KR102389927B1 - Manufacturing method for intergrated liner of hydrogen storage tank and hydrogen storage tank manufactured by the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing an integrated liner of a hydrogen storage tank for a fuel cell in which a liner for storing hydrogen is integrally manufactured by insert injection molding a preform into a lower surface of a nozzle boss, through which high pressure hydrogen flows, and then blow injection molding the preform; and a hydrogen storage tank for a fuel cell manufactured thereby. According to the present invention, generation of pinch-off can be prevented.

Description

연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법 및 그에 의해 제조된 연료전지용 수소저장탱크{MANUFACTURING METHOD FOR INTERGRATED LINER OF HYDROGEN STORAGE TANK AND HYDROGEN STORAGE TANK MANUFACTURED BY THE SAME}A method for manufacturing an integral liner for a hydrogen storage tank for a fuel cell and a hydrogen storage tank for a fuel cell manufactured thereby

본 발명은 고압 수소가 유출입되는 노즐 보스의 저면부에 프리폼을 인서트 사출성형 후, 상기 프리폼을 블로우 사출성형하여 수소가 저장되는 라이너를 일체로 제작하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법 및 그에 의해 제조된 연료전지용 수소저장탱크에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an integrated liner for a fuel cell hydrogen storage tank, in which a liner in which hydrogen is stored is integrally manufactured by insert injection molding a preform into the lower surface of a nozzle boss through which high pressure hydrogen flows and then blow injection molding the preform, and a method for manufacturing an integrated liner therein It relates to a hydrogen storage tank for a fuel cell manufactured by

수소(Hydrogen)는 우주에서 가장 흔한 원소로 단위 무게당 에너지가 높고, 대량으로 저장이 가능한 에너지원으로 연료전지와 같은 수소 사이클을 통해 전기를 만들 때 생성되는 부산물이 열과 물 뿐인 무공해 에너지 자원이다.Hydrogen is the most common element in the universe, has high energy per unit weight, and is an energy source that can be stored in a large amount.

이에 최근에는 전세계적인 친환경 에너지의 사용 추세에 맞추어 수소연료전지를 이용한 수소차(승용차, 버스, 기차), 분산형 발전설비, 건물용 보조전력, 수소 선박 및 플라잉카 등이 개발되고 있다.Accordingly, recently, in line with the global trend of using eco-friendly energy, hydrogen vehicles (cars, buses, trains) using hydrogen fuel cells, distributed power generation facilities, auxiliary power for buildings, hydrogen ships and flying cars have been developed.

수소연료전지는 수소를 공기와 반응시켜 전기를 발생시키는 것으로 수소저장탱크를 통해 수소를 공급받는다. 이에 수소저장탱크는 라이너에 수소가 유출입되는 노즐 보스를 설치하고, 탄소섬유 등을 감아 고압에 견디도록 강도를 보강한다.Hydrogen fuel cells generate electricity by reacting hydrogen with air and are supplied with hydrogen through a hydrogen storage tank. Accordingly, the hydrogen storage tank is equipped with a nozzle boss through which hydrogen flows in and out of the liner, and the strength is reinforced to withstand high pressure by winding carbon fibers.

일 예로, 도 1과 같이, 수소저장탱크(1)는 플라스틱 소재의 라이너(10)를 형성한다. 라이너(10)는 내부가 중공된 원통형태이며, 양측에는 단면이 곡면으로 형성되는 돔(Dome)형태의 숄더부가 구비된다.For example, as shown in FIG. 1 , the hydrogen storage tank 1 forms a liner 10 made of a plastic material. The liner 10 has a hollow cylindrical shape, and has a dome-shaped shoulder portion having a curved cross-section on both sides thereof.

상기 라이너(10)의 외주면에는 카본 섬유(20)와 유리 섬유(30)를 적층하고, 가스의 유출입을 위한 노즐 보스(60)가 장착되며, 필요시 압력에 취약한 숄더부의 강도를 보강하기 위한 보강부(40)가 구비된다.Carbon fiber 20 and glass fiber 30 are laminated on the outer circumferential surface of the liner 10, and a nozzle boss 60 for inflow and outflow of gas is mounted. A portion 40 is provided.

또한, 내화성능을 향상시키기 위하여 숄더부에 내화재(50)를 코팅할 수 있다. 내화재(50)는 에폭시 수지와 같은 바인더로서 화재에 노출시 취약한 숄더부의 표면에 도포되어 폭발 위험을 감소시킨다.In addition, in order to improve the fire resistance performance, the shoulder portion may be coated with a fire resistant material (50). The refractory material 50 is a binder such as an epoxy resin and is applied to the surface of the shoulder portion vulnerable when exposed to fire to reduce the risk of explosion.

그러나, 종래의 연료전지용 수소저장탱크는 노즐 보스(60)에 라이너(10)를 성형하기 위해 노즐 보스(60)가 장착되는 인서트 금형에 라이너 형상이 패턴된 사출금형을 서로 결합시킨 후 용용원재을 주입하여 라이너(10)를 성형한다.However, in the conventional hydrogen storage tank for fuel cells, an injection mold having a liner shape patterned on an insert mold in which the nozzle boss 60 is mounted to mold the liner 10 to the nozzle boss 60 is combined with each other and then the raw material for molten material is injected. Thus, the liner 10 is molded.

따라서, 한 쌍의 인서트 사출금형을 닫은 상태에서 용융원재을 주입하여 라이너를 성형시, 인서트 금형과 사출금형 사이, 특히 노즐 보스의 저면부에서 핀치 오프가 발생하여 라이너의 제품 특성이 저하되는 문제가 있었다.Therefore, when a pair of insert injection molds are closed and a molten raw material is injected to form a liner, pinch-off occurs between the insert mold and the injection mold, especially at the bottom of the nozzle boss, and there is a problem in that the product characteristics of the liner are deteriorated. .

또한, 양측에 돔 형상의 숄뎌부를 갖는 원통형 라이너가 갖는 형상적인 특성상, 인서트 사출성형시 빼기 구배(draft taper) 등의 필요성으로 인해 두께 및 무게가 불필요하게 증가하는 문제가 있다.In addition, due to the shape characteristics of the cylindrical liner having dome-shaped shoulder portions on both sides, there is a problem in that the thickness and weight are unnecessarily increased due to the necessity of a draft taper during insert injection molding.

대한민국 등록특허 제10-2020893호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2020893 대한민국 등록특허 제10-1948271호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1948271

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고압 수소가 유출입되는 노즐 보스의 저면부에 프리폼을 인서트 사출성형 후, 상기 프리폼을 블로우 사출성형하여 수소가 저장되는 라이너를 일체로 제작하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법 및 그에 의해 제조된 연료전지용 수소저장탱크를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, insert injection molding a preform into the lower surface of a nozzle boss through which high-pressure hydrogen flows in and out, and then blow injection molding the preform to integrally manufacture a liner in which hydrogen is stored. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an integrated liner for a hydrogen storage tank for a battery and a hydrogen storage tank for a fuel cell manufactured thereby.

이를 위해, 본 발명에 따른 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법은 수소저장탱크의 노즐 보스(boss)를 인서트 사출금형에 인서트하는 인서트 단계와; 상기 인서트 사출금형에 용융원재를 주입하여, 상기 노즐 보스의 저면부로부터 연장되되 내부에 주입 공간을 갖는 형상의 프리폼(preform)을 형성시키는 프리폼 형성단계와; 상기 프리폼이 압력에 의해 형상 변형될 수 있도록 예열하는 예열 단계와; 상기 예열된 프리폼을 상기 수소저장탱크의 라이너 형상이 음각되어 있는 블로우 사출금형 내에 위치시키는 프리폼 장착 단계; 및 상기 프리폼의 주입 공간을 블로우 사출 방식으로 팽창시켜 상기 라이너를 형성시키는 라이너 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, a method for manufacturing an integrated liner for a hydrogen storage tank for a fuel cell according to the present invention includes an inserting step of inserting a nozzle boss of the hydrogen storage tank into an insert injection mold; a preform forming step of injecting a molten raw material into the insert injection mold to form a preform extending from the bottom surface of the nozzle boss and having an injection space therein; a preheating step of preheating the preform to be deformed by pressure; a preform mounting step of placing the preheated preform in a blow injection mold in which a liner shape of the hydrogen storage tank is engraved; and a liner forming step of expanding the injection space of the preform by a blow injection method to form the liner.

이때, 상기 인서트 단계는 적어도 일부분이 금속 재질로 이루어진 노즐 보스를 상기 인서트 사출금형에 인서트하는 단계인 것이 바람직하다.In this case, the inserting step is preferably a step of inserting a nozzle boss at least partially made of a metal material into the insert injection mold.

또한, 상기 프리폼 형성단계는 상기 프리폼의 상단부가 상기 노즐 보스의 저면부를 덮도록 오버 몰딩을 수행하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the forming of the preform may include performing overmolding so that the upper end of the preform covers the lower surface of the nozzle boss.

또한, 상기 오버 몰딩이 이루어지는 상기 노즐 보스의 저면부에는 상기 용융원재가 유입되는 보스 저면부 요홈이 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that at least one groove in the bottom surface of the boss into which the molten raw material flows is formed in the bottom surface of the nozzle boss to which the overmolding is performed.

또한, 상기 프리폼 형성단계는 오버 몰딩부의 저면부에 적어도 하나 이상의 몰딩부 요홈을 형성시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the preform forming step preferably includes forming at least one molding part recess in the bottom surface of the overmolding part.

또한, 상기 프리폼 형성단계는 상기 프리폼이 상기 노즐 보스의 저면부에서 외측 끝단을 지나 노즐 보스의 상면부 중 적어도 일부분까지 덮는 것이 바람직하다.In addition, in the preform forming step, it is preferable that the preform covers at least a portion of the upper surface of the nozzle boss through the outer end from the bottom of the nozzle boss.

또한, 상기 프리폼 형성단계는 상기 노즐 보스의 상면부에 형성된 보스 상면부 요홈에 상기 프리폼 용융원재가 채워지도록 오버 몰딩이 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, in the preform forming step, it is preferable that over-molding is performed so that the preform molten raw material is filled in the groove of the upper surface of the boss formed in the upper surface of the nozzle boss.

또한, 상기 프리폼 형성단계는 상기 블로우 사출시 상기 프리폼이 상기 노즐 보스의 저면부에 밀착되면서 외측으로 팽창되도록, 상기 프리폼 중 상기 노즐 보스의 저면부에 연결되는 부분이 상기 연장된 부분보다 상대적으로 두껍게 인서트 사출되는 단계인 것이 바람직하다.In addition, in the preform forming step, a portion of the preform connected to the bottom surface of the nozzle boss is relatively thicker than the extended portion so that the preform expands outwardly while in close contact with the bottom surface of the nozzle boss during blow injection. It is preferable that the insert injection step is performed.

또한, 상기 예열 단계는 상기 프리폼 중 상기 노즐 보스와 접하는 부분을 예열하는 제1 예열 단계; 및 상기 프리폼 중 상기 노즐 보스로부터 연장된 부분을 예열하는 제2 예열 단계;를 포함하되, 상기 제2 예열단계 보다 상기 제1 예열 단계에서 공급되는 열량이 더 큰 것이 바람직하다.In addition, the preheating step may include a first preheating step of preheating a portion of the preform in contact with the nozzle boss; and a second preheating step of preheating a portion of the preform extending from the nozzle boss. However, it is preferable that the amount of heat supplied in the first preheating step is greater than that of the second preheating step.

한편, 본 발명에 따른 연료전지용 수소저장탱크는 상기 노즐 보스; 및 상기 노즐 보스의 일단에 인서트 사출된 프리폼을 예열 후 블로우 사출성형하여 형성된 라이너를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the hydrogen storage tank for a fuel cell according to the present invention is the nozzle boss; and a liner formed by preheating the preform insert-injected into one end of the nozzle boss and then blow-injecting the preform.

이상과 같은 본 발명은 고압 수소가 유출입되는 노즐 보스의 저면부에 프리폼을 인서트 사출성형 후, 상기 프리폼을 블로우 사출성형하여 수소가 저장되는 라이너를 일체로 제작한다.The present invention as described above insert injection molding a preform into the lower surface of the nozzle boss through which high-pressure hydrogen flows, and then blow injection molding the preform to integrally manufacture a liner in which hydrogen is stored.

따라서, 블로우 사출에 의해 팽창 중인 프리폼이 노즐 보스 저면부에 밀착 결합되면서 성형이 이루어지므로 핀치 오프의 발생을 억제하면서도 노즐 보스가 일체로 결합된 라이너를 제작할 수 있게 한다.Accordingly, the preform being expanded by blow injection is molded while closely coupled to the bottom surface of the nozzle boss, thereby suppressing the occurrence of pinch-off and making it possible to manufacture a liner in which the nozzle boss is integrally coupled.

도 1은 종래 기술에 따른 수소저장탱크를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지용 수소저장탱크를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 상기 도 3의 제조장치를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 노즐 보스를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리폼을 나타낸 단면도이다.1 is a view showing a hydrogen storage tank according to the prior art.
2 is a perspective view showing a hydrogen storage tank for a fuel cell according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an integrated liner of a hydrogen storage tank for a fuel cell according to the present invention.
4 is a view showing the manufacturing apparatus of FIG. 3 .
5 is a cross-sectional view showing the nozzle boss of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a preform according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법 및 그에 의해 제조된 연료전지용 수소저장탱크에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing an integrated liner for a hydrogen storage tank for a fuel cell and a hydrogen storage tank for a fuel cell manufactured thereby according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예: 연료전지용 수소저장탱크Example: hydrogen storage tank for fuel cell

도 2와 같이, 본 발명의 연료전지용 수소저장탱크(100)는 수소연료전지(연료전지 스택)에 수소를 공급한다. 수소연료전지는 수소를 공기와 반응시켜 전기를 발생시키는 것으로 공급된 수소를 에너지원으로 한다.2, the hydrogen storage tank 100 for a fuel cell of the present invention supplies hydrogen to a hydrogen fuel cell (fuel cell stack). A hydrogen fuel cell generates electricity by reacting hydrogen with air, and uses the supplied hydrogen as an energy source.

이에 수소저장탱크(100)는 노즐 보스(nozzle boss, 110) 및 라이너(liner, 120)를 포함하며, 노즐 보스(110)의 수소 유출입구(111)가 라이너(120) 내부의 저장공간에 연결된다. 따라서, 수소를 충진하여 라이너(120)에 저장하거나 저장된 수소를 수소연료전지에 공급한다.Accordingly, the hydrogen storage tank 100 includes a nozzle boss 110 and a liner 120 , and the hydrogen outlet 111 of the nozzle boss 110 is connected to the storage space inside the liner 120 . do. Accordingly, hydrogen is filled and stored in the liner 120 or the stored hydrogen is supplied to the hydrogen fuel cell.

특히, 라이너(120)를 성형 제작시, 먼저 수소가 유출입되는 노즐 보스(110)의 저면부에 용융원재를 주입하여 프리폼(121)을 인서트 사출성형 후, 프리폼(121)이 팽창되면서 라이너(210) 형상이 되도록 블로우 사출성형한다. 따라서, 노즐 보스(110)에 일체로 연결된 라이너(120)가 제작된다.In particular, when the liner 120 is molded and manufactured, first, the molten raw material is injected into the lower surface of the nozzle boss 110 through which hydrogen flows and the preform 121 is insert-injected, and then the preform 121 is expanded while the liner 210 is formed. ), blow injection molding to shape it. Accordingly, the liner 120 integrally connected to the nozzle boss 110 is manufactured.

또한, 위와 같이 노즐 보스(110)에 프리폼(121)을 사출성형시, 노즐 보스(110)의 저면부 및 상면부 중 적어도 일부분까지 덮도록 오버 몰딩(Over-Molding, O-M)함으로써 프리폼(121)이 노즐 보스(110)에 일체로 결합된다.In addition, when the preform 121 is injection-molded on the nozzle boss 110 as described above, the preform 121 by over-molding (O-M) to cover at least a portion of the bottom surface and the top surface of the nozzle boss 110. It is integrally coupled to the nozzle boss 110 .

또한, 오버 몰딩이 이루어지는 노즐 보스(110)의 저면부 및 상면부에 요홈(112, 114)이 형성되어 있어서 용융원재가 유입 및 경화되어 결착되고, 필요시에는 오버 몰딩부(O-M)에도 몰딩부 요홈(113)을 형성하여 블로우 사출성형시 팽창 중인 프리폼(121)과의 결합력을 더욱 높인다.In addition, grooves 112 and 114 are formed in the bottom and upper surfaces of the nozzle boss 110 where overmolding is performed, so that the molten raw material flows in, hardens, and binds. By forming the recess 113, the bonding force with the preform 121 being expanded during blow injection molding is further increased.

후속으로 수소저장탱크(100)는 약 700bar의 고압으로 압축 저장된 수소의 압력에 견딜 수 있도록 라이너(120)에 열경화성이나 열가소성수지를 함침시킨 탄소섬유 등을 감아 강도를 보강하며, 필요시 내화재를 코팅한다.Subsequently, the hydrogen storage tank 100 reinforces the strength by winding carbon fibers impregnated with a thermosetting or thermoplastic resin around the liner 120 so as to withstand the pressure of hydrogen compressed and stored at a high pressure of about 700 bar. do.

따라서, 본 발명은 프리폼(121)이 팽창되는 방식으로 노즐 보스(110) 저면부에 밀착 결합되면서 성형이 이루어지므로 핀치 오프의 발생을 억제하면서도 노즐 보스(110)가 결합된 라이너(120)를 일체로 제작할 수 있게 한다.Therefore, in the present invention, the preform 121 is formed while closely coupled to the bottom surface of the nozzle boss 110 in such a way that the pinch-off is suppressed and the liner 120 to which the nozzle boss 110 is coupled is integrated. make it possible to manufacture with

실시예: 일체형 라이너 제조방법Example: One-piece liner manufacturing method

한편, 도 3과 같이, 위와 같은 연료전지용 수소저장탱크(100)을 제작하도록, 본 발명에 따른 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법은 인서트 단계(S110), 프리폼 형성단계(S120), 예열 단계(S130), 프리폼 장착 단계(S140) 및 라이너 형성단계(S150)를 포함한다. On the other hand, as shown in FIG. 3 , the method for manufacturing an integrated liner of a hydrogen storage tank for a fuel cell according to the present invention is an insert step (S110), a preform forming step (S120), preheating to produce the hydrogen storage tank 100 for a fuel cell as described above. It includes a step (S130), a preform mounting step (S140), and a liner forming step (S150).

또한, 위와 같이 라이너 형성단계(S150)를 통해 노즐 보스(110)에 일체로 연결된 라이너(120)를 성형한 이후에는 탄소섬유나 내화제를 부가하는 등의 보강 성형 단계(S160)를 더 포함할 수 있다.In addition, after forming the liner 120 integrally connected to the nozzle boss 110 through the liner forming step (S150) as above, a reinforcement molding step (S160) such as adding carbon fiber or a fire retardant may be further included. can

도 4의 (a)와 같이 인서트 단계(S110)에서는 수소저장탱크의 일 구성인 노즐 보스(110)를 인서트 사출금형(210)에 인서트한다. 더욱 정확히는 한 쌍의 인서트 사출금형(210) 중 인서트 금형(211)에 노즐 보스(110)를 안착시킨다.As shown in (a) of FIG. 4 , in the inserting step ( S110 ), the nozzle boss 110 , which is a component of the hydrogen storage tank, is inserted into the insert injection mold 210 . More precisely, the nozzle boss 110 is seated on the insert mold 211 of the pair of insert injection molds 210 .

노즐 보스(110)는 수소의 유출입이 이루어지도록 중심부에는 중공 형상의 수소 유출입구(111)가 형성되어 있으며, 밸브 및 배관 등을 포함하는 배관계에 연결될 수 있도록 적어도 일부분은 금속 재질로 이루어진다.The nozzle boss 110 has a hollow hydrogen outlet 111 in the center so that hydrogen flows in and out, and at least a portion is made of a metal material so that it can be connected to a piping system including a valve and a pipe.

예컨대, 노즐 보스(110)는 도시된 바와 같이 전체가 금속 재질로 이루어지거나, 그 외 배관계에 연결되도록 나사산이 형성된 중심부만 금속 재질로 이루어지고 그 외측은 합성수지 몸체 이루어진 복합재로 구성될 수 있다.For example, the nozzle boss 110 may be entirely made of a metal material as shown, or only a central portion in which a thread is formed to be connected to other piping systems is made of a metal material and the outside thereof may be made of a composite material made of a synthetic resin body.

또한, 배관계에 연결되도록 수소가스 유출입구(111)의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 이때, 중심부만 금속 재질로 이루어진 경우에는 합성수지 몸체와 결합되는 일 방식으로서 외주면에도 나사산이 형성될 수 있다.In addition, a screw thread may be formed on the inner circumferential surface of the hydrogen gas outlet 111 to be connected to the piping system. At this time, when only the central part is made of a metal material, a thread may be formed on the outer peripheral surface as a way to be coupled to the synthetic resin body.

다음, 프리폼 형성단계(S120)에서는 사출 금형(212) 내에 피성형물 형상으로 형성된 주입 공간인 패턴(212a)에 주입장치(213)로 용융원재를 주입하여 인서트 되어 있는 노즐 보스(110)의 저면부에 프리폼(preform, 121)을 형성시킨다. Next, in the preform forming step (S120), the molten raw material is injected with the injection device 213 into the pattern 212a, which is the injection space formed in the shape of the object in the injection mold 212, and the bottom surface of the nozzle boss 110 is inserted. To form a preform (preform, 121).

주입장치(213)는 일 예로 펠릿 타입의 원재를 투입받는 호퍼 및 상기 호퍼에 연결되며 가열에 의해 원재를 용융시켜 일측으로 압출 이송시키는 스크류를 포함한 것이 적용될 수 있다.The injection device 213 may include, for example, a hopper that receives a pellet-type raw material and a screw connected to the hopper to melt the raw material by heating and extrude it to one side.

프리폼(121) 형성을 위해 주입되는 용융원재는 합성수지 중 수소가스 투과성이 낮아 수소가스를 저장할 수 있는 합성수지를 채택한다. 수소는 작은 분자크기로 인해 높은 투과도를 갖기 때문에 수소 가스를 저장할 수 있도록 가스 투과성이 낮은 합성수지를 용융시켜 주입된다.The molten raw material injected for forming the preform 121 adopts a synthetic resin capable of storing hydrogen gas due to its low hydrogen gas permeability among synthetic resins. Since hydrogen has high permeability due to its small molecular size, a synthetic resin with low gas permeability is melted and injected to store hydrogen gas.

합성수지로는 폴리케톤(PK), 폴리옥시메틸렌(POM, 폴리아세탈), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리아미드(PA, 나일론) 및 강화 폴리아미드를 비롯하여 수소의 투과를 차단하거나 최소화하는 고분자 소재가 적용될 수 있다.Examples of synthetic resins include polyketone (PK), polyoxymethylene (POM, polyacetal), polyethylene (PE), high-density polyethylene (HDPE), polyamide (PA, nylon) and reinforced polyamide, which block or minimize the permeation of hydrogen. Polymer materials that can be applied.

그 중 폴리아미드는 아마이드 결합을 가지는 고분자 화합물로 고강도, 내마모성, 내열성 및 내한성이 뛰어남은 물론, 매우 작은 분자 크기의 수소 가스에 대해서도 투과도가 매우 낮아 수소 저장에 유리하다.Among them, polyamide is a high molecular compound having an amide bond, and has excellent high strength, abrasion resistance, heat resistance and cold resistance, as well as very low permeability to hydrogen gas having a very small molecular size, which is advantageous for hydrogen storage.

한편, 프리폼(121)은 패리슨(parison)이라고도 하며, 일 예로 노즐 보스(110)의 저면 중심으로부터 수직하게 연장되며 속이 빈 튜브 형상을 갖도록 성형됨에 따라 프리폼(121)의 내부에 주입 공간(도 5의 '121a' 참조)을 갖는다.On the other hand, the preform 121 is also called a parison, and as an example, it extends vertically from the center of the bottom surface of the nozzle boss 110 and is formed to have a hollow tube shape. 5) '121a').

따라서, 후속 공정에서 블로우 사출성형시 프리폼(121)의 내부에 형성된 주입 공간(121a)으로 압력 공급툴(250)을 삽입하여 압력을 가하면 프리폼(121)이 팽창하여 수소저장탱크의 라이너(120) 형상을 갖추게 된다.Therefore, when the pressure supply tool 250 is inserted into the injection space 121a formed inside the preform 121 during blow injection molding in the subsequent process and pressure is applied, the preform 121 expands and the liner 120 of the hydrogen storage tank. will take shape.

다음, 예열 단계(S130)에서는 프리폼(121)이 압력에 의해 형상 변형될 수 있도록 예열한다. Next, in the preheating step ( S130 ), the preform 121 is preheated to be deformed in shape by pressure.

이를 위해 도 4의 (b)와 같이 일측에 노즐 보스(110)가 결합되어 있는 프리폼(121)을 꺼내어 도 4의 (c)와 같이 장치 테이블(220)을 이용하여 예열장치 내로 투입한다. 혹은 반대로 예열장치를 프리폼(121)에 인접시킨 후 도 4의 (d)와 같이 예열장치(230)로 예열을 한다.For this, the preform 121 to which the nozzle boss 110 is coupled to one side is taken out as shown in FIG. Alternatively, after the preheating device is adjacent to the preform 121, preheating is performed with the preheating device 230 as shown in FIG. 4(d).

프리폼(121)은 음각 패턴에 의해 캐비티(cavity)가 형성되어 블로우 사출금형 내에서 팽창될 수 있도록 폴리아미드나 HDPE 등의 합성수지 재질로 이루어지고, 그 재질에 따라 용융 온도 미만의 온도에서 설정된 시간 동안 예열을 한다.The preform 121 is made of a synthetic resin material such as polyamide or HDPE so that a cavity is formed by an intaglio pattern and can be expanded in the blow injection mold, and according to the material, at a temperature below the melting temperature for a set time. warm up

다음, 도 4의 (e)와 같이, 프리폼 장착 단계(S140)에서는 위와 같이 예열된 프리폼(121)을 수소저장탱크의 라이너(120)에 대응하는 형상(최종 목표 형상)이 음각되어 있는 블로우 사출금형(240) 내에 위치시킨다.Next, as shown in FIG. 4(e), in the preform mounting step (S140), the preheated preform 121 as above is blow-injected with a shape (final target shape) corresponding to the liner 120 of the hydrogen storage tank engraved. It is placed in the mold 240 .

블로우 사출금형(240)은 일 예로 한 쌍의 금형(241, 242)으로 이루어져 분리(열림)되거나 밀착(닫힘)되며, 각각의 금형(241, 242)에 형성된 음각 패턴(243)으로 인해 내부에 캐비티(244)가 형성된다. 음각된 캐비티(244)의 내벽은 최종 목표인 라이너(120) 형상을 갖는다.The blow injection mold 240 is, for example, composed of a pair of molds 241 and 242, separated (opened) or closely contacted (closed), and due to the intaglio pattern 243 formed on each mold 241 and 242, the inside A cavity 244 is formed. The inner wall of the engraved cavity 244 has the shape of the liner 120 which is the end goal.

따라서, 블로우 사출금형(240)을 열어 그 내부에 노즐 보스(110)가 결합된 프리폼(121)을 장입시킨 후 다시 블로우 사출금형(240)을 닫으면 상기 캐비티(244) 내에 프리폼(121)이 위치하게 된다. 이 상태에서 후술하는 라이너(120) 성형(블로우 성형)이 이루어지게 된다.Therefore, when the blow injection mold 240 is opened, the preform 121 to which the nozzle boss 110 is coupled is loaded, and then the blow injection mold 240 is closed again, the preform 121 is located in the cavity 244 . will do In this state, molding (blow molding) of the liner 120 to be described later is performed.

다음, 도 4의 (f) 및 (g)와 같이, 라이너 형성단계(S150)에서는 프리폼(121)을 라이너(120) 형상으로 변형시킨다. 이를 위해 프리폼(121)의 주입 공간(121a)을 블로우 사출 방식으로 팽창시켜, 노즐 보스(110)의 일측 즉, 노즐 보스(110)의 저면부에 완성된 형상의 라이너(120)가 일체로 연결 형성된다.Next, as shown in (f) and (g) of FIG. 4 , in the liner forming step ( S150 ), the preform 121 is deformed into the shape of the liner 120 . To this end, the injection space 121a of the preform 121 is expanded by a blow injection method, and the liner 120 of the completed shape is integrally connected to one side of the nozzle boss 110 , that is, the bottom surface of the nozzle boss 110 . is formed

예컨대, 닫힌 상태의 블로우 사출금형(240)의 일측을 통해 압력 공급툴(250)인 맨드렐(mandrel)을 삽입하고, 맨드렐에 형성되어 있는 다수의 고압 분사 노즐을 통해 프리폼(121) 내부의 주입 공간(121a)에 고압 공기를 분사하여 프리폼(121)을 팽창시킨다.For example, a mandrel, which is a pressure supply tool 250, is inserted through one side of the blow injection mold 240 in a closed state, and the preform 121 inside the preform 121 through a plurality of high-pressure injection nozzles formed in the mandrel. The preform 121 is expanded by injecting high-pressure air into the injection space 121a.

이와 같이 미리 예열된 프리폼(121) 안에 맨드렐 등을 삽입하여 고압 공기를 불어넣어 팽창시키면 프리폼(121)은 블로우 사출금형(240) 내에 음각된 내벽(243)에 강하게 밀착되며 중공을 갖는 라이너(120)가 형성된다.As such, when a mandrel is inserted into the pre-heated preform 121 and expanded by blowing high-pressure air, the preform 121 is strongly adhered to the inner wall 243 engraved in the blow injection mold 240 and a hollow liner ( 120) is formed.

특히, 프리폼(121)은 팽창되기 이전의 라이너(120)에 해당하는 것으로 그 직경이 노즐 보스(110)의 저면부 직경보다 작은데, 예열된 프리폼(121)이 팽창되면서 직경이 확장되면 노즐 보스(110)와 접하는 프리폼(121)의 상단 부분이 외측 방향으로 확장이 이루어진다.In particular, the preform 121 corresponds to the liner 120 before it is expanded, and its diameter is smaller than the diameter of the bottom of the nozzle boss 110. The upper portion of the preform 121 in contact with the 110 is extended in the outward direction.

프리폼(121)의 확장(팽창)이 시작되면, 프리폼(121)의 상단부는 노즐 보스(110)의 저면을 따라가면서 연속하여 확장된다. When the expansion (expansion) of the preform 121 starts, the upper end of the preform 121 is continuously expanded along the bottom surface of the nozzle boss 110 .

노즐 보스(110)의 저면부는 사출금형(240)의 음각 패턴(243)과 마찬가지로 밀착 지지되는 내벽면의 역할을 하므로 확장(팽창) 중인 라이너(120)의 상단부는 노즐 보스(110) 저면부와 밀착되면서 라이너(120) 형상으로 제작이 가능해진다.Since the bottom portion of the nozzle boss 110 serves as an inner wall surface that is closely supported similarly to the engraved pattern 243 of the injection mold 240, the upper end of the liner 120 that is expanding (expanded) is the nozzle boss 110, the bottom portion and It becomes possible to manufacture in the shape of the liner 120 while closely adhering.

종래에는 노즐 보스가 장착되는 금형과 라이너 패턴이 형성된 금형을 닫고 라이너 패턴에 용융원재을 주입하여 한번에 라이너를 형성시켰다. 그러나, 종래의 방식에 의하면 닫힌 금형 사이의 경계나 노즐 보스와 라이너 사이의 경계에서 핀치 오프(pinch-off)가 발생한다.Conventionally, the mold on which the nozzle boss is mounted and the mold on which the liner pattern is formed are closed, and the molten raw material is injected into the liner pattern to form a liner at once. However, according to the conventional method, pinch-off occurs at the boundary between the closed molds or at the boundary between the nozzle boss and the liner.

반면, 본 발명의 실시예에 의하면 노즐 보스(110)에 먼저 프리폼(121)을 형성한 후, 프리폼(121)을 팽창시켜 블로우 사출금형(240) 내에 형성된 음각 패턴, 즉, 내벽(243)에 강하게 밀착되는 방식으로 중공을 갖는 라이너(120)가 형성된다. 따라서, 본 발명은 핀치 오프 현상을 방지할 수 있게 한다.On the other hand, according to the embodiment of the present invention, the preform 121 is first formed on the nozzle boss 110 , and then the preform 121 is expanded to form an intaglio pattern formed in the blow injection mold 240 , that is, on the inner wall 243 . The liner 120 having a hollow is formed in a strongly adherent manner. Accordingly, the present invention makes it possible to prevent the pinch-off phenomenon.

다음, 보강 성형 단계(S160)에서는 위와 같이 블로우 사출성형을 마친 라이너(120)에 탄소섬유나 내화제를 부가하는 등의 보강을 진행한다. Next, in the reinforcement molding step ( S160 ), reinforcement such as adding carbon fibers or a fire retardant to the liner 120 after blow injection molding as above is performed.

이러한 보강 성형 단계(S160)는 통상적인 수소저장탱크 제조방법에서도 적용되는 것으로 본 발명에 따라 라이너(120)를 성형 후에는 다양한 보강을 진행할 수 있다.This reinforcing molding step (S160) is also applied to a conventional hydrogen storage tank manufacturing method, and various reinforcement may be performed after the liner 120 is formed according to the present invention.

예컨대, 라이너(120)의 외주면에 열가소성이나 열경화성 수지(접착용 수지)를 함침시킨 탄소섬유와 유리 섬유를 적층하고, 숄더부(라이너 단부의 돔 형상 부분)가 압력에 취약하다면 강도를 보강하기 위한 보강부를 부가할 수 있다.For example, carbon fiber and glass fiber impregnated with a thermoplastic or thermosetting resin (adhesive resin) are laminated on the outer circumferential surface of the liner 120, and if the shoulder portion (the dome-shaped portion of the end of the liner) is vulnerable to pressure, for reinforcing strength Reinforcement may be added.

또한, 내화성능을 향상시키기 위하여 상기한 숄더부에 내화재를 코팅할 수 있다. 내화재는 에폭시 수지와 같은 바인더로서 화재에 노출시 취약한 숄더부의 표면에 도포되어 폭발 위험을 감소시킨다.In addition, in order to improve the fire resistance performance, the shoulder portion may be coated with a fire resistant material. The refractory material is a binder such as an epoxy resin that is applied to the surface of the shoulder part that is vulnerable when exposed to fire to reduce the risk of explosion.

한편, 본 발명은 바람직한 다른 실시예로서 상기 노즐 보스(110)를 사출금형(210)에 삽입 장착하는 인서트 단계(S110)에서, 적어도 일부분이 금속 재질로 이루어진 노즐 보스(110)를 인서트 사출금형(210)에 인서트한다.On the other hand, as another preferred embodiment of the present invention, in the insert step (S110) of inserting and mounting the nozzle boss 110 to the injection mold 210, the nozzle boss 110 at least partially made of a metal material is inserted into an insert injection mold ( 210) is inserted.

노즐 보스(110)는 밸브 및 배관 등을 포함하는 배관계에 연결될 수 있도록 적어도 일부분은 금속 재질로 이루어진다. 따라서, 금속 재질을 포함하는 노즐 보스(110)를 금형에 인서트한다.At least a portion of the nozzle boss 110 is made of a metal material so that it can be connected to a piping system including a valve and a pipe. Accordingly, the nozzle boss 110 including a metal material is inserted into the mold.

예컨대, 노즐 보스(110)는 그 전체가 금속 재질로 이루어지거나 혹은 배관계에 연결되도록 나사산이 형성된 중심부분만 금속 재질로 이루어지고 그 외측은 합성수지로 덮인 복합재로 구성될 수 있으며, 이와 같이 다양한 타입의 노즐 보스(110)를 인서트할 수 있다.For example, the nozzle boss 110 may be made of a metal material as a whole, or only a central portion having a screw thread to be connected to a piping system is made of a metal material and the outer side thereof may be made of a composite material covered with a synthetic resin. The nozzle boss 110 may be inserted.

또한, 도 5와 같이, 상기 인서트 단계(S110)에서 인서트되는 노즐 보스(110)는 프리폼(121)이 형성되는 저면부에 적어도 하나 이상의 '보스 저면부 요홈(112)'이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 보스 저면부 요홈(112)은 노즐 보스(110)의 표면적을 넓히고 걸림 작용을 한다.In addition, as shown in FIG. 5 , in the nozzle boss 110 inserted in the inserting step S110 , at least one 'boss bottom recess groove 112' is preferably formed in the bottom surface portion where the preform 121 is formed. Do. The boss bottom recess 112 increases the surface area of the nozzle boss 110 and acts as a latching action.

이때, 인서트 사출금형(210)의 패턴(212a)을 프리폼 패턴의 상단부에서 좌우로 확장(연장)하여 노즐 보스(110)의 저면부를 덮는 형상으로 제작하면, 금형 내로 용융원재를 주입시 보스 저면부 요홈(112) 내부에 용융원재가 채워지며 프리폼(121) 상단이 노즐 보스(110) 저면부로 확장된다.At this time, if the pattern 212a of the insert injection mold 210 is expanded (extended) from the upper end of the preform pattern to the left and right to cover the bottom of the nozzle boss 110, the bottom of the boss when injecting the molten raw material into the mold The molten raw material is filled in the groove 112 and the upper end of the preform 121 is extended to the bottom of the nozzle boss 110 .

따라서, 인서트 사출을 통해 노즐 보스(110)의 보스 저면부 요홈(112)을 포함하여 노즐 보스(110) 저면부 전체를 덮는 오버 몰딩부(O-M)가 형성되므로, 노즐 보스(110)와 프리폼(121)이 오버 몰딩부(O-M)를 매개로 일체로 연결된다.Therefore, since the over-molding part O-M covering the entire bottom surface of the nozzle boss 110 including the groove 112 of the bottom surface of the boss of the nozzle boss 110 is formed through insert injection, the nozzle boss 110 and the preform ( 121) are integrally connected via the over-molding part O-M.

또한, 프리폼 형성단계(S120)에서 노즐 보스(110) 저면부에 오버 몰딩되는 경우, 그 오버 몰딩부(O-M)의 저면부에 적어도 하나 이상의 '몰딩부 요홈(113)'을 형성할 수 있다.In addition, when overmolding is performed on the bottom surface of the nozzle boss 110 in the preform forming step S120 , at least one 'molding part recess 113' may be formed on the bottom surface of the overmolding part O-M.

상기 몰딩부 요홈(113)은 오버 몰딩부(O-M)의 저면부 표면에서 양측 폭 방향을 따라 일정 간격으로 형성될 수 있다. 이를 통해 후속의 블로우 사출성형 공정에서 프리폼(121)이 확장(팽창)시 예열된 프리폼(121)의 상단부가 몰딩부 요홈(113)을 따라 이동됨에 따라 프리폼(121)과 오버 몰딩(O-M)의 밀착력이나 결합력을 향상시킨다.The molding part concave grooves 113 may be formed at regular intervals along both sides of the bottom surface of the overmolding part O-M in the width direction. Through this, when the preform 121 is expanded (expanded) in the subsequent blow injection molding process, the upper end of the pre-heated preform 121 moves along the groove 113 of the molding part, so that the preform 121 and the over-molding (O-M) Improves adhesion or bonding strength.

이에 더해, 상기 인서트 단계(S110)에서는 프리폼(121)이 노즐 보스(110)의 저면부뿐만 아니라 그 노즐 보스(110)의 저면부 외측 끝단을 지나 노즐 보스(110)의 상면부 중 적어도 일부분까지 덮는 것이 바람직하다.In addition, in the inserting step (S110), the preform 121 passes not only the bottom of the nozzle boss 110 but also the outer end of the bottom of the nozzle boss 110 to at least a portion of the top of the nozzle boss 110. It is preferable to cover

이를 위해 인서트 사출금형(210)에 형성된 패턴(212a) 역시 노즐 보스(110)의 상면부까지 더 연장 형성되며, 이러한 패턴(212a)에 용융원재를 주입하면 프리폼(121)이 노즐 보스(110)의 저면부에서 외측을 돌아 상면부까지 덮는 형상이 되어 결합력이 더욱 높아지게 된다.For this purpose, the pattern 212a formed on the insert injection mold 210 is also formed to extend to the upper surface of the nozzle boss 110, and when the molten raw material is injected into the pattern 212a, the preform 121 is formed by the nozzle boss 110. It turns outward from the bottom part of the and covers up to the top part, thereby further increasing the bonding force.

또한 노즐 보스(110)의 상면까지 오버 몰딩(O-M)을 수행하는 경우, 노즐 보스(110)의 상면부에는 '보스 상면부 요홈(114)'을 형성하고, 그 요홈 내에 프리폼(121) 용융원재가 채워지도록 오버 몰딩(O-M)이 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 노즐 보스(110)의 보스 저면부 요홈(112) 및 보스 상면부 요홈(114)을 통해 프리폼(121)이 더욱 견고히 결합될 수 있게 한다.In addition, when over-molding (O-M) is performed up to the upper surface of the nozzle boss 110, a 'boss upper surface concave groove 114' is formed on the upper surface of the nozzle boss 110, and the preform 121 molten raw material is formed in the groove. It is preferable that over-molding (O-M) is made so that the Accordingly, the preform 121 can be more firmly coupled through the boss bottom recess 112 and the boss top recess 114 of the nozzle boss 110 .

다만, 상기한 프리폼 형성단계(S120)에서는 블로우 사출시 예열된 프리폼(121)이 노즐 보스(110)의 저면부에 밀착되면서 외측으로 팽창된다. However, in the preform forming step ( S120 ), the preform 121 preheated during blow injection is expanded outwardly while in close contact with the bottom surface of the nozzle boss 110 .

이에, 도 6과 같이 프리폼(121) 중 노즐 보스(110)의 저면부에 접하는 상단 부분(121-T)이 외측 방향(수직 방향)으로 연장된 부분(121-E)보다 상대적으로 두껍게 인서트 사출되는 것이 바람직하다.Accordingly, as shown in FIG. 6 , the upper portion 121 -T in contact with the bottom of the nozzle boss 110 of the preform 121 is relatively thicker than the portion 121 -E extending in the outward direction (vertical direction). It is preferable to be

프리폼(121) 중 노즐 보스(110)와 연결되는 상단부(121-T)가 그 이외의 부분(121-E)보다 더 두껍거나 부피가 크도록 하면, 후속 공정에서 프리폼(121)을 블로우 팽창시킬 때 프리폼(121)의 상단부가 늘어나는데 필요한 충분한 양의 용융원재를 프리폼 형성단계(S120)에서 제공할 수 있게 된다.If the upper part 121-T connected to the nozzle boss 110 of the preform 121 is thicker or has a larger volume than the other parts 121-E, the preform 121 may be blow-expanded in the subsequent process. When the upper end of the preform 121 is stretched, it is possible to provide a sufficient amount of molten raw material in the preform forming step (S120).

같은 이유로, 상기 예열 단계(S130)는 프리폼(121) 중 노즐 보스(110)와 접하는 상단 부분(121-T)을 예열하는 제1 예열 단계(S130) 및 프리폼(121) 중 노즐 보스(110)로부터 연장된 부분(121-E)을 예열하는 제2 예열 단계(S130)를 포함한다.For the same reason, the pre-heating step ( S130 ) includes the first pre-heating step ( S130 ) of pre-heating the upper part 121 -T in contact with the nozzle boss 110 of the preform 121 and the nozzle boss 110 of the preform 121 . and a second preheating step ( S130 ) of preheating the portion 121 -E extending from the .

예열 단계(S130)에서 프리폼(121) 전체를 고르게 예열할 수 있지만, 프리폼(121) 상단부를 더욱 잘 팽창시키고자 할 때 국부적으로 불균등하게 예열할 수 있다. 특히 프리폼(121)의 상단부 두께가 더 두꺼운 경우 프리폼(121) 상단부와 그 이외의 부분을 별도로 특정하여 각각 예열할 수 있다.In the preheating step ( S130 ), the entire preform 121 may be preheated evenly, but when the upper end of the preform 121 is to be expanded better, the preform 121 may be preheated unevenly locally. In particular, when the thickness of the upper end of the preform 121 is thicker, the upper end of the preform 121 and the other portions may be separately specified and preheated, respectively.

여기서 각각 별도로 특정하여 예열을 한다는 의미는 시간적인 구분이 아니라 가해지는 열량에 따르는 것이다. 따라서, 제1 예열 단계(S130)와 제2 예열 단계(S130)는 동시 혹은 순차로 진행될 수 있다.Here, the meaning of preheating by specifying each separately follows the amount of heat applied, not the time division. Accordingly, the first preheating step S130 and the second preheating step S130 may be performed simultaneously or sequentially.

이때, 제2 예열단계의 열량(H2) 보다 제1 예열 단계(S130)에서 공급되는 열량(H1)이 더 큰 것이 바람직하다. 프리폼(121)의 상단부를 예열하는 제1 예열 단계(S130)의 열량(H1)을 더 크게 하는 방법으로는 해당 부분을 가열하는 히팅 장치의 온도를 높이거나 더 오랜 시간 예열하는 방법 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.In this case, it is preferable that the amount of heat (H 1 ) supplied in the first preheating step ( S130 ) is greater than the amount of heat (H 2 ) in the second preheating step. As a method of increasing the amount of heat (H 1 ) in the first preheating step (S130) of preheating the upper end of the preform 121, various methods such as increasing the temperature of the heating device that heats the corresponding portion or preheating for a longer time This can be applied.

위와 같이 불균등하게 예열(H1, H2) 후 블로우 사출성형에서 프리폼(121)을 블로우 팽창시키면, 프리폼(121)의 상단부가 상대적으로 잘 늘어나면서 팽창이 이루어지므로 노즐 보스(110)의 저면에 밀착되면서 설계된 두께 및 형상의 라이너(120)를 형성할 수 있게 한다.When the preform 121 is blow-expanded in blow injection molding after preheating (H 1 , H 2 ) unevenly as above, the upper end of the preform 121 is relatively well stretched and expanded, so It makes it possible to form the liner 120 of a designed thickness and shape while being in close contact.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.In the above, specific embodiments of the present invention have been described above. However, the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope that does not change the gist of the present invention. You will understand when you grow up.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, since the embodiments described above are provided to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs the scope of the invention, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limiting, The invention is only defined by the scope of the claims.

110: 노즐 보스(nozzle boss)
111: 유출입구
112: 보스 저면부 요홈
113: 몰딩부 요홈
114: 보스 상면부 요홈
120: 라이너(liner)
121: 프리폼(preform)
210: 인서트 사출금형
220: 장치 테이블
230: 예열장치
240: 블로우 사출금형
250: 압력 공급툴(맨드렐)110: nozzle boss
111: outlet
112: boss bottom groove
113: molding part groove
114: boss upper surface groove
120: liner (liner)
121: preform
210: insert injection mold
220: device table
230: preheating device
240: blow injection mold
250: pressure supply tool (mandrel)

Claims (10)

노즐 보스(110)를 인서트 사출금형(210)에 인서트하는 인서트 단계(S110);
상기 인서트 사출금형에 용융원재를 주입하여, 상기 노즐 보스의 저면부로부터 연장되되 내부에 주입 공간(121a)을 갖는 프리폼(preform, 121)을 형성시키는 프리폼 형성단계(S120);
상기 프리폼이 압력에 의해 형상 변형될 수 있도록 예열하는 예열 단계(S130);
예열된 상기 프리폼을 블로우 사출금형(240) 내에 위치시키는 프리폼 장착 단계(S140); 및
예열된 상기 프리폼을 팽창시켜 라이너(120)를 형성시키는 라이너 형성단계(S150);를 포함하며,
상기 프리폼 형성단계(S120)는 상기 프리폼의 상단부가 상기 노즐 보스의 저면부를 덮도록 오버 몰딩부(O-M)가 형성되고,
상기 오버 몰딩부(O-M)의 저면부에는 적어도 하나 이상의 몰딩부 요홈(113)이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법.an inserting step of inserting the nozzle boss 110 into the insert injection mold 210 (S110);
A preform forming step (S120) of injecting a molten raw material into the insert injection mold to form a preform (121) extending from the bottom surface of the nozzle boss and having an injection space (121a) therein;
a preheating step of preheating the preform to be deformed by pressure (S130);
a preform mounting step (S140) of placing the preheated preform in the blow injection mold 240; and
and a liner forming step (S150) of forming a liner 120 by expanding the preheated preform.
In the preform forming step (S120), an over-molding part OM is formed so that the upper end of the preform covers the lower surface of the nozzle boss,
The method of manufacturing an integrated liner for a hydrogen storage tank for a fuel cell, characterized in that at least one molding part recess (113) is formed in the bottom surface of the over-molding part (OM) . 제1항에 있어서,
상기 인서트 단계(S110)는,
적어도 일부분이 금속 재질로 이루어진 노즐 보스(110)를 상기 인서트 사출금형(210)에 인서트하는 단계인 것을 특징으로 하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법.According to claim 1,
The inserting step (S110) is,
The method of manufacturing an integrated liner for a hydrogen storage tank for a fuel cell, characterized in that the step of inserting the nozzle boss (110) at least partially made of a metal material into the insert injection mold (210). 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 노즐 보스(110)의 저면부에는 용융원재가 유입되는 보스 저면부 요홈(112)이 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing an integrated liner for a hydrogen storage tank for a fuel cell, characterized in that at least one recess 112 in the bottom of the boss through which the molten raw material flows is formed in the bottom of the nozzle boss 110.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 프리폼 형성단계(S120)는,
상기 프리폼(121)이 상기 노즐 보스(110)의 저면부에서 외측 끝단을 지나 노즐 보스(110)의 상면부 중 적어도 일부분까지 덮도록 오버 몰딩되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법.According to claim 1,
The preform forming step (S120) is,
The preform 121 is overmolded so as to cover at least a portion of the upper surface of the nozzle boss 110 from the bottom of the nozzle boss 110 to the outer end. Way. 제6항에 있어서,
상기 프리폼 형성단계(S120)는,
상기 노즐 보스(110)의 상면부에는 보스 상면부 요홈(114)이 형성되고, 상기 보스 상면부 요홈(114)에는 용융원재가 채워지도록 오버 몰딩되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법.7. The method of claim 6,
The preform forming step (S120) is,
A hydrogen storage tank for fuel cells for fuel cells, characterized in that the upper surface portion of the nozzle boss 110 has a boss upper surface groove groove 114, and the boss upper surface portion groove 114 is overmolded to fill the molten raw material A method for manufacturing an integral liner. 제1항에 있어서,
상기 프리폼(121)은 상기 노즐 보스(110)의 저면부에 접하는 상단부분(121-T)이 수직으로 연장된 부분(121-E)보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법.According to claim 1,
The preform 121 is an integral part of the hydrogen storage tank for fuel cell, characterized in that the upper portion (121-T) in contact with the bottom of the nozzle boss (110) is thicker than the vertically extended portion (121-E). Liner manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 예열 단계(S130)는,
상기 프리폼(121) 중 상기 노즐 보스(110)와 접하는 부분을 예열하는 제1 예열 단계(S130); 및
상기 프리폼(121) 중 상기 노즐 보스(110)로부터 연장된 부분을 예열하는 제2 예열 단계(S130);를 포함하되,
상기 제2 예열단계 보다 상기 제1 예열 단계(S130)에서 공급되는 열량이 더 큰 것을 특징으로 하는 연료전지용 수소저장탱크의 일체형 라이너 제조방법.According to claim 1,
The preheating step (S130) is,
a first preheating step (S130) of preheating a portion of the preform 121 in contact with the nozzle boss 110; and
A second preheating step (S130) of preheating a portion of the preform 121 extending from the nozzle boss 110; including;
An integrated liner manufacturing method for a fuel cell hydrogen storage tank, characterized in that the amount of heat supplied in the first preheating step (S130) is greater than that in the second preheating step. 노즐 보스(110); 및
상기 노즐 보스(110)의 일단에 인서트 사출된 프리폼(121)을 블로우 사출성형하여 형성된 라이너(120);를 포함하며,
상기 프리폼은 상단부가 상기 노즐 보스(110)의 저면부를 덮는 오버 몰딩부(O-M)가 형성되고,
상기 오버 몰딩부(O-M)의 저면부에는 적어도 하나 이상의 몰딩부 요홈(113)이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 수소저장탱크.
Nozzle boss 110; and
Including; and a liner 120 formed by blow injection molding the preform 121 insert-injected into one end of the nozzle boss 110 ,
The preform is formed with an over-molding part (OM) in which the upper part covers the bottom part of the nozzle boss 110,
The hydrogen storage tank for a fuel cell, characterized in that at least one molding part recess (113) is formed in the bottom surface of the over-molding part (OM).
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