KR20200044052A - 자동차용 액체 용기 및 그 사출 성형 방법 - Google Patents

자동차용 액체 용기 및 그 사출 성형 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 자동차용 액체 용기의 반분할 몸체를 제조하기 위한 사출 성형 방법은, - 사출 성형 공구의 공동 내에 장벽막을 제공하는 단계로, 공동은 반분할 몸체를 성형할 목적으로 제공하는, 단계; - 공동 내에 장벽 슬리브를 제공하는 단계; 및 - 가소화된 사출 성형 재료를 공동에 주입하는 단계를 포함하고, - 가소화된 사출 성형 재료를 장벽막 상에 분사하고/하거나 장벽막을 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입하고; - 장벽 슬리브를 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입 및/또는 가소화된 사출 성형 재료로 오버 몰딩하여 반분할 몸체의 연결 요소, 특히 연결 피스를 형성한다.

Description

자동차용 액체 용기 및 그 사출 성형 방법
본 발명은 자동차용 액체 용기의 반분할 몸체(half-shell)를 제조하기 위한 사출 성형 방법, 및 자동차용 액체 용기에 관한 것이다.
현대의 자동차에는 다수의 작동 유체가 탑재되어 있으며, 각 유체는 액체 용기에 수용되어 있다. 예를 들어, 내연 기관의 연료를 저장하는데 플라스틱 연료 탱크를 사용한다.
이러한 플라스틱 연료 탱크는 가볍고 충돌에 견디며 배출이 적어야 한다. 배출과 관련해서는, 연료로부터 주변환경으로 탄화수소의 최대 허용가능한 증발 배출에 대한 보다 엄격한 법적 제한 값을 준수해야 한다. 이는 특히, 급유 환기를 포함하여 연료를 주입하는 동안이나, 작동 환기 동안, 즉 탱크 시스템의 온도가 상승하는 경우 연료의 가스 빼기 같은 모든 작동 조건 하에서 연료 누출을 피해야 하고, 탱크 벽을 통한 탄화수소의 확산을 최소화해야 할 필요가 있다.
용기 벽을 통한 확산을 낮게 유지하기 위해, 연료 용기는 종종 확산 장벽(diffusion barrier), 접착 촉진제 및 커버층을 포함하는 다층 벽 구조를 갖는다. 대개 장벽층은 2개의 접착제층에 의해 2개의 측면에 접해 있으며, 이들은 차례로 각각 커버층으로 덮인다. 이는 예를 들어, EVOH로 제조된 장벽층, LDPE로 제조된 2개의 접착 촉진제층 및 HDPE로 제조된 2개의 커버층을 갖는 5층 벽 구조를 가져온다.
사출 성형 방법을 이용하여 장벽층으로 이러한 액체 용기를 제조하면, 장벽층은 필러 넥(filler neck), 브리더 파이프 등의 사출 성형 연결 요소 근처에서 파단된다. 장벽층이 파단됨으로써, 확산되어 나오는 탄화수소의 작동 중에 증가된 방출이 발생하는 그러한 연결 요소 근처에는 투과 경로가 형성된다.
이를 배경으로 하여, 본 발명은 전술한 단점을 갖지 않거나, 적어도 보다 적은 정도로, 특히 감소된 확산 관련 배출을 달성할 수 있게 하는 자동차용 액체 용기의 반분할 몸체를 제조하기 위한 사출 성형 방법, 및 자동차용 액체 용기를 특정하는 기술적인 과제를 기반으로 한다.
전술한 기술적인 과제는 청구항 1에 따른 방법 및 청구항 7에 따른 액체 용기에 의해 해결된다. 본 발명의 추가적인 실시예는 종속항 및 아래의 설명으로부터 기인한다.
제 1 측면에 따르면, 본 발명은 자동차용 액체 용기의 반분할 몸체를 제조하기 위한 사출 성형 방법에 관한 것으로, 이 방법은:
- 사출 성형 공구의 공동 내에 장벽막(barrier film)을 제공하는 단계로, 공동은 반분할 몸체를 성형할 목적으로 제공하는 단계;
- 공동 내에 장벽 슬리브를 제공하는 단계;
- 가소화된(plasticized) 사출 성형 재료를 공동에 주입하는 단계를 포함하고,
- 가소화된 사출 성형 재료를 장벽막 상에 분사 및/또는 장벽막을 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입(back-inject); 및
- 장벽 슬리브를 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입 및/또는 가소화된 사출 성형 재료로 오버 몰딩하여 반분할 몸체의 연결 요소, 특히 연결 피스를 형성한다.
연결 요소의 영역에 장벽 슬리브를 통합함으로써 확산 관련 방출을 감소시킬 수 있다.
연결 요소는 어댑터일 수 있다. 어댑터는 호스 또는 파이프를 연결하도록 설계할 수 있다. 어댑터는 호스를 고정하기 위한 유지 요소로서 원주 모따기 또는 원주 웹을 가질 수 있다. 어댑터는 호스를 유지하기 위해 전나무의 원주 프로파일을 가질 수 있다. 어댑터는 호스를 유지하기 위한 원형 볼록부(bulge)를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 전선이 통과되도록 한 하나 이상의 연결 요소가 제공될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 사출 성형 방법은 공동 내에 장벽 슬리브를 제공하는 단계는: 연결 요소를 성형하기 위해 장벽 슬리브를 오목부(recess)에 삽입하는 단계; 및/또는 장벽 슬리브를 사출 성형 공구의 맨드릴에 밀어 넣는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 장벽 슬리브는 사출 성형 공구에 형태 끼워맞춤 방식(form-fitting manner)으로 유지될 수 있으며, 사출 성형 공구의 금형 반부(mold half) 상에 장벽 슬리브를 유지할 목적으로 맨드릴 또는 오목부가 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 장벽 슬리브는 사출 성형 공구 내에 확실하고 정확하게 위치 결정될 수 있다. 장벽 슬리브는 진공 또는 정전기에 의해 사출 성형 공구 상에 유지될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 사출 성형 방법은 장벽 슬리브의 관통홀의 종축이 장벽막의 외부면 또는 내부면에 횡으로 배향 및/또는 장벽막이 장벽 슬리브에 놓이는 방식으로, 장벽막과 장벽 슬리브를 제공하는 것을 특징으로 한다.
특히, 장벽 슬리브의 관통홀의 종축은 장벽막의 외부면 또는 내부면에 직각으로 배향될 수 있다.
장벽막은, 특히 갭 없이 장벽막이 장벽 슬리브에 대해 동일한 높이에 있거나 중첩되는 방식으로, 장벽 슬리브에 놓일 수 있다. 따라서, 장벽 슬리브는 연결 요소 근처에서 장벽막의 장벽 효과를 보완한다.
또 다른 실시예에 따르면, 사출 성형 방법은 장벽막의 관통홀이 적어도 일부 부분에서 장벽 슬리브의 관통홀과 동일한 높이가 되는 것 및/또는 장벽막의 관통홀과 장벽 슬리브의 관통홀이 동축이 되도록 배치되는 방식으로, 장벽막과 장벽 슬리브를 제공하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 장벽막은 하나 이상의 지점이 천공되도록, 즉 하나 이상의 관통홀을 갖도록 제공될 수 있다. 각각의 연결 요소의 확산 관련 방출의 감소를 달성하기 위해, 연결 요소의 장벽 슬리브는 장벽막의 각 관통홀과 관련될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 사출 성형 방법은 장벽 슬리브가 장벽막의 관통홀에 적어도 부분적으로 안착되는 방식으로, 장벽막과 장벽 슬리브를 제공하는 것을 특징으로 한다. 장벽 슬리브는 일부 길이의 영역에서 주변이 장벽막으로 완전히 둘러싸일 수 있다. 장벽막은, 특히 갭 없이 장벽 슬리브의 외측면에 지지될 수 있다.
사출 성형 방법의 또 다른 실시예에 따르면, 장벽 슬리브와 장벽막은 일체로 연결된다. 일체식 연결은, 예를 들어, 가소화된 사출 성형 재료의 주입으로 인한 압력 및 온도 상승의 결과로서 사출 성형 방법 동안 일어날 수 있다. 대안적으로, 가소화된 사출 성형 재료를 공동 내에 주입하기 전에 장벽 슬리브가 장벽막에 일체로 연결되도록 제공할 수 있다.
장벽 슬리브와 장벽막은 중첩 영역의 적어도 일부 부분에서 서로 일체로 연결될 수 있다. 특히, 장벽 슬리브와 장벽막은 적어도 일부 부분에서 서로 용접되거나 서로 접착될 수 있다. 이는 장벽막과 장벽 슬리브 간의 이음매(seam) 영역에서 장벽 효과의 개선을 가능케 한다.
대안적으로 또는 추가로, 사출 성형 재료는 장벽 슬리브 및/또는 장벽막에 일체로 연결될 수 있다.
장벽 슬리브와 장벽막은 서로 일체로 연결될 수 있고, 사출 성형 재료에 일체로 연결될 수도 있다. 이러한 연결은 가소화된 사출 성형 재료를 사출 성형 공구에 주입하고 관련 압력을 가하면서 열을 투입함으로써, 거의 동시에 행해지는 방식으로 달성될 수 있다.
장벽 슬리브가 사출 성형 공구에 주입되기 전에, 이 슬리브가 장벽막에 연결 (특히 접착 또는 용접)되도록 제공할 수 있다.
제 2 측면에 따르면, 본 발명은 액체를 담기 위한 저장 볼륨을 한정하는 상호 연결된 2개의 반분할 몸체를 갖는 자동차용 액체 용기에 관한 것으로, 반분할 몸체 중 하나 이상은 확산 장벽으로서 장벽막과, 호스 또는 파이프를 연결하기 위한 연결 요소, 특히 연결 피스를 가지며, 장벽 슬리브들 중 하나 이상은 연결 요소의 영역에서 확산 장벽을 형성하는 연결 요소와 관련된다.
연결 요소의 영역에 장벽 슬리브를 통합함으로써 확산 관련 방출을 감소시킬 수 있다. 장벽 슬리브는 반분할 몸체의 용기 벽의 일체부일 수 있고, 특히, 반분할 몸체의 캐리어 재료에 일체로 연결될 수 있다.
장벽 슬리브 및/또는 장벽막은 반분할 몸체의 재료와 유사한 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 장벽 슬리브 및/또는 장벽막은 장벽층을 둘러싸는 HDPE로 제조된 커버층을 가질 수 있고, 커버층은 HDPE로 제조된 반분할 몸체의 캐리어 재료에 일체로 연결된다.
벽 두께 및 재료에 따라, 장벽 슬리브는 플렉시블하거나 유연할 수 있고, 또는 뻣뻣한 구조를 가질 수 있다.
장벽 슬리브는 사출 금형의 오목부 내에 삽입되거나 사출 금형의 맨드릴 위로 밀기 위해 제공되는 인레이(inlay)일 수 있다.
특히, 반분할 몸체들 중 하나 이상은 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
연결 요소는 어댑터일 수 있다. 어댑터는 호스 또는 파이프를 연결하도록 설계할 수 있다. 어댑터는 호스를 고정하기 위한 유지 요소로서 원주 모따기 또는 원주 웹을 가질 수 있다. 어댑터는 호스를 유지하기 위해 전나무(fir tree)의 원주 프로파일을 가질 수 있다. 어댑터는 호스를 유지하기 위한 원형 볼록부를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 전선이 통과되도록 한 하나 이상의 연결 요소가 제공될 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 슬리브의 관통홀의 종축이 장벽막의 외부면 또는 내부면에 횡으로 배향되는 것이 제공된다.
특히, 장벽 슬리브의 관통홀의 종축은 장벽막의 외부면 또는 내부면에 직각으로 배향될 수 있다.
장벽막은, 특히 갭 없이 장벽막이 장벽 슬리브에 대해 동일한 높이에 있는 방식으로 장벽 슬리브에 놓일 수 있다. 따라서, 장벽 슬리브는 연결 요소의 영역에서 장벽막의 장벽 효과를 보완한다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 장벽막의 관통홀이 적어도 일부 부분에서 장벽 슬리브의 관통홀과 동일한 높이에 있도록 배치되는 것이 제공된다. 대안적으로 또는 추가로, 장벽막의 관통홀과 장벽 슬리브의 관통홀은 동축으로 배치될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 장벽 슬리브는 적어도 일부 부분에서 장벽막의 관통홀에 안착될 수 있다.
장벽 슬리브는 일부 길이의 영역에서 주변이 장벽막으로 완전히 둘러싸일 수 있다. 장벽막은, 특히 갭 없이 장벽 슬리브의 외측면에 지지될 수 있다.
장벽 슬리브와 장벽막은 적어도 일부 부분에서 서로 일체로 연결될 수 있다. 특히, 장벽 슬리브와 장벽막은 적어도 일부 부분에서 서로 용접되거나 서로 접착될 수 있다. 이는 장벽막과 장벽 슬리브 간의 이음매 영역에서 장벽 효과의 개선을 가능케 한다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 장벽막 및/또는 장벽 슬리브는 단일층, 즉 하나의 층으로 구성된 것이 제공된다. 대안적으로 또는 추가로, 장벽막 및/또는 장벽 슬리브는 다층화될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 장벽막이 천공될 수 있다.
장벽막 및/또는 장벽 슬리브는, 예를 들어 EVOH (에틸렌 비닐 알콜 공중합체)로 제조된 장벽층, LDPE (저밀도 폴리에틸렌)로 제조된 2개의 접착 촉진제층, 및 HDPE (고밀도 폴리에틸렌)로 제조된 2개의 커버층을 가질 수 있다.
사출 성형 재료는 단일층 또는 다층의 캐리어층을 형성할 수 있으며, 이는 다음의 재료, 즉: 엘라스토머, 열가소성 엘라스토머, HDPE (고밀도 폴리에틸렌), 섬유 강화 폴리아미드, PA (폴리아미드), 부분 방향족 폴리아미드, 내충격성 폴리아미드 중 하나 이상을 갖거나 그것으로 이루어질 수 있다.
단일층 또는 다층의 장벽층은 다음의 재료, 즉: EVOH (에틸렌 비닐 알콜 공중합체), LDPE (저밀도 폴리에틸렌), PEEK (폴리에테르 에테르 케톤), PA (폴리아미드), 부분 방향족 폴리아미드, HDPE (고밀도 폴리에틸렌), 플루오로폴리머 중 하나 이상의 재료를 갖거나 그것으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 장벽층은 PA 및 EVOH로 3개의 층으로 구성될 수 있으며, 중앙 EVOH 층은 양 측면이 PA 커버층으로 덮이거나 그에 접하게 된다. 예를 들어, HDPE, LDPE 및 EVOH로 제조된 6층 벽 구조, 또는 5층 구조가 제공될 수도 있으며, 이 경우 EVOH로 제조된 중앙 층은 양 측면이 LDPE 층 및 LDPE로 덮이고, 차례로 HDPE 층으로 덮인다.
예를 들어, 장벽막은 하나 이상의 지점이 천공되도록, 즉 하나 이상의 관통홀을 갖도록 제공될 수 있다. 각각의 연결 요소의 확산 관련 방출의 감소를 달성하기 위해, 연결 요소의 장벽 슬리브는 장벽막의 각 관통홀과 관련될 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 연결 요소의 관통홀은 만곡된 형상을 갖거나 굴곡(bend)을 갖는 것이 제공되며, 연결 요소는, 특히 45° 연결, 60° 연결 또는 90° 연결을 형성한다. 신뢰할 수 있는 장벽 효과를 제공하기 위해, 장벽 슬리브는 연결부의 형상에 적응될 수 있다. 0° 내지 90°의 경사를 갖는 연결을 제공할 수 있으며, 이는 점프나 굴곡을 형성하지 않고 자유면으로서 점차 만곡될 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 장벽막과 장벽 슬리브는 적어도 일부에서 중첩되도록 배치되는 것이 제공되며, 장벽 슬리브 및/또는 장벽막은, 특히 적어도 일부에서 플랜지 또는 깔때기(funnel) 형상을 갖는다. 중첩을 통해, 장벽막과 장벽 슬리브 간의 전이(transition) 또는 이음매(seam) 영역에서의 확산에 의해 야기되는 방출을 감소시킬 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 장벽막과 장벽 슬리브는 서로 일체로 연결되는 것이 제공된다.
장벽 슬리브와 장벽막은, 예를 들어 중첩 영역에서 서로 일체로 연결되거나, 특히 서로 용접되거나 접착될 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 장벽 슬리브 및/또는 장벽막은 반분할 몸체의 사출 성형 재료에 일체로 연결될 수 있다. 특히, 사출 성형 재료는, 장벽막 및/또는 장벽 슬리브가 일체로 연결되는 구조화 캐리어 재료(structuring carrier material)일 수 있다. 따라서, 비파괴 방식으로 분리되지 않도록, 장벽 슬리브 및/또는 장벽막은 액체 용기에 확실하게 통합될 수 있다.
장벽막 및/또는 장벽 슬리브는 100㎛ 내지 1000㎛ 범위의 벽 두께를 가질 수 있다.
액체 용기의 반분할 몸체들은 인접한 테두리를 따라 서로 일체로 연결될 수 있고, 특히 서로 용접될 수 있다. 2개의 반분할 몸체 모두가 하나 이상의 장벽 슬리브를 지닌 장벽막을 갖는 것이 제공될 수 있다. 2개의 반분할 몸체 모두가 장벽막을 갖지만, 하나의 반분할 몸체만 각각 관련 장벽 슬리브를 지닌 하나 이상의 연결 요소를 갖는 반면, 다른 반분할 몸체는 연결 요소를 갖지 않는 것이 제공될 수 있다.
장벽 슬리브는 호스 재료의 압출을 통해서 하나 이상의 층으로 만들어질 수 있다. 이것은 예를 들어 강도 및 장벽 효과의 관점에서 균일한 구성요소 특성을 갖는 주변부에 이음매 없는 벽을 가져온다. 다층 구조를 달성하기 위해, 접힌 튜브형 필름을 원료로서 이용할 수 있다.
장벽 슬리브는, 슬리브 형태로 구부러지고 인접한 테두리를 따라 종 방향으로 용접된 단일층 또는 다층 테이프, 필름 또는 플레이트 재료로 제조될 수 있다. 이 경우에, 슬리브는 종방향 이음매를 갖는다.
투과 경로의 길이 (L1)에 대한 투과 경로의 영역에서 연결 요소의 폭 또는 벽 두께 (bl)의 비가 0.5 이거나 그 미만 (b1/L1 < 0.5)인 것이 제공될 수 있다.
다음에, 예시적인 실시예들을 나타내는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 액체 용기의 연결 요소를 도시하는 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 액체 용기의 연결 요소를 도시하는 또 다른 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액체 용기의 연결 요소를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액체 용기를 도시하는 단면도이다.
도 5는 사출 성형 전의 장벽 슬리브와 장벽막을 도시하는 단면도이다.
도 6은 사출 성형 후 도 5의 장벽 슬리브와 장벽막을 도시하는 단면도이다.
도 7 내지 도 14는 본 발명에 따른 액체 용기의 연결 요소에 대한 추가의 대안적인 단면 형상을 도시하는 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 사출 성형 방법의 작업 흐름을 도시하는 도면이다.
도 1 및 2는 각각 종래 기술에 따른 액체 용기(3)의 연결 요소(1)를 도시하는 단면도이다. 액체 용기(3)의 벽(5)의 일부만 도시되어 있다. 액체 용기(3)의 벽(3)은 장벽층(7) 및 캐리어층(9)을 갖는다. 연결 요소(1)는 캐리어층(9)과 반대쪽을 향하는 (도 1에 따른 변형) 장벽층(7)의 일측에 배치되거나 또는 캐리어층(9) 위에 안착되고, 장벽층은 내부 (도 2에 따른 변형)에 있다. 호스(11)는 연결 요소(1) 위로 밀려 나며, 예를 들어 액체 용기(3)의 환기(venting)의 일부이다.
연료가 액체 용기(3)에 저장되면, 투과 경로(13)를 따라 확산 관련 연료 배출이 증가된다. 캐리어층(9) 또는 노즐(1)의 플라스틱이 이들 경로를 따라 장벽층(7)에 의해 주변(U)으로부터 갇히지 않기 때문에, 연료는 투과 경로(13)를 통해서 확산되어 나올 수 있다. 결과적으로, 장벽층(7)에 의해 제한되지 않는 탄화수소의 확산은, 예를 들어 캐리어층(9) 및/또는 연결 요소(1)의 플라스틱을 통해서 투과 경로(13)를 따라 발생한다. 액체 용기(3) 상에 제공된 연결 요소(1)의 수가 많을수록, 주변환경(U)으로의 확산 관련 탄화수소의 배출이나 누출로 인한 연료의 누출이 더욱 증가한다.
도 3은 본 발명에 따른 액체 용기(4)의 연결 요소(2)를 도시하는 단면도이다 (도 4). 이 경우에, 액체 용기(4)는 자동차용 연료 용기(4)이다.
액체 용기(4)는 상호 연결된 2개의 반분할 몸체(6, 8)를 갖는다. 반분할 몸체(6, 8)는 액체(12)를 수용하기 위한 저장 볼륨(10)을 규정한다. 여기서, 액체(12)는 자동차의 내연 기관용 연료(12)이다. 반분할 몸체들(6, 8)은 각각, 확산 장벽으로서 다층 장벽막(14, 16)을 갖는다.
이 경우에, 반분할 몸체(6)는 3개의 연결 요소(2)를 갖는다. 반분할 몸체(6, 8) 상에 제공되는 연결 요소의 배치, 수 및 기하학적 구조는 대안의 예시적인 실시예에 따라 변경될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 배치에 대한 대안으로서 또는 추가로, 가령 도 6 내지 14에 도시한 바와 같이, 반분할 몸체(6, 8) 상에는 추가 연결 요소가 제공될 수 있다.
이 경우에, 연결 요소(2)는 도 3에 예시적으로 나타낸 바와 같이, 호스(18)를 연결하도록 설정된 연결 피스(2)이다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 다층 장벽 슬리브(20)는 연결 요소(2)와 관련된다. 여기서, 장벽 슬리브(20)는 연결 요소(2)의 영역에서 확산 장벽을 형성한다. 투과 경로(22)로 나타낸 바와 같이, 장벽 슬리브(20)에 의해 확산 관련 연료 배출을 완전히 차단할 수 없는 것은 사실이다. 그러나, 본 예에서 장벽 슬리브(20)를 사용함으로써, 투과 경로(22)를 따른 자유 단면은, 도 1 및 2에 따른 종래 기술에 비해 감소되며, 확산 경로 역시 종래 기술에 비해 길어진다. 이는 확산 관련 연료 배출이 실질적으로 감소될 수 있게 한다.
장벽 슬리브(20)는 관통홀(24)이 연장되는 종축(L)을 가지며, 관통홀(24)은 장벽막(14)의 외부면(26)과 내부면(28)에 대해 횡으로, 이 경우에는 직각으로 배향된다. 장벽 슬리브(20)는 장벽막(14)의 관통홀(30)에 안착되며, 관통홀(30) 역시 종축(L)을 따라 연장됨으로써, 장벽 슬리브(20)와 동축으로 배치된다.
이 경우에, 장벽막(14)과 장벽 슬리브(20)는 다층 구조를 갖는다. 장벽막(14)은 2개의 측면이 커버층(34)으로 둘러싸인 장벽층(32)을 갖는다. 장벽 슬리브(20)는 2개의 측면이 커버층(38)으로 둘러싸인 장벽층(36)을 갖는다.
장벽막(14)과 장벽 슬리브(20)는 서로 일체로 연결되며, 이때 서로 용접된다. 이 경우에, 장벽 슬리브(20)와 장벽막(14) 역시 반분할 몸체(6)의 구조화 캐리어층(41)의 사출 성형 재료(40)에 일체로 연결된다. 이 경우에, 사출 성형 재료(40)는 열가소성-HDPE이다. 또한, 커버층(34, 36)도 HDPE이며, 이는 동일한 유형의 용접을 가능케 한다.
이 경우에, 장벽막(14)은 대략 700 ㎛의 벽 두께(d1)를 갖는다. 이 경우에, 장벽 슬리브(20)는 대략 500 ㎛의 벽 두께(d2)를 갖는다.
대안적인 실시예에 따르면, 장벽 슬리브(20) 및/또는 장벽막(14)이 단일층으로서 구현되는 것이 제공될 수 있으며, 이는 이들이 하나의 층으로 구성되는 것을 의미한다. 이 경우에, 단일층은 장벽층과 캐리어 재료(40)의 일체식 연결을 위해 사용되며, 저장된 연료(12), 특히 탄화수소에 대한 확산 장벽의 기능도 갖는다.
이 경우에, 투과 경로의 길이(L1)에 대한 투과 경로(22)의 영역에서 연결 요소(2)의 폭(bl) 또는 벽 두께(bl)의 비는 0.5 미만이다 (bl/L1 < 0.5).
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 액체 용기(4)의 2개의 반분할 몸체(6, 8)는 영역(42)에서 함께 용접된다.
도 5는 캐리어 재료(40)를 주입 또는 역-주입하기 전의 다층 장벽 슬리브(44)와 다층 장벽막(46)을 도시한다. 장벽 슬리브(44)와 장벽막(46)은 영역(48)에서 중첩되도록 배치된다. 이 경우에, 장벽 슬리브(44)는 원형 칼라(circular collar)(50)를 갖는다.
사출 성형 재료(40)를 사출 금형(도시 생략)에 주입함으로써, 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 장벽 슬리브(44)와 장벽층(46)은 압력 및 온도 투입의 결과로서 중첩되는 방식으로 서로 용접된다. 또한, 캐리어 재료(40)에 대한 장벽 슬리브(44)와 장벽층(46)의 일체식 연결 또는 용접도 일어난다.
이러한 방식으로 형성된 연결 요소(52)는 내부 장벽 슬리브(44)를 가지며, 장벽막(46) 역시 내부에, 즉 저장될 연료를 향하도록 배치된다.
도 7은 내부 장벽 슬리브(56)를 갖는 연결 요소(54)의 또 다른 변형을 도시한다. 그러나, 도 6의 예와 비교하여, 이 경우 하나의 장벽막(58)은 액체 용기의 반분할 몸체의 외부에, 즉 저장될 연료와 반대쪽을 향하는 반분할 몸체의 일측에 배치된다.
따라서, 장벽막(58)은 내측(60)의 영역에서 캐리어 재료(40)에 일체로 연결되는 반면, 연결 요소(54)는 측면(60)과 반대쪽을 향하는 측면(62) 상에 국부적으로 사출 성형된다. 또한, 도 6의 예에서와 같이, 도 7에 따른 예는 장벽막(58)과 장벽 슬리브(56)가 서로 중첩되도록 배치되어 서로 일체로 연결되는 근처에 칼라 또는 플랜지(64)를 갖는다.
도 8은 장벽 슬리브(66)와 장벽막(68)이 각각 외부에, 즉 액체 용기의 저장 볼륨과 반대쪽을 향하는 액체 용기의 반분할 몸체의 외측 영역에 배치되는 연결 요소(65)의 또 다른 대안을 도시한다.
이 경우에, 장벽 슬리브(66)는 캐리어 재료(40)의 사출 성형 전에 연결 요소(65)의 결과로 생성되는 윤곽에 이미 적응되어 있으며, 장벽 슬리브(66)는 초기에 가소화된 캐리어 재료(40)의 사출 성형 공정의 결과로서, 장벽막(68)에 일체로 연결되는 근처에, 사출 성형 전에 플랜지(70)도 갖는다. 장벽 슬리브(66) 및/또는 장벽막(68)은 단일층 또는 다층으로 구현될 수 있다.
도 9는 플랜지(74)가 장벽막(76) 상에 제공되는 연결 요소(72)의 또 다른 변형을 도시한다. 따라서, 장벽막(76)은 역-주입 전에 캐리어 재료(40)로 이미 천공되어 있으며, 사출 성형 공정 전에 사출 성형 공구에 제공되는 슬리브(78)와 중첩을 형성하기 위해 플랜지(74)를 갖는다.
연결되는 호스, 파이프 또는 케이블에 따라, 연결 요소는 도 10 내지 14를 참조하여 아래에서 추가로 설명하는 바와 같이, 다른 유형의 프로파일을 가질 수 있다. 도 10 내지 14에서 장벽층과 장벽 슬리브가 외부에 배치되는 변형은 일점쇄선(dashed line)의 좌측에 도시되어 있는 한편, 내부에 장벽막과 장벽 슬리브를 갖는 연결 요소의 예시된 프로파일에 대한 변형은 일점쇄선의 우측에 도시되어 있다.
도 10은 전나무 프로파일을 갖는 연결 요소(80)를 도시한다. 좌측에 예시적으로 도시한 바와 같이, 장벽 슬리브(82)와 장벽막(84)은 외부에 배치될 수 있다. 이 경우에, 장벽 슬리브는 사출 성형 전에 전나무 프로파일에 이미 적응되어 있다. 그러나, 대안의 예시적인 실시예에 따르면, 사출 성형 공정에 의해서 전나무 프로파일로만 형성되는 실질적으로 원형인 원통형 장벽 슬리브가 제공될 수 있다. 대안적으로, 도면의 우측 부분에 도시한 바와 같이, 장벽 슬리브(86)와 장벽막(88)은 내부에 배치될 수 있다.
도 11은 도시된 그림의 좌측에서, 외부에 장벽 슬리브(92) 및 외부에 장벽막(94)을 갖는 연결 요소(90)의 또 다른 변형을 도시한다. 그림의 우측에서, 연결 요소(90)는 다시 내부에 장벽 슬리브(96) 및 내부에 장벽막(98)과 함께 도시되어 있다.
도 12에 따르면, 연결 요소(100)는 외부가 외부 장벽막(106)과 함께 장벽 슬리브(104)로 둘러싸인 볼록부(102)를 갖는다. 대안적으로, 연결 요소(100)는 내부 장벽 슬리브(108) 및 내부 장벽막(110)과 결합하여 사용할 수 있다.
도 13은 장벽 슬리브(120)와 장벽막(116)을 갖고, 45° 연결로서 구현되는 연결 요소(112)를 도시한다.
도 14는 장벽 슬리브와 장벽막(122)을 갖고, 90° 연결로서 구현되는 연결 요소(118)를 도시한다.
쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 단일층 또는 다층 장벽 슬리브 및 단일층 또는 다층 장벽막은 위에서 논의한 모든 변형에서 사용할 수 있다.
도 15를 참조하여 본 발명에 따른 사출 성형 방법의 작업 흐름을 예로서 설명한다. 다음의 방법 단계는 자동차용 액체 용기의 반분할 몸체를 제조하기 위한 본 발명에 따른 사출 성형 방법에서 일어나며, 이 방법은:
A 사출 성형 공구의 공동 내에 장벽막을 제공하는 단계로, 공동은 반분할 몸체를 성형할 목적으로 제공하는 단계;
B 공동 내에 장벽 슬리브를 제공하는 단계; 및
C 가소화된 사출 성형 재료를 공동에 주입하는 단계를 포함하고,
- 가소화된 사출 성형 재료를 장벽막 상에 분사 및 또는 장벽막을 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입하고;
- 장벽 슬리브를 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입하는 것 및/또는 가소화된 사출 성형 재료로 오버 몰딩하여 반분할 몸체의 연결 요소, 특히 연결 피스를 형성한다.
1: 연결 요소
2: 연결 요소
3: 액체 용기
4: 액체 용기
5: 벽
6: 반분할 몸체
7: 장벽층
8: 반분할 몸체
9: 캐리어층
10: 저장 볼륨
11: 호스
12: 연료
13: 투과 경로
14: 장벽막
16: 장벽막
18: 호스
20: 장벽 슬리브
22: 투과 경로
24: 관통홀
26: 외부면
28: 내부면
30: 관통홀
32: 장벽층
34: 피복층
36: 장벽층
38: 피복층
40: 사출 성형 재료, 캐리어 재료
41: 캐리어층
42: 영역
44: 장벽 슬리브
46: 장벽막
48: 영역
50: 칼라
52: 연결 요소
54: 연결 요소
56: 장벽 슬리브
58: 장벽막
60: 측면
62: 측면
64: 플랜지
65: 연결 요소
66: 장벽 슬리브
68: 장벽막
70: 플랜지
72: 연결 요소
74: 플랜지
76: 장벽막
80: 연결 요소
82: 장벽 슬리브
84: 장벽막
86: 장벽 슬리브
88: 장벽막
90: 연결 요소
92: 장벽 슬리브
94: 장벽막
96: 장벽 슬리브
98: 장벽막
100: 연결 요소
102: 볼록부
104: 장벽 슬리브
106: 장벽막
108: 장벽 슬리브
110: 장벽막
112: 연결 요소
114: 장벽 슬리브
116: 장벽막
118: 연결 요소
120: 장벽 슬리브
122: 장벽막
A: 방법 단계
B: 방법 단계
C: 방법 단계
L: 종축
Ll: 길이
U: 주변환경
d1: 벽 두께
d2: 벽 두께

Claims (14)

  1. 본 발명에 따른 자동차용 액체 용기의 반분할 몸체를 제조하기 위한 사출 성형 방법에 있어서,
    - 사출 성형 공구의 공동 내에 장벽막을 제공하는 단계로, 상기 공동은 상기 반분할 몸체를 성형할 목적으로 제공하는, 단계;
    - 상기 공동 내에 장벽 슬리브를 제공하는 단계;
    - 가소화된 사출 성형 재료를 상기 공동에 주입하는 단계를 포함하고,
    - 가소화된 사출 성형 재료를 상기 장벽막 상에 분사 및/또는 상기 장벽막을 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입하고(back-inject);
    - 상기 장벽 슬리브를 가소화된 사출 성형 재료로 역-주입 및/또는 가소화된 사출 성형 재료로 오버 몰딩하여 상기 반분할 몸체의 연결 요소, 특히 연결 피스를 형성하는 사출 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 공동 내에 장벽 슬리브를 제공하는 단계는:
    - 상기 연결 요소를 성형하기 위해 상기 장벽 슬리브를 오목부에 삽입하는 단계; 및/또는,
    - 상기 장벽 슬리브를 사출 성형 공구의 맨드릴에 밀어 넣는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    - 상기 장벽 슬리브의 관통홀의 종축이 장벽막의 외부면 또는 내부면에 횡으로 배향 및/또는,
    - 상기 장벽막이 장벽 슬리브에 놓이는 방식으로, 장벽막과 장벽 슬리브를 제공하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 장벽막의 관통홀이 적어도 일부 부분에서 장벽 슬리브의 관통홀과 동일한 높이에 있도록 배치 및/또는,
    - 상기 장벽막의 관통홀과 장벽 슬리브의 관통홀이 적어도 일부 부분에서 동축으로 배치되는 방식으로, 장벽막과 장벽 슬리브를 제공하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장벽 슬리브가 장벽막의 관통홀에 적어도 부분적으로 안착되는 방식으로, 상기 장벽막과 상기 장벽 슬리브를 제공하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 장벽 슬리브와 상기 장벽막의 일체식 연결; 및/또는,
    - 상기 장벽 슬리브 및/또는 상기 장벽막에 대한 사출 성형 재료의 일체식 연결을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
  7. 자동차용 액체 용기에 있어서,
    - 액체를 담기 위한 저장 볼륨을 한정하는 상호 연결된 2개의 반분할 몸체를 갖고,
    - 상기 반분할 몸체 중 하나 이상은 확산 장벽으로서 장벽막과, 호스 또는 파이프를 연결하기 위한 연결 요소, 특히 연결 피스를 가지며,
    - 장벽 슬리브들 중 하나 이상은 상기 연결 요소의 영역에서 확산 장벽을 형성하는 연결 요소와 관련되는 액체 용기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    - 상기 장벽 슬리브의 관통홀의 종축은 장벽막의 외부면 또는 내부면에 횡으로 배향되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    - 상기 장벽막의 관통홀이 적어도 일부 부분에서 장벽 슬리브의 관통홀과 동일한 높이에 있도록 배치 및/또는,
    - 상기 장벽막의 관통홀과 장벽 슬리브의 관통홀이 적어도 일부 부분에서 동축으로 배치 및/또는,
    - 상기 장벽 슬리브가 적어도 일부 부분에서 장벽막의 관통홀에 안착되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 장벽막 및/또는 장벽 슬리브는 단일층이고,
    또는
    - 상기 장벽막 및/또는 장벽 슬리브는 다층으로 되어 있으며,
    및/또는
    - 상기 장벽막은 천공되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 연결 요소의 관통홀은 만곡된 형상을 갖거나 굴곡을 가지며, 상기 연결 요소는, 특히 45° 연결, 60° 연결 또는 90° 연결을 형성하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 장벽막과 상기 장벽 슬리브는 적어도 일부에서 중첩되도록 배치되고, 상기 장벽 슬리브 및/또는 상기 장벽막은, 특히 적어도 일부에서 플랜지 또는 깔때기 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  13. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 장벽막과 상기 장벽 슬리브는 서로 일체로 연결 및/또는,
    - 상기 장벽 슬리브 및/또는 상기 장벽막은 반분할 몸체의 사출 성형 재료와 유사한 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  14. 제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 장벽막 및/또는 상기 장벽 슬리브는 100㎛ 내지 1000㎛ 범위의 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
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