KR20240110598A - 가스 저장 탱크 - Google Patents

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KR20240110598A
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semi
reinforcement layer
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질 호흐슈테터
띠보 사바르
아르뛰르 바보
악셀 살리니에
토니 판스베이헨호번
클리펠레이르 요한 더
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아르끄마 프랑스
코베스 엔브이
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Abstract

바람직하게는 고압하에서 압축 가스, 보다 특히 수소의 저장을 위해, 내부로부터 외부까지 적어도 하기의 3 개의 연속적인 층을 포함하는 다층 구조를 포함하는 탱크:
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tm 이 280 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진 하나 이상의 실링 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 보다 특히 60 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 중간 복합 보강 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 80 ℃ 초과, 바람직하게는 100 ℃ 초과인 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 외부 복합 보강 층,
최외측의 실링 층은 최내측의 중간 복합 보강 층에 용접되고,
최외측의 중간 복합 보강 층은 최내측의 외부 복합 보강 층에 용접됨.

Description

가스 저장 탱크
본 발명은 가스, 특히 고압에서 압축 가스를 저장하기 위한 특정한 다층 구조를 포함하는 탱크, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
운송 분야, 및 특히 자동차 분야에서 추구하는 목표 중 하나는 오염이 적은 차량을 제안하는 것이다. 이에 따라, 배터리를 포함하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차는 가솔린 또는 디젤 자동차와 같은 내연기관 자동차를 점진적으로 대체하는 것을 목표로 한다. 그러나, 배터리는 차량의 비교적 복잡한 구성 요소임이 밝혀졌다. 차량에서의 배터리의 위치에 따라, 극한의 온도 및 다양한 습도일 수 있는 외부 환경과 충격으로부터 배터리를 보호하는 것이 필요할 수 있다. 또한, 화재의 위험을 예방하는 것도 필요하다.
또한, 배터리 셀을 손상시키지 않고 수명을 보존하기 위해서는, 차량의 작동 온도가 55 ℃ 를 초과하지 않는 것이 중요하다. 반대로, 예를 들어 겨울철에는 배터리 작동을 최적화하기 위해서 배터리의 온도를 상승시킬 필요가 있을 수 있다.
더욱이, 전기 자동차는 여전히 여러가지 문제, 즉, 배터리의 자율성, 배터리에서 희토류의 사용, 자원이 고갈되지 않는 것, 및 배터리를 재충전할 수 있도록 하기 위한 여러 국가의 전기 생산 문제로 인해 어려움을 겪고 있다.
따라서, 수소는 연료 전지에 의해 전기로 변환되어 전기 자동차에 동력을 공급할 수 있기 때문에, 수소는 전기 배터리의 대안이다.
그럼에도 불구하고, 수소 저장은 특히 이동형 저장의 경우에는, 수소의 매우 낮은 분자량 및 매우 낮은 액화 온도로 인해 기술적으로 어렵고 비용이 많이 든다. 그러나, 효과적이기 위해서는, 차량이 사용되는 온도를 고려하여 소량으로 저장해야 하며, 이를 위해서는 수소를 고압 상태로 유지해야 한다. 이것은 특히 배터리 구동식 전기 베이스를 보완하기 위해 600 내지 700 km 정도의 자율성을 추구하거나 또는 본질적으로 도시 용도의 경우에는 훨씬 더 적은 연료 전지 하이브리드 도로 차량의 경우에 해당한다.
수소 탱크는 일반적으로 금속 라이너로 이루어져 쉘 외부로 수소가 확산되는 것을 방지해야 한다. 첫번째 쉘은 탱크의 내부 압력 (예를 들어, 700 bar) 을 견디고 가능한 충격이나 열원에 저항하도록 의도된 두번째 케이싱 (일반적으로 복합 재료로 제조됨) 으로 보호되어야 한다. 또한, 탱크는 밸브 시스템을 포함해서 또한 안전해야 한다.
2016 년 12 월 개정된 프랑스 수소 연료 전지 협회의 수소에 관한 각서 (AFHYPAC (Association Francaise pour l'hydrogene et la pile a combustible)) Sheet 4.2 에 따르면, 압력하에서 수소의 저장 및 분배는 20 MPa 또는 25 MPa (유형 I 및 II) 로 가압된 강철 재질의 실린더 또는 실린더 어셈블리를 사용하여 수년 동안 표준으로 시행되고 있다. 이러한 저장 방식의 단점은 벌크 - 메탄의 경우 100 kg/㎥ 에 비해 20 MPa 및 상온 (21 ℃) 에서 단지 14 kg/㎥ - 및 특히 중량이며, 이는 수소에 의해 야기되는 취성의 문제를 회피하기 위해서 낮은 응력 수준을 갖는 강철의 사용으로부터 기인한다. 소위 유형 III 및 IV 복합 탱크의 기술의 등장으로 상황은 급진적으로 변화하였다. 상기 탱크의 기본 원리는 하나를 다른 하나와 독립적으로 관리하기 위해서 실링 및 기계적 내성인 2 개의 본질적인 기능을 분리하는 것이다. 상기 유형의 탱크에서, 실링 라이너 또는 외장이라고 하는 (열경화성 또는 열가소성) 수지로 제조된 블래더는 보강 외장 또는 층이라고 하는 섬유 (유리, 아라미드, 탄소) 로 이루어진 보강 구조와 관련된다. 상기 유형의 탱크는 탱크의 질량을 감소시키고 심각한 외부 침입의 경우에 폭발성 파열의 위험을 방지하면서, 훨씬 더 높은 압력에서 작업할 수 있게 한다. 이에 의해, 70 MPa (700 bar) 의 압력이 현실적으로 현재의 표준이 되었다.
유형 IV 탱크에서, 실링 층 및 보강 층은 서로 접착되지 않는 상이한 재료로 제조되며, 종종 실링 층과 보강 층 사이의 계면에서의 가스의 축적 및 탱크의 내부 압력의 감소가 동시에 있을 때마다, 실링 층의 붕괴의 원인이 된다. 더욱이, 수압 시험 후에 수행되는 유형 IV 탱크의 건조는 실링 층의 붕괴 위험 때문에 진공 하에서만 건조가 가능하므로, 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 든다.
이러한 과제는 2 개의 층 사이의 우수하고 내구성 있는 용접성을 제공하여 일체형 탱크를 수득하는데 사용하기 위해서, 상기 중합체를 실링 층 및 보강 층의 매트릭스에 사용하는 것을 기반으로 하여 유형 V 탱크를 개발하게 하였다.
복합 쉘을 제조하기 위해서, 높은 유리 전이 온도 (이하, Tg), 즉, 100 ℃ 초과의 Tg 를 가질 수 있는 탱크를 제조하기 위해 복합체의 매트릭스로서 에폭시 수지를 사용하는 방법이 공지되어 있다. 열경화성 수지, 특히 에폭시 수지를 포함하는 복합체의 단점은, 이것이 일반적으로 미세균열되어 커다란 가변성 또는 심지어 기계적 강도의 손실을 야기한다는 것이다. 또한, 이러한 현상은 탱크의 연속적인 충전/비움 사이클로 시간이 지남에 따라 증폭된다. 따라서, 탄소 섬유 함량 및 이로써 탱크의 중량 및 비용을 증가시킬 필요가 있다.
더욱이, 열경화성 수지, 특히 에폭시 수지의 경우, 미세균열은 복합 보강재의 불투과성에 부정적인 영향을 미치며, 이는 탱크 (즉, 유형 IV 탱크) 내부에서 두꺼운 실링 층의 사용을 필요로 한다.
마지막으로, 재순환성의 관점에서, 현재의 탱크는 재사용 가능하지 않은 열경화성 수지, 특히 에폭시 수지로 제조된 보강 층을 사용한다.
그러나, 유형 IV 탱크에 대한 개선에도 불구하고, 이것은 여전히 단점을 가진다. 특히, 탱크의 충전 속도를 가속화시키는 것이 모색되고 있다. 그러나, 가스 탱크, 특히 수소 탱크의 온도 내성은 현재의 해법으로는 너무 낮다. 탱크의 충전 속도를 가속화하는 것은, 특히 충전 전에 수소를 -60 ℃ 로 냉각시킬 것 없이, 특히 소비자에게 비용 절감의 이점일 것이다.
높은 유리 전이 온도 (이하, Tg) 를 갖는 폴리프탈아미드 보강 층 (이하, PPA 라고 함) 의 사용은 고온에서의 기계적 내성의 측면에서 중요한 이점이 될 것이다. 더욱이, 상기 유형의 수지는 열가소성이며, 이는 재순환 가능한 탱크를 용이하게 수득하게 하는 역할을 할 것이다. 수지의 열가소성 성질은 복합 쉘의 미세균열의 수준을 감소시켜, 이의 기계적 내성을 강화하고 기계적 내성의 가변성을 감소시킬 것이며, 이는 사용되는 탄소 섬유의 양을 상당히 감소시키고, 따라서 유형 IV 탱크와 비교해서 유형 V 탱크의 비용 및 탄소 배출량을 상당히 감소시킬 것이다. 더욱이, 수지의 반-결정질 성질은 가스, 및 특히 수소에 대한 실링을 증가시킬 것이다. 그러므로, 복합 쉘은 탱크의 불투과성에 기여하고, 이에 의해 실링 층의 두께를 감소시키며, 따라서 탱크의 내부 실링 층의 비용 및 중량을 감소시킬 것이다.
그러나, 열가소성 중합체 실링 층 상에 고온 복합 테이프를 권취함으로써 이러한 유형의 탱크를 제조하는 것은 탱크의 제조 종료시 탱크의 냉각 동안에, 관련된 재료의 차등 팽창에 고유하고, 보다 특히 섬유와 실링 층을 구성하는 중합체 사이의 차등 팽창에 고유한 열 기원의 유의한 잔류 응력의 발생과 관련한 어려움을 발생시킨다. 이것은 탄소 섬유 복합 보강재를 구성하는 PPA 매트릭스의 경우에 특히 심화된다. 실제로, PPA 를 함유하는 복합 테이프를 사용하기 위한 고온은 이러한 유형의 수지의 높은 융점 뿐만 아니라 이의 높은 Tg 로 인해, 탱크에서의 추가적인 잔류 응력의 원인이 되는 주요 공급원이다. 탱크가 낮은 Tg, 전형적으로 50 ℃ 정도의 Tg 를 갖는 폴리아미드 수지, 보다 특히 폴리아미드 11 (PA 11) 의 성형된 인서트를 포함하는 경우, 상기 잔류 응력은 인서트의 변형을 유도하여, 탱크의 완전한 제조, 및 특히 탱크를 폐쇄하는 베이스의 체결을 방지할 수 있다. 탱크가 유형 V (또는 4.5, 즉, 복합체의 매트릭스를 구성하는 중합체는 실링 층의 중합체와 성질이 상이하지만, 2 개의 중합체는 서로 상용성이며 용접 가능한 상태로 유지됨) 이고, 이것이 낮은 Tg 의 폴리아미드 실링 층, 보다 특히 유형 PA 11 을 갖는 경우, 잔류 응력은 복합 보강 층 자체에서 탈응집을 초래할 수 있다.
그러므로, 현재는 고온에서 양호한 기계적 내성을 가지며, 재순환될 수 있고, 양호한 가스 실링을 가지며, 제조가 용이한 탱크가 모색되고 있다. 특히, 제조 동안에 탱크가 겪게 되는 열적 차이와 관련하여, 복합체와 실링 층 사이 및 복합체와 성형된 인서트 사이의 잔류 기계적 응력의 수준을 감소시키는 탱크 구조가 모색되고 있다. 이로써, 이러한 탱크는 압력하에서, 및 특히 고압하에서 수소 및 또한 임의의 유형의 가스를 저장하는 역할을 한다.
이러한 과제는 특정한 다층 구조를 포함하는 탱크에 의해 해결된다.
본 발명은 바람직하게는 고압하에서 압축 가스, 보다 특히 수소를 저장하기 위해, 내부로부터 외부까지 적어도 하기의 3 개의 연속적인 층을 포함하는 다층 구조를 포함하는 탱크에 관한 것이다:
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 용융 온도 (Tf) 가 280 ℃ 이하, 바람직하게는 260 ℃ 이하, 바람직하게는 230 ℃ 이하, 및 보다 특히 200 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진 하나 이상의 실링 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 보다 특히 60 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 중간 복합 보강 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 80 ℃ 초과, 바람직하게는 100 ℃ 초과인 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 외부 복합 보강 층,
최외측의 실링 층은 최내측의 중간 복합 보강 층에 용접되고,
최외측의 중간 복합 보강 층은 최내측의 외부 복합 보강 층에 용접됨.
본 발명자들은 특정한 실링 층과 PPA 로 제조된 특정한 복합 보강 층 사이에, Tg < 100 ℃ 인 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드의 복합 보강 층을 삽입함으로써, 상기 본원에서 언급된 과제가 해결되었다는 것을 발견하였다.
실제로, 본 발명에 따른 탱크는 제조가 용이하며, 이는 신속한 충전 및 비움을 가능하게 한다. 상기 탱크는 높은 가스 실링을 가지며, 낮은 중량을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 탱크의 제조 방법에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 압력하에서 가스, 보다 특히 수소, LPG 또는 CNG, 압축 공기의 저장을 위한, 본 발명에 따른 탱크의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징, 양태, 목적 및 이점은 하기의 설명을 읽을 때 더욱더 분명해질 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 표현 "... 와 ... 사이에 포함되는" 및 "... 내지 ..." 은 언급된 각각의 경계를 포함하는 것으로 이해해야 한다고 명시한다.
탱크
본 발명에 따른 탱크는 압축 가스, 보다 특히 수소의 저장을 위해, 내부로부터 외부까지 적어도 하기의 3 개의 연속적인 층을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tf 가 280 ℃ 이하, 바람직하게는 260 ℃ 이하, 바람직하게는 230 ℃ 이하, 및 보다 특히 200 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진 하나 이상의 실링 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 보다 특히 60 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 중간 복합 보강 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 80 ℃ 초과, 바람직하게는 100 ℃ 이상인 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 외부 복합 보강 층,
최외측의 실링 층은 최내측의 중간 복합 보강 층에 용접되고,
최외측의 중간 복합 보강 층은 최내측의 복합 보강 층에 용접됨.
본 발명에 따른 구조의 층은 모두 폴리아미드를 주로 포함한다.
폴리아미드를 정의하는데 사용되는 명명법은 표준 ISO 1874-1: 2011 "Plastics - Polyamide (PA) molding and extrusion materials - Part 1: Description", 특히 3 페이지 (표 1 및 2) 에 기재되어 있으며, 당업자에게 충분히 공지되어 있다. PAL 표기법에서, PA 는 폴리아미드를 나타내며, L 은 아미노산 또는 락탐의 탄소 원자의 수를 나타낸다. 따라서, 폴리아미드는 L 개의 탄소 원자를 함유하는 아미노산 또는 락탐의 중축합에 의해 수득된다. PAMN 표기법에서, M 은 디아민의 탄소 원자의 수를 나타내며, N 은 이산의 탄소 원자의 수를 나타낸다.
본 발명에 따르면, "반-결정질 열가소성 폴리아미드" 는 일반적으로 실온에서 고체이고, 온도가 증가할 때, 보다 특히 유리 전이 온도 (Tg) 를 초과한 후에 연화되며, 소위 용융 온도 (Tf) 를 초과할 때 분명한 용융을 나타낼 수 있고, 온도가 결정화 온도 (TC) 미만으로 감소할 때 다시 고체가 되는 물질을 의미한다.
유리 전이 온도 Tg, 결정화 온도 TC 및 용융 온도 Tf 는 각각 표준 11357-2: 2013 및 11357-3: 2013 에 따라서 시차 주사 열량계 (DSC) 에 의해 결정된다.
실링 층에 대해서
하나 또는 복수의 실링 층은 본 발명에 따른 탱크의 다층 구조에 존재하거나 또는 존재할 수 있다.
각각의 상기 층은 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tf 가 280 ℃ 이하, 바람직하게는 260 ℃ 이하, 바람직하게는 230 ℃ 이하, 및 보다 특히 200 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진다.
용어 "주로" 는 상기 하나 이상의 폴리아미드가 조성물의 총 중량에 대해서 50 중량% 초과의 양으로 존재한다는 것을 의미한다.
유리하게는, 상기 하나 이상의 주 폴리아미드는 조성물의 총 중량에 대해서 60 중량% 초과의 양으로, 특히 70 중량% 초과의 양으로, 특히 80 중량% 초과의 양으로, 보다 특히 90 중량% 이상의 양으로 존재한다.
조성물은 또한 충격 개질제 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다. 그러나, 배리어 층은 저장된 가스에 유해한 화합물을 방출해서는 안되며, 이의 투과성을 감소시킬 수 있는 입자를 포함해서는 안된다. 따라서, 당업자는 이러한 방출을 방지하기 위해서 조성물의 첨가제 및 이의 함량을 선택하는데 주의를 기울일 것이다.
첨가제는 산화방지제, 열 안정화제, UV 흡수제, 광 안정화제, 윤활제, 무기 충전제, 난연제, 핵제, 가소제, 염료, 카본 블랙 및 탄소질 나노충전제 중에서 선택될 수 있다.
유리하게는, 상기 조성물은 주로 상기 본원에서 정의한 하나 또는 복수의 반-결정질 열가소성 폴리아미드, 0 내지 5 중량% 의 충격 개질제, 0 내지 5 중량% 의 첨가제로 이루어지며, 조성물의 성분의 합계는 중량 기준으로 100 % 이다.
본 발명에 따른 탱크의 하나의 구현예에 있어서, 단일의 주 폴리아미드는 실링 층에 존재한다.
유리하게는, 실링 층을 형성하는 조성물은 흑색이며, 용접에 적합한 방사선을 흡수할 수 있다.
이러한 흡수제를 제조하기 위해서, 예를 들어 중합체에 흑색을 부여하고 용접에 적합한 방사선의 보다 양호한 흡수를 제공하는 카본 블랙을 포함하는 다양한 첨가제를 이것에 첨가하는 방법이 알려져 있다.
반-결정질 열가소성 폴리아미드
반-결정질 열가소성 폴리아미드는 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드일 수 있다.
유리하게는, 실링 층에 포함된 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 폴리아미드에서의 탄소 원자의 수와 질소 원자의 수 사이의 비 (C/N 으로 표시됨) 가 5 이상, 바람직하게는 8 이상, 특히 9 이상, 및 보다 특히 10 이상이다.
바람직하게는, 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 매우 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
반-방향족 코폴리아미드에서의 단위 (11) 의 함량은 코폴리아미드가 280 ℃ 이하, 바람직하게는 260 ℃ 이하, 바람직하게는 230 ℃ 이하, 및 보다 특히 200 ℃ 이하의 융점을 갖도록 조정된다.
바람직한 구현예에 있어서, 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드이다.
바람직하게는, 실링 층에 포함된 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드이며, 보다 특히 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 매우 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
보다 특히, 지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 폴리아미드 11 (PA 11), 폴리아미드 12 (PA 12), 폴리아미드 1010 (PA 1010), 폴리아미드 1012 (PA 1012), 보다 특히 PA 11 및 PA 12 중에서 선택된다.
실링 층을 형성하는 조성물은 상기 본원에서 정의한 바와 같은 폴리아미드, 또는 상기 본원에서 정의한 폴리아미드의 혼합물을 주로 포함한다. 조성물에는 주로 이러한 혼합물이 존재한다.
중간 복합 보강 층에 대해서
하나 또는 복수의 복합 보강 층은 중간 층으로서 존재하거나 또는 존재할 수 있다.
각각의 상기 층은 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 보다 특히 60 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진다.
용어 "주로" 는 상기 하나 이상의 중합체가 조성물의 총 중량에 대해서 50 중량% 초과의 양으로 존재한다는 것을 의미한다.
유리하게는, 상기 하나 이상의 주 중합체는 조성물의 총 중량에 대해서 60 중량% 초과의 양으로, 특히 70 중량% 초과의 양으로, 특히 80 중량% 초과의 양으로, 보다 특히 90 중량% 이상의 양으로 존재한다.
조성물은 또한 충격 개질제 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다.
첨가제는 산화방지제, 열 안정화제, UV 흡수제, 광 안정화제, 윤활제, 무기 충전제, 난연제, 핵제, 가소제, 염료, 카본 블랙 및 탄소질 나노충전제 중에서 선택될 수 있다.
유리하게는, 상기 조성물은 상기 본원에서 정의한 하나 또는 복수의 반-결정질 열가소성 폴리아미드, 0 내지 5 중량% 의 충격 개질제, 0 내지 5 중량% 의 첨가제로 주로 이루어지며, 조성물의 성분의 합계는 중량 기준으로 100 % 이다.
본 발명에 따른 탱크의 하나의 구현예에 있어서, 단일의 주 폴리아미드는 중간 복합 보강 층의 섬유질 재료를 함침시키는 층에 존재한다.
유리하게는, 중간 복합 보강 층의 섬유질 재료를 함침시키는 층에서 층을 형성하는 조성물은 흑색이며, 용접에 적합한 방사선을 흡수할 수 있다.
이러한 흡수제를 제조하기 위해서, 예를 들어 중합체에 흑색을 부여하고 용접에 적합한 방사선의 보다 양호한 흡수를 제공하는 카본 블랙을 포함하는 다양한 첨가제를 이것에 첨가하는 방법이 알려져 있다.
반-결정질 열가소성 폴리아미드
지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드일 수 있다.
바람직하게는, 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 매우 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
반-방향족 코폴리아미드에서의 단위 11 의 함량은 코폴리아미드가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 보다 특히 60 ℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖도록 조정된다.
바람직한 구현예에 있어서, 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드이다.
유리하게는, 섬유질 재료를 함침시키는 조성물에 포함된 지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
보다 특히, 지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드는 폴리아미드 11 (PA 11), 폴리아미드 12 (PA 12), 폴리아미드 1010 (PA 1010), 폴리아미드 1012 (PA 1012), 보다 특히 PA 11 및 PA 12 중에서 선택된다.
외부 복합 보강 층에 대해서
하나 또는 복수의 복합 보강 층은 외부 층으로서 존재할 수 있다.
각각의 상기 층은 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 80 ℃ 초과, 바람직하게는 100 ℃ 이상인 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진다.
용어 "주로" 는 상기 하나 이상의 중합체가 조성물의 총 중량에 대해서 50 중량% 초과의 양으로 존재한다는 것을 의미한다.
유리하게는, 상기 하나 이상의 주 중합체는 조성물의 총 중량에 대해서 60 중량% 초과의 양으로, 특히 70 중량% 초과의 양으로, 특히 80 중량% 초과의 양으로, 보다 특히 90 중량% 이상의 양으로 존재한다.
조성물은 또한 충격 개질제 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다.
첨가제는 산화방지제, 열 안정화제, UV 흡수제, 광 안정화제, 윤활제, 무기 충전제, 난연제, 핵제, 가소제, 염료, 카본 블랙 및 탄소질 나노충전제 중에서 선택될 수 있다.
유리하게는, 상기 조성물은 주로 상기 본원에서 정의한 하나 또는 복수의 반-결정질 열가소성 폴리아미드, 0 내지 5 중량% 의 충격 개질제, 0 내지 5 중량% 의 첨가제로 이루어지며, 조성물의 성분의 합계는 중량 기준으로 100 % 이다.
본 발명에 따른 탱크의 하나의 구현예에 있어서, 단일의 주 폴리아미드는 외부 복합 보강 층의 섬유질 재료를 함침시키는 층에서의 층에 존재한다.
유리하게는, 조성물은 흑색이며, 용접에 적합한 방사선을 흡수할 수 있다.
이러한 흡수제를 제조하기 위해서, 예를 들어 중합체에 흑색을 부여하고 용접에 적합한 방사선의 보다 양호한 흡수를 제공하는 카본 블랙을 포함하는 다양한 첨가제를 이것에 첨가하는 방법이 알려져 있다.
폴리프탈아미드
폴리아미드는 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드일 수 있다.
유리하게는, 반-결정질 폴리아미드는 반-방향족 폴리아미드, 특히 EP 1505099 에 기재된 바와 같은 화학식 X/YAr 을 갖는 반-방향족 폴리아미드, 특히 화학식 A/XT 를 갖는 반-방향족 폴리아미드이고, 여기에서 A 는 아미노산으로부터 수득된 단위, 락탐으로부터 수득된 단위 및 화학식 (Ca 디아민).(Cb 이산) 을 갖는 단위에서 선택되며, 여기에서 a 는 디아민의 탄소 원자의 수이고, b 는 이산의 탄소 원자의 수이며, a 및 b 는 각각 4 와 36 사이, 유리하게는 9 와 18 사이에 포함되고, 단위 (Ca 디아민) 은 선형 또는 분지형 지방족 디아민, 시클로지방족 디아민 및 알킬방향족 디아민에서 선택되며, 단위 (Cb 이산) 은 선형 또는 분지형 지방족 이산, 시클로지방족 이산 및 방향족 이산에서 선택되고;
X.T 는 Cx 디아민과 테레프탈산의 중축합으로부터 수득된 단위를 나타내고, 여기에서 x 는 Cx 디아민의 탄소 원자의 수를 나타내며, x 는 5 와 36 사이, 유리하게는 9 와 18 사이에 포함된다.
바람직하게는, 외부 복합 보강 층의 섬유질 재료를 함침시키는 층에 포함된 폴리아미드는 화학식 A/5T, A/6T, A/9T, A/10T, A/11T, A/BACT, A/MPMDT 또는 A/MXDT (A 는 본원에서 정의한 바와 같다) 를 가지며, 보다 특히 PA MPMDT/6T, PA 11/10T, PA 5T/10T, PA 11/6T/10T, PA MXDT/4T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/4T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA 11/MXDT/4T, PA 11/MXDT/6T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/MPMDT/4T, PA 11/MPMDT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/5T/10T, PA 11/BACT, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/4T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/4T, PA 11/BACT/6T, PA 11/BACT/10T, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 코폴리아미드이다.
T 는 테레프탈산을 나타내고, MXD 는 m-자일릴렌 디아민을 나타내며, MPMD 는 2-메틸펜타메틸렌디아민을 나타내고, BAC 는 비스(아미노메틸)시클로헥산을 나타낸다.
조성물은 또한 충격 개질제 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다.
첨가제는 산화방지제, 열 안정화제, UV 흡수제, 광 안정화제, 윤활제, 무기 충전제, 난연제, 핵제, 가소제 및 착색제 중에서 선택될 수 있다.
유리하게는, 상기 조성물은 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 80 ℃ 초과인 하나 또는 복수의 폴리프탈아미드, 0 내지 5 중량% 의 충격 개질제, 0 내지 5 중량% 의 첨가제로 이루어지며, 조성물의 성분의 합계는 100 % 이다.
각각의 층의 상기 하나 이상의 주 중합체는 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 단일 폴리프탈아미드는 주로 중간 층에 용접된 외부 복합 보강 층에 존재한다.
유리하게는, 탄소질 나노충전제는 결집되지 않거나 또는 응집되지 않는다.
유리하게는, 탄소질 나노충전제는 100 ppm 내지 500 ppm, 및 바람직하게는 100 ppm 내지 250 ppm 의 양으로 조성물에 혼입된다.
유리하게는, 탄소질 나노충전제는 탄소 나노튜브 (CNT), 탄소 나노섬유, 그래핀, 나노미터 카본 블랙, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
유리하게는, 탄소질 나노충전제에는 나노미터 카본 블랙이 없다.
섬유질 재료에 대해서
중간 층 및 외부 층에 존재하는 상기 섬유질 재료를 형성하는 섬유에 대해서, 이는 특히 무기, 유기 또는 식물 기원의 섬유이다.
유리하게는, 상기 섬유질 재료는 사이징되거나 또는 사이징되지 않을 수 있다.
따라서, 상기 섬유질 재료는 사이징이라고 하는 유기 성질의 재료 (열경화성 또는 열가소성 수지) 를 최대 0.1 중량% 포함할 수 있다.
무기 기원의 섬유는, 예를 들어 탄소 섬유, 유리 섬유, 현무암 또는 현무암-기반 섬유, 실리카 섬유 또는 탄화 규소 섬유를 포함한다.
유기 기원의 섬유는, 예를 들어 열가소성 또는 열경화성 중합체를 기반으로 하는 섬유, 예컨대 반-방향족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 또는 폴리올레핀 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 이것은 무정형 열가소성 중합체를 포함하고, 무정형일 때의 사전-함침 매트릭스의 성분인 열가소성 중합체 또는 중합체 혼합물의 Tg 보다 높거나, 또는 반-결정질일 때의 사전-함침 매트릭스의 성분인 열가소성 중합체 또는 중합체 혼합물의 Tf 보다 높은 유리 전이 온도 Tg 를 가진다. 유리하게는, 이것은 반-결정질 열가소성 중합체를 포함하고, 무정형일 때의 사전-함침 매트릭스의 성분인 열가소성 중합체 또는 중합체 혼합물의 Tg 보다 높거나, 또는 반-결정질일 때의 사전-함침 매트릭스의 성분인 열가소성 중합체 또는 중합체 혼합물의 Tf 보다 높은 용융 온도 Tf 를 가진다. 따라서, 최종 복합체가 열가소성 매트릭스에 의해 함침될 때, 섬유질 재료의 유기 섬유가 용융될 위험이 없다.
식물 기원의 섬유는 아마, 대마, 리그닌, 대나무, 실크, 특히 스파이더 실크, 사이잘, 및 다른 셀룰로오스 섬유, 보다 특히 비스코스를 포함하는 천연 섬유를 포함한다. 식물 기원의 섬유는 순수하거나, 또는 열가소성 중합체 매트릭스의 접착 및 함침을 용이하게 하기 위해서 코팅 층으로 처리 또는 코팅되어 사용될 수 있다.
섬유질 재료는 또한 섬유로 편조되거나 직조된 직물일 수 있다.
이것은 또한 홀딩 스레드를 갖는 섬유에 해당할 수 있다.
이러한 성분인 섬유는 단독으로 또는 혼합물로 사용될 수 있다. 이에 의해, 유기 섬유는 무기 섬유와 혼합되어 열가소성 중합체 분말로 사전-함침됨으로써 사전-함침된 섬유질 재료를 형성할 수 있다.
유기 섬유의 얀은 복수의 직물 중량을 가질 수 있다. 더욱이, 이것은 또한 복수의 기하학적 구조를 가질 수 있다. 섬유질 재료의 성분인 섬유는 또한 상이한 기하학적 구조를 갖는 보강 섬유의 혼합물의 형태일 수 있다. 섬유는 연속 섬유이다.
바람직하게는, 섬유질 재료는 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 또는 현무암을 함유하는 섬유, 보다 특히 탄소 섬유에서 선택되는 연속 섬유로 이루어진다. 이것은 얀 또는 복수의 얀의 형태로 사용된다.
다층 구조에 대해서
따라서, 상기 다층 구조는 하나 이상의 실링 층, 하나 이상의 중간 복합 보강 층 및 하나 이상의 외부 복합 보강 층을 포함한다. 서로 인접한 층은 모두 서로 용접된다.
하나의 구현예에 있어서, 상기 다층 구조에서, 각각의 실링 층을 형성하는 조성물에 포함된 각각의 폴리아미드는 이것에 인접한 각각의 실링 층을 형성하는 조성물에 포함된 각각의 폴리아미드와 부분적으로 또는 전체적으로 혼화성이다.
구조가 복수의 층을 포함하는 경우, 중간 복합 보강 층도 마찬가지이다.
구조가 복수의 층을 포함하는 경우, 외부 복합 보강 층에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 최외측의 실링 층은 최내측의 중간 복합 보강 층에 용접되며, 최외측의 중간 복합 보강 층은 최내측의 외부 복합 보강 층에 용접된다.
다양한 층의 이러한 용접은 층에 포함된 조성물 및/또는 매트릭스의 전체적인 또는 부분적인 혼화성을 초래한다.
상기 조성물의 전체적인 또는 부분적인 혼화성은 2 개의 인접한 층의 2 개의 조성물의 유리 전이 온도 차이와, 2 개의 조성물의 용접에 의한 혼합 전의 2 개의 조성물의 유리 전이 온도 차이 사이의 화합물 비에 의해 정의된다.
혼화성은 상기 비가 0 일때 전체적이며, 상기 비가 0 과 상이하고 절대값으로 1 미만일 때 부분적이다. 실링 층을 형성하는 조성물에 포함된 폴리아미드와 중간 층의 섬유질 재료를 함침시키는 조성물에 포함된 폴리아미드의 비-혼화성은 배제된다. 유사하게, 중간 층의 섬유질 재료를 함침시키는 조성물에 포함된 폴리아미드와 외부 층의 섬유질 재료를 함침시키는 조성물에서의 폴리아미드의 비-혼화성은 배제된다.
유리하게는, 상기 조성물의 혼화성이 부분적인 경우, 상기 비는 절대값으로 30 % 미만, 바람직하게는 20 % 미만이다.
하나의 구현예에 있어서, 혼합물의 유리 전이 온도는 혼화성이 전체적인지 또는 부분적인지에 따라, 혼합 전에 상기 폴리아미드의 유리 전이 온도 사이에 포함되어야 하며, 이것과 5 ℃ 이상, 바람직하게는 10 ℃ 이상 상이하다.
표현 "전체적으로 혼화성" 은, 예를 들어 각각 Tga 및 Tgb 를 갖는, PAa 및 PAb 로 표시된 2 개의 폴리아미드가 각각 2 개의 인접한 실링 층 또는 보강 층에 존재하고, Tga 가 Tgb 보다 낮은 경우, 2 개의 폴리아미드의 혼합물이 단지 하나의 Tgab 를 가지며, 이 값은 Tga 와 하나의 Tgb 사이에 포함된다는 것을 의미한다.
따라서, 상기 값 Tgab 값은 Tga 보다 5 ℃ 이상, 보다 특히 10 ℃ 이상 높으며, Tgb 보다 5 ℃ 이상, 보다 특히 10 ℃ 이상 낮다.
표현 "부분적으로 혼화성" 은, 예를 들어 각각 Tga 및 Tgb 를 갖는 2 개의 폴리아미드 PAa 및 PAb 가 2 개의 인접한 실링 층 또는 보강 층에 존재하는 경우, 2 개의 폴리아미드의 혼합물이 Tga < Tg'a < Tg'b < Tgb 인 2 개의 Tg, Tg'a 및 Tg'b 를 가진다는 것을 의미한다.
따라서, 값 Tg'a 및 Tg'b 는 Tga 보다 5 ℃ 이상, 보다 특히 10 ℃ 이상 높으며, Tgb 보다 5 ℃ 이상, 보다 특히 10 ℃ 이상 낮다.
2 개의 폴리아미드의 비-혼화성은 개별적으로 주어진 순수한 중합체의 각각의 Tg, Tga 및 Tgb 에 상응하는 2 개의 폴리아미드의 혼합물에서 2 개의 Tg, Tga 및 Tgb 의 존재를 초래한다.
2 개의 폴리아미드의 혼합물에서의 유리 전이 온도가 혼합 전의 온도에서 동일하거나 상이하지만, 2 개의 폴리아미드가 서로 반응성인 경우, 상기 유리 전이 온도는 본 발명의 범위를 벗어나지 않을 것이다.
유리하게는, 상기 용접된 실링 층 및 중간 보강 층은 각각 상이한 폴리아미드를 포함하는 조성물로 이루어지며, 상기 중간 보강 층 및 외부 보강 층은 각각 상이한 폴리아미드를 포함하는 조성물로 이루어진다.
다층 구조는 최대 300 개의 실링 층, 최대 10 개의 중간 복합 보강 층 및 최대 300 개의 외부 복합 보강 층을 포함할 수 있다.
상기 다층 구조가 반드시 대칭일 필요는 없으며, 따라서 복합 층에 비해서 밀봉 층을 더 많이 포함할 수 있거나 또는 그 반대일 수 있다는 것은 매우 명백하다.
유리하게는, 상기 다층 구조는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 실링 층, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 중간 복합 보강 층 및 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 외부 복합 보강 층을 포함한다.
유리하게는, 상기 다층 구조는 1, 2, 3, 4 또는 5 개의 실링 층, 1, 2, 3, 4 또는 5 개의 중간 복합 보강 층 및 1, 2, 3, 4 또는 5 개의 외부 복합 보강 층을 포함한다.
유리하게는, 상기 다층 구조는 1, 2 또는 3 개의 실링 층 및 1 또는 3 개의 복합 보강 층을 포함한다. 유리하게는, 상기 다층 구조는 각각 상이한 폴리아미드를 포함하는 조성물로 이루어진다.
바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 단지 하나의 실링 층, 단지 하나의 중간 복합 보강 층 및 단지 하나의 외부 복합 보강 층을 포함하는 다층 구조를 포함하며, 상기 실링 층은 상기 인접한 중간 복합 보강 층에 용접되고, 상기 중간 복합 보강 층은 상기 인접한 외부 복합 보강 층에 용접되며, 상기 중간 복합 보강 층은 다층 구조의 모든 복합 보강 층, 즉, 중간 복합 보강 층 및 외부 복합 보강 층의 두께에 대해서 바람직하게는 1 % 와 30 % 사이에 포함되는 두께, 보다 특히 1 % 와 10 % 사이에 포함되는 두께, 더욱 바람직하게는 1 % 와 5 % 사이에 포함되는 두께를 가진다.
또다른 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 단지 하나의 실링 층, 단지 하나의 중간 복합 보강 층 및 단지 하나의 외부 복합 보강 층을 포함하는 다층 구조를 포함하며, 상기 실링 층은 상기 인접한 중간 복합 보강 층에 용접되고, 상기 중간 복합 보강 층은 상기 인접한 외부 복합 보강 층에 용접되며, 상기 실링 층의 조성은 상기 중간 복합 보강 층의 조성과 동일하고, 상기 중간 복합 보강 층은 다층 구조의 모든 복합 보강 층의 두께에 대해서 바람직하게는 1 % 와 30 % 사이에 포함되는 두께, 보다 특히 1 % 와 10 % 사이에 포함되는 두께, 더욱 바람직하게는 1 % 와 5 % 사이에 포함되는 두께를 가진다.
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 다음을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 용융 온도 (Tf) 가 230 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진 단지 하나의 실링 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 60 ℃ 미만인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 단지 하나의 중간 복합 보강 층, 및
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 100 ℃ 초과인 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 단지 하나의 외부 복합 보강 층,
실링 층은 중간 복합 보강 층에 용접되고, 중간 복합 보강 층은 외부 복합 보강 층에 용접됨.
바람직한 구현예에 따르면, 모든 복합 보강 층은 탄소 섬유를 함유한다.
바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 탱크는 압축 가스, 보다 특히 수소의 저장을 위해, 내부로부터 외부까지 적어도 하기의 3 개의 연속적인 층을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tf 가 280 ℃ 이하이며, PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 바람직하게는 PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 하나 이상의 반-결정질 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진 하나 이상의 실링 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 특히 60 ℃ 이하이며, PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 하나 이상의 반-결정질 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 중간 복합 보강 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 80 ℃ 초과, 바람직하게는 100 ℃ 초과이며, PA MPMDT/6T, PA 11/10T, PA 11/BACT, PA 5T/10T, PA 11/6T/10T, PA MXDT/4T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/4T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/4T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/4T, PA 11/BACT/6T, PA 11/BACT/10T, PA 11/MXDT/4T, PA 11/MXDT/6T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/MPMDT/4T, PA 11/MPMDT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/5T/10T, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 외부 복합 보강 층,
최외측의 실링 층은 최내측의 중간 복합 보강 층에 용접되고,
최외측의 중간 복합 보강 층은 최내측의 외부 복합 보강 층에 용접됨.
바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 탱크는 압축 가스, 보다 특히 수소의 저장을 위해, 내부로부터 외부까지 적어도 하기의 3 개의 연속적인 층을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tf 가 280 ℃ 이하이며, PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 하나 이상의 반-결정질 열가소성 지방족 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진 하나 이상의 실링 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 특히 60 ℃ 이하이며, PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 하나 이상의 반-결정질 열가소성 지방족 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 중간 복합 보강 층,
- 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 Tg 가 80 ℃ 초과, 바람직하게는 100 ℃ 초과이며, PA MPMDT/6T, PA 11/10T, PA 11/BACT, PA 5T/10T, PA 11/6T/10T, PA MXDT/4T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/4T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/4T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/4T, PA 11/BACT/6T, PA 11/BACT/10T, PA 11/MXDT/4T, PA 11/MXDT/6T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/MPMDT/4T, PA 11/MPMDT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/5T/10T, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 외부 복합 보강 층,
최외측의 실링 층은 최내측의 중간 복합 보강 층에 용접되고,
최외측의 중간 복합 보강 층은 최내측의 외부 복합 보강 층에 용접됨.
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 다음을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 폴리아미드 6 의 단지 하나의 실링 층,
- 단지 하나의 중간 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 폴리아미드 6 임, 및
- 단지 하나의 외부 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 BACT 단위를 포함하는, 즉, 화학식 A/BACT 를 갖는 코폴리아미드임,
실링 층은 중간 복합 보강 층에 용접되고, 중간 복합 보강 층은 외부 복합 보강 층에 용접됨.
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 다음을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 폴리아미드 66 의 단지 하나의 실링 층,
- 단지 하나의 중간 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 폴리아미드 66 임, 및
- 단지 하나의 외부 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 BACT 단위를 포함하는, 즉, 화학식 A/BACT (A 는 상기 본원에서 정의한 바와 같다) 를 갖는 코폴리아미드임,
실링 층은 중간 복합 보강 층에 용접되고, 중간 복합 보강 층은 외부 복합 보강 층에 용접됨.
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 다음을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 폴리아미드 11/10T 의 단지 하나의 실링 층,
- 단지 하나의 중간 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 폴리아미드 11/10T 임, 및
- 단지 하나의 외부 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 10T 단위를 포함하는, 즉, 화학식 A/10T (A 는 상기 본원에서 정의한 바와 같다) 를 갖는 코폴리아미드임,
실링 층은 중간 복합 보강 층에 용접되고, 중간 복합 보강 층은 외부 복합 보강 층에 용접됨.
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 다음을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 폴리아미드 11 의 단지 하나의 실링 층,
- 단지 하나의 중간 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 폴리아미드 11 임, 및
- 단지 하나의 외부 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 10T 단위를 포함하는, 즉, 화학식 A/10T (A 는 상기 본원에서 정의한 바와 같다) 를 갖는 코폴리아미드임,
실링 층은 중간 복합 보강 층에 용접되고, 중간 복합 보강 층은 외부 복합 보강 층에 용접됨.
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 탱크는 다음을 포함하는 다층 구조를 포함한다:
- 폴리아미드 11 의 단지 하나의 실링 층,
- 단지 하나의 중간 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 폴리아미드 11 임, 및
- 단지 하나의 외부 복합 보강 층, 이의 매트릭스는 10T 단위를 포함하는, 즉, 화학식 A/10T (A 는 상기 본원에서 정의한 바와 같다) 를 갖는 코폴리아미드임,
실링 층은 중간 복합 보강 층에 용접되고, 중간 복합 보강 층은 외부 복합 보강 층에 용접됨.
바람직하게는, 상기 중간 복합 보강 층은 바람직하게는 다층 구조의 모든 복합 보강 층의 두께에 대해서 1 % 와 10 % 사이, 더욱 바람직하게는 1 % 와 5 % 사이에 포함된 두께를 가진다.
유리하게는, 본 발명의 탱크의 다층 구조는 상기 본원에서 기술한 다양한 구현예에서 정의된 3 개의 층으로 이루어진다.
탱크에 대해서
하나의 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 탱크는 상기 본원에서 정의한 바와 같은 다층 구조 및 하나 또는 복수의 인서트를 포함할 수 있다.
또다른 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 탱크는 상기 본원에서 정의한 바와 같은 다층 구조 및 하나 또는 복수의 베이스를 포함할 수 있다.
또다른 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 탱크는 상기 본원에서 정의한 바와 같은 다층 구조, 하나 또는 복수의 인서트 및 하나 또는 복수의 베이스를 포함할 수 있다.
본 발명에 의해 정의되는 바와 같은 "인서트" 는 복합 보강 층의 증착 전에 또는 증착 동안에 삽입되는 부품을 의미한다.
인서트는 탱크와 베이스의 조립에 사용되도록 의도된다.
인서트는 탱크 제조 단계의 시작 시에 삽입될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 인서트는 실링 층의 성분이다. 인서트는, 예를 들어 후속적으로 차량에서의 탱크의 연결 요소를 지지할 수 있다. 이에 의해, 이러한 부품은 초기 실링 층에 직접 연결될 수 있다.
바람직하게는, 탱크는 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 중합체로 제조된 하나 또는 복수의 사출 성형된 인서트를 포함한다.
바람직하게는, 인서트는 Tf < 280 ℃ 인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함한다.
바람직하게는, 인서트는 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 하나 이상의 폴리아미드를 포함한다.
구조에서의 인서트의 위치에 따라, 인서트는 실링 층과 동일한 반-결정질 열가소성 폴리아미드 또는 중간 복합 보강 층에 포함된 지방족 반-결정질 열가소성 폴리아미드로 제조된 사출 부품이다.
본 발명에 따른 탱크의 하나의 구현예에 따르면, 탱크는 상기 본원에서 정의한 바와 같은 다층 구조, 하나 또는 복수의 인서트, 및 보다 특히 금속성 및 Tf < 280 ℃ 인 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드로 오버몰딩된 1 또는 2 개의 베이스를 포함한다.
탱크가 베이스를 포함하는 경우, 베이스는 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드로 오버몰딩될 수 있다.
바람직하게는, 베이스를 오버몰딩하기 위한 폴리아미드는 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
바람직하게는, 인서트의 재료, 베이스를 오버몰딩하는 층의 재료, 및 실링 층에 포함된 재료는 동일하다.
탱크의 베이스와 인서트 또는 실링 층 사이의 용접이 인덕션에 의해 수행되는 경우, 베이스의 금속 부분을 오버몰딩하는데 사용되는 조성물 및/또는 인서트를 몰딩하는데 사용되는 조성물은 강자성 금속 입자를 포함한다.
방법
본 발명의 또다른 요지는 상기 본원에서 정의한 바와 같은 탱크의 제조 방법이다. 상기 방법은 하기의 연속적인 단계를 포함한다:
- 실링 층 상에 중간 복합 보강 층을 용접하는 하나 이상의 단계, 및
- 중간 복합 보강 층 상에 외부 복합 보강 층을 용접하는 하나 이상의 단계.
하나의 구현예에 있어서, 탱크에 용접하기 전에 복합 테이프의 가열은 적외선 (IR) 가열, LED 가열, 인덕션 가열 또는 마이크로파 가열 또는 고주파수 (HF) 가열에서 선택되는 시스템에 의해 수행된다. 상기 복합 테이프를 탱크와 접촉시켜 위치시키는 시스템은, 상기 테이프의 온도가 상기 테이프를 구성하는 상기 복합재의 매트릭스를 형성하는 수지의 결정화 온도보다 높게, 및 바람직하게는 결정화 온도보다 20 ℃ 높게 유지되도록 충분히 빠르다.
유리하게는, 상기 방법은 인서트 및 실링 층으로 이루어진 조립체의 상부에 중간 복합 보강 층을 증착시킨 후, 외부 복합 보강 층의 일부를 증착시키거나 또는 증착시키지 않고, 이어서 베이스를 인서트에 용접한 후, 외부 복합 보강 [층] 의 증착을 마무리하는 것으로 이루어진다.
또다른 구현예에 있어서, 베이스는 실링 층에 직접 용접될 수 있다. 이어서, 모든 복합 층: 중간 층 및 외부 층이 증착된다.
용도
마지막으로, 본 발명은 압력하에서 가스, 특히 수소, LPG, CNG, 압축 공기의 저장을 위한, 예를 들어 에너지 저장을 위한, 상기 본원에서 기술한 바와 같은 탱크의 용도에 관한 것이다.
하기의 실시예는 본 발명을 예시하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
실시예
하기의 실시예에서, 본 발명에 따른 탱크 및 비교 탱크를 제조하였다. 본 발명에 따른 탱크는 중간 복합 보강 층을 포함하는 다층 구조를 포함한다. 비교 탱크는 임의의 중간 복합 보강 층을 포함하지 않는 다층 구조를 포함한다.
모든 실시예에 있어서, 탱크는 열가소성 테이프를 권취함으로써 제조한다. 열가소성 테이프는 IR 가열에 의해 가열한다. 열가소성 테이프는 12 m/min 의 속도로 로봇에 의해 증착시킨다.
본 발명에 따른 탱크와 관련하여, 상기 방법은 테이프를 실링 층 둘레에 권취하는 단계로 이루어지며, 상기 테이프는 중간 복합 보강 층의 조성물로 미리 사전-함침시킨다.
이어서, 열가소성 테이프를 권취하는 단계를 다시 수행하지만, 이번에는 외부 복합 보강 층의 조성물로 미리 사전-함침시킨 테이프를 중간 복합 보강재 둘레에 권취한다.
실시예 1 및 2
탱크 제조
탱크 1 및 2 에서의 실링 층은 용융 온도 Tf = 190 ℃ 인 PA 11 필름을 금속 맨드렐 둘레에 권취함으로써 수득하였다. PA 11 필름의 용융은 원위치에서 실링 층을 생성한다. 사출 성형된 PA 11 인서트를 또한 맨드렐 상에 배치한 후, 복합 테이프를 증착시켰다. 베이스를 PA 11 에서 오버몰딩한다.
금속 맨드렐은 복합 보강재의 전체 두께의 대략 1 내지 30 % 의 증착 후에 제거하였다. 유리 전이 온도 Tg = 50 ℃ 인 PA 11 을 사용하여 중간 복합 보강 층의 탄소 섬유를 함침시켰다. 이어서, 베이스를 탱크 블랭크에 용접하고, 복합 테이프의 권취를 최종 탱크의 제조가 종료될 때까지 계속하였다. 하기 표 1 은 탱크의 다층 구조의 재료를 나열한 것이다.
표 1
외부 층의 다른 물질을 시험하여 본 발명에 따른 탱크를 제조하였다. 하기 표 2 는 외부 복합 보강 층의 탄소 섬유를 함침시키는 조성물에 대해 시험한 재료를 나타낸다.
표 2
중간 복합 보강 층의 복수의 층 두께를 시험하였다: 구조의 전체 복합 보강 층에 대해서 1, 3, 5, 10, 15 및 30 %.
탱크의 평가
탱크를 육안으로 평가하였다. 인서트가 변형되었는지, 및 특히 실링 표면의 변형 및 인서트의 진원도가 있었는지를 관찰하였다.
베이스와 인서트 사이의 용접의 품질을 또한 관찰하였다. 육안 검사 후에 품질이 충분히 양호한 것으로 보이는 경우, 탱크 블랭크를 4 bar 에서 12 시간 동안 가압하여 인서트 상의 베이스의 용접의 품질을 시험한다. 이러한 기간이 끝나기 전에 용접이 누출되면, 용접은 품질이 불량이다. 그렇지 않으면, 용접은 양호한 것으로 간주된다.
결과를 표 1 에 나타낸다.
실시예 3 및 4
실시예 1 및 2 에 따른 제조 방법을 따라 실시예 3 및 4 를 수행하였다.
표 3
외부 층의 다양한 물질을 시험하여 본 발명에 따른 탱크를 제조하였다. 하기 표 4 는 외부 복합 보강 층의 탄소 섬유를 함침시키는 조성물에 대해 시험한 재료를 나타낸다.
표 4
중간 복합 보강 층의 복수의 층 두께를 시험하였다: 구조의 전체 복합 보강 층에 대해서 1, 3, 5, 10, 15 및 30 %.
실시예 5 및 6
실시예 1 및 2 에 따른 제조 방법을 따라 실시예 5 및 6 을 수행하였다.
표 5
외부 층의 다양한 물질을 시험하여 본 발명에 따른 탱크를 제조하였다. 하기 표 6 은 외부 복합 보강 층의 탄소 섬유를 함침시키는 조성물에 대해 시험한 재료를 나타낸다.
표 6
중간 복합 보강 층의 복수의 층 두께를 시험하였다: 구조의 전체 복합 보강 층에 대해서 1, 3, 5, 10, 15 및 30 %.
실시예 7
실시예 7 의 탱크에서의 실링 층은 회전 성형에 의해 수득하였다. 실시예 7 의 탱크는 인서트를 갖지 않는다.
탱크를 2 개의 부분으로 절단한 후에 육안으로 평가하였다. 실링 층 상의 중간 복합 층의 용접의 품질을 평가할 뿐만 아니라, 탱크의 단면을 관찰함으로써 복합 층의 상호 용접의 품질을 평가하였다. 육안 검사에 의해 탱크의 두께에서 박리가 발견되면, 실링 층 상의 테이프의 용접 또는 테이프의 상호 용접이 불량하다고 결론 짓는다.
이들 모든 실시예의 결과는 탱크의 구조에서의 중간 층의 존재와 관련된 이점을 나타낸다.

Claims (12)

  1. 바람직하게는 고압하에서 압축 가스, 보다 특히 수소의 저장을 위해, 내부로부터 외부까지 적어도 하기의 3 개의 연속적인 층을 포함하는 다층 구조를 포함하는 탱크:
    - 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 용융 온도 (Tf) 가 280 ℃ 이하, 바람직하게는 260 ℃ 이하, 바람직하게는 230 ℃ 이하, 및 보다 특히 200 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 이루어진 하나 이상의 실링 층,
    - 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 유리 전이 온도 (Tg) 가 100 ℃ 미만, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 보다 특히 60 ℃ 이하인 하나 이상의 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 폴리아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 중간 복합 보강 층,
    - 표준 ISO 11357-3: 2013 에 따라서 측정된 유리 전이 온도 (Tg) 가 80 ℃ 초과, 바람직하게는 100 ℃ 이상인 하나 이상의 폴리프탈아미드를 주로 포함하는 조성물로 함침된 연속 섬유 형태의 섬유질 재료로 이루어진 하나 이상의 외부 복합 보강 층,
    최외측의 실링 층은 최내측의 중간 복합 보강 층에 용접되고,
    최외측의 중간 복합 보강 층은 최내측의 외부 복합 보강 층에 용접됨.
  2. 제 1 항에 있어서, 실링 층에 포함된 반-결정질 열가소성 폴리아미드가 5 이상, 바람직하게는 8 이상, 보다 특히 9 이상, 보다 특히 10 이상의 C/N 비를 가지는 것을 특징으로 하는 탱크.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 실링 층에 포함된 반-결정질 열가소성 폴리아미드가 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 보다 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 탱크.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 실링 층에 포함된 반-결정질 열가소성 폴리아미드가 바람직하게는 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 보다 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 지방족 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 탱크.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 복합 보강 층의 연속 섬유를 함침시키는 반-결정질 열가소성 폴리아미드가 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, PA 11/5T, PA 11/6T 및 PA 11/10T, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 보다 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 탱크.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 복합 보강 층의 연속 섬유를 함침시키는 반-결정질 열가소성 폴리아미드가 바람직하게는 PA 410, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA 513, PA 514, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA pip10, PA pip12, PA 1014, PA 1018, PA 1210, PA 1212, PA 1214, PA 1218, PA 11, PA 12, 바람직하게는 PA 6, PA 66, PA 410, PA 510, PA 69, PA 610, PA 512, PA 612, PA 514, PA 614, PA 618, PA 1010, PA 1012, PA 1014, PA 1018, PA 1214, PA 1218, PA 11 및 PA 12, 더욱 바람직하게는 PA 11 또는 PA 12, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 지방족 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 탱크.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 복합 보강 층의 연속 섬유를 함침시키는 반-결정질 열가소성 폴리아미드가 PA MPMDT/6T, PA 11/10T, PA 11/BACT, PA 5T/10T, PA 11/6T/10T, PA MXDT/4T, PA MXDT/6T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/4T, PA MPMDT/6T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/4T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/4T, PA 11/BACT/6T, PA 11/BACT/10T, PA 11/MXDT/4T, PA 11/MXDT/6T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/MPMDT/4T, PA 11/MPMDT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/MXDT/10T, PA 11/5T/10T, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 탱크.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 복합 보강 층이 구조의 복합 보강 층의 전체 두께에 대해서 1 % 와 30 % 사이에 포함되는 두께, 보다 특히 1 % 와 10 % 사이에 포함되는 두께, 더욱 바람직하게는 1 % 와 5 % 사이에 포함되는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 탱크.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 복합 보강 층 및 외부 복합 보강 층에 존재하는 섬유질 재료가 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유에서 선택되거나 또는 현무암을 함유하는 것을 특징으로 하는 탱크.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 탱크가 반-결정질, 바람직하게는 지방족, 열가소성 중합체의 하나 또는 복수의 사출 성형된 인서트를 포함하는 것을 특징으로 하는 탱크.
  11. 하기의 연속적인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 탱크의 제조 방법:
    - 실링 층 상에 중간 복합 보강 층을 용접하는 하나 이상의 단계, 및
    - 중간 복합 보강 층 상에 외부 복합 보강 층을 용접하는 하나 이상의 단계.
  12. 압력하에서, 바람직하게는 고압하에서 가스, 보다 특히 수소, LPG 또는 CNG, 압축 공기를 저장하기 위한, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 탱크의 용도.
KR1020247018822A 2021-11-09 2022-11-08 가스 저장 탱크 KR20240110598A (ko)

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