KR20230117759A - 복합체 제조를 위한 플루오로엘라스토머로 피복된 엘라스토머 - Google Patents

복합체 제조를 위한 플루오로엘라스토머로 피복된 엘라스토머 Download PDF

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KR20230117759A
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layer
fluoroelastomer
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핀레이 밀러
로버트 하쉬버거
마티아스 헥트
Original Assignee
루버크래프트 코포레이션 오브 캘리포니아, 엘티디.
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Abstract

복합체 구조물의 제조를 위한 다층 엘라스토머 공구가 개시된다. 상기 공구는 엘라스토머 기본 재료 및 플루오로엘라스토머 외부층을 포함한다. 기본 재료는, 특정 실시양태에서, 접촉 재료로서의 제한 없이 그것의 기계적 또는 열적 성능 또는 저렴한 비용에 기초하여 선택될 수 있다. 외부 재료는, 다양한 실시양태에서, 열등한 기계적 특성 또는 기본 재료와는 상이한 듀로미터를 가질 수 있거나 접촉 또는 장벽 재료일 수 있다.

Description

복합체 제조를 위한 플루오로엘라스토머로 피복된 엘라스토머{FLUOROELASTOMER COVERED ELASTOMERIC FOR COMPOSITE MANUFACTURING}
관련 출원과의 교차-참조
본 출원은 발명의 명칭이 "복합체 제조를 위한 플루오로엘라스토머로 피복된 엘라스토머 공구(FLUOROELASTOMER COVERED ELASTOMERIC TOOLING FOR COMPOSITE MANUFACTURING)"인, 2017년 10월 3일에 출원된 미국 가출원 제62/567,632호에 대해 우선권을 주장하며, 상기 가출원의 전체 내용은 마치 본원에 전문이 제시된 것처럼 참조로 포함된다.
기술 분야
본 개시내용은 일반적으로 복합체 제조 분야, 더 특히 복합체의 제조를 위한 공구에 관한 것이다.
엘라스토머 공구는 복합체의 제조에 사용될 수 있다. 엘라스토머 공구는 재료의 탄성 특성이 경질 공구보다 이점을 제공하는 경우에 특히 유리할 수 있다. 엘라스토머 공구는 실온에서 디벌킹(debulking)과 같은 응용분야를 위해 사용될 수 있다. 엘라스토머 공구는 또한 승온에서 갇힌(trapped) 공구로서, 재사용 가능한 진공 백으로서, 또는 경화 과정 동안의 압력 분배 또는 강화를 위해 사용될 수 있다.
발명의 요약
본 개시내용은 복합체를 형성하기 위한 공구로서 구현될 수 있으며, 여기서 상기 공구는, 플루오로엘라스토머를 포함하는 엘라스토머 외부층으로서, 엘라스토머 외부층은 엘라스토머 공구의 외부 표면을 실질적으로 한정하는, 엘라스토머 외부층; 및 엘라스토머 외부층에 접착되는 엘라스토머 내부층으로서, 엘라스토머 내부층은 플루오로엘라스토머와는 상이한 기본 재료를 포함하는, 엘라스토머 내부층을 포함한다.
한 실시양태에서, 플루오로엘라스토머는 비톤(Viton)이다.
한 실시양태에서, 기본 재료는 실리콘, 부틸-고무, 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무 (EPDM) 중 적어도 하나를 포함한다.
한 실시양태에서, 엘라스토머 공구는 엘라스토머 외부층과 엘라스토머 내부층 사이에 배치된 엘라스토머 계면층을 추가로 포함한다.
한 실시양태에서, 엘라스토머 계면층은 엘라스토머 외부층과 엘라스토머 내부층 사이의 접착을 용이하게 한다.
한 실시양태에서, 엘라스토머 계면층은 비닐-메틸-폴리실록산 (VMQ) 실리콘을 포함한다.
한 실시양태에서, 엘라스토머 공구는 맨드릴이고, 엘라스토머 내부층은 맨드릴의 최내부 부분을 한정한다.
한 실시양태에서, 엘라스토머 공구는 블래더(bladder)이고, 엘라스토머 내부층은 실질적으로 내부 공동을 한정하고, 엘라스토머 공구는 양압이 내부 공동에 가해짐으로써 팽창될 수 있다.
한 실시양태에서, 엘라스토머 공구는 시트이다.
한 실시양태에서, 플루오로엘라스토머는 기본 재료보다 더 큰 듀로미터를 갖는다.
본 개시내용은 또한 몰드 내에서 플루오로엘라스토머 재료를 포함하는 플루오로엘라스토머 층을 생성하는 방법으로서 구현될 수 있다. 플루오로엘라스토머 재료와는 상이한 기본 재료를 몰드에 부가한다. 플루오로엘라스토머 층 및 기본 재료를 공동-경화시켜 엘라스토머 공구를 생성한다.
한 실시양태에서, 몰드 내에서 플루오로엘라스토머 층을 생성하는 단계는, 플루오로엘라스토머 용액을 형성하기 위해서 플루오로엘라스토머 재료를 용매에 용해시키는 단계; 플루오로엘라스토머 용액을 몰드에 부가하는 단계; 및 몰드 내에서 플루오로엘라스토머 층을 생성하기 위해서 플루오로엘라스토머 용액을 건조시키는 단계를 포함한다.
한 실시양태에서, 기본 재료는 플루오로엘라스토머 층에 부가되고, 플루오로엘라스토머 층 및 기본 재료를 공동-경화시키는 단계는 플루오로엘라스토머 층을 기본 재료에 접착시킨다.
한 실시양태에서, 계면층을 플루오로엘라스토머 층에 부가하고, 계면층은 플루오로엘라스토머 재료 및 기본 재료와는 상이한 계면 재료를 포함한다.
한 실시양태에서, 엘라스토머 공구를 생성하기 위해서 플루오로엘라스토머 층 및 기본 재료를 공동-경화시키는 단계는, 엘라스토머 공구를 생성하기 위해서 플루오로엘라스토머 층, 계면층, 및 기본 재료를 공동-경화시키는 단계를 포함하고, 계면층은 플루오로엘라스토머 층을 기본 재료에 접착시킨다.
한 실시양태에서, 플루오로엘라스토머 재료는 비톤을 포함하고, 계면 재료는 비닐-메틸-폴리실록산 (VMQ) 실리콘을 포함하고, 기본 재료는 실리콘, 부틸 고무, 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무 (EPDM) 중 적어도 하나를 포함한다.
본 개시내용은 또한 복합체 프리프레그(prepreg)를 엘라스토머 공구 상에 배치하는 단계; 경화된 복합체 구조물을 생성하기 위해서 엘라스토머 공구 상의 복합체 프리프레그를 경화시키는 단계; 및 엘라스토머 공구를 경화된 복합체 구조물로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법으로서 구현될 수 있다. 상기 엘라스토머 공구는, 플루오로엘라스토머를 포함하는 엘라스토머 외부층으로서, 엘라스토머 외부층은 엘라스토머 공구의 외부 표면을 실질적으로 한정하는, 엘라스토머 외부층; 및 엘라스토머 외부층에 접착되는 엘라스토머 내부층으로서, 엘라스토머 내부층은 플루오로엘라스토머와는 상이한 기본 재료를 포함하는, 엘라스토머 내부층을 포함한다.
한 실시양태에서, 복합체 프리프레그는 엘라스토머 외부층과 접촉하고, 엘라스토머 내부층과 접촉하지 않는다.
한 실시양태에서, 플루오로엘라스토머 재료는 비톤을 포함한다.
한 실시양태에서, 기본 재료는 실리콘, 부틸 고무, 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무 (EPDM) 중 적어도 하나를 포함한다.
상기에 기술된 각각의 시스템 및 방법과 관련하여 다양한 제한의 조합이 개시되었지만, 이것들이 본원에 개시된 모든 제한을 구성하는 것은 아니며, 가능한 모든 제한의 조합을 구성하는 것도 아니라는 것을 알아야 한다. 이와 같이, 본 개시내용에 제시된 부가적인 제한 및 다양한 제한의 조합은 개시된 발명의 범위 내에 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 이러한 및 다른 특징 및 이점을, 본 발명의 원리를 예를 들어서 도시하는 첨부 도면과 연계하여 하기에 제시된 바람직한 실시양태의 상세한 설명을 통해, 더 용이하게 명백히 알게 될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 엘라스토머 공구의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 예시적인 엘라스토머 맨드릴 공구의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 예시적인 엘라스토머 블래더 공구의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 엘라스토머 공구를 생성하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 엘라스토머 공구를 사용하는 예시적인 방법을 도시한다.
도면은 단지 도시 목적으로만 제공되며, 단지 전형적인 또는 예시적인 구현양태를 도시할 뿐이다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 도면에 도시된 구조 및 방법의 대안적인 실시양태가, 본원에 기술된, 개시된 기술의 원리를 벗어나지 않게 사용될 수 있다는 것을 하기 설명으로부터 용이하게 인식할 것이다. 이러한 도면은 독자의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되며, 본 개시내용의 범주, 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 명확성과 도시의 편의를 위해, 이러한 도면은 반드시 축척에 맞게 그려지지는 않는다.
엘라스토머 공구는 복합체의 제조에 사용될 수 있다. 엘라스토머 공구는 재료의 탄성 특성이 경질 공구보다 이점을 제공하는 경우에 특히 유리할 수 있다. 엘라스토머 공구는 실온에서 디벌킹과 같은 응용분야를 위해 사용될 수 있다. 엘라스토머 공구는 또한 승온에서 갇힌 공구로서, 재사용 가능한 진공 백으로서, 또는 경화 과정 동안의 압력 분배 또는 강화를 위해 사용될 수 있다.
다양한 합성 고무가 엘라스토머 복합체 공구에 이용될 수 있다. 실리콘은 그것의 탁월한 고온 성능, 상당한 신장성 및 보수 가능성으로 인해 가장 널리 사용된다. 실리콘은 또한 약 25 듀로미터 내지 90 듀로미터 (쇼어(Shore A))의 범위의 경도를 갖는, 다양한 특성을 갖는 다양한 배합물을 제공한다. 복합체의 제조에 있어서 실리콘의 사용과 관련된 한 가지 한계는 그것이 에폭시계 수지 시스템에 대해 비상용성을 갖는다는 것이다. 많은 에폭시계 수지는 실리콘과 화학적으로 상호작용한다. 실리콘은 에폭시를 오염시킬 수 있고 에폭시는 실리콘을 열화시킬 수 있다. 결과적으로, 실리콘은 에폭시를 함유하는 대부분의 수지 시스템을 위한 승인된 접촉 재료가 아니다.
고온 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 (EPDM) 배합물이 또한 엘라스토머 복합체 공구에 사용될 수 있다. EPDM 배합물은 상당한 신장성을 갖는 인성 엘라스토머이다. 그러나, EPDM 배합물은 또한 에폭시 수지 시스템과 상호작용하고 일반적으로 경화되지 않은 복합체와 직접 접촉할 수 없다. EPDM은 또한 승온에서 산소에 노출되면 열화되기 쉽다.
비톤과 같은 플루오로엘라스토머가 또한 엘라스토머 공구에 사용될 수 있다. 플루오로엘라스토머는 일반적으로 화학적으로 불활성이고, 전형적으로 에폭시 수지 시스템과 상호작용하지 않고, 종종 승인된 접촉 재료이다. 플루오로엘라스토머 재료는 실리콘과 유사한 고온 성능 및 열등한 마찰 특성을 가지므로, 갇힌 엘라스토머 공구를 경화된 복합체로부터 제거하는 것을 용이하게 한다. 그러나, 플루오로엘라스토머는 전형적으로 실리콘보다 훨씬 더 비싸다. 플루오로엘라스토머는 또한 승온에서 비교적 불량한 신장성 및 불량한 내인열성을 갖는다. 더욱이, 플루오로엘라스토머는 일반적으로 단지 대략 65-95 듀로미터의 비교적 좁은 범위에서만 이용 가능하다. 실리콘과 달리, 플루오로엘라스토머는 또한 일반적으로 경화 시에 가압될 필요가 있는데, 여기에는 엘라스토머 공구를 형성하기 위해 오토클레이브 또는 폐쇄형 몰드 가공이 요구된다. 또한, 플루오로엘라스토머 재료는 그 자체에 결합하지 않기 때문에 보수하기 어렵다. 이러한 단점으로 인해, 복합체 제조에 사용되는 공구에 있어서의 플루오로엘라스토머의 사용이 크게 제한된다.
본원에 개시된 기술은, 플루오로엘라스토머를 기본 재료로서 사용되는 또 다른 기본 엘라스토머를 위한 외부 장벽층으로서 사용함으로써, 비싼 비용 및 열등한 기계적 특성과 같은 단점을 최소화 및/또는 상쇄하면서 화학적 불활성 및 낮은 산소 투과도와 같은 플루오로엘라스토머의 이점을 이용한다. 특정 실시양태에서, 충분히 얇은 플루오로엘라스토머 외부층은 기본 재료의 탄성 거동을 따를 수 있어서, 플루오로엘라스토머 범위를 벗어난 듀로미터를 갖는 플루오로엘라스토머 공구를 가능하게 한다. 다양한 엘라스토머 (예를 들어, 플루오로엘라스토머 외부층 및 기본 엘라스토머 내부층)가 사용된 기본 엘라스토머에 따라 계면층과 함께 또는 계면층 없이 함께 결합될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 플루오로엘라스토머 층 및/또는 다양한 엘라스토머들 사이의 계면층(들)은 기본 재료와의 가황 전에 압축 몰드 상에 도포되고/거나 B-단계 재료로서 층상으로 쌓아올려질 수 있다. 개시된 기술의 다양한 측면이 본원에서 더 상세히 기술된다.
종래의 접근법에서는, 플루오로중합체, 예컨대 플루오린화 에틸렌 프로필렌 (FEP) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 포일이 복합체 공구를 캡슐화하는 데 사용되었다. 그러나, 이러한 재료는 승온에서 많은 기본 엘라스토머에 대해 훨씬 더 높은 모듈러스 및 다양한 수축률을 갖는다. 이러한 속성은 여러 번 사용 후 포일의 층간박리를 초래할 수 있다. 또한, 플루오로중합체와 기본 엘라스토머 사이의 모듈러스 불일치는 종종 공구가 휘어질 때 공구에 주름을 초래한다. 이러한 주름은 복합체로 전달된다. 이러한 강성 플루오로중합체 포일은 또한 엘라스토머 블래더와 같은 엘라스토머 공구의 팽창을 크게 제한한다.
본원에 개시된 기술은 다양한 엘라스토머들을 엘라스토머 공구를 위한 샌드위치 구조로 통합함으로써 종래의 접근법의 한계를 극복한다. 본원에 개시된 기술은 주름 및 층간박리를 회피하고 기본 재료 또는 접촉 재료 그 자체의 한계를 극복하는 더 저렴한 비용의 공구 기술을 가능하게 한다. 벌크 플루오로엘라스토머와 달리, 개시된 기술의 다양한 실시양태는 또한 사용자가 오토클레이브를 사용하지 않고 플루오로엘라스토머를 함유하는 엘라스토머 공구를 가황시킬 수 있게 함으로써, 제조 비용을 현저하게 감소시킨다.
도 1은 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 엘라스토머 공구(100)의 단면도를 도시한다. 최외부 엘라스토머 플루오로엘라스토머 층(101)은 비톤과 같은 플루오로엘라스토머를 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 본질적으로 그것으로 이루어질 수 있다. 이러한 최외부 플루오로엘라스토머 층(101)은 복합체 (예를 들어, 엘라스토머 공구(100)를 사용하여 형성되는 복합체)와 직접 접촉할 수 있다. 대안으로서, 최외부 플루오로엘라스토머 층(101)은 엘라스토머 공구(100)와 형성되는 복합체 사이에 배치될 수 있는 부가적인 장벽층 및/또는 통기층과 접촉할 수 있다. 이러한 최외부층(101)은 90 쇼어 A 미만의 듀로미터를 가질 수 있다. 최외부 플루오로엘라스토머 층(101)의 듀로미터는 기본 엘라스토머(103)의 듀로미터와는 상이할 수 있다. 기본 엘라스토머(103)는, 예를 들어, 실리콘, EPDM, 또는 부틸 고무를 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 그것으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 기본 엘라스토머(103)에 사용되는 실리콘, EPDM 또는 부틸 고무는 공구(100)를 사용하여 제조되는 복합체의 경화에 충분한 온도 성능을 갖는 재료에 기초하여 선택될 수 있다.
특정 실시양태에서, 불충분한 접착을 나타내는 기본 재료/플루오로엘라스토머 조합의 경우에, 최외부 플루오로엘라스토머 층(101)은 계면층(102)을 통해 기본 엘라스토머(103)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 계면층(102)은 비닐-메틸-폴리실록산 (VMQ) 실리콘을 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 그것으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 다른 실시양태에서, 계면층(102)이 전혀 필요하지 않을 수 있고, 최외부 플루오로엘라스토머 층(101)은 기본 엘라스토머(103)에 직접 접착될 수 있다. 이는 예를 들어 기본 엘라스토머(103) 및 플루오로엘라스토머 층(101)이 경화 시에 임계 수준의 접착을 나타내는 경우일 수 있다.
특정 실시양태에서, 기본 엘라스토머(103)는 실리콘 재료를 포함할 수 있고, 최외부 플루오로엘라스토머 층(101)은 비톤 재료를 포함할 수 있으며, 두 층은 모두 과산화물 경화제 (예를 들어, 동일한 과산화물 경화제, 또는 상이한 과산화물 경화제)를 사용하여 경화될 수 있다. 이러한 배합물은 최외부 플루오로엘라스토머 층(101)을 기본 엘라스토머(103)에 직접 (즉, 중간 계면층(102) 없이) 접착시키는 데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 엘라스토머 공구 (예컨대 엘라스토머 공구(100))를 형성하는 예시적인 방법이 도 4를 참조하여 하기에 기술된다.
기본 재료 (103)는 복합체와 직접 접촉하지 않을 것이기 때문에, 복합체와의 기본 재료 (103)의 반응성은 고려될 필요가 없다. 기본 재료는 복합체와 접촉할 접촉 재료로서의 제한 없이 그것의 기계적 또는 열적 성능 또는 저렴한 비용에 기초하여 선택될 수 있다. 더욱이, 최외부 플루오로엘라스토머 층은 열등한 기계적 특성 또는 듀로미터를 가질 수 있는데, 왜냐하면 기본 재료가 기계적 특성에 있어서 이점을 제공할 것이기 때문이다.
도 1뿐만 아니라 본원에 제공된 다른 도면에 도시된 다양한 층은 설명을 용이하게 하기 위해 제공되며, 축척에 맞게 그려지지 않을 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 플루오로엘라스토머 층이 계면층 없이 기본 엘라스토머에 접착되는 예시적인 실시양태에서, 최외부 플루오로엘라스토머 층은 대략 .005 인치의 두께를 가질 수 있는 반면에, 기본 재료는 .070 인치 이상의 두께를 가질 수 있다. 이러한 구현양태에서, 최외부 플루오로엘라스토머 층은 플루오로엘라스토머 그 자체에서 전형적으로 관찰되는 값을 벗어나는 듀로미터 및 탄성 측정값을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, a.005 인치의 비톤 층을 a.070 인치의 실리콘층 상에 배치하였더니, 비톤에 대한 전형적인 범위를 벗어나며 실리콘과 더 유사한 경도 (듀로미터) 및 탄성 특성을 나타내는 얇은 비톤 층이 초래되었다.
도 2는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 사다리꼴 맨드릴 형태의 엘라스토머 공구(200)의 단면도를 도시한다. 엘라스토머 공구(200)는 상기 도 1에서 논의된 공구(100)의 층 구조와 유사한 층 구조를 갖는다. 공구(200)의 최외부층(202)은 비톤과 같은 플루오로엘라스토머 재료를 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 그것으로 본질적으로 이루어진 플루오로엘라스토머 층이다. 이러한 최외부층(202)은 복합체 (예를 들어, 공구(200)를 사용하여 형성되는 복합체)와 직접 접촉할 수 있다. 대안으로서, 최외부층(202)은 공구(200)와 형성되는 복합체 사이에 배치될 수 있는 부가적인 장벽층 및/또는 통기층과 접촉할 수 있다. 이러한 층(202)의 듀로미터는 기본 엘라스토머(206)의 듀로미터와는 상이할 수 있다. 특정 실시양태에서, 기본 엘라스토머(206)는 실리콘, EPDM 또는 부틸 고무를 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 그것으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 기본 엘라스토머(206)를 위한 재료는 공구(200)를 사용하여 수행되는 복합체 재료의 경화에 충분한 온도 성능을 갖는 것이도록 선택될 수 있다. 도 1에 도시된 실시양태와 유사하게, 계면층(204)이, 최외부 플루오로엘라스토머 층(202)을 기본 엘라스토머(206)에 접착시키기 위해 필요한 경우에, 사용될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 계면층(204)은 VMQ 실리콘을 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 그것으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 다른 실시양태에서, 계면층(204)은 전혀 필요하지 않을 수 있고, 최외부 플루오로엘라스토머 층(202)은 기본 엘라스토머(206)에 직접 접착될 수 있다. 특정 실시양태에서, 복합체 경화 공정 동안에 엘라스토머 공구(200)의 열적 팽창과 관련하여 공구의 팽창을 저감할 것이 요망되는 경우에, 엘라스토머 맨드릴 공구(200)의 중심 부분 (예를 들어, 기본 재료(206))은 맨드릴 공구(200)의 길이 전체에 걸쳐 구멍과 같은 개구를 가질 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 한 실시양태에 따른, 블래더 또는 재사용 가능한 진공 백 형태의 엘라스토머 블래더 공구(300)의 한 실시양태를 도시한다. 엘라스토머 블래더 공구(300)는 상기 도 1에서 논의된 공구(100)의 층 구조와 유사한 층 구조를 갖는다. 이전의 도면과 유사하게, 외부 플루오로엘라스토머 층(302)은 복합체 또는 공구(300)와 형성되는 복합체 사이의 부가적인 계면층에 대한 장벽층으로서 작용한다. 계면층(304)은 상기에 도 1 및 도 2를 참조하여 기술된 바와 같이 사용될 수 있다. 엘라스토머 공구(300)의 대부분은 기본 엘라스토머 재료로 생성된 내부층(306)이다. 기본 엘라스토머 재료는 형성되는 복합체의 경화를 위한 충분한 온도 성능을 갖는 실리콘, EPDM 및/또는 부틸 고무를 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 그것으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 엘라스토머 공구(300)가 블래더 형태인 이러한 특정 실시양태에서, 엘라스토머 공구(300)는 엘라스토머 공구(300)를 팽창 또는 수축시키기 위해 양압 또는 음압을 엘라스토머 공구(300)에 가할 수 있게 하는 내부 공동(308)을 포함한다. 예를 들어, 엘라스토머 공구(300)가 형성되는 복합체에 압력을 가하도록 엘라스토머 공구(300)를 팽창시키기 위해 가스를 통해 양압을 가할 수 있다. 복합체가 경화된 후에, 엘라스토머 공구(300)를 더 용이하게 빼낼 수 있도록 엘라스토머 공구(300)를 수축시키기 위해, (예를 들어, 공동(308)으로부터 가스를 제거함으로써) 음압을 가할 수 있다.
본원에 기술된 예시적인 실시양태에서, 공구 (예를 들어, 공구(200 및 300))의 형상은 단지 도시 목적으로만 제시된다. 본원에 개시된 기술에 따라 생성된 공구의 단면은 사다리꼴, 정사각형, 타원형, 또는 블래더의 경우에 복합체 공동을 형성하는 데 유용한 임의의 다른 형상일 수 있다. 공구는 또한 재사용 가능한 진공 백 응용분야를 위한 성형 시트일 수 있다.
도 4는, 본 개시내용의 한 실시양태에 따른, 엘라스토머 공구를 형성하는 예시적인 방법(400)을 도시한다. 블록(402)에서, 예시적인 방법(400)에 따라 플루오로엘라스토머를 용매에 용해시킬 수 있다. 예를 들어, 플루오로엘라스토머는 비톤일 수 있고, 용매는 아세톤일 수 있다. 플루오로엘라스토머는 경화제를 포함할 수 있다. 블록(404)에서, 예시적인 방법(400)에 따라 플루오로엘라스토머 용액을 압축 몰드 또는 엘라스토머 공구를 형성하는 데 사용되는 다른 공구의 내부에 부가할 수 있다. 블록(406)에서, 예시적인 방법(400)에 따라 플루오로엘라스토머 용액을 공기 건조시켜 플루오로엘라스토머 층을 생성할 수 있다. 블록(408)에서, 예시적인 방법(400)에 따라 몰드 내의 플루오로엘라스토머 층에 계면층을 부가할 수 있다. 특정 실시양태에서, 계면층은 VMQ 실리콘을 포함하거나, 그것으로 이루어지거나, 그것으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 특정 실시양태에서, 경화되지 않은 B-단계 재료의 얇은 시트 (예를 들어, B-단계 VMQ 실리콘 시트)를 쌓아올림으로써 계면층을 경화되지 않은 플루오로엘라스토머 층에 부가할 수 있다. 특정 실시양태에서, 계면층은 경화제를 포함할 수 있다. 경화제는 플루오로엘라스토머 층에 사용된 것과 동일하거나 상이할 수 있다. 블록(410)에서, 예시적인 방법(400)에 따라 기본 재료를 계면층에 부가할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기본 재료는 실리콘, EPDM 및/또는 부틸 고무를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, B-단계 재료의 시트 (예를 들어, B-단계 실리콘, EPDM 및/또는 부틸 고무의 시트)를 쌓아올림으로써 기본 재료를 계면층에 부가할 수 있다. 다른 실시양태에서, 기본 재료를 계면층 상에 압출함으로써 기본 재료를 계면층에 부가할 수 있다. 특정 실시양태에서, 기본 재료는 경화제를 포함할 수 있다. 경화제는 플루오로엘라스토머 층 및/또는 계면층에서 사용된 것과 동일하거나 상이할 수 있다. 마지막으로, 블록(412)에서, 방법(400)에 따라 플루오로엘라스토머 층, 계면층 및 기본 재료를 공동-경화시켜 그것들을 함께 가황시킬 수 있다.
상기에 논의된 바와 같이, 특정 실시양태에서, 계면층이 필요하지 않을 수 있고, 플루오로엘라스토머 층을 기본 재료에 직접 접착시킬 수 있다. 이러한 실시양태에서, 블록(408)을 예시적인 방법(400)으로부터 제거할 수 있고, 블록(410)에서, 기본 재료를 플루오로엘라스토머 층에 직접 부가할 수 있다. 블록(412)에서, 플루오로엘라스토머 층 및 기본 재료를 공동-경화시켜 그것들을 함께 가황시킬 수 있다.
도 5는 본 개시내용의 한 실시양태에 따른, 복합체 구조를 생성하기 위해 엘라스토머 블래더 공구를 사용하는 예시적인 방법(500)을 도시한다. 복합체 구조물을 종종 수지 시스템으로 예비-함침된 하나 이상의 복합체 섬유 층을 사용하여 형성한다. 예를 들어, 복합체 섬유는 에폭시 수지로 예비-함침된 탄소 섬유 또는 유리 섬유를 포함할 수 있다. 이러한 층은 일반적으로 "프리프레그"라고 지칭된다. 프리프레그에서, 수지 시스템은 경화되지 않거나 단지 부분적으로만 경화된다. 블록(502)에서, 예시적인 방법(500)에 따라 프리프레그를 경질 공구 상에 배치할 수 있다. 블록(504)에서, 예시적인 방법(500)에 따라 플루오로엘라스토머 외부층 및 엘라스토머 기본 재료 내부층을 갖는 엘라스토머 공구를 프리프레그 상에 배치할 수 있다. 블록(506)에서, 예시적인 방법(500)에 따라 엘라스토머 공구 상에 예비-형성된 스트링거(stringer)를 배치할 수 있다. 블록(508)에서, 예시적인 방법에 따라 박리층, 통기층, 하나 이상의 포장 재료, 및/또는 외부 카울(caul)을 프리프레그, 엘라스토머 공구 및 예비-형성된 스트링거 상에 배치하여 경화되지 않은 복합체 조립체를 형성할 수 있다. 블록(510)에서, 예시적인 방법(500)에 따라 경화되지 않은 복합체 조립체를 오븐 또는 오토클레이브에서 경화시킬 수 있다. 블록(512)에서, 예시적인 방법(500)에 따라 박리층, 통기층, 하나 이상의 포장 재료, 외부 카울, 엘라스토머 공구, 및/또는 예비-형성된 스트링거를 제거하여 경화된 복합체 구조를 얻을 수 있다.
개시된 기술의 다양한 실시양태들이 상기에 기술되었지만, 그것들은 단지 예로서만 제시된 것이며 제한적이지 않다는 것을 이해해야 한다. 마찬가지로, 다양한 도면이, 개시된 기술에 포함될 수 있는 특징 및 기능을 이해하는 것을 돕기 위해, 개시된 기술을 위한 예시적인 구조 또는 구성을 도시할 수 있다. 개시된 기술은 도시된 예시적인 구조 또는 구성으로 제한되지 않지만, 요망되는 특징은 다양한 대안적인 구조 및 구성을 사용하여 구현될 수 있다. 실제로, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 본원에 개시된 기술의 요망되는 특징을 구현하기 위해, 어떻게 하면 대안적인 기능적, 논리적 또는 물리적 분할 및 구성을 구현할 수 있을지를 명백히 알게 될 것이다. 또한, 흐름도, 작업 설명 및 방법 청구범위와 관련하여, 문맥상 달리 드러나 있지 않는 한, 다양한 실시양태를 구현하기 위해 언급된 기능을 본원에 제시된 단계의 순서와 동일한 순서로 수행할 것이 강요되지 않아야 한다.
개시된 기술은 상기에 다양한 예시적인 실시양태 및 구현양태의 측면에서 기술되었지만, 개별 실시양태 중 하나 이상에서 기술된 다양한 특징, 측면 및 기능은, 그것을 기술하는 특정 실시양태에의 그것의 적용 가능성으로 제한되지 않으며, 오히려, 단독으로 또는 다양한 조합으로서, 이러한 실시양태가 기술되었든 아니든, 및 이러한 특징이 기술된 실시양태의 일부로서 제시되었든 아니든, 개시된 기술의 다른 실시양태 중 하나 이상에 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 기술의 범주 및 범위는 상기에 기술된 임의의 예시적인 실시양태에 의해 제한되어서는 안 된다.
달리 명확히 언급되지 않는 한, 본 문서에 사용된 용어 및 문구, 및 그것의 변형은 제한적인 것이 아니라 개방된 것으로 해석되어야 한다. 상기의 예로서, 용어 "포함하는"은 "포함하지만 이로 제한되지 않는" 등을 의미하는 것으로 이해되어야 하고; 용어 "예"는 논의되는 항목의 예시적인 경우를 제공하기 위해 사용되고, 그것의 전체 목록 또는 제한 목록이 아니며; 용어 "하나의(a)"또는 "한(an)"은 "적어도 하나", "하나 이상" 등을 의미하는 것으로 이해되어야 하고; "종래의", "전통적인", "통상의", "표준", "공지된"과 같은 형용사 및 유사한 의미의 용어는 기술된 항목을 주어진 시간 기간 또는 현재 주어진 기간 동안 사용 가능한 항목으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 오히려 현재 또는 미래의 임의의 시점에 이용 가능하거나 공지될 수 있는 종래의, 전통적인, 통상의 또는 표준 기술을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 마찬가지로, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하거나 공지된 기술이 본 문서에 언급된 경우에, 이러한 기술은 현재 또는 미래의 임의의 시점에 통상의 기술자에게 명백하거나 공지되는 기술을 포함한다.
일부 경우에 "하나 이상", "적어도", "그러나 이로 제한되지 않는" 또는 다른 유사한 문구와 같은 확장 단어 및 문구의 존재는 이러한 확장 문구가 없을 수 있는 경우에 더 한정된 경우가 의도되거나 요구됨을 의미하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 또한, 본원에 제시된 다양한 실시양태는 예시적인 블록도, 흐름도 및 다른 도시의 측면에서 기술된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자가 본 문서를 읽은 후에 명백히 알게 되는 바와 같이, 도시된 실시양태 및 그것의 다양한 대안은 도시된 예로 한정되지 않고서 구현될 수 있다. 예를 들어, 블록도 및 그것에 첨부된 설명이 특정 구조 또는 구성을 강요하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 개시내용은 단지 본원의 바람직한 실시양태만을 참조하여 제시되었지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 본 개시내용으로부터 벗어나지 않게 다양한 개질이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 이와 같이, 본 개시내용은 단지 하기 청구범위 및 언급된 제한에 의해서만 한정된다.

Claims (1)

  1. 복합체를 형성하기 위한 엘라스토머 공구의 용도.
KR1020237025569A 2017-10-03 2018-10-01 복합체 제조를 위한 플루오로엘라스토머로 피복된 엘라스토머 KR20230117759A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

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US201762567632P 2017-10-03 2017-10-03
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