KR20130039877A - Gas tank and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A gas tank and a manufacturing method thereof are provided to improve the formability and rigidity of each floor by coupling an intermediate fiber layer to a liner. CONSTITUTION: A gas tank comprises an intermediate fiber layer(200), a surface resin layer(300), and a synthetic resin liner(100). The intermediate fiber layer is formed by winding a filament member containing glass fiber or carbon fiber. The surface resin layer is laminated on the intermediate fiber layer. The synthetic resin liner accommodates gas. The filament member is wound on the exterior of the liner.

Description

가스 탱크 및 그 제조 방법{GAS TANK AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}GAS TANK AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME

본 발명은 자동차나 기타 산업용 연료로 사용되는 고압 가스를 저장하는 가스 탱크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas tank for storing high pressure gas for use in automobiles or other industrial fuels and a method of manufacturing the same.

연료용 고압 가스를 저장하는 가스 탱크는 고압에 견디기 위하여 고강성, 내부식성, 내피로성, 경량성 등을 요한다. 가스 탱크가 자동차 등의 수송 기관에 장착되는 경우, 안전을 위한 고강도 확보와 함께 경량화의 문제가 큰 이슈로 대두된다. 금속 재료로 된 가스 탱크의 경우 고강도가 확보되는 장점은 있으나 하중이 무겁고 내부식성이 약한 문제점이 있다. 한국공개특허 제1988-0002730호는 개량된 측면벽 구조물을 갖는 압력용기를 기재한다.Gas tanks for storing high pressure gas for fuel require high rigidity, corrosion resistance, fatigue resistance, light weight, and the like to withstand high pressure. When the gas tank is mounted in a transport engine such as a car, the problem of weight reduction along with securing high strength for safety is a big issue. In the case of a gas tank made of a metal material, there is an advantage in that high strength is secured, but there are problems in that the load is heavy and the corrosion resistance is weak. Korean Patent Publication No. 1988-0002730 describes a pressure vessel having an improved side wall structure.

본 발명은 고강도와 함께 경량화를 달성하기 위하여 복합 재료로 된 가스 탱크를 제공한다. 고압력에 견디기 위하여 본 발명의 가스 탱크는 복합 재료를 포함하여 3중 구조로 이루어진다. The present invention provides a gas tank made of a composite material in order to achieve weight reduction with high strength. In order to withstand high pressure, the gas tank of the present invention has a triple structure including a composite material.

일 실시예로서, 본 발명의 가스 탱크는, 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 포함하는 필라멘트 부재를 와인딩함으로써 형성되는 중간 섬유층; 상기 중간 섬유층에 적층되는 표면 수지층; 을 포함한다.In one embodiment, the gas tank of the present invention comprises an intermediate fiber layer formed by winding a filament member comprising glass fibers or carbon fibers; A surface resin layer laminated on the intermediate fiber layer; .

일 실시예로서, 본 발명의 가스 탱크는, 가스가 수용되는 라이너; 상기 라이너의 표면에 필라멘트 부재가 와인딩된 중간 섬유층; 상기 중간 섬유층에 적층되는 표면 수지층; 을 포함하고, 상기 중간 섬유층의 외주에 고압의 액상 수지를 주입함과 동시에 상기 라이너의 내부에 고압의 공기를 주입하여 상기 표면 수지층이 형성된다.In one embodiment, the gas tank of the present invention, the liner is accommodated gas; An intermediate fiber layer having a filament member wound on a surface of the liner; A surface resin layer laminated on the intermediate fiber layer; And a high pressure liquid resin is injected into the outer circumference of the intermediate fiber layer and high pressure air is injected into the liner to form the surface resin layer.

일 실시예로서, 본 발명의 가스 탱크 제조 방법은, 가스가 수용되는 라이너를 형성하는 단계; 상기 라이너에 건조한 상태의 필라멘트 부재를 와인딩하여 중간 섬유층을 형성하는 단계; 상기 중간 섬유층에 고압으로 액상 수지를 주입하고 상기 라이너의 내부에 고압의 공기를 주입하여 표면 수지층을 형성하는 단계; 를 포함한다.In one embodiment, the method of manufacturing a gas tank of the present invention comprises the steps of: forming a liner containing gas; Winding the filament member in a dry state to the liner to form an intermediate fiber layer; Injecting a liquid resin at high pressure into the intermediate fiber layer and injecting high pressure air into the liner to form a surface resin layer; .

단순히 필라멘트 부재만으로 와인딩하는 경우 성형성이나 강도가 떨어진다. 본 발명은 라이너를 기본 뼈대로 삼아 여기에 필라멘트 부재를 와인딩하여 중간 섬유층을 형성한다. 따라서, 필라멘트 부재를 와인딩하여 1차적으로 완성된 중간 섬유층을 라이너에 결합시키는 방법에 비하여 각 층의 성형성이나 강도가 향상된다.Winding with only the filament member is inferior in formability or strength. The present invention uses the liner as the base skeleton and winds the filament member thereon to form an intermediate fiber layer. Accordingly, the formability and strength of each layer are improved as compared to the method of winding the filament member to bond the first completed intermediate fiber layer to the liner.

본 발명은 라이너를 와인딩 틀로 사용하여 라이너에 건조 상태의 필라멘트 부재를 와인딩하기 때문에, 마찰 계수가 낮아 서로 응집되는 성질이 약하고 스스로 일정한 형상을 유지하기 힘든 필라멘트 부재를 가스 탱크 형상으로 정확하게 성형할 수 있다.Since the present invention uses a liner as a winding frame to wind a dry filament member on the liner, a filament member having a low friction coefficient, which is poorly coagulated with each other and hardly maintains a constant shape, can be accurately formed into a gas tank shape. .

중간 섬유층 위에 배치되는 표면 수지층은 열 경화성 수지로 고압 적층되어 전체적으로 3중 구조의 가스 탱크가 형성되므로 표면 균열 발생이 억제되고 내충격성이나 내마모성이 개선된다.The surface resin layer disposed on the intermediate fiber layer is high-pressure laminated with a thermosetting resin to form a gas tank having a triple structure as a whole, so that occurrence of surface cracks is suppressed and impact resistance and wear resistance are improved.

도 1은 본 발명의 가스 탱크의 3중 구조를 도시한 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 융착부를 구비한 라이너를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 블로우 성형법으로 제조되는 라이너를 도시한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예로서, 필라멘트 부재의 와인딩 방법을 도시한다.
도 7은 본 발명의 건식 와인딩과 비교하기 위한 것으로서, 필라멘트 부재가 수지에 함침되어 습식 와인딩되는 경우에 공극 발생을 설명하는 단면 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예로서, 수지 적층 공정을 설명하는 단면도이다.
1 is a partial cross-sectional view showing a triple structure of a gas tank of the present invention.
Figure 2 shows, as one embodiment of the invention, a liner with a fusion.
3 illustrates a liner manufactured by blow molding as an embodiment of the present invention.
4 to 6 illustrate a winding method of a filament member as an embodiment of the present invention.
7 is for comparison with the dry winding of the present invention, is a cross-sectional photograph illustrating the generation of voids when the filament member is impregnated in the resin and wet winding.
8 is a cross-sectional view illustrating a resin lamination process as an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

도 1은 본 발명의 가스 탱크의 3중 구조를 도시한 부분 단면도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 가스 탱크는, 가스가 수용되는 라이너(100)(liner)와, 라이너(100)의 외부 표면에 필라멘트 부재(210)를 와인딩함으로써 형성되는 중간 섬유층(200)과, 중간 섬유층(200) 위에 적층되는 표면 수지층(300)을 포함하는 3중 구조로 이루어진다.1 is a partial cross-sectional view showing a triple structure of a gas tank of the present invention. Referring to this, the gas tank of the present invention includes a liner 100 in which gas is received, an intermediate fiber layer 200 formed by winding the filament member 210 on an outer surface of the liner 100, and an intermediate It consists of a triple structure including the surface resin layer 300 stacked on the fiber layer 200.

단순히 필라멘트 부재(210)만으로 와인딩하는 경우 성형성이나 강도가 떨어진다. 본 발명은 라이너(100)를 기본 뼈대로 삼아 여기에 필라멘트 부재(210)를 와인딩하여 중간 섬유층(200)을 형성한다. 따라서, 필라멘트 부재(210)를 와인딩하여 1차적으로 완성된 중간 섬유층(200)을 라이너(100)에 결합시키는 방법에 비하여 각 층의 성형성이나 강도가 향상된다. 라이너(100)는 중간 섬유층(200) 형성시에 맨드릴(mandrel)에 해당하는 기능을 한다. 본 발명과 같이 라이너(100)를 맨드릴로 삼아 라이너(100) 위에 필라멘트 부재(210)를 형성하면, 중간 섬유층(200)이 라이너(100)를 안내 부재로 삼아 와인딩되므로 중간 섬유층(200)의 성형성 및 강도가 향상된다.When winding with only the filament member 210, the formability or strength is poor. The present invention uses the liner 100 as a basic skeleton to wind the filament member 210 therein to form the intermediate fiber layer 200. Therefore, the formability and strength of each layer are improved as compared to the method of winding the filament member 210 to bond the first intermediate fiber layer 200 to the liner 100. The liner 100 functions as a mandrel when the intermediate fiber layer 200 is formed. When the filament member 210 is formed on the liner 100 using the liner 100 as a mandrel as in the present invention, the intermediate fiber layer 200 is wound using the liner 100 as a guide member, thereby forming the intermediate fiber layer 200. It is improved in strength and strength.

또한, 본 발명은 중간 섬유층(200)의 형성시 필라멘트 부재(210)가 액상 수지에 함침되지 않은 건조한 상태로 라이너(100)에 와인딩하는 건식 와인딩에 의한다. 본 발명은 라이너(100)를 와인딩 틀로 사용하여 라이너(100)에 건조 상태의 필라멘트 부재(210)를 와인딩하기 때문에, 마찰 계수가 낮아 서로 응집되는 성질이 약하고 스스로 일정한 형상을 유지하기 힘든 필라멘트 부재(210)를 가스 탱크 형상으로 성형할 수 있다.In addition, the present invention is a dry winding in which the filament member 210 is wound in the liner 100 in a dry state not impregnated with the liquid resin when the intermediate fiber layer 200 is formed. Since the present invention uses the liner 100 as a winding frame to wind the filament member 210 in a dry state on the liner 100, the filament member having a low friction coefficient has a low cohesion property and is difficult to maintain a constant shape by itself. 210 can be molded into a gas tank shape.

라이너(100) 및 중간 섬유층(200)의 위에는 표면 수지층(300)이 형성되어 가스 탱크의 외관을 형성한다. 중간 섬유층(200)의 외부 표면에 표면 수지층(300)을 금형으로 적층시켜 가스 탱크의 표면 강도와 내부식성을 강화한다. 일 실시예로서, 표면 수지층(300)을 형성하는 금형은 RTM(resin transfer molding) 금형이 바람직하다. 중간 섬유층(200) 위에 배치되는 표면 수지층(300)은 열 경화성 수지로 적층되어 전체적으로 3중 구조의 가스 탱크가 형성되므로 표면 균열 발생이 억제되고 내충격성이나 내마모성이 개선된다.The surface resin layer 300 is formed on the liner 100 and the intermediate fiber layer 200 to form an appearance of the gas tank. The surface resin layer 300 is laminated on the outer surface of the intermediate fiber layer 200 with a mold to enhance the surface strength and corrosion resistance of the gas tank. In one embodiment, the mold for forming the surface resin layer 300 is preferably a resin transfer molding (RTM) mold. Since the surface resin layer 300 disposed on the intermediate fiber layer 200 is laminated with a thermosetting resin to form a gas tank having a triple structure as a whole, surface cracking is suppressed and impact resistance and abrasion resistance are improved.

금속 재질로 된 종래의 가스 탱크에 비하여 본 발명의 가스 탱크는 합성 수지, 유리 섬유(glass fiber)나 탄소 섬유(carbon fiber)를 포함하는 필라멘트 부재(210)로 이루어지므로 가스 탱크 내부에 부식이 발생할 염려가 없고 녹이나 금속 부스러기 등의 이물질 발생 염려가 없는 장점이 있다.Compared to a conventional gas tank made of metal, the gas tank of the present invention is made of a filament member 210 including synthetic resin, glass fiber, or carbon fiber, so that corrosion may occur inside the gas tank. There is no concern and there is no fear of foreign substances such as rust or metal debris.

이하, 라이너(100), 중간 섬유층(200), 표면 수지층(300)에 대하여 차례로 설명한다.Hereinafter, the liner 100, the intermediate fiber layer 200, and the surface resin layer 300 will be described in order.

도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 융착부(124)를 구비한 라이너(100)를 도시한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 블로우 성형법으로 제조되는 라이너(100)를 도시한다.2 illustrates a liner 100 having a fusion 124 as one embodiment of the present invention. 3 illustrates a liner 100 manufactured by blow molding as an embodiment of the present invention.

라이너(100)는 가스의 누출을 방지하고 가스와의 반응성이 낮으며 접합성이 양호한 열가소성 수지로 성형되는 것이 바람직하다. 라이너(100)는, 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE : High Density Polyethylene)을 포함한 열 가소성 수지로 이루어진다.The liner 100 is preferably molded of a thermoplastic resin which prevents leakage of gas, has low reactivity with the gas, and has good adhesion. The liner 100 is made of thermoplastic resin including polyethylene (PE) and high density polyethylene (HDPE).

라이너(100)는 제1 방식 또는 제2 방식에 의하여 제조된다. 도 2에 도시된 제1 방식은, 돔부(110), 실린더부(120), 보스부(130)가 각각의 경계면에서 초음파 융착 또는 열 융착에 의하여 접합되는 융착 방식이다. 돔부(110), 실린더부(120), 보스부(130)의 경계면에 융착부(124)가 형성된다.The liner 100 is manufactured by the first method or the second method. The first method illustrated in FIG. 2 is a fusion method in which the dome part 110, the cylinder part 120, and the boss part 130 are joined by ultrasonic fusion or thermal fusion at each interface. The fusion unit 124 is formed at the interface between the dome unit 110, the cylinder unit 120, and the boss unit 130.

돔부(110)는 실린더부(120)의 양측 개구부(122)를 폐쇄하는 돔(dome)형상이다.The dome part 110 has a dome shape which closes both openings 122 of the cylinder part 120.

실린더부(120)에는 가스가 수용되며, 실린더부(120)는 파이프 형상으로서 양단에는 돔부(110)가 결합되고, 중앙에는 보스부(130)가 끼워지는 개구부(122)가 형성된다.Gas is accommodated in the cylinder portion 120, the cylinder portion 120 is a pipe shape, both ends of the dome portion 110 is coupled, the center portion 122 is formed with an opening 122 is fitted.

보스부(130)는 가스의 통로가 되는 것으로 펌프나 밸브가 장착되는 부분인 금속 베이스부(132)와 실린더부(120)에 접합되는 합성 수지 재질의 수지 접합부(134)를 포함한다. 금속 베이스부(132)에 가스의 유량을 제어하는 밸브나 펌프가 볼트나 용접 등으로 체결되어야 하고, 내변형성이 타 부분에 비하여 높아야 하므로 금속 재질로 이루어진다. 수지 접합부(134)는 실린더부(120)와 접합성이 양호해야 하므로 라이너(100)와 동일한 재질인 열 가소성 수지로 이루어진다.The boss portion 130 is a gas passage and includes a metal base portion 132, which is a portion on which a pump or a valve is mounted, and a resin bonding portion 134 made of a synthetic resin material bonded to the cylinder portion 120. The valve or the pump for controlling the flow rate of the gas to the metal base portion 132 should be fastened by bolts or welding, and the deformation resistance should be higher than that of the other parts, and thus made of a metal material. Since the resin bonding portion 134 should have good adhesion with the cylinder portion 120, the resin bonding portion 134 is made of a thermoplastic resin that is the same material as the liner 100.

일 실시예로서, 수지 접합부(134)의 재료가 되는 열 가소성 수지가 주입되는 인서트 금형(410)에 펌프나 밸브가 장착되는 금속 베이스부(132)를 함께 넣고 성형하는 인서트 사출(insert molding)에 의하여 보스부(130)가 마련된다.In one embodiment, the insert mold 410 is formed by inserting a metal base portion 132 on which a pump or a valve is mounted together with an insert mold 410 into which a thermoplastic resin, which is a material of the resin joint portion 134, is injected. The boss portion 130 is provided.

융착 방식에 의하면 가스 탱크의 용량 조절시 돔부(110)는 기존의 치수로 제작된 것을 그대로 사용하고 실린더부(120)의 길이만 조절함으로써 가스 탱크 용량을 손쉽게 가변할 수 있다. 또한 융착 방식의 경우, 하자가 발생한 부분만을 떼어내고 정상품으로 교체하면 되므로 부품 공급과 교환 측면에서 유리하다.According to the fusion method, when adjusting the capacity of the gas tank, the dome part 110 can be easily changed by using the one manufactured as the existing dimension and adjusting only the length of the cylinder part 120. Also, in the case of fusion method, it is advantageous in terms of parts supply and exchange since only the defective part is removed and replaced with a regular product.

융착부(124)는 초음파 융착 또는 열 융착에 의하여 접합되므로, 접합성이 뛰어난 열 가소성 수지로 라이너(100)를 형성하는 것이 바람직하다. 후술하는 제2 방식에 의하더라도 보스부(130)는 블로우 금형(420)에서 한 번에 성형되지 않고 별개의 부품으로 라이너(100)에 접착되므로 접착성이 양호한 열 가소성 수지로 라이너(100)를 제작한다.Since the fusion portion 124 is bonded by ultrasonic fusion or thermal fusion, it is preferable to form the liner 100 with a thermoplastic resin having excellent bonding property. The boss unit 130 is not molded at one time in the blow mold 420 but is bonded to the liner 100 as a separate component even by the second method described later, so that the liner 100 is made of a thermoplastic resin having good adhesion. To make.

도 3에 도시된 라이너(100) 성형에 관한 제2 방식은, 블로우 금형(420)에 라이너 베이스(151)를 삽입하고 라이너 베이스(151) 내부에 공기를 불어넣어 라이너 베이스(151)를 라이너(100) 형상으로 팽창시킨 블로우 성형법이다. 블로우 구멍을 통하여 주입되는 공기는 라이너 베이스(151) 내부를 팽창시키며, 라이너 베이스(151) 외부는 블로우 금형(420)에 밀착되어 금형 내부와 동일한 형상으로 성형된다. 블로우 금형(420)을 통과한 라이너(100)는 후가공 공정에서 개구부(122)가 가공되며, 인서트 사출 또는 기타의 방법으로 마련된 보스부(130)가 개구부(122)에 융착된다.In the second method of forming the liner 100 illustrated in FIG. 3, the liner base 151 is inserted into the blow mold 420 and blows air into the liner base 151 to thereby form the liner base 151. 100) It is a blow molding method expanded to a shape. The air injected through the blow holes expands the inside of the liner base 151, and the outside of the liner base 151 is in close contact with the blow mold 420 and is molded into the same shape as the inside of the mold. In the liner 100 passing through the blow mold 420, the opening 122 is processed in a post-processing process, and the boss 130 provided by insert injection or other methods is fused to the opening 122.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예로서, 필라멘트 부재(210)의 와인딩 방법을 도시한다. 도 7은 본 발명의 건식 와인딩과 비교하기 위한 것으로서, 필라멘트 부재(210)가 수지에 함침되어 습식 와인딩되는 경우에 공극(290) 발생을 설명하는 단면 사진이다.4 to 6 illustrate a winding method of the filament member 210 as an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the generation of voids 290 when the filament member 210 is impregnated with a resin and wet-wound as a comparison with the dry winding of the present invention.

중간 섬유층(200)은 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 포함하는 필라멘트 부재(210)가 건식 와인딩된 것이다.The intermediate fiber layer 200 is a dry winding of the filament member 210 including glass fibers or carbon fibers.

본 발명과 비교되는 것으로 습식 섬유 와인딩 공법에 의하여 복합 재료를 제조하는 경우, 섬유를 수지에 함침하여 습식 상태의 섬유를 감아서 탱크 형상으로 성형한다. 그러나, 수지에 함침된 섬유는 점성이 높아 끈적끈적한 상태이며 반복 성형시 동일한 위치 및 동일한 두께를 유지할 확률이 낮으므로 형상 재현성이 떨어진다. 또한, 섬유가 수지에 함침된 습식 상태로 권선되면 공정 관리가 힘들어 생산성 및 생산 수율이 저하되고, 품질 균일성이 떨어지는 문제점이 있다. 습식 섬유 와인딩은 도 7과 같이 공극(290)의 발생률이 높아 강도가 떨어지며 균일성이 저하된다. 이물질이나 불순물이 필라멘트 부재(210)에 혼입되어 수율이 떨어지며, 형상의 균일성이 떨어지며, 필라멘트 부재(210)에 묻은 액상 수지로 인하여 공기 구멍이 다발되므로 강도가 떨어지는 문제점이 있다.In comparison with the present invention, when the composite material is produced by the wet fiber winding method, the fiber is impregnated with the resin, and the fiber in the wet state is wound to form a tank. However, the fibers impregnated with the resin are viscous and viscous, and the shape reproducibility is poor because the probability of maintaining the same position and the same thickness during repeated molding is low. In addition, when the fiber is wound in a wet state impregnated with the resin, process management is difficult, resulting in a decrease in productivity and production yield, and inferior quality uniformity. The wet fiber winding has a high incidence of voids 290, as shown in FIG. Foreign matter or impurities are mixed in the filament member 210, the yield is reduced, the uniformity of the shape is deteriorated, the air holes are bundled due to the liquid resin on the filament member 210, there is a problem that the strength is lowered.

본 발명은 이를 개선하여 필라멘트 부재(210)에 수지를 함침시키지 않고 건식 상태에서 라이너(100)의 표면에 필라멘트 부재(210)를 와인딩한다. 건식 필라멘트 와인딩에 의하여 중간 섬유층(200)을 형성하면, 생산 수율과 생산 시간을 단축시키는 장점이 있고, 공극률을 개선하여 기포 함량을 줄이고 강도를 향상시킨다. 건식 와인딩에 의하면 와인딩 시간이 줄어들어 생산 수율이 향상되며, 필라멘트 부재(210)의 취급이 간편하고 필라멘트 부재(210)에 이물질이 달라붙지 않아 품질 균일성이 향상된다.The present invention improves this to wind the filament member 210 on the surface of the liner 100 in a dry state without impregnating the resin in the filament member 210. Forming the intermediate fiber layer 200 by the dry filament winding has the advantage of shortening the production yield and production time, improving the porosity to reduce the bubble content and improve the strength. According to the dry winding, the winding time is reduced and the production yield is improved, and the handling of the filament member 210 is easy and the foreign matter does not stick to the filament member 210, thereby improving the quality uniformity.

x축을 변형율(strain)로 놓고, y축을 인장 강도(tensile strength)로 놓은 그래프에서, 필라멘트 부재(210)는 표면 수지층(300)을 형성하는 합성 수지에 비하여 휠씬 큰 기울기를 갖는 직선 또는 곡선으로 나타난다. 즉, 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 포함하는 필라멘트 부재(210)는 동일한 변형율(strain)에 대하여 표면 수지층(300)보다 휠씬 높은 인장 강도를 갖는다. 한편, 표면 수지층(300)을 형성하는 합성 수지는 동일한 인장 강도에 대하여 필라멘트 부재(210)보다 휠씬 높은 변형율을 갖는다.In the graph where the x-axis is the strain and the y-axis is the tensile strength, the filament member 210 is a straight or curved line having a much larger slope than the synthetic resin forming the surface resin layer 300. appear. That is, the filament member 210 including glass fibers or carbon fibers has a tensile strength much higher than that of the surface resin layer 300 for the same strain. On the other hand, the synthetic resin forming the surface resin layer 300 has a much higher strain rate than the filament member 210 for the same tensile strength.

따라서, 라이너(100) 또는 표면 수지층(300)을 형성하는 합성 수지는 필라멘트 부재(210)보다 인장 강도가 작은 한계가 있지만 재료가 파단할 때까지 에너지를 흡수하므로 인성(toughness)이 좋으며, 우수한 경년 열화 저항성을 갖고, 자외선 등의 환경 열화에 강하며, 반복 피로 하중에 강한 특징이 있다.Therefore, the synthetic resin forming the liner 100 or the surface resin layer 300 has a smaller tensile strength than the filament member 210, but absorbs energy until the material breaks, so the toughness is good and excellent. It has the characteristics of aging deterioration, is resistant to environmental degradation such as ultraviolet rays, and is resistant to repeated fatigue loads.

라이너(100)나 표면 수지층(300)의 인장 강도를 보완하는 것이 중간 섬유층(200)이다. 필라멘트 부재(210)로 이루어진 중간 섬유층(200)은, 중간 섬유층(200)의 내측에 배치되는 수지 재질의 라이너(100)는 물론 중간 섬유층(200)의 외측에 배치되는 표면 수지층(300)의 스트레인 특성과 인장 강도를 집중적으로 향상시킨다. 중간 섬유층(200)과 라이너(100) 및 표면 수지층(300)의 표면 장력과 내변형성을 향상시킨다.The intermediate fiber layer 200 complements the tensile strength of the liner 100 or the surface resin layer 300. The intermediate fiber layer 200 made of the filament member 210 may be formed of the resin liner 100 disposed inside the intermediate fiber layer 200 as well as the surface resin layer 300 disposed outside the intermediate fiber layer 200. Intensively improve strain properties and tensile strength. The surface tension and deformation resistance of the intermediate fiber layer 200, the liner 100, and the surface resin layer 300 are improved.

이와 같이 라이너(100) 또는 표면 수지층(300)을 형성하는 수지의 특성과 중간 섬유층(200)을 형성하는 필라멘트 부재(210)의 특성을 결합하여 본 발명의 가스 탱크가 형성된다. 라이너(100) 또는 표면 수지층(300)을 형성하는 수지와 필라멘트 부재(210)의 상대 비율은 물론, 필라멘트 부재(210)의 권선 방향에 따라 가스 탱크의 강도가 달라진다. The gas tank of the present invention is formed by combining the properties of the resin forming the liner 100 or the surface resin layer 300 and the properties of the filament member 210 forming the intermediate fiber layer 200. The strength of the gas tank varies according to the winding ratio of the filament member 210 as well as the relative ratio of the resin forming the liner 100 or the surface resin layer 300 to the filament member 210.

도 4는 라이너(100)의 축 방향을 따라 필라멘트 부재(210)가 권선되는 실시예를 도시한다. 필라멘트 부재(210)는 실린더부(120)에서 축 방향과 이루는 각도가 0°로서 축 방향에 평행한 방향으로 연장되며, 돔부(110)에서 축 방향과 이루는 경사각(θ)이 0~90°로서 돔부(110) 또는 돔부(110)와 실린더부(120)의 경계면에서 상기 실린더부(120)의 축방향에 대하여 소정의 경사각(θ)을 이루며 와인딩된다.4 illustrates an embodiment in which the filament member 210 is wound along the axial direction of the liner 100. The filament member 210 extends in a direction parallel to the axial direction with an angle of 0 ° in the cylinder part 120, and an inclination angle θ with the axial direction in the dome part 110 is 0 to 90 °. The dome part 110 or the boundary surface between the dome part 110 and the cylinder part 120 is wound to form a predetermined inclination angle θ with respect to the axial direction of the cylinder part 120.

실린더부(120)는 일정한 직경을 갖지만 돔부(110)는 내주 부분의 직경이 외주 부분의 직경보다 작다. 따라서, 일정한 굵기의 필라멘트 부재(210)를 실린더부(120)를 거쳐 돔부(110)에 와인딩하는 경우 돔부(110)의 중심 부분으로 갈수록 필라멘트 부재(210)의 적층 두께가 커지는 문제가 발생한다. 이를 개선하기 위한 일 실시예로서, 돔부(110)에서 필라멘트 부재(210)의 경사각은 필라멘트 부재(210)의 턴(turn) 수에 따라 서로 다른 값을 가진다. 이에 따라 실린더부(120)의 중간 섬유층(200) 두께와 돔부(110)의 중간 섬유층(200) 두께가 균일하게 와인딩된다.The cylinder part 120 has a constant diameter, but the dome part 110 has a diameter of the inner circumferential portion smaller than that of the outer circumferential portion. Therefore, when winding the filament member 210 having a constant thickness to the dome part 110 via the cylinder part 120, a problem arises in that the stacking thickness of the filament member 210 becomes larger toward the center portion of the dome part 110. As an embodiment for improving this, the inclination angle of the filament member 210 in the dome 110 has a different value depending on the number of turns of the filament member 210. Accordingly, the thickness of the intermediate fiber layer 200 of the cylinder part 120 and the thickness of the intermediate fiber layer 200 of the dome part 110 are uniformly wound.

일 실시예로서, 도 4를 참조하면, 실린더부(120)에서 평행하게 연장되는 필라멘트 부재(210) 중 서로 인접한 제1 섬유(210a) 및 제2 섬유(210b)는 돔부(110) 영역에서 서로 다른 경사각을 가지며 서로 다른 방향으로 연장된다. 따라서, 돔부(110)의 특정 영역이 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다.As an example, referring to FIG. 4, among the filament members 210 extending in parallel in the cylinder portion 120, the first fibers 210a and the second fibers 210b adjacent to each other are in the dome portion 110 region. Different angles of inclination extend in different directions. Therefore, it is possible to prevent the specific region of the dome portion 110 from becoming thick.

도 5는 실린더부(120)의 축방향에 경사진 제1 방향을 따라 직선상으로 섬유 다발(220)의 방향성을 유지하며 각각의 섬유 다발(220)이 지그재그(zigzag)로 엇갈리게 권선되는 실시예를 나타낸다. 섬유 다발(220)은 평행하게 연장되는 다수의 필라멘트 부재(210)를 포함한다. 도 5와 같은 형상으로 섬유 다발(220)을 와인딩하는 경우, 돔부(110) 및 실린더부(120)의 경계 부분에서 경사각의 급격한 변화가 없으므로 실린더부(120) 및 돔부(110)의 와인딩 두께 차이가 줄어들어 강도 보강 특성이 균일한 장점이 있다.FIG. 5 illustrates an embodiment in which the fiber bundles 220 are wound in a zigzag in a straight line along a first direction inclined in the axial direction of the cylinder part 120, and the fiber bundles 220 are alternately wound in a zigzag. Indicates. The fiber bundle 220 includes a plurality of filament members 210 extending in parallel. When the fiber bundle 220 is wound in the shape as shown in FIG. 5, there is no sudden change in the inclination angle at the boundary between the dome part 110 and the cylinder part 120, and thus the winding thickness difference between the cylinder part 120 and the dome part 110 is different. Reduced has the advantage of uniform strength reinforcement characteristics.

도 6은 돔부(110)에는 도 5와 같이 섬유 다발(220)이 지그재그(zigzag) 형상으로 권선되고 실린더부(120)에는 실린더부(120)의 원주 방향을 따라 연장되는 후프(hoop)형상으로 권선되는 실시예를 나타낸다. 섬유 다발(220)의 턴(turn) 수가 증가되면서 돔부(110)의 와인딩을 완료하여 1차 와인딩부(221)를 형성하고, 섬유 다발(220)의 경사각을 변동시킨 다음, 실린더부(120)를 후프 형상으로 와인딩하여 2차 와인딩부(222)를 형성한다.FIG. 6 is a hoop shape in which the fiber bundle 220 is wound in a zigzag shape on the dome part 110 and is zigzag-shaped, and the cylinder part 120 extends along the circumferential direction of the cylinder part 120. An example of winding is shown. As the number of turns of the fiber bundle 220 increases, the winding of the dome part 110 is completed to form the primary winding part 221, the inclination angle of the fiber bundle 220 is changed, and then the cylinder part 120 is changed. Winding to form a hoop to form a secondary winding part 222.

섬유 다발(220)이 지그재그(zigzag) 형상으로 권선된 1차 와인딩부(221)는 라이너(100)에 밀착되며, 실린더부(120)의 원주 방향을 따라 연장되는 후프(hoop)형상으로 섬유 다발(220)이 권선된 2차 와인딩부(222)는 1차 와인딩부(221)의 위에 밀착된다. 이에 의하면 돔부(110)와 실린더부(120)의 섬유 다발(220) 두께를 균일하게 할 수 있으며 실린더부(120)의 래디얼(radial) 방향 및 탄젠셜(tangential) 방향 스트레인이 집중 보강되는 장점이 있다.The primary winding part 221 in which the fiber bundle 220 is wound in a zigzag shape is in close contact with the liner 100, and the fiber bundle 220 has a hoop shape extending along the circumferential direction of the cylinder part 120. The secondary winding 222 wound around the 220 is in close contact with the primary winding 221. According to this, the thickness of the fiber bundle 220 of the dome part 110 and the cylinder part 120 can be uniform, and the radial and tangential direction strains of the cylinder part 120 are concentrated and reinforced. have.

도 4 내지 도 6에 도시된 본 발명의 실시예에서, 필라멘트 부재(210)는 건식으로 와인딩되므로 라이너(100) 표면과 필라멘트 부재(210)의 점착성이 낮다. 건식 와인딩의 낮은 점착성은 습식 와인딩에 비하여 와인딩 시간이 약 50% 감소되고 형상 재현성, 이물질 방지, 균일성 측면에서 유리한 장점을 제공한다. 그러나, 건식 와인딩의 낮은 점착성은 와인딩시 라이너(100) 표면에서 필라멘트 부재(210)를 미끄러지게 하는 요인이 된다.In the embodiment of the present invention shown in Figures 4 to 6, the filament member 210 is a dry winding, so the adhesion of the liner 100 surface and the filament member 210 is low. The low tack of dry windings reduces the winding time by about 50% compared to wet windings and offers advantages in shape reproducibility, foreign matter prevention and uniformity. However, the low adhesion of dry windings is a factor in sliding the filament member 210 on the surface of the liner 100 during winding.

이를 개선하기 위하여 후크(152)가 마련되는 것이 바람직하다. 후크(152)는 라이너(100)의 외주에 돌출되며 필라멘트 부재(210) 또는 섬유 다발(220)에 걸쳐져 필라멘트 부재(210) 또는 섬유 다발(220)의 와인딩 방향을 변동시킨다. 후크(152)는 필라멘트 부재(210) 또는 섬유 다발(220)의 경사각이 불연속적으로 급격하게 변동되는 위치에 마련되며 필라멘트 부재(210)의 미끄럼 유동을 방지한다.In order to improve this, the hook 152 is preferably provided. The hook 152 protrudes on the outer circumference of the liner 100 and spans the filament member 210 or the fiber bundle 220 to change the winding direction of the filament member 210 or the fiber bundle 220. The hook 152 is provided at a position where the inclination angle of the filament member 210 or the fiber bundle 220 is discontinuously fluctuated and prevents the sliding flow of the filament member 210.

일 실시예로서, 후크(152)는 돔부(110)와 실린더부(120)의 경사 부분에 마련되는 것이 필라멘트 부재(210)의 미끄럼 방지 효과를 극대화할 수 있다. 필라멘트 부재(210)는 후크(152)에 걸려서 유동이 방지되며 돔부(110) 및 실린더부(120)의 경계 부분에서 급격한 경사각의 변화를 달성할 수 있다. In an embodiment, the hook 152 may be provided at the inclined portions of the dome part 110 and the cylinder part 120 to maximize the anti-slip effect of the filament member 210. The filament member 210 may be caught by the hook 152 to prevent flow, and may achieve a sharp change in the inclination angle at the boundary portion between the dome 110 and the cylinder 120.

도 8은 본 발명의 일 실시예로서, 표면 수지층(300)의 형성 과정을 설명하는 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a process of forming the surface resin layer 300 as an embodiment of the present invention.

표면 수지층(300)은 에폭시, 비닐에스터(vinyl ester)를 포함한 열경화성 수지를 RTM 금형(430)을 이용하여 중간 섬유층(200) 외주 표면에 고압으로 적층시킨 것이다.The surface resin layer 300 is a thermosetting resin including an epoxy and a vinyl ester is laminated at high pressure on the outer circumferential surface of the intermediate fiber layer 200 using the RTM mold 430.

에폭시 수지는 비중 1.230~1.189이며, 굽힘 강도, 경도 등 기계적 성질이 우수하다. 경화시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없고, 재료 면에 큰 접착력을 가진다. 안료(顔料)를 첨가함으로써 마음대로 착색할 수 있고, 내 일광성도 양호하며, 주형(注型) 가공성이나 봉입(封入) 가공성이 매우 뛰어나다. 따라서, 금속과 금속은 물론 이종 재료간의 접합 재료로 좋다. 고리 모양 다이 에폭시수지의 경우는 내열성도 향상되어 180℃ 전후까지 내열성을 갖는다. Epoxy resin has a specific gravity of 1.230 to 1.189 and is excellent in mechanical properties such as bending strength and hardness. There is no generation of volatiles and shrinkage of the volume at the time of curing, and it has great adhesion to the material surface. By adding a pigment, coloring can be made at will, the sun resistance is also good, and moldability and encapsulation workability are very excellent. Therefore, it is good as a joining material between a metal and a metal, as well as a heterogeneous material. In the case of the annular die epoxy resin, the heat resistance is also improved and has heat resistance up to around 180 ° C.

비닐에스터는 비닐 알코올 에스터로서 아세틸렌과 지방산을 가압 반응하여 얻는다. 비닐에스터는 카복실산 에스터(일반식 RCOOCH=CH2)를 포함하며 무기산 에스터도 포함한다. 아세틸렌과 지방산을 가압하고 아연염 등을 촉매로 하여 반응시키면 비닐에스터가 생성된다. 비닐에스터에 대하여 라디칼 중합을 일으켜 고분자 반응시키면 폴리 비닐에스터, 비닐 혼성 중합체, 폴리 비닐 알코올이 생성된다.Vinyl ester is obtained by pressurizing acetylene and fatty acid as vinyl alcohol ester. Vinyl esters include carboxylic acid esters (formula RCOOCH = CH2) and also include inorganic acid esters. Pressurizing acetylene and fatty acids and reacting with a zinc salt as a catalyst produces vinyl esters. When radical polymerization occurs on the vinyl ester and the polymer is reacted, polyvinyl ester, vinyl hybrid polymer, and polyvinyl alcohol are produced.

라이너(100)에 중간 섬유층(200) 형성이 완료되고, 보스부(130)의 융착이 완료되면 최종 공정으로서 표면 수지층(300)이 적층된다. 이때, 고압으로 표면 수지층(300)을 적층하여 표면 수지층(300)의 강도를 향상시킨다. 표면 수지층(300)의 형성시 수지 주입구(432)를 통하여 중간 섬유층(200)의 외주에 고압의 액상 수지를 주입함과 동시에, 액상 수지의 주입 압력에 따라 라이너(100)가 변형되는 것을 방지하기 위하여 라이너(100)의 내부에는 액상 수지의 주입 압력과 동일한 압력의 공기가 공기 주입부(422)를 통하여 주입된다.When the intermediate fiber layer 200 is formed on the liner 100 and the fusion of the boss 130 is completed, the surface resin layer 300 is laminated as a final process. At this time, the surface resin layer 300 is laminated at high pressure to improve the strength of the surface resin layer 300. When the surface resin layer 300 is formed, the high pressure liquid resin is injected into the outer circumference of the intermediate fiber layer 200 through the resin injection hole 432, and the liner 100 is prevented from being deformed according to the injection pressure of the liquid resin. In order to do this, air having a pressure equal to the injection pressure of the liquid resin is injected into the liner 100 through the air injection unit 422.

공기 주입부(422)는 RTM 금형(430)의 일부를 개구하여 형성된다. 일 실시예로서, 공기 주입부(422)에 보스부(130)를 밀착시켜 보스부(130) 및 공기 주입부(422)의 틈새로 공기가 누설되지 않도록 하고, 보스부(130)에 형성된 가스 구멍(133) 및 라이너(100)의 개구부(122)를 통하여 라이너(100) 내부에 공기를 주입한다.The air inlet 422 is formed by opening a portion of the RTM mold 430. In an embodiment, the boss 130 is brought into close contact with the air injection unit 422 so that air does not leak into a gap between the boss unit 130 and the air injection unit 422, and the gas formed in the boss unit 130 is provided. Air is injected into the liner 100 through the hole 133 and the opening 122 of the liner 100.

공기 주입에 의하여 라이너(100)의 변형이 방지되는 조건에서 고압으로 표면 수지층(300)을 형성하면 공극(290) 발생률이 감소되고 중간 섬유층(200)과 표면 수지층(300)의 결합력이 향상된다. 수지 주입으로 형성된 표면 수지층(300)은 금형 내부 또는 금형에서 꺼낸 상태에서 1차 경화 또는 2차 경화된다.When the surface resin layer 300 is formed at high pressure under the condition that the deformation of the liner 100 is prevented by air injection, the void 290 occurrence rate is reduced and the bonding force between the intermediate fiber layer 200 and the surface resin layer 300 is improved. do. The surface resin layer 300 formed by resin injection is first hardened or second hardened in the mold or taken out from the mold.

수지 주입구(432)를 통한 액상 수지의 주입 압력 또는 공기 주입부(422)를 통한 공기의 주입 압력은 30 Bar 이상이다. 표면 수지층(300)을 이루는 액상 수지는 30Bar 이상의 압력으로 금형에 주입되며 80℃ 이상의 고온에서 10~20분 동안 1차 경화 단계를 거치면서 안정화된 고분자 고리를 형성한다. 1차 경화 단계 이후에는 자연 냉각 등으로 2차 경화된다.The injection pressure of the liquid resin through the resin injection hole 432 or the injection pressure of air through the air injection portion 422 is 30 Bar or more. The liquid resin constituting the surface resin layer 300 is injected into the mold at a pressure of 30 Bar or more, and forms a stabilized polymer ring through a first curing step for 10 to 20 minutes at a high temperature of 80 ° C. or higher. After the primary curing step it is secondary cured, such as by natural cooling.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

100...라이너 151...라이너 베이스
152...후크 200...중간 섬유층
210...필라멘트 부재 220...섬유 다발
221...1차 와인딩부 222...2차 와인딩부
290...공극 300...표면 수지층
110...돔부 120...실린더부
122...개구부 124...융착부
130...보스부 132...금속 베이스부
133...가스 구멍 134...수지 접합부
410...인서트 금형 420...블로우 금형
422...공기 주입부 430...RTM 금형
432...수지 주입구
100 ... liner 151 ... liner base
152 Hook 200 Intermediate fiber layer
210 filament member 220 fiber bundle
221 ... 1st winding part 222 ... 2nd winding part
290 voids 300 resin surface
110.Dome 120 Cylinder
122 ... opening 124 ... fusion part
130 Boss part 132 Metal base part
133.Gas hole 134 ... Resin junction
410 insert mold 420 blow mold
422 ... Air injection 430 ... RTM mold
432 ... Resin inlet

Claims (19)

유리 섬유 또는 탄소 섬유를 포함하는 필라멘트 부재를 와인딩함으로써 형성되는 중간 섬유층;
상기 중간 섬유층에 적층되는 표면 수지층; 을 포함하는 가스 탱크.
An intermediate fiber layer formed by winding a filament member comprising glass fibers or carbon fibers;
A surface resin layer laminated on the intermediate fiber layer; Gas tank comprising a.
제1항에 있어서,
가스가 수용되는 합성 수지 재질의 라이너; 를 포함하고,
상기 라이너의 외부 표면에 상기 필라멘트 부재가 와인딩되는 가스 탱크.
The method of claim 1,
A liner made of synthetic resin containing gas; Lt; / RTI >
A gas tank in which the filament member is wound on an outer surface of the liner.
제2항에 있어서,
상기 필라멘트 부재는 건조한 상태로 상기 라이너에 와인딩되는 가스 탱크.
The method of claim 2,
And the filament member is wound in the liner in a dry state.
제2항에 있어서,
상기 라이너는 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 열가소성 수지로 이루어지거나,
상기 표면 수지층은 에폭시, 비닐에스터(vinyl ester)를 포함한 열경화성 수지로 이루어진 가스 탱크.
The method of claim 2,
The liner is made of polyethylene, thermoplastic resin including high density polyethylene,
The surface resin layer is a gas tank made of a thermosetting resin containing epoxy, vinyl ester (vinyl ester).
제2항에 있어서,
상기 라이너는 가스가 수용되는 파이프 형상의 실린더부, 상기 실린더부의 개구부에 끼워지며 가스의 통로가 되는 보스부 및 상기 실린더부의 양단을 폐쇄하는 돔부를 포함하는 가스 탱크.
The method of claim 2,
The liner includes a pipe-shaped cylinder portion in which gas is accommodated, a boss portion inserted into an opening of the cylinder portion, and a dome portion closing both ends of the cylinder portion.
제5항에 있어서,
상기 돔부, 실린더부, 보스부를 서로 융착시키는 융착부가 상기 돔부, 실린더부, 보스부의 경계면에 마련되는 가스 탱크.
The method of claim 5,
A gas tank in which a fusion portion for fusion bonding the dome portion, the cylinder portion, and the boss portion to each other is provided at an interface between the dome portion, the cylinder portion, and the boss portion.
제5항에 있어서,
블로우 금형에 라이너 베이스가 삽입되고 상기 라이너 베이스 내부에 공기를 불어넣어 상기 라이너 베이스를 상기 라이너 형상으로 팽창시키고,
상기 블로우 금형에서 꺼내진 상기 라이너에 상기 필라멘트 부재가 와인딩된 가스 탱크.
The method of claim 5,
A liner base is inserted into a blow mold and blows air into the liner base to expand the liner base into the liner shape,
And a filament member wound around the liner taken out of the blow mold.
제5항에 있어서,
상기 보스부는 가스의 통로가 되며 펌프나 밸브가 장착되는 부분인 금속 베이스부와 상기 실린더부에 접합되는 합성 수지 재질의 수지 접합부를 포함하는 가스 탱크.
The method of claim 5,
The boss portion is a gas tank including a metal base portion which is a passage for the gas and the pump or valve is mounted and a resin bonding portion of a synthetic resin material bonded to the cylinder portion.
제8항에 있어서,
상기 수지 접합부의 재료가 주입되는 인서트 금형에 상기 금속 베이스부를 함께 넣고 성형하는 인서트 사출(insert molding)에 의하여 상기 보스부가 마련되는 가스 탱크.
9. The method of claim 8,
And the boss portion is provided by insert molding for inserting and inserting the metal base portion into an insert mold into which the material of the resin bonding portion is injected.
제1항에 있어서,
상기 필라멘트 부재는 동일한 변형율(strain)에 대하여 상기 표면 수지층보다 높은 인장 강도를 갖고, 상기 표면 수지층은 동일한 인장 강도(tensile strength)에 대하여 상기 필라멘트 부재보다 높은 변형율을 갖는 가스 탱크.
The method of claim 1,
Wherein the filament member has a higher tensile strength than the surface resin layer for the same strain, and the surface resin layer has a higher strain than the filament member for the same tensile strength.
제1항에 있어서,
돔부 및 실린더부를 포함하며 상기 필라멘트 부재가 와인딩되는 라이너가 마련되고,
상기 라이너의 축 방향을 따라 상기 필라멘트 부재가 와인딩되며,
상기 필라멘트 부재는 상기 실린더부에서 상기 축 방향과 이루는 각도가 0°로서 상기 축 방향에 평행한 방향으로 연장되며, 상기 돔부에서 상기 축 방향과 이루는 경사각(θ)이 0~90°로서 상기 돔부 또는 상기 돔부와 상기 실린더부의 경계면에서 소정의 경사각(θ)을 이루며 와인딩되는 가스 탱크.
The method of claim 1,
A liner including a dome portion and a cylinder portion, to which the filament member is wound, is provided,
The filament member is wound along the axial direction of the liner,
The filament member extends in a direction parallel to the axial direction at an angle of 0 ° to the axial direction in the cylinder part, and an inclination angle θ of the dome part to the axial direction is 0 to 90 ° in the dome part or And a gas tank wound at an interface between the dome portion and the cylinder portion at a predetermined inclination angle θ.
제1항에 있어서,
돔부 및 실린더부를 포함하며 상기 필라멘트 부재가 와인딩되는 라이너가 마련되고, 상기 돔부에서 상기 필라멘트 부재의 경사각은 상기 필라멘트 부재의 턴(turn) 수에 따라 서로 다른 값을 갖는 가스 탱크.
The method of claim 1,
And a liner including a dome portion and a cylinder portion, to which the filament member is wound, wherein the inclination angle of the filament member in the dome portion has a different value according to the number of turns of the filament member.
제1항에 있어서,
돔부 및 실린더부를 포함하며 상기 필라멘트 부재가 와인딩되는 라이너가 마련되고, 상기 실린더부에서 평행하게 연장되는 상기 필라멘트 부재 중 서로 인접한 제1 섬유 및 제2 섬유는 상기 돔부 영역에서 서로 다른 경사각을 가지며 서로 다른 방향으로 연장되는 가스 탱크.
The method of claim 1,
A liner including a dome portion and a cylinder portion and having a winding of the filament member is provided, wherein the first and second fibers adjacent to each other among the filament members extending in parallel from the cylinder portion have different inclination angles in the dome region and are different from each other. Tank extending in the direction.
제1항에 있어서,
돔부 및 실린더부를 포함하며 상기 필라멘트 부재가 와인딩되는 라이너가 마련되고, 평행하게 연장되는 다수의 필라멘트 부재를 포함하는 섬유 다발이 상기 실린더부의 축방향에 경사진 제1 방향을 따라 직선상으로 연장되며, 상기 각각의 섬유 다발이 지그재그(zigzag)로 엇갈리게 와인딩되는 가스 탱크.
The method of claim 1,
A liner including a dome portion and a cylinder portion and to which the filament member is wound is provided, the fiber bundle including a plurality of filament members extending in parallel extends linearly along a first direction inclined in the axial direction of the cylinder portion, A gas tank in which each bundle of fibers is staggeredly wound in a zigzag.
제1항에 있어서,
돔부 및 실린더부를 포함하며 상기 필라멘트 부재가 와인딩되는 라이너가 마련되고, 상기 섬유 다발의 턴(turn) 수가 증가되면서 상기 돔부의 지그재그 와인딩을 완료함으로써 1차 와인딩부가 형성되고, 상기 섬유 다발의 경사각을 변동시킨 후 상기 실린더부를 후프 형상으로 와인딩하여 2차 와인딩부가 형성되는 가스 탱크.
The method of claim 1,
A liner including a dome part and a cylinder part and the filament member is wound is provided, and a primary winding part is formed by completing a zigzag winding of the dome part by increasing the number of turns of the fiber bundle, and changing an inclination angle of the fiber bundle. After the second gas is formed by winding the cylinder portion in the shape of a hoop.
가스가 수용되는 라이너;
상기 라이너의 표면에 필라멘트 부재가 와인딩된 중간 섬유층;
상기 중간 섬유층에 적층되는 표면 수지층; 을 포함하고,
상기 중간 섬유층의 외주에 고압의 액상 수지를 주입함과 동시에 상기 라이너의 내부에 고압의 공기를 주입하여 상기 표면 수지층이 형성되는 가스 탱크.
A liner containing gas;
An intermediate fiber layer having a filament member wound on a surface of the liner;
A surface resin layer laminated on the intermediate fiber layer; / RTI >
A gas tank in which the surface resin layer is formed by injecting high pressure liquid resin into the outer circumference of the intermediate fiber layer and injecting high pressure air into the liner.
제16항에 있어서,
상기 액상 수지의 주입 압력 또는 상기 공기의 주입 압력은 적어도 30 Bar인 가스 탱크.
17. The method of claim 16,
An injection pressure of the liquid resin or an injection pressure of the air is at least 30 Bar.
제16항에 있어서,
상기 액상 수지는 적어도 80℃의 고온에서 10~20분 동안 1차 경화 단계를 거치면서 안정화된 고분자 고리를 형성하고, 상기 1차 경화 이후에 자연 냉각에 의하여 2차 경화되는 가스 탱크.
17. The method of claim 16,
Wherein the liquid resin is a gas tank which is subjected to a first curing step for 10 to 20 minutes at a high temperature of at least 80 ℃ to form a stabilized polymer ring, secondary curing by natural cooling after the first curing.
가스가 수용되는 라이너를 형성하는 단계;
상기 라이너에 건조한 상태의 필라멘트 부재를 와인딩하여 중간 섬유층을 형성하는 단계;
상기 중간 섬유층에 고압으로 액상 수지를 주입하고 상기 라이너의 내부에 고압의 공기를 주입하여 표면 수지층을 형성하는 단계; 를 포함하는 가스 탱크 제조 방법.
Forming a liner containing gas;
Winding the filament member in a dry state to the liner to form an intermediate fiber layer;
Injecting a liquid resin at high pressure into the intermediate fiber layer and injecting high pressure air into the liner to form a surface resin layer; Gas tank manufacturing method comprising a.
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