KR101113071B1 - 하이브리드 호스 제작 방법 및 그에 의해 제작된 호스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 호스 제조 방법 및 이에 의해 제조된 호스에 관한 것으로, 호스를 구성하는 각 구성요소 간을 접착제 사용 없이 견고히 결합시킬 수 있고, 호스 최내측에 수지층이 구성됨으로써 수지의 장점인 내 유체성, 내 가스투과성 및 청정도를 구비함과 동시에, 호스의 최외측에 고무층이 구성되어 고무의 장점인 유연성을 가짐으로써, 최외측이 수지로 이루어지는 경우 수지의 단점인 굴곡시 주름 현상을 개선할 수 있는 특성을 모두 갖출 수 있는 하이브리드 호스 제작 방법 및 이 제작 방법에 의해 구성된 호스를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 심봉(mandre)을 준비하고; 심봉 외면에서 열가소성 재료를 압출하여 내면층을 형성하고; 수지 압출되어 형성된 내면층을 경화시키고; 상기 냉각된 내면층의 외면에 보강층을 형성하고; 상기 보강층의 외면에 보호층을 형성하도록 고무 재료가 압출되고; 상기 내면층으로부터의 재료가 최외측 고무층의 가류 시 상기 보강층 사이로 침투해 접착 효과를 나타낼 수 있도록 고온 환경을 제공한 후; 상기 심봉을 제거하는 하이브리드 호스 제작 방법을 제공한다.
호스, 제작방법, 내면층, 보강층, 편조층, 외면층, 침투결합층, 가류
Description
본 발명은 하이브리드(hybrid) 호스 제조 방법 및 이에 의해 제조된 호스에 관한 것으로, 호스를 구성하는 각 구성요소 간을 접착제 사용 없이 견고히 결합시킬 수 있고, 호스 최내측에 수지층이 구성됨으로써 수지의 장점인 내 유체성, 내 가스투과성 및 청정도를 구비함과 동시에, 호스의 최외측에 고무층이 구성되어 고무의 장점인 유연성을 가짐으로써, 최외측이 수지로 이루어지는 경우 수지의 단점인 굴곡시 주름 현상을 개선할 수 있는 특성을 모두 갖출 수 있는 하이브리드 호스 제작 방법 및 이 제작 방법 및 이에 의해 제작된 호스에 관한 것이다.
호스(hose)란 유체를 한 곳에서 다른 곳으로 이송시키거나, 압력등에 의한 에너지를 전달시켜 일을 하도록 하는데 사용되는 유연성을 가진 배관재이다.
호스는 일반적으로 내면층, 보강층, 외면층을 구성되나, 특별히 내면층과 보호층 만으로 구성된 호스 등 다른 구조의 호스도 있으며, 사용되는 외부 환경에 따 라 호스의 외면층 위에 보호재를 덧씌워 사용하기도 한다.
이러한 일반적인 호스의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 일반적인 호스의 구성을 나타낸 것으로, 내부 구성을 이해할 수 있도록 일부 절단하여 나타낸 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 일반적인 호스(10)는 내면층(11), 상기 내면층(11)의 외면을 덮는 보강층(12), 상기 보강층(12)의 외면을 덮는 외면층(13) 및 상기 내면층(11)과 보강층(12) 사이 및 상기 보강층(12)와 외면층(13) 사이를 접착시키기 위한 접착층(14)을 포함한다.
상기 내면층(11)은 호스의 기밀을 유지해 유체의 누출을 방지하는 역할을 하는 것으로, 그 재질은 수지류 등으로 이루어진다.
상기 보강층(12)은 주어진 시스템의 압력에 견딜 수 있도록 내압력을 강화시켜 주는 역할을 하는 것으로, 사용 압력에 따라 재질이 선정될 수 있다. 예를 들면, 그 재질로는 면, 폴리에스테르, 나일론, 아라미드(aramid), 강선 등이 있으며, 보강방식은 예를 들면 편조(編造) 또는 스파이럴(spiral) 방식으로 이루어진다.
상기 외면층(13)은 호스의 가장 바깥쪽 구조층으로서 내면층과 보강층을 보호하는 역할을 한다. 그 재질로는 수지류 등으로 이루어진다.
상기 접착층(14)은 내면층(11)과 보강층(12) 사이 그리고 보강층(12)와 외면층(13) 사이의 접착력을 강화시켜 세 개의 구조층을 일체화시키는 역할을 한다.
이와 같이 구성되는 종래 일반적인 수지 호스의 제작 공정을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 종래 일반적인 호스의 제작 공정을 나타낸 플로우 차트이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 일반적인 호스의 제작 공정은, 내면층을 형성하기 위하여 수지 압출하고(S1), 수지 압출되어 형성된 내면층을 경화시키도록 냉각한 다음(S2), 그 외면에 피복되는 보호층과의 접착을 위한 접착제가 도포된다(S3). 상기 접착제가 도포된 내면층의 외면에 보강층을 형성하고(예를 들면, 편조)(S4), 이후 그 외면에 피복되는 외면층과의 접착을 위한 접착제가 도포된다(S5). 그리고 상기 접착제가 도포된 보강층의 외면에 보호층을 형성하도록 수지 외면층을 압출한 다음(S6), 냉각시킨다(S7).
이와 같이 종래 유압 수지 호스를 제작하기 위해서는 보강층을 형성하는 편조 공정 전후에 접착제 도포 공정이 반드시 필요하다. 이는 내면층과 보강층 사이 및 보강층과 외면층 사이의 접착력을 강화시켜 세 개의 구조층을 일체화시켜 호스 성능을 향상시키기 위함이다. 이때, 접착제 도포 공정 없이 수지 호스를 제작하는 경우, 호스에 가압력이 작용할 때, 내면층(수지층)과 보강층, 보강층과 외면층(수지층)이 분리되면서 내구성이 현저히 떨어지게 된다.
수지 호스는 고무 호스에 비해 다양한 유체에 대한 내성이 있고, 내가스 투과성도 우수한 수지 특성의 강인함을 갖고 있으나, 상대적으로 유연성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 수지 호스 제작에서는 접착제가 사용되어야만 하기 때문에, 유기 용제에 의한 접착제의 환경 문제가 야기된다.
상기의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 호스를 구성하는 각 구성요소 간을 접착제 사용 없이 견고히 결합시킬 수 있고, 수지의 장점인 유체성, 내 가스투과성 및 청정도를 구비함과 동시에 고무의 장점인 유연성, 수지 외면층의 단점인 굴곡시 주름 현상을 개선할 수 있는 특성을 모두 갖출 수 있는 하이브리드 호스 제작 방법 및 이 제작 방법에 의해 구성된 호스를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 접착제 사용 없이 물리적 접착방식을 채용함으로써 유기 용제에 의한 접착제의 환경 문제를 원천적으로 해소할 수 있는 호스 제작 방법 및 그 제작 방법에 의해 구성된 호스를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 심봉(mandre)을 준비하고; 심봉 외면에서 열가소성 재료를 압출하여 내면층을 형성하고; 수지 압출되어 형성된 내면층을 경화시키고; 상기 냉각된 내면층의 외면에 보강층을 형성하고; 상기 보강층의 외면에 외면층을 형성하도록 고무 재료가 압출되고; 상기 내면층으로부터의 재료가 외면 고무층의 가류 시 상기 보강층으로 침투하도록 고온 환경을 제공하며; 상기 심봉을 제거하는 하이브리드 호스 제작 방법을 제공한다.
상기 외면층은 편조 또는 스파이럴 방식으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 고온 환경은 고무 외면층의 가류 공정에 의해 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 제작 방법에 의해 제작되는 호스를 제공한다.
한편, 본 발명은 열가소성 재료로 이루어지는 내면층; 상기 내면층의 외면을 덮는 편조층; 가류 시 상기 내면층으로부터 상기 편조층 사이로 침투하여 내면층과 보강층을 결합시키는 침투 결합층; 및 상기 편조층을 보호하며, 고무 재료로 이루어지는 외면층을 포함하는 호스를 제공한다.
상기 침투 결합층은 제작 과정 동안 고온 환경 하에서 상기 내면층이 편조층 사이로 일부가 침투되어 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 호스 제작 방법 및 그에 의해 제작된 호스는 수지와 고무가 갖는 장점을 극대화시켜 시너지 효과를 제공할 수 있고, 유기용제에 의한 환경 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 호스 제작 방법은 접착제 도포 공정이 생략되는 것이 특징이다. 다시 말해서, 본 발명은 이러한 접착제 도포 공정 없이 호스를 구성하는 일 구성요소의 재질 특징으로부터 접착력 효과를 가지도록 하는 것이다.
이하 본 발명에 따른 하이브리드 호스 제작 방법을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 호스의 제작 공정을 나타낸 플로우 차트이다. 도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 호스의 제작 공정에 의해 제작된 호스의 단면도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 호스의 제작 방법은, 심봉(mandrel)을 준비하고(S10), 내면층을 형성하기 위하여 심봉 외면에서 열가소성 재료(수지)를 압출한 다음(S11), 수지 압출되어 형성된 내면층을 경화시킨다(예를 들면 냉각)(S12). 상기 냉각된 내면층의 외면에 보강층을 형성하고(S13), 이후 상기 보강층의 외면에 외면 보호층(외면층)을 형성하도록 유연성 재료(고무)가 압출된다(S14). 그런 다음 상기와 같이 형성된 형성체를 고온환경을 제공(예를 들면, 가류(가황))하고(S15), 이후 상기 심봉을 제거(발취)한다(S16).
상기 보강층의 형성은 편조 또는 스파이럴 방식으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 하이브리드 호스 제작 방법은 접착제 도포 공정 없이 가류 공정에 의하여 구성요소 간(즉, 내면층과 보강층 간)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 가류 공정 시 고온에 의해 내면층을 구성하는 열가소성 재료(수지)의 열 팽창 등이 발생하여 보강층(편조층) 사이로 내면층의 열가소성 재료가 차고 올라가 물리적인 접착력을 제공한다(도 4에서 도면부호 110 참조).
여기에서, 상기 심봉은 그의 몰드 역할에 의해 내면층(수지층)이 보강층(편조층) 방향으로만 차고 올라가게 되는 것이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 호스 제작 방법에 의하여 제작된 호스(100)는 호스의 기밀을 유지하여 유체의 누출을 방지하며, 열가소성 재료(예를 들면, 수지)로 이루어지는 내면층(110); 상기 내면층(110)의 외면을 덮으며, 주어진 시스템의 압력에 견딜 수 있도록 내압력을 강화시키기 위한 보강층(편조층)(120); 상기 내면층(110)으로부터의 상기 보강층(120)으로 침투하여(예를 들면, 열팽창 등으로 인해) 내면층(110)과 보강층(120)을 결합시키는 침투 결합층(130); 및 호스의 가장 바깥쪽 구조층으로서 내면층과 보강층을 보호하며, 고무 재료로 이루어지는 외면층(140)을 포함한다.
여기에서, 상기 침투 결합층(130)은 제작 과정 동안 고온 환경 하에서 수지로 이루어진 상기 내면층(120)이 열 팽창 등에 의해 편조로 된 보강층(120) 사이로 침투되어 형성된다.
이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 호스 제작 방법에 의해 제작된 호스는 수지와 고무의 장점을 함께 갖추고 있다. 다시 말해서, 내면층(110)이 수지로 형성되기 때문에, 수지의 장점인 다양한 내유체성, 내가스투과성 및 청정도가 우수한 장점이 있고, 외면층이 고무로 형성되기 때문에 수지로 외면층이 형성되었던 단점, 즉 유연성, 굴곡 시 주름 발생 현상 등을 개선할 수 있다.
한편, 대부분의 유압 수지호스 제조업체들이 내/외면층과 보강층 간을 접착제 도포에 의한 접착 방식을 적용하는데 비해 본 발명에 따른 하이브리드 호스 제작 방법은 접착제 사용 없이 물리적 접착 방식을 적용하는 것이며, 이는 유기 용제에 의한 접착제의 환경 문제를 완전히 해결한 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경의 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 일반적인 호스의 구성을 나타낸 것으로, 내부 구성을 이해할 수 있도록 일부 절단하여 나타낸 구성도.
도 2는 종래 일반적인 호스의 제작 공정을 나타낸 플로우 차트.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 호스의 제작 공정을 나타낸 플로우 차트.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 호스의 제작 공정에 의해 제작된 호스의 단면도.
*주요 도면부호에 대한 간단한 설명*
100: 호스 110: 내면층
120: 보강층(편조층) 130: 침투 결합층
140: 외면층
Claims (6)
- 심봉(mandrel)을 준비하고;심봉 외면에서 열가소성 재료를 압출하여 내면층을 형성하고;수지 압출되어 형성된 내면층을 경화시키고;상기 냉각된 내면층의 외면에 보강층을 형성하고;상기 보강층의 외면에 보호층을 형성하도록 고무 재료가 압출되고;상기 내면층으로부터의 재료가 상기 보강층으로 침투하도록 고온 환경을 제공하며;상기 심봉을 제거하는하이브리드 호스 제작 방법.
- 제1항에 있어서,상기 보강층은 편조 또는 스파이럴 방식으로 형성되는하이브리드 호스 제작 방법.
- 제1항에 있어서,상기 고온 환경은 상기 보호층의 가류 공정에 의해 제공되는하이브리드 호스 제작 방법.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 호스 제작 방법에 의해 제작되는호스.
- 열가소성 재료로 이루어지는 내면층;상기 내면층의 외면을 덮는 편조층;상기 내면층으로부터 그 내면층의 재료가 상기 편조층으로 침투하여 내면층과 보강층을 결합시키는 침투 결합층; 및상기 편조층을 보호하며, 고무 재료로 이루어지는 외면층을 포함하는 호스.
- 제5항에 있어서,상기 침투 결합층은 제작 과정 동안 고무 외면층을 가류하는 과정에서 상기 내면층이 편조층 사이로 침투되어 형성되는호스.
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| KR20020079359A (ko) * | 1998-09-21 | 2002-10-19 | 가부시키가이샤 메이지 고무 가세이 | 초저팽창 브레이크 고무 호스와 그 제조 방법 |
-
2009
- 2009-09-29 KR KR1020090092409A patent/KR101113071B1/ko active IP Right Grant
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| KR102519903B1 (ko) * | 2022-11-14 | 2023-04-10 | 이언중 | 세라믹 브러쉬용 고무호스 제조방법 |
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