KR100634767B1 - 복합재 압력 용기의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된제품 - Google Patents

복합재 압력 용기의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합재 용기를 제조하기 위한 방법으로서, A) 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 쉘(63)을 예비성형(예컨대, 유리섬유 및 열가소성 재료를 열가소성 맨드릴상으로 권취시킴으로써)하는 단계, B) 상기 개구부를 통하여 상기 복합재 쉘의 내부로, 열가소성 필름(67)으로부터 제조된 팽창가능 라이너(66)를 도입하는 단계, C) 상기 복합재 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계, D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘(예컨대, 몰드를 진공화하거나, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축하거나, 또는 상기 양자를 실행함으로써)을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드(60)(선택적으로 몰드 자체를 가열할 수도 있음)에서 가열하는 단계, E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고 결과적인 복합재 구조물이 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 단계 D) 를 계속하여 복합재 용기를 성형하는 단계, F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및 G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 최종적으로 성형된 복합재 용기는 뛰어난 기계적 및 미학적 성질을 나타낸다.

Description

복합재 압력 용기의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 제품 {METHOD FOR FABRICATING COMPOSITE PRESSURE VESSELS AND PRODUCTS FABRICATED BY THE METHOD}
본 발명은 압력 용기의 제조 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복합재 압력 용기를 제조하는 개선된 방법 및 개선된 방법에 의해 제조된 복합재 압력 용기에 관한 것이다.
온수 가열기, 보일러 및 가압 가스 탱크 등의 압력 용기는 통상적으로 강 (steel) 과 같은 금속으로 제조되었다. 하지만, 최근에는 복합재 압력 용기를 더 일반적으로 사용하는 추세이다. 상기 복합재 압력 용기는 통상적으로 에폭시, 폴리에스테르 및 비닐에스테르와 같은 열경화성 플라스틱 수지를 사용하는 필라멘트 권취 방법에 의해 제조된다. 간단하게 말해서, 상기 기법은 맨드릴에 맞대기 이전에, 유리섬유 스트랜드와 같은 건조 섬유에 촉매화수지 (catalyzed resin) 를 함침하는 방법이다. 미리 함침된 섬유 ("프리프레그(prepreg)") 를 사용할 수도 있다. 적층체를 배치하고 경화 수지 및 섬유 적층쉘 (laminate shell) 을 얻기 위해, 상기 맨드릴 및 맞대어진 복합재는 주위 공기의 온도에서 경화되거나 가열 경화된다. 그러한 쉘은 맨드릴로부터 제거되거나 상기 맨드릴 자체가 완성품의 일부가 된다. 특정 제품의 응용에 따라 수지의 정확한 기능이 결정되지만, 대부분의 경우에 있어서, 상기 수지는 연속 섬유 스트랜드가 지속적으로 그 위치를 유지하도록 하기 위한 지지 구조물로서의 역할을 한다.
상기 방법에 사용되는 열경화성 수지는, 상대적인 이용의 용이성, 저비용, 및 유용성을 특징으로 하는 저온의 상품 유형으로 분류될 수 있다. 이들 수지는 광범위한 압력 용기 제품의 성능조건을 만족시키기 위해 오래동안 사용되었다. 하지만 상기 수지계는, 한정된 온도 허용성, 만족스럽지 못한 완성품의 형태, 연장된 내구성의 부족, 세척에 의한 휴지시간 (downtime) 과 재료 처리비용과 같은 재활용 및 제조와 관련된 문제에 있어서의 부적절성을 포함하는 단점이 널리 알려져 있다. 또한, 제조 공정중 직면하는 증기, 오버스프레이 (overspray), 방출 등에 노출되는 작업자들에게 부각되는 환경문제도 존재한다. 일부 공업용 열경화성 수지는 더 높은 온도 허용성을 통하여 성능을 향상시키지만, 허용할 수 없는 재료비용이 관련되어 있다.
더욱이, 사용된 재료 및 방법으로 인해, 종래 기술의 방법에 따라 제조된 복합재 압력 용기는 본질적으로, 특정 온도에 민감한 재료와의 불화합성과 함께, 압력 용기의 사용시 압력 범위와 온도 범위를 제한하는 현저한 잔류 내부 응력을 가지고 있다.
따라서, 강화된 성능 요구, 환경적 문제, 제조 문제 및 새로운 시장의 기회로 인해, 복합재 압력 용기의 제조시 열경화성 수지 사용의 한계점이 강조되고 있다. 따라서, 높은 온도 및 압력 허용성, 개선된 외형, 및 높은 내구성과 내충격성을 가지며, 제조시에 더욱 환경 친화적이고, 보다 비용 효율적이며, 보다 적은 제조 문제점이 존재하는 복합재 압력 용기가 매우 바람직하다.
따라서, 당업자는 이러한 모든 분야에서 개선된 복합재 압력 용기를 제조하기 위한 방법이 근본적으로 상이한 원리를 요구하는 것으로 인식하고 있다. 본 발명은 근본적으로 개선된 방법 및, 그 방법에 의해 제조한 압력 용기를 제공하며, 본 발명의 방법에 따라, 높은 온도에서 섬유와 수지 사이의 개선된 접촉, 보강재/매트릭스 비율에 대한 양호한 제어, 효과적으로 재활용될 수 있는 스크랩 (scrap) 재료, 방출로 유발되는 규정문제의 감소, 권취 (또는 다른 오버레이 모드(overlaying mode)) 및 경화 단계에서 더 높은 처리 속도, 재료 취급이 적어짐에 따른 잠재적 노동력 절약, 용적 감소, 자동화에 대한 적합성, 작업자를 위한 안전한 환경조건, 공정수와 재료 저장 및 취급의 단순화, 빠른 전환 시간, 빠른 조업 개시, 낮은 트레이닝 비용 (training cost), 및 낮은 에너지 비용 등의 특성을 얻는다. 따라서, 본 방법에 따라 제조된 압력 용기는 대체로 응력이 완화되고, 또한 상기 복합재 압력 용기는 보다 높은 압력 및 온도를 견딜 수 있고, 내충격성이 보다 양호하며, 또한 현저하게 우수한 완성형태를 갖는다는 점에서, 종래 기술에 따른 압력 용기보다 향상된 성능을 나타낸다.
발명의 목적
따라서 본 발명의 주요 목적은 복합재 압력 용기를 제조하는 개선된 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 보다 상세한 목적은, 복합재 압력 용기를 제조하는 종래의 방법과 대치되는 것처럼, 보강재/매트릭스 비율에 대한 양호한 제어, 효과적으로 재활용될 수 있는 스크랩 재료, 방출로 유발되는 규정문제의 감소, 권취 (또는 권취에 대체되는 방법) 및 경화 단계에서 더 높은 처리 속도, 재료 취급이 적어짐에 따른 잠재적 노동력 절약, 용적 감소, 자동화에 대한 적합성, 작업자를 위한 안전한 환경조건, 공정수와 재료 저장 및 취급의 단순화, 빠른 전환 시간, 빠른 조업 개시, 낮은 트레이닝 비용, 및 낮은 에너지 비용 등을 포함하는 장점을 갖는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
다른 태양에서, 본 발명의 목적은 사용시 종래의 압력 용기 이상의 양호한 장기간 성능을 가지는 복합재 압력 용기를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 태양에서, 본 발명의 목적은 새로운 방법에 따라 제조된 고품질의 복합재 압력 용기를 제공하는 것이다.
또 다른 태양에서, 본 발명의 목적은 개선된 내구성, 내충격성, 내부식성 뿐만 아니라 높은 온도와 압력의 취급 특성, 및 양호한 기계 가공성을 가지고, 따라서 고품질의 완성품을 제조하기 위해 요구되는 용접, 절단, 드릴링, 나사절삭 및 스탬프 등이 용이하게 실행될 수 있는 고품질의 복합재 압력 용기를 제공하는 것이다.
발명의 요약
간단하게 요약하면, 본 발명의 상기 목적 및 다른 목적들은, A) 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 쉘을 예비성형(예컨대, 유리섬유 및 열가소성 재료를 열가소성 맨드릴상으로 권취시킴으로써)하는 단계, B) 상기 개구부를 통하여 상기 복합재 쉘의 내부로, 열가소성 필름으로부터 제조된 팽창가능 라이너(liner)를 도입하는 단계, C) 상기 복합재 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계, D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘(예컨대, 몰드를 진공화하거나, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축하거나, 또는 상기 양자를 실행함으로써)을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드(선택적으로 몰드 자체를 가열할 수도 있음)에서 가열하는 단계, E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고 결과적인 복합재 구조물이 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 단계 D) 를 계속하여 복합재 용기를 성형하는 단계, F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및 G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 복합재 용기의 제조 방법에 의해 달성된다. 적절한 열가소성 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한다.
본 발명의 요지는 본 명세서의 결론 부분에서 더 상세하게 지적되며 명확하게 청구된다. 그러나, 조업의 조직화 및 작업 방법 양자에 대하여 본 발명은, 첨부 도면 및 부속되는 청구범위를 참조한 다음의 설명으로부터 가장 잘 이해할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예를 실행하는데 사용되는 라이너/맨드릴을 나타내는 도면.
도 2 는 도 1 의 선 2-2 를 따라 취한 단면도.
도 3 은 뒤섞인 열가소성 섬유 재료층이 오버레이된, 도 1 및 도 2 에 도시된 라이너/맨드릴을 나타내는 도면.
도 4 는 뒤섞인 열가소성 섬유 재료층이 오버레이된 후의 라이너를 나타내며, 확대된 부분 단면도를 포함하는 도면.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c 는 오버레이어 (overlayer) 를 달성하기 위해 열가소성 라이너상으로 권취될 수 있는 제 1 유형의 재료에 대한 3 가지 변형예를 나타내는, 도 3 의 선 5-5 를 따라 취한 단면도.
도 6a 및 도 6b 는, 도 5a, 도 5b, 및 도 5c 에 도시된 3 가지 변형예중 어느 하나의 로빙 (roving) 으로서, 오버레이어를 달성하기 위해 열가소성 라이너상으로 권취될 수 있는 제 2 유형의 재료를 나타내는, 도 3 의 선 6-6 을 따라 취한 단면도.
도 7 은, 제 2 유형의 재료인 얀 (yarn) 으로서, 오버레이어를 달성하기 위해 열가소성 라이너상으로 권취될 수 있는 제 3 유형의 재료를 나타내는, 도 3 의 선 18-18 을 따라 취한 단면도.
도 8 은 변형 라이너가 몰드에 의해 에워싸여 있으며, 그 몰드 안에서, 변형 라이너가 몰드의 내면에 의해 규정된 형상으로 되게 하는 1 이상의 힘 및 몰드 라이너에 가해지는 열을 설명하는 몰드의 국부 투시도.
도 9 는 힘 및 열의 효과를 설명하는 변형 라이너의 부분 확대단면도.
도 10 은 상이한 유형의 몰드에 에워싸여 있는 변형 라이너를 나타내는 도 8 과 유사한 도면.
도 11 은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 제조된 압력 용기의 예비성형된 열가소성 구성요소를 포함하는 개방 몰드의 단면도.
도 12 는 본 발명의 제 2 실시예에서, 유동성을 갖는 열가소성 재료의 용융 예비 형성물이, 성형될 복합재 압력 용기의 제 2 구성요소로서, 예비성형된 구성요소의 내부로 도입되는 단계를 나타내는, 도 11 과 유사한 도면.
도 13 은 도 11 및 도 12 와 유사하지만, 몰드가 폐쇄되고 압력 용기의 구성요소가 몰드의 내벽쪽으로 압력 용기를 형성하는 힘을 받고 있는 몰드의 단면도.
도 14 는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 제조된 압력 용기의 예비성형된 열가소성 구성요소와, 또한 제 1 구성요소의 내부에 배치된 열가소성 라이너 구성요소를 포함하는 개방 몰드의 단면도.
도 15 는 도 14 와 유사하지만, 몰드가 폐쇄되고 압력 용기의 구성요소가 몰드의 내벽쪽으로 압력 용기를 형성하는 힘을 받고 있는 몰드의 단면도.
도 16 은 도 14 및 도 15 에 도시된 방법에 의해 제조된 완전한 복합재 압력 용기의 단면도.
도 17 은 본 발명의 제 4 실시예에 따라 제조되는 압력 용기의 예비성형된 열가소성 구성요소와, 또한 제 1 구성요소의 외부에 배치된 외부 라이너 구성요소 및 제 1 구성요소의 내부에 배치된 내부 라이너 구성요소를 포함하는 개방 몰드의 단면도.
도 18 은 도 17 과 유사하지만, 몰드가 폐쇄되고 구성요소를 제조하는 힘이 몰드에 연결되는 것을 나타내는 몰드의 단면도.
도 19 는 압력 용기의 구성요소가 몰드 내벽의 윤곽과 같은 모양이 되게 하는 1 이상의 힘과 열의 영향하에서 몰드 내에서 형성되는 압력 용기를 나타내는 도 18 과 유사한 도면.
도 20 은 도 17, 도 18, 및 도 19 에서 도시된 방법에 의해 제조된 완성된 복합재 압력 용기의 단면도.
도 21 은 본 발명의 제 5 실시예에 따라 제조되는 압력 용기로서, 열가소성 라이너가 이미 제공된 압력 용기의 예비성형된 열가소성 구성요소를 포함하는 몰드의 단면도.
도 22 는 압력 용기의 구성요소가 몰드 내벽의 윤곽과 같은 모양이 되게 하는 1 이상의 힘과 열의 영향하에서 몰드 내에서 형성되는 압력 용기를 나타내는 도 21 과 유사한 도면.
도 23 은 도 21 및 도 22 에 도시된 방법에 의해 제조된 완성된 복합재 압력 용기의 단면도.
먼저, 도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제조되는 복합재 압력 용기용 열가소성 라이너/맨드릴 (1) 이 도면에 도시되어 있다. 그러한 예시적인 실시예에서, 상기 라이너/맨드릴 (1) 은 일반적으로 신장된 모양의 예비성형된 구조물이며, 이 구조물은 각 단부에서 중앙의 축선방향 개구부 (4, 5) 를 갖는 돔 (dome) (2, 3) 모양으로 종결된다. 예컨대, 열가소성 라이너 (1) 는 폴리프로필렌; 폴리에틸렌; 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 함침된 섬유 (예컨대, 유리섬유) ; 또는 적절한 특징을 갖는 다른 열가소성 재료로 제조될 수 있으며, 상기 열가소성 라이너는, 용기 모양으로 봉제 또는 접합되고 열가소성 재료와 뒤섞이는 절단 섬유, 방향성, 직조, 및/또는 편성 (knitted) 섬유 직물의 조합물을 성형하는 것과 같은 통상적인 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다.
도 3 에 도시된 것처럼, 섬유 (예컨대, 유리섬유, 탄소 섬유, 붕소 섬유 등) 의 필라멘트, 로빙, 로빙 또는 테이프 (6) 와 열가소성 재료는 열가소성 라이너 (1) 의 외면상으로 질서정연하게 권취되어 도 4 의 부분 확대 단면도에 도시된 것처럼 실질적으로 균일한 오버레이 (7) 를 형성한다. 예컨대, 이 단계는, 열가소성 라이너 (1) 를 맨드릴 (8) 상에 장착시키고, 이 라이너를 표시된 화살표 (9) 방향으로 회전시키면서 이중 화살표 (10) 로 나타내진 것처럼 횡방향으로 왕복 이동하는 공급원으로부터 필라멘트(들), 로빙, 얀, 또는 테이프 (6) 를 질서정연하게 공급하고, 오버레이 (7) 가 소정의 두께에 도달할 때까지 상기 과정을 계속 진행시킴으로써 실행된다. 재료 (6) 는 열가소성 라이너 (1) 상에 "냉간" 상태로 권취되거나 가열기 (12) 를 통과하여 권취될 수 있으며, 일부 경우에 있어서, 상기 가열기의 사용으로 인해 결과적으로 보다 우수한 기능적 및/또는 미학적 특성을 갖는 보다 균일한 오버레이 (7) (도 4 참조) 가 형성된다. 그리고 나서, 결과의 구조물 (11) 은 하기에 자세히 설명되는 것처럼 추가의 처리가 이루어진다.
라이너 (1) 의 길이에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께의 오버레이가 얻어지도록, 돔 및 단부 피스 (piece) 영역에서 공급속도를 적절하게 변화시키는 것이 바람직하다. 만족할 정도로 균일한 오버레이를 달성하기 위한 다른 권취 기술은 종래 기술에 공지되어 있으며, 예컨대, 본 명세서에 참고자료로 포함되고, 본 발명을 실시하는데 이용할 수 있는 다양한 권취 기술이 개시되어 있는 "필라멘트 강화 압력 용기의 제조 방법" 이라는 제목의 리차드 시. 브루시 (Richard C. Brussee) 의 미국특허 제 3,282,757 호를 참고할 수 있다.
그러나, 섬유와 열가소성 재료 (6) 의 형태, 특히 유형은 본 발명을 실시하는데 매우 중요하므로, 본 발명을 실시하는데 이용할 수 있는 적절한 재료 (6) 의 변형예를 도시하는 도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 6a, 도 6b, 및 도 7 에 주의를 기울이게 된다. 도 5a 에서는, 섬유 (12A) 와 개별적인 열가소성 재료 (13A) 의 개별적인 스트랜드가 라이너/맨드릴 (1) 상으로 함께 또는 개별적으로, 하지만 도면부호 6A 에 나타난 것처럼 다소 인접하게 권취된다. 본 발명을 실시하는데 있어서, 상기 목적을 위해 이용할 수 있는 적절한 유형의 열가소성 재료 (13A) 는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5b 는 재료 (6) 의 제 2 변형예 (6B) 의 단면을 도시하고 있으며, 이 제 2 변형예에서는 섬유 필라멘트 (12B) 에 예컨대, 이중 압출법 의해서 또는 적절한 임의의 예비 방법에 의해서 열가소성 재료 (13B) 가 코팅된다. 유사하게, 도 5c 는 재료 (6) 의 제 3 변형예 (6C) 의 단면을 도시하고 있으며, 이 제 3 변형예에서는 섬유 필라멘트 (12C) 에 열가소성 재료 (13C) 의 분말이 코팅된다.
그러나, 섬유 (12) 와 열가소성 재료 (13) (도 5a, 5b, 5c 에 도시된 임의의 형상) 는 라이너/맨드릴 (1) 상으로 권취되기 전에, 도 6a 에 도시된 것처럼 로빙 (6D) 으로 또는 도 6b 에 도시된 것처럼 이러한 로빙의 얀 (6E) 으로 먼저 뒤섞이는 것이 바람직하다. 상기 재료 (6) 의 다른 바람직한 구성은 뒤섞인 섬유와 열가소성 재료의 테이프 (6F) 로서 도 7 에 도시되어 있다. 뒤섞인 섬유, 예컨대 유리섬유와 열가소성 재료의 적절한 로빙, 얀, 및 테이프는 상업적으로 입수가능하며, 본 발명에서 사용하기에 매우 적절한 것으로 판명된 일 제품군이 베트로텍스 (Vetrotex) 사에 의해 상표명 Twintex 로 보급된다. 상기 트윈텍스 (Twintex) 는, 그 자체로서 또는 직물 형태로 이용가능한 로빙, 얀, 및 테이프를 연속 제조하는 동안, 유리섬유의 필라멘트 (예컨대, 17 미크론의 직경) 와 열가소성 재료 (예컨대, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌) 의 필라멘트 (예컨대, 20 미크론의 직경) 를 뒤섞는 과정을 포함하는 독점적인 방법을 통해 제조된다.
그래서, 단지 일례로서, 열가소성 라이너/맨드릴 (1) 은 Twintex 로부터 제조될 수 있으며, 그 직물은 서로 봉제 또는 접합되고, 예컨대, 몰드에서 적절하게 열처리되어 예비성형체를 형성하며, 그 예비 성형체는 이어서 섬유 및 열가소성 재료 (6) 와 함께 권취되어 중간 구조물 (11) 을 얻을 수 있다.
도 8 을 참조하면, 상기 방법 또는 임의의 적절한 방법으로 중간 구조물 (11) 을 제조한 후에, 이 중간 구조물을 몰드 (13) (실시예에서는 2-피스 몰드) 내에 배치한다. 그리고 나서 상기 몰드는, 예컨대, 소스 E (15A) 로부터 조절가능하게 구동되는 가열기 (15B) 로 나타낸 내장식 저항 가열기에 의해서, 및/또는 소스 H (14A) 에 의해 가열된 고온의 오일을 코일 (14B) 을 통해 순환시킴으로써, 및/또는 통상적인 다른 임의의 몰드 가열 수단에 의해서 가열된다. 또한, 1 이상의 힘이 몰드 (13) 및/또는 중간 구조물 (11) 의 내부에 인가되고, 이 힘은, 인가된 열 Q 가 열가소성 라이너 (1) 및 권취된 오버레이 (7) 를 서로 융합시켜 몰드쪽으로 유동시킬 때, 중간 구조물의 외부 표면이 몰드의 내부 표면 (13A) (도 9 참조) 과 같은 모양이 되게 한다. 상기 힘 또는 힘들은, "F" 로 표시된 화살표로 나타내진 것처럼 몰드 반쪽들을 서로 합체시키기 위해, 몰드 반쪽들을 외부에서 압착함으로써, 및/또는 예컨대, 적절한 공급원 (16) 으로부터 도관 (18) 을 통하여 라이너 (1) 내부로 이송되는 가스압을 이용하여 열가소성 라이너 (1) 의 내부를 압축함으로써 형성될 수 있다. 만일 압축 방법이 이용되는 경우, 캡 (cap) (18) (나사식 또는 영구식) 은 중간 구조물 (11) 의 단부를 밀폐시키는 기능을 한다.
그리고 나서 열을 몰드 (13) 로부터 제거하여 형성된 복합재 압력 용기를 경화시키고, 통상적인 방식으로 몰드를 개방하여 복합재 압력 용기를 몰드로부터 제거한다.
실제로는, 2 가지 중요한 선택사항을 고려할 수 있다. 먼저, 도 8 에 주변을 따라 분포되어 있는 배출구 (17) 로 표시된 것처럼 몰드에 배출구가 마련되어, 압력 용기가 몰드의 내벽에 맞대어 형성될 때 유입 공기가 빠져나가도록 함으로써, 압력 용기의 외부면의 마무리가 매우 우수해지고 그 가압 용기는 추가의 표면 마무리 가공을 거의 필요로 하지 않는다. 다음으로, 열가소성 라이너 (1) 와 권취된 오버레이 (7) 사이의 완전한 융합을 보장하도록 하기 위하여, 다소 상이한 융점을 갖는 각각의 재료를 라이너와 오버레이용으로 선택하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 가열속도를 조절하고, 라이너의 융점을 오버레이의 융점보다 높게 하여 라이너가 연화되는 동안 열가소성 재료가 섬유 주위에서 효과적으로 용융되지만 성형 과정동안 완전하게 용융되지 않도록 하는 경우 가장 우수한 결과를 얻는다. 예컨대, 당업계에 공지된 것처럼, 폴리프로필렌의 융점 범위는 300℉ 내지 330℉ 인 반면, 폴리에틸렌의 융점 범위는 120℉ 내지 140℉ 이다.
도 10 에 도시된 것처럼, 서로 볼트로 죄어지는 결합용 플랜지 (21, 22) 가 제공된 2-피스 몰드 (20) 를 사용해서, 조립된 몰드의 내면에 소정의 3 차원 형상을 완전하게 규정하는 유사한 방법에 따라 복합재 압력 용기를 제조할 수 있다. 이러한 구성에서는, 중간 구조물 (11) 이 조립되는 몰드 내부로 배치된다. 그리고 나서, 중간 구조물의 내부가 압축되는 동안 상술된 것처럼 열 Q 가 가해져 복합재 압력 용기를 형성한다. 이 변형예에서는, 몰드에 외부 압축력을 가할 필요가 없다. 배출구 (17) 는 상기 이유로 인해 제공되는 것이 바람직하다.
도 11, 도 12, 및 도 13 은, 상이하지만 서로 관련 있는 복합재 압력 용기의 제조 방법을 도시하고 있다. 명확성을 위해, 상기 도면들은 단면도로 도시된다. 도 11 을 참조하면, 예비성형체 (31) 가 2-피스 몰드 (30A, 30B) 에 배치된다. 제조될 복합재 압력 용기용 외부 쉘로서 기능하는 상기 예비성형체 (31) 는 열가소성 라이너 (1) 에서 전술한 바와 같은 방식으로 제조될 수 있지만, 다른 방식으로, 섬유와 열가소성 재료의 오버레이 (7) 가 권취된 중간 구조물 (11) 에서 전술한 바와 같은 방식으로 제조될 수도 있다.
도 12 에 도시된 것처럼, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 용융 열가소성 재료의 패리슨 (parison) (32) 이 상기 예비성형체 (31) 의 상단부에 있는 축선방향 개구부 (37) 를 통하여 신장된 관으로서 압출성형된다. 패리슨 (32) 의 재료는 주어진 예비성형체 (31) 와 양호한 결합을 형성하도록 선택한다. 나사식 또는 영구식일 수 있는 삽입부 (33) 는 패리슨 (32) 내에서 축선방향 개구부 (37) 와 나란히 배치된다. 유사하게, 예비성형체 (31) 가 제 2 축선방향 개구부 (38) 를 포함한다면, 다른 삽입부 (34) 가 상기 제 2 축선방향 개구부에서 나란히 배치된다.
용융 패리슨은 상당한 잠열을 가지고 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 그래서, 도 13 을 참조하면, 몰드 반쪽 (30A, 30B) 이 폐쇄되고 패리슨의 내부가 도관 (36) 을 통하여 압축가스 공급원 (35) 으로부터 압축되어, 상기 패리슨에서의 열가소성 재료 (32A) 가 예비성형체 (31A) 의 내면쪽으로 유동할 뿐만 아니라 상기 예비성형체 (31A) 가 유동하도록 예비성형체 (31A) 에 충분한 열을 부여한다. 결과적으로, 예비성형체 (31A) 의 외면이 유동하여 몰드의 내면과 같은 모양이 되고, 삽입부 (33A, 34A) 는 의도하는 대로 제거가능한 삽입부를 형성하거나 구조물의 잔류물과 결합된다.
주어진 구성에서, 예비성형체 및 열가소성 재료를 완전하게 합체(consolidation) 시키고 의도하는 바대로 예비성형체의 외면이 몰드의 내면과 같은 모양이 되기에 불충분할 정도의 잠열이 패리슨에 존재하는 경우, 부가적인 열 Q 가 압력 용기 (37) 의 형성을 완료시키기 위하여 몰드에 가해진다. 그리고 나서 몰드를 냉각 (또는 통상적으로 강제 냉각) 하고 개방하여 완전한 압력 용기를 몰드로부터 제거할 수 있다.
도 14, 도 15, 및 도 16 (단면도로 도시됨) 은 예비성형체 (41) 를 압력 용기 (41A) 로 성형하는 다른 성형 방법을 도시하고 있다. 먼저 도 14 를 참조하면, 예비성형체 (41) 는, 뒤섞인 섬유 및 열가소성 재료의 구성요소를 서로 접합 또는 봉제하여 제조될 수 있는 열가소성 라이너상에, 뒤섞인 섬유와 열가소성 재료를 권취시키는 것을 포함하는, 도 1 내지 도 10 과 관련하여 설명된 방법을 포함해서 이전에 설명된 대응 방법 중 임의의 방법에 따라 제조될 수 있다. 또는, 예비성형체 (41) 는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 적절한 열가소성 재료로부터 비교적 대략적으로 성형될 수도 있다.
당해 실시예에서 축선방향 개구부 (44, 46) 를 갖는 예비성형체 (41) 를 2-피스 몰드 (40A, 40B) 내로 도입한다. 그리고 나서, 상기 개구부 (44, 46) 에 나사식 삽입부 (43, 45) 를 나란히 배치한다. (물론, 도 11 내지 도 13 에 도시된 방법에서 사용된 도면 부호 33, 34 와 같은 삽입부 또는 다른 유형의 삽입부를, 의도하는 압력 용기의 정확한 구성에 따라 택일적으로 사용할 수 있다.) 만일 나사식 삽입부를 사용하는 경우, 상기 삽입부의 재료는 예비성형체 (41) 의 융점보다 훨씬 높은 융점을 갖는 재료를 선택한다. 삽입부 중 적어도 하나는, 실리콘 고무로 제조된 팽창가능 백 (bag) (42) 을 예비성형체 (41) 내부에 넣기 위한 개구부를 포함한다. 또한, 상기 예비성형체 (41) 의 융점보다 높은 열 취급성을 갖도록 선택된 상기 팽창가능 백 (42) 의 내부에는 가열기 (48) 를 배치한다. 상기 팽창가능 백 (42) 용으로 적절한 실리콘 고무는, 미국에 소재하는 "Mosites Rubber"사 및 영국에 소재하는 "Aerovac Systems (Keighley)"사가 공급하는 "Mosites 1453D"이다.
가열기 (48) 는 전기 저항 가열기와 같은 임의의 적절한 유형일 수 있으며, 전력은, 나사식 삽입부 (43) 의 개구부를 통하여 연장하고 적절한 조절가능 전원 (도시되지 않음) 에 연결된 도체 (도시되지 않음) 를 통해 공급된다. 또한, 필요하거나 원한다면, 예비성형체의 벽에 인접하게 위치된 전기 저항 가열기 (47A, 47B) 로 나타낸 가열기열과 같이, 예비성형체 (41) 를 개별적으로 예열하기 위한 설비가 제공될 수도 있다. 상기 가열기 (47A, 47B) 로의 전력은, 예비성형체 (41) 의 축선방향 개구부의 일방, 타방, 또는 양방을 통해 연장하며 적절한 조절가능 전원 (도시되지 않음) 에 연결된 도체 (도시되지 않음) 를 통해 공급될 수 있다. 몰드 (40A, 40B) 는 그 자체가 성형 과정중에 통상적으로 예열 및/또는 가열될 수도 있다.
만일 예비성형체 (41) 를 예열한다면 (통상적으로 공정처리량을 증가시키기 위해), 상기 단계는 상기 예비성형체를 유체와 가깝게 만들도록 실행되고 가열기 (47A, 47B) 를 몰드 (40A, 40B) 로부터 인출한 뒤에 몰드를 폐쇄한다. 이제 도 15 를 참조하면, 가열기 (48) 는 상기 백을 통하여 예비성형체 (41) 를 유체 상태로 가열하는 동안에, 팽창가능한 실리콘 고무 백 (42) 이 도관 (50) 을 통한 가스압 공급원 (49) 에 의해 팽창됨으로써, 백이 예비성형체에 대해 외측으로 힘을 가해서 예비성형체가 몰드 (40A, 40B) 의 내면에 일치하여 유동하여 압력 용기 (41A) 가 형성된다. 상기 실시예에서, 예비성형체의 축선방향 개구부 영역은 유동하여 그 형상이 삽입부 (43, 45) 의 나사산의 형상과 일치된다.
그리고 나서 가열을 중단하고, 몰드 (40A, 40B) 및 성형된 압력 용기 (41A) 가 충분히 냉각되었을 때, 상기 몰드를 개방하고, 나사식 삽입부 (43, 45) 를 푼 뒤, 성형된 압력 용기를 남겨둔 채 실리콘 고무 백 (42) 및 가열기 (48) 를 인출한다. 도면부호 51 로 표시된 것처럼, 상기 실시예에서 의도한 대로, 형성된 복합재 압력 용기의 축선방향 개구부에 내부 나사산이 형성되었다.
가정용 물 가열기와 같은 일부의 복합재 압력 용기를 제조할 때에, 완성된 제품의 컬러가 중요할 수도 있다. 물론, 미리 착색된 재료 (들) 를 사용하여, 이전에 설명된 방법중 임의의 방법에 따라 예비성형체를 제조할 수도 있다. 그러나, 이러한 직접적인 접근법에는 2 가지 내재적인 결점이 존재하는데, 즉, 미리 착색된 원료는 값이 보다 비싸고, 미리 착색된 원료에서 이용할 수 있는 컬러의 수가 한정된다. 그러나, 본 발명의 원리를 이용하여, 완성된 압력 용기에 상이하게 그리고 매우 만족스럽게 컬러를 부여할 수 있다.
유사하게, 초고순도 물 저장용, 가스 (예컨대, 프로판, 부탄, 천연 가스 등) 저장용, 및 식품 저장용과 같은 압력 용기의 적용 분야가 있으며, 이런 적용 분야에서는 복합재 압력 용기내에 일체적인 불투과성 내부 라이너를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 일체적인 불투과성 내부 라이너를 제공하기 위한 방법은 본 발명에 따라 개발될 수 있다. 편의를 위해, 도 17 내지 도 20 에 도시된 실시예는 복합재 압력 용기에 원하는 외부 컬러를 제공하는 방법 및 일체적인 불투과성 내부 라이너를 제공하는 방법 양자를 다룬다. 각각의 특징이 개별적으로 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
그래서, 도 17 을 참조하면, 원하는 제품 컬러를 갖는 열가소성 재료의 필름 (67) 으로 둘러싸인 예비성형체 (63) (이전에 설명된 방법 중 임의의 방법에 따라 제조된) 를 포함하는 조립품을 2-피스 몰드 (60A, 60B) 내부로 도입한다. 만일 일체의 불투과성 내부 라이너를 실행하고자 한다면, 삽입부 (64, 65) 가 적절하게 나란히 배치되기 이전에, 원하는 특징을 갖는 열가소성 필름 (66) 을 예비성형체 (63) 의 내부로 도입한다. 상기 몰드 (60A, 60B) 는 각각 서로 대향하는 릴리이프 (relief) 부분 (61A, 61B) 을 포함하며, 그러한 릴리이프 부분은 몰드를 폐쇄할 때 몰드 내부로의 통로를 제공한다.
이제 도 18을 참조하면, 몰드 (60A, 60B) 가 폐쇄되고, 몰드의 내부가 도관 (69) 을 통해 진공원 (68) 에 연결된다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 내부 라이너 (66) 의 내부 (또는 내부 라이너를 포함하지 않는 경우 예비성형체 (63) 의 내부) 는 도관 (71) 을 통하여 가스압 공급원 (70) 에 연결된다. 도 19 에 도시된 것처럼, 몰드의 내부가 화살표 (72) 로 표시된 것처럼 진공화되는 동안에, 형성될 복합재 압력 용기의 모든 구성부를 유체 상태로 만들기 위하여 몰드에 열 Q를 가하고, 내부 라이너 (66) (내부 라이너가 존재하지 않는 경우에는 예비성형체 (63)) 의 내부는 화살표 (73) 로 표시된 것처럼 압축된다. 결과적으로, 세 개 (또는 두 개) 의 구성요소들이 합체되고, 착색된 필름 (67) 의 외면은 몰드 (60A, 60B) 의 내부 형상에 일치된다. 몰드가 냉각 (또는 강제 냉각) 되고 개방된 후에, 도 20 (단면 조각으로서 도시됨) 에 도시된 것처럼, 형성된 복합재 압력 용기 (74) 는 후속되는 임의의 처리를 받도록 준비된다. 상술한 바와 같이, 의도적인 목적을 갖는 복합재 압력 용기의 경우에 적절할 수 있는 삽입부 (64, 65) 는, 1 또는 2 개의 축선방향 개구부를 남기는 후속제거 동안에 나사산이 형성될 수 있다.
압력 용기를 제조하기 위한 유사한 방법이 도 21 내지 도 23 에 도시되어 있다. 도 21 은 2-피스 몰드 (80A, 80B) 를 도시하고 있으며, 상기 2-피스 몰드는 다수의 압력 용기를 동시에 성형할 수 있는 단순한 시트 금속 몰드일 수 있다. 적절한 오븐 (81) 내에 배치된 것으로 도시된 몰드에는, 전술한 방법 중 임의의 방법에 따라 제조되고, 전술한 재료 및/또는 재료의 조합물로 이루어지며, 내부에 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 구비하는 예비성형체 (82) 가 장전된다. 완성된 압력 용기에서 일체의 라이너로서 기능하도록 되어 있는 열가소성 필름 백 (83) 을 몰드 (80A, 80B) 폐쇄 이전에 예비성형체 (82) 의 내부로 도입시킨다.
이제 도 22 를 참조하면, 열 Q 가 오븐 (81) 에서 몰드 (80A, 80B) 로 전달될 때, (도시되지 않은 임의의 적절한 공급원으로부터의) 가스압 (P) 이 열가소성 필름 백 (83) 의 내부에 인가되고, 이로 인해 상기 열가소성 필름 백이 예비성형체 (82) 의 내면쪽으로 치우치게 된다. 또한, (도시되지 않은 임의의 적절한 진공원에 의한) 진공 (V) 이 몰드 (80A, 80B) 의 내부 및 예비성형체 (82) 의 외부에 형성된다. 이러한 상태는, 예비성형체 (82) 의 플라스틱 재료와 플라스틱 필름 백이 합체되고 복합재 구조물의 외면이 몰드의 내부 형상을 가질 때까지 계속된다. 그후, 몰드는 오븐 (81) 에서 꺼내지고 냉각되며, 도 23 에 도시된 완성된 복합재 압력 용기 (85) 를 제거하기 위하여 개방되고, 복합재 압력 용기는 그것 내부에 융합된 플라스틱 필름 라이너 (83A) 및 성형된 예비성형체 (82A) 를 포함하는 일체적인 구조물로 제조된다.
전술한 방법에 따라 제조된 복합재 압력 용기는 종래의 방법에 의해 제조된 용기에 비하여 현저하게 향상된 성능 및 미학적 특성을 갖는다. 보다 상세하게는, 복합재 압력 용기는 보다 높은 압력 및 온도에 견딜 수 있고, 내충격성이 보다 양호하며, 다듬질이 매우 우수하다. 상기 복합재 압력 용기는 또한 기계 가공성이 양호하기 때문에, 고품질의 완성된 제품을 제조하기 위해 요구될 수 있는 접합, 절단, 드릴링, 나사절삭, 스탬프 등이 용이하게 실행될 수 있다.
그래서, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명의 원리를 명확히 하였지만, 당업자에게 있어서는 본 발명을 실시하는데 사용되는 구조물 및 구성요소에 대하여, 본 발명의 원리를 벗어나지 않고서 특정 환경 및 작업 요구조건에 특히 적합한 많은 변형예들이 명백할 것이다.

Claims (44)

  1. A) 적어도 부분적으로 열가소성 재료로부터 제조되고 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 쉘을 예비성형하는 단계,
    B) 상기 복합재 쉘의 개구부를 통하여 당해 복합재 쉘의 내부로, 열가소성 필름으로부터 제조된 팽창가능 라이너를 도입하는 단계,
    C) 상기 복합재 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계,
    D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드에서 가열하는 단계,
    E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고 결과적인 복합재 구조물이 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 단계 D) 를 계속하여 복합재 용기를 성형하는 단계,
    F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및
    G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 복합재 용기의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드를 진공화함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드의 진공화 및 열가소성 필름 라이너의 내부 압축을 동시에 실행함으로써, 복합재 열가소성 쉘의 내부 표면쪽으로 플라스틱 필름 라이너를 가세하는 힘이 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  5. A) 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 열가소성 쉘을 섬유 및 열가소성 재료로부터 예비성형하는 단계,
    B) 상기 복합재 열가소성 쉘의 개구부를 통하여 당해 복합재 열가소성 쉘의 내부로, 열가소성 필름으로부터 제조된 팽창가능 라이너를 도입하는 단계,
    C) 상기 복합재 열가소성 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계,
    D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드에서 가열하는 단계,
    E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고, 결과적인 복합재 구조물이 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 단계 D) 를 계속하여 복합재 용기를 성형하는 단계,
    F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및
    G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 복합재 용기의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드를 진공화함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드의 진공화 및 열가소성 필름 라이너의 내부 압축을 동시에 실행함으로써, 복합재 열가소성 쉘의 내부 표면쪽으로 플라스틱 필름 라이너를 가세하는 힘이 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  9. A) 섬유 및 열가소성 재료를 열가소성 맨드릴상으로 권취시킴으로써, 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 열가소성 쉘을 예비성형하는 단계,
    B) 상기 복합재 열가소성 쉘의 개구부를 통하여 당해 복합재 열가소성 쉘의 내부로, 열가소성 필름으로부터 제조된 팽창가능 라이너를 도입하는 단계,
    C) 상기 복합재 열가소성 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계,
    D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드에서 가열하는 단계,
    E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고 결과적인 복합재 구조물이 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 단계 D) 를 계속하여 복합재 용기를 성형하는 단계,
    F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및
    G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 복합재 용기의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드를 진공화함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, C) 및 D) 단계 동안, 몰드의 진공화 및 열가소성 필름 라이너의 내부 압축을 동시에 실행함으로써, 복합재 열가소성 쉘의 내부 표면쪽으로 플라스틱 필름 라이너를 가세하는 힘이 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  14. 제 2 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  15. 제 3 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  16. 제 4 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 열가소성 재료를 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  18. 제 5 항에 있어서, 열가소성 재료를 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  19. 제 9 항에 있어서, 열가소성 재료를 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  20. 제 1 항에 있어서, 단계 D) 가 몰드를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  21. 제 5 항에 있어서, 단계 D) 가 몰드를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  22. 제 9 항에 있어서, 단계 D) 가 몰드를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기의 제조 방법.
  23. A) 적어도 부분적으로 보강재료와 뒤섞인 열가소성 재료를 포함하는 예비성형체로부터 제조되고 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 쉘을 성형하는 단계,
    B) 상기 복합재 쉘의 개구부를 통하여 당해 복합재 쉘의 내부로, 열가소성 필름으로부터 제조된 팽창가능 라이너를 도입하는 단계,
    C) 상기 복합재 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계,
    D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드에서 가열하는 단계,
    E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘의 열가소성 재료, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고 복합재 구조물의 열가소성 재료가 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 D) 단계를 계속하여, 보강된 복합재 용기를 성형하는 단계,
    F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및
    G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 보강 복합재 용기.
  24. 제 23 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드를 진공화함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  25. 제 23 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  26. 제 23 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드의 진공화 및 열가소성 필름 라이너의 내부 압축을 동시에 실행함으로써, 복합재 열가소성 쉘의 내부 표면쪽으로 플라스틱 필름 라이너를 가세하는 힘이 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  27. A) 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 열가소성 쉘을 보강 섬유 및 열가소성 재료로부터 예비성형하는 단계,
    B) 상기 복합재 열가소성 쉘의 개구부를 통하여 당해 복합재 열가소성 쉘의 내부로, 열가소성 필름으로부터 제조된 팽창가능 라이너를 도입하는 단계,
    C) 상기 복합재 열가소성 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계,
    D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드에서 가열하는 단계,
    E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘의 열가소성 재료, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고 복합재 구조물의 열가소성 재료가 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 단계 D) 를 계속하여, 보강된 복합재 용기를 성형하는 단계,
    F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및
    G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 복합재 용기.
  28. 제 27 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드를 진공화함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  29. 제 27 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  30. 제 27 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드의 진공화 및 열가소성 필름 라이너의 내부 압축을 동시에 실행함으로써, 복합재 열가소성 쉘의 내부 표면쪽으로 플라스틱 필름 라이너를 가세하는 힘이 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  31. A) 보강 섬유 및 뒤섞인 열가소성 재료를 열가소성 맨드릴상으로 권취시킴으로써, 내부로 접근하기 위한 1 이상의 개구부를 갖는 용기용 복합재 열가소성 쉘을 예비성형하는 단계,
    B) 상기 복합재 열가소성 쉘의 개구부를 통하여 당해 복합재 열가소성 쉘의 내부로, 열가소성 필름으로부터 제조된 팽창가능 라이너를 도입하는 단계,
    C) 상기 복합재 열가소성 쉘을 외부 열가소성 필름으로 포위하는 단계,
    D) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 외측으로 가세하는 1 이상의 힘을 인가하면서, 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 열가소성 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름을 몰드에서 가열하는 단계,
    E) 상기 열가소성 필름 라이너, 상기 복합재 쉘, 및 상기 외부 열가소성 필름이 합체되고 결과적인 복합재 구조물이 유체가 되어 유동하면서 몰드의 내부 표면과 모양이 같게 될 때까지 단계 D) 를 계속하여, 복합재 용기를 성형하는 단계,
    F) 상기 성형된 복합재 용기를 냉각하는 단계, 및
    G) 상기 성형된 복합재 용기를 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 복합재 용기.
  32. 제 31 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드를 진공화함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  33. 제 31 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 열가소성 필름 라이너의 내부를 압축함으로써 1 이상의 힘이 적어도 부분적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  34. 제 31 항에 있어서, 단계 C) 및 D) 동안, 몰드의 진공화 및 열가소성 필름 라이너의 내부 압축을 동시에 실행함으로써, 복합재 열가소성 쉘의 내부 표면쪽으로 플라스틱 필름 라이너를 가세하는 힘이 인가되는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  35. 제 23 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  36. 제 24 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  37. 제 25 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  38. 제 26 항에 있어서, 열가소성 필름 라이너 및 외부 열가소성 플라스틱 필름의 재료를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 각각 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  39. 제 23 항에 있어서, 열가소성 재료를 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  40. 제 27 항에 있어서, 열가소성 재료를 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  41. 제 31 항에 있어서, 열가소성 재료를 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  42. 제 23 항에 있어서, 단계 D) 가 몰드를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  43. 제 27 항에 있어서, 단계 D) 가 몰드를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
  44. 제 31 항에 있어서, 단계 D) 가 몰드를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 용기.
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