KR20220036964A - 격자 강화 엘라스토머의 복합 물품 - Google Patents

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KR20220036964A
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미쉘 에이. 줌브룸
윌리암 킴믹
케빈 퍼듀
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사토리우스 스테딤 노쓰 아메리카 인크.
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Abstract

복합 물품은 격자와 엘라스토머 섹션을 포함한다. 상기 격자는 상기 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 개방 메시 프레임을 형성하는 복수의 부재들을 포함한다. 상기 엘라스토머 섹션은 상기 격자 주위에 그리고 상기 격자의 공극들 내에 배치된 엘라스토머로 형성된다. 상기 복합 물품은 원형 개스킷, 그립을 갖는 개스킷, 장방형 개스킷, 용기 캡, 플라스크 스탠드, 및 수공구용 핸들일 수 있다.

Description

격자 강화 엘라스토머의 복합 물품
본 발명은 복합 물품에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 엘라스토머 재료를 강화하는 격자 구조를 함유하는 물품들에 관한 것이다.
성형 엘라스토머들은 개스킷, 핸들, 미끄럼 방지 다리부, 및 용기용 캡 또는 뚜껑들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 용도에 사용된다. 일부 성형 엘라스토머 물품을 형성하기 위해, 엘라스토머를 주형에 넣어 상기 엘라스토머로부터 완전히 물품을 형성할 수 있다. 상기 엘라스토머로부터 완전히 형성된 성형 엘라스토머 물품들은 인장 또는 압축하에 놓일 때 강성이 결여되고, 변형되거나 그리고/또는 신장될 수 있다.
일부 성형 엘라스토머 물품들은 성형 엘라스토머 물품에 추가적인 강성을 제공할 수 있는 내부 프레임 또는 구조를 포함한다. 성형 엘라스토머 물품을 형성하기 위해, 내부 프레임 또는 구조가 형성되고 주형 내에 삽입된 다음, 엘라스토머로 오버몰딩될 수 있다. 일반적으로, 내부 프레임 또는 구조가 형성된 후 그리고 엘라스토머로 오버몰딩되기 전에, 내부 프레임 또는 구조는 상기 내부 프레임 또는 구조에 대한 엘라스토머의 접착력을 향상시키기 위해 표면 처리된다. 어떤 경우에는, 압축되거나 장력이 가해질 때, 엘라스토머는 프레임으로부터 벗겨질 수 있다. 이와 같은 벗겨짐은 단일 부하 사이클 후에 발생할 수 있으며 후속 부하 사이클에 걸쳐 증가할 수 있다.
강화된 강성 및/또는 증가된 인성을 갖는 복합 물품에 대한 계속적인 요구가 있다. 또한, 복합 물품이 오버몰딩된 프레임을 포함하는 경우, 개선된 내박리성을 갖는 복합 물품에 대한 계속적인 요구가 존재한다. 또한, 복합 물품의 제조 단계들을 감소시키고 그리고/또는 제조 비용을 감소시킬 필요가 항상 존재한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 복합 물품은 격자 구조 및 엘라스토머 섹션을 포함한다. 적층 제조 방법에 의해 형성되는 격자 구조는 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 개방 메시 프레임을 형성하는 복수의 부재를 포함한다. 상기 엘라스토머 섹션은 적어도 부분적으로 상기 격자 구조 주위에 그리고 상기 격자 구조의 공극들 내에 배치되는 엘라스토머로 형성된다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 격자 구조는 모놀리식으로 형성된다. 상기 복수의 공극들 각각은 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기를 갖는다. 상기 엘라스토머 섹션은 열경화성 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션은 실리콘을 포함할 수 있거나 또는 스티렌-이소부틸렌-스티렌 또는 열가소성 폴리우레탄의 블록 중합체를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 물품은 개스킷을 형성하고 또한 상기 격자 구조와 일체로 형성된 본체를 포함한다. 상기 본체는 링을 형성할 수 있고, 상기 격자 구조는 상기 링의 내면으로부터 내향으로 연장될 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션은 상기 격자 구조로부터 내향으로 연장되는 플랜지를 포함할 수 있다. 상기 탄성중합체 섹션은 상기 플랜지보다 두꺼운 두께를 갖는 리브를 포함할 수 있다. 상기 리브는 상기 플랜지와 상기 본체 사이에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 본체 위로 연장된다. 상기 본체는 격자 구조와 일체로 형성될 수 있다. 상기 본체는 그의 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 하나 이상의 그립을 포함할 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 물품은 베이스 링, 복수의 플라스크 암들 및 레그를 포함한다. 상기 베이스 링은 플라스크의 하부를 지지하도록 구성될 수 있다. 각각의 플라스크 암은 상기 베이스 링으로부터 연장되어 상기 플라스크의 하부를 상기 베이스 링에 고정하도록 구성될 수 있다. 상기 레그는 상기 베이스 링으로부터 외향으로 연장될 수 있고 또한 상기 격자 구조와 일체로 형성된 본체를 포함할 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션은 상기 레그의 다리부(foot)를 형성할 수 있고 또한 표면과 결합하여 상기 표면에 대해 상기 레그를 지지하도록 구성될 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 물품은 원형 개스킷, 그립이 있는 개스킷, 장방형 개스킷, 용기 캡, 플라스크 스탠드, 또는 수공구용 핸들이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복합 물품은 격자 및 엘라스토머 섹션을 포함한다. 상기 격자는 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 개방 메시 프레임을 형성하는 복수의 부재들을 포함한다. 상기 엘라스토머 섹션은 상기 격자 주위에 그리고 상기 격자의 공극들 내에 배치되는 엘라스토머로 형성된다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 격자는 모놀리식으로 형성된다. 상기 격자는 적층 제조 방법에 의해 형성될 수 있다. 상기 복수의 공극들 각각은 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기일 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션의 엘라스토머는 상기 전체 격자 구조 주위에 배치될 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션은 열경화성 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션은 실리콘을 포함할 수 있거나, 또는 스티렌-이소부틸렌-스티렌 또는 열가소성 폴리우레탄의 블록 중합체를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 물품은 개스킷을 형성하고 또한 상기 격자와 일체로 형성된 본체를 포함한다. 상기 본체는 링을 형성할 수 있고, 상기 격자는 상기 링의 내면으로부터 내향으로 연장될 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션은 상기 격자로부터 내향으로 연장되는 플랜지를 포함할 수 있다. 상기 탄성중합체 섹션은 상기 플랜지보다 두꺼운 두께를 갖는 리브를 포함할 수 있다. 상기 리브는 상기 플랜지와 상기 본체 사이에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 본체 위로 연장된다. 상기 본체는 상기 격자와 일체로 형성될 수 있다. 상기 본체는 그의 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 하나 이상의 그립을 포함할 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 물품은 베이스 링, 복수의 플라스크 암, 및 레그를 포함한다. 상기 베이스 링은 플라스크의 하부를 지지하도록 구성될 수 있다. 각각의 플라스크 암은 상기 베이스 링으로부터 연장되어, 상기 플라스크의 하부를 상기 베이스 링에 고정하도록 구성될 수 있다. 상기 레그는 상기 베이스 링으로부터 외향으로 연장될 수 있고 또한 상기 격자와 일체로 형성되는 본체를 포함한다. 상기 엘라스토머 섹션은 상기 레그의 다리부를 형성할 수 있고 또한 표면과 결합하여 상기 표면에 대해 상기 레그를 지지하도록 구성될 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 물품은 원형 개스킷, 그립이 있는 개스킷, 장방형 개스킷, 용기 캡, 플라스크 스탠드, 또는 수공구용 핸들이다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 복합 물품의 제조 방법은 주형의 공동 내에 격자를 위치시키는 단계, 및 상기 격자의 공극들을 통해 상기 격자 주위로 유동하는 엘라스토머와 함께 상기 주형의 공동 내로 엘라스토머를 유동시키는 단계를 포함한다. 상기 격자는 개방 메시 프레임을 형성하고 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 복수의 부재들을 포함한다. 상기 방법은 상기 엘라스토머가 상기 공극들 내에서 그리고 적어도 부분적으로 상기 격자 주위에서 그의 최종 형상으로 응고되게 하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 격자를 적층 제조하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 격자를 3차원적으로 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 격자의 3차원적 인쇄는 가교된 시아네이트 에스테르 또는 가교된 폴리우레탄을 포함하는 격자들을 포함할 수 있다. 상기 주형의 공동 내에 상기 격자를 위치시키는 단계는 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기를 갖는 복수의 공극들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 엘라스토머를 상기 주형의 공동 내로 유동시키는 단계는 상기 격자가 표면 처리되지 않은 상태에서 발생한다. 상기 엘라스토머를 상기 공동 내로 유동시키는 단계는 원형 개스킷, 그립이 있는 개스킷, 장방형 개스킷, 용기 캡, 플라스크 스탠드의 일부 또는 수공구용 핸들 중 적어도 하나를 형성할 수 있다. 상기 엘라스토머를 유동시키는 단계는 액체 실리콘 또는 액체 퍼플루오로폴리에테르와 같은 액체 엘라스토머를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 플라스크를 지지하도록 구성된 플라스크 스탠드는 베이스 링 및 복수의 레그들을 포함한다. 상기 베이스 링은 상기 플라스크의 하부를 지지하도록 구성된다. 각각의 레그는 상기 베이스 링에 고정되고 또한 상기 베이스 링으로부터 외향으로 연장된다. 각각의 레그는 본체, 격자 및 탄성 다리부를 포함한다. 상기 본체는 상기 베이스 링에 고정되는 제1 단부 부분을 포함한다. 상기 다리부 부분은 상기 제1 단부 부분의 반대편에 위치한다. 상기 격자는 상기 다리부 부분 내에 형성되고 또한 상기 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 개방 메시 프레임을 형성하는 복수의 부재들을 포함한다. 상기 엘라스토머 다리부는 엘라스토머로 형성되고 또한 상기 격자 주위에 그리고 상기 격자의 공극들 내에 배치된다. 상기 다리부는 표면과 결합하여, 상기 표면에 대해 상기 본체를 지지하도록 구성된다.
실시예들에 있어서, 상기 제1 단부 부분은 부착 탭을 포함한다. 상기 부착 탭은 상기 베이스 링의 레그에 고정된다. 상기 복수의 레그들은 4개의 레그들을 포함할 수 있다. 각각의 레그의 격자 및 본체는 모놀리식으로 형성될 수 있다. 상기 격자의 각각의 공극은 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기일 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션은 열경화성 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 플라스크 스탠드는 복수의 플라스크 암들을 포함한다. 각각의 플라스크 암은 상기 베이스 링으로부터 연장될 수 있으며 또한 상기 플라스크의 하부를 상기 베이스 링에 고정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 플라스크 스탠드의 제조 방법은 본체 및 격자를 포함하는 레그를 적어도 주형 내에 배치된 격자와 함께 상기 주형의 공동 내에 위치시키는 단계를 포함한다. 상기 격자는 상기 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 개방 메시 프레임을 형성하는 복수의 부재들을 포함한다. 상기 방법은 또한 엘라스토머를 상기 격자의 공극들을 통해 그리고 격자 주위로 유동하는 엘라스토머와 함께 상기 주형의 공동 내로 유동시키는 단계를 포함한다.
실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 격자 또는 상기 본체를 적층 제조하는 단계를 포함한다. 상기 격자 및 상기 본체는 모놀리식 구조로 적층 제조될 수 있다. 상기 방법은 상기 본체 및 상기 격자를 3차원적으로 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 격자의 3차원적 인쇄는 가교된 시아네이트 에스테르 또는 가교된 폴리우레탄을 포함하는 격자를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 주형의 공동 내에 격자를 위치시키는 단계는 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기를 갖는 복수의 공극들을 포함한다. 상기 엘라스토머를 상기 주형의 공동 내로 유동시키는 단계는 상기 격자가 표면 처리되지 않은 상태에서 발생한다. 상기 엘라스토머를 유동시키는 단계는 액체 실리콘 또는 액체 퍼플루오로폴리에테르와 같은 액체 엘라스토머를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 레그를 베이스 링에 고정시키는 단계를 포함한다. 상기 레그를 상기 베이스 링에 고정시키는 단계는 상기 레그의 부착 탭을 상기 베이스 링에 한정된 리세스 내로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 일관된 범위 내에서, 본원에 기재된 임의의 양태들은 본원에 기재된 다른 양태들의 임의의 양태 또는 전부와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 양태들은 본원에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성하는 도면들을 참조하여 이하에서 설명되며:
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제공된 탄성중합체 개스킷의 사시도이다.
도 2는 도 1의 개스킷 본체의 사시도이다.
도 3은 도 1의 3-3 단면 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 개스킷의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 다른 탄성중합체 개스킷의 사시도이다.
도 6은 도 5의 개스킷 본체의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제공된 다른 엘라스토머 개스킷의 사시도이다.
도 8은 도 7의 8-8 단면 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 7의 개스킷 본체의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 용기 캡의 사시도이다.
도 11은 도 10의 용기 캡의 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 다른 용기 캡의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 플라스크 스탠드의 사시도이다.
도 14는 도 13의 플라스크 스탠드의 레그의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 다른 플라스크 스탠드의 사시도이다.
도 16은 도 15의 플라스크 스탠드의 레그의 측면도이다.
도 17은 도 16의 레그의 프레임의 저면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 수공구의 사시도이다.
도 19는 도 18의 19-19 단면 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 20은 도 18의 수공구의 핸들의 측면도이다.
본 발명은, 유사한 참조 번호들이 여러 도면들 각각에서 동일하거나 대응하는 구성 요소들을 나타내는, 도면들을 참조하여 이하에서 예시적인 실시예를 참조하여 더욱 완전하게 설명될 것이다. 이와 같은 예시적인 실시예들은 본 발명이 철저하고 완전할 수 있으며, 또한 본 발명의 범위가 당업자에게 충분히 전달될 수 있도록 설명된다. 실제로, 본 발명은 다수의 상이한 형상들로 구현될 수 있으며, 본원에서 설명된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다; 오히려 이와 같은 실시예들은 본 발명이 적용 가능한 법적 요건들을 충족하도록 제공된다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에 사용된 바와 같이, 단수형("a", "an", "the" 등)은 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상들을 포함한다. 또한, 본원에서 정량적 측정치, 값, 기하학적 관계 등에 대한 기준이 언급될 수 있지만, 달리 명시되지 않는 한, 모두가 아닐지라도 이들 중 하나 이상은 제조적 또는 공학적 허용 오차 등으로 인해 발생할 수 있는 허용 가능한 변수들을 설명하기 위해 절대적이거나 근사적일 수 있다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 개스킷(10)이 제공된다. 상기 개스킷(10)은 프레임(20) 및 엘라스토머 섹션(30)을 포함한다. 상기 프레임(20)은 전체적으로 성형 엘라스토머로 형성된 개스킷과 비교할 때 상기 개스킷(10)의 강성을 증가시키거나 상기 개스킷(10)의 유지력을 증가시키기 위해 제공된다. 상기 프레임(20)은 강성일 수 있거나 가요성일 수 있다. 상기 프레임(20)은 열가소성 물질, 폴리설폰, 폴리에테르 에테르 케톤, 열경화성 물질 또는 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 열가소성 물질은 폴리아미드를 포함할 수 있고, 적합한 열경화성 물질은 아크릴, 폴리우레탄 또는 시아네이트 에스테르를 포함할 수 있으며, 적합한 금속은 스테인리스 스틸, 구리 및 알루미늄을 포함할 수 있다.
특히 도 2를 참조하면, 상기 프레임(20)은 본체(22)와 격자(24)를 포함한다. 상기 본체(22)는 격자(24)가 링의 내면으로부터 내향으로 연장되어 링을 형성한다. 상기 본체(22)와 격자(24)는 일체로 형성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 본체(22) 및 격자(24)는 서로 모놀리식으로 형성된다. 예를 들어, 상기 본체(22) 및 격자(24)는 예를 들면 3차원 인쇄와 같은 적층 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 본체(22)는 실질적으로 고체이고 또한 오버몰딩 후에 외부 환경에 노출될 수 있다. 구체적으로, 상기 본체(22)의 일부 또는 전부는 엘라스토머로 오버몰딩되지 않을 수 있다. 대안적으로, 상기 본체(22)의 일부 또는 전부는 엘라스토머로 오버몰딩될 수 있다.
상기 격자(24)는 개방 셀 구조를 형성하고 또한 엘라스토머로 오버몰딩되어 그 주위에 엘라스토머 섹션(30)을 형성하도록 구성된다. 상기 격자(24)는 개방 메쉬 프레임을 형성하는 복수의 부재들 또는 암들에 의해 형성된다. 상기 격자(24)는 전체에 걸쳐 인접한 암들 사이에 복수의 개구부들 또는 공극들(25)을 한정한다. 상기 암들은 단면이 원형인 원통형이거나 또는 삼각형, 장방형, 오각형, 육각형 또는 기타 다각형 단면을 가질 수 있다. 상기 암들은 개방형 입방체 프레임, 개방형 피라미드형 프레임 또는 기타 개방형 프레임을 형성할 수 있다. 상기 공극들(25)은 엘라스토머가 상기 격자(24)의 공극들(25)을 통해 유동하도록 하고 또한 상기 격자(24) 내부 및 그 주위에서 응고되거나 경화되도록 하는 크기를 갖는다. 실시예들에서, 상기 공극들(25)은 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기일 수 있다.
상기 격자(24)는 상기 본체(22)에 인접한 리브 세그먼트(26) 및 상기 본체(22)로부터 멀리 상기 리브 세그먼트(26)로부터 연장되는 플랜지 세그먼트(28)를 한정할 수 있다. 상기 리브 세그먼트(26)는 상기 플랜지 세그먼트(28)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 격자(24)는 상기 본체(22)로부터 멀어지는 플랜지 세그먼트(28)에 테이퍼진 단부(29)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 격자(24)는 상기 본체(22)로부터 상기 격자(24)의 단부(29)까지 실질적으로 균일한 두께를 갖는다.
도 3을 추가로 참조하면, 상기 격자(24) 둘레에 엘라스토머 섹션(30)을 형성하기 위해, 주형(40)이 상기 주형(40)에 의해 한정된 공동(42) 내에 배치된 격자(24)와 함께 상기 격자(24) 주위에 고정된다. 도시된 바와 같이, 상기 주형(40)은 상기 공동(42) 외부의 본체(22)와 밀봉을 형성한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 본체(22)의 일부 또는 전부가 상기 주형(40)의 공동(42) 내에 배치될 수 있다.
상기 엘라스토머 섹션(30)이 상기 격자(24) 위에 성형될 때, 상기 엘라스토머 섹션(30)은 리브(36) 및 플랜지(38)를 포함한다. 상기 리브(36) 및 플랜지(38)의 치수는 상기 주형(40)의 공동(42)에 의해 결정된다. 상기 엘라스토머 섹션(30)은 상기 격자(24)가 상기 본체로부터 상기 격자(24)의 단부(29)까지 실질적으로 균일한 두께를 가질 때, 즉 상기 격자(24)가 리브 세그먼트(26)를 포함하지 않는 경우에조차 리브(36)를 포함할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 복합 물품(50)을 형성하는 방법이 도 1 내지 도 3의 개스킷(10) 및 주형(40)을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 설명된다. 상기 방법(50)은 개스킷(10)과 관련하여 상세히 설명되었지만, 상기 방법(50)은 개스킷, 핸들, 미끄럼 방지 다리부, 용기용 캡 또는 뚜껑, 또는 수공구용 핸들을 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 복합 물품을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
먼저, 상기 프레임(20)을 원하는 형상으로 형성한다(단계 52). 상기 프레임(20)의 원하는 형상은 최종 복합 물품, 예를 들어 개스킷(10)의 원하는 형상; 상기 최종 물품의 엘라스토머 섹션 형상; 상기 최종 복합 물품의 원하는 강성; 및 상기 최종 복합 물품과 관련된 기타 성능 요소들을 포함하는 다양한 요소들에 의해 결정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 프레임(20)의 원하는 형상은 상기 본체 섹션(22)의 형상 및 상기 격자(24)의 형상을 포함한다. 상기 격자(24)의 형상은 상기 격자(24)의 외부 치수 및 상기 격자(24)의 공극들(25)의 크기를 포함한다. 상기 격자(24)의 공극들(25)의 크기는 상기 격자(24)의 형상의 복잡성, 상기 엘라스토머 섹션(30)을 포함하는 엘라스토머, 상기 엘라스토머 섹션(30)의 원하는 강성, 상기 격자(24)를 형성하는 재료, 및/또는 또는 상기 엘라스토머 섹션(30)의 원하는 성능 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 격자(24)를 포함하는 프레임(20)을 형성하는 단계는 적층 제조 방법으로 상기 격자(24)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 격자(24)는 3차원적으로 인쇄될 수 있고 또한 가교된 시아네이트 에스테르 또는 가교된 폴리우레탄으로 형성될 수 있다.
프레임(20)이 형성된 상태에서, 상기 프레임(20)은 적어도 상기 주형(40)의 공동(42) 내에 배치된 격자(24)와 함께 상기 주형(40) 내에 위치된다(단계 54). 다음에, 상기 엘라스토머는 적어도 상기 프레임(20)의 격자(24)를 오버몰딩하기 위해 상기 주형(40)의 공동(42) 내로 주입된다(단계 56). 상기 엘라스토머가 상기 주형(40) 내로 주입됨에 따라, 상기 엘라스토머는 상기 격자(24) 주위로 그리고 상기 격자(24)의 공극들(25)을 통해 유동하여, 상기 엘라스토머는 상기 격자(24) 주위 및 그의 내부에서 성형된다. 엘라스토머가 상기 주형(40) 내에서 응고되거나 경화됨에 따라, 상기 엘라스토머는 상기 격자(24)에 결합하여 상기 개스킷(10)의 엘라스토머 섹션(30)을 형성할 수 있다. 상기 엘라스토머는 액체 실리콘 또는 액체 퍼플루오로폴리에테르와 같은 액체로서 상기 주형(40)를 통해 유동할 수 있다.
상기 엘라스토머가 충분히 경화되면, 상기 가스켓(10)은 상기 주형(40)로부터 제거된다(단계 58). 상기 엘라스토머는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지일 수 있다. 예를 들어, 적합한 열가소성 엘라스토머로는 스티렌-이소부틸렌-스티렌의 블록 공중합체, Santoprene™, 에틸렌 프로필렌 디엔 삼원공중합체(EPDM)와 폴리프로필렌의 블렌드, 또는 열가소성 폴리우레탄을 포함할 수 있으며, 적합한 열경화성 엘라스토머로는 실리콘(VMQ)과 같은 실리콘, 페닐 실리콘(PMVQ), 퍼플루오로 폴리에테르 엘라스토머, 폴리우레탄, 퍼플루오르화 엘라스토머(FFKM), 또는 플루오로엘라스토머(FKM)를 포함할 수 있다.
상기 격자(24)는 상기 격자(24)가 없는 본체(22)와 비교할 때 상기 엘라스토머 섹션(30)이 상기 프레임(20)에 대한 개선된 결합을 형성하도록 결합용 엘라스토머에 대한 증가된 표면적을 제공한다. 상기 개선된 결합은 상기 엘라스토머 섹션(30)과 상기 프레임(20) 사이의 강화된 기계적 부착의 결과일 수 있다. 상기 격자(24)에 의해 제공되는 개선된 결합은 상기 엘라스토머 섹션(30)의 내구성을 향상시킬 수 있고 또한 상기 프레임(20)과 상기 엘라스토머 섹션(30) 사이의 박리 가능성을 감소시키기 위해 상기 격자(24)와 상기 엘라스토머 섹션(30) 사이의 박리 강도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 엘라스토머 섹션(30) 내의 격자(24)는 상기 엘라스토머 섹션(30)의 인성을 증가시킬 수 있다. 상기 엘라스토머 섹션(30)의 증가된 인성은 상기 격자(24)에 의해 상기 엘라스토머 섹션(30)에 제공되는 미세 보강의 결과일 수 있다.
또한, 상기 엘라스토머와 상기 격자(24) 사이의 증가된 표면적은 상기 격자(24)의 표면 처리 없이 상기 격자(24)의 오버몰딩을 허용할 수 있다. 전통적인 오버몰딩과 관련된 처리 단계를 제거하면, 복합 물품들, 예를 들어, 개스킷(10)을 생산하기 위한 단계의 수를 감소시킬 수 있고; 따라서, 오버몰딩된 엘라스토머 물품의 비용을 감소시킬 수 있다.
오버몰딩된 엘라스토머 물품의 일부가 압축되는 일부 실시예들에 있어서, 상기 격자(24)는 압축된 부분의 압출 저항을 개선할 수 있다. 예를 들어, 사용시, 상기 개스킷(10)의 플랜지(38)는 상기 개스킷(10)을 통해 형성되는 경로(12)(도 1)와 함께 2개의 구성 요소들 사이에서 압축될 수 있다. 상기 격자(24)는 상기 플랜지(38)를 압축하는 2개의 구성 요소들 사이의 밀봉을 유지하면서 상기 경로(12) 내로 압출되는 상기 플랜지(38)의 압출 저항을 개선할 수 있다.
이제 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 복합 개스킷(110)이 제공된다. 상기 개스킷(110)은 이전 라벨 앞에 "1"을 갖는 유사한 라벨을 갖는 유사한 구성 요소들와 함께 위에서 상세히 설명된 개스킷(10)과 유사한다. 간결함을 위해, 여기에서는 상기 개스킷(110)과 상기 개스킷(10) 사이의 차이점만 상세히 설명될 것이다. 상기 개스킷(110)은 프레임(120) 및 엘라스토머 섹션(130)을 포함한다. 상기 엘라스토머 섹션(130)은 위에서 상세히 설명된 엘라스토머 섹션(30)과 유사하다.
특히 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(120)은 서로 일체로 형성된 본체(122), 그립(123) 및 격자(124)를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 본체(122), 그립(123), 및 격자(124)는 서로 모놀리식으로 형성된다. 예를 들어, 상기 본체(122), 그립(123) 및 격자(124)는 예를 들면 3차원 인쇄와 같은 적층 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 본체(122) 및 그립(123)은 실질적으로 중실형이며 오버몰딩 후에 외부 환경에 노출될 수 있다. 구체적으로, 상기 본체(122) 또는 그립(123)의 일부 또는 전체는 엘라스토머로 오버몰딩되지 않을 수 있다. 대안적으로, 상기 본체(122)의 일부 또는 전부 또는 상기 전체 그립(123)은 엘라스토머로 오버몰딩될 수 있다.
상기 그립(123)은 상기 개스킷(110)을 파지하기 위한 표면을 제공할 수 있다. 상기 그립(123)은 가요성일 수 있거나 강성일 수 있다. 상기 본체(122)는 도시된 바와 같이 3개의 그립(123)을 포함하거나, 또는 단일 그립(123)으로서 몇개 또는 3개 초과의 그립들(123)을 포함할 수 있다. 상기 그립(123)은 상기 본체(122) 둘레의 30도 내지 360도 범위로 연장될 수 있다.
이제 도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 다른 복합 개스킷(210)이 제공된다. 상기 개스킷(210)은 이전 라벨 앞에 "2"를 갖는 유사한 라벨을 갖는 유사한 구성 요소들와 함께 위에서 상세히 설명된 개스킷(10)과 유사한다. 간결함을 위해, 여기에서는 상기 개스킷(210)과 상기 개스킷(10) 사이의 차이점만을 상세히 설명할 것이다. 상기 개스킷(210)은 프레임(220) 및 엘라스토머 섹션(230)을 포함한다. 상기 엘라스토머 섹션(230)은 위에서 상세히 설명된 상기 엘라스토머 섹션(30)과 유사하다.
특히 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(220)은 서로 일체로 형성된 본체(222) 및 격자(224)를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 본체(222) 및 격자(224)는 서로 모놀리식으로 형성된다. 예를 들어, 상기 본체(222) 및 격자(224)는 예를 들면 3차원 인쇄와 같은 적층 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 본체(222)는 실질적으로 중실형이고 또한 엘라스토머에 의해 전체적으로 오버몰딩된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 본체(22)의 일부 또는 전부는 오버몰딩 후에 외부 환경에 노출될 수 있다. 특별히, 상기 본체(222)의 일부 또는 전부는 엘라스토머로 오버몰딩되지 않을 수 있다.
상기 본체(222)는 상기 본체(222)를 관통하는 경로(212)를 갖는 장방형 형상을 형성한다. 상기 격자(224)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 본체(222)로부터 상기 경로(212)를 향해 연장된다. 상기 본체(222) 또는 격자(224)는 상기 본체(222)의 각각의 모서리에 인접하여 그리고 상기 본체(222)의 모서리들 사이의 하나 이상의 지점에서 리세스(227)를 형성할 수 있다. 상기 격자(224)의 구조는 개스킷(10)과 관련하여 위에서 상세히 설명된 상기 격자(24)의 구조와 실질적으로 유사한다.
이제 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 명의 일 실시예에 따른 복합 용기 캡(310)이 제공된다. 상기 용기 캡(310)은 프레임 또는 본체(320) 및 엘라스토머 섹션 또는 밀봉부(330)를 포함한다. 상기 본체(320)는 측벽(322)의 일 단부에 커버(323)를 갖는 상기 측벽(322)을 포함한다. 상기 커버(323)는, 상기 커버(323)의 둘레를 둘러싸고 또한 상기 커버(323)로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 상기 측벽(322)을 갖는 원형 또는 디스크 형상이다. 상기 측벽(322)의 내부 표면에는 나사산이 형성될 수 있고 또한 용기의 목부 위로 나사산이 형성되어 상기 목부를 통과하는 용기의 개구부를 폐쇄할 수 있다. 대안적으로, 상기 측벽(322)의 내부 표면은 상기 목부를 통과하는 용기의 개구부를 폐쇄하기 위해 용기의 목부를 통과하여 그에 고정되도록 구성된 특징부들, 예를 들어 스냅 링 또는 돌출부들을 포함할 수 있다. 상기 커버(323)는 관통하는 도관(340)을 수용하는 각각의 포트(326)를 통해 하나 이상의 포트들(326)을 한정할 수 있다. 상기 도관들(340)은 엘라스토머 밀봉부(330)에 의해 밀봉 결합될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 커버(323)는 중실 디스크이고 포트(326)를 포함하지 않는다.
특히 도 11을 참조하면, 상기 본체(320)는 또한 상기 커버(323)로부터 연장되고 또한 상기 측벽(322) 내에 위치되는 격자(324)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 상기 격자(324)는 또한 상기 측벽(322)에 연결되나; 일부 실시예들에 있어서는, 상기 격자(324)가 상기 측벽(322)으로부터 이격될 수 있다. 상기 격자(324)는 상기 커버(323)로부터 상기 측벽(322)의 길이의 일부만큼 연장되고 또한 상기 엘라스토머 밀봉부(330)를 형성하기 위해 엘라스토머를 수용하도록 구성된다. 상기 격자(324)는 상기 커버(323)를 통과하는 포트들(326)의 일부를 한정하고 또한 이를 통해 상기 도관들(340)의 일부를 수용할 수 있다. 상기 격자(324)의 구조는 개스킷(10)과 관련하여 위에서 상세히 설명된 상기 격자(24)의 구조와 실질적으로 유사하다.
상기 측벽(322), 커버(323) 및 격자(324)는 서로 일체로 형성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 측벽(322), 커버(323), 및 격자(324)는 서로 모놀리식으로 형성된다. 예를 들어, 상기 측벽(322), 커버(323) 및 격자(324)는 예를 들면 3차원 인쇄과 같은 적층 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 측벽(322) 및 상기 커버(323)는 실질적으로 중실형이며 또한 오버몰딩 후에 외부 환경에 노출될 수 있다. 구체적으로, 상기 측벽(322) 또는 상기 커버(323)의 일부 또는 전부는 엘라스토머로 오버몰딩되지 않을 수 있다. 대안적으로, 상기 측벽(322)의 일부 또는 전부 또는 상기 전체 커버(323)가 엘라스토머로 오버몰딩될 수 있다.
상기 엘라스토머 밀봉부(330)는 상기 측벽(323) 내에 배치되고 또한 상기 격자(3l24)로 오버몰딩된다. 상기 엘라스토머 밀봉부(330)는 상기 포트들(326)을 통과하는 도관들(340)과 함께 밀봉부를 형성하고 또한 상기 포트들(326) 내에 상기 도관들(340)을 고정할 수 있다. 상기 엘라스토머 밀봉부(330)는 상기 측벽(322) 내에 수용된 용기의 목부와 밀봉부를 형성하고 또한 상기 목부를 통과하는 용기의 개구부 주위에 밀봉부를 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 격자(324)는 상기 엘라스토머 밀봉부(330)와 도관(340) 사이 또는 상기 엘라스토머 밀봉부(330)와 용기의 목부 사이에 형성된 밀봉부의 품질을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 격자(324)는 포트(326) 내에서 도관(340)의 압축을 방지하기 위해 상기 포트들(326) 내의 상기 엘라스토머 밀봉부(330)의 압출 저항을 개선할 수 있다.
이제 12을 참조하면, 다른 복합 용기 캡(360)의 프레임(320)이 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 상기 용기 캡(360)은 간략함을 위해 본원에 설명된 차이점만 제외하고는 상기 용기 캡(310)과 유사한다.
상기 용기 캡(360)의 프레임 또는 본체(320)는 상기 커버(323)의 중앙 부분(323a)이 상기 격자(324)를 포함하지 않도록 상기 커버(323)의 둘레 근방에 격자(324)를 포함한다. 상기 격자(324)는 용기의 목부에 의해 결합되는 상기 커버(323)의 일부 둘레에 배치되도록 구성될 수 있다. 상기 프레임(320)이 오버몰딩될 때, 상기 엘라스토머 섹션(도시되지 않음)은 상기 중앙 부분(323a) 위로 연장되지 않고 상기 격자를 포함하는 프레임의 일부 위에서만 몰딩된다.
이제 도 13 및 도 14를 참조하면, 복합 다리부(430)를 갖는 셰이커 플라스크 스탠드(shaker flask stand; 400)가 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 상기 스탠드(400)는 상부 링(402), 베이스 링(404), 베이스(406), 및 레그(410)를 포함한다. 상기 베이스 링(404)은, 상기 상부 링(402)이 지지되고 상기 베이스 링(404) 및 베이스(406)와 축방향으로 정렬된 상태로, 상기 베이스(406)에 고정된다. 상기 베이스(406)는 원형 형상이고 또한 디스크를 형성한다. 상기 베이스 링(404)은 상기 베이스(406)에 고정되고 또한 상기 베이스(406) 위에 위치될 수 있다. 상기 베이스 링(404)은, 상기 플라스크가 흔들릴 때, 플라스크, 예를 들어 삼각 플라스크의 하부를 유지하도록 구성될 수 있다. 상기 베이스(406)는, 상기 스탠드(400)와 플라스크가 흔들릴 때, 상기 플라스크의 표면을 따라 하부가 슬라이딩되게 하면서 상기 플라스크의 하부를 위한 받침 역할을 하도록 구성될 수 있다.
상기 레그들(410)은 상기 베이스(406) 또는 상기 베이스 링(404)으로부터 상기 상부 링(402)으로 연장된다. 각각의 레그(410)는 상기 베이스(406), 특히 상기 베이스(406)의 하부 표면에 고정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 각각의 레그(410)는 상기 베이스 링(404)에 고정될 수 있다. 상기 각각의 레그(410)는 상기 상부 링(402)에 해제 가능하게 결합되는 상부 후크(412)를 포함한다. 상기 상부 후크(412)는 플라스크가 상기 베이스(406)상에 그리고 상기 베이스 링(404) 내에 수용된 후에 상기 상부 링(402)이 오버 베이스(406)에 고정되도록 한다. 상기 상부 링(402)은 플라스크가 흔들리거나 또는 균형에 위치하는 동안 상기 스탠드(400) 내에 수용된 플라스크가 전복되거나 넘어지는 것을 방지하도록 구성된다. 상기 상부 링(402)은 상기 베이스 링(404)의 직경과 동일한 직경을 가질 수 있거나 또는 상기 베이스 링(404)의 직경보다 실질적으로 작은 직경을 가질 수 있다. 상기 상부 링(402)의 직경은 상기 스탠드(400) 내에 수용된 플라스크의 목부의 직경에 의해 결정될 수 있다.
상기 상부 링(402), 베이스 링(404) 및 베이스(406)는 알루미늄 또는 강과 같은 금속, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지와 같은 플라스틱을 포함하는 다양한 재료로 구성될 수 있다. 상기 상부 링(402), 베이스 링(404) 및 베이스(406)는 강성이고 또한 상기 스탠드(400) 내에 수용된 플라스크와의 충격력을 감소시키기 위한 재료로 코팅될 수 있다.
각각의 레그(410)는 본체(420) 및 성형된 탄성중합체 섹션 또는 다리부(430)를 포함한다. 특히 도 13을 참조하면, 상기 본체(420)는 일 단부 부분에 상부 후크(412)를 포함하고, 또한 상기 상부 후크(412) 반대편의 다른 단부 부분에 격자(424)를 포함한다. 상기 격자(424)는 상기 본체(420)의 하부 단부 부분으로부터 외향으로 연장된다. 상기 격자(424)는 상기 레그(410)의 단부까지 완전히 연장될 수 있거나 또는 상기 레그(410)의 단부로부터 이격되어 종료될 수 있다. 상기 격자(424)의 구조는 개스킷(10)과 관련하여 위에서 상세히 설명된 상기 격자(24)의 구조와 실질적으로 유사하다.
상기 본체(420)는 상기 상부 후크(412)와 일체로 형성될 수 있고, 상기 격자(424)는 서로 일체로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 전체 본체(420)는 모놀리식으로 형성된다. 예를 들어, 상기 본체(420)는 예를 들면 3차원 인쇄과 같은 적층 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 본체(420)는 오버몰딩 후에 외부 환경에 노출된 그의 일부와 함께 실질적으로 고형일 수 있다. 구체적으로, 상기 본체(420)의 일부는 엘라스토머로 오버몰딩되지 않을 수 있다. 대안적으로, 상기 전체 본체(420)는 엘라스토머로 오버몰딩될 수 있다.
상기 엘라스토머 섹션 또는 엘라스토머 다리부(430)는 상기 격자(424)를 엘라스토머로 오버몰딩함으로써 형성된다. 예를 들어, 각각의 레그(410)의 하부 단부 부분은 상기 격자(424)가 주형의 공동 내에 배치되도록 상기 주형 내에 배치될 수 있다. 다음에, 엘라스토머는 상기 격자(424)의 공극들(428)을 통해 그리고 상기 격자(424) 주위로 유동하도록 상기 주형의 공동을 통해 유동한다. 상기 엘라스토머가 경화될 때, 상기 엘라스토머 다리부(430)는 상기 격자(424) 위에 성형되도록 상기 격자(424) 위에 형성된다.
사용시, 상기 엘라스토머 다리부(430)는 표면과 접촉하고 또한 상기 스탠드(400)를 지지하도록 구성된다. 상기 다리부(430)는 셰이커 플레이트(shaker plate) 또는 플랫폼과 접촉하고 또한 상기 셰이커 플레이트 또는 플랫폼에 대한 상기 스탠드(440)의 움직임에 저항하도록 구성될 수 있다. 각각의 다리부(430) 내의 상기 격자(424)는 격자(424)가 없는 다리부에 비해 상기 다리부(430)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 각각의 다리부(430) 내의 격자(424)는 상기 다리부(430)와 상기 본체(420) 사이의 박리 강도를 개선하여, 상기 다리부(430)가 상기 본체(420)로부터 분리 또는 박리되는 것에 저항한다.
이제 도 15 내지 도 17을 참조하면, 복합 다리부(530)(도 16)를 갖는 또 다른 셰이커 플라스크 스탠드(500)가 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 상기 스탠드(500)는 플라스크 암들(502), 베이스 링들(504) 및 레그들(510)을 포함한다. 상기 플라스크 암들(502)은 상기 베이스 링들(504)로부터 연장되고 또한 플라스크를 상기 플라스크 스탠드(500)에 고정하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 플라스크 암들(502)은 상기 플라스크가 흔들릴 때 예를 들면 삼각 플라스크(Erlenmeyer flask)와 같은 플라스크의 하부를 유지하도록 구성된다. 상기 플라스크 암들(502)은 플라스크가 조작되는 동안 상기 스탠드(500) 내에 수용된 플라스크가 전복되거나 넘어지는 것을 방지하도록 구성된다. 상기 플라스크 암들(502)은 각각의 레그(510)에 인접한 베이스 링(504)으로부터 연장될 수 있다. 상기 플라스크 암들(502)은 플라스크가 상기 스탠드(500) 위에 수용될 때 외향으로 구부러지고 또한 상기 플라스크와 결합하여 상기 플라스크를 상기 플라스크 스탠드(500)에 고정하도록 탄력적일 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 스탠드(500)는 4개의 플라스크 암들(502) 및 상기 베이스 링(504) 주위에 방사상으로 이격된 4개의 레그들(510)을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 스탠드(500)는 3개의 플라스크 암들(502) 또는 3개의 레그들(510)을 포함하며, 일부 실시예들에 있어서, 상기 스탠드(500)는 4개 이상의 플라스크 암들(502) 또는 4개 이상의 레그들(510)을 포함한다. 특정 실시예에 있어서, 상기 스탠드(500)는 동일하지 않은 수의 플라스크 암들(502) 및 레그들(510)을 포함한다.
상기 베이스링(504)은 상기 스탠드(500)와 플라스크가 흔들릴 때 플라스크의 하부가 표면을 따라 슬라이딩하면서 상기 플라스크의 하부를 지지하는 역할을 하도록 구성된다. 상기 레그들(510)은 상기 베이스 링(504)으로부터 외향으로 연장된다. 각각의 레그(510)는 상기 레그(510)의 일 단부로부터 연장되고 또한 상기 베이스 링(504)에 상기 레그(510)를 고정하도록 구성되는 부착 탭(527)에 의해 상기 베이스 링(504)에 고정된다. 상기 베이스 링(504)은 내부에 상기 부착 탭(527)을 수용하도록 구성된 리세스를 한정할 수 있다. 상기 부착 탭(527)은 패스너에 의해 상기 베이스 링(504)에 고정될 수 있고, 접착제에 의해 상기 베이스 링(504)에 고정될 수 있으며, 그리고/또는 상기 베이스 링(504)에 용접, 예를 들어 초음파 용접될 수 있다.
상기 플라스크 암들(502) 및 상기 베이스 링(504)은 알루미늄 또는 강과 같은 금속, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지와 같은 플라스틱을 포함하는 다양한 재료들로 구성될 수 있다. 상기 플라스크 암들(502) 및 상기 베이스 링(504)은 실질적으로 강성이고 또한 상기 스탠드(500) 내에 수용된 플라스크와 함께 충격력을 감소시키기 위한 재료로 코팅될 수 있다.
각각의 레그(510)는 프레임 또는 본체(522) 및 성형 엘라스토머 섹션 또는 다리부(530)를 포함한다. 특히 도 17을 참조하면, 상기 본체(522)는 상기 부착 탭(527) 반대편의 상기 레그(510)의 단부에 다리부 부분(523)을 포함한다. 상기 다리부 부분(523)은 상기 레그(510)의 다리부 부분(523) 내로 연장되는 격자(524)를 포함한다. 상기 격자(524)의 구조는 개스킷(10)과 관련하여 위에서 상세히 설명된 상기 격자(24)의 구조와 실질적으로 유사하다.
상기 본체(522)는 상기 격자(524)와 일체로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 전체 본체(522)는 모놀리식으로 형성된다. 예를 들어, 상기 본체(523)는 예를 들면 3차원 인쇄과 같은 적층 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 본체(523)는 오버몰딩 후에 외부 환경에 노출되는 부분과 함께 실질적으로 고형일 수 있다. 구체적으로, 상기 본체(522)의 일부는 엘라스토머로 오버몰딩되지 않을 수 있다. 대안적으로, 상기 전체 본체(522)는 엘라스토머로 오버몰딩될 수 있다.
상기 엘라스토머 섹션 또는 엘라스토머 다리부(530)는 상기 격자(524)를 엘라스토머로 오버몰딩함으로써 형성된다. 예를 들어, 각각의 레그(510)의 다리부 부분(523)은 상기 격자(524)가 상기 주형의 공동 내에 배치되도록 상기 주형 내에 배치될 수 있다. 다음에, 엘라스토머는 상기 격자(524)의 공극들(528)을 통해 그리고 상기 격자(524) 주위로 유동하도록 상기 주형의 공동을 통해 유동한다. 상기 엘라스토머가 경화되면, 상기 엘라스토머 다리부(530)는 엘라스토머 다리부(530)가 상기 격자(524) 위에 성형되도록 상기 격자(524) 위에 형성된다.
사용시, 상기 엘라스토머 다리부(530)는 표면과 접촉하고 또한 상기 스탠드(500)를 지지하도록 구성된다. 상기 다리부(530)는 셰이커 플레이트 또는 플랫폼과 접촉하고 또한 상기 셰이커 플레이트 또는 플랫폼에 대한 상기 스탠드(500)의 움직임에 저항하도록 구성될 수 있다. 각각의 다리부(530) 내의 격자(524)는 상기 격자(524)가 없는 다리부에 비해 상기 다리부(530)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 각각의 다리부(530) 내의 격자(524)는 상기 다리부(530)와 상기 본체(523) 사이의 박리 강도를 향상시켜, 상기 다리부(530)가 상기 본체(523)로부터 분리되거나 또는 박리되지 않도록 저항한다.
이제 도 18 내지 도 20을 참조하면, 복합 핸들(610)을 포함하는 수공구(600)가 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 도시된 바와 같이, 상기 수공구(600)는 스크루 드라이버이고; 그러나 성형 엘라스토머 핸들(610)은 스크루드라이버, 플라이어, 수술 도구, 칼, 주방 도구, 목공 도구, 금속 작업 도구, 실험실 장비 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 수공구들과 함께 사용될 수 있음이 고려된다.
상기 수공구(600)는 작업 부분(604), 및 생크(606)를 갖는 샤프트(602)를 포함한다. 상기 생크(606)는 상기 생크(606)로부터 방사상 외향으로 연장되거나 또는 상기 생크(606) 내에 한정되는 고정 특징부들, 예를 들어 리세스를 포함할 수 있으며, 상기 고정 특징부들은 상기 섕크(606)에 대한 핸들(610)의 고정을 개선하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 섕크(606)는 상기 섕크(606) 둘레에 방사상으로 배치된 복수의 날개들(미도시)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 섕크(606)의 표면은 상기 섕크(606)와 상기 엘라스토머 섹션(630)의 결합을 향상시키기 위해 거칠게 될 수 있다. 상기 수공구(600)의 섕크(606)는 선형 생크로서 도시되어 있으며; 일부 실시예들에 있어서, 생크는 만곡될 수 있고, 루프를 형성하고, 후크를 형성할 수 있다. 또한, 생크(606)는 부착 특징부 없이 제공될 수 있다. 상기 섕크(606)는 성형 동안 엘라스토머를 수용하도록 구성된 복수의 길이 방향 홈들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
상기 핸들(610)은 프레임(620) 및 엘라스토머 섹션(630)을 포함한다. 상기 프레임(620)은 상기 엘라스토머 섹션(630)을 형성하는 엘라스토머 내에 배치되고 그에 의해 오버몰딩된다. 상기 프레임(620)은 본체(622) 및 이를 관통하는 통로(627)를 한정하는 격자(624)를 포함하며, 상기 통로는 그를 통해 상기 섕크(606)가 수용되도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 상기 격자(624)는 상기 본체들(622) 사이에서 연장되고 또한 상기 본체들(622) 사이에 웹을 형성한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 격자(624)는 상기 본체들(622) 사이에 쉘을 형성하고 또한 상기 본체들(622) 사이에 빈 코어를 형성한다. 상기 빈 코어는 엘라스토머로 충전될 수 있다. 상기 격자(624)는 엘라스토머로 상기 통로(627) 주위에 외부 쉘을 형성할 수 있다. 상기 격자(624)의 구조 및 형성은 개스킷(10)과 관련하여 위에서 상세히 설명된 상기 격자(24)의 구조 및 형성과 실질적으로 유사하다.
상기 격자(624)가 상기 섕크(606) 위에 위치되면, 주형이 상기 섕크(606) 및 상기 격자(624) 위에 배치된다. 다음에, 엘라스토머가 상기 격자(624) 및 상기 섕크(606)를 통해 그리고 그들 주위로 상기 주형의 공동 내로 유동되어, 상기 핸들(610)의 엘라스토머 섹션(630)을 형성한다. 상기 엘라스토머는 상기 핸들(610)의 내구성을 향상시킬 수 있는 상기 격자(624)에 기계적으로 부착된다. 또한, 상기 격자(624)는 상기 생크(606)에 대한 유지 및 고정을 개선하기 위해 상기 엘라스토머 섹션(630)을 강화할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들이 도면들에 도시되어 있지만, 본 발명은 이들에 의해 제한되도록 의도된 것이 아니며, 본 발명이 본 기술 분야에서 허용하는 범위 내에서 광범위하게 해석되고 또한 본 명세서도 마찬가지로 해석되도록 의도되었다. 또한. 상기 실시예들의 임의의 조합도 예상되고 첨부된 청구항들의 범위 내에 속한다. 따라서, 상술된 상세한 설명은 제한적으로 해석되어서는 안되며, 단지 특정한 실시예들을 예시하는 것으로 해석되어야 한다. 당업자라면 본원에 첨부된 청구범위 내에서 다른 수정을 예상할 수 있을 것이다.

Claims (26)

  1. 복합 물품으로서,
    적층 제조 방법에 의해 형성되고, 개방 메시 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 상기 프레임을 형성하는 복수의 부재들을 포함하는 격자 구조; 및
    적어도 부분적으로 상기 격자 구조 주위에 그리고 상기 격자 구조의 공극들 내에 배치되는 엘라스토머로 형성되는 엘라스토머 섹션을 포함하는, 복합 물품.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 격자 구조는 모놀리식으로 형성되는, 복합 물품.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 공극들 중 각각의 공극은 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기를 갖는, 복합 물품.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 열경화성 엘라스토머를 포함하는 , 복합 물품.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 열경화성 엘라스토머는 실리콘을 포함하는, 복합 물품.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 열가소성 엘라스토머를 포함하는, 복합 물품.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 스티렌-이소부틸렌-스티렌 또는 폴리우레탄의 블록 중합체를 포함하는, 복합 물품.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 격자 구조와 일체로 형성되는 본체를 추가로 포함하고, 상기 본체는 링을 형성하고, 상기 격자 구조는 상기 링의 내부 표면으로부터 내향으로 연장되는, 복합 물품.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 격자 구조로부터 내향으로 연장되는 플랜지를 포함하는, 복합 물품.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 플랜지보다 두꺼운 두께를 갖는 리브를 포함하고, 상기 리브는 상기 플랜지와 상기 본체 사이에 배치되는, 복합 물품.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 본체 위로 연장되는, 복합 물품.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 본체는 상기 격자와 모놀리식으로 형성되는, 복합 물품.
  13. 제8 항에 있어서, 상기 본체는 그의 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 하나 이상의 그립을 포함하는, 복합 물품.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 물품은 원형 개스킷, 그립을 갖는 개스킷, 장방형 개스킷, 용기 캡, 플라스크 스탠드, 및 수공구용 핸들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 복합 물품.
  15. 복합 물품으로서,
    개방 메시 프레임의 인접한 부재들 사이에 복수의 공극들을 한정하는 프레임을 형성하는 복수의 부재들을 포함하는 격자; 및
    격자 구조 주위에 그리고 상기 격자 구조의 공극들 내에 배치되는 엘라스토머로 형성되는 엘라스토머 섹션을 포함하는, 복합 물품.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 복수의 공극들 중 각각의 공극은 0.05 mm 내지 5 mm 범위의 크기를 갖는, 복합 물품.
  17. 제15 항에 있어서, 상기 격자 구조는 모놀리식으로 형성되는, 복합 물품.
  18. 제15 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션의 엘라스토머는 상기 전체 격자 구조 주위에 배치되는, 복합 물품.
  19. 제15 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 열경화성 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는, 복합 물품.
  20. 제15 항에 있어서, 상기 격자 구조와 일체로 형성된 본체를 추가로 포함하고, 상기 본체는 링을 형성하고, 상기 격자 구조는 상기 링의 내부 표면으로부터 내향으로 연장되는, 복합 물품.
  21. 제20 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 격자 구조로부터 내향으로 연장되는 플랜지를 포함하는, 복합 물품.
  22. 제21 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 플랜지보다 두꺼운 두께를 갖는 리브를 포함하고, 상기 리브는 상기 플랜지와 상기 본체 사이에 배치되는, 복합 물품.
  23. 제20 항에 있어서, 상기 엘라스토머 섹션은 상기 본체 위로 연장되는, 복합 물품.
  24. 제20 항에 있어서, 상기 본체는 상기 격자와 모놀리식으로 형성되는, 복합 물품.
  25. 제20 항에 있어서, 상기 본체는 그의 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 하나 이상의 그립을 포함하는, 복합 물품.
  26. 제15 항에 있어서, 상기 물품은 원형 개스킷, 그립을 갖는 개스킷, 장방형 개스킷, 용기 캡, 플라스크 스탠드, 및 수공구용 핸들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 복합 물품.
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