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KR102353440B1 - 액체 용기 및 액체 용기를 제조하는 방법 - Google Patents

액체 용기 및 액체 용기를 제조하는 방법 Download PDF

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KR102353440B1
KR102353440B1 KR1020207008119A KR20207008119A KR102353440B1 KR 102353440 B1 KR102353440 B1 KR 102353440B1 KR 1020207008119 A KR1020207008119 A KR 1020207008119A KR 20207008119 A KR20207008119 A KR 20207008119A KR 102353440 B1 KR102353440 B1 KR 102353440B1
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support layer
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liquid container
barrier layers
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로만 부퓌어
하르트무트 울프
크리스티앙 코피에크
클라우스 제베르트
세바스티안 스테판 로젠스트라터
파비안 시기아
마르쿠스 하우젠
Original Assignee
카우텍스 텍스트론 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

본 발명은 제 1 반분할 몸체(4) 및 제 2 반분할 몸체(6)를 포함하고, 이들 반분할 몸체들(4, 6)은 액체(10)를 수용하기 위한 저장 용적(8)을 한정하는 자동차용 액체 용기(2)에 관한 것으로, 제 1 반분할 몸체(4)는 제 1 지지층(12) 및 제 1 장벽층(14, 62)을 갖고, 제 2 반분할 몸체(6)는 제 2 지지층(16) 및 제 2 장벽층(18, 64)을 가지며, 제 1 장벽층(14, 62)은 저장 용적(8)을 향하는 제 1 지지층(12)의 측면(20) 상에 위치되고, 제 2 장벽층(18, 64)은 저장 용적(8)을 향하는 제 2 지지층(16)의 측면 상에 위치된다.

Description

액체 용기 및 액체 용기를 제조하는 방법
본 발명은 자동차용 액체 용기 및 액체 용기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근의 자동차에는 연료, 배기가스 후처리용 요소 용액 및 냉각제 등의 수많은 작동 유체가 탑재되어 있다. 액체는 각각의 액체 용기에 수용되어 있다. 예를 들어, 연료를 저장하는데 플라스틱 연료 용기를 사용한다.
이러한 플라스틱 연료 탱크는 가볍고 충돌에 견디며 배출이 적어야 한다. 배출과 관련해서는, 연료로부터 주변환경으로 탄화수소의 증발에 대한 점점 더 엄격해지는 최대 허용가능한 규제 배출 제한을 준수해야 한다. 이는, 예를 들어 급유 환기를 포함하여 연료를 주입하는 동안이나, 작동 환기 동안, 즉 탱크 시스템의 온도가 상승하는 경우 연료의 가스 빼기(offgassing) 같은 모든 작동 조건 하에서 연료 누출, 및 용기 벽을 통한 탄화수소의 확산을 피해야 할 필요가 있다.
용기 벽을 통한 확산을 낮게 유지하기 위해, 공지의 연료 용기는 확산 장벽을 갖는다. 이러한 연료 용기가 사출 성형된 2개의 반분할 몸체(half shell)를 결합함으로써 형성되면, 예를 들어 사출 성형 동안 장벽층을 관통하지 않고 액체 용기의 저장 용적에 통합될 수 있는 지지 재료의 내부 연결 요소 또는 성형 요소를 제공하기 위해, 각 반분할 몸체용 외부 장벽층이 지지 재료 상에 위치될 수 있다. 외부 장벽층이 노면의 돌 등과 같은 기계적 응력(mechanical stress)에 노출되는 것은 불리하며, 장벽층이 일부 영역에서 파괴될 수 있다. 이는 연료 용기에 저장된 연료의 주변환경으로의 확산 관련 배출이 증가하는 결과를 가져올 수 있다.
이를 배경으로 하여, 본 발명의 기술적인 목적은 전술한 단점을 갖지 않거나, 적어도 감지할 수 없을 정도로, 특히 액체 용기로부터 감소된 확산 관련 배출을 가능케 하는 액체 용기 및 액체 용기를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
전술한 기술적인 목적은 청구항 1에 따른 액체 용기 및 청구항 11에 따른 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 추가적인 실시예는 종속항 및 아래의 설명으로부터 기인한다.
제 1 측면에 따르면, 본 발명은 제 1 반분할 몸체 및 제 2 반분할 몸체를 포함하는 자동차용 액체 용기에 관한 것으로, 반분할 몸체들은 액체를 수용하기 위한 저장 용적을 한정하고, 제 1 반분할 몸체는 제 1 지지층 및 제 1 장벽층을 갖고, 제 2 반분할 몸체는 제 2 지지층 및 제 2 장벽층을 가지며, 제 1 장벽은 저장 용적을 향하는 제 1 지지층의 측면 상에 위치되고, 상기 제 2 장벽층은 저장 용적을 향하는 제 2 지지층의 측면 상에 위치된다. 장벽층의 내부 배치로 인해, 이들 쉘은 예를 들어 노면의 돌 등으로 인한 기계적 응력으로부터 보호될 수 있다. 따라서, 외부 장벽층을 갖는 액체 용기와 비교하여, 장벽층의 구조적 완전성이 환경적인 영향에 의해 악영향을 받지 않는다. 예를 들어, 액체 용기에 저장된 연료의 확산 관련 배출에 작용하는 장벽층의 장벽 효과는 이러한 방식으로 지속적으로 보장될 수 있다.
액체 용기는, 특히 자동차용 플라스틱 연료 용기일 수 있으며, 이는 내연 기관을 구동하기 위한 연료를 저장하도록 구성된다. 장벽층 및/또는 지지층은, 특히 디젤 연료나 가솔린과 접촉하기에 적합하다. 따라서, 장벽층의 재료 및 지지층의 재료는, 그들의 팽창 특성과 관련해서, 액체 연료와 직접 접촉하기에 적합해야한다. 장벽층뿐만 아니라 지지 재료는, 그들의 내화학성 및 팽윤 특성과 관련해서, 연료와 직접 접촉하기에 적합해야 한다.
단일층(one-ply) 또는 다층(multi-ply)의 지지층은 다음의 재료, 즉: 엘라스토머, 열가소성 엘라스토머, 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 섬유 강화 폴리아미드, 폴리아미드 (PA), 부분 방향족 폴리아미드, 내충격성 폴리아미드 중 하나 이상을 함유할 수 있거나 그것으로 제조될 수 있다.
단일층 또는 다층의 장벽층은 다음의 재료, 즉: 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 (EVOH), 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 폴리아미드 (PA), 부분 방향족 폴리아미드, 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 플루오로폴리머 중 하나 이상을 함유할 수 있거나 그것으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 장벽층은 PA 및 EVOH로 제조된 3층 디자인을 가질 수 있고, 중앙 EVOH 층은 양 측면이 PA 커버층으로 덮이거나 그에 접하게 된다. 예를 들어, HDPE, LDPE 및 EVOH로 제조된 6층 벽 구조, 또는 5층 구조가 제공될 수도 있으며, EVOH로 제조된 중앙층은 양 측면이 LDPE 층으로 덮이고, LDPE층은 차례로 HDPE 층으로 덮인다.
제 1 반분할 몸체는 자동차용 플라스틱 연료 용기의 상부 쉘일 수 있다. 제 2 반분할 몸체는 플라스틱 연료 용기의 하부 쉘일 수 있다.
설치된 상태에서 상부 쉘은 차량을 향한다. 설치된 상태에서 하부 쉘은 차량과 반대쪽, 즉 도로와 차도를 향한다.
제 1 장벽층이 저장 용적을 향하는 제 1 지지층의 측면을 본질적으로 완전히 덮는 것이 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 제 2 장벽층이 저장 용적을 향하는 제 2 지지층의 측면을 본질적으로 완전히 덮는 것이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로 액체 용기에 저장된 액체의 확실한 캡슐화가 달성될 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 연결 영역에서 제 1 장벽층이 제 2 장벽층에 함께 일체로 결합된 상태로, 연결 영역에서 반분할 몸체들은 함께 일체로 결합되고, 제 1 지지층과 제 2 지지층 간의 접촉 없이, 연결 영역에서 제 1 지지층과 제 2 지지층은 서로 이격되어 있으며, 지지층은 양 측에서 장벽층과 접한다.
장벽층들의 일체식 결합으로 인해, 액체 용기의 저장 용적을 본질적으로 완전히 둘러싸는 본질적으로 폐쇄된 장벽 블래더가 형성될 수 있으며, 충전 넥(filling neck), 벤트 및/또는 회수 개구 같은 필수적인 탱크 연결에 제한이 가해진다. 이러한 방식으로 확산 관련 배출이 안정적으로 제한될 수 있다. 본원에서 장벽층이 본질적으로 저장 용적을 완전히 둘러싸는 것으로 언급하는 경우, 이는 특히 반분할 몸체들 간의 연결 영역에서 투과 경로를 회피하는 것을 말하는 것으로, 액체 용기에 연료를 채우는 것으로 이해하면 된다. 예를 들어, 액체 용기로부터 연료를 회수하기 위해, 공급 라인, 배출구 및/또는 벤트 밸브가 제공되고, 그 부근에서 제 1 또는 제 2 장벽층이 국부적으로 관통된다. 따라서, 반분할 몸체의 벽에는 관통 연결 개구가 제공될 수 있다. 연결 개구는 사출 성형 공정에서 만들어질 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 연결 영역에서 반분할 몸체들 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조되고, 레이저 투과 용접에 의해 일체식 결합이 형성된다.
연결 영역에서 제 1 지지층이 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조되는 것이 제공될 수 있다. 이 경우에, 레이저 용접 장치에서 발생된 레이저 빔은 제 1 지지층을 관통하여 제 1 장벽층에 의해 흡수됨으로써, 예를 들어 제 1 장벽층 및 제 2 장벽층의 국부적인 용융을 야기하여 일체식 결합을 가져올 수 있다.
대안적으로, 연결 영역에서 제 1 지지층 및 제 1 장벽층이 모두 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조되는 것이 제공될 수 있다. 이 경우에, 레이저 용접 장치에서 발생된 레이저 빔은 제 1 지지층 및 제 1 장벽층을 관통하여 제 2 장벽층에 흡수되고, 그로 인해 용융되어 제 2 장벽층과 제 1 장벽층 사이에 일체식 결합이 형성될 수 있다.
다시 말해서, 제 1 장벽층이 레이저 투명 또는 레이저 불투과성 재료로 제조될 수 있는 한편, 제 1 지지층은 레이저 투명 재료로 제조되는 것이 제공될 수 있다.
제 2 지지층이 레이저 투명 재료로 제조되고, 제 2 장벽층이 레이저 투명 재료 또는 비-레이저 투명 재료로 제조될 수 있는 것이 제공될 수 있다. 제 1 지지층 및 제 2 지지층이 모두 레이저 투명 재료로 제조되는 것이 제공될 수 있다.
지지층과 장벽층이 모두 레이저 투명 재료로 제조되는 것이 제공될 수 있다. 프로세스의 기능을 위해, 연결 영역에서 장벽층들 중 하나 이상은 비-레이저-투명, 즉, 레이저 흡수 재료로 제조되어, 장벽층들 중 하나 이상이 레이저에서 입력된 에너지로 인한 용융에 적합하도록 하는 것만 필요하다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 연결 영역에서 반분할 몸체들은 함께 일체로 결합되고, 연결 영역에서 제 1 지지층은 제 2 지지층에 일체로 결합되고, 제 1 장벽층과 제 2 장벽층 간의 접촉 없이, 연결 영역에서 제 1 장벽층과 제 2 장벽층은 서로 이격되어 있고, 제 1 지지층 재료 및/또는 제 2 지지층 재료의 응고된 용융물이 장벽층들 사이에 위치되는 것이 제공된다.
예를 들어, 제 1 및 제 2 지지층은 핫 플레이트 용접에 의해 서로 결합되어 비용 효율적이고 내구성 있는 일체식 결합을 달성할 수 있다.
연결 영역에서 장벽층은 지지층으로 완전히 둘러싸이고, 지지층에 의해 주변환경과 격리되는 것이 제공될 수 있다. 따라서, 장벽층을 주변환경의 영향으로부터 보호할 수 있다.
이격된 장벽층들 간의 연결 영역에 투과 경로가 형성되고, 단면에서 볼 때, 투과 경로의 길이는 투과 경로의 폭의 2배 이상이며, 투과 경로의 폭은 연결 영역에서 장벽층들 간의 거리에 대응하는 것이 제공될 수 있다. 예를 들어, 투과 경로를 따른 연료의 확산 관련 배출은 언급한 길이 대 폭의 비율을 통해 허용가능한 레벨로 유지될 수 있다. 지지층의 재료는, 예를 들어 HDPE일 수 있다.
단면에서 볼 때, 투과 경로의 길이는 제 1 반분할 몸체 및 제 2 반분할 몸체의 벽 두께보다 더 큰 것이 제공될 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 연결 영역에서 반분할 몸체들 중 하나 이상은 웹을 가지며, 웹을 따라 일체식 결합이 형성된다. 이 웹은, 특히 단면이 적어도 부분적으로 상보적인 형상을 갖는 각각의 다른 반분할 몸체의 리셉터클에 형태 끼워맞춤 방식으로 안착될 수 있다.
웹은 원주 방향으로 연장되는 웹일 수 있다. 웹은 반분할 몸체들 간의 규정된 접촉을 달성하는데 사용할 수 있다.
2개의 반분할 몸체는 원주방향 웹을 가질 수 있으며, 이는 각 경우에, 예를 들어 용접 공정을 위해 반분할 몸체들 간에 규정된 접촉을 제공하는데 사용된다.
웹 또는 웹들은 (a) 측방으로 돌출되는 용접 칼라(들)일 수 있다.
장벽층들 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층에 일체로 결합된 단일층 막(film)인 것이 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 막은 사출 금형의 금형 반부(mold half)에 수용되고 가소화된 지지 재료로 성형되거나 역-성형(back-molded)될 수 있다. 사출 성형 공정을 통해 장벽막과 지지층 사이에 일체식 결합이 형성된다. 따라서, 지지층 및 장벽막을 갖는 반분할 몸체는 적은 재료를 사용하면서 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 장벽층들 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층에 일체로 결합된 다층 막인 것이 제공될 수 있다. 이러한 다층 막은, 예를 들어 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 (EVOH)로 제조된 중앙층을 함유하고, EVOH 층은 양 측면이 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)으로 덮이고, LDPE 층은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 층으로 덮인 5층막일 수 있다.
다층 막의 커버층은, 특히 지지 재료와 장벽막 간의 확실한 일체식 결합을 달성하기 위해, 지지 재료와 동일한 디자인을 가질 수 있다. 따라서, 다층 막의 장벽 효과는, 예를 들어 EVOH 층에 의해 주로 제공될 수 있는 한편, LDPE 층은 각각 외부 HDPE 층의 접착 촉진제로서 사용되며, HDPE 층들 중 하나는 차례로 확실한 접착 또는 일체식 결합을 위한 지지 재료를 구비할 수 있으며, 지지 재료는 마찬가지로 장벽막의 커버층의 HDPE로 제조될 수 있다.
액체 용기의 또 다른 실시예에 따르면, 성형 요소, 연결부 또는 기능 유닛을 부착하는데 사용하는 플라스틱은 저장 용적을 향하는 장벽층들 중 하나 이상의 측면 상에 국부적으로 성형되는 것이 제공된다. 예를 들어, 지지층이 사출 성형에 의해 제조된 후, 지지 재료는 지지층과 반대쪽을 향하는 장벽층의 측면에서 순차 사출 성형에 의해 장벽층 상에 국부적으로 성형될 수 있다. 국부적으로 성형된 플라스틱은, 예를 들어 서지 탱크가 용접되거나 접착 결합될 수 있는 지지 재료로 제조된 받침대 또는 판형 요소일 수 있다. 이러한 방식으로, 기능 유닛은 장벽층을 관통하거나 차단하지 않고, 내부 장벽층을 갖는 반분할 몸체의 영역에 위치될 수 있다. 따라서, 특정 장벽층의 장벽 효과가 유지될 수 있고, 또한 성형 요소, 연결부 또는 기능 유닛은 반분할 몸체의 국부적으로 성형된 플라스틱의 영역에 위치될 수 있다.
지지층들 중 하나의 자체 벽 두께는 2㎜ 내지 6㎜, 특히 2㎜ 내지 4㎜일 수 있다. 이같은 작은 벽 두께는, 예를 들어, 반분할 몸체의 전체 표면의 90% 초과하여 제공될 수 있고, 국부적 보강 리브, 배출구 또는 다른 국부적으로 두꺼운 영역이 제공될 수 있다.
장벽층들 중 하나, 특히 장벽막의 두께는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛일 수 있다.
제 2 측면에 따르면, 본 발명은 액체 용기를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은:
- 제 1 반분할 몸체를 사출 성형하는 단계로, 제 1 반분할 몸체는 제 1 지지층 및 제 1 장벽층을 갖는, 단계;
- 제 2 반분할 몸체를 사출 성형하는 단계로, 제 2 반분할 몸체는 제 2 지지층 및 제 2 장벽층을 갖는, 단계; 및
- 반분할 몸체들이 액체를 수용하기 위한 저장 용적을 한정하고, 제 1 장벽층은 저장 용적을 향하는 제 1 지지층의 측면 상에 위치되고, 제 2 장벽층은 저장 용적을 향하는 제 2 지지층의 측면 상에 위치되는 방식으로 반분할 몸체들을 결합하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 장벽층의 구조적 완전성이 그의 내부 구성으로 인해 기계적 응력으로부터 보호되는 액체 용기를 제조할 수 있다.
다음이 제공될 수 있다.
- 반분할 몸체들은, 레이저 투과 용접에 의해 반분할 몸체들을 용접함으로써 결합되고,
- 연결 영역에서 반분할 몸체들 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조되고,
- 연결 영역에서 반분할 몸체들은 함께 일체로 결합되고, 연결 영역에서 제 1 장벽층은 제 2 장벽층에 일체로 결합되며,
- 제 1 지지층과 제 2 지지층 간의 접촉 없이, 연결 영역에서 제 1 지지층과 제 2 지지층은 서로 이격되어 있으며, 지지층은 양 측에서 장벽층과 접한다.
레이저 빔 용접을 사용함으로써, 장벽층들 사이에 고품질의 용접 조인트가 신속하게 만들어질 수 있다.
대안적으로, 다음이 제공될 수 있다.
- 반분할 몸체들은 핫 플레이트 용접에 의해 결합되고, 이는:
- 핫 플레이트를 사용하여 지지층의 웹 상에 형성된 하나 이상의 돌출부를 가열 및 가소화하는 단계; 및
- 돌출부의 가소화된 재료가 장벽층들 사이에서 가압된 상태로, 반분할 몸체들을 함께 가압하는 단계를 포함한다.
지지층들 간의 확실하고 비용 효율적인 결합은 핫 플레이트 용접에 의해 달성될 수 있다.
또한, 반분할 몸체들을 함께 가압하는 동안, 밀봉 요소는 웹의 단부면측(end-face side)에 배치될 수 있다. 밀봉 요소의 사용에 의해, 용융물이 반분할 몸체들 사이에서 연결 영역으로부터 측방향으로 가압되는 것이 방지될 수 있다. 밀봉 요소는 돌출부의 가소화된 재료가 표적화된 방식으로 장벽층들 간의 영역에 도달하는 것을 보장한다.
각각의 반분할 몸체는 하나 이상의 돌출부를 갖는 원주방향 웹을 가지며, 2개의 반분할 몸체의 상호 대향하는 돌출부들은 핫 플레이트에 의해 반분할 몸체들이 함께 가압되기 전에 가소화되는 것이 제공될 수 있다. 단면에서 결합 방향을 따라 볼 때, 돌출부는 서로에 대해 오프셋될 수 있거나, 단면에서 결합 방향을 따라 볼 때, 정렬될 수 있다. 장벽층들 사이에 위치된 지지층의 재료의 벽 두께, 따라서, 장벽층들 간의 거리는 돌출부의 치수에 의해 조절할 수 있다.
웹뿐만 아니라 돌출부는 원주에 있을 수 있다.
본 발명은 다음과 같이 하나의 예시적인 실시예를 개략적으로 나타내는 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액체 용기를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1로부터 액체 용기의 제조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 액체 용기를 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3으로부터 액체 용기의 제조를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 액체 용기 및 그의 제조를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 액체 용기 및 그의 제조를 도시하는 단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 액체 용기(2)를 도시하는 단면도이다. 액체 용기(2)는 제 1 반분할 몸체(4) 및 제 2 반분할 몸체(6)를 갖는다. 이들 반분할 몸체(4, 6)은 액체(10)를 수용하기 위한 저장 용적(8)를 한정한다.
이 경우에, 액체 용기(2)는 자동차용 플라스틱 연료 용기(2)이다. 이 경우에, 액체(10)는 내연 기관을 구동하기 위한 연료(10)이다.
제 1 반분할 몸체(4)는 제 1 지지층(12) 및 제 1 장벽층(14)을 갖는다. 제 2 반분할 몸체(6)는 제 2 지지층(16) 및 제 2 장벽층(18)을 갖는다. 제 1 장벽층(14)은 저장 용적(8)을 향하는 제 1 지지층(12)의 측면(20) 상에 위치된다. 제 2 장벽층(18)은 저장 용적(8)을 향하는 제 2 지지층(16)의 측면(22) 상에 위치된다.
제 1 장벽층(14)은 저장 용적(8)을 향하는 제 1 지지층(12)의 측면(20)을 본질적으로 완전히 덮는다. 제 2 장벽층(18)은 저장 용적(8)을 향하는 제 2 지지층(16)의 측면(22)을 본질적으로 완전히 덮는다.
반분할 몸체들(4, 6)은 연결 영역(24)에서 함께 일체로 결합된다. 제 1 장벽층(14)은 연결 영역(24)에서 제 2 장벽층(18)에 일체로 결합된다.
제 1 지지층(12)과 제 2 지지층(16) 간의 접촉 없이, 연결 영역(24)에서 제 1 지지층(12)과 제 2 지지층(16)은 서로 이격되어 있고, 지지층(12, 16)은 양 측에서 장벽층(14, 18)과 접한다. 연결 영역(24)은 완전 원주형의 자족 일체식 결합을 나타내므로, 반분할 몸체(4, 6)는 본질적으로 폐쇄된 탱크 블래더(tank bladder)를 형성하는 것으로 이해하면 된다.
전술한 바와 같이, 본질적으로 폐쇄된 탱크 블래더는 장벽층이 국부적으로 차단되는 부근에 충전, 회수 및 환기를 위해, 도시하지 않은 필수적인 유입구 및 배출구를 갖는다.
도 2로부터 명백한 바와 같이, 연결 영역(24)에서 제 1 반분할 몸체(4)는 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조되고, 반분할 몸체들(4, 6) 간의 일체식 결합은 레이저 용접 장치(26)의 도움으로 레이저 투과에 의해 확립된다.
본 예에서, 연결 영역(24)에서 제 1 지지층(12)은 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조된다. 본 발명의 추가 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 지지층은 완전히 레이저 투명 재료로 제조될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 마찬가지로 연결 영역에서 제 1 지지층 및 제 1 장벽층은 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조될 수 있다.
반분할 몸체들(4, 6)은 연결 영역(24)에 각각 웹(28, 30)을 갖는다. 장벽층(14, 18) 간의 일체식 결합은 웹(28, 30)을 따라 형성된다. 웹(28, 30)은 원주방향 웹(28, 30)이며, 이들은 각각 반분할 몸체들(4, 6) 간에 규정된 접촉을 제공하여 용접 조인트를 형성하기 위해서, 각각 연장되는 측방향 돌출부를 갖는다. 웹(28, 30)은 용접 칼라(28, 30)로 칭할 수 있다.
이 경우에, 장벽층(14, 18)은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 단일층 막이다. 본 발명의 추가 예시적인 실시예에 따르면, 하나 이상의 장벽막, 특히 2개의 장벽막 모두 다층 디자인을 가지며, 예를 들어, 중앙 EVOH 층, EVOH 층을 덮는 2개의 LDPE 층 및 LDPE 층을 덮는 2개의 HDPE 층을 지닌 5층 벽 구조를 가질 수 있는 것이 제공될 수 있다.
서지 탱크(36)를 부착하는데 사용하는 플라스틱(34)은 저장 용적(8)를 향하는 장벽층(18)의 측면(32) 상에 국부적으로 성형되었다. 플라스틱(34)은 서지 탱크(36)가 용접된 받침대(34)를 형성한다. 따라서, 서지 탱크(36)는 장벽층(18)의 구조적 완전성에 악영향을 주지 않으면서 저장 용적(8)에 통합되었다.
유사하게, 성형 요소, 연결부 또는 기능 유닛을 부착하는데 사용하는 플라스틱(40)이 저장 용적(8)를 향하는 장벽층(14)의 측면(38) 상에 성형되었다.
도 3은 본 발명에 따른 액체 용기(42)의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도이다. 반복을 피하기 위해, 전술한 예시적인 실시예와 비교하여, 동일한 특징부에는 동일한 참조 번호를 부여한다.
액체 용기(42)는, 연결 영역(44)에서 반분할 몸체들(4, 6)이 함께 일체로 결합되고 연결 영역(44)에서 제 1 지지층(12)이 제 2 지지층(16)에 일체로 결합되는 점에서 액체 용기(2)와 다르다.
제 1 장벽층(14)과 제 2 장벽층(18) 간의 접촉 없이, 연결 영역에서 제 1 장벽층(14)과 제 2 장벽층(18)은 서로 이격되어 있다. 제 1 지지층(12) 및 제 2 지지층(16)의 재료의 응고된 용융물(46)은 장벽층들(14, 18) 사이에 위치된다. 이는 연결 영역(44)에서 제 1 지지층(14) 및 제 2 지지층(16)의 재료의 국부적인 혼합을 초래하는 것으로 이해하면 된다.
연결 영역(44)에서, 장벽층(14, 18)은 지지층(12, 16)으로 완전히 둘러싸이고, 지지층(12, 16)에 의해 주변환경(U)과 격리된다. 투과 경로(48)의 폭(b)은 장벽층(14, 18) 간의 거리에 대응한다. 이 경우에, 단면에서 볼 때, 투과 경로(48)의 길이(l)는 투과 경로(48)의 폭(b)의 2배를 초과한다.
도 4로부터 명백한 바와 같이, 액체 용기(42)는 핫 플레이트 용접에 의해 제조되었다. 이를 위해, 사출 성형에 제공된 반분할 몸체(4 및 6)는 초기에 핫 플레이트(50)에 의해 연결 영역(44)에서 가열되었다.
이를 위해, 특히 웹(28, 30) 상에 형성된 돌출부(52, 54)가 가소화되었다. 다음 단계에서, 돌출부(52, 54)의 가소화된 재료가 장벽층들(14, 18) 사이에서 가압되면서 반분할 몸체들(4, 6)은 함께 가압된다. 반분할 몸체들(4, 6)이 함께 가압되는 동안, 밀봉 요소(56)는 웹(28, 30)의 단부면측(58)에 배치된다.
도 5는 본 발명에 따른 액체 용기(60)의 또 다른 변형을 도시한다. 액체 용기(60)는, 제 2 반분할 몸체(6)와 비교하여 제 1 반분할 몸체(4)의 비대칭 디자인으로 인해 전술한 예시적인 실시예와 다르다. 이 경우에, 제 1 반분할 몸체(4)는 제 2 반분할 몸체(6)의 커버를 형성한다.
또한, 5층 구조를 갖는 제 1 장벽층(62)과 제 2 장벽층(64)이 제공된다. 제 1 장벽층(62)은 EVOH로 제조된 중앙층을 가지며, 이는 양 측면이 LDPE로 제조된 접착 촉진제 층으로 덮여 있다. LDPE 층은 양 측에서 HDPE 층과 접한다.
이러한 방식으로 형성된 5층 장벽막(62)은 사출 성형 공정에서 제 1 지지층(12)에 일체로 결합되었다. 제 1 지지층(12)은 마찬가지로 HDPE로 제조되며, 제 1 지지층(12)과 제 1 장벽층(62) 간의 일체식 결합은 동일하다.
도 5의 상부에 도시된 바와 같이, 제 1 반분할 몸체(4) 및 제 2 반분할 몸체(6)는 초기에 개별적으로 제공된다. 제 2 단계에서, 제 1 반분할 몸체(4) 및 제 2 반분할 몸체(6)는 도 2를 참조하여 위에서 논의한 바와 같이, 레이저 용접 장치(26)에 의해 함께 가압되어 일체로 결합된다.
또한, 도 2의 예에서와 같이, 액체 용기(60)의 제 1 지지층(12)과 제 2 지지층(16)은 연결 영역(24)에서 서로 이격되어 있다. 따라서, 제 1 지지층(12)과 제 2 지지층(16) 간에 직접적인 접촉은 없다.
제 1 장벽층(14)과 제 2 장벽층(18)은, 임의의 유체 스트림용 유입구 및 배출구에 대한 전술한 제한을 갖고서, 저장 용적(8) 주위에 본질적으로 폐쇄된 장벽 블래더를 형성한다.
도 6은 본 발명에 따른 액체 용기(66)의 또 다른 변형을 도시한다. 이 예시적인 실시예에서, 제 1 반분할 몸체가 제 2 반분할 몸체(6)의 커버를 형성한 상태에서, 제 1 반분할 몸체(4)와 제 2 반분할 몸체(6)는 비대칭 디자인을 갖는다.
제 1 반분할 몸체(4)와 제 2 반분할 몸체(6)는 도 4에 관해 논의한 예시적인 실시예와 유사하게, 핫 플레이트(50)를 이용한 핫 플레이트 용접에 의해 함께 용접되었다.
이를 위해, 반분할 몸체(4, 6)의 국부적인 돌출부(68, 70)는 각각, 핫 플레이트에 의해 가소화되었다. 이어서, 핫 플레이트(50)가 제거되었고, 돌출부(68, 70)의 가소화된 재료가 다층 장벽층들(62, 64) 사이에서 가압되면서, 반분할 몸체들(4, 6)이 함께 가압된다. 따라서, 장벽층들(62, 64) 간에 직접적인 접촉 없이, 장벽층들(62, 64)은 서로 이격된다. 그러므로, 도 3과 유사하게, 장벽층들(62, 64) 사이에는 투과 경로(48)가 형성된다.
2: 액체 용기
4: 제 1 반분할 몸체
6: 제 2 반분할 몸체
8: 저장 용적
10: 액체
12: 제 1 지지층
14: 제 1 장벽층
16: 제 2 지지층
18: 제 2 장벽층
20: 측면
22: 측면
24: 연결 영역
26: 레이저 용접 장치
28: 웹/용접 칼라
30: 웹/용접 고리
32: 측면
34: 플라스틱/받침대
36: 서지 탱크
38: 측면
40: 플라스틱
42: 액체 용기
44: 연결 영역
46: 응고된 용융물
48: 투과 경로
50: 핫 플레이트
52: 돌출부
54: 돌출부
56: 밀봉 요소
58: 단부면측
60: 액체 용기
62: 제 1 장벽층
64: 제 2 장벽층
66: 액체 용기
68: 돌출부
70: 돌출부
l: 길이
b: 폭
U: 주변환경

Claims (15)

  1. 자동차용 액체 용기에 있어서,
    - 제 1 반분할 몸체(4); 및
    - 제 2 반분할 몸체(6)를 포함하고,
    - 반분할 몸체들(4, 6)은 액체(10)를 수용하기 위한 저장 용적(8)을 한정하고,
    - 상기 제 1 반분할 몸체(4)는 제 1 지지층(12) 및 제 1 장벽층(14, 62)을 갖고,
    - 상기 제 2 반분할 몸체(6)는 제 2 지지층(16) 및 제 2 장벽층(18, 64)을 가지며,
    - 상기 제 1 장벽층(14, 62)은 상기 저장 용적(8)을 향하는 상기 제 1 지지층(12)의 측면(20) 상에 위치되고,
    - 상기 제 2 장벽층(18, 64)은 상기 저장 용적(8)을 향하는 상기 제 2 지지층(16)의 측면 상에 위치되며,
    - 연결 영역(44)에서 상기 반분할 몸체들(4, 6)은 함께 일체로 결합되고, 상기 연결 영역(44)에서 상기 제 1 지지층(12)은 상기 제 2 지지층(16)에 일체로 결합되며,
    - 상기 제 1 장벽층(14, 62)과 상기 제 2 장벽층(18, 64) 간의 접촉 없이, 상기 연결 영역(44)에서 상기 제 1 장벽층(14, 62)과 상기 제 2 장벽층(18, 64)은 서로 이격되어 있으며, 그리고
    - 상기 제 1 지지층(12)의 재료의 응고된 용융물(46), 또는 상기 제 2 지지층(16)의 재료의 응고된 용융물(46), 또는 상기 제 1 지지층(12) 및 상기 제 2 지지층(16)의 재료의 응고된 용융물(46)이 상기 장벽층들(14, 18, 62, 64) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 연결 영역에서 상기 장벽층(14, 18, 62, 64)은 상기 지지층(12, 16)으로 완전히 둘러싸이고, 상기 지지층(12, 16)에 의해 주변환경(U)과 격리되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 이격된 장벽층들 간의 상기 연결 영역(44)에 투과 경로(48)가 형성되고,
    - 단면에서 볼 때, 상기 투과 경로의 길이(l)는 투과 경로의 폭(b)의 2배 이상이며,
    - 상기 투과 경로의 폭(b)은 연결 영역(44)에서 장벽층들(14, 18, 62, 64) 간의 거리에 대응하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    - 상기 이격된 장벽층들 간의 상기 연결 영역(44)에 투과 경로(48)가 형성되고,
    - 단면에서 볼 때, 상기 투과 경로의 길이(l)는 투과 경로의 폭(b)의 2배 이상이며,
    - 상기 투과 경로의 폭(b)은 연결 영역(44)에서 장벽층들(14, 18, 62, 64) 간의 거리에 대응하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 연결 영역(24, 44)에서 상기 반분할 몸체들(4, 6) 중 하나 이상은 웹(28, 30)을 가지며,
    - 상기 웹(28, 30)을 따라 일체식 결합이 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 장벽층들(14, 18) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 단일층 막(14, 18); 또는,
    - 상기 장벽층들(62, 64) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 다층 막(62, 64); 또는,
    - 장벽층들(14, 18) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 단일층 막(14, 18) 및 상기 장벽층들(62, 64) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 다층 막(62, 64);인 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    - 장벽층들(14, 18) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 단일층 막(14, 18); 또는,
    - 상기 장벽층들(62, 64) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 다층 막(62, 64); 또는,
    - 장벽층들(14, 18) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 단일층 막(14, 18) 및 상기 장벽층들(62, 64) 중 하나 이상은 사출 성형 공정에서 관련 지지층(12, 16)에 일체로 결합된 다층 막(62, 64);인 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 성형 요소, 연결부 또는 기능 유닛을 부착하는데 사용하는 플라스틱(34, 40)은 상기 저장 용적(8)을 향하는 장벽층들(14, 18, 62, 64) 중 하나 이상의 측면(32, 38) 상에 국부적으로 성형되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  9. 제 5 항에 있어서,
    - 성형 요소, 연결부 또는 기능 유닛을 부착하는데 사용하는 플라스틱(34, 40)은 상기 저장 용적(8)을 향하는 장벽층들(14, 18, 62, 64) 중 하나 이상의 측면(32, 38) 상에 국부적으로 성형되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    - 성형 요소, 연결부 또는 기능 유닛을 부착하는데 사용하는 플라스틱(34, 40)은 상기 저장 용적(8)을 향하는 장벽층들(14, 18, 62, 64) 중 하나 이상의 측면(32, 38) 상에 국부적으로 성형되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  11. 액체 용기를 제조하는 방법에 있어서,
    - 제 1 반분할 몸체(4)를 사출 성형하는 단계로, 상기 제 1 반분할 몸체(4)는 제 1 지지층(12) 및 제 1 장벽층(14, 62)을 갖는, 단계;
    - 제 2 반분할 몸체(6)를 사출 성형하는 단계로, 상기 제 2 반분할 몸체(6)는 제 2 지지층(16) 및 제 2 장벽층(18, 64)을 갖는, 단계;
    - 상기 반분할 몸체들(4, 6)이 액체(10)를 수용하기 위한 상기 저장 용적(8)을 한정하고, 상기 제 1 장벽층(14, 62)은 저장 용적을 향하는 상기 제 1 지지층(12)의 측면(20) 상에 위치되고, 상기 제 2 장벽층(18, 64)은 상기 저장 용적(8)을 향하는 상기 제 2 지지층(16)의 측면(22) 상에 위치되는 단계;
    - 연결 영역(44)에서 상기 반분할 몸체들(4, 6)은 함께 일체로 결합되고, 상기 연결 영역(44)에서 상기 제 1 지지층(12)은 상기 제 2 지지층(16)에 일체로 결합되는 단계;
    - 상기 제 1 장벽층(14, 62)과 상기 제 2 장벽층(18, 64) 간의 접촉 없이, 상기 연결 영역(44)에서 상기 제 1 장벽층(14, 62)과 상기 제 2 장벽층(18, 64)은 서로 이격되는 단계; 그리고
    - 상기 제 1 지지층(12)의 재료의 응고된 용융물(46), 또는 상기 제 2 지지층(16)의 재료의 응고된 용융물(46), 또는 상기 제 1 지지층(12) 및 상기 제 2 지지층(16)의 재료의 응고된 용융물(46)이 상기 장벽층들(14, 18, 62, 64) 사이에 위치되는 단계;를 포함하는 액체 용기의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    - 상기 반분할 몸체들(4, 6)은, 레이저 투과 용접에 의해 반분할 몸체들(4, 6)을 용접함으로써 결합되고,
    - 연결 영역(24)에서 상기 반분할 몸체들(4, 6) 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 레이저 투명 재료로 제조되고,
    - 연결 영역(24)에서 반분할 몸체들(4, 6)은 함께 일체로 결합되고, 연결 영역(24)에서 상기 제 1 장벽층(14, 62)은 상기 제 2 장벽층(18, 64)에 일체로 결합되며,
    - 상기 제 1 지지층(12)과 상기 제 2 지지층(16) 간의 접촉 없이, 상기 연결 영역(24)에서 상기 제 1 지지층(12)과 상기 제 2 지지층(16)은 서로 이격되어 있으며, 상기 제 2 지지층(12, 16)은 양 측에서 상기 장벽층(14, 18, 62, 64)과 접하는 액체 용기의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    - 상기 반분할 몸체들(4, 6)은 핫 플레이트 용접에 의해 결합되고, 이는:
    - 핫 플레이트(50)를 사용하여 지지층(12, 16)의 웹(28, 30) 상에 형성된 하나 이상의 돌출부(52, 54, 68, 70)를 가열 및 가소화하는 단계,
    - 상기 돌출부(52, 54, 68, 70)의 가소화된 재료가 상기 장벽층들(14, 18, 62, 64) 사이에서 가압된 상태로, 상기 반분할 몸체들(4, 6)을 함께 가압하는 단계를 포함하는 액체 용기의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    - 상기 반분할 몸체들(4, 6)을 함께 가압하는 동안, 밀봉 요소(56)는 상기 웹(28, 30)의 단부면측(58)에 배치되는 액체 용기의 제조방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    - 각각의 반분할 몸체들(4, 6)은 하나 이상의 돌출부(52, 54, 68, 70)를 갖는 원주방향 웹(28, 30)을 가지며, 2개의 반분할 몸체(4, 6)의 상호 대향하는 돌출부(52, 54, 68, 70)는 상기 핫 플레이트(50)에 의해 상기 반분할 몸체들(4, 6)이 함께 가압되기 전에 가소화되는 액체 용기의 제조방법.
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