KR101485091B1 - 유체이송용 호스 - Google Patents

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KR101485091B1
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서영식
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주식회사 한승켐
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Abstract

본 발명은 가스 등의 유체가 이동하는 호스에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는 내층과 상기 내층을 에워싸 내압성을 강화하는 강화층과 상기 내층 및 강화층을 에워싸며 고무조성물로 이루어지는 외층을 포함하며, 상기 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무 60 내지 70 중량%와 폴리프로필렌 30 내지 40 중량%로 이루어지는 기재와 상기 기재의 물성을 개선하는 첨가제를 포함하고, 상기 강화층은 상기 내층의 외면에 합성수지 실을 격자 형태로 직조하여 형성하며 상기 실은 0.2 내지 2%의 열수축률 가져, 향상된 유연성, 내후성, 성형성을 가지면서 비중이 가벼워 사용상 편리성이 증대되고 재활용이 용이하며, 내층에 강화층과 외층을 견고하게 일체화시킬 수 있는 유체이송용 호스에 대한 것이다.

Description

유체이송용 호스{Hose to transfer fluid}
본 발명은 가스 등의 유체가 이동하는 호스에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는 내층과 상기 내층을 에워싸 내압성을 강화하는 강화층과 상기 내층 및 강화층을 에워싸며 고무조성물로 이루어지는 외층을 포함하며, 상기 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무 60 내지 70 중량%와 폴리프로필렌 30 내지 40 중량%로 이루어지는 기재와 상기 기재의 물성을 개선하는 첨가제를 포함하고, 상기 강화층은 상기 내층의 외면에 합성수지 실을 격자 형태로 직조하여 형성하며 상기 실은 0.01 내지 2%의 열수축률 가져, 향상된 유연성, 내후성, 성형성을 가지면서 비중이 가벼워 사용상 편리성이 증대되고 재활용이 용이하며, 내층에 강화층과 외층을 견고하게 일체화시킬 수 있는 유체이송용 호스에 대한 것이다.
호스(hose)는 고무 등으로 만든 굴곡성이 있는 관으로, 물, 가스 등의 유체를 이송시키기 위해 사용된다. 특히, 산소, 연료가스를 이송하는 가스 호스의 경우 가스의 외부 유출로 인한 사고를 예방하기 위해 충분한 유연성 및 내압성 등을 가져야 한다.
아래 표시한 특허문헌들을 참조하면, 종래의 가스 호스는 고무, 플라스틱, 금속 등의 소재를 다층으로 적층하고 중간에 실 등으로 에워싸 보강층을 형성하여 제조되었다. 대표적으로 고무 또는 열가소성 탄성체로 이루어진 제1층을 형성하고 제1층의 외측에 실로 이루어진 제2층을 형성하고 제2층의 외면에 고무로 이루어진 제3층을 형성하여, 호스를 제조하였다.
(특허문헌)
공개특허공보 제10-2011-0106730호(2011. 09. 29. 공개) "코일층을 구비한 가스 호스"
공개특허공보 제10-2005-0031311호(2005. 04. 06. 공개) "고압가스용 고무계 호스"
하지만, 상기 호스의 제1층을 고무로 형성하는 경우 탄성이 부족하여 균열이 발생하기 쉽고, 비중이 커서 제조된 호스는 큰 무게를 가지게 되어 사용이 불편하며, 고무는 가황공정을 거치므로 재활용이 불가능한 문제가 있다. 또한, 상기 호스의 제1층을 기존의 열가소성 탄성체로 형성하는 경우 제2층의 실 및 제3층의 고무와 접착이 용이하지 않아 접착제를 별도로 사용하여야 하고, 종래의 호스 제조과정에서 사용되는 실을 사용하는 경우 상기 제2층을 형성하는 실은 제조과정에서 열수축 등의 물성변화가 일어나 최종적으로 제조된 호스에서 제2층이 제1층 및 제3층과 박리되어 내구성이 떨어져 안전사고 발생할 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 개선된 열가소성 탄성체 조성물로 내층을 형성하여 향상된 유연성, 내후성 및 성형성을 가지면서 무게가 가벼워 사용상 편리성이 증대되고 가황공정을 거치지 않아 재활용이 용이한 유체이송용 호스를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내층을 형성하는 열가소성 탄성체가 향상된 접착력을 가져 별도의 접착제의 사용 없이도 강화층과 외층을 견고하게 일체화시킬 수 있는 유체이송용 호스를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 최적화된 특성을 가지는 실을 사용하여 강화층을 형성하므로, 내층을 열가소성 탄성체로 형성하여도 강화층이 내층과 외층에서 박리되지 않아 내구성을 향상시켜 안전성을 도모할 수 있는 유체이송용 호스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 유체이송용 호스는 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는 내층과, 상기 내층을 에워싸 내압성을 강화하는 강화층과, 상기 내층 및 강화층을 에워싸며 고무조성물로 이루어지는 외층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 유체이송용 호스에 있어서 상기 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무 60 내지 70 중량%와 폴리프로필렌 30 내지 40 중량%로 이루어지는 기재와, 상기 기재의 물성을 개선하는 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 상기 기재 100 중량부에 대하여, 오일 13 내지 19 중량부, 탈크 10 내지 16 중량부, 페놀 13 내지 19 중량부, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 15 내지 25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 유체이송용 호스에 있어서 상기 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무 41 중량%, 폴리프로틸렌 19 중량%, 오일 10 중량%, 탈크 8 중량%, 페놀 10 중량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 12 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 유체이송용 호스에 있어서 상기 강화층은 상기 내층의 외면에 합성수지 실을 격자 형태로 직조하여 형성하며, 상기 실은 0.2 내지 2%의 열수축률 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 유체이송용 호스에 있어서 상기 강화층은 제1실을 상기 내층의 외면에 일정 간격을 두고 나선 형태로 감고, 제2실을 상기 제1실과 직교되게 상기 내층의 외면에 일정 간격을 두고 나선 형태로 감아서 형성하며, 상기 실은 2550 내지 2750denier의 섬도, 12.5 내지 15Kgf의 강력, 20 내지 25%의 신도율, 85 내지 115TPM의 꼬임수를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 유체이송용 호스에 있어서 상기 고무조성물은 고무로 이루어진 기재와; 상기 기재 100중량부에 대하여, 황 1중량부, 디옥틸프탈레이트 8중량부, 카본마스터배치 6중량부, 스테아린산 0.2중량부, 실리카 1중량부, 실리카 촉진제 0.5중량부, 감마-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.2중량부, 펜타클로로티오페놀 0.2중량부, 디페닐아민 아세톤 축합물 0.2중량부, N-(사이클로헥실티오)프탈아마이드 0.2중량부, 산화아연 2중량부, 블랙카본 2중량부, 메르캅토벤조티아졸 0.4중량부, 디벤조티아졸디설파이드 0.6중량부, 테트라메틸우람모노설파이드 0.04중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부로 이루어지는 개질제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 개선된 열가소성 탄성체 조성물로 내층을 형성하여 향상된 유연성, 내후성 및 성형성을 가지면서 무게가 가벼워 사용상 편리성이 증대되고 가황공정을 거치지 않아 재활용이 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 내층을 형성하는 열가소성 탄성체가 향상된 접착력을 가져 별도의 접착제의 사용 없이도 강화층과 외층을 견고하게 일체화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 최적화된 특성을 가지는 실을 사용하여 강화층을 형성하므로, 내층을 열가소성 탄성체로 형성하여도 강화층이 내층과 외층에서 박리되지 않아 내구성을 향상시켜 안전성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스의 부분절단 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스의 사용례를 나타내는 참고도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스를 설명하기 위한 호스의 사진.
이하에서는 본 발명에 따른 유체이송용 호스를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스의 부분절단 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스의 사용례를 나타내는 참고도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스를 설명하기 위한 호스의 사진이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송용 호스를 도 1 내지 3을 참조하여 설명하면, 상기 유체이송용 호스(100)는 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는 내층(1)과, 상기 내층(1)을 에워싸 내압성을 강화하는 강화층(2)과, 상기 내층(1) 및 강화층(2)을 에워싸며 고무조성물로 이루어지는 외층(3)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 유체이송용 호스(100)는 내부에 가스 등의 유체를 이송시키는 구성으로, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 용접을 위한 장치에서 토치(400)를 연료탱크(200)와 산소탱크(300)를 연결하여 연료 및 산소를 토치(400)에 공급한다.
상기 내층(1)은 상기 호스(100)의 가장 내측을 형성하는 구성으로, 일정 형상을 가지나 바람직하게는 원형의 관 형상을 가진다. 상기 내층(1)은 내후성, 유연성, 성형성 및 사용상 편리성이 향상되고 재활용이 용이한 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는데, 상기 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무 60 내지 70 중량%와 폴리프로필렌 30 내지 40 중량%로 이루어지는 기재와, 상기 기재의 물성을 개선하는 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 상기 기재 100 중량부에 대하여, 오일 13 내지 19 중량부, 탈크 10 내지 16 중량부, 페놀 13 내지 19 중량부, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 15 내지 25 중량부를 포함한다.
상기 기재는 EPDM 고무 60 내지 70 중량%와, 폴리프로필렌 30 내지 40 중량%로 이루어지며, 상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무는 열가소성 탄성체의 연질 세그먼트(soft segment)로 작용하며 내층(1)의 내후성, 내오존성, 내한성을 향상시킨다. 상기 폴리프로필렌(polypropylene)은 열가소성 탄성체의 경질 세그먼트(hard segment)로 작용하며 상기 EPDM 고무와 함께 블록 공중합체를 형성하여 열가소성 탄성체를 형성한다. 상기 EPDM 고무가 60 중량% 미만으로 사용되는 경우 탄성 및 내후성 등이 떨어지며, 70 중량%를 초과하여 사용되는 경우 열가소성이 떨어지게 된다.
상기 첨가제는 상기 기재에 혼합되어 상기 내층의 물성을 개선하기 위해 상용되는 구성으로, 상기 기재 100 중량부에 대하여 오일 13 내지 19 중량부, 탈크 10 내지 16 중량부, 페놀 13 내지 19 중량부, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 15 내지 25 중량부를 포함한다.
상기 오일은 작업성을 향상시키기 위해 사용되는 성분으로 프로세스 오일이 사용될 수 있으며, 상기 오일이 13 중량부 미만으로 사용되는 경우 작업성이 저하되며, 19 중량부를 초과하여 사용되는 경우 탄성 등의 열가소성 탄성체의 기본 물성이 저하된다. 상기 탈크(talc)는 충진제로 열가소성 탄성체 조성물을 부드럽게 하기 위해 사용되는 성분으로, 상기 탈크가 10 중량부 미만으로 사용되는 경우 비중이 높아져 작업성이 저하되며, 19 중량부를 초과하여 사용되는 경우 탄성 등의 열가소성 탄성체의 기본 물성이 저하된다. 상기 페놀은 가교제로 작용하며, 상기 페놀이 13 중량부 미만으로 사용되는 경우 가교가 충분히 이루어지지 않으며 19 중량부를 초과하여 사용되는 경우 탄성 등의 열가소성 탄성체의 기본 물성이 저하된다. 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber:NBR)는 조성물간의 접착성을 향상시키며, 상기 열가소성 탄성체 조성물로 이루어진 내층(1)이 상기 강화층(2)과 외층(3)에 견고하게 결합되도록 하며, 상기 NBR 고무가 15 중량부 미만으로 사용되는 경우 접착성이 떨어지며, 25 중량부를 초과하여 사용되는 경우 탄성 등의 열가소성 탄성체의 기본 물성이 저하된다. 상기 첨가제에는 일정 양의 염료가 추가로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 기재와 첨가제를 혼련하여 일정 온도에 동적 가교하여 펠릿 형태의 열가소성 탄성체를 제조한 다음, 상기 펠릿을 사출성형기를 통해 성형하여 내층(1)을 형성할 수 있다. 상기 열가소성 탄성체 조성물로 제조된 내층은 비중이 가벼워 제조된 호스의 무게 적게 나가게 되며, 상기 내층(1)의 제조과정에서 가황처리를 하지 않으므로 내층(1)을 재활용할 수 있고, 상기 내층(1)은 접착력이 우수하여 상기 강화층(2)과 외층(3)과 견고한 결합을 하게 된다.
상기 강화층(2)은 상기 내층(1)을 에워싸 상기 호스(100)의 내압성을 강화하는 구성으로, 상기 내층(1)을 통해 가스가 이동하므로 외측으로 강한 압력이 작용하는데 상기 강화층(2)이 상기 내층(1)을 에워싸 압력을 완충한다. 상기 강화층(2)은 상기 내층(1)의 외면에 합성수지 실을 격자 형태로 직조하여 형성하며, 구체적으로 제1실(21)을 상기 내층(1)의 외면에 일정 간격을 두고 나선 형태로 감고, 제2실(22)을 상기 제1실(21)과 직교되게 상기 내층(1)의 외면에 일정 간격을 두고 나선 형태로 감아서 형성한다. 상기 강화층(2)은 형성된 후 가해지는 압력을 충분히 견딜 수 있고 제조과정에서 가해지는 열이나 압력 등의 물리적 조건에서도 상기 내층(1) 및 외층(3)에 견고하게 부착되어야 하는데, 상기 실은 예컨대 폴리에스테르로 이루어지며, ASTM-885D의 검사기준으로 0.01 내지 2%의 열수축률, 2550 내지 2750denier의 섬도, 12.5 내지 15Kgf의 강력, 20 내지 25%의 신도율, 85 내지 115TPM의 꼬임수 등의 기계적 물성을 가지는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 실은 PEF 2500 제품이 사용될 수 있다. 종래의 호스에서 사용되던 실을 가지고 강화층을 형성하는 경우, 제조과정에서 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는 내층(1)과 강화층(2)의 열수축률 등의 기계적 물성 차이로 인해 상기 강화층(2)이 상기 내층(1)과 외층(1)에서 박리되어 상기 호스(100)의 내구성이 떨어져 안전상의 문제를 일으킬 수 있는데, 본원발명에서 열수축률을 포함하는 특정 수치 범위의 기계적 물성을 가지는 실을 사용하고 상기 열가소성 탄성체 조성물의 접착성 등의 기계적 물성을 개선하여 상기 호스(100)에 가해지는 압력을 완충하면서도 상기 강화층(2)이 내층(1)과 외층(3)에서 박리되지 않고 견고하게 결합할 수 있도록 한다.
상기 외층(3)은 상기 내층(1) 및 강화층(2)을 에워싸며 고무조성물로 이루어지는 구성으로, 상기 내층(1) 및 강화층(2)을 보호한다. 상기 강화층(2)은 격자 형태로 형성되어 상기 내층(1)의 전부를 에워싸지는 않으므로, 상기 외층(3)은 상기 내층(1)과 강화층(2)에 접착하게 된다. 상기 외층(3)은 상기 호스(100)의 가장 외측을 이루어 외부 환경에 접촉하므로 향상된 내마모성 등의 기계적 물성을 요구하며, 상기 외층(3)을 형성하는 고무조성물은 합성고무로 이루어진 기재와 상기 합성고무를 가황시키는 가황제를 포함한다.
상기 기재는 상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무, 스티렌 부타디엔 고무(styrene butadien rubber:SBR), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber:NBR), 천연고무(natural rubber) 및 폴리부타디엔 고무(polybutadiene rubber:BR)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 가황제는 예컨대 황이 사용될 수 있고 상기 황은 기재 100 중량부에 대햐여 0.5 내지 1.5 중량부가 사용되는 것이 바람직하며, 상기 황이 0.5 중량부 미만으로 사용되는 경우 가황이 제대로 이루어지지 않으며, 1.5 중량부를 초과하여 사용되는 경우 반응이 너무 빨리 진행되어 고무의 물성이 저하된다.
상기 고무조성물은 외층(3)의 내마모성 및 유연성 등의 기계적 물성을 향상시키는 개질제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 개질제는 상기 기재 100중량부에 대하여, 디옥틸프탈레이트 8 중량부, 카본마스터배치 6 중량부, 스테아린산 0.2 중량부, 실리카 1 중량부, 실리카 촉진제 0.5 중량부, 감마-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.2 중량부, 펜타클로로티오페놀 0.2 중량부, 디페닐아민 아세톤 축합물 0.2 중량부, N-(사이클로헥실티오)프탈아마이드 0.2 중량부, 산화아연 2 중량부, 블랙카본 2 중량부, 메르캅토벤조티아졸 0.4 중량부, 디벤조티아졸디설파이드 0.6 중량부, 테트라메틸우람모노설파이드 0.04 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부 등을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 디옥틸프탈레이트(dioctyl phtalate)는 고무를 유연하게 하여 가소성을 향상시키며, 상기 카본마스터배치(carbon master batch)는 천연고무와 카본블랙을 혼련하여 제조된 분말로 고무조성물의 기계적 강도를 강화하고, 상기 스테아린산은 고무 조성물의 구성성분을 분산시키고 고무의 탄력을 증대시키며, 상기 실리카는 고무에 황을 가해 점성체인 고무를 탄성체로 변화시킬 때에 탄성을 증대시켜주고 분자 간의 분산을 향상시키고, 상기 실리카 촉진제는 상기 실리카의 반응을 촉진하며 고비등 알코올 혼합물이 사용될 수 있고, 상기 감마-메르캅토프로필트리메톡시실란(gamma-Mercaptopropyltrimethoxysilane)은 혼합되는 재료들 간에 분산성과 결합성을 증대시켜 기계적 강도를 증대시켜 제조된 고무조성물의 난마킹성을 증대시키며, 상기 펜타클로로티오페놀(pentachlorothiophenol)은 고무의 폴리머 구조인 긴사슬을 짧게 끊어주어 고무의 내림을 도와 가공성을 증대시키고, 상기 디페닐아민 아세톤 축합물은 산소에 의해서 자동산화되는 연쇄반응을 정지시키는 작용을 수행하며, 상기 N-(사이클로헥실티오)프탈아마이드디페닐아민(N-(cyclohexyl thio)phthalimide)은 스코치(scotch)를 방지 또는 지연시키고, 상기 산화아연은 고무를 가황할 때 가황제와 병용하여 가황반응을 촉진시키며, 상기 블랙카본은 고무의 강도를 보강하고 경량화를 위해 보강충전제로 사용되고, 상기 메르캅토벤조티아졸(2-Mercapto Benzothiazole, MBT), 디벤조티아졸디설파이드(Dibenzothiazole disulphide, MBTS) 및 테트라메틸우람모노설파이드(Tetramethyl Thiuram Monosulfide)는 가황촉진제로 사용되며, 상기 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol)은 실리카 관능기에 극성의 가황촉진제가 흡착되는 것을 방지하기 위한 용도로서 사용된다. 상기 내층(1), 강화층(2), 외층(3)이 일체로 형성된 상기 유체이송용 호스(100)는 종래의 호스의 제조방법과 동일하므로, 상기 유체이송용 호스의 제조방법에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 다음의 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 4 및 비교예 2 내지 4>
1) 내층 형성 - 표 1에 기재된 내층을 이루는 조성물을 내부온도가 120℃인 니이더에서 10분간 혼련하여 펠릿 형태의 열가소성 탄성체 조성물을 제조하였다. 이후, 상기 펠릿을 압출성형기에 투입하여 열과 압력을 가해 내경이 20mm이고 외경이 25인 내층을 형성하였다.
2) 강화층 형성 - 표 1에 기재된 기계적 물성을 가지는 실을 도 2에 기재된 바와 같이 상기 내층의 외면에 편조하여 강화층을 형성하였다.
3) 외층 형성 - 표 1에 기재된 외층을 이루는 조성물을 내부온도가 80℃인 니이더에서 15분간 혼련하여 고무 조성물을 제조하였다. 상기 내층 및 강화층이 형성된 호스를 가열하면서 상기 고무 조성물을 압출하고 140℃의 온도로 가황하여 내경이 20mm이고 외경이 28mm인 호스를 형성하였다.
<비교예 1>
1) 내층 형성 - 표 1에 기재된 내층을 이루는 조성물을 내부온도가 80℃인 니이더에서 15분간 혼련하여 고무 조성물을 제조하였다. 이후, 상기 고무 조성물을 성형기에 삽입하여 140℃의 온도로 가황하여 내경이 20mm이고 외경이 25인 내층을 형성하였다.
2) 강화층 형성 - 표 1에 기재된 기계적 물성을 가지는 실을 도 2에 기재된 바와 같이 상기 내층의 외면에 편조하여 강화층을 형성하였다.
3) 외층 형성 - 표 1에 기재된 외층을 이루는 조성물을 내부온도가 80℃인 니이더에서 15분간 혼련하여 고무 조성물을 제조하였다. 상기 내층 및 강화층이 형성된 호스를 가열하면서 상기 고무 조성물을 압출하고 140℃의 온도로 가황하여 내경이 20mm이고 외경이 28mm인 호스를 형성하였다.
[단위: 중량부]
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4



내층		 EPDM
고무		 41 50 41 41 53 41 41
PP 19 10 19 19 14 19 19
오일 10 8 10 10 14 10 10
탈크 8 10 8 8 10 8 8
페놀 10 9 10 10 9 10 10
NBR고무 12 13 12 12 50 12 12
SBR고무 49
황 1
강화층 A A B A A A C D

외층		 SBR고무 25 25 25 25 25 25 25 25
NR고무 25 25 25 25 25 25 25 25
황 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
개질제 E
A는 0.6%의 열수축률, 2690denier의 섬도, 15Kgf의 강력, 22%의 신도율, 100TPM의 꼬임수를 가지는 폴리에스테를 실이 사용됨
B는 1%의 열수축률, 2590denier의 섬도, 12Kgf의 강력, 20%의 신도율, 100TPM의 꼬임수를 가지는 폴리에스테를 실이 사용됨
C는 4%의 열수축률, 2690denier의 섬도, 15Kgf의 강력, 22%의 신도율, 100TPM의 꼬임수를 가지는 폴리에스테를 실이 사용됨
D는 0.6%의 열수출률, 1500denier의 섬도, 9Kgf의 강력, 25%의 신도율, 100TPM의 꼬임수를 가지는 폴리에스테를 실이 사용됨
E는 디옥틸프탈레이트 4 중량부, 카본마스터배치 3 중량부, 스테아린산 0.1 중량부, 실리카 0.5 중량부, 실리카 촉진제 0.25 중량부, 감마-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.1 중량부, 펜타클로로티오페놀 0.1 중량부, 디페닐아민 아세톤 축합물 0.1 중량부, N-(사이클로헥실티오)프탈아마이드 0.1 중량부, 산화아연 1 중량부, 블랙카본 1 중량부, 메르캅토벤조티아졸 0.2 중량부, 디벤조티아졸디설파이드 0.3 중량부, 테트라메틸우람모노설파이드 0.02 중량부, 폴리에틸렌글리콜 0.75 중량부로 이루어짐
상기의 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 4에 의해 제조된 호스의 파열압력, 인장강도, 인장강도 유지율, 내후성, 유연성, 접착성, 내마모성, 상대적 비중, 박리여부를 측정하여 표 2에 표시하였다.
1. 파열압력 : KS M 6557에 준하여 측정하였다.
2. 인장 강도(tensile strength) : KS M 6782에 준하여 측정하였다.
3. 인장강도 유지율 : 70℃, 90RH, 400시간의 조건하에 호스를 노출시킨 후 다시 인장강도를 측정하여, 2에서 측정된 인장 강도와의 상대적인 비를 %로 나타내었다.
4. 내후성 : 도 3에 도시된 것과 같은 용접장치에 2주 동안 사용한 후 육안으로 검사하였다. 내후성은 호스 내부의 변형 및 변색 정도에 따라 상, 중, 하로 표시하였다.
5. 유연성 : 호스의 양단을 지지하고 호스의 중간에 1kg의 추를 달아 호스가 하측으로 구부러지는 길이를 측정하였으며, 비교예 1의 호스에서 늘어난 길이를 100이라고 했을 때 상대적인 늘어난 길이의 값을 표시하였다.
6. 접착성 : KS M 6518에 준하여 측정하였다.
7. 내마모율(NBS) : KS M 6625에 준하여 측정하였다.
8. 상대적 비중 : 무게를 측정하여 비교예 1에 의해서 제조된 호스의 무게를 100이라고 했을 때 상대적인 무게의 값을 표시하였다.
9: 박리여부 : 호스를 절단하여 육안으로 검사하였으며 내층, 강화층 및 외층이 견고히 결합한 경우 상으로, 내층, 강화층 및 외층 간에 박리가 있으면 하로 평가하였다.
시험항목 단위 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
파열압력(내압성) Kgf/㎠ 70 68 66 72 53 60 58 55
인장강도 MPa 12.2 12 11.5 12.5 11 11.5 11.4 11.3
인장강도
유지율		 % 90 88 87 91 87 86 86 88
내후성 상 상 상 상 하 상 상 상
유연성 119 117 121 124 100 119 118 117
접착성 Kgf/inch 9 8.7 8.6 8.8 9.2 5.7 4.8 8.8
NBS % 200 202 198 246 199 203 201 204
상대적 비중 70 68 72 66 100 71 73 72
박리여부 상 상 상 상 상 상 하 상
<시험결과의 평가>
비교예 1을 실시예 1 내지 4와 대비하면, 각각 파열압력(내압성)은 53 : 66~72이고 내후성은 하 : 상이고 유연성은 100 : 117~124이고 상대적 비중은 100 : 66~72로, 실시예 1 내지 4의 호스가 내압성, 내후성, 유연성 등의 기계적 물성이 우수하고 상대적으로 가벼워 사용상 향상된 편리성을 가질 수 있음을 할 수 있다. 이는 내층을 이루는 성분의 차이 즉 엘라스토머 탄성체 조성물과 고무 조성물의 차이 때문인 것으로 보인다.
비교예 2를 실시예 1 내지 4와 대비하면, 각각 파열압력(내압성)은 60 : 66~72이고 접착성은 5.7 : 8.6~9로, 실시예 1 내지 4의 호스가 내압성, 접착성 등의 기계적 물성이 우수함을 알 수 있다. 이는 내층을 이루는 성분(NBR유무) 및 조성의 차이 때문인 것으로 보인다.
비교예 3을 실시예 1 내지 4와 대비하면, 각각 파열압력(내압성)은 58 : 66~72이고 접착성은 4.8 : 8.6~9이고 박리여부는 하 : 상으로, 실시예 1 내지 4의 호스가 내압성, 접착성 등의 기계적 물성이 우수함을 알 수 있다. 이는 강화층을 형성하는 실의 열수출률 차이로 인해, 실시예 1 내지 4의 호스는 강화층이 내층 및 외측과 박리되지 않았으나, 비교예 3의 호스는 강화층이 내층 및 외측과 박리되었기 때문인 것으로 보인다. 도 4를 참조하면 도 4의 (a)는 실시예 1의 호스를 나타내는데 내층, 강화층, 외층이 박리되지 않고 밀착되어 견고히 결합되어 있음을 알 수 있고, 도 4의 (b)를 보면 상기 강화층을 이루는 실이 내층 및 외층에서 박리되어 있을 알 수 있다.
비교예 4를 실시예 1 내지 4와 대비하면, 각각 파열압력(내압성)은 55 : 66~72로, 실시예 1 내지 4의 호스가 내압성 등의 기계적 물성이 우수함을 알 수 있다. 이는 강화층을 형성하는 실의 강도(섬도, 강력)가 차이가 있기 때문인 것으로 보인다.
실시예 1은 실시예 2 및 3에 비해서 3 내지 5% 내외에서 내압성, 접착성 등의 기계적 물성이 향상됨을 알 수 있는데, 이는 실시예 1의 호스에 최적 수치의 범위의 열가소성 탄성체 조성물 및 실이 사용되었기 때문인 것으로 보인다.
실시예 4를 실시예 1 내지 3과 대비하면, 양자는 유사한 내압성, 내후성, 접착성 등을 가지나. 내마모성에 있어 내마모률이 각각 246 : 198~202로, 실시예 4의 호스는 향상된 내마모성을 가지는 것을 알 수 있다. 이는 외층을 이루는 고무 조성물에서 개질제가 내마모성을 향상시키기 때문인 것으로 보인다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 내층 2: 강화층 3: 외층
21: 제1실 22: 제2실

Claims (6)

  1. 유체를 이송시키는 호스에 있어서,
    상기 호스는 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는 내층과, 상기 내층을 에워싸 내압성을 강화하는 강화층과, 상기 내층 및 강화층을 에워싸며 고무조성물로 이루어지는 외층을 포함하며,
    상기 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무 60 내지 70 중량%와 폴리프로필렌 30 내지 40 중량%로 이루어지는 기재와, 상기 기재의 물성을 개선하는 첨가제를 포함하며,
    상기 첨가제는 상기 기재 100 중량부에 대하여, 오일 13 내지 19 중량부, 탈크 10 내지 16 중량부, 페놀 13 내지 19 중량부, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 15 내지 25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체이송용 호스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 탄성체 조성물은
    EPDM 고무 41 중량%, 폴리프로필렌 19 중량%, 오일 10 중량%, 탈크 8중량%, 페놀 10 중량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 12 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체이송용 호스.
  4. 유체를 이송시키는 호스에 있어서,
    상기 호스는 열가소성 탄성체 조성물로 이루어지는 내층과, 상기 내층을 에워싸 내압성을 강화하는 강화층과, 상기 내층 및 강화층을 에워싸며 고무조성물로 이루어지는 외층을 포함하며,
    상기 강화층은 상기 내층의 외면에 합성수지 실을 격자 형태로 직조하여 형성하며,
    상기 실은 0.01 내지 2%의 열수축률 가지며,
    상기 강화층은 제1실을 상기 내층의 외면에 일정 간격을 두고 나선 형태로 감고, 제2실을 상기 제1실과 직교되게 상기 내층의 외면에 일정 간격을 두고 나선 형태로 감아서 형성하며,
    상기 실은 2550 내지 2750denier의 섬도, 20 내지 25%의 신도율, 85 내지 115TPM의 꼬임수를 가지는 것을 특징으로 하는 유체이송용 호스.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 고무조성물은
    고무로 이루어진 기재와; 상기 기재 100중량부에 대하여, 황 1 중량부, 디옥틸프탈레이트 8 중량부, 카본마스터배치 6 중량부, 스테아린산 0.2 중량부, 실리카 1 중량부, 실리카 촉진제 0.5 중량부, 감마-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.2 중량부, 펜타클로로티오페놀 0.2 중량부, 디페닐아민 아세톤 축합물 0.2 중량부, N-(사이클로헥실티오)프탈아마이드 0.2 중량부, 산화아연 2 중량부, 블랙카본 2 중량부, 메르캅토벤조티아졸 0.4 중량부, 디벤조티아졸디설파이드 0.6 중량부, 테트라메틸우람모노설파이드 0.04 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부로 이루어지는 개질제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체이송용 호스.
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