KR100349741B1 - 자동차용 연료호스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 연료호스에 관한 것으로서, 니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 내면층; 불소 수지로 이루어진 중간1층; 니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 중간2층; 보강사층; 및 에피클로로 히드린 고무 또는 클로로술폰화 모노머 고무로 이루어진 외면층이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.
이와같은 5층 구조의 수지·고무 혼합 연료호스는 통상의 고무호스에 비하여 연료에 대한 내투과성 및 내파열압성이 우수하면서도 내한성이 우수하다.

Description

자동차용 연료호스{Fuel hose for automobile}
본 발명은 자동차용 연료 호스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내면에 니트릴-부타디엔 고무, 중간1층에 불소수지, 중간2층에 니트릴-부타디엔 고무, 보강사층, 외면에 클로로 술폰화 모노머 또는 에피클로로 히드린 고무층으로 이루어진 5층 구조의 연료 호스에 관한 것이다.
국내 및 미국, 일본 등지에서 종래 자동차용 호스로는 고무 호스를 주로 사용해오고 있으며, 유럽에서는 플라스틱 호스가 사용되고 있다.
고무 호스는 주로 4층 구조로 이루어지는 바, 구체적으로는 내면에 불소고무, 중간에 에피클로로 히드린 또는 니트릴-부타디엔 고무, 외면에 에피클로로 히드린 또는 클로로설포네이티드 폴리에틸렌 고무로 이루어져 있다.
이러한 구조로 이루어진 고무 호스는 자동차의 일반적인 사용조건, 즉 가솔린 또는 경유 사용시 연료유성이나 내연료투과성, 내열성, 내한성, 자동차 차체에 의한 진동내구성, 내오존성, 파열압, 상대 파이프와의 체결력 등등을 만족시킬 수 있었다.
그러나, 각국의 자동차에 대한 환경 규제 강화에 따라 기존 연료의 성상이 산소함유 유기물의 첨가가 계속되고 있고, 이로 인해 연료의 호스 침해가 심해지고 있으며 연료의 증발가스에 대한 규제도 심해지고 있어 종래 호스의 내연료투과성을 보다 향상시킬 것이 요구되고 있다.
다시 말해, 종래의 고무 호스의 경우는 일반적인 가솔린 연료에 대한 증발가스에 대한 투과성은 가격이 비싼 불소 고무층의 두께를 두껍게 하면 대응이 가능하나, 연료 중 산소함유 유기물의 증가는 종래의 고무 호스로는 증발가스의 규제가 어려운 문제가 있다.
또한, 유럽에서 사용되고 있는 플라스틱 호스는 주로 내면에 불소수지, 외면에 나일론 수지가 사용되고 있으나, 플라스틱 호스는 상대 파이프와의 체결력이 덜어져 별도의 조인트 장치가 추가되어야만 한다. 이에 따라 사용부위가 주로 엔진내의 연료필터 연결 호스 등으로 한정되고, 플라스틱의 유리전이온도가 높아 내한충격에 약하여 차량 사고시 화재 등의 위험이 내포되고 있다. 또한, 전기에 의한 스파크의 가능성이 있어 플라스틱의 손상에 의한 파열위험과 함께 연료 누설시 발화의 위험이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 4층 구조를 갖는 자동차용 고무 호스의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내연료투과성을 향상시킬 수 있으면서, 원가를 절감시킬 수 있고, 연료유의 산소함유 유기물의 종류 및 양 뿐만 아니라 모든 기체에 대한 내투과성을 향상시킬 수 있는 수지·고무 혼합층의 연료호스를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 연료호스는 니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 내면층, 불소 수지로 이루어진 중간1층, 니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 중간2층, 보강사층 및 에피클로로 히드린 고무 또는 클로로술폰화 모노머 고무로 이루어진 외면층이 순차적으로 적층되어 이루어진 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 수지·고무혼합층 연료호스는 내면층, 보강층 및 외면층으로 구성되는 바, 내면층은 내유성 합성고무인 니트릴-부타디엔 고무로 이루어져 있다.
이때, 니트릴-부타디엔 고무는 아크릴로니트릴 함유량이 20∼40%인 고무를 사용하는 것이 바람직한 바, 만일 아크릴로니트릴 함유량이 20% 이하면 가솔린이나 가소홀(Gasohol)에 대한 내유성에 문제가 발생되기 쉽고 40% 초과면 내한성이 취약하다.
중간1층은 불소수지로 이루어지며, 이때 불소수지는 테프론 수지 및 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ethylenetetrafluoroethylene, 이하 'ETFE'라 함) 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 기타 다른 종류의 불소수지를 사용하여도 가능하다.
이와같은 불소수지층의 두께는 0.1∼0.3mm 정도가 적당하다.
불소수지층은 두께가 얇을수록 내한성 및 원가상 유리하나 그 두께가 0.1mm 미만이면 제조 공정상 압출에 문제가 발생되기 쉽고, 두께가 0.3mm 보다 두꺼우면 압출은 쉬우나 내한성 및 유연성이 감소한다.
내면층과 중간1층은 일체로 성형된다.
중간2층은 니트릴-부타디엔 고무로 이루어지며, 이 위에 보강층인 보강사가 있어 내면층의 팽창 및 내압성을 향상시켜 준다.
보강사층은 아라마이드계, 폴리에스터계 및 폴리오계 사 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진다.
보강사층의 외면에는 내후성이 우수한 에피클로로 히드린 고무 또는 클로로술폰화 모노머 고무를 사용하는 것이 바람직하다.
이와같은 구조를 갖는 호스의 제작방법은 내면고무를 압출기로 압출한 후, 그 위에 수지 압출기를 이용하여 불소수지를 압출한다. 이때, 고무와 수지의 접착을 위해서 시아나드계 접착제를 도포하면 접착력이 증가한다. 불소수지 위에 다시 고무를 압출하고 냉각한 후 보강사를 편조한다. 편조 후 외면고무를 압출하면 본 발명에 따른 5층 구조의 연료호스를 만들 수 있다.
이와 같이 제조된 본 발명의 연료호스는 60℃에서 내연료투과성이 1g/㎡/day 이하이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼5 및 비교예 1∼2
다음 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 먼저 내면고무를 압출기로 압출한 후, 그 위에 수지 압출기를 이용하여 불소수지를 압출하였다. 그 다음, 불소수지 위에 다시 고무를 압출하고 냉각한 후 보강사를 편조하였다. 편조한 다음 외면고무를 압출하여 연료호스를 제작하였다.
이때, 비교예 1은 통상의 4층 구조로 이루어진 연료호스이고, 비교예 2는 통상의 플라스틱 호스이다.
이와 같이 제작된 연료호스에 대하여 내연료투과성, 내압성, 내한성, 내열성 및 밀봉성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
여기서 내연료투과성은 호스 30cm에 시험유(이소옥탄 50%+톨루엔)를 채우고 60℃에서 7일간 평가한 결과이고, 내압성, 내한성, 내열성 및 밀봉성은 KS M 6540에 의거하여 측정한 결과이다.
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 5층 구조의 연료호스는 내연료투과성, 내압성이 우수하면서, 내한성 등이 우수함을 알 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 내면에 니트릴-부타디엔 고무, 중간1층에 불소수지, 중간2층에 니트릴-부타디엔 고무, 보강사층 및 외면에클로로 술폰화 모노머 또는 에피클로로 히드린 고무층이 순차적으로 적층된 5층 구조의 수지·고무 혼합 연료호스는 통상의 고무호스에 비하여 연료에 대한 내투과성 및 내파열압성이 우수하면서도 내한성 등이 우수하여 자동차의 연료용 호스로 유용한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 내면층;
    불소 수지로 이루어진 중간1층;
    니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 중간2층;
    보강사층; 및
    에피클로로 히드린 고무 또는 클로로술폰화 모노머 고무로 이루어진 외면층이 순차적으로 적층되어 이루어진 자동차용 연료호스.
  2. 제 1 항에 있어서, 내면층은 아크릴로니트릴 함유량이 20∼40%인 니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 연료호스.
  3. 제 1 항에 있어서, 중간1층은 두께 0.1∼0.3mm되도록 형성된 것임을 특징으로 하는 자동차용 연료호스.
  4. 제 1 항에 있어서, 보강사층은 아라마이드계, 폴리에스터계 및 폴리오계 사 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 자동차용 연료호스.
  5. 제 1 항에 있어서, 내면층과 중간1층은 일체로 성형된 것임을 특징으로 하는 자동차용 연료호스.
  6. 제 1 항에 있어서, 연료호스는 60 ℃에서 내연료투과성이 1g/㎡/day 이하인 것임을 특징으로 하는 자동차용 연료호스.
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