KR101770003B1

KR101770003B1 - 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정

Info

Publication number: KR101770003B1
Application number: KR1020127008666A
Authority: KR
Inventors: 노먼 티 허프; 자나키코단다람 카라
Original assignee: 오씨브이 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2017-08-21
Also published as: US9211661B2; CN102497964A; WO2011035237A1; US20110031654A1; PL2480391T3; US8623263B2; US20140091497A1; BR112012005388A2; MX2012003177A; CA2773572C; CN102497964B; KR20120085766A; CA2773572A1; EP2480391A1; EP2480391B1; ES2445215T3; JP2013505153A; BR112012005388B1

Abstract

다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 규정되는 다공성 머플러 예비 성형체 (10, 10a) 의 경화를 위한 공정이 여기 기재된다. 공정은 머플러 예비 성형체를 챔버 (24, 24a) 내에 둘러싸는 단계를 포함한다. 이 공정은 스팀으로 머플러 예비 성형체를 에워싸는 단계를 또한 포함한다. 공정은 스팀이 복수의 방향으로부터 머플러 예비 성형체에 들어가는 것을 야기하는 단계를 또한 포함한다.

Description

다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정{PROCESS FOR CURING A POROUS MUFFLER PREFORM}

본 발명은 일반적으로 머플러의 공동으로의 삽입을 위한 예비 성형체를 만들기 위한 방법 및 기구에 관한 것이다.

자동차의 배기 시스템은 엔진으로부터의 배기 소음을 줄이기 위한 머플러를 포함한다. 머플러는 너무 높은 압력 강하를 야기하지 않으면서 적절한 고요함을 제공해야만 한다. 섬유 인서트는 음향 감쇠 및 압력 강하를 최소화하는 것을 돕기 위해 머플러 내에 위치될 수 있다.

본 발명의 목적은 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료 (즉, 바인더) 에 의해 규정되는 다공성 머플러 예비 성형체를 경화하기 위한 공정이 제공된다. 바인더의 기능은 머플러 안으로 용이하게 삽입될 수 있도록 예비 성형체에 기계적 일체성을 부여하는 것이다. 공정은 챔버 내에 머플러 예비 성형체를 둘러싸는 단계를 포함한다. 공정은 머플러 예비 성형체를 스팀으로 에워싸는 단계를 또한 포함한다. 공정은 복수의 방향으로부터 스팀이 머플러 예비 성형체에 들어가는 것을 야기하는 단계를 또한 포함한다.

다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 규정되는 다공성 머플러 예비 성형체를 경화하기 위한 제 2 공정이 또한 제공된다. 제 2 공정은 제 1 압력으로 챔버 내에 머플러 예비 성형체를 둘러싸는 단계를 포함한다. 제 2 공정은 둘러싸는 단계 이후 입구 포트를 통하여 챔버 안으로 스팀을 주입하는 단계를 또한 포함한다. 스팀은 챔버 내측의 배플링 (baffling) 표면에 의해 배향되어 스팀이 머플러 예비 성형체에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않게 된다. 제 2 공정은 복수의 방향으로부터 스팀이 머플러 예비 성형체에 들어가는 것을 야기하는 단계를 또한 포함한다.

다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 규정되는 다공성 머플러 예비 성형체를 경화하기 위한 제 3 공정이 또한 제공된다. 제 3 공정은 제 1 압력으로 챔버 내에서 제 1 온도로 머플러 예비 성형체를 둘러싸는 단계를 포함한다. 제 3 공정은 둘러싸는 단계 이후 대기 압력 및 제 1 압력보다 더 큰 제 2 압력에서 그리고 제 2 압력을 기본으로 하여 실질적으로 물의 끓는 점에서의 (즉 포화 스팀) 제 2 온도에서 스팀으로 머플러 예비 성형체를 에워싸는 단계를 또한 포함한다. 제 3 공정은 스팀이 머플러 예비 성형체에 들어가는 것을 야기하는 단계를 또한 포함하며 물은 머플러 예비 성형체에서 응축되고 이에 의해 바인더 재료에 열을 부여한다. 제 3 공정은 머플러 예비 성형체의 응축물의 대부분이 증발하도록 응축 단계 이후 챔버를 대기와 환기시키는 단계를 또한 포함한다. 환기시키는 단계는 상기 챔버 내의 압력을 25 초 내에 대기 압력으로 복귀시키는 단계를 포함할 수 있고, 환기시키는 단계는 챔버를 25 초 미만의 시간으로 환기할 수 있다.

본 발명의 다양한 이점이, 첨부된 도면을 고려하여 읽을 때, 이후의 바람직한 실시형태의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.

도 1 은 내부 구조를 드러내기 위해 잘라낸 부분을 갖는 본 발명의 제 1 대표적인 실시형태의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 대표적인 실시형태의 단면도이다.

본 발명의 2 개의 상이한 실시형태가 출원의 도면에 나타나 있다. 유사한 특징이 본 발명의 2 개의 실시형태에 나타나 있다. 유사한 특징은 공통 참조 부호로 번호가 정해졌고 알파벳 말미에 의해 구별되었다. 유사한 특징은 유사하게 구조되고, 유사하게 작동하고 및/또는 도면 또는 본 명세서에 달리 나타내지 않는다면 동일한 기능을 갖는다. 또한, 일 실시형태의 특별한 특징은 다른 실시형태의 대응하는 특징을 대체할 수 있거나 또는 도면 또는 본 명세서에 달리 나타내지 않는다면 다른 실시형태를 보완할 수 있다.

아래에 기재된 본 발명의 실시형태는 머플러를 위한 인서트의 제작에 적용 가능하다. 하지만, 여기서 언급된 공정 단계는 다른 작업 환경에서 사용되는 다른 제품 또는 다공성 예비 성형체에 대한 다른 분야에 적용될 수 있다. 다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 규정되는 다공성 예비 성형체가 경화될 수 있고 머플러 인서트로서 사용될 수 있다. 경화 공정에서, 스팀은 상이한 방향으로부터 예비 성형체에 들어가는 것이 야기되고 예비 성형체에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않는다. 도면의 굵은 화살표는 스팀의 흐름을 개략적으로 나타낸다는 것이 나타나 있다. 스팀이 예비 성형체에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않기 때문에, 예비 성형체는 챔버에 들어가는 스팀에 의해 변형되지 않으며, 과도한 응축의 누적 없이 신속하고 균일하게 경화된다. 유지되는 물은 예비 성형체의 중량 당 약 10 % 이다.

여기 기재된 방법은 이전의 방법보다 우수하다. 예컨대, 이 방법은 더 빠르고, 더 균일한 경화를 제공할 수 있고, 통상적으로 더 낮은 온도에서 실행될 수 있어서 바인더 분해가 없게 된다. 이 방법은 또한 더 에너지 효율적인 것으로 보인다. 신속한 경화 사이클은 또한 더 적은 주형의 사용을 가능하게 한다.

예컨대, 페놀계 열경화성 수지의 배치 (예컨대 40 개의 예비 성형체) 를 위한 평균 경화 시간은 1 초 미만일 수 있다. 이는 보강된 온기 시스템 (forced hot air system) 또는 간단한 대류 온기 시스템에 대한 30 초 ~ 2 분과 비교된다. 통상적으로, 온기 경화 시스템에서, 이용되는 온도는 바인더가 분해하기 시작할 만큼 충분히 높다. 이러한 높은 온도에 대한 이유는 평균 경화 시간을 줄이기 위한 것이다. 대조적으로, 이 공정에서 사용되는 온도는 바인더의 최대 경화율 바로 위이고 바인더 분해가 시작할 수 있는 온도 아래이다. 이는 최소한의 바인더 함량을 갖는 더 높은 품질의 예비 성형체를 초래한다. 새로운 공정에 의한 예비 성형체의 경화는 또한 더 일관적인데 이는 스팀이 예비 성형체에 신속하게 침투하고 스팀 응축물로서 그의 대부분의 에너지를 방출하기 때문이다. 이는 다공성 예비 성형체가 공기 환경에서 좋은 열 절연제이기 때문에 예비 성형체의 외부 부분이 예비 성형체의 내부 부분보다 더 높은 온도에 이르는 온기 시스템과 비교된다. 스팀으로부터 예비 성형체로의 매우 효율적인 에너지 전달 그리고 손쉽게 이용 가능한 매우 열적으로 효율적인 스팀 발생기 때문에, 이러한 공정의 전체 에너지 소비는 통상적으로 종래 기술의 온기 시스템보다 더 적다. 매우 신속한 경화 사이클 때문에, 온기 공정에 대하여 요구되는 것보다 동일한 공정 출력에 대하여 더 적은 주형이 통상적으로 필요할 것이다.

이제 도 1 을 참조하면, 제 1 대표적인 실시형태에서, 머플러 예비 성형체 (10) 는 천공된 주형 (12) 에 유지된다. 예비 성형체 (10) 는 다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료로 형성된다. 이 때에, 가열 경화 열경화성 수지 재료는 경화되지 않고, 유리 섬유는 경화에 앞서 서로에 대하여 이동 가능하다. 예비 성형체 (10) 로 열을 가하는 것은 가열 경화 열경화성 재료가 경화되는 것을 야기하고 이에 의해 유리 섬유를 고정시키는 경향이 있다. 열경화성 수지 및 열가소성 수지 재료 양 쪽은 섬유를 감쌀 수 있고 뿐만아니라 섬유를 함께 가교 (bridge) 시킬 수 있다. 바인더 재료가 유리 섬유보다 덜 가요성이려는 경향이 있기 때문에, 섬유를 뻣뻣한 바인더 재료로 감싸는 것은 예비 성형체에 구조적 일체성을 주는 경향이 또한 있다. 가교 메카니즘은 적어도 열가소성 수지 재료의 경우에 아마도 지배적일 것이다. 열가소성 수지 재료가 사용된다면, 열은 재료가 섬유 사이에 가교를 형성하는 것을 가능하게 할 수 있다. 바인더 재료가 냉각될 때, 유리 섬유는 서로 묶이게 될 것이다. 유리 섬유는 주형 (12) 이 원하는 양의 섬유로 채워질 때까지 주형 (12) 안으로 주입될 수 있다. 섬유는 주형 (12) 안으로 주입되는 동안 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 분산될 수 있다. 다른 수단 및 방법이 섬유를 주형 (12) 안으로 삽입하고 섬유가 주형에 들어가기 전 또는 이후 중 하나에 바인더를 적용하기 위해 사용될 수 있다.

도 1 에 의해 나타낸 것과 같이, 주형 (12) 은 천공될 수 있고, 적어도 2 개의 상이한 측에 구멍 (14) 을 포함한다. 대표적인 주형 (12) 은 주형 (12) 의 전체 둘레 주위에 구성되는 구멍 (14) 의 패턴을 포함한다. 일 실시형태에서, 주형 (12) 의 외부 표면의 실질적으로 20 % ~ 실질적으로 50 % 는 스팀을 수용하기 위해 개방될 수 있다. 주형의 적은 구멍에 의해 받아들일 수 있는 경화를 달성하는 것이 가능하다. 일반적으로 주형의 더 높은 다공도는 제조 환경에서 주형이 덜 기계적으로 내구성이 있게 하는 경향이 있다. 하지만, 더 적은 다공도는 경화 시간을 증가시키는 경향이 있다. 중앙 구멍이 없는 예비 성형체가 원통형 보다 직사각형의 형상으로 더 많을 수 있지만, 여기에 기재된 공정의 실시형태에 의해 경화될 수 있는 것이 나타나 있다. 도 2 는 주형 (12a) 이 외부 표면 (16a) 주위에 구멍 (14a) 의 제 1 세트 그리고 내부 표면 (20a) 주위에 구멍 (18a) 의 제 2 세트를 포함하는 제 2 실시형태를 나타낸다. 주형 (12, 12a) 의 구성 및 예비 성형체를 유지하기 위한 주형의 사용은 대표적인 실시형태에 관련되고 모든 실시형태에 대한 제한이 아니라는 것이 나타나 있다.

주형 (12) 또는 주형 (12a) 은 진공의 도움에 의해 다수의 유리 섬유 및 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료로 채워질 수 있는 것이 나타나 있다. 예컨대, 진공은 예비 성형체 재료가 표면 (16a) 과 표면 (20a) 사이의 환형 공간 안으로 배향될 때 도 2 에 나타낸 내부 공동 (22a) 에 적용될 수 있다. 진공의 다른 적용은 다른 주형 구성에 적용될 수 있다.

도 1 을 다시 참조하면, 챔버 (24) 는 압력 용기 (26) 에 의해 규정될 수 있다. 머플러 예비 성형체 (10) 를 유지하는 주형 (12) 은 주형 (12) 을 챔버 (24) 에 놓고 압력 용기 (26) 의 도어 (40) 를 닫음으로써 챔버 (24) 에 둘러싸일 수 있다. 주형 (12) 이 챔버 (24) 에 둘러싸인 이후 챔버 (24) 는 스팀으로 채워질 수 있다. 머플러 예비 성형체는 따라서 스팀으로 에워싸인다. 주형 (12) 이 삽입된 이후 챔버 (24) 가 밀폐될 때, 챔버 (24) 의 압력은 대기 압력 또는 다른 압력 레벨과 같은 제 1 압력일 수 있다. 챔버 (24) 안으로 주입되는 스팀은 제 1 압력보다 더 높은 제 2 압력이다. 머플러 예비 성형체 (10) 가 다공성이기 때문에 그리고 제 1 및 제 2 압력 사이의 차이 때문에 스팀이 머플러 예비 성형체 (10) 에 들어가는 것이 야기된다. 스팀은 따라서 머플러 예비 성형체 (10) 에 침투할 수 있고 머플러 예비 성형체 (10) 에 걸쳐 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료와 접촉한다.

스팀은 예비 성형체의 간극으로 신속하게 들어갈 것이다. 스팀이 예비 성형체의 유리 필라민트와 접촉할 때, 가스 상에서 액체 상으로 상태가 변할 것이며, 이는 유리 섬유에 대한 그의 응축의 잠열을 포기한다. 예비 성형체 깊은 곳 안으로의 스팀의 신속한 이동은 대기 압력인 예비 성형체에 이미 존재하는 공기와 스팀의 압력 사이의 압력차에 의해 이루어진다.

스팀은 예비 성형체 안으로 신속하게 그리고 깊숙하게 이동할 것이며 (스팀 압력을 기본으로 하여) 비교적 더 차가운 바인더 코팅된 유리 필라멘트와 접촉 시에 액체 형태로 응축될 것이다.

스팀은 둘러싸는 단계 이후 입구 포트 (28) 를 통하여 챔버 (24) 안으로 주입될 수 있다. 선택적으로, 스팀은 챔버 (24) 내측의 배플링 표면에 의해 배향되어 스팀이 머플러 예비 성형체 (10) 에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않게 된다. 다시 말하면, 내부 포트 (28) 는 축선 (30) 을 따라 스팀을 배향할 수 있지만 스팀은 축선 (30) 과 상이한 방향으로 예비 성형체 (10) 와 접촉한다. 스팀이 예비 성형체에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않기 때문에, 스팀은 예비 성형체를 변형시킬 가능성이 더 적을 것이다. 이는 스팀이 하나 또는 다수의 입구로부터 예비 성형체에 직접적으로 나쁜 영향을 미치는 경우 보다 예비 성형체를 더 균일한 방식으로 가열하는 경향을 또한 가질 것이다. 도 1 은 배플 (32) 이 머플러 예비 성형체 (10) 와 입구 포트 (28) 사이에 축선 (30) 을 따라 위치되는 일 실시형태를 나타낸다. 배플 (32) 은 머플러 예비 성형체 (10) 의 대향하는 측으로 스팀의 흐름을 나누거나 또는 두 갈래로 나눈다.

도 1 에서, 축선 (30) 을 중심으로 흐름을 360 도 분산시키는 배플 (32) 이 나타나 있다. 도 1 에 나타낸 구성에 의해, 배플 (32) 은 챔버 (24) 의 방사상의 둘레로 흐름을 우회시킨다. 작동 시에, 스팀은 축선 (30) 을 따라 예비 성형체의 전체 길이에 대하여 축선 (30) 을 중심으로 예비 성형체 (10) 의 모든 측으로부터 예비 성형체 (10) 에 침투할 것이다. 화살표 (44 및 46) 에 의해 나타낸 스팀은 최초로 예비 성형체 (10) 에 침투할 수 있고, 화살표 (48 및 50) 로 나타낸 스팀이 뒤따르고, 화살표 (52 및 54) 로 나타낸 스팀이 뒤따르고, 화살표 (56 및 58) 로 나타낸 스팀이 뒤따르고, 화살표 (60 및 62) 로 나타낸 스팀이 뒤따르고, 그리고 화살표 (64 및 66) 로 나타낸 스팀이 뒤따른다. 화살표 (44 ~ 66) 는 개략적이고 입구 포트 (28) 로부터, 배플 (32) 주위의 그리고 축선 (30) 을 따른 스팀의 진행을 도시하기 위해 나타내었다. 축선 (30) 을 따른 입구 포트 (28) 로부터의 스팀의 분산은 실질적으로 동시적으로 발생할 것이다. 따라서, 도 1 의 실시형태는 스팀이 모든 측으로부터 예비 성형체 (10) 에 신속하게 침투하고 예비 성형체 (10) 의 외측으로부터 내측으로 통과하는 것을 야기하는 공정을 제공한다.

도 2 는 스팀이 머플러 예비 성형체 (10a) 에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않으면서 챔버 (24a) 에 유입될 수 있는 몇몇의 다른 실시예를 나타낸다. 입구 포트 (28a, 28b) 는, 각각 다양한 단면을 갖는 배플 (32a, 32b) 에서 배향된다. 배플 (32a) 은 외부 배플링 표면 (36a, 38a) 이 주형 (12a) 에 접선으로 뻗어있도록 형상을 갖는다. 따라서, 표면 (36a 및 38a) 에 의해 배향된 스팀의 흐름은 예비 성형체 (10a) 에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않을 것이다. 배플 (32b) 의 방사상의 내부 에지 (42a) 는 유사하게 주형 (12a) 에 접선이 되는 형상을 갖는다. 스팀을 분산시키기 위해 예비 성형체와 입구 사이에 놓이는 편평한 판이 이용될 수 있다는 것이 또한 나타나 있다.

다른 입구 포트 (28c) 가 압력 용기 (26a) 의 내부 표면 (34a) 에서 배향될 수 있다. 따라서, 압력 용기 (26a) 자체는 배플링 표면을 규정할 수 있다. 입구 포트 (28d) 는 주형 (12a) 또는 예비 성형체 (10a) 를 가로지르지 않는 축선 (30a) 을 따라 스팀을 배향할 수 있다. 입구 포트 (28d) 로부터 방출되는 스팀은 스팀이 표면 (34a) 에 접촉하기 앞서 주형 (12a) 에 접촉하도록 입구 포트 (28d) 로부터 나올 수 있다. 하지만, 입구 포트 (28d) 로부터 방출되는 스팀은 축선 (30a) 이 예비 성형체 (10a) 를 가로지르지 않기 때문에 예비 성형체 (10a) 에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않는다.

도 1 및 도 2 에 언급된 실시예는 다양한 실시형태가, 대향하는 방향을 포함하는 복수의 방향으로부터 머플러 예비 성형체 (10, 10a) 에 스팀이 들어가는 것을 야기하도록 실현될 수 있다는 것을 보여준다. 입구 포트는 예비 성형체의 둘레 주위에 구성될 수 있거나 또는 단일 입구 포트가 스팀을 챔버 안으로 배향할 수 있다. 복수의 입구 포트를 갖는 실시형태에서, 입구 포트는 예비 성형체의 둘레에 대하여 동일하게 이격될 수 있거나 또는 서로 그룹을 형성할 수 있다.

도 1 을 다시 참조하면, 머플러 예비 성형체 (10) 는 머플러 예비 성형체 (10) 가 제 1 온도일 때 챔버 (24) 에 둘러싸일 수 있다. 제 1 온도는 원하는 대로 선택될 수 있고 주위 온도일 수 있다. 제 1 온도는 스팀으로부터의 열이 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 전달될 수 있는 것을 보장하기 위해 스팀의 온도보다 더 낮을 것이다. 챔버 (24) 는 압력 용기 (26) 의 도어 (40) 가 닫힐 때 제 1 압력일 수 있다. 제 1 압력은 원하는 대로 선택될 수 있고 주위압력 또는 대기 압력일 수 있다. 제 1 압력은 스팀이 예비 성형체 (10) 에 완전히 침투하는 것을 보장하기 위해 스팀의 압력보다 더 낮을 것이다.

스팀의 온도 및 압력은, 챔버 (24) 가 경화 이후 환기된 이후에 응축물이 남아있을 가능성을 최소화하면서, 경화를 보장하도록 선택될 수 있다. 스팀의 온도는 스팀 압력에 의해 정상적으로 제어된다. 당업자는 스팀의 온도를 증가시키기 위해 차후의 히터를 부착할 수 있다. 이 해결책은 간단하게 스팀 발생기의 작동 압력을 증가시키는 것보다 더 비쌀 수 있다. 경화 공정 이후 예비 성형체에 남아있는 응축물의 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 스팀의 압력은 대표적인 실시형태에서 제 1 압력의 적어도 8 배일 수 있지만, 다른 실시형태에서 8 배 미만일 수 있다. 예컨대, 스팀은 약 150 p.s.i. (10.2 대기 압력) ~ 약 190 p.s.i. (12.9 대기 압력) 의 압력으로 챔버 (24) 안으로 주입될 수 있다.

일반적으로, 더 높은 스팀 압력은 더 높은 비용에 대응하여, 스팀의 압력은 스팀이 예비 성형체 (10) 에 완전히 그리고 신속하게 침투하는 최소 압력으로 선택될 수 있고 스팀의 온도는 스팀이 여전히 열경화성 수지를 경화하거나 또는 열가소성 수지 재료가 섬유 사이에 가교를 형성하도록 충분히 높다. 예비 성형체에 남아있는 응축물의 양은 챔버의 압력을 도어가 개방되기 전에 짧은 시간 동안 대기 압력 미만으로 줄임으로써 더 줄어들 수 있고 챔버의 압력은 대기 압력으로 상승/복귀된다. 이는 예비 성형체의 온도를 또한 더 감소시키고 이들이 챔버로부터 제거될 때 예비 성형체를 더 다루기 쉽게 한다.

또한, 스팀의 최소 압력은 물이 증발되는 대응 온도의 관점에서 선택될 수 있다. 물의 끓는 점은 주변 압력의 정도에 의존한다. 스팀은 거의 모든 그의 사용 가능한 열을, 증기에서 액체로의 상태 변화인 응축에 의해 열경화성 또는 열가소성 수지 재료에 부여한다. 따라서, 스팀의 압력은 스팀 응축물이 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료가 신속하게 경화될 온도에서 발생하도록 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 스팀은 약 350℉ ~ 약 380℉°의 온도로 챔버 (24) 안으로 주입될 수 있다. 스팀은 포화 스팀으로서, 즉 스팀 압력에 대응하는 포화 온도로 챔버 (24) 안으로 주입될 수 있다.

온도는 챔버 (24) 가 환기되고 도어 (40) 가 개방된 이후 압력 및 온도 조건의 관점에서 또한 선택될 수 있다. 구체적으로, 경화 공정이 완료될 때 모든 응축물이 증발되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 스팀의 온도는 경화로부터 초래되는 응축물의 온도가 환기 이후 챔버 (24) 의 압력에서 증발되기에 충분히 높은 온도가 되도록 선택될 수 있다. 머플러 예비 성형체 (10) 의 온도가 스팀에 의해 높아질 것이고, 경화에 의해 발생되는 응축물의 완전한 증발의 가능성을 증가시키는 것이 나타나 있다.

실시형태에 따른 대표적인 공정이 이하와 같이 진행될 수 있다. 주형 (12) 은 다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 다수의 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료로 채워질 수 있다. 채워진 주형 (12) 은 그 후 챔버 (24) 에 놓일 수 있고 압력 용기 (26) 의 도어 (40) 는 밀폐된 챔버 (24) 를 규정하기 위해 밀폐될 수 있다. 주형 (12), 예비 성형체 (10) 그리고 챔버 (24) 의 내부의 온도는 주변 온도일 수 있다. 챔버 (24) 의 압력은 주변 압력일 수 있다. 압력 용기 (26) 가 밀폐된 이후, 스팀은 약 20 초 ~ 약 120 초의 기간 동안 챔버 (24) 안으로 주입될 수 있다. 스팀은 약 350℉ ~ 약 380℉ 의 온도일 수 있다. 약 120 초 ~ 약 150 초 내의 시간 이후, 챔버 (24) 의 압력은 약 120 p.s.i. ~ 약 190 p.s.i. 일 수 있다. 최대 압력에 도달하는데 요구되는 시간은 주로 스팀 발생기의 용량에 의존한다. 하나의 상업적인 작업에서, 150 psi 의 압력이 가압의 시작의 20 초 내에 도달될 수 있다. 챔버가 가압될 때, 예비 성형체의 내부는 약 15 초 그리고 15℃ 미만 만큼 스팀의 온도를 뒤처지게 한다. 최대 압력에 도달한 이후, 바인더를 경화하기 위해 또는 냉각될 때 예비 성형체가 기계적 일체성을 갖도록 바인더가 충분히 흐르는 것을 야기하는데 요구되는 시간은 약 30 초 ~ 약 150 초이다. 일반적으로, 스팀 온도가 더 낮을수록, 경화하는데 걸리는 시간은 더 길 것이다. 다음에, 챔버 (24) 는 환기되고 압력 용기 (26) 에 대한 도어 (40) 는 개방될 것이다. 응축물이 온도 강하를 겪지 않고 따라서 완전한 증발의 가능성을 줄이도록 챔버 (24) 를 환기시키고 가능한한 신속하게 도어 (40) 를 개방하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시형태에서, 챔버 (24) 는 환기되고 약 20 초 ~ 약 40 초 내의 시간에 도어 (40) 가 개방될 수 있다. 다른 실시형태에서, 챔버 (24) 의 압력은 예비 성형체에 남아있는 습기의 양을 줄이고 예비 성형체를 더 냉각시키기 위해 대기 압력 미만으로 줄어들 수 있다. 챔버에 응축물이 있다면, 도어가 개방되기 전에 제거될 수 있다.

더 넓은 발명의 원리 및 작업 모드는 그의 바람직한 실시형태에 설명되어 있다. 하지만, 본 발명은 그 범위로부터 벗어나지 않으면서 구체적으로 도시되고 설명된 것 이외로 실현될 수 있다는 것이 나타나야 한다.

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다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 규정되는 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정으로서, 상기 공정은 :
상기 머플러 예비 성형체를 천공된 주형에 유지시키는 단계;
상기 머플러 예비 성형체 및 상기 천공된 주형을 내부에 위치된 배플을 가지는 챔버안에 둘러싸는 단계;
상기 챔버 안으로 스팀을 350℉ ~ 380℉ 의 온도 및 120 p.s.i. ~ 190 p.s.i. 의 압력으로 주입하는 단계; 및
상기 스팀이 상기 천공된 주형을 통하여 상기 머플러 예비 성형체로 들어가기 전에 상기 스팀을 상기 배플에 충돌시켜 상기 스팀의 방향을 바꾸는 단계를 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 17 항에 있어서,
상기 스팀은 상기 배플에 충돌한 이후, 반대방향으로부터 상기 머플러 예비 성형체로 동시적으로 들어가는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 17 항에 있어서,
상기 챔버는 복수의 상기 머플러 예비 성형체를 수용할 수 있는 크기로 구비되는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
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다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 규정되는 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정으로서, 상기 공정은 :
상기 머플러 예비 성형체를 주형안에 유지시키는 단계;
적어도 하나 이상의 배플링 표면을 포함하는 챔버 내에 구비된 상기 머플러 예비 성형체 및 상기 주형을 제 1 압력으로 둘러싸는 단계;
상기 둘러싸는 단계 이후 입구 포트를 통하여 챔버 안으로 스팀을 350℉ ~ 380℉ 의 온도 및 120 p.s.i. ~ 190 p.s.i. 의 압력으로 주입하는 단계를 포함하며,
상기 스팀의 방향은 상기 챔버 내측에 포함된 상기 적어도 하나 이상의 배플링 표면에 의해 변형되어, 상기 스팀이 머플러 예비 성형체에 직접적으로 나쁜 영향을 미치지 않게 되는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 배플링 표면은 상기 스팀이 여러 방향에서 상기 머플러 예비 성형체로 동시적으로 들어가는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 배플링 표면은 상기 스팀의 흐름을 상기 머플러 예비 성형체의 대향하는 측으로 나누는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 21 항에 있어서,
상기 스팀은 상기 제 1 압력의 적어도 8 배인 제 2 압력으로 상기 챔버 안으로 주입되는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 21 항에 있어서,
상기 챔버는 복수의 상기 머플러 예비 성형체를 수용할 수 있는 크기로 구비되는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 21 항에 있어서,
상기 주형은 천공되도록 구비되며, 적어도 둘 이상의 상이한 측에 구멍을 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 26 항에 있어서,
상기 주형은,
챔버 내에 노출되도록 구비되는 외부 표면; 및
상기 외부 표면에 의해 에워싸이고 챔버 내에 노출되는 내부 표면;을 포함하고,
상기 주입 단계는 스팀이 내부 및 외부 표면 모두를 통하여 주형에 들어가게 하는 단계를 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 27 항에 있어서,
상기 주형의 외부 표면의 5 % ~ 50 % 가 스팀을 수용하기 위해 개방되어 있는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 21 항에 있어서,
상기 스팀이 복수의 방향으로부터 머플러 예비 성형체에 들어가게 하는 단계;
상기 머플러 예비 성형체와 상기 스팀을 접촉시킴으로써 상기 스팀의 온도로 상기 머플러 예비 성형체의 온도를 높이는 단계;
상기 챔버에 상기 스팀을 도입함으로써 상기 챔버의 압력을 높이는 단계;
가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 열을 부여하기 위해 상기 머플러 예비 성형체 상의 물을 응축하는 단계;
바인더를 경화하는데 또는 냉각될 때 예비 성형체가 기계적 일체성을 갖도록 바인더가 충분히 흐르게 하는데 요구되는 시간 동안 챔버 내의 스팀의 압력 및 온도를 유지하는 단계; 및
유지 단계 이후 상기 챔버를 환기시키는 단계를 더 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 29 항에 있어서,
상기 환기시키는 단계는 상기 챔버 내의 압력을 20 초 ~ 40 초 내에 대기 압력으로 복귀시키는 단계를 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 29 항에 있어서,
상기 환기시키는 단계는 상기 챔버 내의 압력을 25 초 내에 대기 압력으로 복귀시키는 단계를 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 29 항에 있어서,
상기 챔버 내의 압력을 대기 압력으로 복귀시키는 시간은 30 초 ~ 150 초인, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 29 항에 있어서,
상기 챔버 내의 압력을 대기 압력으로 복귀시키는 시간은 30 초 내인, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
다수의 유리 섬유 및 다수의 유리 섬유에 가해지는 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 의해 규정되는 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정으로서, 상기 공정은 :
상기 머플러 예비 성형체를 천공된 주형에 유지시키는 단계;
제 1 온도 및 제 1 압력으로, 상기 머플러 예비 성형체 및 상기 천공된 주형을 적어도 하나 이상의 배플링 표면을 가지는 챔버안에 둘러싸는 단계;
상기 챔버 안으로 대기 압력 및 제 1 압력보다 큰 제 2 압력 및 상기 제 2 압력에서의 끓는 점에서의 온도인 제 2 온도로 스팀을 주입하는 단계; 및
상기 스팀이 상기 천공된 주형을 통하여 상기 머플러 예비 성형체로 들어가기 전에 상기 스팀을 적어도 하나 이상의 배플링 표면에 충돌시켜 상기 스팀의 방향을 바꾸는 단계를 포함하고,
물은 머플러 예비 성형체에서 응축되고 이에 의해 가열 경화 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 재료에 열을 부여하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 34 항에 있어서,
상기 응축 단계 이후 모든 응축물이 머플러 예비 성형체로부터 증발되도록 상기 챔버를 대기로 환기시키는 단계를 더 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 35 항에 있어서,
상기 환기 단계는 20 초 ~ 40 초 소요되는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 35 항에 있어서,
환기 단계는 챔버를 25 초 미만의 시간으로 환기하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 35 항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 배플링 표면은 플랫 디스크 (flat disk) 를 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 34 항에 있어서,
상기 스팀을 상기 챔버에 주입하는 단계 이후, 상기 챔버 내의 압력을 대기압 이하로 감소시키는 단계를 더 포함하는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 34 항에 있어서,
상기 챔버는 복수의 상기 머플러 예비 성형체를 수용할 수 있는 크기로 구비되는, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.
제 34 항에 있어서, 상기 제 2 압력은 120 p.s.i ~ 190 p.s.i 이고, 상기 제 2 온도는 350℉ ~380℉ 인, 다공성 머플러 예비 성형체의 경화를 위한 공정.