KR20150062160A - 구조적 접착성 어셈블리 - Google Patents

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KR20150062160A
KR20150062160A KR1020157004358A KR20157004358A KR20150062160A KR 20150062160 A KR20150062160 A KR 20150062160A KR 1020157004358 A KR1020157004358 A KR 1020157004358A KR 20157004358 A KR20157004358 A KR 20157004358A KR 20150062160 A KR20150062160 A KR 20150062160A
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딘 쿼더러
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제피로스, 인크.
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Abstract

가요성 캐리어(12) 및 캐리어의 반대되는 표면들(14, 16) 상에 위치되는 복수의 스트립(18, 20)을 제공하는 단계를 포함하는, 차량 구조체를 강화하거나, 배플링하거나 또는 밀봉하기 위한 장치와 방법이 개시된다.

Description

구조적 접착성 어셈블리{STRUCTURAL ADHESIVE ASSEMBLIES}
본 발명은 일반적으로 가요성 캐리어(flexible carrier) 및 복수의 활성 가능 스트립(activatable strip)을 포함하는 배플링(baffling), 밀봉, 또는 강화(reinforcement) 부재에 관한 것이다.
운송 사업은 간단한 주문제작과 감소된 중량 모두를 제공하는 배플링, 강화 및 밀봉 방법들을 계속해서 필요로 한다. 흔히, 캐비티(cavity)들의 강화와 밀봉을 위하여 성형 부품들이 사용된다. 그러나, 성형된 부품의 형태 또는 크기의 어떠한 변형도 새로운 금형의 제작과 새로운 부품 디자인을 위한 가중된 비용을 포함할 수 있는 상당한 노력을 필요로 한다. 따라서 형태와 크기가 쉽게 주문제작될 수 있고 차량 내의 다양한 위치들에서의 사용을 위하여 변형된 저 중량 어셈블리들을 위한 밀봉, 배플링 및 강화의 기술에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 첫 번째 양상에서 캐리어, 제 1 열적 활성 가능한 재료의 병렬 스트립들의 제 1 세트 및 제 2 열적 활성 가능한 재료의 병렬 스트립들의 제 2 세트를 포함하는 차량 캐비티를 구조적으로 강화하거나, 밀봉하거나 또는 배플링하기 위한 장치가 고려된다. 캐리어는 깨짐(breaking) 없이 쉽게 휘어질 수 있으며 0.5 ㎜ 미만의 두께를 가질 수 있다. 캐리어는 제 1 표면 및 제 1 표면 반대편의 제 2 표면을 포함한다. 병렬 스트립들(적어도 3개의 병렬 스트립일 수 있는)의 제 1 세트는 캐리어의 제 1 표면 상에 위치될 수 있으며 병렬 스트립들(적어도 3개의 병렬 스트립일 수 있는)의 제 2 세트는 캐리어의 제 2 표면 상에 위치될 수 있다. 그 상부에 스트립들을 갖는 가용성 캐리어가 각각의 힌지 부분들 내에서 적어도 하나의 축에 대한 탄성 변형이 가능하도록 병령 스트립들의 제 1 세트 및 제 2 세트는 가요성 캐리어 상에 어떠한 활성 가능 재료가 없고 대체로 서로 평행인 복수의 힌지 부분(hinge portion)을 정의하기 위하여 서로에 대하여 정렬될 수 있다.
장치는 이차 장치의 표면에 들어맞도록 구성될 수 있다. 장치는 그것의 길이 축을 따라 가요성(예를 들면, 깨짐 없이 쉽게 휘어질 수 있는)일 수 있다. 캐리어는 그 단부에서 지탱될 때 그 자체의 중량에서 휘어질 수 있다. 캐리어는 그 단부에서 지탱될 때 캐리어가 놓여있는 평면에 대하여 약 45o의 위치로 휘어질 수 있다. 캐리어의 휨의 정도는 장치의 중량이 증가함에 따라 증가할 수 있다. 캐리어의 각각의 면 상의 스트립들 사이의 거리는 활성 가능 재료의 팽창 퍼센트 비율이 증가함에 따라 증가할 수 있다. 활성 가능 재료의 체적 팽창은 적어도 약 100%이며 약 300% 미만이다. 캐리어는 종단 에지(terminal edge)를 포함하고 적어도 하나의 스트립은 종단 에지에 닿거나 또는 덮기 위하여 팽창할 수 있다. 캐리어는 적어도 두 축을 따라 변형할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 스트립은 제 2 축을 따라 힌지를 선택적으로 위치시키기 위한 불연속 부분을 포함할 수 있다. 스트립들의 제 1 세트는 제 1 성분을 가질 수 있고 스트립들의 제 2 세트는 제 1 성분과 다른 제 2 성분을 가질 수 있다. 스트립들의 제 1 세트는 제 1 체적 팽창을 가질 수 있고 스트립들의 제 2 세트는 제 1 체적 팽창과 다른 제 2 체적 팽창을 가질 수 있다. 스트립들의 제 1 세트는 제 1 압축 강도를 가질 수 있고 스트립들의 제 2 세트는 제 1 압축 강도와 다른 제 2 압축 강도를 가질 수 있다. 스트립들의 제 1 세트는 제 1 두께를 가질 수 있고 스트립들의 제 2 세트는 제 1 두께와 다른 제 2 두께를 가질 수 있다. 스트립들의 제 1 세트는 제 1 프로파일을 가질 수 있고 스트립들의 제 2 세트는 제 1 프로파일과 다른 제 2 프로파일을 가질 수 있다. 캐리어, 활성 가능 재료, 또는 둘 모두는 패스너(fastener)와 접촉될 수 있다. 캐리어는 중합체(폴리에스테르 필름이 될 수 있다), 포일 스크림, 또는 그것들의 조합으로 형성될 수 있다. 스트립들의 제 1 세트 및 스트립들의 제 2 세트 중 하나 또는 그 이상은 접착성 재료로 형성될 수 있다. 스트립들의 제 1 세트 및 스트립들의 제 2 세트 중 하나 또는 그 이상은 끈적한 접착성 재료로 형성될 수 있다. 스트립들의 제 1 세트 및 스트립들의 제 2 세트 중 하나 또는 그 이상은 밀봉 재료(sealant material)로 형성될 수 있다. 캐리어는 전도성 재료로 형성될 수 있다. 캐리어는 전도성 필름 재료로 형성될 수 있다. 캐리어는 활성 가능 재료가 활성 동안에 이를 통하여 흐르는 하나 또는 그 이상의 개구부를 포함할 수 있다.
두 번째 양상에서, 캐리어를 형성하는 단계 및 병렬 스트립들의 제 1 및 제 2 세트를 캐리어 상에 압출하는(extruding) 단계를 포함하는, 차량 캐비티를 구조적으로 강화하거나, 밀봉하거나 또는 배플링하기 위한 방법이 개시된다. 캐리어는 깨짐 없이 쉽게 휘어질 수 있으며 0.5 ㎜ 미만의 두께를 가질 수 있다. 캐리어는 제 1 표면 및 제 1 표면 반대편의 제 2 표면을 포함한다. 스트립들의 제 1 세트는 캐리어의 제 1 표면 상에 제 1 열적으로 활성 가능 재료의 적어도 3개의 병렬 스트립을 형성하도록 압출될 수 있다. 스트립들의 제 2 세트는 캐리어의 제 2 표면 상에 제 2 열적으로 활성 가능 재료의 적어도 3개의 병렬 스트립을 형성하도록 압출될 수 있다. 제 1 세트 및 제 2 세트는 어떠한 활성 가능 재료도 없는 가요성 캐리어 상의 복수의 힌지 부분을 정의하기 위하여 서로 정렬될 수 있으며 그 안에 스트립들을 갖는 가용성 캐리어가 각각의 힌지 부분들 내의 적어도 하나의 축에 대한 탄성 변형을 할 수 있도록 일반적으로 서로 평행이다. 방법은 압출 단계 이후에 원하는 최종 형태로 캐리어와 병렬 스트립들을 다이-커팅(die-cutting)하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 여기서 캐리어의 반대편 표면들 상에 위치되는 복수의 열적으로 활성 가능 스트립을 포함하는 변형가능한 캐리어를 갖는 캐비티들의 밀봉, 배플링 또는 구조적 강화를 위한 장치 및 방법을 개시한다. 여기에 개시된 장치는 활성 가능 스트립들의 위치들에 의해 캐리어 상에 생성되는 힌지 표면을 이용함으로써 원하는 크기와 형태로 쉽게 주문제작될 수 있는 저 중량 구조를 갖는 캐비티의 효율적인 배플링, 강화 및/또는 밀봉을 허용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시 예의 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 실시 예의 장치의 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 실시 예의 장치의 사시도를 도시한다.
도 4는 도 3의 장치의 바닥 표면을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 실시 예의 장치의 사시도를 도시한다.
여기에 제시되는 설명들과 도면들은 통상의 지식을 가진 자들에 본 발명, 본 발명의 원리들, 및 실질적인 적용들을 이해시키는 것으로 의도된다. 통상의 지식을 가진 자들은 특정 이용의 요구들에 가장 적합할 수 있는 것과 같이, 다양한 형태로 본 발명을 적용하고 응용할 수 있다. 따라서, 설명되는 본 발명의 특정 실시 예들은 본 발명의 완전한 것으로 또는 본 발명을 제한 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 설명을 참조하여 결정되어서는 안 되며, 대신에 청구항들의 권리와 동등한 등가물들의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구항들을 참조하여 결정되어야만 한다. 특허출원서들과 공보들을 포함하는, 모든 문헌과 참조문헌의 내용은 모든 목적을 위하여 참조로써 통합된다. 다음의 청구항들로부터 수집될 것과 같이 다른 조합들이 또한 가능하며, 이는 또한 여기에 참조로써 본 발명의 설명에 통합된다.
본 출원서는 2013년 9월 26일에 출원된 미국 가특허출원 제 61/705,857호와 관련되며 상기 출원서의 우선권 날짜의 이익을 주장한다. 상기 출원서의 전체내용은 모든 목적을 위하여 여기에 참조로써 통합된다.
본 발명은 저 중량 가요성 캐리어 및 활성 가능 재료를 포함하는 복수의 스트립을 갖는 캐비티의 향상된 배플링, 강화, 및 밀봉을 허용한다. 복수의 스트립은 인접 스트립들과 일반적으로 평행 관계로 배치될 수 있다. 복수의 스트립은 단지 캐리어의 일 표면 상에 위치될 수 있거나 또는 캐리어의 두 반대편 표면 상에 위치될 수 있다. 복수의 스트립은 하나의 일정한 성분을 포함할 수 있거나 서로 다른 성분들로 형성될 수 있다. 복수의 스트립은 캐리어의 제 1 표면 상의 스트립들이 제 1 성분을 포함하고 캐리어의 제 2 표면 상의 스트립들이 제 1 성분과 다른 제 2 성분을 포함하는 것과 같이 형성될 수 있다. 장치는 복수의 스트립의 위치가 힌지 부분들이 형성되기 위하여 어떠한 활성 가능 재료도 없는(활성 이전에) 캐리어의 부분들을 갖을 수 있도록 형성될 수 있으며 이에 의해 캐리어의 가요성 재료는 힌지 부분들을 따라 휨을 허용한다.
도 1 및 2는 제 1 표면(14) 및 제 2 표면(16)을 포함하는 캐리어(12)를 갖는 장치(10)를 도시한다. 캐리어(12)의 제 1 표면(14)은 그 안에 위치되는 실질적으로 병렬 스트립들의 제 1 세트(18)를 포함하도록 도시된다. 캐리어(12)의 반대편 제 2 표면(16)은 그 안에 위치되는 실질적으로 병렬 스트립들의 제 2 세트(20)를 포함하도록 도시된다. 스트립들은 어떠한 활성 단계(예를 들면, 그린(green) 상태에서) 이전에 나타난다. 도 1과 2에서 더 도시된 것과 같이, 스트립들의 제 1 및 제 2 세트(18, 20)는 캐리어의 제 1 표면 상의 각각의 스트립이 캐리어의 제 2 표면 상의 스트립과 정 반대편 관계로 놓여 있는 것과 같이 배치될 수 있다. 그와 같이, 캐리어(12)의 힌지 부분들(22)은 어떠한 활성 가능 재료도 포함하지 않는 것과 같이 형성될 수 있다. 이러한 힌지 부분들(22)은 도 2의 예를 위하여 도시된 것과 같이 캐리어가 힌지 부분을 따라 휘어질 수 있도록 허용할 수 있다.
도 3과 4는 병렬 스트립들(18)의 제 1 세트 및 병렬 스트립들(20)의 제 2 세트를 포함하는 캐리어(12)의 각각의 반대편 표면(14, 16)을 도시한다. 도 3은 장치가 장치를 받는 표면(26)과 직접적인 평면 접촉으로 놓이도록 곡선 위치로 휘어지는 힌지 부분(22)을 도시한다. 장치는 원하는 위치에 장치를 부착하기 위하여 각각의 단부 상에 위치되는, 두 개의 패스너(24)를 더 포함한다. 도 5는 병렬 스트립들(18, 20)의 제 1 및 제 2 세트가 각각 캐리어(12)의 종단 에지(28)로, 또는 종단 에지(28)를 넘어 확장하는 하나의 스트립을 포함하는 일 실시 예를 도시한다. 장치의 크기와 형태는 캐비티 내의 장치의 원하는 위치에 의존할 수 있다. 힌지 부분들의 위치들은 설치 동안에 장치가 변형되는 것을 허용한다. 힌지 부분들은 장치의 크기와 형태가 장치가 위치되는 캐비티의 단면과 일치하도록 설치 동안에 휘어질 수 있다. 장치는 복수의 스트립의 활성 가능 재료가 종래에 가로지르는데 어려움이 있는 영역들(예를 들면, 영의 크기와 형태에 기인하여 밀봉하기가 어려운 캐비티 내의 작은 영역들) 내로 직접적으로 팽창하도록 형상화될 수 있다. 예를 들면 도 5에 도시된 것과 같이, 복수의 스트립의 활성 가능 재료는 캐리어에 의해 접촉되지 않는 캐비티의 영역들에 도달하기 위하여 캐리어의 에지를 넘어 팽창할 수 있다. 활성 가능 재료의 지향성 팽창은 감소된 효율의 결과 없이, 활성 이전에 캐리어의 경계와 캐비티 벽 사이의 더 큰 공간들을 허용한다. 장치의 크기와 형태는 따라서 장치가 위치될 캐비티의 크기와 형태에 의존할 수 있다.
장치는 스트립들의 활성 가능 재료의 활성 이전에 장치의 주변부가 캐비티 벽과 접촉하지 않도록 하나 또는 그 이상의 패스너를 갖는 캐비티 내에 위치될 수 있다. 대안으로서, 장치의 적어도 일부가 활성 이전에 캐비티 벽과 접촉할 수 있다. 활성 가능 재료의 활성 상에서, 활성화된 재료는 캐비티 벽과 접촉할 수 있다. 장치는 가역적일 수 있거나, 또는 바꾸어 말하면 캐리어의 어느 표면이 캐비티 내에서 위쪽을 향하든 관계없이 장치 특성이 기능을 하도록 형상화될 수 있다. 또한, 장치는 장치의 형태가 밀봉, 배플링 또는 강화를 필요로 하는 캐비티의 영역과 상응하도록 캐비티 내의 배치 상에서 힌지 부분들의 위치를 기초로 하여 비-평면 형태로 영구히 고정될 수 있다. 그 결과, 여기서 설명되는 장치는 캐비티 내의 이상적인 맞춤을 위하여 구부러지거나, 휘어지거나 또는 다수의 다양한 형태 또는 위치로 형성될 수 있는 하나의 평면 장치를 허용한다. 그 결과가 하나의 특정 캐비티로 성형되는 특별히 형상화된 장치들이 필요하지 않도록 하기 위하여 밀봉, 배플링 및 강화를 위한 간단하고 쉽게 주문제작되는 장치이다.
위에서 설명한 것처럼, 장치의 크기는 장치가 위치하게 되는 캐비티의 크기에 따라 달라진다. 캐리어의 두께는 최소 약 0.005 ㎜인 것이 좋다. 장치의 두께는 약 5 ㎜보다는 작은 것이 좋다. 캐리어의 두께는 약 0.1 ㎜에서 약 2 ㎜까지 될 수 있다. (활성 전에) 복수의 활성 가능 재료의 스트립들의 두께는 캐리어의 두께보다 더 큰 것이 좋다. 복수의 활성 가능 재료의 스트립들의 두께는 모든 스트림들에 있어 일정할 수도 있고 변할 수도 있다. 캐리어의 제 1 표면 상에 위치하는 스트립의 제 1 세트는 제 1 두께를 가질 수 있고, 캐리어의 반대편인 제 2 표면 상에 위치하는 스트립의 제 2 세트는 제 1 두께와는 다른 제 2 두께를 가질 수 있다. 스트립의 제 1 세트의 각 스트립은 인접하는 스트립들의 두께와는 다른 두께를 가질 수 있다. 스트립의 제 2 세트의 각 스트립은 인접하는 스트립들의 두께와는 다른 두께를 가질 수 있다. 복수의 활성 가능 재료의 스트립들의 두께는 최소 약 0.01 ㎜인 것이 좋다. 복수의 활성 가능 재료의 스트립들의 두께는 약 8 ㎜보다는 작은 것이 좋다. 복수의 활성 가능 재료의 스트립들의 두께는 약 0.2 ㎜에서 약 5 ㎜가 될 수 있다. 복수의 활성 가능 재료의 스트립들의 두께는 채워지고 밀봉되는 캐비티의 크기에 기초하여 선택되는 것이 좋다.
캐리어에는 하나 또는 그 이상의 개구들이 형성될 수 있다. 그 개구들은 캐비티를 효과적으로 밀봉하는 데 요구되는 재료의 양을 줄이기 위하여 존재하는 것이고, 이렇게 함으로써 장치의 무게를 줄일 수 있다. 활성 재료 층은 활성 동안에 하나 또는 그 이상의 개구들을 덮도록 확장될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 개구들은 활성 가능 재료의 활성 전에 유체(예를 들어, e-코트 유체)가 장치의 한쪽 면으로부터 다른 쪽 면으로 흘러 나갈 수 있도록 존재하는 것이다. 하나 또는 그 이상의 개구들은 활성 가능 재료의 팽창 전 또는 후로 캐비티 안에 있는 장치들 또는 재료들이 장치의 한쪽 면으로부터 장치의 다른 면으로 지나갈 수 있도록 허락한다. 예로서, 하나 또는 그 이상의 개구들은 드레인 튜브 통로(drain tube passage)를 허락한다. 하나 또는 그 이상의 개구들은 용접을 위한 목적으로 캐비티 안에 접근 지점을 제공하기도 한다.
캐리어는 중합체성 재료를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 캐리어는 폴리에스테르 필름 재료로 형성될 수 있다. 캐리어는 포일(foil) 재료(예를 들면, 금속 포일) 또는 스크림(scrim) 재료를 포함할 수 있다. 캐리어는 폴리에스테르, 포일 및 스크림 중 하나 또는 그 이상의 조합을 포함할 수 있다. 캐리어는 전도성 필름 재료일 수 있는, 전도성 재료로 형성될 수 있다. 캐리어의 적어도 일부는 전도성 필름 재료를 포함할 수 있다. 캐리어 재료는 중합체, 탄성 중합체, 섬유 재료(예를 들면, 옷감(cloth) 또는 직물 재료(woven materials)), 열가소성 수지, 플라스틱, 나일론, 및 그것들의 조합과 같은 다양한 다는 재료들을 포함할 수 있다. 다중 장치의 캐리어 재료들은 낭비를 방지하기 위하여 통상의 재료의 시트로부터 제작될 수 있다. 캐리어 재료는 캐비티의 원하는 공간들과 들어맞도록 하기 위하여 힌지 부분들을 따라 장치의 휨을 허용하도록 가요성 재료일 수 있다.
캐비티 내로의 장치의 배치 후에, 복수의 스트립의 활성 가능 재료는 미리 결정된 조건들의 설정에 따라 팽창하도록 활성화될 수 있다. 예를 들면, 특정 열의 레벨들로의 노출이 활성 가능 재료가 팽창하도록 야기할 수 있다. 활성 가능 재료의 팽창 체적은 특정 캐비티의 밀봉, 강화, 및/또는 배플링 요구에 따라 다양할 수 있다. 복수의 스트립의 활성 가능 재료는 적어도 약 100% 팽창할 수 있다. 복수의 스트립의 활성 가능 재료는 약 2000% 미만으로 팽창할 수 있다. 복수의 스트립의 활성 가능 재료는 적어도 약 500%, 적어도 약 1000%, 또는 그 이상 팽창할 수 있다. 복수의 스트립의 활성 가능 재료는 약 1000% 미만 또는 심지어 약 500% 미만으로 팽창할 수 있다. 스트립들의 팽창은 한 가지 일정한 팽창량일 수 있거나 또는 스트립들 중에서 다양할 수 있다. 스트립들의 제 1 세트는 제 1 체적 팽창을 가질 수 있고 스트립들의 제 2 세트는 제 1 체적 팽창과 다른 제 2 체적 팽창을 가질 수 있다. 스트립들의 제 1 세트의 각각의 스트립은 인접한 스트립들의 체적 팽창과 다른 체적 팽창을 가질 수 있다. 스트립들의 제 2 세트의 각각의 스트립은 인접한 스트립들의 체적 팽창과 다른 체적 팽창을 가질 수 있다.
복수의 스트립 중 하나 또는 그 이상의 활성 가능 재료는 일반적으로 접촉에 건조하거나 또는 점착성일 수 있으며 어떠한 형태의 원하는 패턴, 배치, 또는 두께로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 실질적으로 균일한 두께이다. 일 실시 예에서, 스트립들의 제 1 또는 제 2 세트 중 하나는 점착성 재료로 형성되고 여기에 모든 목적을 위하여 참조로써 통합되는 미국특허 공보 제 2004/0076831호 및 2005/0260399호에 개시된 것과 같은, 그 안에 위치되는 방출 층(release layer) 또는 처리 필름을 포함할 수 있다. 필름 층은 접촉에 점착성인 재료를 보호하도록 사용될 수 있다. 필름 층은 차량 구조체로의 재료의 적용 이전에 필름이 구조체에 부착될 재료의 점착 표면을 드러낼 것과 같이 재료로부터 제거될 수 있다.
스트립들의 활성 가능 재료를 형성하기 위하여 다른 열 활성 재료들이 가능하나. 바람직한 열 활성 재료는 활성 가능 중합체 또는 플라스틱이며, 바람직하게는 발포성이다. 복수의 스트립을 형성하기 위한 활성 가능 재료는 바람직하게는 구조적 접착성 재료일 수 있는 접착성 재료일 수 있다. 복수의 스트립을 형성하기 위한 활성 가능 재료는 에폭시 수지, 아세테이트(예를 들면, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)), 열가소성 폴리에테르, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트(예를 들면, 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate)와 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate)의 공중합체(copolymer)), 에폭시/탄성 중합체 부가물, 및 하나 또는 그 이상의 필러(filler, 예를 들면, 점토 필러 및/또는 나노입자-함유 필러) 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 중합체 제형을 갖는 상대적으로 높은 팽창 발포체(foam)일 수 있다. 바람직한 열 활성 가능 재료들이 모든 목적을 위하여 여기에 참조로써 통합되는, 미국특허 제 7,313,865호; 7,125,461호; 및 7,199,165호에 개시된다. 예를 들면, 그리고 제한 없이, 발포체는 또한 알파-올레핀(alpha-olefin)을 보유할 수 있는 에틸렌 공중합체 또는 삼량체(terpolymer)를 포함하는, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)/고무 기반 재료일 수 있다. 공중합체 또는 삼량체로서, 중합체는 두 가지 또는 3가지의 서로 다른 단량체, 즉, 유사한 분자들과 결합할 수 있는 높은 화학 반응도를 갖는 소분자들로 구성된다. 적절한 활성 가능 재료들은 L7220, L2861, L1066, L205, L2010, L2105, L2108A, L2806, L2811, L4200, L4141, L4161, L4315, L5510, L5520, L5540, L5600, L5601, L7102, 및 L7104라는 명칭으로 L&L Products, Inc사로부터 이용가능한 제품들을 포함한다. 스트립들의 활성 가능 재료는 다이 컷 압출식 재료의 시트일 수 있다. 이는 또한 캐리어 재료와 함께 공동 압출될 수 있다. 캐리어의 형성 및 활성 가능 재료의 스트립들의 캐리어 상으로의 배치에서, 그것의 원하는 형태로 장치를 형성하기 위하여 부가적인 다이-커팅 단계가 사용될 수 있다.
복수의 스트립들의 활성 가능 재료를 위하여 다수의 부가적인 배플링 또는 밀봉 발포체가 사용될 수 있다. 일반적인 발포체는 적절한 성분들(일반적으로 발포제 또는 경화제)과 혼합될 때 열의 적용 또는 특정 조건의 발생 상에서 신뢰할 수 있고 예측가능한 방법으로 팽창하고 경화할, 하나 또는 그 이상의 에틸렌 기반 중합체와 같은, 중합체 기반 재료를 포함한다. 열 활성 재료를 위한 화학적 관점으로부터, 발포체는 일반적으로 초기에 경화 이전에 액상수화(flowable) 재료로서 가공되며, 경화 상에서, 재료는 일반적으로 재료가 또 다른 액상수화가 불가능하도록 가교 결합할 것이다.
복수의 스트립의 활성 가능 재료는 선택된 재료가 열 활성화되거나 또는 그렇지 않으면 주변 조건(예를 들면, 습기, 압력, 시간 등)에 의해 활성화되면 다른 재료들로 형성될 수 있고 선택된 적용을 위한 적절한 조건들 하에서 경화할 수 있다. 그러한 한 가지 재료가 여기에 참조로써 통합되는 미국특허 제 6,131,897호에 개시되는 에폭시 기반 수지이다. 일부 다른 가능한 재료들은 폴리올레핀(polyolefin) 재료들, 적어도 하나의 단량체 형태 알파-올레핀을 갖는 공중합체와 3량체, 페놀(phenol)/포름알데히드(formaldehyde) 재료들, 페녹시(phenoxy) 재료들, 높은 유리 전이 온도들을 갖는 폴리우레탄(polyutethane) 재료들을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 미국특허 제 5,766,719호; 제 5,755,486호; 제 5,575,526호; 및 5,932,680호에 개시된 것과 같은 부가적인 재료들이 또한 사용될 수 있으며, 상기 특허들은 모든 목적을 위하여 여기에 참조로써 통합된다.
활성 가능한 재료가 열 활성 재료인 적용들에 있어서, 재료의 선택 및 형성과 관련된 중요한 고려사항은 재료가 경화하는(cure) 온도, 및 만일 활성 가능하면, 활성 온도이다. 일반적으로, 예를 들면 코팅(예를 들면, e-코트, 페인트 또는 클리어코트(clearcoat)) 경화 단계들 동안에, 상승된 온도에서 또는 높게 적용된 에너지 레벨에서 재료가 자동차 구조체들과 함께 가공될 때, 자동차 조립 공장에서 접하는 것과 같은, 높은 가공 온도들에서 재료가 활성화(경화, 팽창 또는 둘 모두)된다. 차체 공장 적용들(예를 들면, e-코트)을 위하여 자동차 조립 공정에서 접하는 온도들은 약 148.89℃ 내지 204.44℃(약 300℉ 내지 400℉)의 범위일 수 있으며, 페인트 공장 적용들을 위하여, 일반적으로 약 93.33℃(약 200℉) 또는 약간 높다(예를 들면 120℃-150℃) 있다.
활성 가능 재료의 스트립들은 캐리어에 접착하여 부착될 수 있다. 활성 가능 재료의 스트립들은 캐리어에 기계적으로 부착될 수 있다. 활성 가능 재료의 스트립들은 선택된 위치들에서 결합될 수 있다(예를 들면, 태킹(tacking) 형태의 부착물을 사용하여). 스트립들은 인접한 스트립들과 실질적으로 평행 관계로 배치될 수 있다. 스트립들의 제 1 세트는 적어도 하나의 스트립, 적어도 두 개의 스트립, 적어도 3개의 스트립, 적어도 4개의 스트립, 또는 심지어 4개보다 많은 스트립을 포함할 수 있다. 스트립들의 제 2 세트는 적어도 하나의 스트립, 적어도 두 개의 스트립, 적어도 3개의 스트립, 적어도 4개의 스트립, 또는 심지어 4개보다 많은 스트립을 포함할 수 있다. 스트립들의 제 1 세트 및 스트립들의 제 2 세트는 동일한 수의 스트립을 포함할 수 있다. 대안으로서, 스트립들의 제 1 세트는 스트립들의 제 2 세트보다 많은 스트립을 포함할 수 있다. 스트립들의 제 2 세트는 스트립들의 제 1 세트보다 많은 스트립을 포함할 수 있다. 사용되는 스트립들의 수와 스트립들의 위치는 캐비티 내에 설치될 때 힌지 부분들의 원하는 위치 및 궁극적으로 장치의 원하는 형태와 위치에 의존할 수 있다.
장치는 트리-패스너(tree-fasterner) 또는 나사산 스크루 패스너와 같은 패스너를 포함할 수 있다. 패스너는 또한 장치를 캐비티에 고정할 수 있는 한 다양한 형태 및 다양한 구성으로 제공될 수 있다. 적합한 패스너의 일례가 모든 목적을 위하여 여기에 참조로써 통합되는 미국특허공보 제 2010/0021267호에 개시된다. 패스너는 다중 층 또는 재료 형태들을 구조체에 고정할 수 있다. 적절한 패스너의 예들은 기계적 패스너, 클립, 탭(tab), 압입 끼워맞춤(press-fit), 스냅-핏(snap-fit), 스크루, 후크(hook), 그것들의 조합 등을 포함한다. 게다가, 하나 또는 그 이상의 패스너가 장치의 하나 또는 그 이상의 재료(예를 들면, 캐리어 재료 또는 복수의 스트립의 활성 가능 재료)를 갖는 단일 재료와 통합하여 형성될 수 있거나, 또는 서로 다른 재료로 형성될 수 있고 캐리어 재료에 제거가능하게 부착될 수 있는 것이 고려된다. 패스너는 장치를 캐비티에 부착(예를 들면, 접착 또는 자성으로 고정)할 수 있는 자성 재료 또는 부착 재료로서 제공될 수 있다. 그러한 실시 예에서, 자성 재료 또는 부착 재료는 하나 또는 그 이상의 캐리어 재료 또는 복수의 활성 가능 재료 내에 배치될 수 있다. 대안으로서, 자성 재료 또는 부착 재료는 캐리어 재료 및/또는 복수의 스트립의 활성 가능 재료 상에 배치될 수 있거나 혹은 그렇지 않으면 캐리어 및/또는 복수의 스트립의 활성 가능 재료에 연결될 수 있다.
장치는 하나 또는 그 이상의 패스너가 차량 캐비티 벽과 접촉하도록 설치될 수 있다. 체결(fastening)은 장치가 차량 캐비티 내의 배치 상에서 힌지 부분들의 위치를 기초로 하여 원하는 위치 내로 회전되거나 및/또는 고정되도록 발생할 수 있다.
본 발명의 장치는 비록 배, 빌딩, 가구, 저장 컨테이너 등과 같은 다른 제조 물품을 위하여 사용될 수 있더라고 자동차 내에 설치될 수 있다. 장치는 제한 없이, 자동차의 바디 부품(예를 들면, 패널), 프레임 부품(예를 들면, 하이드로폼 튜브들), 필라 구조체(예를 들면, A, B, C 또는 D-필라), 범퍼(bumper), 지붕, 격벽(bulkhead), 계기판, 휠 웰(wheel well), 플로어 팬(floor pan), 도어 빔(door beam), 햄 플랜지(hem flange), 차량 벨트라인 적용들, 문, 문턱, 로커(rocker), 갑판선, 후드(hood) 등을 포함하는 자동차의 다양한 부품들을 밀봉하거나 및/또는 배플링하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 재료들의 형성은 재료들의 원하는 구성에 따라 다양한 가공 단계들을 포함할 수 있다. 장치는 압출 공정과 뒤따르는 다이-커팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 부가적인 가공과 형성 단계들이 필요하지 않을 수 있다. 따라서 형성과 가공은 어떠한 성형 과정도 없을 수 있다. 이러한 단순화된 형성 과정은 장치의 형태와 크기가 설치 동안에 힌지 부분들을 거쳐 장치의 조작에 의하거나, 또는 원하는 형태와 크기로의 다이-커팅에 의해, 빠르게 변형되는 것을 허용한다. 따라서 부품의 형태와 크기가 변형될 필요가 있더라도 새로운 금형의 제조 또는 부품 재-디자인이 필요하지 않다. 일반적으로 어떠한 패스너 및 접착제를 포함하는 하나 또는 그 이상의 재료 또는 하나 또는 그 이상의 서로 다른 형태의 재료가 서로 수동으로 부착될 수 있거나, 서로 자동으로 부착될 수 있거나 또는 그것들의 조합일 수 있는 것이 고려된다. 게다가, 개별적으로 캐리어 재료 및 활성 가능 재료를 형성하기 위하여 성형(예를 들면, 압축, 사출 또는 다른 성형), 압출 등과 같은 다양한 가공들이 사용될 수 있으며 이러한 재료들을 함께 부착하기 위하여 다양한 가공들이 사용될 수 있다.
본 발명의 재료들과 형성 과정은 어떠한 캐비티와도 꼭 들어맞도록 쉽게 주문제작될 수 있는 단순화된 경량 밀봉, 강화 및 배플링 장치를 생성한다. 압출 과정은 어떠한 형태의 장치도 생산할 수 있다. 종래의 사출 성형된 부품들과 관련된 공구 세공과 재료들의 고비용은 크기와 형태가 쉽게 변형되는 간단한 장치를 제공함으로써 방지된다. 장치의 경량 특성은 장치의 바람직하지 않은 새깅(sagging)과 제거(dislodging)를 방지한다. 일단 캐비티 내에 위치되면 장치의 방향은 쉽게 변형될 수 있다.
여기에 인용된 모든 숫자 값은 낮은 값과 높은 값 사이에 적어도 2 단위의 분리가 존재하면 하나의 단위의 증가에서의 낮은 값부터 높은 값까지의 모든 값을 포함한다. 예로써, 예를 들면, 온도, 압력, 시간 등과 같은 공정 변수의 성분의 양 또는 값이 예를 들면, 1부터 90까지, 바람직하게는 20부터 80까지, 더 바람직하게는 30부터 70까지 존재하는 것으로 명시되면, 본 명세서에서는 15 내지 85, 22 내지 68, 43 내지 51, 30 내지 32 등과 같은 값들이 명확히 열거되는 것으로 의도된다. 1보다 작은 값들을 위하여, 하나의 단위는 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1인 것이 타당한 것으로 고려된다. 이것들은 단지 구체적으로 의도된 예들이며 열거된 가장 낮은 값과 가장 높은 값 사이의 수치 값들의 모든 가능한 조합은 본 명세서에서 유사한 방식으로 명확하게 표현되는 것으로 고려된다. 알 수 있는 것과 같이, 여기서 "부분 중량"으로 표현되는 양들의 원리는 또한 중량 퍼센트와 관련하여 표현되는 동일한 범위들을 고려한다. 따라서, "결과로서 생긴 중합체 혼합 조성물의 "x" 부분 증량"과 관련된 범위의 본 발명의 상세한 설명에서의 표현은 또한 결과로서 생긴 중합체 혼합 조성물의 증량 퍼센트로 "x"의 동일하게 인용된 양의 범위들의 원리를 고려한다.
달리 설명되지 않는 한, 모든 범위는 두 종점(endpoint) 및 두 종점 사이의 모든 수를 포함한다. 범위와 함께 "약(about)" 또는 "대략(approximately)"의 사용은 범위의 두 종점 모두에 적용된다. 따라서, "약 20 내지 30"은 적어도 명시된 종점들을 포함하는, "약 20 내지 약 30"을 포함하는 것으로 의도된다.
특허출원서와 공보들을 포함하는 모든 문헌과 참조의 개시는 모든 목적을 위하여 참조로써 통합된다. 조합을 설명하기 위하여 용어 "필수적으로 구성되는(consisting essentially of)"은 식별된 소자들, 성분들, 컴포넌트들 또는 단계들, 및 조합의 기본 및 신규 특성들에 실질적으로 영향을 미치는 않는 그러한 다른 소자들, 성분들, 컴포넌트들 또는 단계들을 포함하여야만 한다. 여기서 소자들, 성분들, 컴포넌트들 또는 단계들의 설명을 위하여 용어들 "포함하는(comprising)" 또는 "including"의 사용은 또한 소자들, 성분들, 컴포넌트들 또는 단계들을 필수적으로 구성하는 실시 예들을 고려한다.
복수의 소자, 성분, 컴포넌트 또는 단계는 단일의 통합된 소자, 성분, 컴포넌트, 또는 단계에 의해 제공될 수 있다. 대안으로서, 단일의 통합된 소자, 성분, 컴포넌트, 또는 단계는 개별의 복수의 소자, 성분, 컴포넌트, 또는 단계로 분할될 수 있다. 소자, 성분, 컴포넌트 또는 단계를 설명하기 위한 "a" 또는 "one"의 내용은 부가적인 소자들, 성분들, 컴포넌트들 또는 단계들을 배제하는 것으로 의도되지 않는다.
위의 설명은 단지 묘사를 위한 것이며 이를 한정하지 않는 것으로 이해하여야 한다. 제공된 실시 예들 이외에 많은 실시 예들과 많은 적용들은 통상의 지식을 가진 자들에 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 설명을 참조하여 결정되는 것이 아니라, 대신에 첨부된 청구항들 참조하고, 그러한 청구항들이 권리를 갖는 등가물의 완전한 범위와 함께 결정되어야만 한다. 특허출원서와 공보들을 포함하는 모든 문헌과 참조는 모든 목적을 위하여 참조로써 통합된다. 여기에 개시된 주제의 어떠한 양상 중 다음의 청구항들에서의 누락은 그러한 주제의 권리포기가 아니며, 본 발명의 발명자들이 개시된 본 발명의 주제의 일부분으로 그러한 주제를 고려하지 않는다는 것으로 간주해서는 안 된다.
10 : 장치
12 : 캐리어
14 : 캐리어의 제 1 표면
16 : 캐리어의 제 2 표면
18 : 스트립들의 제 1 세트
20 : 스트립들의 제 2 세트
22 : 힌지 부분
24 : 패스너
26 : 표면
28 : 종단 에지

Claims (20)

  1. 깨짐이 없이 쉽게 휠 수 있고 약 0.5 ㎜ 미만의 두께를 가지며 제 1 표면 및 상기 제 1 표면 반대편의 제 2 표면을 갖는 캐리어;
    상기 캐리어의 상기 제 1 표면 상에 제 1 열적으로 활성 가능 재료의 적어도 3개의 병렬 스트립인 제 1 세트;
    상기 캐리어의 상기 제 2 표면 상에 제 2 열적으로 활성 가능 재료의 적어도 3개의 병렬 스트립인 제 2 세트;를 포함하고,
    상부에 상기 스트립들을 갖는 상기 가용성 캐리어가 각각의 상기 힌지 부분들 내에서 축에 대한 탄성 변형이 가능하도록 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트는 상기 가요성 캐리어 상에 어떠한 활성 가능 재료가 없고 대체로 서로 평행인 복수의 힌지 부분을 정의하기 위하여 서로에 대하여 정렬되는 것을 특징으로하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 이차 표면의 표면에 들어맞도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 장치는 그 길이 축을 따라 가요성인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어는 그 단부에서 지탱될 때 그 자체의 중량 하에서 휘어질 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어는 그 단부에서 지탱될 때 상기 캐리어가 놓여있는 평면에 대하여 적어도 45o의 위치로 휘어질 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 휨의 정도는 상기 장치의 중량이 증가함에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어의 각각의 면 상에 상기 스트립들 사이의 거리는 상기 활성 가능 재료의 팽창 퍼센트 비율이 증가함에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 가능 재료의 체적 팽창은 적어도 약 100%이고 약 300% 미만인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어는 종단 에지를 포함하고 적어도 하나의 상기 스트립은 상기 종단 에지에 닿거나 또는 덮도록 팽창하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어는 적어도 두 축을 따라 변형할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 상기 스트립은 제 2 축을 따라 힌지를 선택적으로 위치시키기 위한 불연속 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들의 제 1 세트는 제 1 성분을 갖고 상기 스트립들의 제 2 세트는 상기 제 1 성분과 다른 제 2 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들의 제 1 세트는 제 1 체적 팽창을 갖고 상기 스트립들의 제 2 세트는 상기 제 1 체적 팽창과 다른 제 2 체적 팽창을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들의 제 1 세트는 제 1 압축 강도를 갖고 상기 스트립들의 제 2 세트는 상기 제 1 압축 강도와 다른 제 2 압축 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 1항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들의 제 1 세트는 제 1 두께를 갖고 상기 스트립들의 제 2 세트는 상기 제 1 두께와 다른 제 2 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 1항 내지 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들의 제 1 세트는 제 1 프로파일을 갖고 상기 스트립들의 제 2 세트는 상기 제 1 프로파일과 다른 제 2 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 1항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어는 중합체(폴리에스테르 필름), 포일, 스크림, 또는 그것들의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 1항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들의 제 1 세트 및 상기 스트립들의 제 2 세트 중 하나 또는 그 이상은 접착성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 1항 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들의 제 1 세트 및 상기 스트립들의 제 2 세트 중 하나 또는 그 이상은 끈적한 접착성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 깨짐이 없이 쉽게 휠 수 있고 약 0.5 ㎜ 미만의 두께를 가지며 제 1 표면 및 상기 제 1 표면 반대편의 제 2 표면을 갖는 캐리어를 형성하는 단계;
    상기 캐리어의 상기 제 1 표면 상에 제 1 열적으로 활성 가능 재료의 적어도 3개의 병렬 스트립의 제 1 세트를 압출하는 단계;
    상기 캐리어의 상기 제 2 표면 상에 제 2 열적으로 활성 가능 재료의 적어도 3개의 병렬 스트립의 제 2 세트를 압출하는 단계;를 포함하고,
    상부에 상기 스트립들을 갖는 상기 가용성 캐리어가 각각의 상기 힌지 부분들 내에서 축에 대한 탄성 변형이 가능하도록 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트는 상기 가요성 캐리어 상에 어떠한 활성 가능 재료가 없고 대체로 서로 평행인 복수의 힌지 부분을 정의하기 위하여 서로에 대하여 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
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