KR19980024860A - 압력용기 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

압력 용기는 폴리올레핀 압출관, 관에 오버몰딩된 폴리올레핀 플랜지, 및 플랜지에 결합된 캡을 구비한다. 오버몰딩 방법에 있어서, 폴리올레핀 물질은 폴리올레핀 기질상에 오버몰딩된다.

Description

압력용기 및 이의 제조 방법
본 발명은 폴리올레핀을 폴리올레핀상에 오버몰딩하는 오버몰딩 방법을 이용한 압력용기의 제조방법 및 이러한 방법에 의하여 제조된 압력용기에 관한 것이다.
폴리올레핀 하우징으로 제조된 압력용기는 공지되어 있다. 참조: LIQUID-CELRExtra-Flow 4˝ X 28˝ Membrane Contactor For Process Scale 1994 Product Bulletin. 그러나, 이러한 용기의 하우징은 엔드캡이 고착되는 플랜지를 형성하도록 기계가공하여야 하며 하우징의 기계가공에는 비용이 많이든다. 따라서, 하우징 생산을 위한 비용이 덜 드는 방법이 필요하다.
오버몰딩 과정은 공지되어 있다. 참조: 미국 특허 제5,409,655호; 프랑스 특허 제 2,550,848호; 및 문헌[참조: Rohner, M.L. Injection Weldable Nylons Society of Plastics Engineers, Inc. Rochester, NY, September 15-16, 1993]. 전형적으로, 오버몰딩 과정에 있어서, 엘라스토머는 기질상에 오버몰딩된다(기질은 금속 또는 경질 플라스틱 재질일 수 있다). 미국 특허 제5,409,655호에서는, Shell Oil Company(Houston, TX)에 의하여 판매되고 있는 열가소성 엘라스토머인 KRAYTONR이 General Electric Company(Fairfield, CT)에 의하여 판매되고 있는 개질 나일론 물질인 NORYLR상에 오버몰딩되고 있다. 프랑스 특허 제 2,550,848호에 있어서, 열가소성 엘라스토머(폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 기본 엘라스토머)가 폴리프로필렌상으로 오버몰딩된다. Rohner의 논문에 있어서, 사출용접용 나일론이 나일론상에 오버몰딩된다.
폴리올레핀(즉, 오버몰딩된 물질)을 폴리올레핀(즉, 기질 또는 삽입물로도 언급)상에 오버몰딩하는 것이 불가능한 데 그 이유로 두 부품간의 용융 접촉면을 과열시키지 않고는 형성될 수 없고 이에 따라 기질을 변형시키기(예를 들면, 워핑 또는 케이빙) 때문인 것으로 플라스틱 산업의 일각에서는 추측하고 있다. 따라서, 폴리올레핀을 폴리올레핀 기질상으로 오버몰딩시킬 수 있는 공정이 요구된다.
폴리올레핀을 폴리올레핀 기질상으로 오버몰딩하는 방법 및 압력용기를 제조하는 방법에는 하기의 단계가 포함된다:
폴리올레핀 기질의 제공;
금형내 기질 배치;
변형 방지를 위한 기질의 지지;
비충진 폴리올레핀의 금형중으로 및 기질 표면상으로의 주입; 및
금형으로부터 오버몰딩 부품의 이형.
압력용기는 폴리올레핀 압출관; 관에 오버몰딩된 폴리올레핀 플랜지; 및 플랜지에 결합된 캡을 구비한다.
도 1은 부품을 분해한 압력용기의 평면도.
도 2는 용기의 하우징이 부품이 분해된 채로 성형되는 압출 관의 평면도.
도 3은 용기의 하우징 부품을 형성하는 오버몰딩부의 단면도.
도 4는 부품이 분해된 하우징의 평면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10: 압력 용기 20: 플랜지
12: 하우징 22: 용접선
14: 캡 24: 압출관
16: 클램프 26: 기계가공부
18: 오버몰딩부
본 발명의 설명을 위하여, 도면에 바람직한 형태를 도시하였지만; 본 발명은 도시된 정확한 배치 및 계기에 제한되지 않는다.
도면에 있어서, 각 숫자는 각 요소를 표시하며, 압력용기(10)는 도 1에 도시하였다. 압력용기(10)는 하우징(12), 엔드캡(14), 및 클램프(16)를 구비한다. 하우징(12)은 플랜지(20)가 달린 오버몰딩된 단면부(18), 및 압출관(24)을 포함한다.
압력용기(10)(즉, 하우징 12 및 바람직하게는 캡 14)는 폴리올레핀 재질이다. 클램프(16)는 금속 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 오버몰딩부(18)는 용접선(22)을 따라서 압출관(24)에 용접된다. 오버몰딩부(18)를 압출관(24)에 용접하는 과정은 오버몰딩 과정(이하에서 기술됨)에 의하여 달성된다.
본원에서 사용하고 있는 압력용기란 용어는 120 psi 게이지 이하의 압력에 견딜 수 있는 폐쇄용기를 말한다. 이러한 압력용기는 본원에서 참조로 인용되는 미국 특허 제5,264,171호 및 제5,352,361호에 기재된 중공 섬유막 컨택터에 사용될 수 있다. 본원에서 사용하는 폴리올레핀이란 용어는 간단한 올레핀으로부터 유도된 열가소성 중합체에 대한 클래스명 또는 그룹명을 의미한다; 이러한 폴리올레핀은 구체적으로 말해서 엘라스토머를 배제한다. 폴리올레핀은 이하에서 더욱 상세히 논의될 것이다.
도 2에 하우징(12)을 도시하였다. 하우징(12)은 부분적으로는 압출관(24)으로부터 성형된다. 압출관(24)의 각 단부는 기계가공부(26)를 구비한다. 기계가공부(26)는 기계가공부(26)와 오버몰딩부(18)간의 용접선 형성을 조장하는 표면을 갖도록 성형된다. 기계가공부(26)는 바람직하게는 선반상에서와 같이 절단에 의하여 형성되지만, 이렇게 하는 대신에 성형시킬 수도 있다. 압출관(24)은 비충진, (또는 미사용) 폴리올레핀 재질이다. 본원에서 사용되는 비충진이란 용어는 이형제 또는 중합체 유동제 또는 내부 중합체 윤활제로서 작용하는 물질의 결여 또는 실질적인 결여를 말한다. 폴리올레핀 물질은 압출용 또는 사출성형용 중합체일 수 있지만, 바람직하게는 압출용 중합체이다. 폴리올레핀 물질은 5 이하의 용융 유동 지수(ASTM D1238) 및 약 0.8 이상의 비중(ASTM D792A-2)(비중은 물질 강도의 지표)을 지녀야 한다. 바람직하게는, 폴리올레핀 물질은 용융 유동 지수가 1 이하 및 비중이 약 0.9 이상이어야 한다. 폴리올레핀 물질은 여타의 열가소성 중합체, 예를 들면 폴리프로필렌일 수 있고 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 적당한 폴리올레핀 물질에는 Montell USA(Wilmington, DE)로부터 입수가능한 PRO-FAX 6523 또는 7823 폴리프로필렌 수지가 포함된다.
도 3에 오버몰딩부(18)가 예시되어 있다. 오버몰딩부(18)는 플랜지(20), 목부(28), 및 암형 결합부(30)를 포함한다. 암형 결합부(30)는 용접선(22)을 통해서 압출관(24)의 기계가공부(26)와 밀봉 결합(예를 들면, 용접)하도록 적용된다. 오버몰딩부(18)는 오버몰딩 과정중에 금형안에서 성형된다. 금형은 이하에서 더욱 상세히 논의된다. 오버몰딩부(18)는 비충진 (또는 미사용) 폴리올레핀 재질이다. 본원에서 사용되는 비충진이란 용어는 이형제 또는 중합체 유동제 또는 내부 중합체 윤활제로서 작용하는 물질의 결여 또는 실질적인 결여를 말한다. 폴리올레핀 물질은 압출용 또는 사출성형용 중합체일 수 있지만, 바람직하게는 압출용 중합체이다. 폴리올레핀 물질은 5 이하의 용융 유동 지수(ASTM D1238) 및 약 0.8 이상의 비중(ASTM D792A-2)(비중은 물질 강도의 지표)을 지녀야 한다. 바람직하게는, 폴리올레핀 물질은 용융 유동 지수가 1 이하 및 비중이 약 0.9 이상이어야 한다. 폴리올레핀 물질은 여타의 열가소성 중합체, 예를 들면 폴리프로필렌일 수 있고 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 적당한 폴리올레핀 물질에는 Montell USA(Wilmington, DE)로부터 입수가능한 PRO-FAX 6523 또는 7823 폴리프로필렌 수지가 포함된다.
도 4에서, 오버몰딩부(18)는 용접선(22)을 통해서 압출관(24)과 결합상태로 도시되었다.
제조시, 압출관(24)은 바람직하게는 기계가공부(26)를 형성하도록 기계가공된다. 기계가공된 압출관(24)은 금형중으로 삽입된다. 금형(비도시)은 압출관(24)의 기계가공부(26)를 수용하고 이의 내면을 지지하도록 적용된다. 금형은 또한 사출 기술을 통해 오버몰딩부(18)를 형성하도록 적용된다. 이러한 다구획 금형의 제작은 당해 기술분야내에 있다. 다구획 금형을 그 자리에 놓고, 폴리올레핀 물질을 수지의 제안된 사용온도에서 금형중으로 주입하며 이에 따라 오버몰딩부(18)가 성형된다. 이와 동시에, 오버몰딩부(18)는 압출관(24)의 기계가공부(26)에 용접된다. 따라서, 하우징(12) (즉, 오버몰딩부 18과 일체 성형되는 관 24)이 금형으로부터 이형된다.
본 발명은 이의 취지 또는 근본 속성으로부터 일탈함이 없이 기타 특정 형태로 구현될 수 있고, 따라서 본 발명의 범위를 표시하는 것으로서 전술한 기술내용보다는 첨부 특허청구범위를 참조한다.

Claims (13)

  1. 폴리올레핀 압출관;
    압출관에 오버몰딩된 폴리올레핀 플랜지; 및
    플랜지에 결합된 캡을 포함하는 압력 용기.
  2. 제 1 항에 있어서, 플랜지가 비충진 폴리올레핀 재질인 압력 용기.
  3. 제 1 항에 있어서, 폴리올레핀이 폴리프로필렌인 압력 용기.
  4. 폴리올레핀 기질을 제공하고;
    기질을 금형중으로 배치하며;
    변형 방지를 위하여 기질을 지지시키며;
    비충진 폴리올레핀을 금형중으로 및 기질 표면상으로 주입한 다음;
    오버몰딩부를 금형으로부터 이형시키는 단계를 포함하는, 폴리올레핀을 폴리올레핀 기질상에 오버몰딩함에 의한 압력 용기의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 기질이 비충진 폴리올레핀 재질인 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 폴리올레핀이 폴리프로필렌인 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 폴리올레핀이 용융 유동 지수가 5 이하이고 비중이 약 0.8 이상인 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 폴리올레핀이 용융 유동 지수가 1 이하이고 비중이 약 0.9 이상인 방법.
  9. 폴리올레핀 기질을 제공하고;
    기질을 금형중으로 배치하며;
    변형 방지를 위하여 기질을 지지시키며;
    비충진 폴리올레핀을 금형중으로 및 기질 표면상으로 주입한 다음;
    오버몰딩부를 금형으로부터 이형시키는 단계를 포함하는, 폴리올레핀을 폴리올레핀 기질상에 오버몰딩하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 기질이 비충진 폴리올레핀 재질인 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 폴리올레핀이 폴리프로필렌인 방법.
  12. 제 4 항에 있어서, 폴리올레핀이 용융 유동 지수가 5 이하이고 비중이 약 0.8 이상인 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 폴리올레핀이 용융 유동 지수가 1 이하이고 비중이 약 0.9 이상인 방법.
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