KR20130089155A - 구조 재료의 도포를 위한 방법 - Google Patents

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KR20130089155A
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헨리 이. 리처드슨
패트릭 무어
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제피로스, 인크.
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Abstract

본 발명에 따르면, 자동차 등의 제조 물품의 부재에 활성화 가능한 재료를 도포하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 활성화 가능한 재료가 도포기에 제공되고, 그에 후속하여 활성화 가능한 재료가 부재에 도포되고, 활성화 가능한 재료는 1개 이상의 관통-구멍을 거쳐 기계 연동부에 의해 부착된다.

Description

구조 재료의 도포를 위한 방법{METHOD FOR APPLICATION OF STRUCTURAL MATERIALS}
본 출원은 여러 가지 목적으로 참조로 여기에 합체되어 있는 2010년 5월 21일자로 출원된 미국 임시 출원 제61/347,067호의 출원일의 이익을 향유한다.
본 발명은, 일반적으로, 부재에 활성화 가능한 재료를 도포하는 방법으로서, 활성화 가능한 재료는 1개 이상의 관통-구멍(through-hole)과 기계 연동부(mechanical interlock)를 형성함으로써 자가-고정(self-anchor)되는, 방법에 관한 것이다. 활성화 가능한 재료는 부착; 보강; 밀봉; 차단; 소음, 진동 및/또는 불쾌감 감소; 이들의 조합 등을 제공하는 데 채용될 수 있다.
다년간, 업계는 자동차 등의 제조 물품에 부착; 차단; 밀봉; 소음, 진동 및/또는 불쾌감 감소; 보강; 또는 이들의 조합 등을 제공하는 활성화 가능한 재료를 설계 및 제조하는 것에 관심을 갖고 있었다. 최근에, 제조 물품의 추가의 가공 또는 조립에 더 순응되게 재료를 제조한 상태에서 이들 재료를 도포하는 것이 중요해졌다. 하나의 예로서, 활성화 전에 기판에 활성화 가능한 재료를 도포하는 것이 바람직할 수 있고, 기판은 사전 처리를 요구하지 않고, 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 소정 위치에 자신을 보유하도록 관통-구멍의 형상에 순응되게 활성화 가능한 재료의 형상을 형성하는 것을 거쳐 1개 이상의 관통-구멍과 연동됨으로써 부착된다. 또 다른 예에서, 활성화 가능한 재료가 체결구를 포함하는 제1 표면에 도포되고 그 다음에 표면 및 활성화 가능한 재료가 제조 물품에 도포될 수 있고; 그에 의해, 제조 물품이 사용을 위해 준비되게 하는 다수개의 단계를 요구한다.
공지된 재료에 의해 직면되는 어떤 문제점에 따르면, 재료는 재료가 활성화-전의 상태에서 소정 위치에 보유되도록 1개 이상의 기계 체결구 또는 어떤 다른 접착제를 포함하게 사전-성형되어야 한다. 공지된 재료에 의해 직면되는 다른 문제점에 따르면, 재료는 재료가 제조 물품에 도포되기 전에 1개 이상의 가공 단계를 요구한다. 예컨대, 재료가 우선 캐리어(carrier)에 도포되고, 그 다음에 캐리어 및 재료가 제조 물품에 도포된다. 또 다른 예에서, 재료는 재료가 제조 물품에 부착되기 전에 성형 및/또는 형성되어야 한다. 재료 그리고 재료의 도포 방법의 일부의 예는 여러 가지 목적으로 여기에 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제5,358,397호; 제6,311,452호; 제6,926,784호; 및 제7,249,415호; 그리고 미국 특허 출원 제2006/0008615호; 제2006/0045866호; 제2006/0057333호; 및 제2008/0023987호에서 찾아볼 수 있다.
그러므로, 제조 물품에 직접적으로 도포되고 제조 물품에 자신을 자가-고정하는 재료를 제공하는 것이 바람직하다. 나아가, 재료가 제조 물품에 부착되게 하는 추가의 가공 단계 또는 부품을 요구하지 않는 재료를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 가능한 실시예는, 재료에 있어서, 활성화-전의 상태를 포함하고, 활성화-전의 상태에서의 재료는 소정 점도를 포함하고, 재료의 점도는 재료를 도포하는 압력이 제조 물품 내의 1개 이상의 관통-구멍을 통해 재료를 이동시키기 충분할 정도로 충분하고, 재료는 제조 물품에 재료를 자가-고정하여 복원에 저항하도록 1개 이상의 관통-구멍에 순응되는, 재료를 포함한다.
본 발명의 또 다른 가능한 실시예는, 1개 이상의 관통-구멍을 포함하는 제조 물품을 얻는 단계와; 활성화 가능한 재료를 얻는 단계와; 활성화 가능한 재료가 1개 이상의 관통-구멍을 통해 압박되고 그에 의해 제조 물품과 활성화 가능한 재료 사이에 기계 연동부를 형성하도록 1개 이상의 관통-구멍 사이에서 걸쳐 연장되는 연속 비드(continuous bead)로 제조 물품에 활성화 가능한 재료를 도포하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.
본 발명은 기계 체결구 없이 그 활성화-전의 상태에서 제조 물품 또는 캐리어에 부착될 수 있는 접착 재료를 고려하고 있다. 그 활성화-전의 상태에서의 접착 재료는 접착 재료가 제조 물품 또는 캐리어에 자가-고정 및 부착되도록 제조 물품 또는 캐리어(예컨대, 기판, 부재 등)의 관통-구멍에 순응된다.
부재에 부착; 차단; 밀봉; 소음, 진동 및/또는 불쾌감 감소; 보강; 또는 이들의 조합 등을 제공하도록 부재에 직접적으로 활성화 가능한 재료를 도포하는 방법이 제공된다. 부재는 활성화 가능한 재료의 일부를 수용하여 부재의 모두 또는 일부 상에서의 및/또는 그 내에서의 활성화 가능한 재료의 위치를 유지하는 1개 이상의 관통-구멍을 갖도록 형성될 수 있다. 부재는 부재에 대한 활성화 가능한 재료의 부착을 개선시키는 처리, 코팅(예컨대, 접착제 등) 또는 가열을 추가로 요구하지 않을 수 있다. 이 방법에 따르면, 활성화 가능한 재료가 도포기에 제공될 수 있다. 전형적으로, 활성화 가능한 재료는 에폭시 수지를 포함하지만, 에폭시 수지가 반드시 요구되지는 않는다. 활성화 가능한 재료는 고체 에폭시 수지, 액체 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 도포기는 자동차 등의 제조 물품의 부재의 표면 상에 (예컨대, 비드로서) 활성화 가능한 재료를 도포한다.
본 발명은 재료가 복원(pull-through)에 저항하도록 제조 물품에 자가-고정되는 재료를 제공한다. 재료는 추가의 제조 단계 및/또는 제조 물품 없이 제조 물품에 직접적으로 도포된다. 재료는 재료가 그 활성화-전의 상태에서 제조 물품에 견고하게 부착되도록 재료가 제조 물품 내의 1개 이상의 관통-구멍 개구를 통해 압박되게 하는 점도를 포함한다. 재료는 재료가 또 다른 제조 물품에 제조 물품을 부착시켜 관통-구멍 개구를 거쳐 제조 물품에 재료를 영구적으로 고정하는 것을 활성화시키도록 경화된다.
본 발명의 특징 및 태양은 다음의 상세한 설명, 특허청구범위 및 도면을 읽으면 더 명확해질 것이고, 도면의 간략한 설명이 후속될 것이다.
도1a는 본 발명에 따른 부재에 도포되는 활성화 전의 활성화 가능한 재료의 하나의 예를 도시하는 저부 사시도이다.
도1b는 활성화 가능한 재료의 활성화 후의 도1a의 부재 및 활성화 가능한 재료를 도시하는 저부 사시도이다.
도2는 도1a에 도시된 본 발명에 따른 부재에 도포되는 활성화 가능한 재료의 하나의 예를 도시하는 근접도이다.
도3a는 본 발명에 따른 부재에 도포되는 활성화 전의 활성화 가능한 재료의 하나의 예를 도시하는 측면도이다.
도3b는 활성화 가능한 재료의 활성화 후의 도3a의 부재 및 활성화 가능한 재료를 도시하는 측면도이다.
도4는 기판에 도포되는 활성화 가능한 재료를 도시하고 있다.
도5는 활성화 가능한 재료의 일부의 가능한 점도를 도시하고 있다.
양호한 실시예(들)의 다음의 설명은 성격 면에서 예시일 뿐이고, 결코 본 발명, 그 적용 분야 또는 용도를 제한하고자 의도되지 않는다.
본 발명은 부재의 표면에 활성화 가능한 재료를 도포하는 방법이다. 일반적으로, 재료는 자동차의 차체, 프레임, 엔진, 후드, 트렁크, 범퍼, 지붕, 도어, 뒷문, 이들의 조합 등의 일부인 부재 등의 다양한 부재에 도포될 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 부재는 자동차의 보강부, 차단부, 밀봉부, 이들의 조합 등을 위한 캐리어일 수 있다는 것이 또한 고려되어야 한다.
이 방법은, 전형적으로, 도포기에 활성화 가능한 재료를 제공하는 단계와; 1개 이상의 관통-구멍을 갖는 제조 물품의 부재를 제공하는 단계와; 활성화 가능한 재료의 일부가 1개 이상의 관통-구멍에 근접하게 또는 그 내에 위치되도록 부재에 활성화 가능한 재료를 도포하는 단계와; 선택적으로, 부재, 제조 물품 또는 양쪽 모두를 추가로 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 것과 같이, 용어 활성화 가능한 재료는 경화, 팽창(예컨대, 발포), 연화, 유동 또는 이들의 조합을 수행하도록 활성화될 수 있는 재료를 의미하고자 의도된다. 이와 같이, 활성화 가능한 재료가 그렇지 않은 것으로 언급되지 않으면 전술된 작용 또는 전술된 작용의 임의의 조합 중 단지 1개를 수행하도록 활성화될 수 있다는 것이 본 발명에서 고려되어야 한다.
활성화 가능한 재료는 참조로 여기에 명시적으로 합체되어 있는 공동 소유된 미국 특허 제5,358,397호["유동성 재료를 압출하는 장치(Apparatus For Extruding Flowable Materials)"]의 개시 내용에 따라 (유연성을 갖지만) 고체 형태로 침입 장치(intrusion device) 내로 급송되는 복수개의 펠릿(pellet) 또는 비드를 포함할 수 있고, 이러한 형태의 장치는 펠릿 또는 비드가 제조 물품의 일부를 따라 또는 그 상으로 압출될 수 있게 하는 "미니-도포기(mini-applicator)"로서 여기에서 언급된다. 양호한 미니-도포기는 로봇 도움을 받거나 받지 않으면서 압출에 적절한 현장-압출 장치(extrude-in-place device)이고, 이것은 휴대 가능하거나 소정 위치에 고정된 상태로 유지될 수 있다. 미니-도포기의 사용은 바람직하게는 생산 또는 조립 라인에서의 직접적인 다양한 섹션 크기 또는 형상의 용융 가능한 플라스틱 재료의 압출을 가능케 한다. 펠릿은 그 다음에 e-코트 공정 그리고 또한 최종의 차량 조립 시설에서 만나는 다른 도장 작업 사이클에 노출될 때에 부재 및 차체 패널에 팽창 및 결합될 수 있다. 추가로, 본 발명은 자동차의 구조 부재 또는 트림 부품으로의 직접적인 팽창성 재료의 도포를 이용할 수 있다는 것이 고려되어야 한다.
여기에서 논의된 것과 같은 도포기는 1개 이상의 제어기, 센서, 조절기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 도포기는 활성화 가능한 재료의 온도, 전단 속도, 압력, 점도 또는 이들의 조합을 측정하는 센서를 가질 수 있다. 센서는 제어기에 측정된 상태를 급송할 수 있고, 제어기는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 이동되고 기계 연동부를 생성하고 및/또는 자가-고정되어 복원에 저항하도록 1개 이상의 공정 조건을 조정할 수 있다.
활성화 가능한 재료는 결합을 촉진시키도록 열을 가하지 않으면서 부재 상으로 위치될 수 있다. 조립체가 차량의 최종 조립을 위해 준비될 때에, 조립체는 e-코트 또는 다른 열-유도 도장 작업을 통해 가공되고, 이것은 부재로부터 활성화 가능한 재료가 경화되어 소정 위치에 유지되는 인접한 벽으로의 활성화 가능한 재료의 팽창 및 결합을 초래한다.
활성화 가능한 재료는 대기 압력을 사용하여 부재 상으로 위치될 수 있고, 대기 압력은 활성화 가능한 재료가 자가-고정되도록 기판 또는 부재 내의 1개 이상의 관통-구멍을 통해 활성화 가능한 재료를 압박할 수 있다. 사용되는 압력의 크기는 도포 공정의 전체 지속 시간 동안 일정할 수 있다. 사용되는 압력의 크기는 변화될 수 있다. 압력의 크기는 활성화 가능한 재료의 점도, 도포 속도, 오리피스 크기 또는 이들의 조합을 기초로 하여 변화될 수 있다. 예컨대, 온도 및/또는 전단 속도는 활성화 가능한 재료가 대기 압력에서 도포기의 외부로 유동될 때까지 변화될 수 있다. 바람직하게는, 활성화 가능한 재료는 대기 압력보다 높은 압력을 사용하여 기판 및/또는 부재에 도포된다. 더 바람직하게는, 활성화 가능한 재료를 도포하는 데 사용되는 압력의 크기는 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재의 표면에 도포되고 활성화 가능한 재료가 1개 이상의 관통-구멍 내로 그리고 그를 통해 압박되고 그에 의해 활성화 가능한 재료가 자가-고정되게 하는 임의의 압력일 수 있다. 가장 바람직하게는, 온도, 압력, 전단력 또는 이들의 조합은 활성화 가능한 재료가 도포기의 외부로, 제조 물품 상으로 그리고 관통-구멍을 통해 유동되고 그에 의해 활성화 가능한 재료가 제조 물품에 자가-고정되게 하도록 조정될 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포하는 데 사용되는 압력의 크기는 약 1x105 ㎩ 이상, 약 1.5x105 ㎩ 이상, 약 5x105 ㎩ 이상 또는 1x106 ㎩ 이상일 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포하는 데 사용되는 압력의 크기는 약 1x108 ㎩ 이하, 약 1x107 ㎩ 이하 또는 약 5x106 ㎩ 이하일 수 있다.
활성화 가능한 재료를 도포할 때의 압력은 기판 또는 부재의 전체 길이를 따라 일관되게 가해질 수 있다. 도포 중의 활성화 가능한 재료의 압력은 기판 또는 부재의 길이를 따라 변화될 수 있다. 압력은 관통-구멍을 포위하는 영역에서 감소될 수 있다. 바람직하게는, 압력은 관통-구멍을 포위하는 영역에서 증가될 수 있다. 도포 압력은 관통-구멍을 포위하는 영역에서 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상 또는 심지어 약 50% 이상만큼 증가될 수 있다. 예컨대, 도포 압력은 활성화 가능한 재료가 표면에 도포될 때에 약 5x105 ㎩일 수 있고, 도포 압력은 활성화 가능한 재료가 관통-구멍 영역 내에 도포될 때에 약 1x106 ㎩까지 증가될 수 있다. 도포 압력은 초기에 관통-구멍을 포위하는 영역에서 증가되고 그 다음에 정상까지 재차 감소될 수 있고 그에 의해 일부의 활성화 재료가 관통-구멍을 통해 압박되게 하고 그 다음에 추가의 재료가 기판 또는 부재의 표면 상에 위치되게 하는 것이 고려되어야 한다.
활성화-전의 상태에서의 활성화 가능한 재료는 소정 점도를 갖는다. 활성화 가능한 재료의 점도는 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재 내의 관통-구멍을 통해 압박되게 하는 임의의 점도를 가질 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재 내의 1개 이상의 관통-구멍을 통해 압박되면 활성화 가능한 재료가 복원에 저항하게 하는 임의의 점도를 가질 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재 내의 1개 이상의 구멍을 통해 압박될 수 있게 하여 활성화 가능한 재료가 자가-고정되는 임의의 점도를 가질 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 도포 및 압박되면 활성화 가능한 재료가 물품과 접촉 상태로 유지되고 및/또는 부착되지 않은 상태로 되지 않을 정도로 충분할 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 대기 압력이 적용될 때에 재료가 유동될 정도로 충분히 낮을 수 있다. 바람직하게는, 활성화 가능한 재료의 점도는 대기 압력이 적용될 때에 재료가 유동되지 않을 정도로 충분히 높다. 더 바람직하게는, 활성화 가능한 재료의 점도는 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재 내의 1개 이상의 관통-구멍을 통해 압박되면 활성화 가능한 재료가 자가-고정되게 하여 1개 이상의 관통-구멍을 통해 복원되는 것에 저항하게 하는 임의의 점도일 수 있다.
활성화 가능한 재료의 온도는 임의의 온도일 수 있고, 공정에서 임의의 위치에서 측정될 수 있다. 바람직하게는, 여기에서 논의된 것과 같은 활성화 가능한 재료의 온도는 도포 공정 직전에 및/또는 그 중에 측정될 때의 활성화 가능한 재료의 온도이다. 활성화 가능한 재료의 온도는 약 0 내지 약 300℃, 약 25 내지 약 200℃, 바람직하게는 약 50 내지 약 150℃ 그리고 더 바람직하게는 약 85 내지 약 110℃일 수 있다.
활성화 가능한 재료에는 도포기 내에 위치되는 동안에 전단력이 적용될 수 있다. 활성화 가능한 재료에는 도포 공정 중에 전단력이 적용될 수 있다. 활성화 가능한 재료에 의해 경험되는 전단 속도는 활성화 가능한 재료가 유동되게 하는 임의의 전단 속도일 수 있다. 활성화 가능한 재료에 의해 경험되는 전단 속도는 활성화 가능한 재료가 유동되게 하여 물품에 부착된 상태로 남아 있게 하는 임의의 전단 속도일 수 있다. 전단 속도는 약 0/초 이상, 약 100/초 이상, 약 500/초 이상 또는 심지어 약 1,000/초 이상일 수 있다. 전단 속도는 약 10,000/초 이하, 약 5,000/초 이하 또는 바람직하게는 약 2,000/초 이하일 수 있다. 전단 속도는 약 0 내지 약 10,000/초, 바람직하게는 약 0 내지 약 5,000/초 그리고 더 바람직하게는 약 0 내지 약 1,000/초일 수 있다.
활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 유동되게 하여 바람직하게는 관통-구멍을 통해 유동되게 하여 제조 물품(즉, 기판 또는 부재)에 자가-고정되게 하는 임의의 점도를 가질 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 약 100 PaS 이상, 약 200 ㎩S 이상 또는 바람직하게는 약 300 ㎩S 이상일 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 약 10,000 ㎩S 이하, 바람직하게는 약 8,000 ㎩S 이하 또는 더 바람직하게는 6,000 ㎩S 이하일 수 있다.
약 80 내지 약 120℃의 온도에서의 활성화 가능한 재료의 점도는 약 0 내지 약 1000/초의 전단 속도에서 측정될 때에 약 100 Pa*s 이상, 약 200 Pa*s 이상, 바람직하게는 약 300 Pa*s 이상 또는 더 바람직하게는 400 Pa*s 이상일 수 있다. 약 80 내지 약 120℃의 온도에서의 활성화 가능한 재료의 점도는 약 0 내지 약 1000/초의 전단 속도에서 측정될 때에 약 10,000 Pa*s 이하, 약 8,000 Pa*s 이하, 바람직하게는 약 6,000 Pa*s 이하 또는 더 바람직하게는 5,000 Pa*s 이하일 수 있다.
활성화 가능한 재료의 점도는 온도가 상승 또는 하강되는 1℃마다 약 1 Pa*s 이상, 약 5 Pa*s 이상, 약 10 Pa*s 이상 또는 심지어 약 20 Pa*s 이상만큼 변화될 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 온도가 상승 또는 하강되는 1℃마다 약 100 Pa*s 이하, 약 50 Pa*s 이하, 약 40 Pa*s 이하 또는 심지어 약 30 Pa*s 이하만큼 변화될 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 전단력이 증가 또는 감소되는 50/초마다 약 1 Pa*s 이상, 약 5 Pa*s 이상, 약 10 Pa*s 이상 또는 심지어 약 20 Pa*s 이상만큼 변화될 수 있다. 활성화 가능한 재료의 점도는 전단력이 증가 또는 감소되는 50/초마다 약 100 Pa*s 이하, 약 50 Pa*s 이하, 약 40 Pa*s 이하 또는 심지어 약 30 Pa*s 이하만큼 변화될 수 있다. 본 발명은 점도를 조정하는 데 여기에서 논의된 1개 이상의 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 활성화 가능한 재료의 조성은 점도가 증가 또는 감소되도록 낮거나 높은 점성을 갖는 물질의 양을 증가 또는 감소시킴으로써, 낮거나 높은 분자량을 갖는 물질의 양을 증가 또는 감소시킴으로써, 활성화 가능한 재료의 온도를 상승시킴으로써, 전단력의 크기를 증가 또는 감소시킴으로써 또는 이들의 조합에 의해 변화될 수 있다.
온도가 점도를 상승시키는(즉, 활성화 가능한 재료의 유동 특성을 변화시키는) 데 사용되면 온도가 활성화 가능한 재료의 냉각 시에 제1 수준의 활성화를 생성시킬 정도로 충분히 높을 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 바람직하게는, 활성화 가능한 재료의 온도는 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재에 도포될 때에 활성화 가능한 재료가 활성화되지 않을 정도로 충분히 낮게 유지된다. 활성화 가능한 재료의 온도는 점도가 변화되어 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재 내의 구멍을 통해 압박되고 냉각 시에 활성화 가능한 재료의 점도가 감소되고 그에 의해 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재에 자가-고정되어 복원에 저항하게 할 정도로 충분히 높을 수 있다.
도포 오리피스의 크기, 형상, 직경 또는 이들의 조합은 활성화 가능한 재료가 도포 단계 중에 노즐을 통과할 때에 변화될 수 있다. 도포 오리피스는 일정한 크기, 형상, 직경 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 그러나, 도포 오리피스는 가변의 크기, 형상, 직경 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포할 때의 압력은 기판 또는 부재의 길이를 따라 일정하게 유지될 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포할 때의 압력은 도포 오리피스의 크기, 형상, 직경 또는 이들의 조합을 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 예컨대, 도포 오리피스의 직경은 활성화 가능한 재료가 관통-구멍 영역 내에 도포될 때에 크기 면에서 감소될 수 있다. 크기 면에서의 감소는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 압박되고 그에 의해 활성화 가능한 재료가 자가-고정되게 하도록 활성화 가능한 재료가 관통-구멍에 도포되는 힘을 일시적으로 증가시킨다. 일부의 재료가 관통-구멍을 통해 압박되면 일정한 양의 재료가 도포 표면의 길이를 따라 도포되도록 도포 오리피스의 크기가 증가될 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 오리피스가 관통-구멍에 걸쳐 증가될 수 있고 그에 의해 활성화 가능한 재료의 양을 증가시키고 그 다음에 오리피스 크기가 감소되고 그에 의해 압력이 상승되게 하여 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 압박되게 하는 것이 추가로 고려되어야 한다.
활성화 가능한 재료를 도포하는 방법은 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재에 자가-고정되게 하는 임의의 방법일 수 있다. 활성화 가능한 재료는 일정한 속도로 구조물 또는 부재의 표면에 도포될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 가변 속도로 표면에 도포될 수 있다. 예컨대, 활성화 가능한 재료는 관통-구멍들 사이에서 1개의 속도로 도포될 수 있고, 그 속도는 추가의 재료가 관통-구멍을 내로 진행되는 활성화 가능한 재료의 체적을 보상하기 위해 그 위치에 추가될 수 있도록 관통-구멍에서 감소될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 약 1 ㎝/초 이상, 약 10 ㎝/초 이상 또는 약 20 ㎝/초 이상의 속도로 도포될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 약 100 ㎝/초 이하, 약 50 ㎝/초 이하 또는 약 40 ㎝/초 이하의 속도로 도포될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍 영역 외부측의 영역에 도포될 때보다 약 50% 이하, 약 60% 이하 또는 약 70% 이하인 속도로 관통-구멍 영역 내에 도포될 수 있다. 예컨대, 활성화 가능한 재료가 관통-구멍 영역들 사이에서 20 ㎝/초의 속도로 도포되면, 활성화 가능한 재료는 그 속도가 50%만큼 감소되면 약 10 ㎝/초의 속도로 관통-구멍 영역에서 도포될 것이다.
활성화 가능한 재료는 여기에서 논의되는 방법들, 기술들 또는 단계들 중 1개 이상을 사용하여 도포될 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포하는 압력은 오리피스를 통해 활성화 가능한 재료를 압박하는 활성화 가능한 재료의 중량에 의해 형성될 수 있다. 활성화 가능한 재료의 중량은 유압 헤드 등의 "헤드"를 생성시킬 수 있다. 도포 속도는 더 길거나 더 짧은 컬럼의 활성화 가능한 재료를 생성시킴으로써 변화될 수 있다. 양호한 실시예에서, 도포 장치의 오리피스 크기는 일정하고, 활성화 가능한 재료의 크기는 도포기의 도포 속도를 조정함으로써(즉, 도포기 또는 제조 물품을 더 빠르게 또는 더 느리게 이동시킴으로써) 변화된다.
도포기에 활성화 가능한 재료를 제공하는 데 채용되는 기술에 따라, 활성화 가능한 재료의 다양한 성분이 도포기 내에서 혼합될 수 있거나, 도포기에 제공되기 전에 혼합될 수 있거나, 도포기로부터 배출될 때에 또는 그 후에 혼합될 수 있거나, 이들의 조합이 수행될 수 있다. 전형적으로, 활성화 가능한 재료가 기판으로의 도포 시에 실질적으로 균질한 것이 바람직하지만, 이것이 반드시 요구되지는 않는다.
일반적으로, 활성화 가능한 재료는 다양한 기술을 사용하여 도포기에 제공될 수 있는 것이 고려되어야 한다. 활성화 가능한 재료는 다양한 상태로 도포기에 제공될 수 있다는 것이 또한 고려되어야 한다. 예컨대, 활성화 가능한 재료는 고체, 반-고체, 유동성 물질, 액체, 이들의 조합 등일 수 있다. 더욱이, 활성화 가능한 재료는 실질적으로 연속된 덩어리로서 또는 복수개의 덩어리(예컨대, 펠릿)로서 도포기에 제공될 수 있다.
활성화 가능한 재료는 다양한 적절한 재료로 형성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 활성화 가능한 재료는 발포 특성을 갖는 열 활성화 재료로 형성되지만, 이것이 반드시 요구되지는 않는다. 대체 실시예에서, 재료는 비-발포성 또는 비-팽창성일 수 있다. 재료는 일반적으로 접촉 시에 건조성(예컨대, 비-점착성), 약간 점착성 또는 더 실질적으로 점착성일 수 있고, 임의의 형태의 요구 패턴, 배치 또는 두께로 성형될 수 있지만, 바람직하게는 실질적으로 균일한 두께로 형성된다. 바람직하게는, 도포될 때의 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료의 점착성이 제조 물품 상에 활성화 가능한 재료를 보유시키는 것을 돕도록 약간의 점착성을 갖는다.
구조, 밀봉 또는 방음 재료일 수 있거나 경화 전에 그리고 경화 시에 유동성 재료로서 초기에 가공될 수 있는 열-활성화 재료에 대한 화학적 관점으로부터, 재료가 전형적으로 교차 결합될 것이고, 그에 의해 재료의 추가의 유동을 불가능하게 한다.
활성화 가능한 재료는 중합체 혼합물, 충격 개질제 그리고 취입제, 경화제 또는 충전제 중 1개 또는 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 추가의 태양은 활성화 가능한 재료에서 사용될 수 있는 다양한 경화제 및 충전제를 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제7,892,396호의 컬럼 7; 라인 38 내지 컬럼 8; 라인 41의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다.
활성화 가능한 재료는 바람직하게는 약 2 내지 약 80 중량%의 에폭시 수지; 약 2 내지 약 70 중량%의 중합체 또는 저중합체(예컨대, 에폭시)/탄성 중합체 부가물; 전형적으로 1개 이상의 에틸렌 중합체 또는 공중합체를 포함하는 1개 이상의 추가의 중합체; 약 2 내지 약 70 중량%의 충격 개질제; 최대 약 5 중량부의 취입제; 최대 약 7 중량부의 경화제; 그리고 충전제 중 적어도 3개를 포함한다. 본 발명의 추가의 태양은 활성화 가능한 재료에서 사용될 수 있는 다양한 에폭시 수지를 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제7,892,396호의 컬럼 2; 라인 36 내지 컬럼 3; 라인 10의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다. 본 발명의 추가의 태양은 활성화 가능한 재료에서 사용될 수 있는 다양한 부가물을 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제7,892,396호의 컬럼 3; 라인 11 내지 라인 67의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다. 본 발명의 추가의 태양은 활성화 가능한 재료에서 사용될 수 있는 다양한 중합체 또는 공중합체를 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제7,892,396호의 컬럼 4; 라인 1 내지 라인 28의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다.
농도는 활성화 가능한 재료의 의도된 도포에 따라 높거나 낮을 수 있다. 본 발명의 양호한 태양에서, 충격 개질제는 1개 이상의 코어/외피 중합체를 포함한다. 본 발명의 추가의 태양은 활성화 가능한 재료에서 사용될 수 있는 다양한 충격 개질제를 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제7,892,396호의 컬럼 5; 라인 31 내지 컬럼 6; 라인 67의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다.
활성화 가능한 재료는 재료의 관통-용접(weld-through)을 도울 수 있는 1개 이상의 전도성 재료를 포함할 수 있다는 것이 또한 고려되어야 한다. 이러한 재료의 예는 그래파이트, 카본-블랙, 철 인화물, 금속 입자(예컨대, 펠릿, 셰이빙 등), 이들의 조합 등을 포함한다. 본 발명의 추가의 태양은 활성화 가능한 재료에서 사용될 수 있는 다양한 첨가제를 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제7,892,396호의 컬럼 8; 라인 43 내지 라인 67의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 도포기는 다양한 구성으로 기판 또는 부재에 본 발명의 활성화 가능한 재료를 도포할 수 있고, 다양한 부재에 재료를 도포할 수 있다. 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 여기에서 논의되는 목적들 중 1개 이상을 위해 유용하도록 임의의 구성으로 도포될 수 있다. 바람직하게는, 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 도포되는 기판 또는 부재에 활성화 가능한 재료가 자가-고정되도록 도포된다. 하나의 예로서, 활성화 가능한 재료는 연속(예컨대, 단일의 연속 덩어리) 또는 불연속(예컨대, 다수개의 분리된 덩어리) 덩어리로서 도포될 수 있다. 나아가, 활성화 가능한 재료는 다양한 형상(예컨대, 비드로서, 층으로서 또는 다른 방식으로) 그리고 다양한 두께로 도포될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 활성화-전의 상태로 기판 또는 부재에 도포될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 반-활성화 상태로 도포될 수 있다(예컨대, 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 도포될 때에 경화가 시작되게 하는 온도까지 가열될 수 있음).
활성화-전의 상태에서의 활성화 가능한 재료의 치수는 활성화 가능한 재료가 여기에서 논의되는 목적들 중 1개 이상을 위해 사용될 수 있게 하는 임의의 치수를 가질 수 있다. 활성화 가능한 재료는 소정 두께(즉, 기판 또는 부재로부터 활성화 가능한 재료의 상부까지 측정되는 재료의 양); 소정 폭(즉, 활성화 가능한 재료의 1개의 길이 방향 모서리로부터 활성화 가능한 재료의 대향 길이 방향 모서리까지); 소정 길이(즉, 활성화 가능한 재료의 근접 단부로부터 말단 단부까지의)를 포함하도록 도포될 수 있다. 두께는 약 0.1 ㎜ 내지 약 2 ㎝, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5 ㎜ 그리고 더 바람직하게는 약 3 내지 약 4 ㎜일 수 있지만, 이러한 두께는 활성화 가능한 재료의 요구 기능 또는 특정한 적용 분야에 따라 넓게 변화될 수 있다. 폭은 약 0.1 ㎜ 내지 약 2 ㎝, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5 ㎜ 그리고 더 바람직하게는 약 3 내지 약 4 ㎜일 수 있다. 활성화 가능한 재료의 길이는 적용 분야, 기판 또는 물품 그리고 적용 분야 스타일(예컨대, 연속 또는 불연속)에 따라 변화될 것이다. 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 소정 직경을 갖도록(예컨대, 대체로 둥글거나 타원형 형상이도록) 도포될 수 있다. 전형적으로, 활성화 가능한 재료는 기판 또는 부재 상에서 "D자" 형상을 형성할 것이다. 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 임의의 형상을 갖도록 도포될 수 있다. 일단 도포된 활성화 가능한 재료는 대체로 불-균일한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 활성화 가능한 재료의 치수는 표면의 길이를 따라 변화될 수 있다. 또 다른 예에서, 활성화 가능한 재료는 관통-구멍에서 더 얇아질 수 있다. 활성화 가능한 재료는 관통-구멍 영역 내의 부분 간극을 포함할 수 있다. 예컨대, 활성화 가능한 재료의 일부가 구멍 내로 진입될 것이고, 일부의 재료는 구멍이 관통-구멍을 완전히 충전하지 못한 재료로 인해 관찰 가능한 상태로 유지되도록 구멍 주위에 위치될 것이다. 그러나, 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍 영역에 도포된 후에 관통-구멍이 관찰 가능하지 않도록 관통-구멍에서 더 두꺼울 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 활성화 가능한 재료는 표면의 길이, 폭 또는 양쪽 모두를 따라 실질적으로 균일할 수 있다.
길이 이외의 최대 치수(즉, 두께, 폭 또는 2개 사이의 거리) 면에서의 활성화 가능한 재료의 직경은 약 0.1 ㎜ 이상, 약 0.5 ㎜ 이상, 약 1.0 ㎜ 이상, 바람직하게는 약 2.0 ㎜ 이상 또는 더 바람직하게는 약 3.0 ㎜ 이상일 수 있다. 최대 치수 면에서의 활성화 가능한 재료의 직경은 약 5 ㎝ 이하, 약 4 ㎝ 이하, 바람직하게는 약 3 ㎝ 이하, 더 바람직하게는 약 2 ㎝ 이하 또는 가장 바람직하게는 약 1 ㎝ 이하일 수 있다. 최대 치수에서의 직경은 약 0.5 ㎜ 내지 약 1 ㎝ 그리고 바람직하게는 약 2 내지 약 5 ㎜일 수 있다. 그 활성화-전의 상태에서의 활성화 가능한 재료의 크기는 도포 후에 약간 변화될 수 있고(즉, 재료는 유동, 고밀화, 팽창, 압축 또는 이들의 조합을 경험할 수 있고) 그에 의해 기판 또는 부재 상에서의 활성화 가능한 재료의 크기에 영향을 미친다.
일단 관통-구멍을 통해 압박된 활성화 가능한 재료는 소정 형상을 가질 수 있다. 표면의 후방측 상에서의 활성화 가능한 재료의 형상은 활성화 가능한 재료가 자가-고정되어 복원에 저항하게 하는 임의의 형상을 가질 수 있다. 활성화 가능한 재료는 버섯 형상의 버튼 또는 "T자" 형상을 형성할 수 있거나, 모서리에 대해 감길 수 있거나, 모서리에 대해 절첩될 수 있거나, 이들의 조합을 경험할 수 있다. 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료의 크기가 관통-구멍과 실질적으로 동일하게 하도록 관통-구멍을 통해 직선형으로 돌출될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 활성화 가능한 재료가 자가-고정되어 복원에 저항하게 하도록 관통-구멍에 대해 소성 각도를 형성할 수 있다.
본 발명의 활성화 가능한 재료는 밀봉 및 구조 보강을 요구하는 적용 분야에 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 이들 적용 분야에 대해, 활성화 가능한 재료의 팽창은 팽창이 존재한다면 전형적으로 작다. 일반적으로, 재료가 양호한 부착 내구성을 갖는 것이 바람직하다. 더욱이, 재료가 자동차 또는 다른 제조업자에 의해 채용되는 재료 시스템을 대체로 방해하지 않는 것이 전형적으로 바람직하다.
활성화 가능한 재료가 열 활성화 재료인 적용 분야에서, 재료의 선택 및 형성과 관련되는 중요한 고려 사항이 재료가 경화되는 온도 그리고 팽창성이면 팽창의 온도이다. 전형적으로, 재료는 발포체가 예컨대 도장 경화 단계 중에 상승된 온도에서 또는 더 높게 가해지는 에너지 수준에서 자동차 부품과 함께 가공될 때에 자동차 조립 플랜트에서 만나는 온도와 같은 더 높은 가공 온도에서 반응(경화, 팽창 또는 양쪽 모두)된다. 팽창에 대한 본 발명의 추가의 태양은 활성화 가능한 재료에서 사용될 수 있는 다양한 취입제를 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제7,892,396호의 컬럼 7; 라인 1 내지 라인 37의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다. 자동차 조립 작업에서 만나는 온도는 약 148.89 내지 약 204.44℃(약 300 내지 400℉)의 범위 내에 있을 수 있지만, 차체 및 도장 부문 적용 분야는 공통적으로 약 93.33℃(약 200℉) 또는 그보다 약간 높다. 활성화 가능한 재료는 1개 초과의 온도에 의해 경화될 수 있다. 2개의 온도 경화에 대한 본 발명의 추가의 태양은 2개의 온도에서 활성화 가능한 재료를 경화시키는 데 사용될 수 있는 다양한 재료, 화학 물질 및 방법을 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 출원 제2008/0029214호의 문단 0094 내지 문단 001의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다.
여기에서 논의되는 것과 같은 활성화 가능한 재료는 온도 이외의 방법에 의해 경화될 수 있다. 활성화 가능한 재료는 습기에 의해 경화될 수 있다. 습기에 대한 본 발명의 추가의 태양은 습기에 의해 활성화 가능한 재료를 경화시키는 데 사용될 수 있는 다양한 재료, 화학 물질 및 방법을 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 출원 제2008/0029214호의 문단 0076 내지 문단 0093의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다. 활성화 가능한 재료는 UV 광, 에너지파, 마이크로파 또는 이들의 조합 등의 다른 자극에 대한 노출에 의해 경화될 수 있다. 자극 경화에 대한 본 발명의 추가의 태양은 자극에 의해 활성화 가능한 재료를 경화시키는 데 사용될 수 있는 다양한 재료, 화학 물질 및 방법을 예시하는 여기에서 참조로 합체되어 있는 미국 특허 출원 제2008/0029214호의 문단 0115 내지 문단 0119의 개시 내용을 포함하는 여기에서의 개시 내용으로부터 얻어질 수 있다.
활성화 가능한 재료가 팽창성이면, 활성화 가능한 재료는 다양한 체적 팽창 수준을 갖도록 구성될 수 있다. 하나의 예로서, 활성화 가능한 재료는 그 원래의 또는 팽창되지 않은 체적의 적어도 약 101%, 적어도 약 300%, 적어도 약 500%, 적어도 약 800%, 적어도 약 1100%, 적어도 약 1500%, 적어도 약 2000%, 적어도 약 2500% 또는 적어도 약 3000%까지 팽창될 수 있다. 물론, 팽창성 재료는 특히 구조 적용 분야에 대해 더 작은 체적 팽창을 갖도록 구성될 수 있다. 예컨대, 팽창성 재료는 그 원래의 또는 팽창되지 않은 체적의 약 110 내지 약 700%(즉, 그 원래의 팽창되지 않은 체적보다 약 10 내지 약 600% 이상) 그리고 더 전형적으로 약 130 내지 약 400%까지 팽창되도록 구성될 수 있다.
부재로의 도포 시에 그리고 그 후에, 활성화 가능한 재료가 활성화 가능한 재료, 활성화 가능한 재료가 도포되는 부재 또는 양쪽 모두의 추가의 가공 또는 조립을 가능케 하도록 요구 특성을 나타내는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 활성화 가능한 재료가 변형 또는 인장될 수 있고 그에 후속하여 재료가 그 원래의 구성으로 적어도 부분적으로 복원되게 하도록 활성화 가능한 재료가 탄성인 것이 바람직할 수 있다.
활성화 후에 그리고 활성화 가능한 재료의 의도된 사용에 따라, 재료는 전형적으로 강도, 흡음, 진동 감쇠, 이들의 조합 등의 1개 이상의 요구 특성을 나타낼 것이다. 활성화 가능한 또는 활성화된 재료는 약 500 psi 이상, 더 전형적으로 약 1,000 psi 이상, 훨씬 더 전형적으로 1,500 psi 이상 그리고 더욱 더 전형적으로 2,200 psi 이상의 전단 강도[예컨대, 랩 전단 강도(lap shear strength)]를 나타낼 수 있는 것이 가능하다.
활성화 가능한 재료는 기판 또는 여기에서 논의되는 부재에 도포될 때에 여기에서 논의되는 특성들 중 1개 이상을 나타낼 수 있다. 활성화 가능한 재료 및 기판 또는 부재는 활성화 가능한 재료가 어떤 다른 재료의 추가 없이 기판 또는 부재에 고정되도록 그 사이에 기계 연동부를 형성할 수 있다. 기판 또는 부재는 관통-구멍을 포함하는 1개 이상의 표면을 포함한다. 기판 또는 부재는 각각의 표면 상에 1개 이상의 관통-구멍을 포함할 수 있다. 관통-구멍은 활성화 가능한 재료의 도포 시에 활성화 가능한 재료가 1개 이상의 관통-구멍과 접촉되게 하고 그에 의해 관통-구멍이 부재 상에서의 또는 그 내에서의 활성화 가능한 재료의 위치를 유지하게 하도록 표면을 따른 임의의 위치에 형성될 수 있다. 이와 같이, 어떠한 추가의 재료(예컨대, 접착제) 또는 처리(예컨대, 가열 또는 냉각)가 부재 상에서의 또는 그 내에서의 활성화 가능한 재료의 위치를 유지하는 데 요구되지 않는다. 활성화 가능한 재료 및 기판 또는 부재는 기판 또는 부재 상에 활성화 가능한 재료를 보유하는 것을 돕는 데 사용되는 재료를 갖지 않을 수 있다. 활성화 가능한 재료 및 기판 또는 부재는 기계 체결구를 갖지 않을 수 있다. 활성화 가능한 재료 및 기판 또는 부재는 압박 핀을 갖지 않을 수 있다. 활성화 가능한 재료 및 기판 또는 부재는 접착제를 갖지 않을 수 있다. 그 활성화-전의 및/또는 활성화-후의 상태에서의 활성화 가능한 재료는 점착성을 갖지 않을 수 있다(즉, 접촉 시에 건조성이다). 그 활성화-전의 및/또는 활성화-후의 상태에서의 활성화 가능한 재료는 점착성일 수 있다.
관통-구멍은 구멍의 기판 또는 부재 내에 형성되도록 재료를 이동시킴으로써 형성될 수 있다. 예컨대, 관통-구멍은 관통-구멍이 형성 공정의 결과로서 1개 이상의 측벽을 포함하게 하고 그에 의해 관통-구멍의 측벽이 활성화 가능한 재료의 위치를 유지하는 것을 돕기 위해 활성화 가능한 재료와 접촉될 수 있게 하도록 부재를 통해 형성 또는 펀칭될 수 있다. 관통-구멍의 형성 중에, 로제트(rosette)(즉, 기판 또는 부재의 나팔형 부분)가 형성될 수 있고, 그에 의해 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 압박될 때에, 활성화 가능한 재료가 로제트 내에 뒤얽히고, 활성화 가능한 재료를 자가-고정한다. 관통-구멍은 재료를 제거함으로써 형성될 수 있다. 예컨대, 구멍은 천공, 절삭(예컨대, 토치, 레이저, 플라즈마 커터 등으로), 용융 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 관통-구멍은 기판 또는 부재의 생성 중에 일체로 형성될 수 있다. 기판 또는 부재는 활성화 가능한 재료의 부착을 돕는 구성을 갖지 않을 수 있다. 기판은 기판 또는 부재에 활성화 가능한 재료를 부착하는 것을 돕는 여기에서 논의되는 1개 이상의 특징부를 포함할 수 있다.
기판 또는 부재는 부착을 위한 1개 이상의 관통-구멍을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 기판 또는 부재는 활성화 가능한 재료를 수용하도록 구성되는 각각의 표면 상의 적어도 2개의 관통-구멍을 포함한다. 표면이 2개의 관통-구멍을 포함하면, 관통-구멍은 표면의 양쪽 단부 영역 상에 위치될 수 있지만; 관통-구멍은 표면을 따른 거의 임의의 위치에 위치될 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 바람직하게는, 각각의 표면은 복수개의 관통-구멍을 포함한다. 더 바람직하게는, 각각의 표면은 활성화 가능한 재료가 자가-고정될 수 있을 정도로 충분한 개수의 관통-구멍을 포함한다. 관통-구멍의 개수 그리고 관통-구멍들 사이의 거리는 관통-구멍의 크기, 기판의 재료, 활성화 가능한 재료의 점도, 활성화 가능한 재료의 온도, 기판 또는 부재의 길이, 활성화 가능한 재료의 화학적 조성, 기판 또는 부재의 강도 특성, 활성화 가능한 재료의 비드 크기 또는 이들의 조합 등의 1개 이상의 변수에 의존할 수 있다.
관통-구멍은 각각의 표면 상에서 이격될 수 있다. 관통-구멍들 사이의 거리는 관통-구멍이 표면, 기판 또는 부재의 구조적 일체성에 영향을 미치지 않게 하는 임의의 거리일 수 있다. 바람직하게는, 관통-구멍은 기판 또는 부재의 일체성이 영향을 받지 않을 정도로 충분히 멀리 그러나 활성화 가능한 재료가 관통-구멍들 사이의 소정 위치에 보유될 정도로 근접하게 이격된다. 관통-구멍들 사이의 거리는 적용 분야에 따라 변화될 수 있다. 관통-구멍은 약 1 ㎜ 이상, 약 5 ㎜ 이상, 바람직하게는 약 7 ㎜ 이상 또는 더 바람직하게는 약 1 ㎝ 이상만큼 이격될 수 있다. 관통-구멍은 약 20 ㎝ 이하, 약 10 ㎝ 이하, 약 5 ㎝ 이하, 바람직하게는 약 4 ㎝ 이하 또는 더 바람직하게는 약 3 ㎝ 이하만큼 이격될 수 있다. 관통-구멍은 약 1 내지 약 10 ㎝, 바람직하게는 약 1.5 내지 약 5 ㎝ 그리고 더 바람직하게는 약 1.8 내지 약 2.5 ㎝만큼 이격될 수 있다. 관통-구멍의 간격은 관통-구멍의 직경에 의존할 수 있다. 예컨대, 관통-구멍이 직경 면에서 2 ㎜이면, 이들은 약 2 ㎝만큼 이격될 수 있고, 관통-구멍이 직경 면에서 5 ㎜이면, 이들은 약 1.5 ㎝만큼 이격될 수 있다. 관통-구멍은 고르지 않게 이격될 수 있다. 예컨대, 2개의 구멍이 1 ㎝만큼 이격될 수 있고, 다음의 2개의 구멍은 3 ㎝만큼 이격될 수 있다. 관통-구멍들 사이의 간격은 여기에서 논의되는 임의의 간격일 수 있다.
관통-구멍의 최대 치수(예컨대, 관통-구멍의 직경)는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 압박되어 자가-고정될 수 있게 하는 임의의 치수일 수 있다. 최대 치수는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 압박되어 자가-고정될 수 있게 하는 임의의 크기일 수 있다. 바람직하게는, 최대 치수는 활성화 가능한 재료가 관통-구멍을 통해 압박되어 제조 물품을 휘게 하지 않을 수 있게 하는 임의의 크기일 수 있다. 예컨대, 치수가 활성화 가능한 재료의 중량보다 과도하게 크면, 도포 중에 활성화 가능한 재료가 제조 물품을 휘게 하여 파단시킬 수 있다. 관통-구멍의 형상은 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재에 자가-고정되게 하는 임의의 형상일 수 있다. 관통-구멍은 별, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 하트, "U자", "C자", "X자", 이들의 조합 등과 같이 성형될 수 있다. 바람직하게는, 관통-구멍은 원형 또는 타원형이다. 관통-구멍의 치수는 적용 분야에 따라 변화될 수 있다. 관통-구멍의 치수는 약 1 ㎜ 이상, 약 2 ㎜ 이상, 바람직하게는 약 3 ㎜ 이상 또는 더 바람직하게는 약 4 ㎜ 이상일 수 있다. 관통-구멍의 치수는 약 3 ㎝ 이하, 약 2 ㎝ 이하, 바람직하게는 약 1 ㎝ 이하 또는 더 바람직하게는 약 0.8 ㎝ 이하일 수 있다. 관통-구멍의 치수는 약 2 ㎜ 내지 약 1.0 ㎝ 그리고 바람직하게는 약 4 내지 약 8 ㎜일 수 있다. 크기, 형상, 치수 또는 이들의 조합은 위치에 따라 변화될 수 있다. 예컨대, 1개의 관통-구멍이 정사각형일 수 있고, 다음의 관통-구멍은 원일 수 있다.
활성화 가능한 재료가 도포되는 부재는 논의되는 것과 같이 다양한 제조 물품 내로의 설치를 위해 구성될 수 있다. 바람직하게는, 활성화 가능한 재료는 자동차에 조립되어야 하는 부재에 도포된다. 자동차에 조립될 수 있는 부재는 차체 부재(예컨대, 내부 또는 외부 쿼터 패널, 차량 도어의 내부 또는 외부 패널, 후드, 지붕, 폐쇄 패널, 범퍼, 필러, 이들의 조합 등), 프레임 부재(예컨대, 프레임 레일), 엔진 또는 섀시 부품 또는 다른 부재를 제한 없이 포함할 수 있다. 자동차에 조립될 수 있는 다른 부재는 차단부, 보강 부재, 이들의 조합 등을 형성하는 데 사용될 수 있는 캐리어 부재를 포함한다. 부재는 제조 물품 바람직하게는 자동차를 제조하는 데 사용되는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 부재는 금속, 플라스틱, 합성 재료, 천연 재료 또는 이들의 조합으로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 부재는 강철로 제조된다.
활성화 가능한 재료는 적어도 2개의 제조 물품 사이에서 부착; 차단; 밀봉; 소음, 진동 및/또는 불쾌감의 감소; 보강; 강화; 또는 이들의 조합을 제공하는 데 유용할 수 있다. 활성화 가능한 재료는 유사한 재료로 제조되는 적어도 2개의 제조 물품 사이에서 부착; 차단; 밀봉; 소음, 진동 및/또는 불쾌감의 감소; 보강; 강화; 또는 이들의 조합을 제공하는 데 유용할 수 있다. 활성화 가능한 재료는 유사하지 않은 재료로 제조되는 적어도 2개의 제조 물품 사이에서 부착; 차단; 밀봉; 소음, 진동 및/또는 불쾌감의 감소; 보강; 강화; 또는 이들의 조합을 제공하는 데 유용할 수 있다.
본 발명은 방법을 사용하여 생성될 수 있다. 이 방법은 여기에서 논의되는 방법 단계들 중 1개 이상을 포함할 수 있다. 이 방법은 활성화 가능한 재료의 생성을 포함할 수 있다. 활성화 가능한 재료는 혼합 용기 내에 여기에서 언급되는 성분들 중 1개 이상을 결합시킴으로써 생성될 수 있다. 성분은 성분이 철저하게 혼합되고 그에 의해 균질한 혼합물을 형성할 때까지 혼합될 수 있다. 성분은 가열될 수 있다. 성분은 냉각될 수 있다. 성분의 점도는 측정될 수 있다. 혼합물의 점도는 증가될 수 있다. 성분의 점도는 감소될 수 있다. 혼합물의 분자량은 증가될 수 있다. 혼합물의 분자량은 감소될 수 있다. 활성화 가능한 재료, 원료 또는 양쪽 모두는 도포 장치로 이동될 수 있다. 활성화 가능한 재료, 원료 또는 양쪽 모두는 도포 장치 내에서 혼합될 수 있다. 도포 장치는 압출기일 수 있다. 도포 장치는 미니-도포기일 수 있다.
본 발명은 기판 또는 부재(예컨대, 제조 물품)를 얻는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명은 기판 또는 부재를 준비할 때에 1개 이상의 단계를 포함할 수 있다. 관통-구멍이 기판 또는 부재 내로 천공될 수 있다. 관통-구멍이 기판 또는 제조 물품 내로 천공될 수 있다. 관통-구멍에는 생성 후에 연마, 사포질, 연삭 또는 이들의 조합이 수행될 수 있다.
본 발명은 활성화 가능한 재료를 도포하는 1개 이상의 단계를 포함할 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포하는 단계는 점도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 점도는 조정될 수 있다. 온도는 측정될 수 있다. 온도는 조정될 수 있다. 활성화 가능한 재료에 도포되는 전단력의 크기는 조정될 수 있다. 도포 압력은 시험될 수 있다. 도포 압력은 조정될 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포하는 단계는 여기에서 논의되는 모든 공정 변수를 측정하는 단계 그리고 일단 도포된 활성화 가능한 재료가 기판 또는 부재에 자가-고정되어 복원에 저항하게 하도록 공정 변수(예컨대, 점도; 온도; 오리피스 크기, 형상 및 직경; 화학적 조성; 압력; 또는 이들의 조합) 중 1개 이상을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 도포기는 1개 이상의 공정 변수를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다. 도포기는 1개 이상의 공정 변수를 조정할 수 있다. 활성화 가능한 재료를 도포하는 방법은 활성화 가능한 재료의 도포 속도를 증가 또는 감소시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 도포 장치가 이동되는 속도, 부품이 도포 장치에 대해 이동되는 속도 또는 양쪽 모두가 조정된다. 도포 오리피스의 개구의 크기가 조정된다. 이 방법은 여기에서 개시되는 방법 단계들 중 1개 이상을 동시에 수행하는 것을 추가로 고려하고 있다. 예컨대, 오리피스가 관통-구멍 영역 내로 진입될 때에, 활성화 가능한 재료가 도포되는 속도가 증가될 수 있고, 오리피스 개구가 동시에 감소될 수 있다.
예시 실시예
다음의 예는 본 발명을 설명하기 위해 제공되지만, 그 범주를 제한하고자 의도되지 않는다.
도1a는 제조 물품(4)에 도포되는 그 활성화-전의 상태에서의 활성화 가능한 재료(2)를 도시하고 있다. 제조 물품(4)은 복수개의 구멍(6)을 포함하고, 활성화 가능한 재료(2)는 구멍을 통해 연장되고, 그에 의해 활성화 가능한 재료(2)가 제조 물품(4)에 자가-고정되게 하는 기계 연동부(8)를 형성한다.
도1b는 그 활성화-후의 상태에서의 활성화 재료(2)를 도시하고 있다. 활성화 가능한 재료(2)는 복수개의 구멍(6)의 양쪽 측면 상에서 팽창되고, 활성화 가능한 재료(2)가 복원에 저항하여 제조 물품(4)에 자가-고정되도록 기계 연동부(8)를 형성한다.
도2는 도1a의 활성화 가능한 재료(2)의 근접도이다. 활성화 가능한 재료(2)는 복수개의 관통-구멍(6) 중 1개를 통해 연장되고, 관통-구멍(6)을 통해 1회 팽창되고, 그에 의해 버섯 형상의 버튼(10)을 형성한다. 버섯 형상의 버튼(10)은 관통-구멍(6)의 모서리 위에서 연장되고, 활성화 가능한 재료(2)가 제조 물품(4)에 자가-고정되어 관통-구멍(6)을 통해 복원되는 것에 저항하도록 기계 연동부(8)를 형성한다.
도3a는 도1a의 활성화 가능한 재료(2)의 측면도이다. 활성화 가능한 재료는 관통-구멍(6)을 주위에서 부분적으로 연장되고 활성화 가능한 재료(2)가 관통-구멍(6) 아래로 그리고 그 내로 연장될 때에 관통-구멍(6)에서 부분적으로 정지되는 반-연속 비드(semi-continuous bead)를 형성한다.
도3b는 도1b의 활성화 가능한 재료의 측면도이다. 활성화 가능한 재료는 활성화될 때에 제조 물품(4)을 따라 더 연속된 비드를 형성한다. 활성화 가능한 재료(2)는 활성화 가능한 재료가 활성화-전의 상태에서 구멍에서 정지되는 리세스(recess)(16)를 포함한다. 팽창된 활성화 가능한 재료(2)는 복수개의 구멍(6)과 기계 연동부(8)를 형성한다.
도4는 제조 물품(4)에 도포되는 활성화 가능한 재료(2)를 도시하고 있다. 활성화 가능한 재료(2)는 단지 압력을 가함으로써 구멍(6)을 통해 압박된다. 압력은 활성화 가능한 재료(2)가 기계 연동부(8)를 형성하도록 복수개의 구멍(6)을 통해 활성화 가능한 재료(2)를 압박한다. 제1 구멍은 일측 상에서 활성화 가능한 재료가 관통-구멍(6) 주위에서 연장되게 하고(12) 또 다른 영역에서 활성화 가능한 재료(2)가 관통-구멍(6)에서 정지되게 하고(14) 그에 의해 활성화 가능한 재료 내에 리세스(16)를 형성하게 하도록 활성화 가능한 재료(2)가 관통-구멍(6)을 통해 줄곧 압박되게 한다. 제2 구멍은 활성화 가능한 재료가 도포 공정 중에 관통-구멍(6)을 통해 압박되는 것을 보여준다.
도5는 활성화 가능한 재료의 점도에 대한 온도 및 전단 속도의 영향을 도시하고 있다. 도5는 전단 속도가 증가됨에 따라 활성화 가능한 재료의 점도가 감소되는 것을 도시하고 있다. 전단 속도는 더 높은 온도에서보다 더 낮은 온도에서 점도에 대해 더 큰 영향을 미친다. 도시된 것과 같이, 110℃에서의 활성화 가능한 재료의 점도는 선형으로 유지되지만; 85℃에서의 활성화 가능한 재료의 점도는 대체로 지수 곡선이다.
여기에서 언급되는 임의의 수치는 임의의 하부 수치와 임의의 상부 수치 사이에 적어도 2개의 단위의 분리가 있으면 1개의 단위의 증분으로 하부 수치로부터 상부 수치까지의 모든 수치를 포함한다. 하나의 예로서, 부품의 크기 또는 예컨대 온도, 압력, 시간 등의 공정 변수의 수치가 예컨대 1 내지 90, 바람직하게는 20 내지 80 그리고 더 바람직하게는 30 내지 70인 것으로 언급되면, 15 내지 85, 22 내지 68, 43 내지 51, 30 내지 32 등의 수치가 이러한 명세서에서 명시적으로 열거되고자 의도된다. 1 미만인 수치에 대해, 1개의 유닛은 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1이 적절한 것으로 간주된다. 이들은 구체적으로 의도되는 것의 예일 뿐이고, 나열되는 최저 수치와 최고 수치 사이의 수치의 모든 가능한 조합이 유사한 방식으로 본 출원에서 명시적으로 언급되는 것으로 간주되어야 한다. 이해될 수 있는 것과 같이, 여기에서 "중량부"로서 표현되는 양의 개시는 또한 중량%의 관점에서 표현되는 동일한 범위를 고려하고 있다. 이와 같이, "결과의 중합체 혼합 조성물의 'x' 중량부"의 관점에서의 범위의 본 발명의 상세한 설명에서의 표현은 또한 결과의 중합체 혼합 조성물의 "x" 중량%의 동일하게 언급된 양의 범위의 개시를 고려하고 있다.
그렇지 않은 것으로 언급되지 않으면, 모든 범위는 양쪽 모두의 종점 그리고 종점들 사이의 모든 숫자를 포함한다. 범위와 관련되는 "약" 및 "대략"의 사용은 범위의 양쪽 종점에 적용된다. 이와 같이, "약 20 내지 30"은 특정된 종점을 적어도 포함하는 "약 20 내지 약 30"을 포함하고자 의도된다.
특허 출원 및 공보를 포함하는 모든 논문 및 인용 문헌의 개시 내용은 여러 가지 목적으로 참조로 합체되어 있다. 조합을 설명하는 구성과 관련된 용어("consisting essentially of)"는 식별되는 요소, 성분, 부품 또는 단계 그리고 조합의 기본 및 신규 특징에 실질적으로 영향을 미치지 않는 다른 요소, 성분, 부품 또는 단계를 포함할 것이다. 여기에서 요소, 성분, 부품 또는 단계의 조합을 설명하는 포함과 관련된 용어("including" 또는 "comprising")의 사용은 또한 요소, 성분, 부품 또는 단계로 기본적으로 구성되는 실시예를 고려하고 있다. 여기에서의 선택과 관련된 용어("may")의 사용에 의해, 포함될 "수 있는" 임의의 설명된 속성이 선택적이라는 것이 의도된다.
복수개의 요소, 성분, 부품 또는 단계가 1개로 합체된 요소, 성분, 부품 또는 단계에 의해 제공될 수 있다. 대체예에서, 1개로 합체된 요소, 성분, 부품 또는 단계가 별개의 복수개의 요소, 성분, 부품 또는 단계로 분할될 수 있다. 요소, 성분, 부품 또는 단계를 설명하는 1개와 관련된 용어("a" 또는 "one")의 개시는 추가의 요소, 성분, 부품 또는 단계를 배제하고자 의도되지 않는다. 어떤 족에 속하는 원소 또는 금속에 대한 여기에서의 모든 인용은 판권을 소유한 씨알시 프레스, 인크.(CRC Press, Inc.)에 의해 1989년에 발간된 원소의 주기율표를 참조한다. 족 또는 족들에 대한 임의의 인용은 족을 구분하는 IUPAC 시스템을 사용하는 이러한 원소의 주기율표에 반영된 것과 같은 족 또는 족들에 대해 수행될 것이다.
위의 설명은 제한이 아닌 예시로서 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 제공된 예 이외의 많은 실시예 그리고 또한 많은 적용예가 위의 설명을 읽으면 당업자에게 자명할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 위의 설명이 아니라 특허청구범위에 의해 권리가 부여되는 등가물의 전체 범주와 함께 첨부된 특허청구범위를 참조하여 결정되어야 한다. 특허 출원 및 공보를 포함하는 모든 논문 및 참조 문헌의 개시는 여러 가지 목적으로 여기에 합체되어 있다. 여기에 개시되어 있는 주제의 임의의 태양의 다음의 특허청구범위에서의 생략은 이러한 주제의 권리 포기가 아니고, 또한 본 발명의 발명자가 이러한 주제가 개시된 본 발명의 주제의 일부인 것을 고려하지 않은 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (20)

  1. 재료이며,
    활성화-전의 상태를 포함하고,
    활성화-전의 상태에서의 재료는 소정 점도를 포함하고,
    재료의 점도는 재료를 도포하는 압력이 제조 물품 내의 1개 이상의 관통-구멍을 통해 재료를 이동시키기 충분할 정도로 충분하고, 재료는 제조 물품에 재료를 자가-고정하여 복원에 저항하도록 1개 이상의 관통-구멍에 순응되는
    재료.
  2. 제1항에 있어서, 재료의 점도는 대기 압력보다 높은 압력이 적용되지 않으면 재료가 유동되지 않을 정도로 충분히 낮은 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 재료는 활성화 가능하고, 활성화 가능한 재료는 고체 에폭시 및 액체 에폭시의 양쪽 모두를 포함하는 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 개질제를 추가로 포함하는 재료.
  5. 제조 물품이며,
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 재료를 포함하고,
    재료는 제조 물품을 따라 적어도 부분적으로 연장되는 연속 비드로서 제조 물품에 도포되고, 재료가 구멍을 통해 복원되는 것에 저항하도록 재료가 제조 물품 내의 1개 이상의 구멍을 통해 압박될 때에 제조 물품 내의 관통-구멍과 기계 연동부를 형성하고, 재료는 복수개의 관통-구멍 사이에서 걸쳐 연장되는
    제조 물품.
  6. 제5항에 있어서, 활성화 가능한 재료 및 제조 물품은 제조 물품에 활성화 가능한 재료를 견고하게 연결하는 기계 체결구를 갖지 않는 제조 물품.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 재료는 미니-도포기를 거쳐 제조 물품에 직접적으로 도포되는 제조 물품.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 기계 연동부는 활성화 가능한 재료가 제조 물품에 도포될 때에 동시에 생성되는 제조 물품.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 연속 비드는 약 2 내지 5 ㎜의 최대 치수의 크기를 갖는 제조 물품.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 연속 비드는 약 3 내지 4 ㎜의 최대 치수의 크기를 갖는 제조 물품.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 그 활성화-전의 상태에서의 재료는 접촉 시에 건조성인 제조 물품.
  12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 그 활성화-전의 상태에서의 재료는 점착성인 제조 물품.
  13. 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 활성화된 때의 재료는 재료가 적어도 2개의 제조 물품 사이에서 부착; 차단; 밀봉; 소음, 진동 및/또는 불쾌감의 감소; 보강; 또는 이들의 조합을 수행하도록 팽창 및 경화되는 제조 물품.
  14. 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 재료는 재료가 1개 이상의 구멍을 통해 복원되는 것에 저항하도록 재료가 1개 이상의 관통-구멍을 통해 압박된 후에 크기를 변화시키는 제조 물품.
  15. a. 1개 이상의 관통-구멍을 포함하는 제조 물품을 얻는 단계와;
    b. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 재료를 얻는 단계와;
    c. 재료가 1개 이상의 관통-구멍을 통해 압박되고 그에 의해 제조 물품과 재료 사이에 기계 연동부를 형성하도록 1개 이상의 관통-구멍 사이에서 걸쳐 연장되는 연속 비드로 제조 물품에 재료를 도포하는 단계
    를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 재료를 경화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 활성화 가능한 재료는 미니-도포기를 사용하여 제조 물품에 직접적으로 도포되고,
    활성화 가능한 재료 및 제조 물품은 제조 물품에 재료를 견고하게 연결하는 기계 체결구를 갖지 않는
    방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 재료의 점도를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제조 물품에 재료를 도포하는 단계 중에 재료에 가해지는 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 재료는 UV 광에 대한 노출에 의해 경화되는 방법.
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