KR100384127B1 - 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 연료 및 유압배관에 사용되는 수지 피복 알루미늄 튜브및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 알루미늄 튜브의 표면에 폴리머 수지를 피복하여 이루어지는 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브 및 그 제조방법에 관한 것이다. 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법은 압출­인발에 의해 제조된 알루미늄 튜브를 공급하는 공급단계와; 알루미늄 튜브의 표면을 성막하는 표면성막단계와; 알루미늄 튜브를 예열하는 예열단계와; 알루미늄 튜브에 공압출(Co-Extrusion)로 폴리머 수지를 피복하는 피복단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브 제조방법{Manufacturing Method Of A Polymer Coated Aluminum Tube For Automobile}

본 발명은 자동차의 연료 및 유압배관에 사용되는 수지 피복 알루미늄 튜브및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 튜브의 표면에 폴리머 수지를 피복하여 이루어지는 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브 및 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차 내에는 유체를 이동시키는 통로가 되는 금속 튜브 내지 유압호스로 이루어진 배관 라인들이 여러 가지 있다. 예를 들면, 냉매가 이송되는 에어컨 라인, 연료가 이송되는 연료 라인, 유압오일들이 이송되는 파워스터어링 라인 및 브레이크 라인 등이 있다.

현재 진동 등의 이유로 유연성이 요구되는 부분을 제외한 부분은 금속재 튜브들로 이루어져 있는데, 상기 에어컨 라인 및 파워스터어링 일부 라인은 알루미늄으로 제조되어 있고, 그 밖에 다른 라인은 모두 금속재 튜브로 되어 있다.

상기 금속재 튜브의 경우에는 부식을 방지하기 위해 금속 판재에 구리도금을 한 후, 관형태로 말아 용접하여 튜브를 만든 다음 불소수지 코팅을 통해 내식성을 부여하였다. 이와 같이 생산된 금속재 튜브는 2중의 표면처리 및 용접공정으로 인해 원가가 비쌀 뿐만 아니라 또한 중량이 무겁고, 재활용에도 문제가 있었다.

그로 인해, 경량이고, 환경친화적이며, 원가 또한 절감되는 알루미늄 튜브에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 알루미늄 튜브를 적용할 경우, 예를 들면, 자동차 주행시 연료 라인에 노면으로부터 튀어 오른 작은 돌 등의 이물질이 충격을 가하는 경우에는 내치핑(chipping)성의 문제가 있고, 또한 파워스터어링 라인의 경우에는 라디에이터그릴을 통해 하얀 빛깔의 튜브가 보인다고 하는 외관상의 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내부식성 및 내치핑성을 가지는 튜브를 저렴하게 제조할 수 있는 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 튜브에 폴리머 수지를 피복한 것을 특징으로 한다.

상기 폴리머 수지는 폴리아미드 또는 그 중에서도 폴리아미드12인 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 본 발명의 목적은, 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법은 알루미늄 튜브를 압출­인발에 의해 제조된 알루미늄 튜브를 공급하는 공급단계와; 알루미늄 튜브의 표면을 성막하는 표면성막단계와; 알루미늄 튜브를 예열하는 예열단계와; 알루미늄 튜브에 공압출(Co-Extrusion)로 폴리머 수지를 피복하는 피복단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법에 의해서도 달성될 수 있다.

상기 표면성막단계는 알루미늄 튜브의 표면을 크로메이트 또는 에폭시계 수지 프라이머 성막하는 것을 특징으로 한다.

상기 예열단계는 150∼300℃의 온도 범위내, 보다 바람직하게는 200∼250℃의 온도 범위내에서 예열하는 것을 특징으로 한다.

자동차의 연료 및 유압배관에 사용되는 알루미늄 튜브에 있어서, 상기 알루미늄 튜브는 일반적으로 사용되는 1000계열(순알루미늄), 3000계열(Al-Mn 합금), 6000계열(Al-Mg-Si 합금)이 모두 사용 가능하나, 내식성 및 가공성이 우수하고, 실제 에어컨 및 유압 배관 라인으로 3003합금(Mn:1∼1. 5%)이 가장 많이 사용된다.

본 발명은 상기 알루미늄 튜브에 폴리머 수지를 피복하여 이루어지는데, 상기 폴리머 수지로서는 열가소성 수지 중에서 강인하고 내화학약품성이 우수한 폴리아미드(Polyamide)가 바람직하며, 보다 바람직한 것은 금속과의 접착성이 우수한 폴리아미드12이다.

금속표면에 고분자 물질을 접합시키는 경우, 접착이 일어나는 것은 금속표면의 산화물과 고분자의 극성기가 수소 결합을 이루는 것이다. 알루미늄 표면에는 자연적으로 생겨나는 산화층이 있으며, 폴리아미드12의 경우 극성을 갖기 때문에, 접착이 가능하다. 그러나 자연적으로 생겨나는 산화층의 경우 비정질상을 갖는데, 이 비정질층은 알루미늄 기지와의 정합성이 떨어지며, 불균일한 특성이 있기 때문에. 접합강도가 저하되게 된다. 따라서 알루미늄 표면에 아노다이징이나 크로메이트 등으로 표면을 성막하거나, 또는 알루미늄 및 고분자 양쪽에 모두 접착성이 있는 에폭시계 수지로 프라이머(primer) 성막함으로써 충분한 접착강도를 부여하게 된다.

또한 상기 예열단계에 있어서 예열온도는 150∼300℃이나. 보다 바람직한 온도범위는 200∼250℃ 이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 단면사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법 흐름도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 폴리아미드12층

20 : 알루미늄 튜브

S1 : 공급단계

S2 : 표면성막단계

S3 : 예열단계

S4 : 피복단계

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 단면사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이 본 발명의 수지 피복 알루미늄 튜브는 알루미늄 튜브(10)의 표면에 소정 두께의 폴리아미드12(20)층을 피복하여 구성된다.

다음으로 본 발명의 실시예에 의거하여 알루미늄 튜브의 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법 흐름도이다.

도 2에 나타내는 바와 같이 본 발명에 관련되는 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법은 알루미늄 튜브를 압출­인발에 의해 제조된 알루미늄 튜브를 공급하는 공급단계(S1)와; 알루미늄 튜브의 표면을 성막하는 표면성막단계(S2)와; 알루미늄 튜브를 예열하는 예열단계(S3)와; 알루미늄 튜브에 공압출(Co-Extrusion)로 폴리머 수지를 피복하는 피복단계 (S4)를 포함한다.

본 실시예에서는 먼저, 압출­인발에 의해 제조된 원하는 크기의 알루미늄 튜브를 공급하고(S1), 그 후 상기 알루미늄 튜브의 표면에 크로메이트 및 에폭시계 수지로 프라이머 성막을 실시하며(S2), 그 후, 200∼250℃의 온도범위내에서 예열(S3)을 한 뒤, 알루미늄 튜브에 공압출(Co-Extrusion)로 폴리아미드12를 피복(S4)했다.

만약, 상기 예열온도가 150℃ 이하에서는 폴리아미드12의 융점도보다 낮아알루미늄 튜브에 피복시 폴리아미드12가 빨리 경화되어 접착성이 떨어지며, 300℃ 이상에서는 폴리아미드12의 융점보다도 높고, 거의 액체상으로 변하며, 또한 기포도 발생하여 균일한 피복을 하기 어렵다.

이와 같이 제조된 튜브를 필링테스트(Peeling test), 가공테스트, 염수분무테스트를 실시하여 그 특성을 비교하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

상기 필링테스트는 인장시험기를 이용하여 필링하중을 측정하였고, 튜브치수는 외경 10㎜, 두께 1㎜로 했다.

또한 상기 가공성테스트는 벤딩(Bending) 반경 20㎜, 180°의 벤딩시험을 한 후 외관에 주름이나 박리된 부분이 없나 검사했다.

그리고 상기 염수 분무 테스트의 경우는 5%의 염수를 36℃에서 1,200시간 분무를 실시한 후 외관 검사를 하였다.,

[표 1]

표면성막종류	필링강도	가공성테스트	염수분무테스트
크로메이트	1. 44Kgf	주름 및 박리 없음	양호
프라이머	0. 82Kgf	주름 및 박리 없음	양호
무성막	0Kgf	주름 및 박리 발생	양호

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 표면성막을 하지 않은 경우에는 가공이 불가능할 정도로 접착이 일어나지 않아 적용이 불가능하였고, 크로메이트나 프라이머 성막의 경우에는 염수 분무 테스트 결과도 양호하고, 다만 필링강도의 경우 크로메이트가 프라이머 성막보다 우수한 것으로 나타났으나, 가공성 테스트 결과 주름 및 박리가 일어나지 않았기 때문에 모두 적용 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 수지 피복 알루미늄 튜브에 따르면 압출 및 인발에 의해 제조된 알루미늄 튜브를 공급하고, 간단한 표면성막 후 폴리아미드12수지를 코팅함으로써 내식성을 부여할 수 있기 때문에. 기존의 금속재 튜브보다 동등 이상의 내부식성 및 내치핑성을 가지는 튜브를 저렴하게 제조하는 것이 가능하게 된다.

또한 알루미늄의 비중이 2. 7g/㎤로 금속의 7. 8g/㎤보다 1/3정도 가벼우며, 그리고, 폴리아미드12의 경우 비중이 1. 0g/㎤ 정도이기 때문에, 금속재에 비교하여 1/2 이하의 중량을 갖는 가벼운 튜브를 제조할 수 있다.

그리고, 기존의 알루미늄 튜브의 경우에는 금속 특유의 밝은 색깔이었으나, 본 발명에 있어서는 수지 피복 튜브이므로 수지의 착색에 의해 다양한 색상의 구현도 가능하다.

또한 알루미늄 튜브의 표면 경도가 낮아 발생하는 내치핑성의 문제점을 인성이 강하며, 유연성이 있는 폴리아미드12 피복에 의해 보완 할 수 있기 때문에, 연료라인에도 사용할 수 있는 것은 물론이다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 자동차의 연료 및 유압배관에 사용되는 알루미늄 튜브의 제조방법에 있어서,

   압출­인발에 의해 제조된 알루미늄 튜브를 공급하는 공급단계;

   알루미늄 튜브의 표면을 에폭시계 수지로 프라이머 성막하는 표면성막단계;

   알루미늄 튜브를 예열하는 예열단계;

   알루미늄 튜브에 공압출(Co-Extrusion)로 폴리머 수지를 피복하는 피복단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 예열단계는 150∼300℃의 온도 범위내에서 예열하는 것을 특징으로 하는 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법.
8. 제 4 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 예열단계는 200∼250℃의 온도 범위내에서 예열하는 것을 특징으로 하는 자동차 배관용 수지 피복 알루미늄 튜브의 제조방법.