KR100399298B1 - 액체냉각제도관 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리아미드, 특히 과량의 아미노 말단기를 갖는 폴리아미드 12로 이루어진 외부층, 가교된 폴리에틸렌으로 이루어진 내부층, 및 외부 및 내부층에 적합한 물질로 이루어진 중간층으로 이루어진 높은 가수분해 내성과 파열 강도를 갖는 3개의 층으로 된 유연한 액체 냉각 도관에 관한 것이다.
이와 같은 액체 냉각도관은 가수분해에 대한 높은 내성과 높은 파열 강도를 가지고 있어, 산업적으로 이용될 수 있으며, 특히 자동차 산업에 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 액체 냉각제 도관에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 냉각제 매질(media)의 사용에 의해 생기는 환경적인 요인에 대해 특히 안정성을 갖는 냉각제 매질을 운반하기 위한 액체 냉각제 도관에 관한 것이다. 이들 도관을 통해 흐르는 냉각제 매질로는 예를 들면 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜과 물로 이루어진 부동액을 포함할 수 있다.
상기와 같은 액체 냉각제 도관은 원통형의 자켓 면을 가질 수 있고, 그리고/또는 적어도 일부 영역에서 주름질 수 있다.
본 발명의 액체 냉각제 도관은 자동차용의 또는 바꾸어 말하면 냉각 도관, 가열 도관 및 통기 도관용의 전체 냉각수 시스템에서 사용될 수 있다.
열가소성 액체 냉각제 도관은 독일 특허 DE-A 40 00 434, 독일 실용 신안 DE-GE 94 02 180.5, DE-GM 93 19 879.5, DE-GM 93 19 880.9 및 독일 특허 DA-A 44 32 584.3에서 이미 공지되었다.
DE-A 40 00 434에서는 두개의 층으로 구현된 유연한 액체 냉각제 도관을 기재하고 있다: 내부층은 관능기가 제공되어 있는 폴리올레핀이고, 외부층은 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드 또는 그들의 혼합물의 그룹에서 선택된 폴리아미드로 이루어졌다. 이런 형태의 액체 냉각제 도관은 통상적으로 중합된 폴리아미드가 가수분해에 대해 단지 보통의 내성을 가진다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 열가소성의 주름진 튜브 형태로 고안된 액체 냉각제 도관에서 압력을 받음으로서 일어나는 강한 변형(strain)은 DE-A 40 00 434에서 사용된 그라프트 폴리올레핀이 100℃ 이상의 온도에서 부동액과의 접촉에 의한 응력 균열(stress cracking)에 매우 강한 경향성을 가지기 때문에 사용될 수 없다는 난점을 갖는다.
열가소성 액체 냉각제 도관의 내부층에는, 냉각제와 물의 침투는 가능하면 적은 것이 또한 매우 중요하다. 이것은 이들 액체들이 파열 강도에 대해 내성이 있는 외부층을 손상시키기 때문이다. 친수성 폴리올레핀만이 이런 요구에 적합했다.
독일 특허 DE P 40 00 434에 따른 액체 냉각제 도관의 또 다른 문제점은 폴리아미드와 관능기로 그라프트된 폴리올레핀 사이에서의 내부적층 (interlaminar)접착력이 냉각제가 높은 온도에서 비교적 오랜 기간동안 도관을 통해 흐른 후에 상실되어, 결국 탈적층된다는 것이다.
따라서, 본 발명은 목적은 압력하에서도 작용할 수 있는, 그리고 상기에서언급된 종래 기술의 문제점을 극복할 수 있는 액체 냉각제 도관을 개발하는 것이다.
이 목적은 특허 청구의 범위 제 1항에서 정의된 액체 냉각제 도관에 의해 달성된다.
본 발명의 이로운 구현예는 종속항들에 언급되어 있다.
신물질의 개발의 결과로서,독일 실용 신안 DE-GM 93 19 190.1, DE-GM 93 19 879.5 및 DE-GM 94 02 180.5에 기재된 종래 기술의 주름진 튜브와 비교하여 하기에 설명되는 놀라운 이점이 본 발명에 따라 달성된다.
아미노 말단기의 높은 비율을 갖는 폴리아미드는 특히 우수한 가수분해 안정성을 갖는다. 이런 특성의 결과로서, 본 발명에 따른 튜브의 제공된 수명은 종래 기술의 액체 냉각제 도관과 비교하여 놀랍게 향상된다. 가교된 폴리에틸렌은 공격적인 산의 존재하에서 그리고 강알카리 용액의 존재하에서의 응력 균열에 대해 매우 높은 내성을 갖는다. 게다가, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 우수한 방수벽으로 작용하여서, 우수한 파열 강도를 갖는 이 폴리아미드 외부층은 물의 파괴적인 작용에 대해 잘 보호된다. 액체 냉각제 도관이 미세결정 용융점 이상의 온도에 의해 작용되어야 하는데, 비가교된 HDPE는 이들 온도에서 용융되기 때문에, 상업적으로 유용한 비-가교된 HDPE의 사용은 불가능하다. 가교성의 HDPE은 이 문제점을 갖지 않는다. 가공성 때문에, 실란-가교된 폴리에틸렌(PE)은 과산화물 또는 방사선으로 가교된 PE와 같은 다른 시스템보다 바람직하다.
아미노 말단기를 과량 갖는 폴리아미드는 말레산 무수물(maleic anhydride)과 같은 측쇄 관능기를 갖는 폴리올레핀에 대한 접착력이 더 우수하고 강하다. 이 접착력은 열과 물에 의한 장기간의 공격에서 조차 우수하다.
본 발명의 액체 냉각제 도관은 자동차의 전체 냉각 시스템에서 또는 바꾸어 말하면, 냉각제 도관, 가열 도관 및 통기 도관에서 사용된다. 사용 위치와 관련된 업무에 따라, 본 발명에 따른 도관의 직경은 변할 수 있다. 예를 들면, 도관은 5 내지 50mm의 범위의 내경을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 액체 냉각제 도관의 특히 바람직한 구현예는 외부층으로서 과량의 아미노 말단기를 갖는 폴리아미드 12, 내부층으로서 물의 흡수에 의해 환원된 오르가노실란-그라프트된 HDPE, 및 중간층으로서 말레산 무수물로 그라프트된 상용성(compatible) HDPE로 이루어져 있다. 본 발명에 따른 바람직한 형태는 주름진 일부 부위와 매끄러운 부위 다른 말로 하면 주름지지 않은 부위를 포함한다.
제 1도는 본 발명에 따른 바람직한 액체 냉각제 도관(1)의 일부를 나타낸다; 외부층(2), 중간층(3) 및 내부층(4)은 서로 서로 동축적이다. 부호(5)는 액체 냉각도관의 유연한 영역으로 나타내고, 부호(6)은 액체 냉각제 도관의 주름지지 않은 곧은 영역으로 고안된다.
외부층(2)은 m-크레졸중 0.5% 용액에서 2.1의 상대 용액 점도를 갖고 대략적으로 카르복실기 대 아미노기의 비율이 0.3인 폴리아미드 12 (Gilamid L22A by EMS Chemie AG, 7013 Domat/Ems, Switzerland)로 이루어져 있다.
내부층(4)는 0.95g/㎠의 밀도와 메톡시실란으로 그라프트된 HDPE로 이루어져 있다.
중간층은 0.96g/㎠의 밀도와 말레산 무수물로 그라프트된 HDPE로 이루어져 있다.
표 1은 종래 기술과 비교되는 제 1도에서 나타낸 본 발명에 따른 특히 바람직한 액체 냉각제 도관의 내성을 나타낸다. 열가소성 주름진 튜브는 Peugot, Procor 3000에서 만든 부동액을 물과 50:50으로 혼합하여 채우고, 밀봉하고 이어서 118℃의 일정한 온도와 1.6bar의 일정한 초과압력에서 저장하였다.
표 1에서 하기의 용어들은 하기와 같은 의미를 갖는다:
튜브 1: 제 1도에서 나타낸 본 발명에 따른 튜브
튜브 2: 튜브 1과 유사하지만, 2.3의 상대 용액 점도와 대략적으로 1.0의 카르복실기 대 아미노 말단기의 비율을 가진 PA12를 사용한다는 것만 차이가 있다.
튜브 3: 외부: 2.3의 상대 용액 점도와 대략적으로 1.0의 카르복실기 대 아미노 말단기의 비율을 가진 Grilamid L25H
중간: 5중량%의 말레산 무수물로 그라프트된 PP
내부: PP/EPDM 혼합물
튜브 4: 외부: 2.3의 상대 용액 점도와 대략적으로 1.0의 카르복실기 대 아미노 말단기의 비율을 가진 Grilamid L25H
내부: 5중량%의 말레산 무수물로 그라프트된 PP
표 1
* = 튜브의 불량 때문에 1000시간 후에 중단된 실험
** = 튜브 4는 DE-A 40 00 434의 종래기술과 동일하다.
본 발명에 따른 폴리머 도관은 폴리머 튜브의 동시 압출에 의해 그리고 선택적으로 계속되는 중공 성형(blow molding)과 흡인 성형(suction molding)에 의한 주름의 형성에 의해 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 액체 냉각제 도관은 동시압출 중공 성형(coextrusion blow molding)에 의해 제조될 수 있다. 주름진 튜브와 주름진 호스는 산업분야에서 다양한 구현예들로 알려져 있다. 그들은 금속 또는 플라스틱으로 만들어 질 수 있다. 상기와 같은 튜브와 호스는 다른 분야 중에서 자동차 산업에서 사용된다.
이 방법들은 종래기술이고,독일 실용 신안 DE-GM 93 19 190 및 DE-GM 93 19 879에 기재되어 있다.
압력에 의해 작용될 수 있는 본 발명의 액체 냉각제 도관은 특히 층들이 말레산 무수물로 그라프트됨으로서 서로 서로 접촉하는 부위의 다른 것과 상용성 폴리머로 된 3개의 폴리머 층들로 이루어져 있다; 도관중 일부가 주름질 수 있다. 본 발명의 폴리머 도관은 높은 유연성, 가수분해 내성 및 파열 강도에 대한 내성을 가지고 있다.
각각의 층에서의 폴리머는 종래 기술에 따라서 가공-처리된 첨가제 또는 도포-처리된 첨가제를 가지고 변형시킬 수 있다. 특히 예를들면, 안정제, 연화제, 안료 및 충격 강도를 향상시키는 첨가제가 있다.
본 발명에 따른 구현예의 개개 층의 두께는 예를들면 차단 작용, 파열 강도 또는 충격 강도를 위한 요구에 따라, 0.05 내지 3mm 사이에서 다양하게 선택될 수 있다.
제 1도는 본 발명에 따른 액체 냉각제 도관(line)의 일부를 나타낸 것이다.
1 --------- 액체 냉각제 도관 2 --------- 외부층
3 --------- 중간층 4 --------- 내부층
5 --------- 주름진 유연한 영역 5 --------- 비주름진 곧은 영역
Claims (8)
- 높은 가수분해 내성과 파열 강도를 갖는 3개의 층으로 된 유연한 액체 냉각제 도관으로, 외부층은 폴리아미드, 특히 과량의 아미노 말단기를 갖는 폴리아미드 12로 이루어지고; 내부층은 가교된 폴리에틸렌으로 이루어지고; 그리고 중간층은 외부층 및 내부층과 상용성있는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
- 제 1항에 있어서, 내부층은 오르가노실란, 특히 메톡시실란으로 그라프트된 HDPE로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
- 제 1항에 있어서, 외부층은 아미노기를 과량 갖는 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 내부 및 외부층 사이에 중간층이 있고, 중간층은 말레산 무수물로 그라프트됨으로써 관능기가 제공되어 있고 그리고 근접층들과 상용성있는 폴리에틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부층은 과량의 아미노말단기를 갖는 폴리아미드 12로 이루어지고; 내부층은 오르가노실란-그라프트된 HDPE로 이루어지고; 그리고 중간층은 말레산 무수물로 그라프트된 HDPE로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
- 제 1항 내지 제 3항중 어느 하나의 항에 있어서, 개개 층의 두께는 0.05 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
- 제 1항 내지 제 3항중 어느 하나의 항에 있어서, 적어도 일부의 영역은 매끄러운 튜브로서 또는 주름진 튜브로서 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폴리머의 동시압출에 의해, 그리고 선택적으로 계속되는 중공 성형 또는 흡인 성형에 의한, 또는 동시 압출 중공 성형에 의한 주름의 형성에 의해 제조될 수 있는 것을 특징으로 하는 액체 냉각제 도관.
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