접착을 위한 엘라스토머 재료의 플라즈마 처리

申请号 KR1020177008861 申请日 2015-09-02 公开(公告)号 KR1020170053657A 公开(公告)日 2017-05-16
申请人 나이키 이노베이트 씨.브이.; 发明人 린젠-추안; 후앙춘-웨이; 창푸-유안; 카오수-웬; 왕궈-창;
摘要 신발겉창과같은엘라스토머구성요소가엘라스토머구성요소를세척하고활성화하기위해플라즈마인가로처리된다. 플라즈마의인가는엘라스토머구성요소를불리하게물리적으로변형하지않으면서접착특성을향상시키기위해충분한표면조성변화를성취하도록제어된다. 플라즈마처리는탄소원자퍼센트조성의적어도 2% 내지 15%의범위내로엘라스토머구성요소의개질된구역내의카보닐관능기농도를증가시키도록적용된다. 세척및 활성화는부분적으로, 발생된도구경로에의해플라즈마소스와엘라스토머구성요소사이에규정된높이오프셋범위가유지되는것을보장함으로써제어된다. 엘라스토머구성요소는이어서접착제로다른구성요소에접착될수도있다.
权利要求
  • 플라즈마로 엘라스토머 구성요소를 세척하는 방법으로서,
    상기 엘라스토머 구성요소의 위치를 결정하는 단계;
    상기 엘라스토머 구성요소의 표면에 플라즈마를 인가하는 단계;
    상기 플라즈마 인가의 결과로서, 상기 표면으로부터 상기 엘라스토머 구성요소 내로 연장되는 개질된 구역 내에 카보닐 관능기(carbonyl functional group)를 형성하는 단계로서, 상기 카보닐 관능기는 상기 개질된 구역의 조성의 2% 내지 15%의 탄소 원자 퍼센트 농도를 야기하는 것인, 카보닐 관능기를 형성하는 단계; 및
    상기 카보닐 관능기를 형성한 후에, 상기 표면에 접착제를 도포하는 단계
    를 포함하는 방법.
  • 제1항에 있어서, 상기 위치를 결정하는 단계는, 상기 엘라스토머 구성요소의 이미지를 캡처하는 것을 포함하는 것인 방법.
  • 제2항에 있어서, 상기 캡처된 이미지에 기초하여 플라즈마 토치가 횡단하기 위한 3차원 운동 경로를 발생하는 단계를 더 포함하는 방법.
  • 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엘라스토머 구성요소의 표면으로부터 20 내지 40 ㎜ 오프셋 높이 범위 내에 플라즈마 토치를 위치설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  • 제4항에 있어서, 상기 오프셋 높이 범위는 35 내지 40 ㎜인 것인 방법.
  • 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 다중 가스 기반 플라즈마인 것인 방법.
  • 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마 인가의 결과로서, 상기 개질된 구역 내의 탄소 대 탄소 및 탄소 대 수소 결합의 탄소 원자 퍼센트 조성을 28% 내지 17%의 범위 만큼 감소시키는 것을 더 포함하는 방법.
  • 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개질된 구역은 표면으로부터 상기 엘라스토머 구성요소 내로 10 내지 800 ㎚ 연장되는 것인 방법.
  • 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카보닐 관능기는 상기 개질된 구역에 대해 조성의 2% 내지 9%의 탄소 원자 퍼센트 농도를 야기하는 것인 방법.
  • 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카보닐 관능기는 상기 플라즈마의 인가에 앞서 조성에 대해 상기 개질된 구역의 탄소 원자 퍼센트 조성의 적어도 2% 만큼 증가하는 것인 방법.
  • 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제를 도포하기 전에, 상기 표면에 제2 플라즈마 인가를 적용하는 것을 더 포함하는 방법.
  • 제11항에 있어서, 상기 제2 플라즈마 인가는 상기 플라즈마 토치에 의해 적용되는 것인 방법.
  • 제11항에 있어서, 상기 제2 플라즈마 인가는 상기 플라즈마 토치와는 상이한 제2 플라즈마 토치에 의해 적용되는 것인 방법.
  • 제11항에 있어서, 초기 플라즈마 인가를 적용하는 것으로부터 적어도 규정된 시간 동안 제2 플라즈마 인가를 지연시키는 것을 더 포함하는 방법.
  • 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제를 도포한 후에, 상기 표면과 제2 구성요소를 정합하는(mating) 단계를 더 포함하는 방법.
  • 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 구성요소는 EVA로부터 형성되는 것인 방법.
  • 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엘라스토머 구성요소는 고무로부터 형성되는 것인 방법.
  • 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엘라스토머 구성요소는 신발류 물품 겉창부인 것인 방법.
  • 플라즈마 세척 시스템으로서,
    플라즈마 토치;
    상기 플라즈마 토치와 결합된 다축 반송 기구로서, 상기 다축 반송 기구는 엘라스토머 구성요소의 표면으로부터 사전규정된 오프셋 높이 범위 내에 상기 플라즈마 토치를 위치설정하는 것이 가능한 것인, 다축 반송 기구;
    접착제 도포기; 및
    프로세서에 의해 실행될 때, 상기 오프셋 높이 범위를 유지하면서 상기 표면에 플라즈마를 인가하고 상기 표면으로부터 상기 엘라스토머 구성요소 내로 연장되는 개질된 구역 내에 카보닐 관능기를 형성하도록 상기 플라즈마 토치 및 상기 다축 반송 기구를 제어하고, 상기 표면에 접착제를 도포하도록 접착제 도포기를 제어하는 명령이, 구현되어 있는 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 카보닐 관능기는 상기 개질된 구역의 조성의 2% 내지 15%의 탄소 원자 퍼센트 농도를 야기하는 것인 컴퓨터 판독가능 매체
    를 포함하는 플라즈마 세척 시스템.
  • 제19항에 있어서, 제2 다축 반송 기구와 결합된 제2 플라즈마 토치를 더 포함하고, 상기 컴퓨터 판독가능 매체는 상기 플라즈마 토치 및 상기 다축 반송 기구와 연계하여 상기 제2 플라즈마 토치 및 제2 다축 반송 시스템을 제어하기 위한 명령을 더 갖는 것인 플라즈마 세척 시스템.
  • 说明书全文

    접착을 위한 엘라스토머 재료의 플라즈마 처리{PLASMA TREATEMENT OF AN ELASTOMERIC MATERIAL FOR ADHESION}

    양태는 접착제에 의한 접착을 위해 표면을 세척하고 및/또는 프라이밍(priming)하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다.

    포화 또는 불포화 고무(들)로부터 제조된 구성요소와 같은 엘라스토머 구성요소를 접착하기 전에, 표면 세척이 전통적으로 수행된다. 표면 세척은 입자를 제거하기 위한 기계적 세척뿐만 아니라 접착 접합에 영향을 미칠 수 있는 오일 및 다른 제제를 제거하기 위한 화학적 세척의 모두를 포함할 수도 있다. 이 다단계 세척 프로세스는 갑피(upper) 및/또는 밑창부(midsole portion)와의 최종적인 접합을 위해 겉창 구성요소를 준비하고 프라이밍하기 위해 신발류 산업에서 전통적으로 사용되어 왔다. 그러나, 이 세척 프로세스는 에너지(예를 들어, 건조 에너지), 화학물(예를 들어, 용제), 및 시간을 소비할 수 있다.

    본 발명의 양태는 플라즈마로 엘라스토머 구성요소를 세척하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 구성요소는 플라즈마 소스가 그에 대해 위치설정될 수도 있도록 식별된다. 플라즈마 소스의 위치설정은 구성요소를 열적으로 손상시키지 않고 원하는 표면 처리를 성취하기 위해 구성요소의 20 내지 40 ㎜의 높이 오프셋 범위 내에 있다. 플라즈마는, 예로서 엘라스토머 구성요소가 구성요소의 개질된 구역 이내에 2% 내지 15%의 카보닐 관능기(carbonyl functional group) 농도를 가질 때까지 플라즈마를 인가함으로써, 구성요소 표면을 충분히 세척하고 활성화하기 위해 구성요소에 하나 이상의 인가로 인가된다. 적절한 카보닐 관능기 농도의 성취 후에, 접착제가 구성요소가 도포된다.

    이 요약은 이하에 완전히 상세하게 제공되는 방법 및 시스템의 범주를 밝히고 한정하지 않도록 제공된다.

    본 발명이 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 상세히 설명된다.
    도 1은 본 발명의 양태에 따른, 예시적인 플라즈마 세척 시스템을 도시하고 있다.
    도 2는 본 발명의 양태에 따른, 플라즈마가 도구 경로를 따라 그 위에 인가되는 예시적인 구성요소를 도시하고 있다.
    도 3은 본 발명의 양태에 따른, 플라즈마의 제2 인가가 도구 경로를 따라 그 위에 적용되는 예시적인 구성요소를 도시하고 있다.
    도 4는 본 발명의 양태에 따른, 플라즈마의 인가로부터 개질된 구역을 갖는 구성요소의 단면 사시도를 도시하고 있다.
    도 5는 본 발명의 양태에 따른, 정합된(mated) 상태의 제1 구성요소, 접착제, 및 제2 구성요소의 단면 사시도를 도시하고 있다.
    도 6은 본 발명의 양태에 따른, 구성요소를 플라즈마 세척하기 위한 예시적인 방법을 도시하고 있다.
    도 7은 본 발명의 양태에 따른, 구성요소를 플라즈마 세척하기 위한 부가의 예시적인 방법을 도시하고 있다.

    본 발명의 양태는 플라즈마로 엘라스토머 구성요소를 세척하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 구성요소는 플라즈마 소스가 그에 대해 위치설정될 수도 있도록 식별된다. 플라즈마 소스의 위치설정은 구성요소를 열적으로 손상시키지 않고 원하는 표면 처리를 성취하기 위해 구성요소의 20 내지 40 ㎜의 높이 오프셋 범위 내에 있다. 플라즈마는, 예로서 엘라스토머 구성요소가 구성요소의 개질된 구역 이내에 2% 내지 15%의 탄소 원자 퍼센트의 카보닐 관능기 농도를 가질 때까지 플라즈마를 인가함으로써, 구성요소 표면을 충분히 세척하고 활성화하기 위해 구성요소에 하나 이상의 인가로 인가된다. 적절한 카보닐 관능기 농도의 성취 후에, 접착제가 구성요소가 도포된다.

    본 명세서 전체에 걸쳐 설명될 것과 같이, 본 명세서에 제공된 양태는 신발류 물품의 적어도 일부의 제조에 관련되는 것으로 고려된다. 이와 같이, 신발과 같은 신발류 물품이 개념적인 목적으로 설명될 것이지만, 본 명세서에 청구된 양태를 위한 적용성의 범주에 대한 한정은 아니다. 신발 갑피 및 신발 하부 유닛의 이하의 예가 본 명세서에 예시적인 목적으로 간단화된 방식으로 제시되지만, 실제로 신발 갑피는 종종 상이한 유형의 재료로부터 형성되는 다수의 개별 부분을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 신발 갑피는 신발 갑피의 2개 이상의 부분을 동시에 일체로 형성하기 위해, 직조 또는 편직과 같은 단일의 제조 기술로부터 주로 형성될 수도 있다. 신발 갑피의 구성요소는 다양한 접착제, 스티치, 및 다른 유형의 결합/접합 구성요소를 사용하여 함께 결합될 수도 있다.

    신발 하부 유닛은 종종 다수의 구성요소를 갖는 신발 밑창 조립체를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 신발 하부 유닛은 지면, 플로어, 또는 다른 표면과 접촉하는 포화 또는 불포화 고무와 같은 엘라스토머 재료와 같은 비교적 경질의 내구성 재료로 제조된 겉창(outsole)을 포함할 수도 있다. 신발 하부 유닛은 통상의 착용 및/또는 체육 훈련 또는 수행 중에 완충을 제공하고 힘을 흡수하고/감쇄하는 재료로부터 형성된 중창(midsole)을 더 포함할 수도 있다. 중창에 종종 사용되는 재료의 예는 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate: "EVA") 발포체, 폴리우레탄 발포체 등이다. 신발 밑창은 부가의 완충 구성요소(스프링, 에어백 등과 같은), 기능 구성요소(회내 또는 외전을 처리하기 위한 운동 제어 요소와 같은), 보호 요소(플로어 또는 지면 상의 위험물로부터 발의 손상을 방지하기 위한 탄성 플레이트와 같은) 등과 같은 부가의 구성요소를 더 가질 수도 있다. 신발 갑피 및/또는 신발 하부 유닛 내에 존재할 수도 있는 이들 및 다른 구성요소는 본 명세서의 예에 구체적으로 설명되지 않지만, 이러한 구성요소는 본 발명의 양태에 따른 시스템 및 방법을 사용하여 제조된 신발류 물품에 존재할 수도 있다.

    이하의 설명에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 연계하여 설명되는 플라즈마 세척 및 특징부는 임의의 재료 또는 구성요소의 세척을 위해 사용될 수도 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 본 명세서에 제공된 양태는 하나 이상의 요소의 접착을 위해 플라스틱 표면(예를 들어, 폴리머계 재료)을 준비하고 세척하는 데 이용될 수도 있다는 것이 고려된다. 이 예를 위해, 겉창 플레이트 또는 다른 밑창 구조체는 클릿(cleat)과 같은 트랙션 요소(traction element)의 도포를 위한 준비시에 플라즈마로 처리될 수도 있다는 것이 고려된다. 예시적인 양태에서, 플라즈마 세척이 중창부와의 효과적인 접합을 허용하기 위해 고무 겉창의 적어도 표면에 적용된다. 플라즈마 세척은 접착제의 수용을 위해 겉창 표면을 탈지하기(degrease) 위해 전통적인 화학적 용제의 대안으로 사용된다는 것이 고려된다. 또한, 플라즈마에 의한 엘라스토머 구성요소의 표면의 화학적 개질은 접착제의 증가된 접합을 위해 전통적으로 사용되는 프라이머의 전형적인 인가를 감소시키거나 제거할 수도 있다. 따라서, 플라즈마의 사용은 세척 및/또는 프라이밍을 위한 화학적 적용의 환경적 효과를 감소시킬 수도 있다.

    또한, 이하에서 명백해질 것인 바와 같이, 세척 기구로서 플라즈마의 사용은 이전에 다른 재료 상에 사용을 위해 다른 용례에서 고려되어 왔다. 예를 들어, 컴퓨팅 산업은 실리콘 칩의 표면을 세척하기 위해 플라즈마의 사용을 구현하였다. 본 명세서에 고려되는 엘라스토머 구성요소와는 달리, 실리콘 칩은 본 명세서에 고려된 것보다 더 근접한 거리로부터 유도되는 플라즈마의 더 높은 강도를 견디는 것이 가능하다. 실리콘 칩 산업에서 사용되는 것과 동일한 플라즈마 강도 및 거리가 고무 겉창과 같은 엘라스토머 구성요소에 적용되었으면, 엘라스토머 구성요소는 변형되거나 또는 심지어 연소되는 것과 같이 손상될 수도 있다. 또한, 엘라스토머 구성요소의 화학적 조성은, 상이한 최종 효과가 플라즈마 에너지의 인가로부터 실현되도록 실리콘 칩 산업 타겟 구성요소와는 상이하다. 예를 들어, 소정의 노출 높이에서 플라즈마에 노출되는 고무 구성요소는 접착 목적으로 효과적인 관능기(예를 들어, 카보닐기)를 발생한다. 부가적으로, 이하에 설명되는 바와 같이, 본 명세서에 제공된 엘라스토머 재료는 접착 목적으로 엘라스토머 구성요소 표면을 화학적으로 개질하기 위한 플라즈마의 기회를 여전히 제공하면서 적절한 표면 온도가 엘라스토머 구성요소에 대해 초과되지 않는 것을 보장하도록 플라즈마를 위한 다중 패스 인가 접근법으로부터 이익을 얻을 수도 있다. 컴퓨팅 칩 산업에서, 실리콘 칩의 기판에 대한 열적 손상의 염려가 적기 때문에, 더 낮은 속도, 더 높은 강도, 및/또는 더 근접한 오프셋 거리에서 단일의 플라즈마 인가가 구현될 수도 있다.

    이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 양태에 따른, 엘라스토머 구성요소와 함께 사용을 위한 예시적인 플라즈마 세척 시스템(100)이 도시되어 있다. 구성요소는 일반적으로 설명의 목적으로 도시되어 있다. 구성요소의 하나 이상은 본 발명의 양태에서 생략되고, 이동되고, 재배치되고/재구성될 수도 있다는 것이 이해된다. 더욱이, 부가의 구성요소(예를 들어, 반송 기구, 플라즈마 소스, 접착제 도포기 등)가 구현될 수도 있다는 것이 고려된다. 또한, 다양한 구성요소의 예시적인 구성이 도시되어 있지만, 이들은 본질적으로 예시적인 것이고 한정은 아니라는 것이 이해된다. 예를 들어, 반송 기구(104)는 벨트형 기구로서 도시되어 있지만, 구성요소는 다축 로봇 또는 인간과 같은 임의의 수단에 의해 이동/반송될 수도 있다는 것이 고려된다. 유사하게, 플라즈마 토치(116)가 다축 기구(114)와 결합되는 것으로서 도시되어 있지만, 임의의 이동 기구가 적절한 차원 이동(예를 들어, 축방향 이동 및 회전)을 성취하도록 구현될 수도 있다는 것이 고려된다.

    시스템(100)은 구성요소(102), 반송 기구(104), 반송 드라이브(106), 비전 시스템/카메라(108), 시야(110), 컴퓨팅 디바이스(112), 다축 기구(114), 플라즈마 토치(116), 다축 기구(118), 및 접착제 도포기(120)로 구성된다. 구성요소의 임의의 조합이 본 발명의 양태 내에서 임의의 수 및 임의의 방식으로 사용될 수도 있다는 것이 이해된다.

    플라즈마는 이온화된 가스이고, 4개의 기본적인 물질 상태 중 하나이다. 플라즈마는 원자 또는 분자로부터 전자를 유리하고 양 종(species), 이온 및 전자가 공존하게 하도록 충분한 에너지가 제공되는 가스(예를 들어, 다원소 가스 및 단원소 가스)이다. 달리 말하면, 플라즈마는 비례적으로 양이온 및 자유 전자로 이루어져 더 많거나 적은 전체 전하를 야기하는 이온화된 가스이다. 플라즈마는 열적 및 비열적 형태의 모두로 존재할 수도 있다. 열적 및 비열적 사이의 구별은 전자, 이온 및 중성자의 온도에 의해 결정될 수도 있다. 열적 플라즈마는 실질적으로 동일한 온도에서 전자 및 무거운 입자를 갖는 데, 즉 이들 열적 플라즈마는 서로 열평형 상태에 있다. 비열적 플라즈마는 훨씬 더 낮은 온도에서 이온 및 중성자를 갖고, 반면에 전자는 상당히 더 높은 온도에 있다. 본 명세서에 제공된 양태는 예시적인 양태에 따른, 엘라스토머 구성요소의 플라즈마 세척을 위해 비열적 플라즈마에 의존한다.

    구성요소(102)는 예시의 목적으로 일반적인 방식으로 도시되어 있다. 그러나, 전술된 바와 같이, 구성요소(102)는 신발 겉창과 같은 신발류 물품의 부분일 수도 있다는 것이 고려된다. 폴리머계 재료와 같은 임의의 재료로부터 형성된 임의의 구성요소가 고려된다. 예시적인 양태에서, 엘라스토머 재료로부터 형성된 구성요소인 엘라스토머 구성요소는 본 명세서에 제공된 방법 및 시스템에 의해 처리된다. 엘라스토머 재료는 점탄성을 갖는 폴리머 화합물을 포함한다. 엘라스토머 재료의 예는 포화 고무 및 불포화 고무의 모두를 포함한다. 불포화 고무는 예를 들어, 천연 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 폴리클로로프렌, 부틸 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등과 같은 가황에 의해 경화될 수 있는 엘라스토머 재료이다. 포화 고무는 가황에 의해 경화될 수 없는 고무이다. 포화 고무의 예는 예를 들어, 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무, 실리콘 고무, 폴리아크릴 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 등을 포함한다.

    구성요소(102)는 임의의 형상, 크기, 및 배향을 가질 수도 있다. 예시적인 양태에서, 구성요소(102)는 플라즈마 토치(116)로부터 이격하여 배향된 접지면(예를 들어, 트레드)을 갖는 신발 겉창이다. 도시되어 있는 비한정적인 예에서, 트레드측은 반송 기구(104) 상에 위치될 것이지만, 임의의 반송 기구가 본 발명의 양태에서 사용될 수도 있다는 것(또는 사용되지 않음)이 고려된다. 구성요소(102)의 이 제시된 배향은 플라즈마가 구성요소(102)의 상부면에 인가되게 하는 데, 이 플라즈마는 예를 들어 이어서 이하에서 도 5에서 설명될 것인 바와 같이, 중창의 하부면과 같은 다른 구성요소와의 최종적인 접합을 위한 접착제의 수용을 위해 프라이밍될 수 있다.

    반송 기구(104)는 벨트형 기구로서 도시되어 있지만, 이는 본 명세서에 제공된 동작(예를 들어, 플라즈마 인가)을 위한 장소(location)에 구성요소(102)를 위치설정하기 위해 효과적인 임의의 기구일 수도 있다는 것이 고려된다. 반송 기구(104)는 구성요소(102)에 포함되지 않을 수도 있는 플라즈마 에너지의 수신을 위해 적용된다는 것이 또한 고려된다. 예를 들어, 반송 기구(104)는 일정한 계속적인 동작을 허용하기 위해 플라즈마 에너지에 내성이 있는 재료로부터 형성되는 것이 고려된다. 반송 기구는 반송 드라이브(106)에 의해 가동된다. 반송 드라이브(106)는 본 명세서에 제공된 동작을 위해 반송 기구(104)를 원하는 장소에 구성요소(102)를 위치설정하게 하기 위해 효율적이다. 설명될 바와 같이, 반송 드라이브(106)는 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(112)와 같은 컴퓨팅 디바이스에 의해 제어된다는 것이 고려된다.

    구성요소(102)의 크기, 형상, 배향, 및 상세를 식별하기 위해, 비전 시스템 또는 다른 부분 식별 시스템(예를 들어, 촬상, 검출, 감지)이 구현된다는 것이 고려된다. 예를 들어, 시야(110)를 갖는 카메라(108)는 컴퓨팅 디바이스(112)와 같은 컴퓨팅 디바이스에 감지 정보를 제공하는 것으로서 도시되어 있다. 카메라(108)를 갖는 비전 시스템은 구성요소(102)와 같은 구성요소를 위치확인하고 식별하기 위해 효과적이다. 비전 시스템은 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 구성요소[예를 들어, 플라즈마 토치(116), 다축 기구(114, 118), 접착제 도포기(120)]에 의해 사용될 수 있는 도구 경로를 발생하기 위해 컴퓨팅 디바이스(112)를 위한 구성요소의 3차원 맵핑을 발생하도록 3차원 이미지 캡처 기술(예를 들어, 다중 관점 카메라, 레이저 스캐닝)을 이용할 수도 있다. 따라서, 카메라(108)는 그 사이에 정보를 효과적으로 통신하기 위해 컴퓨팅 디바이스(112)와 동작식으로(예를 들어, 전기적으로) 결합된다는 것이 고려된다.

    컴퓨팅 디바이스(112)는 적합한 컴퓨팅 환경의 단지 일 예일 뿐이고, 본 발명의 사용 또는 기능성의 범주에 대한 임의의 한정을 제안하도록 의도된 것은 아니다. 또한 컴퓨팅 디바이스(112)는 도시되어 있는 구성요소의 임의의 하나 또는 조합에 관한 임의의 종속성 또는 요구를 갖는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 컴퓨팅 디바이스(112)는 이하의 디바이스: 메모리, 하나 이상의 프로세서, 및 하나 이상의 구성요소(예를 들어, 다축 기구, 플라즈마 토치 및 접착제 도포기)에 직접적으로 또는 간접적으로 결합하는 버스를 포함한다.

    컴퓨팅 디바이스(112)는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨팅 디바이스(112)에 의해 액세스될 수 있고 휘발성 및 비휘발성 매체, 이동식 및 비이동식 매체의 모두를 포함하는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 비한정적으로, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수도 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술에서 구현된 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다.

    컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 디바이스를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 전파된 데이터 신호를 포함하지 않는다.

    통신 매체는 통상적으로 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 변조된 데이터 신호에 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터를 구체화하고, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. 용어 "변조된 데이터 신호"라는 것은, 신호 내에 정보를 인코딩하기 위해 이러한 방식으로 설정되거나 변경된 그 특성 중 하나 이상을 갖는 신호를 의미한다. 예로서, 비한정적으로, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접 유선 접속과 같은 유선 매체, 및 음향, RF, 적외선 및 다른 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상기의 임의의 것의 조합이 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범주 내에 포함되어야 한다.

    메모리는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리의 형태의 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 메모리는 이동식, 비이동식, 또는 이들의 조합일 수도 있다. 예시적인 메모리는 비일시적, 고체 상태 메모리, 하드 드라이브, 광학 디스크 등을 포함한다. 컴퓨팅 디바이스(112)는 다양한 엔티티로부터 데이터를 판독하는 하나 이상의 프로세서를 포함한다.

    컴퓨팅 디바이스(112)는 따라서 본 명세서에 지지된 방법을 성취하기 위해 본 명세서에 제공된 하나 이상의 구성요소를 조화하기 위해 효과적이다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(112)는 카메라(108)에 의해 캡처된 이미지가 구성요소(102)의 3차원 맵핑을 발생하기 위해 구성요소(102)를 식별하여 위치설정하는 것을 허용하는 명령을 프로세싱하는 것으로 고려된다. 구성요소(102)의 이 3차원 맵핑은 이어서 하나 이상의 구성요소를 위한 하나 이상의 도구 경로를 발생하기 위해 컴퓨팅 디바이스(112)에 의해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마의 인가를 위한 도구 경로가 컴퓨팅 디바이스(112)에 의해 발생될 수도 있는 데, 이는 다축 기구(1145) 및 플라즈마 토치(116)에 의해 구현될 것이다. 유사하게, 도구 경로는 다축 기구(118) 및/또는 구성요소(102)에 접착제의 도포를 위한 접착제 도포기(120)에 의한 사용을 위해 컴퓨팅 디바이스(112)에 의해 발생될 수도 있는 것으로 고려된다. 도구 경로는 구성요소의 상세(예를 들어, 크기, 형상, 장소, 배향)를 고려하는 소정의 기구/도구를 위한 공간 내의 구성요소 특정 이동 좌표이다. 본 명세서에 제공되는 바와 같이, 임의의 수의 구성요소가 의도된 결과를 성취하기 위해 조합하여 사용될 수도 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 1개, 2개, 3개 … 또는 'N'개(여기서 'N'은 임의의 수)의 다축 이동 기구, 플라즈마 토치, 및/또는 접착제 도포기가 임의의 조합으로 사용될 수 있는 것이 고려된다. 또한, 본 명세서의 예는 이동 기구, 플라즈마 토치, 및 접착제 도포기와 같은 구성요소의 조합을 제공하지만, 이들 구성요소의 하나 이상은 함께 생략될 수도 있고, 공통의 물리적 디바이스로 조합될 수도 있고, 및/또는 수정될 수도 있는 것으로 이해된다. 예는 예를 들어, 플라즈마 토치만, 접착제 도포기만, 플라즈마 토치 및 이동 기구만, 접착제 도포기 및 이동 기구만, 플라즈마 토치 및 접착제 도포기만을 포함한다.

    단일의 컴퓨팅 디바이스(112)가 도시되어 있지만, 임의의 조합의 임의의 수의 컴퓨팅 디바이스가 본 명세서에 제공된 양태를 성취하도록 구현될 수도 있다는 것이 고려된다.

    다축 기구(114, 118)는 일반적으로 다수의 이동 자유도(예를 들어, 각각의 축 둘레의 X, Y, Z 회전)를 갖는 다축 이동 기구로서 도시되어 있다. 그러나, 전술된 바와 같이, 도 1의 다양한 구성요소는 예시의 목적으로 도시되어 있고, 한정이 되도록 의도된 것은 아니다. 예를 들어, 이동 기구의 하나 이상은 본 명세서에 제공된 결과(예를 들어, 플라즈마의 인가, 접착제의 도포)를 발생하기 위한 운동도를 성취하기 위해 효과적인 XY 테이블 또는 다른 이동 기구일 수도 있는 것이 고려된다.

    다축 기구(114, 118)는 컴퓨팅 디바이스(112)와 같은 컴퓨팅 디바이스와 결합된다. 컴퓨팅 디바이스는 예를 들어 컴퓨터 수치 제어(CNC) 이동 제어를 통해서와 같이, 다축 기구(114, 118)의 이동의 제어를 위해 효과적일 수도 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 다양한 구성요소[예를 들어, 다축 기구(114) 및 플라즈마 토치(116)]의 이동 및 적용을 조화하기 위해 효과적인 것으로 고려된다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(112)는 다축 기구(114)에 물리적으로 독립적인 것으로서 도시되어 있지만, 임의의 구성(예를 들어, 일체형)이 이용될 수도 있는 것으로 고려된다.

    플라즈마 토치(116)는 구성요소(102)에 플라즈마를 인가하기 위해 효과적이다. 예시적인 양태에서, 플라즈마 토치는 플라즈마를 형성하기 위해 다중 가스 조성(예를 들어, 분위기 공기)을 이용한 플라즈마 발생기이다. 예를 들어, 구성요소로의 플라즈마의 인가는 분위기 압력에서 발생하는 데, 이는 연속적인 프로세싱[배치식 프로세싱(batch processing)보다는]을 허용하는 것으로 고려된다. 분위기 조건에서 발생된 플라즈마는 분위기 압력 플라즈마라 칭한다. 플라즈마 토치는 애노드와 캐소드 사이에서 높은 전압에 의해 플라즈마를 발생하는 데, 이 플라즈마는 분위기 공기와 같은 작동 가스와 함께 플라즈마 토치(116) 상의 노즐을 통해 송풍된다. 에너지의 주파수 및 에너지의 맥동 패턴(예를 들어, 에너지의 단일 펄스, 에너지의 이중 펄스)은 몇몇 양태에서, 플라즈마를 형성하도록 변동될 수도 있다. 회전형 노즐이 구성요소(102)로의 열 입력을 제한하기 위해 펄스형 방식으로 플라즈마를 인가하도록 구현될 수도 있는 데, 이는 엘라스토머 재료를 변형하거나 다른 방식으로 악영향을 미칠 수 있는 것으로 고려된다. 열 입력의 효과를 더 제한하기 위해, 예시적인 양태에서, 다중 플라즈마 소스 또는 공통 플라즈마 소스의 반복된 통과를 사용하는 다중 패스 도구 경로가 구현될 수도 있는 것으로 고려된다. 플라즈마 인가 패스의 노즐 및/또는 수는 예시적인 양태에서, 온도를 사전규정된 값 미만으로 유지하면서 원하는 표면 처리(예를 들어, 세척, 활성화)를 성취하도록 조정될 수도 있다.

    엘라스토머 구성요소로의 플라즈마의 인가는 엘라스토머 재료의 물리적 세척 뿐만 아니라 활성화를 야기한다. 이와 같이, 플라즈마의 인가와 연계된 변수는 재료의 세척 및 활성화에 영향을 미친다. 따라서, 시험은 적합한 결과가 특정 변수 범위를 갖고 성취되는 것으로 결정하였다. 예를 들어, 플라즈마 토치가 구성요소(102)의 표면으로부터 20 내지 40 ㎜ 오프셋 높이의 외측에 배치될 때, 원하는 표면 처리가 성취되지 않을 수도 있다. 특히, 접착제가 신발류 물품을 위해 도포될 고무 구성요소는, 플라즈마 토치가 20 내지 40 ㎜ 오프셋 높이 범위의 외측에 위치될 때 처리된 표면 상에 원하는 레벨의 카보닐 관능기 전개를 성취하지 않을 수도 있다. 25 내지 35 ㎜ 오프셋 높이가 양태에서 사용된다. 35 내지 40 ㎜ 오프셋 높이가 양태에서 사용된다. 제공된 범위의 외측의 플라즈마의 인가는 특정 재료로의 불충분한 표면 처리를 야기할 수도 있다. 그러나, 상이한 재료는 제공된 범위의 외측의 원하는 표면 처리를 성취할 수도 있는 것으로 고려된다. 또한, 진행 속도 및 플라즈마 강도는 제공된 범위를 성취하도록 조정될 수도 있는 것이 고려된다. 또한, 사용 가능한 표면 처리(예를 들어, 활성화 및/또는 세척)는 범위에 의해 제공되는 것보다 더 근접한 거리에서 성취될 수도 있지만, 플라즈마의 입력 발열량(heat value)은 예시적인 양태에서, 표면 변형, 연소, 또는 다른 바람직하지 않은 결과를 야기할 수 있는 사전규정된 값을 초과할 수도 있다.

    예시적인 양태에서, 플라즈마의 인가는 구성요소(102)의 표면 상에 관능 카보닐(즉, C=0)기를 형성하도록 제공된다. 카보닐기는 표면으로의 플라즈마의 인가에 의해 유발된 구성요소(102)의 표면 상의 래디칼 상태의 형성으로부터 발생될 수도 있다. 표면의 래디칼 상태는 관능 카보닐기를 형성하기 위해, 주위 공기 내에서 또는 플라즈마의 작동 가스로부터 발견된 산소와 같은 산소와 반응한다. 카보닐기의 형성은 작동 가스[예를 들어, 혼합 가스, 산소(예를 들어, O 2 ) 가스, 수소(예를 들어, H 2 ) 가스], 진행 속도, 오프셋 높이, 구성요소의 재료, 인가의 기간, 인가의 패턴 등에 의해 영향을 받을 수도 있다. 양태에서, 구성요소 표면(즉, 개질된 구역) 조성 상의 2% 내지 15% 카보닐 관능기 형성이 성취된다. 이 범위 내에서, 충분한 접착 결합이 예를 들어, 신발류 물품에 사용을 위해 성취될 수 있다. 양태에서, 표면 조성으로서 2% 내지 9% 카보닐의 형성이 성취된다. 달리 말하면, 구성요소의 개질된 구역의 표면 조성은 구성요소의 표면으로의 하나 이상의 플라즈마 인가의 결과로서 적어도 2% 만큼 카보닐 관능기에서 증가한다. 도 4와 함께 설명되는 바와 같이, 표면 조성은 구성요소 내로 적어도 특정 거리(예를 들어, 침투 깊이) 연장되는 개질된 영역을 참조한다. 예를 들어, 양태는 카보닐 관능기가 충분히 검출되는 10 내지 800 ㎚의 침투 깊이를 성취한다. 따라서, 카보닐 관능기의 적어도 2% 증가가 예시적인 양태에서, 내향으로 10 내지 800 ㎚ 연장되는 구성요소 표면의 개질된 구역에서 성취된다.

    개질된 구역 내의 카보닐 관능기의 증가에 추가하여, 양태는 개질된 구역 내의 탄소 대 탄소(CC) 및 탄소 대 수소(CH) 결합의 감소를 성취하기 위해 플라즈마를 인가하는 것을 고려한다. 양태에서, CC 및 CH 결합의 27% 내지 17% 감소가 성취되는 데, 이는 도포될 접착제의 접착 특성을 또한 보조한다. CC 및 CH 결합의 변형은 전술된 플라즈마 인가 변수(예를 들어, 오프셋 높이, 파워, 속도, 및 패스의 수, 재료 등)에 의해 영향을 받는다. 탄소계 그룹(예를 들어, C=0, CC, CH)의 퍼센트의 리스트는 본 명세서에 사용된 탄소 원자 퍼센트이다.

    이하의 표는 고무 플라즈마 세척된 구성요소의 개질된 구역에서 발견된 탄소에 대한 조성 퍼센트에 대한 데이터를 제공한다. 대조 표본 내의 카보닐 관능기의 퍼센트는 0.3% 및 0.4%로 기록되었다. 그러나, 30 ㎜의 플라즈마 처리 후에, 제1 시험은 9.1%를 야기하였고, 제2 시험은 8.3% 원자 조성 퍼센트를 야기하였다. 따라서, 30 ㎜에서의 플라즈마의 인가는 본 예시적인 데이터에서, 카보닐 조성을 8.8%(9.1-0.3) 내지 7.9%(8.3-0.4)로 증가시켰다. 7.9% 내지 8.8% 범위의 카보닐 관능기의 이 증가는 플라즈마 세척된 구성요소가 원하는 접착 특성을 성취할 수 있게 한다. 유사하게, CC 결합 및 CH 결합은 30 ㎜에서 플라즈마 세척의 결과로서 94.2% 및 94.5%로부터 67.3% 및 70.1%로 감소되었는 데, 이는 27.2% 및 24.1%의 범위의 CC 및 CH 결합 조성 감소를 제공한다. 양태에서, 2% 내지 15% 범위의 카보닐 농도 퍼센트를 성취하는 것은 엘라스토머 구성요소가 신발류 물품을 위한 충분한 접착 특성을 갖게 하는 것이 고려된다.

    C=0 CO 및 CN CC 및 CH
    30 ㎜ 시험 1 9.1% 23.6% 67.3%
    30 ㎜ 시험 2 8.3% 21.6% 70.1%
    37.5 ㎜ 시험 1 3.7% 22.9% 73.4%
    37.5 ㎜ 시험 2 3% 19.7% 77.4%
    45 ㎜ 시험 1 1.9% 10.9% 87.2%
    45 ㎜ 시험 2 1.8% 10.5% 87.7%
    대조 표본 1 0.3% 5.6% 94.2%
    대조 표본 2 0.4% 5.2% 94.5%

    상기 설명은 본질적으로 예시적이고, 예시적인 엘라스토머 고무 구성요소 상의 예시적인 플라즈마 토치 구성에 구속되고 범주가 한정되지 않고, 본질적으로 예시적이다.

    단일의 플라즈마 토치(116)가 도 1에 도시되어 있지만, 다중 플라즈마 토치가 본 발명의 양태를 성취하도록 구현될 수도 있다는 것이 고려된다. 또한, 공통의 플라즈마 토치가 구성요소의 하나 이상의 부분에 플라즈마를 재인가하는 다중 패스 도구 경로 상에서 동작할 수도 있다는 것이 고려된다. 다중 플라즈마 토치의 사용 또는 공통 플라즈마 소스에 의한 플라즈마의 재인가는 사전규정된 지연 시간이 구성요소에 의해 경험될 수 있게 하는 데, 이는 구성요소의 표면이 사전규정된 온도 미만으로 유지되게 하는 데 효율적일 수도 있다. 온도 미만으로의 유지는 비의도적이거나 바람직하지 않은 표면 변형을 제한할 수도 있다.

    도 1을 참조하면, 접착제 도포기(120)는 접착제의 도포기이다. 접착제 도포기(120)가 다축 기구(118)와 결합됨에 따라, 컴퓨팅 디바이스는 3차원 공간에 걸쳐 접착제의 도포를 제어할 수 있다. 접착제 도포기(120)는 스프레이 도포기, 브러시 도포기, 롤러 도포기 등이라는 것이 고려된다. 예시적인 양태에서, 접착제는 플라즈마의 인가 후에 구성요소에 도포되는 데, 이는 접착제의 수용을 위한 표면을 세척하고 활성화한다(예를 들어, 카보닐 관능기를 증가시킴).

    디바이스 및 구성요소의 특정 배열이 도 1에 도시되어 있지만, 본 명세서에서 고려되는 양태는 도 1의 도시 및 설명에 한정되는 것은 아니라는 것이 이해된다. 예를 들어, 상이한 반송 기구, 상이한 다축 기구 등이 구현될 수도 있다는 것이 고려된다. 또한, 기구 및 구성요소의 상이한 수 및 구성이 구현될 수도 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 2개 이상의 플라즈마 토치가 예시적인 양태에서 이용될 수도 있다.

    도 2는 본 발명의 양태에 따른, 예시적인 엘라스토머 구성요소(202)의 플라즈마 세척(200)을 도시하고 있다. 본 예에서, 구성요소(202)를 표현하고 있는 신발 겉창의 상위면(212)(예를 들어, 비-트레드면)이 도시되어 있다. 플라즈마 토치(204)가 구성요소(202)를 횡단하기 위해 다중 자유도를 갖는 것으로서 일반적으로 도시되어 있다. 플라즈마(206)는 플라즈마 토치(204)로부터 표면(212) 상으로 나타나는 것으로서 도시되어 있다. 사전프로그램되고 컴퓨팅 디바이스에 의해 동적으로 결정될 수도 있는 예시적인 도구 경로(208)가 설명의 목적으로 예시된다.

    도구 경로(208)는 임의의 방식으로 구성요소(202)를 횡단할 수도 있다. 현재 예시되어 있는 예에서, 내측 대 외측 운동 경로가 플라즈마(206)에 의한 표면 준비를 성취하면서 처리량 시간을 성취하기 위한 목적으로 도시되어 있다. 대안적인 양태에서, 뒤꿈치 대 발가락 또는 주계(perimeter) 기반 도구 경로가 대안적으로(또는 부가적으로) 구현될 수도 있다. 도구 경로(208)는 예시적인 양태에서, 전체가 아니면, 접착제의 도포를 위해 의도된 표면(212)의 영역으로의 플라즈마의 인가를 허용하도록 발생될 수도 있다. 또한, 끊임없는 2차원 도구 경로(208)가 도시되어 있지만, 구성요소(202)는 다차원일 수도 있고, 따라서 도구 경로(208)는 3차원 공간에 있어 적절한 오프셋 높이가 실제로 플라즈마(206)의 인가 중에 성취되는 것을 보장한다는 것이 이해된다. 본 예에서, 플라즈마 토치의 일반적인 방향은 화살표(214)의 방향(발가락 대 뒤꿈치 방향)에 있지만, 화살표(214)는 임의의 적절한 방향으로 배향될 수도 있다는 것이 이해된다. 또한, 도구 경로(208)는 플라즈마 강도, 인가의 각도, 이동의 속도 등을 나타내는 정보를 또한 포함할 수도 있다.

    영역(210)은 구성요소(202)의 플라즈마 세척된(예를 들어, 카보닐 관능기로 세척되고 활성화된) 영역을 표현하고 있다. 영역(210)은 표면(212)의 비-플라즈마 처리된(예를 들어, 뒤꿈치 단부) 영역보다 적어도 2% 더 큰 조성의 카보닐 관능기 퍼센트를 갖는다.

    도 3은 본 발명의 양태에 따른, 도 2의 플라즈마 세척(200)의 대안적인 플라즈마 세척(300)을 도시하고 있다. 본 예에서, 플라즈마 토치(204)는 제1 플라즈마 인가 영역(210)을 형성하는 구성요소(202)의 표면(212) 위로 도구 경로(208)를 따라 플라즈마(206)를 인가한다. 또한, 제2 플라즈마 토치(304)는 제2 패스 영역(310)을 형성하는 표면(212) 위로, 도구 경로(208)와 같은 도구 경로를 따른다. 제2 패스 영역(310)은 표면(212)을 더 세척하고 활성화하기 위해, 플라즈마(306)와 같은, 플라즈마의 제2 인가이다. 제2 플라즈마 인가는 표면(212)으로의 열 유도 변형 또는 손상을 감소시키는 방식으로 플라즈마의 열 입력이 제한되게 할 수도 있다. 예를 들어, 제2 플라즈마 토치(304)는 플라즈마(306)를 인가하기 전에 사전결정된 시간[도구 경로 내로 팩토링될(factored) 수도 있음] 지연할 수도 있다. 이 도입된 지연은 제2 패스에서 플라즈마로부터 열 에너지를 도입하기 전에 표면(212)이 열적으로 안정화하거나 감소하게 할 수도 있다.

    공구 경로, 구성요소, 및 타이밍의 특정 배열 및 구성이 도 3에 도시되어 있지만, 이는 본질적으로 예시적인 것이고 본질적으로 한정이 되도록 의도된 것이 아니다. 예를 들어, 제2 플라즈마 인가 패스가 초기 플라즈마 인가를 제공한 플라즈마 토치(204)에 의해 제공될 수도 있다. 또한, 전체 제1 플라즈마 인가는 예시적인 양태에서, 제2 플라즈마 인가를 적용하기 전에 적용될 수도 있는 것이 고려된다. 부가의 변형예가 고려된다. 또한, 플라즈마의 부가의 인가(예를 들어, 3 이상)가 양태에서 제공될 수도 있다. 플라즈마 인가는 또한 몇몇 양태에서, 지정된 구역에서, 다양한 속도, 높이, 각도, 및 강도로 발생할 수도 있다. 또한, 임의의 동작 시퀀스가 구현될 수도 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 제1 플라즈마 패스, 제1 접착제 패스, 제2 플라즈마 패스, 및 제2 접착제 패스가 물체의 하나 이상의 구역에 수행될 수도 있다. 임의의 동작 순서가 수행될 수도 있다.

    도 4는 본 발명의 양태에 따른, 플라즈마 소스(402)로부터 플라즈마(404)의 인가로부터 개질된 구역(408)을 갖는 구성요소(406)의 단면 사시도(400)를 도시하고 있다. 개질된 구역(408)은 10 내지 800 ㎚일 수도 있는 깊이(414)로 내향으로 표면(412)으로부터 연장된다. 개질된 구역(408)은 플라즈마가 재료의 조성을 개질하여 카보닐 관능기를 증가시키고 및/또는 CC 및 CH 결합을 감소시키는 표면(412)으로부터 연장되는 구역이다. 깊이(414) 미만에서, 이 조성 개질의 검출 가능성은 예시적인 양태에서 비실질적이다. 개질된 구역은 본 명세서에 제공된 파라미터를 이용하여 예시적인 양태에서 10 내지 800 ㎚의 범위일 수도 있는 깊이(418)를 갖는 것으로서 도시되어 있다. 예를 들어, 플라즈마 소스(402) 노즐과 표면(412) 사이의 오프셋 높이(416)는 예시적인 양태에서, 개질된 구역(408)을 위한 깊이(418)를 야기한다. 도 4는 실제 축적대로 도시되어 있지는 않고, 대신에 설명의 목적으로 도시되어 있다.

    도 5는 본 발명의 양태에 따른, 접착제(504)에 의해 구성요소(502)와 접합된 구성요소(506)에 대한 단면 사시도(500)를 도시하고 있다. 본 예에서, 구성요소(506)는 표면(508) 상에 본 명세서에 제공된 양태에 따라 세척된 플라즈마였다. 플라즈마 세척 및 플라즈마 세척을 위해 선택된 파라미터는 카보닐 관능기의 증가와 같은, 접착제(504)에 의한 접착을 위해 효과적인 표면(508)에 대한 표면 처리를 야기하였다. 카보닐 관능기가 제공된 범위 내에서 증가하면, 예시적인 양태에서, CC 결합 및 CH 결합은 제공된 범위 외로 감소하고, 본 명세서에 제공된 다른 파라미터는 접착 목적으로 비효율적으로 준비된 표면을 야기할 수도 있다는 것이 이해된다. 도 5의 요소는 실제 축적대로 도시되어 있지는 않고, 단지 예시를 위해 도시되어 있다. 구성요소(502)의 접착제(504)에 근접한 표면은 또한 원하는 접착을 성취하도록 플라즈마 세척될 수도 있는 것이 고려된다. 예를 들어, 구성요소(502)가 EVA-기반 재료(예를 들어, EVA 중창)이면, 플라즈마 세척은 예시적인 양태에서, 구성요소(506)(예를 들어, 고무 겉창)와 접합을 위해 접착제(504)의 접착을 향상시킬 수도 있다.

    도 6은 본 발명의 양태에 따른, 플라즈마에 의한 엘라스토머 구성요소의 세척 방법을 표현하고 있는 흐름도(600)를 도시하고 있다. 블록 602에서, 구성요소의 위치가 결정된다. 예를 들어, 비전 시스템이 구성요소의 이미지를 캡처하도록 구현될 수도 있다는 것이 고려된다. 위치 결정은 구성요소에 플라즈마를 인가하는 동안 플라즈마 소스가 횡단하기 위한 적절한 도구 경로를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 위치의 결정은 적절한 플라즈마 세척 동작을 적용하기 위해 부분을 식별하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 위치의 결정은 구성요소에 대한 적절한 상대 장소에서 플라즈마 토치를 위치설정하는 것과 같은, 플라즈마 인가를 위한 하나 이상의 구성요소를 적절하게 위치설정하는 데 사용 가능할 수도 있다. 적절한 장소는 플라즈마에 의해 구성요소 상에 적절한 표면 처리를 성취하기 위한 높이 오프셋 범위를 포함할 수도 있다. 위치의 결정은 컴퓨팅 디바이스 및/또는 하나 이상의 센서(예를 들어, 근접도 센서)의 연계로 행해질 수도 있다.

    블록 604에서, 플라즈마 토치가 위치설정된다. 플라즈마 토치의 위치설정은 다축 기구(예를 들어, 다중 자유도 로봇)를 제어하는 컴퓨팅 디바이스에 의해 보조될 수도 있다. 플라즈마 토치의 위치설정은 20 내지 40 ㎜, 25 내지 35 ㎜, 및/또는 35 내지 40 ㎜ 오프셋 높이 범위 내와 같이, 구성요소의 표면으로부터 사전결정된 오프셋 높이에 플라즈마 토치를 위치설정할 수도 있다.

    블록 606에서, 플라즈마가 구성요소에 인가된다. 플라즈마 토치는 예시적인 양태에서, 지정된 강도로 및/또는 지정된 인가 레이트(예를 들어, 속도)로 지정된 3차원 공간(예를 들어, 도구 경로)을 따라 구성요소에 플라즈마를 유도할 수도 있다. 엘라스토머 구성요소로의 플라즈마의 인가는 블록 608에 도시되어 있는 바와 같이, 표면으로부터 구성요소 내로 연장되는 개질된 구역 내에 카보닐기를 발생한다. 카보닐기의 발생은 양태에서, 플라즈마의 인가와 연계된 파라미터 및 구성요소 재료의 파라미터에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 플라즈마의 작동 가스, 플라즈마 소스의 노즐, 플라즈마 소스의 오프셋 높이, 플라즈마 인가의 속도, 도구 경로 등이 파라미터에 기초하여 극적으로 변동할 수 있는 카보닐기의 형성에 모두 영향을 미친다. 또한, 고무 재료와 같은 재료는 플라즈마 인가의 파라미터에 다른 재료(예를 들어, 금속, 실리콘 등)와 상이하게 응답하는 데, 이는 상이한 관능기 형성 및 조성을 유발한다. 부가적으로, 플라즈마에 의한 표면 처리가 수행되기 때문에, 접착제에 의한 접착 향상을 위한 양태에서, 제공된 범위 내의 카보닐기 증가는 예시적인 양태에서, 효과적인 접착 결과를 제공하는 것으로 발견되었다.

    블록 610에서, 접착제는 구성요소에 도포된다. 접착제는 신발 중창과 같은, 원하는 정합 구성요소와 구성요소를 접합하는 데 효과적인 임의의 재료일 수도 있다. 예시적인 양태에서, 접착제는 예를 들어, EVA 중창과 플라즈마 처리되어 있는 고무 겉창을 접합하기 위해 효과적인 아교이다. 접착제는 컴퓨팅 디바이스에 의해 부분적으로 제어될 수도 있는 접착제 도포기 및 다축 기구에 의해 도포될 수도 있다.

    특정 단계가 도 6에 예시적인 순서로 도시되어 있지만, 부가의 또는 대안의 단계가 구현될 수도 있다는 것이 이해된다. 또한, 언급된 단계의 하나 이상은 예시적인 양태에서 생략될 수도 있다. 또한, 구성요소/도구 및 단계의 임의의 조합이 구현될 수도 있는 것으로 고려된다.

    도 7은 본 발명의 양태에 따른, 플라즈마에 의한 엘라스토머 구성요소의 세척 방법을 표현하고 있는 흐름도(700)를 도시하고 있다. 블록 702에서, 구성요소의 이미지가 캡처된다. 이미지는 특정 구성요소를 식별하고 플라즈마를 인가할 때 플라즈마 소스가 횡단하기 위한 적절한 도구 경로를 발생하는 데 사용될 수도 있다. 이미지는 구성요소를 식별하고 및/또는 적절한 도구 경로를 전개하기 위해 이미지를 프로세싱하기 위한 명령을 실행하는 것을 담당하는 컴퓨팅 디바이스에 제공될 수도 있다. 블록 704에 도시되어 있는 바와 같이, 도구 경로가 발생된다. 도구 경로는 캡처된 이미지로부터 유도된 구성요소 특정 정보(예를 들어, 배향, 장소, 공차 편차 등)와 조합하여 제공된 고려사향 제약(예를 들어, 일반적인 도구 경로)을 고려하여 컴퓨팅 디바이스에 의해 발생될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 도구 경로는 플라즈마 소스와 구성요소의 표면 사이에 원하는 거리를 유지하기 위해 효과적인 높이 오프셋을 포함할 수도 있다.

    도구 경로에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스는 다축 기구와 연계하여, 블록 706에 지시되어 있는 바와 같이, 도구 경로를 위한 공간 내의 초기점에서와 같이, 구성요소에 대해 플라즈마 토치를 위치설정하도록 구현될 수도 있다. 위치는 플라즈마의 적절한 인가를 위한 임의의 축을 따른 회전각과 함께, X, Y 및 Z 좌표를 포함할 수도 있다. 블록 708에서, 플라즈마는 플라즈마 소스가 도구 경로를 따라 이동하는 동안 구성요소에 인가된다. 구성요소만을 이동시키는 대신에 플라즈마 소스의 이동은 예시적인 양태에서, 더 고속의 처리량을 갖는 더 적절하게 인가된 플라즈마를 허용한다. 블록 710에서, 카보닐 관능기가 구성요소의 개질된 구역에 형성되어, 구성요소의 접착 특성을 향상시키고, 예시적인 양태에서 화학적 세척 및 프라이밍을 제거한다. 또한, 블록 712에서, 개질된 구역에서 CC 결합 및 CH 결합이 감소되어, 구성요소의 접착 특성을 더 향상시킨다. 열 입력을 제한하고 구성요소 상의 열 응력을 감소시키기 위해, 다중 플라즈마 인가가 구성요소 상의 원하는 레벨의 표면 준비를 성취하도록 구현될 수도 있다. 플라즈마의 부가의 인가가 제공되려고 하면, 결정 블록 714는 블록 706으로 복귀한다. 블록 706으로 복귀시에, 예시적인 양태에서, 상이한 플라즈마 소스가 구현될 수도 있고, 동일한 플라즈마 소스가 재차 사용될 수도 있는 것이 고려된다.

    플라즈마의 부가의 인가가 결정 블록 714에서 적용되지 않으면, 방법은 접착제가 구성요소에 도포되는 블록 716으로 진행한다. 접착제는 플라즈마 세척된 표면의 전체에 도포될 수도 있고 또는 선택적으로 도포될 수도 있다. 또한, 접착제는 예시적인 양태에서 컴퓨팅 디바이스 및/또는 다축 기구의 제어시에 도포될 수도 있는 것으로 고려된다. 블록 718에서, 구성요소는 제2 구성요소와 정합된다. 구성요소의 정합은 2개의 구성요소를 접착하는 접착제에 의한 구성요소의 조합이다. 정합은 수동으로 또는 자동화된 방식으로 행해질 수도 있다. 예에서, 정합은 신발 하부 유닛을 형성하기 위한 겉창부와 중창부의 정렬 및 결합이다.

    특정 단계가 도 7에 예시적인 순서로 도시되어 있지만, 부가의 또는 대안의 단계가 구현될 수도 있다는 것이 이해된다. 또한, 언급된 단계의 하나 이상은 예시적인 양태에서 생략될 수도 있다.

    상기로부터, 본 발명은 명백하고 구조체에 고유한 다른 장점과 함께 전술된 모든 목표 및 목적을 얻기 위해 양호하게 적용된 것이라는 것을 알 수 있을 것이다.

    특정 특징부 및 서브조합은 실용성이 있고, 다른 특징부 및 서브조합을 참조하지 않고 채용될 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 이는 청구범위의 범주에 의해 고려되고 범주 내에 있다.

    특정 요소 및 단계가 서로 관련하여 설명되었지만, 본 명세서에 제공된 임의의 요소 및/또는 단계는 본 명세서에 제공된 범주 내에 여전히 있으면서 그 명시적 제공에 무관하게 임의의 다른 요소 및/또는 단계와 조합 가능한 것으로서 고려된다. 다수의 가능한 실시예가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 본 발명에 이루어질 수도 있기 때문에, 본 명세서에 설명되거나 첨부 도면에 도시되어 있는 모든 요지는 한정의 개념이 아니라 예시적인 것으로서 해석되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.

    본 명세서에 사용될 때 그리고 이하에 열거된 청구범위와 관련하여, 용어 "청구항 중 임의의 하나" 또는 상기 용어의 유사한 변형은 청구항의 특징이 임의의 조합으로 조합될 수도 있다는 것으로 해석되도록 의도된 것이다. 예를 들어, 예시적인 청구항 4는 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 방법/장치를 지시할 수도 있는 데, 이는 청구항 1 및 청구항 4의 특징이 조합될 수도 있고, 청구항 2 및 청구항 4의 요소가 조합될 수도 있고, 청구항 3 및 청구항 4의 요소가 조합될 수도 있고, 청구항 1, 2 및 4의 요소가 조합될 수도 있고, 청구항 2, 3 및 4의 요소가 조합될 수도 있고, 청구항 1, 2, 3 및 4의 요소가 조합될 수도 있고, 및/또는 다른 변형예로 해석되도록 의도된 것이다. 또한, 용어 "청구항 중 임의의 하나" 또는 상기 용어의 유사한 변형은 상기에 제공된 몇몇 예에 의해 지시되어 있는 바와 같이, "청구항 중 어느 하나" 또는 이러한 용어의 다른 변형을 포함하도록 의도된다.

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