KR20070080673A - 공조장치용 사출물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공조장치의 부품으로 사용되는 공조장치용 사출물에 관한 것으로서; PA66(Polyamide)수지 또는 PP(Polypropylene)수지 중 어느 하나를 기재로 하고, 유리섬유(Glass Fiber), 미네랄(Mineral), 활석(Talc) 및 운모(Mica) 중 적어도 어느 하나를 부재로 하여 사출되는 공조장치용 사출물에 있어서, 상기 소재중 일부를 비중이 작은 글래스 버블(Glass Bubble)로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 공조장치 전체의 중량이 감소되어 공조장치에서 요구되는 각 부품의 요구 사양을 만족시키면서도 고객의 경량화 요구를 충족시킬 수 있고, 차량의 연비를 개선하고 배기 가스의 양이 감소되도록 한다.
사출물, 글래스 버블, 활석(Talc), 운모(Mica), 경량화, 비중, 요구사양
Description
도 1은, 본 발명의 공조장치용 사출물이 적용되는 차량 공조 관련 제품이 도시된 도면.
도 2는, 본 발명의 요부 구성인 글래스 버블이 도시된 도면.
도 3은, 종래의 공조장치용 사출물이 적용된 공조 케이스의 단면 일부가 도시된 상세도.
도 4는, 본 발명의 공조장치용 사출물이 적용된 공조 케이스의 단면 일부가 도시된 상세도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 팬 20: 쉬라우드
30: 탱크 40: 케이스
50: 도어 G: 글래스 버블
본 발명은 공조장치의 부품으로 사용되는 공조장치용 사출물에 관한 것으로서, 특히 소재의 일부를 비중이 작은 글래스 버블로 대체함으로써 전체적인 중량과 소음 및 진동을 감소시킬 수 있도록 한 공조장치용 사출물에 관한 것이다.
일반적으로 공조장치에서 사용되는 제품으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 팬(10)과 쉬라우드(20), 케이스(40), 탱크(30) 및 도어(50) 등이 있으며, 공조장치의 중량을 줄이기 위하여 플라스틱 소재의 사출물로 제작되고 있다.
상기한 차량 공조 관련 제품을 제작하기 소재로는 다양한 합성수지가 사용되는데, 그 중에서도 폴리프로필렌(PolyPropylene;PP)수지와 PA66(Polyamide)수지가 주로 사용되고 있다. 그러나, 상기한 합성수지만을 이용하여 부품들을 사출할 경우, 중량이 무겁고 제품에 요구되는 사양을 만족하기 어렵기 때문에 합성수지를 기재로 하고 유리섬유(Glass Fiber), 미네랄(Mineral), 활석(Talc) 및 운모(Mica) 등을 부재로 하여 사출 성형하게 된다.
차량 공조 관련 제품을 사출 성형하기 위한 소재의 중량비를 예를 들면 다음과 같다.
팬(10)은 PA66수지 62중량%, 유리섬유 10중량%, 미네랄 28중량%를 소재로 하여 사출 성형되고, 쉬라우드(20)는 PA66수지 62중량%, 유리섬유 17중량%, 미네랄 21중량% 또는 PP수지 70중량%, 유리섬유 30중량%를 소재로 하여 제조되고 있다. 또, 케이스(40)를 사출하기 위한 소재는 PP수지 80중량%, 활석 20중량%이고, 탱크(30)를 사출하기 위한 소재는 PA66수지 70중량%, 유리섬유 30중량%이며, 도어(50)를 사출하기 위한 소재는 PP수지 55중량%, 활석 45중량% 또는 PP수지 60중량%, 운모 40중량%이다.
상기한 소재를 이용하여 사출 성형되는 공조장치용 부품들은 금속재 부품 또 는 합성수지만으로 사출 성형된 부품에 비해 경량화되지만, 점증되고 있는 고객의 경량화 요구를 만족시키기는 곤란하다.
다시 말해서 종래의 공조장치용 사출물은 중량 감소에 한계가 있고 고객의 경량화 요구에 부응하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공조장치용 부품의 사출을 위한 소재의 일부를 경량의 글래스 버블(Glass Bubble)로 대체함으로써 각 부품의 요구 사양을 만족시키면서도 고객의 경량화 요구를 충족시킬 수 있도록 한 공조장치용 사출물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PA66수지 또는 PP수지 중 어느 하나를 기재로 하고, 유리섬유, 미네랄, 활석 및 운모 중 적어도 어느 하나를 부재로 하여 사출되는 공조장치용 사출물에 있어서, 상기 소재중 일부를 비중이 작은 글래스 버블(Glass Bubble)로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, 상기 사출물은 팬, 쉬라우드, 케이스, 탱크 및 도어 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PA66수지, 유리섬유, 미네랄을 소재로 하는 팬재에 대하여, 상기 소재중 적어도 어느 하나의 8~12중량%를 글래스 버블로 대체하거나 유리섬유와 미네랄 각각에 대하여 3~7중량% 또는 각 소재의 8~12%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PA66수지, 유리섬유, 미네랄을 소재로 하는 쉬라우드재에 대하여, 상기 소재중 적어도 어느 하나의 8~12중량%를 글래스 버블로 대체하거나 유리섬유와 미네랄 각각에 대하여 3~7중량% 또는 각 소재의 8~12%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PP수지 및 유리섬유를 소재로 하는 쉬라우드재에 대하여, 상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PP수지 및 활석을 소재로 하는 케이스재에 대하여, 상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PA66수지 및 유리섬유를 소재로 하는 탱크재에 대하여, 상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PP수지 및 활석을 소재로 하는 도어재에 대하여, 상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, PP수지 및 운모를 소재로 하는 도어재에 대하여, 상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 공조장치용 사출물을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 공조장치용 사출물이 적용되는 차량 공조 관련 제품이 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 요부 구성인 글래스 버블이 도시된 도면이며, 도 3은 종래의 공조장치용 사출물이 적용된 공조 케이스의 단면 일부가 도시된 상세도이고, 도 4는 본 발명의 공조장치용 사출물이 적용된 공조 케이스의 단면 일부가 도시된 상세도이다.
본 발명에 의한 공조장치용 사출물은 팬(Fan;10) , 쉬라우드(Shroud;20), 케이스(case;40), 탱크(Tank;30) 및 도어(Door;50) 등의 부품으로서, 합성수지의 일종인 PA66(Polyamide)수지 또는 PP(Polypropylene)수지 중 어느 하나를 기재로 하고 유리섬유(Glass Fiber), 미네랄(Mineral), 활석(Talc) 및 운모(Mica) 중 적어도 어느 하나를 부재로 하여 사출 성형된다. 이때, 상기 소재, 즉 기재 또는 부재중 일부, 즉 8~20중량% 정도를 비중이 작은 글래스 버블(Glass Bubble)로 대체하여 사출성형한다.
여기서, 상기 소재중 일부를 글래스 버블로 대체하는 것은, 소재의 배합단계 에서 총중량을 대체 전과 동일하게 하는 것이다. 이와 같이 소재의 일부를 글래스 버블로 대체하게 되면 동일한 중량의 배합소재라면 대체 전에 비해 부피가 커지게 되며, 부피의 증가에 따라 더 많은 사출물의 성형이 가능하게 되고 1개의 사출물의 경우는 무게가 감소하는 것이다.
글래스 버블은 미국의 3M사에서 개발된 소재로서, 도 2에 도시된 바와 같이 속이 비어 있는 중공 구조를 갖는 3차원의 미립구체(Micro Sphere)로 형성되며, 일반적인 유리와 동일한 성분(Soda-lime Borosilicate)으로 이루어져 있고, 물에 불용성이며 화학적으로 안정되어 있다. 상기 글래스 버블은 필러(Filler)의 개념으로 볼 때, 3~135㎛정도의 크기에 얇은 벽면을 갖는 중공 형태로서 0.125~0.60g/cc 정도로 매우 낮은 비중을 가지고 있다. 이에 비하여 유리섬유의 비중은 2.5g/cc이고, 활석의 비중은 2.90g/cc이며, 운모의 비중은 2.75g/cc이다. 따라서, 상기 유리섬유나 활석 및 운모를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형할 경우 제품 전체의 중량이 감소하게 된다.
다음의 표 1 및 표 2는 기존의 공조장치용 사출물의 소재중 일부, 즉 종래의 팬과 쉬라우드에 대해서 미네랄 중 10중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출하였을 때의 물성치 변화 및 중량 변화를 나타낸 것이다. 즉, 종래의 PA66수지 62중량%, 유리섬유 17 중량%, 미네랄 21 중량%로 이루어진 소재를 사출하는 대신, PA66수지 62중량%, 유리섬유 17 중량%, 미네랄 11 중량%, 글래스 버블 10 중량%로 하여 총중량이 동일한 소재를 배합한 후에 사출한 것이다.
시험방법은 ASTM 테스트 표준에 따라 수행하였다.
상기한 표 1을 참조하면, 사출물의 소재 중 일부를 글래스 버블로 대체한 상태로 사출한 시편의 경우, 물성은 기존의 소재로 사출한 비교 예와 비교하더라도 물성 변화가 거의 없으면서도 요구사양을 충분히 만족하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 공조장치용 사출물의 소재중 일부를 글래스 버블로 대체할 수 있으며, 주요 공조장치용 부품의 소재중의 중량비를 예로 들면 다음과 같다.
공조장치용 부품중 하나인 팬은 PA66수지 62중량%, 유리섬유 10중량%, 미네랄 28중량%를 소재로 하여 사출 성형되는데, 상기 소재중 적어도 어느 하나의 10중량%를 글래스 버블로 대체하거나 유리섬유와 미네랄 각각에 대하여 5중량% 또는 각 소재의 10%를 글래스 버블로 대체하여 사출한다.
즉, PA66수지 52중량%, 유리섬유 10중량%, 미네랄 28중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형하거나, PA66수지 62중량%, 글래스 버블 10중량%, 미네랄 28중량% 또는 PA66 62중량%, 유리섬유 10중량%, 미네랄 18중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형한다. 또한, PA66수지 62중량%, 유리섬유 5중량%, 미네랄 23중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형하거나, PA66수지 55.8중량%, 글래스 버블 9중량%, 미네랄 25.2중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형한다.
또, 공조장치용 부품중 하나인 쉬라우드는 PA66수지 62중량%, 유리섬유 17중량%, 미네랄 21중량%를 소재로 하데, 상기 소재중 적어도 어느 하나의 10중량%를 글래스 버블로 대체하거나 유리섬유와 미네랄 각각에 대하여 5중량% 또는 각 소재의 10%를 글래스 버블로 대체하여 사출한다.
즉, PA66수지 52중량%, 유리섬유 17중량%, 미네랄 21중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하거나, PA66수지 62중량%, 유리섬유 7중량%, 미네랄 21중량%, 글래스 버블 10중량% 또는 PA66수지 62중량%, 유리섬유 17중량%, 미네랄 11중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형한다. 또한, PA66수지 62중량%, 유리섬유 12중량%, 미네랄 16중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하거나, PA66수지 55.8중량%, 유리섬유 15.3중량%, 미네랄 18.9중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형한다.
만약, 상기 쉬라우드가 PP수지 70중량%, 유리섬유 30중량%를 소재로 하는 경우에도, 상기 소재중 어느 하나의 10중량% 또는 각각 5중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출한다.
이 경우 쉬라우드는 PP수지 60중량%, 유리섬유 30중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하거나, PP수지 70중량%, 유리섬유 20중량%, 글래스 버블 10중량% 또는 PP 65중량%, 유리섬유 25중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형된다.
그리고, 케이스는 PP수지 80중량%, 활석 20중량%를 소재로 하는데, 상기 소재중 어느 하나의 10중량% 또는 각각 5중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출한다. 즉, PP수지 70중량%, 활석 20중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하거나, PP수지 80중량%, 활석 10중량%, 글래스 버블 10중량% 또는 PP수지 75중량%, 활석 15중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 사출 성형한다.
또한, PA66수지 70중량%, 유리섬유 30중량%를 소재로 하는 탱크재의 경우도 상기 소재중 어느 하나의 10중량% 또는 각각 5중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출한다. 즉, PA66수지 60중량%, 유리섬유 30중량%, 글래스 버블 10중량%로 사출 성형하거나, PA66수지 70중량%, 유리섬유 20중량%, 글래스 버블 10중량% 또는 PA66수지 65중량%, 유리섬유 25중량%, 글래스 버블 10중량%로 사출 성형한다.
그리고, 도어는 PP수지 55중량%, 활석 45중량%를 소재로 하여 사출 성형되는 바, 상기 소재중 어느 하나의 10중량% 또는 각각 5중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출한다. 즉, PP수지 45중량%, 활석 45중량%, 글래스 버블 10중량%로 사출 성형하거나, PP수지 55중량%, 활석 35중량%, 글래스 버블 10중량% 또는 PP수지 50중량%, 활석 40중량%, 글래스 버블 10중량%로 사출 성형한다.
상기 도어가 PP수지 60중량%, 운모(Mica) 40중량%를 소재로 하는 경우에도, 상기 소재중 어느 하나의 10중량% 또는 각각 5중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출한다. 즉, PP수지 50중량%, 운모 40중량%, 글래스 버블 10중량%로 사출 성형하거나, PP수지 60중량%, 운모 30중량%, 글래스 버블 10중량% 또는 PP수지 55중량%, 운모 35중량%, 글래스 버블 10중량%로 사출 성형한다.
다시 말해서 공조장치용 부품으로 사용되는 사출물의 소재중 10중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것이다. 이 경우 사출물의 중량이 약 10% 이상 감소하게 되며, 구체적인 데이터는 표 2와 같다.
표 2에서 기존으로 표현된 비교 예는 PA66수지 62중량%, 유리섬유 17중량%, 미네랄 21 중량%를 소재로 하여 팬 및 쉬라우드를 사출 성형할 때의 데이터이고, G/B 적용으로 표현된 실험 예는 PA66수지 62중량%, 유리섬유 17중량%, 미네랄 11중량%, 글래스 버블 10중량%를 소재로 하여 팬 및 쉬라우드를 사출 성형할 때의 데이터이다.
상기한 실시 예에서는 글래스 버블이 10중량%로 한정되어 있으나, 8~12중량% 범위에서 대체가 가능하고, 수지나 유리섬유, 미네랄, 활석 중 2종에 대하여 3~7중량% 범위 또는 각 소재에 대하여 8~12% 범위에서 대체할 수 있다.
그리고, 상기 표 2에 나타낸 데이터는 사출 조건, 양산 금형, 사출기가 동일한 상태에서 단순히 소재의 배합비만을 달리하였을 때의 데이터이다. 표 2에 따르면, 팬의 경우는 기존 방식에 비해 약 11.3% 정도의 중량이 감소됨을 알 수 있고, 쉬라우드의 경우 역시 기존 방식에 비해 약 12% 정도의 중량이 감소됨을 알 수 있다.
그리고, 상기와 같이 공조장치용 사출물의 소재중 일부를 글래스 버블로 대체하는 경우 도 3과 같이 속이 꽉찬 형태에 비해 도 4와 같이 사이사이에 글래스 버블(G)이 존재하고 있어, 중공 형태의 글래스 버블(G)로 인해 소음 및 진동의 전달이 차단되어 감소하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, 공조장치용 부품을 사출하기 위한 소재중 일부를 비중이 가벼운 글래스 버블로 대체함에 따라 제품 전체의 중량이 감소되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, 공조장치용 부품을 제조할 때 소재의 일부를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형함으로써, 각 부품의 요구 사양을 만족시키면서도 고객의 경량화 요구를 충족시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, 공조장치용 부품들의 내부에 글래스 버블이 존재하게 되므로 중공 형태의 글래스 버블로 인하여 소음이 감소되고 진동이 저감되는 다른 효과가 있다.
결과적으로 본 발명의 공조장치용 사출물에 따르면, 공조장치 전체의 중량이 감소되어 고객의 경량화 요구를 만족시킴과 동시에 차량의 연비를 개선하고 배기 가스의 양이 감소되도록 함은 물론 소음 및 진동이 저감되는 효과가 있다.
Claims (9)
- PA66(Polyamide)수지 또는 PP(Polypropylene)수지 중 어느 하나를 기재로 하고, 유리섬유(Glass Fiber), 미네랄(Mineral), 활석(Talc) 및 운모(Mica) 중 적어도 어느 하나를 부재로 하여 사출되는 공조장치용 사출물에 있어서,상기 소재중 일부를 비중이 작은 글래스 버블(Glass Bubble)로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항에 있어서,상기 사출물은 팬, 쉬라우드, 케이스, 탱크 및 도어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,PA66수지, 유리섬유, 미네랄을 소재로 하는 팬재에 대하여,상기 소재중 적어도 어느 하나의 8~12중량%를 글래스 버블로 대체하거나 유리섬유와 미네랄 각각에 대하여 3~7중량% 또는 각 소재의 8~12%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,PA66수지, 유리섬유, 미네랄을 소재로 하는 쉬라우드재에 대하여,상기 소재중 적어도 어느 하나의 8~12중량%를 글래스 버블로 대체하거나 유리섬유와 미네랄 각각에 대하여 3~7중량% 또는 각 소재의 8~12%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,PP수지 및 유리섬유를 소재로 하는 쉬라우드재에 대하여,상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,PP수지 및 활석을 소재로 하는 케이스재에 대하여,상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,PA66수지 및 유리섬유를 소재로 하는 탱크재에 대하여,상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,PP수지 및 활석을 소재로 하는 도어재에 대하여,상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,PP수지 및 운모를 소재로 하는 도어재에 대하여,상기 소재중 어느 하나의 8~12중량% 또는 각각 3~7중량%를 글래스 버블로 대체하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 사출물.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9938391B2 (en) | 2014-07-07 | 2018-04-10 | Lotte Chemical Corporation | Method for preparing polyolefin resin composition and polyolefin resin composition |
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2006
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