KR100687623B1 - Fuel hose having acrylic rubber layer for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 자동차용 연료 호스를 보여주는 부분 절개 사시도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing an automotive fuel hose of a first embodiment according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예의 자동차용 연료 호스를 보여주는 부분 절개 사시도이다.2 is a partially cutaway perspective view showing a fuel hose for a vehicle of a second embodiment according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11,51; 내면층 13; 중간층11,51;
15,55; 보강사층 17,57; 외면층15,55;
53; 제1 중간층 54; 제2 중간층53;
본 발명은 자동차의 연료 공급에 사용되는 자동차용 연료 호스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 고무층 구조를 가지며 수명 연장을 위하여 아크릴계 고무층을 포함하는 자동차용 연료 호스에 관한 것이다.The present invention relates to an automotive fuel hose used for fuel supply of an automobile, and more particularly, to an automotive fuel hose having a plurality of rubber layer structures and including an acrylic rubber layer for extending the life.
일반적으로 자동차의 연료 공급에 사용되는 연료 호스로서는 불소 고무로 이 루어진 내면층과 에피클로로히드린 고무로 이루어진 중간층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계로 이루어진 보강사층, 에피클로로히드린 고무로 이루어진 외면층으로 구성되는 4층 구조의 연료 호스가 주로 사용된다. 중간층은 불소 수지의 제1 중간층과 에피클로로 히드린고무의 제2 중간층으로 구성된 연료 호스가 사용되기도 한다.In general, the fuel hose used for fueling a vehicle includes an inner layer made of fluorine rubber, an intermediate layer made of epichlorohydrin rubber, a reinforcement layer made of polyethylene terephthalate, and an outer layer made of epichlorohydrin rubber. Four-layer fuel hose is mainly used. The intermediate layer may be a fuel hose composed of a first intermediate layer of fluororesin and a second intermediate layer of epichlorohydrin rubber.
이러한 구조의 연료 호스는 현재까지 자동차의 일반적인 사용조건, 예를 들어 연료유에 대한 저항성, 일반적인 내열성, 내한성, 내오존성 및 자동차 자체의 진동내구성 등을 허용 가능한 일정 수준 이상 만족시킬 수 있었다.The fuel hose of this structure has been able to satisfy the general use condition of the automobile, for example, fuel oil resistance, general heat resistance, cold resistance, ozone resistance, and vibration durability of the vehicle itself.
그런데 최근 자동차의 내구 보증년한이 증가되고 엔진의 출력이 높아지면서 자동차 자체의 엔진 룸 온도가 상승되어 각 부품들에 대한 내구수명 및 온도 상승에 따른 내열성의 향상이 요구되고 있다. 그러나 종래의 연료 호스로서는 이와 같은 요구를 충족시키기 어려워졌다. 또한, 엔진에서 발생되는 고온의 열로 인해 외면층뿐만 아니라 보강사층의 열해가 발생되고, 그로 인해 연료 호스가 연료의 팽창압력을 지탱하지 못하여 연료 누출에 따른 발화의 위험이 있다.However, in recent years, as the endurance warranty of automobiles is increased and the engine output is increased, the engine room temperature of the automobile itself is increased, and the durability life of each component and the heat resistance according to the temperature increase are required. However, such a fuel hose has become difficult to meet such demands. In addition, due to the high temperature heat generated in the engine, thermal damage of not only the outer layer but also the reinforcement yarn layer is generated, and as a result, the fuel hose does not support the expansion pressure of the fuel, and there is a risk of ignition due to fuel leakage.
따라서 본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 구조를 가진 종래 자동차용 연료 호스의 문제점을 해결하기 위하여, 재질을 개선하여 호스의 내열성을 향상시킬 수 있으면서 내파열압 및 내구성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 연료 호스를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional fuel hose for automobiles having the structure as described above, while improving the material can improve the heat resistance of the hose while being able to improve the burst resistance and durability performance The purpose is to provide a fuel hose.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연료가 전송되는 내부공간을 형성하는 내면층, 그 내면층의 외주면을 둘러싸는 중간층, 그 중간층을 둘러싸는 외면층 및 그 중간층과 외면층 사이에 형성되는 보강사층을 포함하는 자동차용 연료 호스로서, 내면층이 불소를 포함하는 불소 고무로 이루어지고, 중간층이 적어도 하나 이상의 층으로 이루어지며 아크릴계 고무로 이루어진 아크릴계 고무층을 포함하며, 보강사층이 폴리아라미드계 보강사층이며, 외면층이 아크릴계 고무로 이루어진 자동차용 연료 호스를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is formed between an inner surface layer forming an inner space in which fuel is transferred, an intermediate layer surrounding the outer circumferential surface of the inner layer, an outer surface layer surrounding the intermediate layer, and the intermediate layer and the outer layer. A fuel hose for automobiles including a reinforcing yarn layer, wherein the inner surface layer is made of fluorine rubber containing fluorine, the middle layer is made of at least one layer, and includes an acrylic rubber layer made of acrylic rubber, and the reinforcing yarn layer is polyaramid. Provided is a system reinforcement yarn layer, and an outer surface layer is an automotive fuel hose made of acrylic rubber.
본 발명에 따른 자동차용 연료 호스에 있어서, 아크릴계 고무는 접착증진제로서 디부틸치오우레아계와 수산화칼슘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.In the fuel hose for automobiles according to the present invention, the acrylic rubber preferably contains at least one of dibutylthiourea and calcium hydroxide as an adhesion promoter.
본 발명에 따른 자동차용 연료 호스에 있어서, 디부틸치오우레아계는 아크릴계고무 100중량부에 대하여 1~2중량부인 것이 바람직하다. 그리고, 수산화칼슘은 아크릴계고무 100중량부에 대하여 3~7중량부인 것이 바람직하다.In the fuel hose for automobiles according to the present invention, the dibutylthiourea system is preferably 1 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic rubber. And it is preferable that calcium hydroxide is 3-7 weight part with respect to 100 weight part of acrylic rubber.
본 발명에 따른 자동차용 연료 호스에 있어서, 중간층은 불소 수지로 구성되며 내면층에 접하는 제1 중간층과 아크릴계고무로 구성되며 제1 중간층에 접하는 제2 중간층으로 구성될 수 있다.In the fuel hose for automobiles according to the present invention, the intermediate layer may be composed of a fluorine resin, the first intermediate layer in contact with the inner layer, and the acrylic rubber, and the second intermediate layer in contact with the first intermediate layer.
또한 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스에 있어서, 중간층은 가류제로서 아민(Amine)을 사용하는 아크릴계 고무인 것이 바람직하다. 그리고 내면층과 중간층이 가류에 의한 층간 직접 접합이 이루어진 것이 바람직하다. 여기서, 중간층은 아 크릴계100중량부, 스테아린산 2중량부, 에틸렌 왁스 1.5중량부, 탄산칼슘 10중량부, FEF 30중량부, SRF 50중량부, DOS 10중량부, 트리에틸렌 테트라아민 1.4중량부, 1,3디페닐 구아디딘(Diphenyl Guanidine) 4중량부로 구성될 수 있다.In addition, in the fuel hose for automobiles according to the present invention, the intermediate layer is preferably an acrylic rubber using amine (Amine) as a vulcanizing agent. And it is preferable that the inner surface layer and the intermediate | middle layer made the direct bonding between layers by vulcanization. Here, the intermediate layer is 100 parts by weight of acrylic, 2 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of ethylene wax, 10 parts by weight of calcium carbonate, 30 parts by weight of FEF, 50 parts by weight of SRF, 10 parts by weight of DOS, 1.4 parts by weight of triethylene tetraamine. , 1,3 diphenyl guanidine (Diphenyl Guanidine) may be composed of 4 parts by weight.
그리고 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스에 있어서, 내면층은 불소함량이 68~71%인 불소 고무인 것이 바람직하다.In the fuel hose for automobiles according to the present invention, the inner surface layer is preferably a fluorine rubber having a fluorine content of 68 to 71%.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, an automobile fuel hose according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제1 실시예First embodiment
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 자동차용 연료 호스를 보여주는 부분 절개 사시도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing an automotive fuel hose of a first embodiment according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 자동차용 연료 호스(10)는 연료가 전송되는 내부공간을 가지는 연료 호스 구조로서, 4층 단면 구조를 가진다. 내부공간으로부터 순차적으로 내면층(11), 중간층(13), 보강사층(15), 외면층(17)이 형성된 구조이다. 내면층(11)을 둘러싸게 중간층(13)이 형성되고, 그 중간층(13)을 둘러싸게 보강사층(15)이 형성되며, 보강사층(15)을 둘러싸게 외면층(17)이 형성된다.1, the
내면층(11)은 불소를 포함하는 불소 고무로 이루어진다. 여기서, 내면층(11)은 불소의 함량이 68~71%인 불소 고무인 것이 바람직하다. 이는 연료 호스의 특성상 내 연료투과성을 향상시키기 위한 것으로서, 불소 함량이 68% 이하인 불소 고무를 사용하게 되면 연료 투과성이 증가하고, 71%를 초과하는 경우 수지 상태가 되기 때문에 마찰력이 감소되어 금속관에 결합하는 과정에서 긁힘이 발생될 수 있고 결합 완료 후에 결합 상태를 유지하기 어렵다는 문제가 있기 때문이다.The
중간층(13)은 아크릴계 고무로 이루어진다. 이때, 아크릴계 고무는 가류제로서 아민을 이용하는 아민 가류 시스템으로 가류되는 고무라면 어떤 종류를 사용하여도 가능하다. 예를 들어, 중간층(13)은 아크릴계 100중량부, 스테아린산 2중량부, 에틸렌 왁스 1.5중량부, 탄산칼슘 10중량부, FEF 30중량부, SRF 50중량부, DOS 10중량부, 트리에틸렌 테트라아민 1.4중량부, 1,3디페닐 구아디딘(Diphenyl Guanidine) 4중량부로 구성될 수 있다.The
아크릴계 고무는 접착증진제로서 아크릴계 고무 100중량부에 대하여 1중량부의 디부틸치오우레아계와 5중량부의 수산화칼슘을 포함한다. 여기서, 아크릴계 고무는 디부틸치오우레아계와 수산화칼슘 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 디부틸치오우레아계는 아크릴계고무 100중량부에 대하여 1~2중량부인 것이 바람직하다. 그리고, 수산화칼슘은 아크릴계고무 100중량부에 대하여 3~7중량부인 것이 바람직하다. 한편, 중간층은 내면층과 함께 가류에 의해 층간 직접 접합이 이루어진다.The acrylic rubber contains 1 part by weight of dibutylthiourea and 5 parts by weight of calcium hydroxide with respect to 100 parts by weight of the acrylic rubber as an adhesion promoter. Here, the acrylic rubber may include any one of dibutyl thiourea and calcium hydroxide. It is preferable that dibutyl thiourea type is 1-2 weight part with respect to 100 weight part of acrylic rubber. And it is preferable that calcium hydroxide is 3-7 weight part with respect to 100 weight part of acrylic rubber. On the other hand, the intermediate layer is directly bonded to each other by vulcanization together with the inner surface layer.
외면층(17)과 중간층(13) 사이에 형성되는 보강사층(15)은 공지의 폴리아라미드계 보강사로 형성된다. 폴리아라미드계 보강사는 폴리비닐 알코올계나 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 보강사보다 내열성 및 내압성 훨씬 뛰어나므로 고온 및 고압 상황에서의 사용에 적합하다.The
외면층(17)은 내후성, 내열성이 뛰어난 아크릴계 고무를 사용한다. 가류제로서 아민을 이용하는 아민 가류에 의하여 형성한다.The
이와 같은 구조를 갖는 자동차용 연료 호스(10)의 제작 방법은 내면층(11)과 중간층(13)의 경우 동시에 압출하여 형성한다. 이중 또는 삼중 구조이나 연속 압출 라인을 구성하여 동시에 성형하는 것이 각 층간의 접착력 향상에 도움이 된다. 그리고 그 위에 보강사로 편조를 실시한다. 편조 후 외면층(17)을 압출하고 가류를 실시하면, 본 구조의 자동차용 연료 호스(10)를 만들 수 있다.The manufacturing method of the
제2 실시예Second embodiment
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예의 자동차용 연료 호스를 보여주는 부분 절개 사시도이다.2 is a partially cutaway perspective view showing a fuel hose for a vehicle of a second embodiment according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 자동차용 연료 호스(50)는 5층 단면 구조를 가진다. 내부공간으로부터 순차적으로 내면층(51), 제1 중간층(53), 제2 중간층(54), 보강사층(55), 외면층(57)이 형성된 구조이다. 전술한 제1 실시예와 달리 복수의 중간층(53,54)으로 이루어진 구조에 특징이 있다.2, the
제1 중간층(53)은 불소 수지로 구성되며 내면층(53)을 둘러싼다. 제2 중간층(54)은 아크릴계 고무로 구성되며 제1 중간층(53)을 둘러싼다. 내면층(51)과 보강사층(55) 및 외면층(57)은 전술한 제1 실시예와 동일한 재질로 구성된다.The first
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스에 대하여 본 출원인에 의해 실시된 실험 결과를 소개하면 다음과 같다.The experimental results carried out by the applicant for the fuel hose for automobiles according to the present invention as described above are as follows.
표 1은 중간층에 사용된 고무의 조성을 나타내고, 표 2는 표 1에 따라 제조 된 연고무의 물성 및 불소 고무 또는 불소 수지와 아크릴계 고무간의 접착력을 나타낸다. 두 층간의 접착은 고무시편 제작용 전열 프레스에서 150℃에서 30분간 가류를 실시한 시편에서 측정하였다.Table 1 shows the composition of the rubber used in the intermediate layer, Table 2 shows the physical properties of the adhesive rubber prepared according to Table 1 and the adhesion between the fluorine rubber or fluorine resin and acrylic rubber. Adhesion between the two layers was measured on a specimen subjected to vulcanization at 150 ° C. for 30 minutes in a heat transfer press for preparing rubber specimens.
표 1에서 실험 비교예는 오일계에 사용되는 호스의 구성을 갖는 아크릴계 중간층이고, 실험 실시예 1,2,3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 호스에서 접착증진제의 종류 및 함량 변화에 따른 중간층의 예를 나타낸다. 오일계 호스의 경우 통상적으로 접착증진제를 포함하지 않는다. 이와 달리 표 1의 실험 실시예들은 디부틸치오우레아와 수산화칼슘 중 적어도 어느 하나를 포함한다.Experimental Comparative Example in Table 1 is an acrylic intermediate layer having the configuration of the hose used in the oil, Experimental Examples 1, 2, 3 are the changes in the type and content of the adhesion promoter in the fuel hose according to the first embodiment of the present invention The example of the intermediate | middle layer which follows is shown. Oil-based hoses typically do not contain adhesion promoters. In contrast, the experimental examples of Table 1 include at least one of dibutylthiourea and calcium hydroxide.
표 1과 표 2에서 나타난 바와 같이, 불소 고무 또는 불소 수지와 아크릴계 고무간의 접착력을 향상시키기 위해 사용한 디부틸치오우레아와 금속산화물로서 수산화칼슘의 조합이 기타 다른 배합의 실시예보다 물성 및 접착력에서 가장 양호하다는 것을 알 수 있으며, 이 사실로 연료 호스 제작시 접착제의 사용 없이 고무 가류의 조건만으로 접착이 가능하다는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1 and Table 2, the combination of dibutylthiourea and calcium hydroxide as a metal oxide used to improve the adhesion between fluororubber or fluororesin and acrylic rubber is the best in physical properties and adhesion compared to other formulation examples. It can be seen that this can be achieved by the rubber vulcanization conditions without the use of adhesive when manufacturing fuel hose.
한편, 앞에서 소개한 바와 같은 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스는 내열성이 150℃에서 1000시간동안 외면층에 크랙(Crack)의 발생이 없으며, 호스 파열압력이 100kgf/cm2 이상이다. 또한 연료 호스의 내구성도 종래의 연료 호스와 대비하여 상당히 향상된 결과를 나타낸다.On the other hand, the automotive fuel hose according to the present invention as described above, the heat resistance does not generate a crack (Crack) on the outer layer for 1000 hours at 150 ℃, the hose burst pressure is 100kgf / cm 2 or more. The durability of the fuel hose also results in a significantly improved result compared to conventional fuel hoses.
이하, 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스의 실시예와 종래 기술에 따른 예인 비교예 1과 비교예 2의 제품 구성과 그에 대한 성능 평가 결과가 아래의 표 3에 상세하게 나타난다. 여기서, 실시예 1은 중간층이 아크릴계고무 재질로서 단일층으로 이루어지고 실시예 2는 불소 수지로 구성되는 제1 중간층과 아크릴계고무 재질의 제2 중간층으로 이루어진다.Hereinafter, the product configurations of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, which are examples of the fuel hose for automobiles according to the present invention and examples according to the prior art, and their performance evaluation results are shown in detail in Table 3 below. Here, in Example 1, the intermediate layer is composed of a single layer as an acrylic rubber material, and Example 2 is composed of a first intermediate layer made of a fluororesin and a second intermediate layer of acrylic rubber material.
표 3의 내열성 평가는 1000시간을 기준으로 평가하였고, 파열압은 KSM 6540에 의거 평가한 결과이다. 내구성에 대한 평가는 자동차 내부의 조건과 유사하게 재현하기 위하여 진동내구시험기에서 실시하였다. 실험 결과, 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스가 종래의 연료 호스 제품과 비교시 월등히 우수한 내압성, 내열성과 내구성을 나타냄을 확인할 수 있다The heat resistance of Table 3 was evaluated based on 1000 hours, and the burst pressure is the result of evaluation based on KSM 6540. The durability evaluation was carried out in the vibration durability tester to reproduce the condition similar to the interior of the vehicle. As a result of the experiment, it can be seen that the automotive fuel hose according to the present invention shows superior pressure resistance, heat resistance, and durability compared with conventional fuel hose products.
이상과 같이 본 발명에 따른 자동차용 연료 호스는 중간층과 외면층이 아크릴계 고무, 특히 접착증진제로서 디부틸치오우레아와 수산화칼슘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 아크릴계 고무로 구성되기 때문에, 종래의 연료 호스에 비하여 내압성, 내열성 및 내구성이 우수하여 연료 호스 수명의 보증년한의 연장이 가능하며, 다양한 환경조건하에 적용이 가능하므로 자동차용 연료 호스로 유용한 효과가 있다.As described above, the automotive fuel hose according to the present invention has an intermediate layer and an outer surface layer composed of acrylic rubber, especially an acrylic rubber including at least one of dibutylthiourea and calcium hydroxide as an adhesion promoter. With excellent pressure resistance, heat resistance and durability, it is possible to extend the warranty life of fuel hose life and can be applied under various environmental conditions.
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