使用可釋放粘合劑來結(jié)合表面的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用可釋放粘合劑來結(jié)合表面的系統(tǒng)和方法?？舍尫耪澈蟿┫到y(tǒng)用于結(jié)合第一表面至第二表面。該系統(tǒng)包括：主要材料，其具有包括至少一個(gè)第一部分分子的第一部分以及與第一部分相對(duì)的第二部分，至少一個(gè)第一部分分子構(gòu)造成平行于第一表面的至少一個(gè)第一表面分子定位，第二部分包括至少一個(gè)第二部分分子，其構(gòu)造成平行于第二表面的至少一個(gè)第二表面分子定位。平行于第一表面分子定位的第一部分分子被構(gòu)造成保持第一部分和第一表面之間的結(jié)合，直至一種或多種預(yù)定力情形(例如，預(yù)定剪切力、拉力和剝離力)被施加在第一表面上。第二部分可相對(duì)于第二表面類似地起作用。還提供利用這種可釋放粘合劑結(jié)合第一表面至第二表面的方法。
【專利說明】
使用可釋放粘合劑來結(jié)合表面的系統(tǒng)和方法
[0001] 要求優(yōu)先權(quán)聲明
[0002] 本申請(qǐng)要求2014年11月13日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?2/079，326的美國臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開內(nèi)容總體上涉及用于暫時(shí)地或者永久地結(jié)合兩個(gè)表面的系統(tǒng)和方法。更具 體地，本公開內(nèi)容涉及使用可釋放粘合劑暫時(shí)地或永久地結(jié)合兩個(gè)表面的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 結(jié)合相似或不同材料的表面通常需要大量的工藝，如施用永久性粘合劑和焊接。 然而，由于所述粘合劑和焊縫的永久特性，結(jié)合后進(jìn)入這些表面（如通過裝配人員或機(jī)器） 會(huì)是困難的。至這些表面的限制進(jìn)入會(huì)使得維修更加困難。
[0005] 永久連接工藝(例如，超聲波焊接)會(huì)需要大量的設(shè)備和工具資金花費(fèi)。另外，當(dāng)設(shè) 備和工具需要更換時(shí)，操作會(huì)被漫長(zhǎng)的更換時(shí)間打斷。
[0006] 可逆的結(jié)合方法也可以用于結(jié)合相似或不同的材料。例如，磁體通常用于暫時(shí)地 結(jié)合鐵磁材料的表面，如當(dāng)從中間站運(yùn)輸物體至制造組裝線時(shí)。吸力連接也通常用于在通 過使用人工或真空運(yùn)行的吸力進(jìn)行的材料處理中暫時(shí)地結(jié)合所述表面。
[0007] 雖然磁力和吸力連接本質(zhì)上是可逆的，但是由于在任何相關(guān)表面上的雜質(zhì)會(huì)弱化 所形成的結(jié)合，這可導(dǎo)致在基于磁力或吸力的連接中減弱的結(jié)合。例如，在被結(jié)合部件、磁 體或吸盤的表面上的油或污物可嚴(yán)重地弱化在結(jié)合表面處形成的結(jié)合。另外，在結(jié)合表面 處或結(jié)合表面內(nèi)存在的氣穴可導(dǎo)致潛在的連接損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 存在對(duì)結(jié)合粘合劑的需求，所述粘合劑在安裝之后本質(zhì)上是可逆的或可釋放的。 當(dāng)附接至一表面時(shí)所述粘合劑具有承載能力，并在預(yù)定量的剝離力下能夠快速地釋放以從 所述表面分離。
[0009] 本技術(shù)涉及包括可釋放粘合劑的系統(tǒng)，其具有在包括商業(yè)領(lǐng)域、私營領(lǐng)域(例如， 消費(fèi)者)和制造業(yè)等等中的許多應(yīng)用。所述可釋放粘合劑形成利用范德華力來粘合至表面 的可逆結(jié)合。
[0010]所述可釋放粘合劑系統(tǒng)將第一表面結(jié)合至第二表面并包括主要材料。所述主要材 料具有:包括至少一個(gè)分子的第一部分，所述至少一個(gè)分子構(gòu)造成平行于所述第一表面的 至少一個(gè)分子定位；以及與所述第一部分相對(duì)的第二部分，所述第二部分包括至少一個(gè)分 子，所述至少一個(gè)分子構(gòu)造成平行于所述第二表面的至少一個(gè)分子定位。平行于第一表面 分子定位的主要材料的分子被構(gòu)造成（i)保持第一部分和附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定 量的剪切力施加在第一表面上，（ii)保持第一部分和附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定量的 拉力施加在第一表面上，和/或（iii)響應(yīng)于施加在第一表面上的超過預(yù)定量的剝離力而釋 放第一部分和附接表面之間的結(jié)合。
[0011] 在一些實(shí)施例中，平行于第二表面分子定位的主要材料的分子被構(gòu)造成（i)保持 第二部分和附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定量的剪切力施加在第二表面上，（ii)保持第一 部分和附接表面之間的結(jié)合直至預(yù)定量的拉力施加在第一表面上，和/或(i i i)響應(yīng)于施加 在第一表面上的超過預(yù)定量的剝離力而釋放第一部分和附接表面之間的結(jié)合。
[0012] 在一些實(shí)施例中，主要材料包括通風(fēng)孔，從而允許氣體和煙霧傳送通過所述第一 部分或所述第二部分。
[0013] 在一些實(shí)施例中，通過將所述第一表面的至少一部分緊固至所述第二表面的至少 一部分而將所述第一表面和所述第二表面永久地結(jié)合。在一些實(shí)施例中，通過將所述第一 表面的至少一部分焊接至所述第二表面的至少一部分而將所述第一表面和所述第二表面 永久地結(jié)合。
[0014] 還提供一種通過使用所述的可釋放粘合劑將第一表面結(jié)合至第二表面的方法。
[0015] 本技術(shù)的其它方面在下面描述。
【附圖說明】
[0016] 圖1示出了根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的可拆的粘合劑的側(cè)視圖。
[0017] 圖2示出了圖1的可拆的粘合劑的替代性實(shí)施例的透視圖。
[0018] 圖3是圖1的可拆的粘合劑的第二替代性實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0019] 圖4是圖1的可拆的粘合劑的第三替代性實(shí)施例的透視圖。
[0020] 圖5示出了用于應(yīng)用所述可釋放粘合劑的膠帶分配器的俯視圖。
[0021] 圖6示出了在無夾具應(yīng)用中的用于將子部件固定至部件的所述可釋放粘合劑的使 用。
[0022] 圖7示出了通過使用所述可釋放粘合劑而暫時(shí)地連接的圖6中的子部件和部件。
[0023] 圖8示出了通過使用所述可釋放粘合劑和緊固件而永久地緊固的圖7中的子部件 和部件。
[0024] 附圖不需按照比例并且一些特征可能被放大或最小化，從而示出特定部件的細(xì) 節(jié)。在一些示例中，已知的部件、系統(tǒng)、材料或方法沒有被詳細(xì)地描述以避免模糊本發(fā)明的 內(nèi)容。因而，此處公開的特定的結(jié)構(gòu)和功能性的細(xì)節(jié)不解釋為限制性的，而僅作為權(quán)利要求 書的基礎(chǔ)并作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員寬泛地實(shí)施本公開內(nèi)容的代表性的基礎(chǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 根據(jù)需要，此處公開本公開內(nèi)容的具體實(shí)施例。公開的具體實(shí)施例僅是示例，所述 示例可以以不同的以及替代的方式及其組合來實(shí)現(xiàn)。如此處使用的，例如，"示例性(的)"和 類似的術(shù)語寬泛地指代作為說明、樣本、模型或圖樣的實(shí)施例。
[0026] 盡管本技術(shù)此處主要描述為與汽車有關(guān)，但本技術(shù)并不限于汽車。該概念可被用 于各種各樣的車輛應(yīng)用中，如與飛機(jī)、水運(yùn)工具和其他車輛和消費(fèi)電子部件有關(guān)。另外，該 概念可被用于各種消費(fèi)類應(yīng)用中，如電子部件、服裝設(shè)計(jì)(例如，緊固件和閉包）、服裝夾持 (例如，工作手套，運(yùn)動(dòng)手套）、以及標(biāo)牌(例如，企業(yè)的永久標(biāo)牌和交通繞行的臨時(shí)標(biāo)牌)等 等。而且，該概念可被用于傳統(tǒng)的粘合劑夾持失效所處的低溫環(huán)境(例如，太空中的航空應(yīng) 用)。
[0027]此處公開了本公開內(nèi)容的不同的實(shí)施例。公開的實(shí)施例僅是示例，它們可以以不 同的和替代的方式及其組合來實(shí)現(xiàn)。
[0028] I、公開內(nèi)容的概述
[0029] 圖1示出了可釋放粘合劑100,其通過利用范德華力而允許可逆的結(jié)合。可釋放粘 合劑100從第一表面10和第二表面20粘合和釋放，其中表面10、20是由不同的材料和表面 10、20的紋理形成的大致固體表面。
[0030] 可釋放粘合劑100包括主要材料110,其包括基本平行于第一表面10、第二表面20 內(nèi)的粒子的粒子(例如分子、原子、離子）。如圖1中的插圖所示，在附接位置處，主要材料Iio 的分子115與第二表面20的分子25平行。范德華力允許主要材料110的分子115粘合至第二 表面20。特別地，主要材料110的分子115克服拉力80和剪切力85來保持可釋放粘合劑100和 附接表面(如，第二表面20)之間的結(jié)合。
[0031] 不同于典型的粘合劑所需的傳統(tǒng)的化學(xué)結(jié)合工藝，可釋放粘合劑100不需要固化， 從而允許可釋放粘合劑100幾乎瞬時(shí)地結(jié)合至表面10、20。可釋放粘合劑100還可在不使用 外部電源、驅(qū)動(dòng)器等等的前提下結(jié)合至表面10、20。
[0032]當(dāng)分離力90施加至表面附接表面或可釋放粘合劑100時(shí)范德華力還允許主要材料 110的分子115與附接表面分子(如第二表面20的分子25)之間的結(jié)合拆離。如圖1中的插圖 所示，在主要材料110沒有接觸第二表面20時(shí)，主要材料110的分子115基本不平行于第二表 面20的分子25。
[0033] 在一些實(shí)施例中，主要材料110包括微結(jié)構(gòu)和/或納米結(jié)構(gòu)的聚合物，例如硅氧烷 和聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。在一些實(shí)施例中，主要材料110包括如（官能化的）聚碳酸酯、 聚烯烴(例如，聚乙烯和聚丙烯）、聚酰胺(例如，尼龍）、聚丙烯酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 的聚合物。
[0034] 在一些實(shí)施例中，主要材料110包括如增強(qiáng)塑料的復(fù)合材料，其中塑料可包括上面 列舉的示例性聚合物中的任一種，增強(qiáng)物包括下面的一種或多種:粘土、玻璃、碳、顆粒狀的 聚合物、纖維(例如，納米、短、或長(zhǎng)纖維），片狀物(例如，納米尺寸或微米尺寸的片狀物)和 晶須等等。
[0035] 主要材料110可包括合成的或無機(jī)的分子。盡管稱為生物聚合物(或綠色聚合物） 的使用在許多領(lǐng)域中變得流行，石油基聚合物仍然是在日常使用中更明顯常見的。主要材 料110還可包括回收材料，如聚對(duì)苯二甲酸丁酯(PBT)聚合物，例如，大約85 %的消費(fèi)后聚對(duì) 苯二甲酸乙酯(PET)。在一個(gè)實(shí)施例中，主要材料110包括某種塑料。在一個(gè)實(shí)施例中，材料 包括熱塑性塑料。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，主要材料110包括復(fù)合材料。例如，主要材料110可包括纖維增強(qiáng) 聚合物(FRP)復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP)或玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物(GFRP)。例 如，所述復(fù)合材料可以是玻璃纖維復(fù)合材料。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)RP復(fù)合材料是混合塑料-金 屬復(fù)合材料(例如，含有金屬增強(qiáng)纖維的塑料復(fù)合材料）。在一些實(shí)施方式中主要材料110包 括聚酰胺級(jí)聚合物，其可通常稱為聚酰胺。在一個(gè)實(shí)施例中，主要材料110包括丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯(ABS)。在一個(gè)實(shí)施例中，主要材料110包括聚碳酸酯(PC)。主要材料110還可包括 樹脂類型。示例性的樹脂包括玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯(PP)樹脂、PC/PBT樹脂和PC/ABS樹脂。 [0037] II、可釋放粘合劑的實(shí)施例
[0038] 在圖1中示出的實(shí)施例中，可釋放粘合劑100包括多個(gè)剛毛130(例如，合成剛毛）。 范德華力允許在每個(gè)剛毛130內(nèi)/上的主要材料110利用主要材料110和表面10、20的粒子 (如原子、分子、離子)之間的吸引力和排斥力而與表面10、20而粘合和釋放。
[0039] 如上所述，根據(jù)主要材料110的分子115和附接表面分子的取向，范德華力使得主 要材料110的分子115與附接表面分子(如，第二表面20的分子25)附接和分離。特別地，范德 華力使得在剛毛130內(nèi)或上的主要材料110從表面10、20附接和剝離，以使得在剛毛130內(nèi)或 上的主要材料110和表面10、20之間形成的結(jié)合可逆(釋放）。
[0040] 由于剛毛130和表面10、20之間存在多個(gè)接觸區(qū)域，在表面10、20上或內(nèi)的雜質(zhì)(如 灰塵、油和氣穴）不會(huì)顯著弱化可釋放粘合劑100所形成的整體結(jié)合。特別地，剛毛130與表 面10、20形成許多獨(dú)立的結(jié)合，即使在一個(gè)或多個(gè)有限的分界點(diǎn)處存在影響結(jié)合的一些雜 質(zhì)，其仍允許可釋放粘合劑100結(jié)合。
[0041] 可釋放粘合劑100(包括每個(gè)剛毛130)可被設(shè)計(jì)為具有預(yù)定的承載能力。例如，當(dāng) 要承受的載荷來自在拉伸載荷下的小物體時(shí)，可釋放粘合劑100的承載能力可以在大約0.1 鎊力每平方厘米(lbs/cm 2)和大約1.0]^8/〇112之間，其中測(cè)量區(qū)域(〇112)是在剛毛130內(nèi)/上 的主要材料110的表面區(qū)域。然而，在物體處于剪切載荷下時(shí)，可釋放粘合劑100的承載能力 在大約1.0和大約201bs/cm 2之間。
[0042] 在一些實(shí)施例中，也如在圖1中所示，主要材料110注入嵌入材料120。在一些實(shí)施 例中，嵌入材料120是與主要材料110在組分(例如，材料組分或化學(xué)組分)方面類似的材料。 在其它的施例中，嵌入材料120是不同于主要材料110的材料。
[0043]所述嵌入材料120可包括注入到主要材料110的分子結(jié)構(gòu)內(nèi)的粒子或路徑。所述嵌 入材料120可注入到主要材料110的每個(gè)剛毛130內(nèi)。替代性地，所述嵌入材料120可被注入 到所選擇的剛毛130內(nèi)，如在圖1所示。
[0044] 在一些實(shí)施例中，選擇嵌入材料120以增強(qiáng)主要材料的強(qiáng)度。增強(qiáng)主要材料的強(qiáng)度 會(huì)使得主要材料承受更大的剪切力和拉力。
[0045] 在一些實(shí)施例中，嵌入材料120可被用于增加主要材料110的電導(dǎo)率和/或熱導(dǎo)率。 例如，可使用摻雜(例如，改變分子結(jié)構(gòu)內(nèi)的任何數(shù)量的電子和空穴的布置)來增加主要材 料110的電導(dǎo)率。增加主要材料的電導(dǎo)率且從而增加可釋放粘合劑100的電導(dǎo)率在其中表面 10、20需要導(dǎo)電性的應(yīng)用中可能是重要的。例如，主要材料110的摻雜可能適于其中可釋放 粘合劑1 〇〇用作電池應(yīng)用內(nèi)的導(dǎo)體的應(yīng)用中。
[0046] 嵌入材料120可包括導(dǎo)電填料，例如但不限于，碳納米管、炭黑、金屬納米顆粒(例 如，銅、銀和金）、或它們的組合。
[0047] 在另一個(gè)實(shí)施例中，參見圖2,剛毛130形成為截棱柱的132的陣列。每個(gè)截棱柱具 有至少一個(gè)側(cè)面134和頂部136(參見圖2的插圖），其用作平的、基本平的或光滑表面以最大 化與附接表面(例如，第一表面10)的接觸?？梢允┘釉诟浇颖砻娴姆兜氯A力由于該更大的 接觸面積而更大，因而最大化與附接表面的接觸會(huì)是粘合劑100的設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的。
[0048] 在一些實(shí)施例中，截棱柱可以改變幾何形狀。例如，如圖2所示，截棱柱的陣列可被 形成為截棱錐的形狀，其中每個(gè)棱錐包括兩個(gè)側(cè)面134和頂面136,其用于產(chǎn)生與表面10、20 粘合的足夠的范德華力。然而，截棱柱的陣列可以是截錐的形式(例如，傾斜或截頭圓錐形 表面），其中側(cè)面134圍繞著圓形基座的圓周延伸。
[0049] 由于截棱柱132和表面10、20之間的許多個(gè)接觸區(qū)域，在表面10、20上或內(nèi)的雜質(zhì) (如灰塵、油和氣穴)不會(huì)導(dǎo)致顯著地減弱整個(gè)結(jié)合。具體地，截棱柱132與面10、20形成多個(gè) 獨(dú)立的結(jié)合，即使在一個(gè)或多個(gè)有限的分界點(diǎn)處存在影響結(jié)合的一些雜質(zhì)，其仍允許可釋 放粘合劑100結(jié)合。
[0050] 截棱柱132的陣列延伸達(dá)限定的寬度140。寬度140可以大約在1毫米(mm)和20_之 間的范圍內(nèi)。截棱柱沿著與寬度140在范圍上類似的限定的長(zhǎng)度142上重復(fù)設(shè)置。每個(gè)截棱 柱132之間的距離應(yīng)當(dāng)足以允許接觸一表面(例如，第一表面10)。例如，第一棱柱132和下一 棱柱132的一個(gè)邊緣之間的距離138可在10納米(nm)和200微米(um)之間。
[00511在一些實(shí)施例中，截棱柱132可包括嵌入材料120。嵌入材料120可被添加(例如，摻 雜)至截棱柱132的微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0052] 在另一個(gè)實(shí)施例中，參見圖3,可釋放粘合劑100可包括多個(gè)層，包括粘合墊150、表 層160和預(yù)應(yīng)力筋170。總之，多個(gè)層使得與表面10、20的接觸區(qū)域最大化，同時(shí)保持沿施加 載荷的方向（例如，沿表層160的織物的纖維）的剛度。
[0053] 在此實(shí)施例中，粘合墊150(例如，聚合物彈性體)附接至附接到預(yù)應(yīng)力筋(例如，紡 織織物）的表層160(例如，紡織織物）。將粘合墊150附接至表層160和預(yù)應(yīng)力筋170會(huì)提供能 夠克服剪切力85和拉力80而保持粘合的強(qiáng)度。圖3中的示例示出了第一表面10如何通過可 釋放粘合劑100內(nèi)的織物(如纖維)的剛度而保持克服剪切力85和拉力80。另外，多個(gè)層在剝 離載荷(如剝離力90)的方向上提供剛度，從而能夠從所附接的表面(例如，如圖3中所示的 第二表面20)進(jìn)行釋放。
[0054]粘合墊150可包括在期望應(yīng)用的預(yù)定受力能力范圍內(nèi)具有彈性的材料。所述材料 應(yīng)當(dāng)確保在粘合墊150材料中的變形損失(例如，粘彈性、塑性、或斷裂)被最小化或以其他 方式減少。粘合墊150可包括例如是但不限于硅、PDMS等的材料。粘合墊150可具有在IOnm和 IOOnm之間的厚度。
[0055] 表層160可包括類似于結(jié)合粘合墊150描述的最小化變形損失的類似彈性材料。表 層160可包括紡織織物材料，如碳纖維織物、玻璃纖維、KEVLAR? (KEVLAR是EI杜邦和特 拉華州威爾明頓公司的注冊(cè)商標(biāo))等。表層160可具有在I Onm和Imm之間的厚度。
[0056] 預(yù)應(yīng)力筋170可包括具有高剛度纖維的紡織織物材料，例如玻璃纖維、尼龍和碳纖 維等。預(yù)應(yīng)力筋170具有將墊150充分地附接至表層160的厚度。例如，預(yù)應(yīng)力筋170可具有在 1謹(jǐn)至I OOmm之間的長(zhǎng)度。
[0057]根據(jù)特定的期望應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力筋170和粘合墊150之間的連接可具有預(yù)定的尺寸、 取向和空間位置。預(yù)定的尺寸可被改變以平衡特定應(yīng)用的剪切和正常的負(fù)載要求。
[0058]在導(dǎo)電應(yīng)用中，墊150可摻雜嵌入材料120。例如，嵌入材料120可包括上述的金屬 納米微粒。在一些實(shí)施例中，表層160和/或預(yù)應(yīng)力筋170還可被摻雜導(dǎo)電材料(例如碳纖維 織物）。
[0059]預(yù)應(yīng)力筋170附接至粘合墊150處會(huì)影響可釋放粘合劑100的功能?？梢砸圆煌?方式設(shè)定特征(如，預(yù)應(yīng)力筋170的厚度、預(yù)應(yīng)力筋170的材料組分及預(yù)應(yīng)力筋170相對(duì)于粘 合墊150的定位)來實(shí)現(xiàn)用于不同應(yīng)用中所需性能的不同結(jié)果。例如，預(yù)應(yīng)力筋170的定位會(huì) 影響附著能力。如圖3中所示，在墊150的邊緣附接預(yù)應(yīng)力筋170會(huì)允許沿剪切方向增加可釋 放粘合劑100的強(qiáng)度。然而，在墊150的內(nèi)表面上附接預(yù)應(yīng)力筋170會(huì)允許在拉力方向上增加 可釋放粘合劑100的強(qiáng)度。
[0060]在另一個(gè)實(shí)施例中，參見圖4,可釋放粘合劑100(例如，剛毛130,棱柱132)可被成 形為柔性結(jié)構(gòu)，其可被模制以環(huán)繞或以其他方式連接所述表面。例如，可釋放粘合劑100可 類似于單面膠帶那樣起作用。
[0061 ]在一些實(shí)施例中，可釋放粘合劑100可包括在一個(gè)或多個(gè)表面上，以用于粘合的目 的。例如，可釋放粘合劑100可用作雙面膠帶。
[0062]單面膠帶或雙面膠帶用于定位在表面10、20之間、與表面10、20夾緊在一起、圍繞 表面10、20纏繞或以其他方式將表面10、20保持在一起。
[0063]單面膠帶或雙面膠帶可以不導(dǎo)電的形式使用可釋放粘合劑100或使用嵌入材料 120而具有導(dǎo)電摻雜。例如，可釋放粘合劑100可以是導(dǎo)電的單面膠帶的形式，其可被用于將 表面10、20固定至彼此并使得電流穿過表面10、20以及單面膠帶，如圖4中所示。
[0064] III、可釋放粘合劑應(yīng)用
[0065] 圖5示出了用于將可釋放粘合劑100應(yīng)用到附接表面(例如，部件或子部件）的膠帶 分配器300。在隨后的制造操作之前，表面10、20需要被保持在一起，可釋放粘合劑100可以 使得在不使用夾具(無夾具）的前提下來組裝部件和子部件。膠帶分配器300可以是用于施 加膠帶(例如單面膠帶或雙面膠帶)至表面的傳統(tǒng)的現(xiàn)成的分配器。
[0066] 膠帶可被分配為一個(gè)連續(xù)的長(zhǎng)度或幾個(gè)較小的分段以結(jié)合表面10、20。在表面10、 20中的至少一個(gè)具有大的平坦區(qū)域時(shí)，連續(xù)的長(zhǎng)度可能是期望的。然而，在表面10、20中的 至少一個(gè)具有曲面或其它復(fù)雜的輪廓時(shí)，較小的分段可能是期望的。
[0067] 在一些實(shí)施例中，膠帶分配器300具有半徑320,半徑320允許可釋放粘合劑100相 對(duì)于附接表面(例如，第一表面10)以特定的角度分配。例如，在半徑320較小(例如，在大約2 至大約5cm之間）時(shí)，可釋放粘合劑100可被以靠近附接表面的角度(例如，與附接表面成大 約0至大約20度之間的角度)分配。在粘合劑被施加至具有有限表面區(qū)域的部件(例如小的 子部件）的情形時(shí)，將可釋放粘合劑100以較小的角度附接至附接表面可能是有益的。然而， 在半徑320較大時(shí)(例如，在大約10至大約15cm之間），可釋放粘合劑100可被以更遠(yuǎn)離附接 表面的角度(例如，與附接表面成大約30至大約45度之間的角度)分配。在粘合劑被施加至 具有較大的表面區(qū)域的部件(例如大的部件）的情形時(shí)，將可釋放粘合劑1 〇 〇以較大的角度 附接至附接表面可能是有益的。
[0068] 在一些實(shí)施例中，基于可釋放粘合劑100的組分來確定半徑320的尺寸。例如，在主 要材料110是厚的聚合物時(shí)，半徑320可以較大以容納主要材料110。然而，在主要材料是薄 的或輕質(zhì)的聚合物時(shí)，半徑可以更小。
[0069] 夾具被用于組裝線上以定位(例如，精確定位)和/或固定用于后續(xù)制造過程中的 部件。例如，隨后的焊接之前，車輛部件可被放入到夾具中以精確定位和/或保持子部件(例 如，使用點(diǎn)焊）。由于夾鉗和其它工具的定位，夾具的使用生成裝配約束。物理的夾鉗和工具 會(huì)干擾焊接路徑，使得需要重定位焊接裝置(例如，激光），從而耗費(fèi)時(shí)間和費(fèi)用。然而，通過 使用無夾具組件，不需要夾鉗和工具，因而消除了對(duì)焊接的阻礙。
[0070] 在一些無夾具的實(shí)施例中，可釋放粘合劑100是單面膠帶，其可被附接至第一表面 10并然后環(huán)回或以其他方式轉(zhuǎn)位以附接至第二表面20。在其它的無夾具的實(shí)施例中，可釋 放粘合劑100采用上述雙面膠帶的形式，其將第一表面10附接至膠帶的一個(gè)側(cè)面并將第二 表面20附接至膠帶的第二側(cè)面。
[0071] 在一些實(shí)施例中，如圖5中所示，具有可釋放粘合劑100的膠帶包括通風(fēng)孔310,以 在隨后的加工過程中允許任何的氣體、煙霧和其它的沉淀劑逸出。通風(fēng)孔310的尺寸和間隔 設(shè)置成允許氣體和煙霧通過，而且能夠保持將第一表面10與第二表面20附接的強(qiáng)度。一旦 表面10、20利用可釋放粘合劑100被固定，表面10、20可被焊接或以其他方式永久連接。 [0072]在可釋放粘合劑100是膠帶形式的實(shí)施例中，膠帶的厚度可取決于表面的所需配 合(例如，第一表面10和第二表面20之間是否需要間隙）。在部件處于或接近消費(fèi)者可見的 表面時(shí)，表面10、20的緊密貼合(例如，極小間隙或無間隙）可能是期望的；在部件處于或接 近凹陷渠道或?qū)οM(fèi)者不可見的表面時(shí)，可能期望存在間隙。例如，在表面10、20之間期望 緊密貼合時(shí)，可釋放粘合劑100的厚度可以大約為100μπι。然而，在表面10、20之間期望有間 隙時(shí)，可釋放粘合劑100的厚度可以在200μπι和2mm之間。
[0073]圖6示出了在無夾具的應(yīng)用中使用可釋放粘合劑100以將子部件固定至部件。如所 示的，呈雙面膠帶形式的可釋放粘合劑100用于將三個(gè)較小的子部件360固定至更大的部件 350〇
[0074]雙面膠帶的第一側(cè)面包含附接至部件350的可釋放粘合劑100。如所示，雙面膠帶 的第一側(cè)面接觸部件350。雙面膠帶的第二側(cè)面也包含可釋放粘合劑100并用于接收子部件 360。根據(jù)示出的箭頭，子部件360被接收至雙面膠帶的第二側(cè)面上。
[0075]圖7示出了被固定至部件350的子部件360。在一些實(shí)施例中，期望僅暫時(shí)地將子部 件360固定至部件350。在單獨(dú)使用雙面膠帶時(shí)，子部件360被暫時(shí)地結(jié)合至部件350,因?yàn)轭A(yù) 定大小的剝離力將會(huì)允許雙面膠帶的第一或第二側(cè)面釋放子部件360。
[0076] 在一些實(shí)施例中（例如，圖8中所示），在結(jié)合表面10、20(例如，部件350的表面和子 部件360的表面)需要被牢固地結(jié)合以用于功能性操作時(shí)，使用可釋放粘合劑100。對(duì)于否則 會(huì)通過使用如襯墊或傳統(tǒng)的粘合劑的手段進(jìn)行固定的附接表面來說，牢固的結(jié)合會(huì)是有益 的。不同于傳統(tǒng)的粘合劑或密封劑，可釋放粘合劑100不需要時(shí)間來加熱或固化并不產(chǎn)生脫 氣(例如，揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的脫氣）。大的部件(例如氣缸蓋和氣缸體)和復(fù)雜幾何形 狀的部件(例如，車身面板)也可通過使用可釋放粘合劑1 〇〇被牢固地結(jié)合。
[0077] 通過使用可釋放粘合劑100和一個(gè)或多個(gè)緊固件370完成表面10、20(例如，部件 350和子部件360)的牢固結(jié)合。緊固件370用于定位表面10、20并防止表面10、20由于剝離力 而分離。例如，雙面膠帶將子部件360定位并保持在部件350上，直至更永久的結(jié)合工藝(例 如，焊接)固定部件350和子部件360。緊固件370包括適于將附接表面10、20永久地保持在一 起的任何固定裝置或結(jié)合技術(shù)，例如但不限于機(jī)械緊固件(例如，螺母/螺栓)或焊接(例如， 點(diǎn)焊）。作為示例，通過使用可釋放粘合劑100的剪切力將子部件360和部件350暫時(shí)地固定， 點(diǎn)焊或螺栓用于牢固結(jié)合以防止如在僅使用可釋放粘合劑100時(shí)會(huì)發(fā)生的剝離力移除子部 件 360。
[0078] 結(jié)合緊固件370使用可釋放粘合劑100的益處包括附加的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、附加的密封及 降低的噪音和振動(dòng)。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增加是由于單獨(dú)的點(diǎn)焊和機(jī)械緊固件與結(jié)合使用可釋放粘合 劑100時(shí)相比具有較低的強(qiáng)度。密封增加是由于可釋放粘合劑1〇〇(例如，主要材料110)是柔 順性的以與任何數(shù)量的彎曲或復(fù)雜輪廓相一致。另外，噪音、振動(dòng)和粗糙度(NVH)降低是因 為，在結(jié)合之后可釋放粘合劑100的柔順性減弱了部件的格格響聲和振動(dòng)。
[0079] IV、結(jié)論
[0080] 本文公開了本公開內(nèi)容的不同的實(shí)施例。公開的實(shí)施例僅是示例，所述示例可以 以不同的替代性的形式及其組合來實(shí)現(xiàn)。
[0081] 上述的實(shí)施例僅是為了清楚地理解本公開內(nèi)容的原理而闡述的實(shí)施方式的示例 性說明。
[0082] 在不脫離權(quán)利要求的范圍的前提下，可對(duì)上述的實(shí)施例作出變化、修改和組合。所 有的這些變化、修改和組合在本文被包含在本公開內(nèi)容和所附的權(quán)利要求的范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可釋放粘合劑系統(tǒng)，用于將第一表面結(jié)合至第二表面，所述可釋放粘合劑系統(tǒng) 包括： 主要材料，所述主要材料具有（i)包括至少一個(gè)第一部分分子的第一部分，所述至少一 個(gè)第一部分分子構(gòu)造成平行于所述第一表面的至少一個(gè)第一表面分子定位，以及(i i)與所 述第一部分相對(duì)的第二部分，所述第二部分包括至少一個(gè)第二部分分子，所述至少一個(gè)第 二部分分子構(gòu)造成平行于所述第二表面的至少一個(gè)第二表面分子定位， 其中，平行于所述第一表面分子定位的第一部分分子被構(gòu)造成(a)保持所述第一部分 和所述第一表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定剪切力被施加在所述第一表面上，及(b)響應(yīng)于施加 在所述第一表面上的至少預(yù)定剝離力而釋放所述第一部分和附接表面之間的結(jié)合。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，其中，當(dāng)平行于所述第二表面分子定位 時(shí)，所述第二部分分子被構(gòu)造成： 保持所述第二部分和所述附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定剪切力被施加在所述第二表 面上；以及 響應(yīng)于施加在所述第二表面上的預(yù)定剝離力而釋放所述第二部分和所述附接表面之 間的結(jié)合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，其中，所述主要材料包括通風(fēng)孔，從而允 許氣體和煙霧傳送通過所述第一部分或所述第二部分。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，通過將所述第一表面的至少一部分緊固 至所述第二表面的至少一部分而將所述第一表面永久地結(jié)合至所述第二表面。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，通過將所述第一表面的至少一部分焊接 至所述第二表面的至少一部分而將所述第一表面永久地結(jié)合至所述第二表面。6. -種可釋放粘合劑系統(tǒng)，用于在制造過程中將第一表面結(jié)合至第二表面，所述可釋 放粘合劑系統(tǒng)包括： 主要材料，所述主要材料具有（i)包括至少一個(gè)第一部分分子的第一部分，所述至少一 個(gè)第一部分分子構(gòu)造成平行于所述第一表面的至少一個(gè)第一表面分子定位，以及(i i)與所 述第一部分相對(duì)的第二部分，所述第二部分包括至少一個(gè)第二部分分子，所述至少一個(gè)第 二部分分子構(gòu)造成平行于所述第二表面的至少一個(gè)第二表面分子定位， 其中，平行于所述第一表面分子定位的第一部分分子被構(gòu)造成： 保持所述第一部分和附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定拉力被施加在所述第一表面上； 以及 響應(yīng)于施加在所述第一表面上的預(yù)定剝離力而釋放所述第一部分和附接表面之間的 結(jié)合。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，其中，平行于所述第二表面分子定位的所 述第二部分分子被構(gòu)造成： 保持所述第二部分和所述附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定拉力被施加在所述第二表面 上；以及 響應(yīng)于施加在所述第二表面上的預(yù)定剝離力而釋放所述第二部分和所述附接表面之 間的結(jié)合。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，其中，所述主要材料包括通風(fēng)孔，從而允 許氣體和煙霧傳送通過所述第一部分或所述第二部分。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，通過將所述第一表面的至少一部分緊固 至所述第二表面的至少一部分而將所述第一表面永久地結(jié)合至所述第二表面。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可釋放粘合劑系統(tǒng)，通過將所述第一表面的至少一部分焊接 至所述第二表面的至少一部分而將所述第一表面永久地結(jié)合至所述第二表面。11. 一種將第一表面結(jié)合至第二表面的方法，所述方法包括： 將可釋放粘合劑附接至所述第一表面，所述可釋放粘合劑包括主要材料，所述主要材 料具有（i)包括至少一個(gè)第一部分分子的第一部分，所述至少一個(gè)第一部分分子構(gòu)造成平 行于所述第一表面的至少一個(gè)第一表面分子定位，以及(ii)與所述第一部分相對(duì)的第二部 分，所述第二部分包括至少一個(gè)第二部分分子，所述至少一個(gè)第二部分分子構(gòu)造成平行于 所述第二表面的至少一個(gè)第二表面分子定位，其中，平行于所述第一表面分子定位的第一 部分分子被構(gòu)造成： 保持所述第一部分和附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定剪切力被施加在所述第一表面 上；以及 響應(yīng)于施加在所述第一表面上的至少預(yù)定剝離力而釋放所述第一部分和附接表面之 間的結(jié)合； 將所述第二表面附接至所述可釋放粘合劑的第二部分。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，平行于所述第二表面分子定位的所述第二部分 分子被構(gòu)造成： 保持所述第二部分和所述附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定剪切力被施加在所述第二表 面上；以及 響應(yīng)于施加在所述第二表面上的預(yù)定剝離力而釋放所述第二部分和所述附接表面之 間的結(jié)合。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，平行于所述第一表面分子定位的所述第一部分 分子被構(gòu)造成： 保持所述第一部分和所述附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定量的拉力被施加在所述第一 表面上；以及 響應(yīng)于施加在所述第一表面上的預(yù)定剝離力而釋放所述第一部分和所述附接表面之 間的結(jié)合。14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，平行于所述第二表面分子定位的所述第二部分分子 被構(gòu)造成： 保持所述第二部分和所述附接表面之間的結(jié)合，直至預(yù)定拉力被施加在所述第二表面 上；以及 響應(yīng)于施加在所述第二表面上的預(yù)定剝離力而釋放所述第二部分和所述附接表面之 間的結(jié)合。15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述主要材料包括通風(fēng)孔，從而允許氣體和煙 霧傳送通過所述第一部分或所述第二部分。16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括:通過使用緊固器件將所述第一表面的至少一 部分和所述第二表面的至少一部分永久地結(jié)合。17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括:通過焊接將所述第一表面的至少一部分和所 述第二表面的至少一部分永久地結(jié)合。
【文檔編號(hào)】C09J133/04GK105860918SQ201511036019
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日
【發(fā)明人】R·郭, J·P·斯皮塞, Y·林, R·C·塞科爾, J·A·阿貝爾, M·A·史密斯
【申請(qǐng)人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司