CN105188959A - 发光式施加和去除工具 - Google Patents

Abstract

公开了用于施加或去除密封剂和粘合剂的发光工具。所述工具可以以具有在施加或去除过程中接触密封剂或粘合剂材料的表面的刮抹工具、刮削工具、铺敷工具、或修匀工具等形式提供。所述工具或它们的组件由包括发光材料的能够承受负载的聚合材料制成。这些发光工具在黑暗环境中如在飞机制造操作过程中使用时是可见的并且能够回收的。

Description

发光式施加和去除工具

技术领域

本发明涉及用于施加和去除材料的工具，所述材料例如为密封剂、粘合剂、涂料和润滑剂，并且尤其涉及用于实现这类目的的发光工具。

背景技术

例如密封剂和粘合剂的材料用于许多应用情况，诸如在飞机结构的制造或维修过程中使用。常规的密封剂和粘合剂施加工具或其零部件常在使用过程中掉落，并可能落入难以将其回收的区域。例如，由于机翼结构中的几何形状和光线的缺乏，在燃料箱密封过程中落入飞机机翼部分的工具很难找回。从机翼和其他飞行器结构中取回密封剂和粘合剂工具以及阻止外来物体碎屑进入是飞机制造商持续面临的问题。

发明内容

本发明的一方面提供了一种用于施加或去除密封剂或粘合剂的发光工具，其包括表面和承载部分，所述表面被构成或布置成用于接触密封剂或粘合剂，所述承载部分包括在其中具有发光材料的聚合材料。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的发光式抹刮工具的前视图，而图2是根据本发明的所述实施例的发光式抹刮工具的侧部视图。

图3是根据本发明的另一个实施例的发光式抹刮工具的前视图，而图4是根据本发明的所述另一个实施例的发光式抹刮工具的侧部视图。

图5是根据本发明的又一个实施例的发光式抹刮工具的前视图，而图6是根据本发明的所述又一个实施例的发光式抹刮工具的侧部视图。

图7是根据本发明的又另一个实施例的发光式抹刮工具的前视图，而图8是根据本发明的所述又另一个实施例的发光式抹刮工具的侧部视图。

图9是根据本发明的一实施例的发光式刮削工具的前视图，而图10是根据本发明的所述一实施例的发光式刮削工具的侧部视图。

图11为根据本发明一个实施例的发光式抹刮工具的等距视图。

图12是根据本发明的一实施例的发光式铺敷工具的前视图，而图13是根据本发明的所述一实施例的发光式铺敷工具的侧视图。

图14为根据本发明一个实施例的发光式滚筒刷具的等距侧图。

图15为根据本发明一个实施例的发光式刷具的侧视图。

图16为根据本发明一个实施例的发光式喷嘴工具的侧视图。

图17为根据本发明一个实施例的发光式弯嘴工具的侧视图。

图18为根据本发明另一个实施例的发光式喷嘴工具的侧视图。

具体实施方式

本发明提供了在黑暗环境中(如在飞机制造操作过程中)使用时可见并且可回收的发光工具。从而，密封剂和粘合剂施加工具以及其他类型的工具能够更容易地在使用过程中可见并且在意外掉落时容易从暗区找回。这些工具具有初始充电后的辉光保持力和机械性能的组合效果。

本工具可以由已添加发光材料的任何适宜的聚合材料制成。本文所用术语“发光”意为发光的材料。所发之光可以处于可见光谱内，即400nm至700nm波长范围内的光。可替代地，所发之光可以在近红外(波长780-3,000nm)、中红外(波长3,000-50,000nm)和/或远红外(波长50,000-1,000,000nm)光谱范围内。如本领域技术人员所知的，发冷光时不会产生显著的热量，这与产生热量的白炽灯截然相反。此外，发光不同于反射光，因为光是从发光材料产生的，不需要单独的光源来产生反射光。发散光具有优点，因为无需在发光物体和观察者之间形成直接线型的视线以便确定该物体在黑暗环境中的位置。发光工具可以照亮本来黑暗的区域，这可帮助定位和回收该工具。任何适宜类型的已知的发光材料都可以使用，例如，通过先暴露至光照充能后发光的磷基荧光材料、当结合在一起即发光的化学发光型化学活性发光液体、光致发光材料、生物发光材料、电激发光材料、机械发光材料等。

如下文更充分地描述的那样，发光工具或其组件可以用不同类型的聚合材料制成，所述聚合材料具有期望的性能，例如足够高的抗拉强度、模量、抗弯强度、耐磨性和表面润滑性能。这些性能使发光工具可用于需要承受负载的应用情况，而不因所加负载断裂、过度弯曲或失效。在特定实施例中，承受负载的工具能够在施加或去除密封剂和粘合剂的过程中承受显著的弯曲负载。

在特定实施例中，该工具或其组件可以包括70至99.99重量百分比的聚合材料，以及0.01至30重量百分比的发光材料。例如，聚合材料可包括从85至99重量百分比的范围而发光材料可包括1至15重量百分比的范围。

图1-8示出了根据本发明的实施例的发光式抹刮工具。在图1和图2所示实施例中，发光式抹刮工具10包括大体圆柱形中央手柄部分12、第一弯曲抹刮端14以及第二弯曲抹刮端16。

在图3和图4所示实施例中，发光式抹刮工具10a包括大体圆柱形中央手柄部分12a、第一弯曲抹刮端14a和第二弯曲抹刮端16a。

在图5和图6所示实施例中，发光式抹刮工具10b包括大体圆柱形中央手柄部分12b、第一弯曲抹刮端14b和第二弯曲抹刮端16b。

在图7和图8所示实施例中，发光式抹刮工具10c包括大体圆柱形中央手柄部分12c、第一弯曲抹刮端14c和第二弯曲抹刮端16c。

图1-8所示的抹刮工具可以用于施加、形成、成形、铺敷和/或去除各种材料，如粘合剂和密封剂，这些材料通常用于航空航天以及其他行业。例如，弯曲抹刮端14、14a、14b、14c、16、16a、16b和16c被构成和布置成用于接触并且施加或去除密封剂或粘合剂，并且发光聚合材料具有足够的强度和刚度以便在上述的使用过程中承受弯曲负载。本文描述的各种各样的工具可根据本发明制成，包括提供符合人机工程学的手柄，适配成用于与电动和/或气动工具一起使用，以及本领域技术人员所知的许多改进。

图1-8所示发光式抹刮工具可设置为呈任何期望的形状和尺寸，例如，具有通常从5英寸或6英寸直至10英寸或12英寸或更长的总长度。中央手柄杆部12、12a、12b和12c的直径或宽度可以为任何期望的尺寸，例如，从0.1英寸至0.5英寸。

图9和图10示出了根据本发明一个实施例的发光式刮削工具20。刮削工具20包括手柄端22和锥形刮削端24。如在图10中最清楚地示出的那样，锥形刮削端24从其平坦中央区域处以相对平缓的锥角向下渐缩，而在形成刃部的端部则具有更锐的锥角。图9和图10所示的发光式刮削工具可用于实现各种各样的目的，例如刮削和/或去除密封剂。

图9和图10所示的发光式刮削工具20可以具有任何期望的形状和尺寸。例如，刮削工具20的长度L通常可从3英寸或4英寸至8英寸或10英寸或更长。发光式刮削工具20的宽度W通常可从0.2英寸或0.3英寸至10英寸或12英寸或更宽。发光式刮削工具20的厚度T通常可从0.05英寸或0.1英寸至0.4英寸或0.5英寸或更厚。

图11示出了根据本发明另一个实施例的发光式修匀和铺敷工具30。修匀和铺敷工具30包括位于沿着修匀和铺敷工具30的长度延伸的凸肋33之间的中央部分32。锥形翼部34从凸肋33侧向延伸并终止于边缘35。图11所示发光式修匀和铺敷工具30可用于粘合剂及密封剂的表面修匀和铺敷。

发光式修匀和铺敷工具30可以具有任何适宜的形状尺寸。例如，修匀和铺敷工具30可以具有1英寸或2英寸至8英寸或10英寸或更长的长度。修匀和铺敷工具30可以具有1英寸或2英寸至6英寸或8英寸或更宽的宽度。修匀和铺敷工具30在其中央部分处可以具有0.1英寸或0.2英寸至0.5英寸或1英寸的厚度，而在其边缘35处可以具有0.01英寸或0.05英寸至0.2英寸或0.3英寸的厚度。

图12和图13示出了根据本发明一个实施例的发光式修匀和铺敷工具40。修匀和铺敷工具40具有大体上平坦的正方形形状并包括中央平坦部分42、两个平坦的边缘44以及两个锯齿形边缘46。图12和图13所示发光式铺敷工具40可以用于粘合剂及密封剂的铺敷和表面修匀。

发光式修匀和铺敷工具40的形状和尺寸可以按期望选择。例如，修匀和铺敷工具40可以具有0.02英寸或0.03英寸至0.1英寸或0.2英寸或更厚的典型厚度。修匀和铺敷工具40的长度和宽度通常可从1英寸或2英寸至5英寸或6英寸或更长更宽。虽然如图12所示的修匀和铺敷工具40具有大体正方形形状，其也可以采用其他形状，如矩形、三角形、圆形等。

图14示出了根据本发明一个实施例的发光式滚筒刷具50。滚筒刷具50包括支撑支架52，所述支撑支架具有从其延伸的侧臂54。大体圆柱形刷子56以可转动地方式安装在侧臂54上。根据本发明的一个实施例，支撑支架52和/或侧臂54可由发光材料制成。可替代地，圆柱形滚筒刷子56可由发光材料制成。发光式滚筒刷具50可用于通过滚动将粘合剂和/或密封剂施加到一些表面上。

发光式滚筒刷具50可以具有任何期望的形状和尺寸。例如，滚筒刷子56的外径通常可以从0.1英寸或0.2英寸至3英寸或4英寸或更大。滚筒刷子56的轴向长度通常可从0.2英寸或0.3英寸至6英寸或12英寸或更长。

图15示出了根据本发明一个实施例的发光式刷具60。刷具60在一端处包括大体圆柱形手柄62，而在另一端处包括从手柄延伸的刷毛64。刷子的许多变型为本领域技术人员所知晓且均在本发明的范围之内。根据本发明的一个实施例，手柄62可由发光材料制成。可替代地，刷毛64可由发光材料制成。图15所示的发光刷子60可以用于施加和修匀密封剂和粘合剂。

发光式刷具60可以具有任何期望的形状和尺寸。例如，手柄62的轴向长度通常可从0.5英寸或1英寸至10英寸或12英寸或更长。手柄62的直径通常可以从0.2英寸或0.3英寸至0.5英寸或1英寸或更大。刷毛64的长度通常可从0.1英寸或0.2英寸至5英寸或10英寸或更长。

图16示出了根据本发明一个实施例的发光式输出喷嘴70。输出喷嘴70包括管状的中空中央部分72、螺纹端部74以及锥形出口76。螺纹端部74的尺寸可以设计成用于适配各种类型的容纳密封剂或粘合剂的管、筒、管线等。出口开口76也可以具有任何期望的尺寸和形状。例如，除图16的实施例所示的锥形出口开口之外，还可以采用直的、喇叭形的或其它的出口开口形状。图17所示的发光式输出喷嘴70可用于分配密封剂、粘合剂和其他类型的粘性液体。

发光式输出喷嘴70可设置为呈任何期望的形状和尺寸。例如，输出喷嘴70的全长通常可从0.3英寸或0.5英寸至12英寸或15英寸或更长。输出管70的中央部分72的壁厚通常可从0.01英寸或0.05英寸至0.2英寸或0.3英寸。

图17示出了根据本发明一个实施例的发光式输出喷嘴80。输出喷嘴80包括中央中空管部82、螺纹端84和出口开口86。输出喷嘴80包括中央部分82与出口开口86之间的弯部88。图17所示的弯曲输出喷嘴80的尺寸和用途可以类似于图16所示的实施例中描述的尺寸和用途。

图18示出了根据本发明一个实施例的发光输出喷嘴90。输出喷嘴90包括中央管状本体部分92、螺纹端94和扩张出口96。锯齿98设置在扩张出口96的端部。图18所示的输出喷嘴90的尺寸和用途可以类似于图16所示实施例中描述的尺寸和用途。

在特定实施例中，发光工具可以用热塑性材料或热固性材料如尼龙(聚酰胺)、聚缩醛(POM)、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂等制成。在特定实施例中，发光热塑性材料在使用过程中承受各种负载和应力，其应当能够承受这些负载而不发生不期望的弯曲、断裂或失效。发光工具的承受负载的部分可以包括其手柄部分和/或在施加或去除过程中接触粘合剂或密封剂的部分。

特定的聚合材料可以具有足够的机械性能，如足够的抗拉强度和拉伸模量，这使得工具能够用于需要承受负载的应用情况。例如，聚合材料具有的抗拉强度可以高于9,000磅每平方英寸或10,000磅每平方英寸(psi)，或高于12,000psi或高于15,000psi或20,000psi，以及具有的抗压强度可以高于9,000psi或10,000psi，或高于12,000psi或15,000psi或20,000psi。发光热塑性材料还可以具有期望的刚度水平，如拉伸模量高于3,000MPa，或高于5,000MPa或10,000MPa(根据ISO527-1/-2标准试验测量)。

在特定实施例中，可以满足上述性能的类型的热塑性塑料可以包括尼龙、聚缩醛(POM)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)、氟化乙丙烯(FEP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、全氟烷氧基树脂(PFA)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)、聚砜(PSU)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PAS)、聚芳基醚砜(PAES)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(ModPPO)、改性聚苯醚(ModPPE)、热塑性聚氨酯(TPU)、丙烯酸塑料(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、以及醋酸丁酸纤维素(CAB)。

在特定实施例中，发光聚合材料可以包括至少一种热固性材料。热固性材料的例子包括环氧树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺、脲甲醛、苯酚-甲醛、以及聚氰酸酯。

聚合材料可用各种强化材料进行强化。强化性添加剂的一些例子包括强化玻璃纤维、玻璃珠、玻璃泡、碳纤维、滑石、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙等。作为一个非限制性的例子，尼龙可以用玻璃纤维、玻璃珠、碳纤维等强化。例如，尼龙可用5％至60％玻璃纤维(例如10％玻璃纤维、20％玻璃纤维、30％玻璃纤维、40％玻璃纤维、50％玻璃纤维、60％玻璃纤维等)来强化。根据本发明的实施例，使用的具体类型的尼龙可包括未强化和强化的尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙66/6等。尼龙可单独使用或混合使用，例如以能够提供期望的机械性能的任何适宜比例与如下所列的其他热塑性材料混合使用。根据本发明一个实施例的一种发光热塑性制剂的示例性组成为：尼龙6型、注入30％玻璃，其重量为0.008130kg，并有0.001626kg的磷基荧光材料分散在其中。

本发光工具可以通过已知技术制成，所述已知技术例如为注模成型、压模成型、挤出成型、3D打印等。在特定实施例中，发光材料可以均匀地分散遍及热塑性材料。在其他实施例中，发光材料可以非均匀地分散。例如，与工具的内部区域相比，在工具的外表面或靠近工具的外表面处可布置较高浓度的发光材料。在靠近工具表面这样有梯度地布置发光材料可以通过多种方法实现，例如通过共同挤压成形发光材料添加量不同的聚合物来实现；或用具有相对高的发光材料添加量的聚合物衬贴模具，然后通过将无发光材料或较少添加发光材料的聚合物注模或压模到带衬模具中来实现。

根据本发明的实施例，提供发光工具可以保证高效地找回掉落的工具或其零部件。当掉落到暗区或机壳中时，工具材料的发光特性使得人们能够借助视线中的辉光或借助其周围物体的反射发光回收工具。此外，发光工具可以比较容易地在黑暗环境中定位和使用，因为它们具有照亮直接围绕工具的区域的能力。用户将能够更容易地使用所述工具并且能够高效地找回掉落的工具，从而杜绝质量问题并且解决安全隐患。

对此详细描述的目的而言，要理解的是，本发明可以呈现有各种可替代的变型和步骤顺序，截然不同者除外。此外，除了在任何操作实例中，或另行指明的情况，则(例如)所有说明书和权利要求书中所用表示配料量的数字在所有情况下均被理解为由术语“约”修饰。因此，除非另行指明，则在随后的说明书和随附的权利要求书中陈述的数值参数均为近似值，其可以基于本发明获得的期望的性能而变化。在丝毫不试图将等效的应用限定在权利要求的范围内的情况下，每个数值参数应至少根据展示的有效位数的数目并且应用普通的四舍五入方法来解读。

尽管陈述本发明的宽广范围的数值范围和参数是近似的，但在特定的例子中展现的数值是尽可能精确记载的。然而，任何数值固有地包含必然由其相应的试验测量中的标准差造成的一定误差。

同时，应该理解，本文援引的任何数值范围都旨在包括本文纳入的所有子范围。例如，“1至10”这个范围旨在包括列举的最小值1和列举的最大值10之间(包括端点)的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。

在本申请中，用单数包括复数，复数包含单数，除非另有特别规定。此外，在这本申请中，使用“或”意为“和/或”，除非另外特别说明，即使“和/或”可以在某些例子中明确使用也是如此。

本领域技术人员容易理解，在不背离上述描述中公开的概念的情况下，可对本发明做出改进。这些改进应被视为包括在下列权利要求书中，除非文中另行明示。因此，本文详述的特定实施例仅用于说明，而非对本发明的范围进行限制，本发明的范围将被赋予所附权利要求及其任何和所有等效方案的全部广度。

Claims (20)

1.一种用于施加或去除密封剂或粘合剂的发光工具，包括：

构造并设置成用于接触密封剂或粘合剂的表面；以及

包括聚合材料的承载部分，该聚合材料具有布置在其中的发光材料。

2.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料包括连续基体，并且所述发光材料分散在聚合物基体中。

3.根据权利要求2所述的发光工具，其中，所述发光材料大体上均匀地分散在所述聚合物基体中。

4.根据权利要求2所述的发光工具，其中，所述发光材料非均匀地分散在所述聚合物基体中。

5.根据权利要求4所述的发光工具，其中，所述发光材料在所述发光材料外表面处的浓度高于在发光工具的内部区域中的密度。

6.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述发光材料包括光致发光材料。

7.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述发光材料包括占所述聚合材料和所述发光材料总重量的0.01到30的重量百分比。

8.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述发光材料包括占所述聚合材料和所述发光材料总重量的1到15的重量百分比。

9.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料具有高于10,000psi的抗拉强度。

10.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料具有高于12,000psi的抗拉强度。

11.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料具有高于5,000MPa的模量。

12.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料具有高于10,000MPa的模量。

13.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料包括热塑性材料。

14.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料包括聚酰胺、缩醛、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛塑料或它们的组合。

15.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述聚合材料包括强化尼龙、聚缩醛或它们的组合。

16.根据权利要求1所述的发光工具，所述发光工具还包括分散在所述聚合材料中的强化材料。

17.根据权利要求15所述的发光工具，其中，所述强化材料包括玻璃纤维、玻璃珠、玻璃泡、碳纤维、滑石、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙或它们的组合。

18.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述发光工具包括抹刮工具、刮削工具、铺敷工具、或修匀工具。

19.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述发光工具包括刷子。

20.根据权利要求1所述的发光工具，其中，所述发光工具包括喷嘴。