KR100482744B1 - 고압 호스용 심사 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 호스용 심사(芯絲) 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 폴리에스테르계 섬유의 고 강력사와 일반 의류용의 폴리에스테르계 섬유의 필라멘트사가 합본되어 이루어지며, 에어-텍스쳐 가공공정을 거쳐 사의 표면에 다수의 작은 모우(毛羽)가 생성되어 접착면적이 증가됨으로써, 고압호스의 내·외피 고무층사이의 접착력의 증가로 박리강도를 현저히 향상시켜 고압호스의 파열을 줄여주므로 본 발명에 의한 심사는 기존의 고압호스의 수명에 비해 상당히 오랫동안 사용할 수 있다.

Description

고압 호스용 심사 및 그의 제조방법{core yarn to resist high-pressure and method for producing thereof}

본 발명은 고압 호스용 심사 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 농약분무기용 호스와 같이 고압이 가해지는 산업용 호스에 사용될 수 있는 고 강도의 고압 호스용 심사 및 그의 제조방법에 대한 것이다.

산업용 호스로서 농약분무기용이나 일반 산소나 공기 공급용 호스, 또 자동차 엔진용 호스에는 통상 120㎏중/㎠이상의 압력이 주어지므로 이들 호스는 고압에 균열되지 않고 내구성이 있도록 제작되어야 한다.

그래서, 통상 고압 호스는 내·외피의 이중 고무층으로 형성되며 그들 사이에는 고 강도의 심사가 내피 고무층의 전 주위를 감싸도록 제조되어 내·외피의 이중 고무층 사이에 직물층이 내재되어 고압에 견딜 수 있도록 구성되어 있다.

상기 내·외피의 이중 고무층 사이에 형성되는 직물층은 호스에 고압이 주어지더라도 내·외피가 박리되지 않도록 상기 내·외피에 완전히 접합되어 이들을 확고하게 연결시켜 주는 역할을 해야 하므로 주로 케블러(kevlar:미국 두퐁사제 상품명)와 같은 고 강력 나일론이나 아라미드의 폴리아미드계 섬유로 이루어진 고 강력 심사로 형성되고 있다.

그러나, 현재 상기 케블러의 심사는 전량 수입에 의존하고 있으며 그에 버금가는 고 강력 나일론사 또한 고가이어서 이들을 적용한 고압호스는 단가가 높아질 수밖에 없어 자연히 수출경쟁력을 떨어뜨려 이들 제품의 수출 증대에 한계를 초래하였다.

그래서, 고압에 견딜 수 있도록 고 강도를 보유하되 가격을 낮출 수 있는 새로운 심사의 개발이 시급하게 요구되고 있으나, 아직 특별한 대안이 없는 것이 현 실정이었다.

본 발명자는 다년간 각종 산업용 고압호스를 제작해 오면서 이러한 당면 문제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 바, 심사의 재질과 구조를 개질하여 접착력을 높임으로써 강도, 특히 박리강도(剝離强度)가 상당히 우수하여 고압에 대한 지지력이 뛰어남과 동시에 가격을 낮출 수 있는 새로운 고압호스용 심사를 개발하게 되었다.

다시 말해, 본 발명은 심사에 요구되는 물성으로서 높은 강도에 더하여 접착력을 향상시킬 경우 고압이 주어질 경우에도 호스를 구성하는 내·외피의 고무층이 밀리지 않고 확고하게 상호 결합될 수 있다는 점에 착안하여, 심사를 융점이 다른 두 종류의 폴리에스테르계 섬유(polyester fiber)를 기본 소재로 사용하여 그 융점차와 이들 소재의 사를 특수 구조로 개질하여 심사 양측에 위치하는 내·외피의 고무층과의 접착면적을 넓힐 수 있도록 구성한 것이다.

본 발명에 따르면, 농약분무기용이나 일반 산소 또는 공기 공급용 호스 및 자동차 엔진용 호스 등의 고압 호스용 심사에 있어서,

폴리에스테르계 섬유의 고 강력사와 일반 의류용 폴리에스테르계 섬유의 필라멘트사가 합본되어 이루어지며, 에어-텍스쳐공정(air-texturizing

process)에 의하여 사의 표면에 다수의 작은 보풀 또는 모우가 생성되어 접착면적이 증가된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 농약분무기용이나 일반 산소 및/또는 공기 공급용 호스 및 자동차 엔진용 호스 등의 고압 호스용 심사를 제조하는 방법에 있어서,

폴리에스테르계 섬유의 고 강력사와 일반 의류용의 폴리에스테르계 섬유의 필라멘트사를 합본하는 공정과

이 합본된 사의 표면에 다수의 작은 모우를 생성하여 접착면적을 증가시키는 에어-텍스쳐공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리에스테르계 섬유의 고 강력사는 고분자량의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 비롯하여 방향족 폴리에스테르계 섬유와 산업용의 고배향의 강도가 높은 스펀사(spun yarn) 또는 필라멘트사가 적용되며, 일반 의류용의 폴리에스테르계 섬유로는 저분자량의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트{이스트먼케미칼사제: 상품명 코델(Kodel)}, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등이 적용될 수 있으며, 상기 고 강력사보다는 분자량이 적으며 강도와 융점이 조금 낮은 필라멘트사가 적용될 수 있다.

또한 상기 에어-텍스쳐공정에서는 노즐을 통하여 공급된 두 종류의 폴리에스테르계 섬유의 합본 사 표면에 물을 공급하여 사의 표면을 약간 축축하게 습윤시켜 공기 및 물에 의해 마찰을 일으킴으로써 합본된 사의 표면에 코일(coil), 커얼(curl), 크림프(crimp), 루프(loop) 등의 보풀과 모우를 일으키며, 이 때 공급되는 물로는 순수한 증류수가 공급되는데, 이는 오염없이 사를 습윤시켜 마찰효과를 증진시키기 위함이다.

따라서, 상기 모우에 의하여 본 발명에 따른 폴리에스테르계 섬유의 심사는 고압호스의 내·외피의 고무층과의 접착면적이 상당히 늘어나게 되어서 그들과의 접착력을 최고로 높여주게 된다.

게다가, 통상 합성섬유의 방사공정과 연신 및 가연 등의 처리공정에서는 실의 취급을 용이하게 하고 정전기를 방지하기 위하여 필수적으로 오일이 첨가되는데, 본 발명에 의하면 이 에어-텍스쳐공정에 의하여 상기 폴리에스테르계 섬유의 고 강력사와 일반 의류용의 폴리에스테르계 섬유의 필라멘트사에 내포되어 있는 오일과 불순물이 배출됨으로써 최종 생성된 심사가 고압호스에 적용되었을 때 호스의 박리강도를 한층 높여주게 된다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에스테르계 섬유의 심사를 사용하여 고압호스를 제조할 때의 고온에 의하여 상기 심사를 구성하는 섬유 중 폴리에스테르계 섬유의 고 강력사는 고분자량으로 융점이 높아서 고압호스제작시의 고온에도 수축되지 않는데 반하여, 일반 의류용의 폴리에스테르계 섬유의 필라멘트사는 약간 융해되어 점성상태로 된다. 그래서 결과적으로 생성된 고압 호스를 약간 수축시켜주므로 고무호스의 내·외피 고무층과의 사이에서 접착력을 보다 더 높여 주게 된다.

본 발명에 의한 고압호스용 심사 및 그의 제조방법의 특징을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 다음에 실시례를 들어 설명하나, 이 실시례는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 본 발명의 정신 및 특허청구의 범위에 기재된 범위 내에서 그 변형 및 정정이 가능함은 당업계에 숙지된 자라면 금방 이해할 수 있을 것이다.

실시례

500D의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고 강력사 1가닥과 이 보다 분자량이 적은 의류용의 150D 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트사 1가닥을 합본한 후 이 합본된 사를 소정량의 증류수가 공급되는 에어-텍스쳐가공기에 투입하였다.

이 에어-텍스쳐기에 의한 가공공정을 통하여, 상기 2가닥 합본된 사의 제조공정 중에 섬유내에 내포된 오일 및 기타 불순물이 모두 밖으로 배출되었으며 합본된 사의 표면 전 주위에는 불규칙하게 다수의 작은 모우가 형성된 심사를 얻었다.

이 형성된 심사를 통상의 고압호스의 제작과 마찬가지의 공정을 통하여 내피 고무층 전 주위를 감으면서 직물층을 형성하는 소위 유직(有織)이라고 불리는 공정을 거친 후 그 위에 외피 고무층을 입혔다.

이 때 외피 고무층 형성시 가해지는 고온에 의하여 상기 직물층을 이루는 심사 중 일반 의류용의 폴리에스테르계 섬유의 필라멘트사가 약간 융해하여 점성을 띄게 되어서 내·외피의 고무층을 더욱 확고하게 접착시키는 효과가 있었다.

이와 같은 공정을 통하여 제조된 본 실시례에 의한 고압호스와 기존의 고압호스에 있어서의 인장강도, 인장신도와 박리강도를 동일 조건 하에서 각기 시험하여 보았다.

그 결과는 다음 표1에 나타낸 바와 같이, 인장강도가 종래의 제품에 비하여 상당히 높았으며, 박리강도 또한 KS기준이 1200이상(N/m)인데 비하여 본 실시례의 고압호스는 2801(N/m)로 매우 우수하였다.

이는 본 발명에 의한 심사의 경우 그 접착면적의 증가로 접착력이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

표 1

물 성	본 실시례에 의한 고압호스	종래 고압호스
인장강도(gf)	5682	2862
인장신도(％)	17.6	17.2

이상과 같은 방식으로 구성된 본 발명에 의한 고압 호스용 심사 및 그의 제조방법에 의하면 강도가 높을 뿐만 아니라 접착력이 우수하여 박리강도를 높임으로써 농약분무기 등 각종 산업용도의 고압호스에 적용되었을 때 호스가 길게 이동되더라도 꼬이거나 비틀어짐에 의한 고압호스의 파열 없이 장기간 사용할 수 있으며, 무엇보다도 종래 고가의 재질에 의해 제조됨으로써 고가이었던 호스의 제조단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 내외피층으로 구성되는 농약분무기나 일반 산소 또는 공기 공급용 호스 및 자동차 엔진용 호스 등에 적용되며, 에어-텍스쳐공정에 의하여 사의 표면에 다수의 작은 모우가 생성되는 두 종류의 폴리에스테르계 섬유의 합사로 제조되는 고압 호스용 심사에 있어서,

   상기 합사가 고 분자량의 융점이 높은 폴리에스테르계 섬유의 고 강력사와 저 분자량과 융점이 낮은 일반 의류용 폴리에스테르계 필라멘트사의 합본으로 이루어지며, 고압 호스의 내외피층에서 상기 의류용 폴리에스테르계 필라멘트사가 융해되어 고압 호스의 내외피층들 사이의 접착력을 증강시키는 것을 특징으로 하는 고압 호스용 심사.
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