KR100521594B1 - 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기 - Google Patents
자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기에 관한 것으로서, 연료투과성 평가용 시험용기에 있어서, 그 연료주입구를 통해 증발되는 연료량을 줄이기 위해 기존의 단일층형태로 재료구성된 캡을 배제하고, 대신에 알루미늄층 및 플라스틱층 등의 다층형태로 재료구성된 연료투과방지용 판재를 상기 연료주입구에 고주파융착기로 융착시킴으로써, 상기 시험용기의 연료주입구를 통한 연료투과의 발생이 억제되므로 시험용기의 몸체를 통한 정확한 연료투과량을 측정할 수 있는 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료투과성 평가용 시험용기에 있어서, 그 연료주입구를 통해 증발되는 연료량을 줄이기 위해 기존의 단일층형태로 재료구성된 캡을 배제하고, 대신에 알루미늄층 및 플라스틱층 등의 다층형태로 재료구성된 연료투과방지용 판재를 상기 연료주입구에 고주파융착기로 융착시킴으로써, 상기 시험용기의 연료주입구를 통한 연료투과의 발생이 억제되므로 시험용기의 몸체를 통한 정확한 연료투과량을 측정할 수 있는 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 부품 중의 하나인 연료탱크는 그 내부에 가솔린 또는 경유 등의 연료를 저장하는 저장장치이며, 현재 양산되고 있는 자동차의 연료탱크는 중량을 절감할 목적으로 금속재로부터 플라스틱재로 재료의 사용이 변경되고 있다.
그러나, 플라스틱재로만 연료탱크를 성형할 경우, 연료가 상기 연료탱크의 몸체를 투과하여 조금씩 외부로 증발되는 현상이 발생하였다.
즉, 상기 연료는 인체에 해로운 탄화수소를 주성분으로 하고 있기 때문에 연료탱크의 몸체를 통해 연료가 투과되는 한편, 휘발성 물질이기 때문에 공기 중에 방치하게 되면 일정량이 증발되고, 이러한 상태가 장시간 지속되면 전량이 증발되어 공기와 완전히 혼합되는 단점이 있다.
그러므로, 상기와 같은 연료의 증발을 최소화하기 위해 현재 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다.
이와 같은 연구 중, 상기 연료탱크의 몸체를 통해 발생되는 연료투과량을 측정하기 위해 양산차에 장착되는 연료탱크를 사용하여 실험을 하였으나, 상기와 같은 연료탱크의 큰 부피로 인해 여러가지 문제점이 발생하였다.
이를 해결하기 위해 현재는 상기 연료탱크를 대신하는 용기형상의 시험용기를 제작하여 연료투과량을 측정하고 있다.
이러한 연료투과량 측정방법 중, 시험용기를 이용하는 방법은 일반적으로 다음과 같은 순서로 진행된다.
1, 시험용기를 연료탱크와 동일한 재료로 성형한다.
2, 비어있는 시험용기의 중량을 측정한다.
3, 연료를 시험용기에 채운 후, 다시 시험용기의 중량을 측정한다.
4, 상기 시험용기를 일정기간 동안 챔버(chamber)에 방치한 후, 시험용기의 중량을 측정한다.
5, 시험용기에서 증발된 연료의 양을 계산한다.
이때, 증발된 연료의 양은 시험용기의 몸체를 통과하여 증발된 연료의 양이다.
상기와 같이 진행되는 실험에 의해 용기의 초기중량과 나중중량의 차이값을 비교하여 시험용기의 몸체를 통해 투과되어 증발되는 연료의 양을 측정할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 시험용기의 몸체를 통해 증발되는 연료투과량을 측정하기 위해서는 시험용기에 연료를 채운 후, 그 시험용기의 연료주입구를 밀봉하고 측정을 하여야 하는데, 기존에는 상기 연료주입구를 밀봉하기 위하여 플라스틱 재질로 나사체결되는 캡 또는 내부에 접착제가 도포되어 있는 캡을 사용하여 연료주입구를 밀봉시키는 방법이 사용되어 왔다.
그러나, 상기와 같은 방법은 상기 시험용기의 연료주입구를 통해 투과되는 연료의 투과를 효과적으로 억제하지 못하게 되어 이로 인해 시험용기의 몸체를 통해 증발되는 연료투과량을 정확히 측정하여 평가가능한 실험 데이터를 얻는데 문제점이 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 연료투과성 평가용 시험용기의 연료주입구를 통해 증발되는 연료량을 줄이기 위해 알루미늄층 및 나일론(nylon) 또는 EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol)재질의 차단층과, 접착층 그리고, LLDPE(Linear Low Density Poly Ethylene)층을 포함하는 3층이상의 공압출 필름 또는 시트(sheet)로 재료구성된 연료투과방지용 판재를 시험용기의 연료주입구에 고주파융착기로 융착시킴으로써, 상기 시험용기의 연료주입구를 통한 연료투과의 발생이 억제되므로 그 시험용기의 몸체를 통한 정확한 연료투과량을 측정할 수 있는 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 내측에서부터 외측으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)층→접착층→에틸렌 비닐 알코올(EVOH)층→접착층→HDPE재생재→HDPE층으로 재료구성된 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기에 있어서,
상기 시험용기(10)의 연료주입구(11)는 위에서부터 차례로 알루미늄층→접착층→나일론(nylon)층 또는 EVOH층→접착층→선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)층으로 구성된 연료투과방지용 판재(20)에 의해 밀봉되는 구조인 것을 특징으로 한다
특히, 상기 연료투과방지용 판재(20)의 밀봉구조는 고주파융착기에 의해 시험용기(10)의 연료주입구(11)에 융착되는 구조인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기의 층별 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료주입구에 융착고정되는 연료투과방지용 판재의 층별 구조를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1의 연료투과방지용 판재가 고정된 연료투과성 평가용 시험용기를 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 용기의 형태로 되어 있으나, 연료가 그 몸체를 투과하여 증발되는 양을 최소화하기 위해 상기 시험용기(10)를 이루는 재료층을, 연료 투과를 차단하는 재료구성으로 이루어지도록 한다.
이는 일반적으로 사용되는 플라스틱재 연료탱크의 재료와 동일한 것이 바람직하다.
이때, 상기 재료층은 6층으로 구성되어 있는 바, 내측에서부터 외측으로 차례로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE:High Density Poly Ethylene)층→접착층→에틸렌 비닐 알코올(EVOH:Ethylene Vinyl Alcohol)층→접착층→HDPE재생재→HDPE층으로 재료구성되어 있다.
이와 같이 구성된 재료층을 갖는 시험용기(10)를 연료투과량 측정방법에 이용하는 바, 비어있는 시험용기(10)의 중량을 측정하고, 다음으로 연료를 상기 연료주입구(11)를 통해 채운후 연료가 채워진 시험용기(10)의 초기중량을 측정한 후, 일정기간 동안 방치한 다음, 나중중량을 측정한다.
이후, 상기 시험용기(10)의 초기중량과 나중중량의 중량 차이값을 통하여 시험용기(10)의 몸체를 투과하여 증발된 연료투과량을 측정하게 된다.
그런데, 상술된 측정방법을 이용하여 기존의 연료주입구(11)를 밀폐한 캡으로 밀봉하였을 시에는 상기 캡을 통해 투과되는 연료투과율에 대하여 기준투과율 이상으로 투과되는 문제점이 있어 본 발명은 상기 기준투과율 미만으로 연료가 투과될 수 있도록 새로운 밀봉구조를 제안하므로 종래에 비하여 정확한 연료투과량을 측정할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 상기 연료주입구(11)를 기준투과율 미만으로 밀봉가능하도록 하는 밀봉구조는 알루미늄층 및 접착층과 차단층을 포함하는 3층이상의 플라스틱층 등의 다층형태로 재료구성된 연료투과방지용 판재(20)로 되어 있다.
상기 연료투과방지용 판재(20)의 재료에 대해 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
연료투과방지용 판재(20)의 재료는 위에서부터 차례로 알루미늄층→접착층→나일론(nylon)층 또는 EVOH층→접착층→선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE:Linear Low Density Poly Ethylene)층으로 재료구성되어 있으며, 이와 같은 연료투과방지용 판재(20)를 고주파융착기를 이용하여 상기 시험용기(10)의 연료주입구(11)에 융착고정시키게 된다.
이때, 상기 플라스틱층은 상기와 같은 3층이상의 공압출 필름 또는 시트(sheet)로 되어 있다.
한편, 상기 알루미늄층과 나일론층 또는 EVOH층은 유기용매에 매우 잘 녹는 접착제를 통해 접착되는 바, 이때 상기 나일론층 또는 EVOH층은 접착제 성분을 녹이는 층간 박리현상을 일으키지 않도록 차단성질을 갖는 차단층이다.
따라서, 상기 차단층은 접착제를 원상태 그대로 유지하면서 연료가 투과되지 못하도록 방지하므로 연료의 증발을 근본적으로 차단하는 알루미늄층과 더불어 2중으로 연료의 투과를 억제할 수 있게 되는 것이다.
특히, 상기와 같은 알루미늄층 및 차단층을 포함하는 플라스틱층으로 재료구성되어 있는 시험용기(10)는 종래의 시험용기(10)보다 연료주입구(11)에서의 연료투과 차단율이 향상되어 종래의 단일층형태로 재료구성되어 있는 시험용기(10)에 비하여 그 몸체를 투과하는 연료투과량의 측정을 오차범위 내로 정확하게 측정할 수 있는 새로운 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기(10)를 제작할 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 2
연료탱크를 모사한 용기형상의 500ml 시험용기(10)를 제작하는 바, 알루미늄층 및 나일론층 또는 EVOH층과 접착층 그리고 LLDPE층으로 이루어진 플라스틱층등의 다층형태로 재료구성된 연료투과방지용 판재(20)를 시험용기(10)의 연료주입구(11)에 고주파융착하여 제작하였다.
여기서, 알루미늄층의 두께는 30㎛이며, 알루미늄층과 플라스틱층과의 접착은 접착제를 기재에 도포한 뒤 건조기에서 용제를 증발시키고 난 후, 접착필름을 압착접합하는 dry lamination공법을 이용하였다.
이때, 연료투과성 평가조건은 온도 54℃의 건조기(convection oven)에서 14일 동안 방치하였다.
비교예 1 ~ 2
연료탱크를 모사한 용기형상의 500ml 시험용기(10)를 제작하는 바, 폴리프로필렌(polypropylene)재질의 단일층을 갖는 플라스틱 캡을 시험용기(10)의 연료주입구(11)에 접착제로 고정하거나, LLDPE 재질의 단일층형태로 이루어진 플라스틱층을 고주파융착하여 제작하였다.
이때, 연료투과성 평가조건은 온도 54℃의 건조기(convection oven)에서 14일 동안 방치하였다.
상기 표 1에는 실시예 1 ~ 2와 비교예 1 ~ 2를 사용하였을 경우에 각각 측정된 연료투과율을 나타내었다.
여기서, 실시예 1 ~ 2의 플라스틱층인 나일론(nylon)층 또는 EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol)층과 접착층 그리고 LLDPE(Linear Low Density Poly Ethylene)층은 그 두께가 각각 20, 10, 60(㎛)이며, 비교예 1 ~ 2의 두께는 각각 1000, 100(㎛)이다.
이때의 연료투과율은 실시예 1 ~ 2가 각각 0.042(loss wt%)이며, 비교예는 각각 0.049(loss wt%)와 0.060(loss wt%)로, 실시예 1 ~ 2의 연료투과율이 비교예 1 ~ 2에 비하여 더욱 저감된 것을 알 수 있었다.
이와 같이, 본 발명에 따라 제작된 시험용기(10)는 기존의 시험용기(10)에 비하여 연료투과방지용 판재(20)의 알루미늄층과 나일론층에서 연료주입구(11)로의 연료투과를 2중으로 차단함에 따라 연료투과 차단 비율이 향상되므로 상기 시험용기(10)에 구비된 연료주입구(11)의 실링성이 개선되어 시험용기(10)의 몸체를 통한 연료투과량을 정확하게 측정할 수 있음을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기에 따르면, 그 연료주입구의 실링성을 향상시켜 시험용기의 몸체를 통한 연료투과량을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기의 층별 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 연료주입구에 융착고정되는 연료투과방지용 판재의 층별 구조를 나타내는 도면,
도 3은 도 1의 연료투과방지용 판재가 고정된 연료투과성 평가용 시험용기를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 시험용기 11 : 연료주입구
20 : 연료투과방지용 판재
Claims (2)
- 내측에서부터 외측으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)층→접착층→에틸렌 비닐 알코올(EVOH)층→접착층→HDPE재생재→HDPE층으로 재료구성된 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기에 있어서,상기 시험용기(10)의 연료주입구(11)는 위에서부터 차례로 알루미늄층→접착층→나일론(nylon)층 또는 EVOH층→접착층→선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)층으로 구성된 연료투과방지용 판재(20)에 의해 밀봉되는 구조인 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기.
- 제1항에 있어서, 상기 연료투과방지용 판재(20)의 밀봉구조는 고주파융착기에 의해 시험용기(10)의 연료주입구(11)에 융착되는 구조인 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크의 연료투과성 평가용 시험용기.
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