)가 항복하여, 리지 부재(1020)를 고분자 맴브레인(1010)으로부터 분리시킬 것이다. 따라서, 접합 부재(1030)는 리지 부재(1020)나 고분자 맴브레인(1010)을 손상시키는 일 없이 항복될 것이다. 예를 들면, 고분자 맴브레인(1010) 및 리지 부재(1020)가 지붕 구조의 외부를 형성하는 용례에서, 예를 들면 지붕 구조 상에 형성된 얼음층에 의해 야기되는 리지 부재(1020) 상의 전단력은 얼음층이 지붕의 경사를 따라 미끄러져 내릴 때에 고분자 맴브레인(1010)을 찢는 일이 없을 것이다. 오히려, 그 전단력은 단지 고분자 맴브레인(1010)으로부터 리지 부재(1020)를 분리시킬 것이다. 다른 실시예에서, 접합 부재(1030)는 리지 부재(1020) 및/또는 고분자 맴브레인(1010) 중 하나 이상과 동일하거나 그 보다 큰 항복 강도를 가질 수도 있다.
본 명세서에서 다수의 실시예에 대해 설명하였지만, 다양한 변형 및 수정이 당업자들에게 제시될 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 보호 범위 및 그 등가물에 포함되는 그러한 변형 및 수정을 포괄하고자 한 것이다.

Claims (25)

  1. 장착 플레이트;
    제1 고분자 맴브레인; 및
    상기 장착 플레이트를 제1 고분자 맴브레인에 결합하는 제1 접합 매체
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 접합 매체는 열가소성 코팅, 접착제 및 캐리어 테이프 중 하나인 것인 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 접합 매체는 장착 플레이트 및 제1 고분자 맴브레인을 형성하는 재료들 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장착 플레이트는 돌출부를 포함하는 것인 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 돌출부는 구조체에 결합하도록 된 것인 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 돌출부는 구조체의 적어도 일부를 형성하는 것인 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 제2 고분자 맴브레인; 및
    제2 접합 매체
    를 더 포함하며, 상기 제1 접합 매체는 장착 플레이트의 제1 면과 사이에 배치되고, 상기 제2 접합 매체는 장착 플레이트의 제2 면과 제2 고분자 맴브레인 사이에 배치되는 것인 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 접합 매체는 장착 플레이트 및 제2 고분자 맴브레인을 형성하는 재료들 중 적어도 하나인 것인 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 장착 플레이트는 제1 고분자 맴브레인과 제2 고분자 맴브레인 사이에 끼이는 것인 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 체결구; 및
    상기 장착 플레이트와는 반대쪽의 제2 고분자 맴브레인의 면 상에 배치된 하부 구조체
    를 더 포함하며, 상기 체결구는 장착 플레이트를 통과하여 장착 플레이트를 하부 구조체에 결합하는 것인 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제2 고분자 맴브레인은 장착 플레이트의 에지를 지나 연장하는 둘레 에지를 포함하며, 상기 제2 고분자 맴브레인의 둘레 에지는 제3 접합 매체에 의해 제1 고분자 맴브레인에 결합되는 것인 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 제2 고분자 맴브레인; 및
    상기 제1 고분자 맴브레인과 제2 고분자 맴브레인 사이에 배치된 제2 접합 매체
    를 더 포함하는 것인 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 접합 매체는 열가소성 코팅, 접착제 및 캐리어 테이프 중 하나를 포함하는 것인 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2 접합 매체는 제1 고분자 맴브레인 및 제2 고분자 맴브레인을 형성하는 재료들 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  15. 지붕 구조 상에 장착 위치를 제공하는 장착 시스템으로서,
    제1 접합 매체에 의해 제1 열가소성 맴브레인에 결합되는 장착 브래킷을 포함하며, 상기 제1 열가소성 맴브레인이 지붕 구조의 일부를 형성하는 것인 장착 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 접합 매체는 열가소성 코팅, 접착제 및 캐리어 테이프 중 하나인 것인 장착 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 접합 매체는 장착 브래킷 및 제1 열가소성 맴브레인을 형성하는 재료들 중 적어도 하나를 포함하는 것인 장착 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 상기 장착 브래킷의 일부분 위에 덮여 이 장착 브래킷에 제2 접합 매체에 의해 결합되는 제2 열가소성 맴브레인을 더 포함하며, 상기 제1 열가소성 맴브레인과 제2 열가소성 맴브레인 사이에 장착 브래킷이 끼이는 것인 장착 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 접합 매체는 열가소성 코팅, 접착제 및 캐리어 테이프 중 하나인 것인 장착 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제2 접합 매체는 제1 고분자 맴브레인, 제2 고분자 맴브레인 및 장착 브래킷을 형성하는 재료들 중 적어도 하나인 것인 장착 시스템.
  21. 고분자 맴브레인에 결합된 장착 위치를 제공하는 방법으로서,
    열가소성 코팅, 접착제 및 캐리어 테이프 중 적어도 하나에 의해 제1 고분자 맴브레인의 외면에 브래킷을 접합하되, 제1 고분자 맴브레인이 브래킷의 제1 면의 적어도 일부에 접합되도록 하는 것을 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 브래킷을 접합하는 것은, 브래킷을 제1 고분자 맴브레인에 유전 용접(delectrically welding), 진동 용접, 초음파 용접, 용제 접합, 및 가열 접합 중 하나에 의해 접합함으로써 브래킷의 적어도 일부를 제1 고분자 맴브레인에 접합하는 것을 포함하는 것인 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제1 면과는 반대쪽의 브래킷의 제2 면의 적어도 일부 상에 제2 고분자 맴브레인을 접합하되, 제2 고분자 맴브레인이 열가소성 코팅, 접착제, 및 캐리어 테이프 중 하나에 의해 제2 면의 적어도 일부에 접합되도록 하는 것; 및
    제2 고분자 맴브레인의 일부를 제1 고분자 맴브레인의 일부에 접합하는 것
    을 더 포함하는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 면과는 반대쪽의 브래킷의 제2 면의 적어도 일부 상에 제2 고분자 맴브레인을 접합하는 것과, 상기 제2 고분자 맴브레인의 일부를 제1 고분자 맴브레인의 일부에 접합하는 것은, 유전 용접, 진동 용접, 초음파 용접, 용제 접합, 및 가열 접합 중 하나를 포함하는 것인 방법.
  25. 제21항에 있어서, 상기 제1 고분자 맴브레인은 지붕 구조의 외부 맴브레인을 형성하는 것인 방법.
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