KR101755259B1

KR101755259B1 - 이중직을 이용한 호스 및, 그 제조방법

Info

Publication number: KR101755259B1
Application number: KR1020150104990A
Authority: KR
Inventors: 장규희
Original assignee: 주식회사 파비노
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-07-07
Also published as: KR20170011767A

Abstract

본 발명에 따른 호스는 이중직을 이용하여 일체로 만들어지기 때문에 그 제조 공정이 단순하고 기밀성과 수밀성이 우수하며 가볍다는 장점을 가진다.

Description

이중직을 이용한 호스 및, 그 제조방법{Hose using two-layer fabric and, manufacturing methods for the same}

본 발명은 호스에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 이중직을 이용하여 일체로 만들어지기 때문에 그 제조 공정이 단순하고 기밀성과 수밀성이 우수하며 무게가 가벼운 호스에 대한 것이다. 아울러, 본 발명은 이러한 호스의 제조 방법에 대한 것이기도 하다.

일반적으로, 호스는 물 또는 공기와 같은 유체를 이송하기 위해 사용되는 것으로서, 이송을 위해서 그 내부의 유체는 외부 보다 높은 압력을 유지한다. 이에 따라, 호스는 높은 압력을 유지하면서 내부의 유체가 외부로 새는 것을 방지할 수 있어야 한다.

예를 들어, 도 1과 같은 내압용 호스는 물을 공급하기 위해서 사용되는데, 호스 원단은 폴리에틸렌 교직물(1)의 양측면에 수밀막(3)이 코팅되어 이루어지고, 호스 원단의 폭 방향 양단부가 서로 겹쳐지도록 배치된 후 접착제(5)에 의해서 결합된다.

이러한 내압용 호스(9)는 두께가 얇고 가벼우며 굴곡성이 우수하고 내구성이 크다는 장점이 있다.

그러나, 상기 내압용 호스(9)는 원단의 표면으로는 물이 새어나오지 않지만, 도 2에 나타난 바와 같이 원단의 폭방향 양단부에서 폴리에틸렌 교직물(1)이 노출되기 때문에 이를 통해서 호스 내부의 물이 외부로 새는 문제점이 있다.

아울러, 상기 내압용 호스(9)는 호스 원단 제조 공정과, 제조된 호스 원단을 재단하는 공정과, 재단된 호스 원단의 양쪽 단부를 접착하는 공정을 거쳐야 하기 때문에 그 제조과정이 복잡하고 이에 따라 제조 단가가 비싸진다는 문제점이 있다.

한편, 호스는 터널 등과 같은 지하공간 공사 현장에서 인위적으로 외부의 신선한 공기를 공급하고 내부의 오염된 공기를 외부로 배출하기 위해서도 사용된다.

이와 같은 환기를 위해서 PVC 호스가 많이 이용되고 있지만, PVC 호스는 화재시 및 사용 후 소각시에 유독 물질을 많이 배출한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이중직을 이용하여 일체로 만들어지기 때문에 그 제조 공정이 단순하고 기밀성과 수밀성이 우수하며 무게가 가벼운 호스를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 화재시 또는 소각시 유독물질 배출량이 작은 친환경적인 호스를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 호스의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에 따른 호스는 이중직을 이용하여 만들어진다.

알려진 바와 같이, 이중직은 에어백(air bag)을 만드는 소재로서 이용되고 있는데, 에어백 제조용 이중직은 팽창부와 비팽창부 및 심 패턴부(seam pattern)를 포함하고 실리콘 수지 등으로 코팅되어 있다. 상기 팽창부는 압축공기의 유입에 의해 팽창됨으로서 탑승자를 충격으로부터 보호하고, 비팽창부는 팽창부를 지지하는 역할을 한다. 그리고, 심 패턴부는 팽창부와 비팽창부 사이에 형성되는데, 압축공기가 외부로 빠져나가지 않도록 하고 팽창에 의한 순간적인 충격을 견디는 역할을 한다.

그리고, 상기 에어백 제조용 이중직은 압축공기가 짧은 시간 동안(대략 5~6초 이상)에만 팽창부 내부에 유지되고 그 이후에는 탑승자(운전자)의 시야확보와 2차 손상(충격)을 방지하기 위해 외부로 빠져나가도록 만들어진다. 이러한 정도의 공기 기밀성을 확보하고 팽창시의 강한 팽창력을 견디기 위해 이중직은 420 데니어 정도의 굵은 나일론 실로 만들어지고 무거운 무게(350g/m² ~ 450g/m²)를 가지며, 코팅층도 그에 적합하도록 형성된다.

따라서, 이러한 에어백 제조용 이중직은 그 내부에 공기가 포함될 수 있기는 하지만 호스로는 사용될 수가 없는데, 이것은 호스 내부의 공기 또는 물이 외부로 유출되지 않아야 하기 때문이다.

또한, 에어백 제조용 이중직은 무게가 무겁고 실리콘 코팅의 공기 투과성이 크고 마찰력이 너무 크기 때문에 호스로 사용하기에 부적합하다.

더욱이, 에어백 제조용 이중직은 팽창부와 비팽창부 및 심 패턴부를 포함하기 때문에 자카드 직기를 이용하여 제조하여야 하고, 이에 따라 그 제조비용이 매우 비싸다는 문제점이 있다.

본 발명에 사용되는 이중직은 제직(製織)에 의해서 만들어지고 그 내부에 압축 공기가 포함될 수 있다는 점에서는 에어백 제조용 이중직과 동일하지만, 공기 기밀성, 실의 재질과 굵기, 코팅, 무게, 촉감 등이 호스 등에 적합하고 값비싼 자카드 직기를 사용하지 않고서도 제조할 수 있도록 그 구성을 개선한 것이다.

이와 같이, 본 발명에 따른 호스는 에어백과는 그 기술분야가 완전히 상이할 뿐만 아니라 그 구성 및 효과도 차별화되므로 단순히 용도만을 바꾼 용도발명으로 여겨져서는 아니될 것이다.

구체적으로, 본 발명에 따른 호스는, 서로 분리될 수 있는 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)으로 이루어지고 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13) 사이의 공간(15)에 유입된 유체에 의해서 팽창될 수 있는 호스본체(10); 호스본체(10)의 양측에서 호스본체(10)와 일체로 연속되도록 형성되고 단일 직물층으로 이루어진 변부(20); 및, 상기 공간(15)의 유체가 외부로 새는 것을 방지하기 위해서 호스본체(10)와 변부(20)에 형성된 코팅층(40);을 포함한다. 호스본체(10)는 1/1 평직으로 이루어지고, 변부(20)는 2/2 평직 또는 3/3 평직으로 이루어지는 것이 바람직하다.

호스본체(10)와 변부(20)는 길이방향을 따라 길게 연장되며, 호스본체(10)는 길이방향의 양쪽 단부가 개방되어 있어서 상기 유체의 주입과 배출이 이루어질 수 있고, 길이방향의 양쪽 단부 사이에는 상기 공간(15)이 연속적으로 형성된다.

그리고, 호스를 제조하기 위한 이중직 원단에는 호스본체(10)와 변부(20) 사이에 심 패턴부(seam pattern part)가 없다.

상기 호스는 커버 팩터가 2000 내지 2200인 이중직 원단으로 만들어진다. 커버 팩터는 아래 식을 이용하여 계산된다.

[식]

변부(20)의 양측 중에서 호스본체(10)의 반대측에는 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)으로 이루어진 연장부(50)가 더 포함될 수 있다. 연장부(50)의 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)은 접착제 또는 수지에 의해서 접착(수지 웰딩)되어 기밀과 수밀을 돕는다.

본 발명에 따르면, 변부(20)의 윗면과 아랫면 중 적어도 어느 한쪽면에는 코팅층(40)이 경화되기 이전에 필름(26)(28)이 접착되어 설치될 수 있다. 필름(26)(28)은 변부(20) 보다 측방향으로 더 돌출되되, 필름(26)(28) 중 적어도 어느 하나는 변부(20)의 측면을 밀폐함으로써 변부(20)의 측면을 통해서 공기 또는 물이 새는 것을 방지한다.

연장부(50)에는 관통공(22)이 형성될 수 있다. 관통공(22)에는 호스를 매달기 위한 체결부재가 설치된다.

호스본체(10)의 내부에는 상기 길이방향을 따라 필름관(60)이 설치될 수 있다. 필름관(60)은 얇은 두께의 플렉스블한 필름이 원통형으로 형성되어 이루어진다. 상기 유체는 필름관(60)을 통해서 이송된다.

호스본체(10)와 변부(20)는 500 데니어 ~ 2,000 데니어의 폴리에스터로 이루어지고 코팅층(40)은 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane)으로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 코팅의 코팅량은 60g/m² 내지 150g/m²인 것이 바람직하다.

한편, 호스본체(10)와 변부(20)는 500 데니어 ~ 2,000 데니어의 폴리프로필렌으로 이루어지고 코팅층(40)은 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 코팅의 코팅량은 80g/m² 내지 200g/m²인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면인 호스 제조방법은, (a) 이중직 생지를 준비하는 단계; (b) 상기 이중직 생지에 코팅층(40)을 형성하는 단계; 및, (c) 상기 (b) 단계 이후, 또는 상기 (a) 단계와 (b) 단계 사이에 이중직 생지 또는 이중직 원단의 길이방향을 따라 재단하여 하나의 호스본체(10) 및, 호스본체(10) 양측의 변부(20)로 이루어지는 호스를 제조하는 단계;를 포함한다.

호스의 또 다른 제조방법은, (a) 이중직 생지를 준비하는 단계; (b) 상기 길이방향을 따라 이중직 생지를 재단하되, 하나의 호스본체(10)와, 호스본체(10) 양측의 변부(20) 및, 변부(20)와 이웃하는 호스본체(10)의 적어도 일부가 연장부(50)로서 포함되도록 재단하는 단계; 및, (c) 재단된 이중직 생지에 코팅층(40)을 형성하고 연장부(50)의 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)을 접착 또는 수지 웰딩시키는 단계;를 포함한다.

호스의 또 다른 제조방법은, (a) 이중직 생지를 준비하는 단계; (b) 이중직 생지의 길이방향을 따라 이중직 생지를 재단하되, 하나의 호스본체(10)와 호스본체(10) 양측의 변부(20)가 포함되도록 재단하여 호스를 제조하는 단계; (c) 이중직 생지의 윗면과 아랫면 중 어느 하나에 코팅층(40)을 형성하고 코팅층(40)이 경화되기 이전에 변부(20)에 필름(26)을 접착하되, 필름(26)이 변부(20) 보다 측방향으로 더 돌출되어 변부(20)의 측면을 감싸도록 하는 단계; 및, (d) 이중직 생지의 윗면과 아랫면 중 나머지 어느 하나에 코팅층(40)을 형성하는 단계;를 포함한다.

호스의 또 다른 제조방법은, (a) 이중직 생지를 준비하는 단계; (b) 이중직 생지에 코팅층(40)을 형성하는 단계; (c) 이중직 생지의 길이방향을 따라 이중직 생지를 재단하되, 하나의 호스본체(10)와, 호스본체(10) 양측의 변부(20) 및, 변부(20)와 이웃하는 호스본체(10)의 적어도 일부가 연장부(50)로서 포함되도록 재단하여 호스를 제조하는 단계; 및, 상기 연장부(50)에 관통공(22)을 형성하는 단계;를 포함한다.

상기 제조 방법에서, 이중직 생지를 제조한 후 코팅층을 형성하기 이전에 전 열처리(前熱處理)가 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전 열처리(前熱處理)는 이중직 생지가 70도 내지 100도로 가열된 상태에서 롤 사이를 통과하도록 하여 이중직 생지가 다림질되도록 한다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 이중직을 이용하여 일체로 만들어지기 때문에 그 제조 공정이 단순하고 기밀성과 수밀성이 우수하며 무게가 가벼운 호스 및, 그 제조방법을 제공한다. 즉, 이중직 원단을 제조한 후 그 길이방향을 따라 재단하기만 하면 기밀성과 수밀성이 우수하고 가벼운 호스를 제조할 수 있다.

둘째, 화재시 또는 소각시 유독물질 배출량이 작은 친환경적인 호스 및, 그 제조방법을 제공한다.

셋째, 코팅층 형성 전에 이중직 원단에 전 열처리(前熱處理)를 하기 때문에 열 가공으로 인한 수축률을 줄일 수 있고 형태 안정성을 확보할 수 있다. 즉, 수축률을 줄임으로써 호스의 비틀림과 주름을 방지할 수 있다.

넷째, 본 발명에 사용되는 이중직 원단은 자카드와 같은 비싼 직기를 이용하지 않고서도 만들어질 수 있기 때문에 그 제조단가가 매우 저렴하다.

도 1은 종래기술에 따른 내압용 호스를 보여주는 일부 절개 사시도.
도 2는 도 1의 내압용 호스를 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 호스를 제조하기 위해 사용되는 이중직 원단을 보여주는 사시도.
도 4는 도 3의 A-A'단면도.
도 5는 도 3의 이중직 원단을 재단하여 만들어진 호스를 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 호스를 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 호스를 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 호스를 보여주는 단면도.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 호스를 보여주는 단면도.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 호스를 보여주는 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 호스를 제조하기 위한 공정을 보여주는 플로우차트.
도 12는 본 발명에서 이중직 생지를 코팅하기 위한 공정을 보여주는 구성도.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 호스를 제조하기 위해 사용되는 이중직 원단을 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 이중직 원단(30)은 호스본체(10)와 변부(20)를 포함한다. 호스본체(10)와 변부(20)는 이중직 원단(30)의 폭 방향을 따라 교대로 반복적으로 형성된다. 그리고, 호스본체(10)와 변부(20)는 이중직 원단(30)의 길이방향을 따라 연속적으로 길게 형성된다.

호스본체(10)는 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)을 포함하는데, 이해를 돕기 위해서 도 3에서는 호스본체(10)가 선에 의해 변부(20)와 구분되어 있다. 즉, 변부(20)를 제외한 나머지 부분은 호스본체(10)인데, 상기 구분선은 호스본체(10)와 변부(20)의 제직 방법이 상이하기 때문에 이중직 원단에 형성된 것이다. 호스본체(10)의 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)은 1/1 평직(plain weave)으로 이루어질 수 있다. 그리고, 도 5에 나타난 바와 같이, 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)은 그 사이로 주입된 공기 또는 물과 같은 유체에 의해서 팽창된다.

호스본체(10)의 길이방향 양쪽 단부는 개방되어 있고, 상기 개방된 단부를 통해서 유체가 주입되고 배출될 수 있다. 그리고, 상기 개방된 양쪽 단부 사이는 밀폐된 공간(15)이 형성된다. 따라서, 상기 개방된 단부 중 어느 한쪽을 통해서 주입된 유체는 밀폐된 공간(15)을 통해 이송된 후 반대편 단부를 통해서 배출될 수 있다.

변부(20)는 단일 직물층으로 이루어진 부분으로서, 바람직하게는 2/2 평직 또는 3/3 평직으로 이루어진다.

내부의 유체에 의해서 호스본체(10)가 팽창할 때 변부(20)는 팽창하지 않으면서 호스본체(10)를 지지하고 내부 유체가 외부로 새지 않도록 한다.

본 발명에 따른 이중직 원단(30)은 내부의 유체가 외부로 유출되지 않도록 하기 위해서 2000 내지 2200의 커버팩터를 갖는다. 상기 커버팩터는 아래의 수학식 1에 의해서 계산된다.

커버팩터 값이 2000 미만인 경우에는 공기 기밀도(또는 수밀도)가 떨어지기 때문에 호스로서 바람직하지 않고, 커버팩터 값이 2200을 초과하는 경우에는 현실적으로 제조하기가 쉽지 않다.

호스본체(10)에 주입된 공기는 대략 0.18bar 내지 0.25bar의 압력(gage pressure)을 10일 내지 25일 정도 유지할 수 있고, 이에 따라 호스로 사용될 수 있다. 이러한 압력 유지(기밀성)는 상기 이중직 생지와 코팅층(40)이 협력하여 이루어지는 것이다.

아울러, 본 발명에서는 이중직 생지가 폴리에스터 또는 폴리프로필렌로 만들어질 수 있다. 그리고, 이 경우, 실의 굵기가 500 데니어 내지 2,000 데니어인 것이 바람직하다.

실의 굵기가 상기 상한치를 초과하면 제품의 무게가 무거워지고 공기 기밀도(또는 수밀도)가 떨어지기 때문에 바람직하지 않고, 실의 굵기가 상기 하한치 미만이면 압축공기 또는 고압수를 주입했을 때 신장 저항성이 떨어지기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 이중직 생지는 호스본체(10)와 변부(20)로 이루어지고, 심 패턴부를 갖지 않는다. 상술한 바와 같이, 심 패턴부(seam pattern part)는 에어백 제조용 이중직에서 팽창부와 비팽창부 사이에 형성되는 것으로서, 에어백이 급격하게 팽창될 때의 충격을 지탱하고 압축공기가 빠져나가지 않도록 한다.

그리고, 에어백 제조용 이중직은 심 패턴부를 갖기 때문에 자카드 직기를 사용하여 제조되고 일반 직기로는 제조될 수 없으므로 그 제조단가가 매우 비싸다는 단점이 있다.

본 발명에 사용되는 이중직 생지는 급격하게 공기가 주입되는 경우가 없고 500~2,000 데이어의 폴리에스터사 또는 폴리프로필렌사를 이용하여 전체적으로 촘촘하게(dense) 제조되기 때문에 심 패턴부가 필요하지 않고, 이에 따라 래피어 직기와 같은 일반 직기로도 제조될 수 있으므로 그 제조단가가 에어백 제조용 이중직에 비해 1/4 정도로 매우 저렴하다는 장점을 갖는다.

상기 코팅층(40)은 공기 기밀성과 수밀성을 유지하기 위해서 이중직 생지의 바깥쪽 표면에 형성된다. 상기 코팅은 나이프 코트법, 닥터 블레이드법, 분무 코팅법 등으로도 형성될 수 있지만 압출법(extrusion)으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 코팅층(40)은 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane) 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 것이 바람직하다.

열가소성 폴리우레탄으로 된 코팅층(40)은 부드러워서 촉감이 우수하고 스크래치 저항성(scratch resistance)이 우수하기 때문이다. 이에 비해, 에어백 제조용 이중직에 많이 사용되는 실리콘 코팅은 공기 투과성이 크고 마찰력이 너무 크기 때문에 에어 매트, 에어 베드 등에 적합하지 못하다.

이중직 생지가 폴리에스터로 이루어진 경우 열가소성 폴리우레탄의 코팅량은 60g/m² 내지 150g/m²인 것이 바람직하다. 그리고, 이중직 생지가 폴리프로필렌으로 이루어진 경우 폴리프로필렌의 코팅량은 80g/m² 내지 200g/m²인 것이 바람직하다.

상기 코팅량이 상기 하한치 보다 작은 경우에는 공기 기밀성과 수밀성이 불량해지고, 상기 상한치 보다 많은 경우에는 제품이 두꺼워지고 무거워지기 때문에 바람직하지 않다.

한편, 이중직 원단(30)에는 메쉬 원단(도면에 미도시)이 더 구비될 수 있는데, 상기 코팅액이 도포된 후 경화되기 이전에 메쉬 원단을 코팅층 위에 덧대고 가압함으로써 메쉬 원단이 제품에 결합될 수 있다.

상기 메쉬 원단은 호스(100)가 땅바닥 등에서 사용되는 경우, 돌 또는 돌출된 물건 등에 의해 호스(100)가 손상되는 것을 방지한다.

이중직 생지가 폴리에스터로 이루어지고 코팅층(40)이 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane)으로 이루어지는 경우, 상기 메쉬 원단은 폴리에스터 메쉬로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 호스본체(10)와 변부(20)가 폴리프로필렌으로 이루어지고 코팅층(40)이 폴리프로필렌으로 이루어지는 경우, 상기 메쉬 원단은 폴리프로필렌 메쉬로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스터 메쉬와 폴리프로필렌 메쉬는 망사형 원단으로서, 시중에서 용이하게 구입할 수 있으므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

도 5는 이러한 이중직 원단을 재단하여 만들어진 호스를 보여주는 단면도이다. 호스(100)는 이중직 원단(30)을 그 길이방향을 따라 변부(20)를 재단함으로써 만들어진다.

도면에 나타난 바와 같이, 호스(100)는 하나의 호스본체(10)와, 호스본체(10)의 양측에 형성된 변부(20)를 포함한다. 호스본체(10)는 호스 내부로 유체가 유입되면 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13) 사이가 이격됨으로써 팽창될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 호스를 보여준다.

호스(200)는 하나의 호스본체(10)와, 호스본체(10) 양측의 변부(20) 및, 변부(20)와 이웃하는 호스본체(10)의 일부분을 포함한다. 상기 일부분은 연장부(50)를 형성한다.

상술한 호스(100)와 비교하여, 호스(200)는 연장부(50)를 더 갖는다는 점에서 차별화된다. 연장부(50)는 이웃하는 호스본체(10)의 적어도 일부분이 절단되어 이루어진 것으로서, 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)을 포함한다.

그리고, 연장부(50)의 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)은 접착제(24)에 의해 접착될 수 있는데, 이러한 구성은 호스 내부의 유체가 새는 것을 방지하는데 효과적이다.

아울러, 연장부(50)에는 관통공(22)이 형성될 수 있다. 관통공(22)은 연장부(50)를 관통하도록 형성되는데, 호스(200)를 매달기 위한 체결부재(도면에 미도시)가 관통공(22)에 설치될 수 있다. 이와 같이, 연장부(50)는 내부 유체가 새는 것을 막는 것과 함께, 체결부재의 설치 장소를 제공한다.

한편, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 호스를 보여준다.

호스(300)는, 호스(100)(200)들과 비교하여, 호스본체(10)의 내부에 필름관(60)이 설치되고 내부 유체가 필름관(60)을 통해서 이송된다는 차이점이 있다.

상술한 바와 같이, 이중직 원단은 그 외부 표면에만 코팅이 이루어지고 이면(상부 직물층의 아랫면과 하부 직물층의 윗면)은 코팅이 이루어지지 않는다. 따라서, 필름관(60)을 포함하는 호스(300)는 고압수용으로 특히 적합하다. 물론, 이 호스(300)가 통상의 유체 이송에도 사용될 수 있음은 당연하다.

필름관(60)은 이중직 원단(30)의 제조시에 호스본체(10)에 삽입되거나 이중직 원단(30)이 제조 완료된 이후에 호스본체(10)에 삽입될 수 있다.

필름관(60)은 이음 부분이 없는 원통형으로 형성된 것으로서, 얇고 플렉스블하며 가볍다. 따라서, 필름관(60)을 포함하더라도 호스(300)는 여전히 두께가 얇고 가벼우며 굴곡성이 우수하다. 이러한 필름관(60)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리염화비닐 등을 이용하여 대한민국 특허등록 제10-1453478호 등에 개시된 방법 또는 당업계에 이미 알려진 방법 등으로 만들어질 수 있다.

필름관(60)은 내부 유체가 새는 것을 차단하는 역할(즉, 기밀 또는 수밀)을 한다. 그리고, 필름관(60)은 그 자체로서 내부 유체의 압력을 어느 정도 지탱할 수는 있다. 따라서, 필름관(60)의 직경을 호스(300)의 내부 직경 보다 약간 작게 하는 것이 바람직한데, 이것은 필름관(60)이 수압을 받아 팽창하면 호스 본체(10)가 수압을 받도록 하기 위함이다.

그리고, 도 8에 나타난 바와 같이, 필름관(60)이 있는 경우에는 연장부(50)의 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)을 접착하는 것이 필요하지 않다. 그러나, 필요에 따라서는 필름관(60)이 있는 경우에도 연장부(50)의 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)을 접착할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 호스를 보여주는 단면도이다. 도 9의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 8의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.

상기 호스(500)는, 호스(100)와 비교하여, 변부(20)에 필름(26)이 더 접착된다는 차이점이 있다.

필름(26)은 호스(500)의 길이방향을 따라 연속적으로 연장되도록 변부(20)에 접착되는 것으로서, 그 일측이 변부(20) 보다 측방향으로 더 돌출되도록 부착되는데, 바람직하게는 상기 돌출된 부분이 변부(20)의 측면을 감싸도록 'ㄱ'형상으로 절곡된다. 이러한 필름(26)은 변부(20)의 측면을 통해서 유체(물 또는 공기)가 새는 것을 방지한다.

필름(26)은 얇은 두께를 갖는데, 변부(20)의 윗면에 코팅층(40)을 형성한 후 상기 코팅층(40)이 경화되기 이전에 변부(20)에 접착된다. 이 때, 상기 코팅층(40)을 이루는 수지가 변부(20)의 측면으로 일부 이동하기 때문에 필름(26)이 변부(20)의 측면에 밀착하여 접착될 수 있다. 상기 필름(26)이 접착된 후에는 변부(20)의 아랫면에 코팅층(40)을 형성한다.

한편, 도면에는 도시되지 아니하였지만, 호스 본체(10)의 내부에는 필름관(60)이 더 설치될 수도 있다.

그리고, 위에서는 필름(26)이 변부(20)의 윗면에 접착된 것을 설명하였으나, 필름(26)은 변부(20)의 아랫면에 접착되어 변부(20) 측면을 감쌀 수도 있는데, 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 그 구성을 알 수 있을 것이다.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 호스를 보여주는 단면도이다. 도 10의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 9의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.

상기 호스(600)는, 호스(500)와 비교하여, 변부(20)의 아랫면에도 필름(28)이 접착되었다는 차이점이 있다. 구체적으로, 필름(26)은 변부(20)의 윗면에 형성된 코팅층(40)이 경화되기 이전에 코팅층(40)에 접착되고, 이어서 변부(20)의 아랫면에 코팅층(40)을 형성한 후 필름(28)을 접착한다. 필름(28)은 호스(600)의 길이방향을 따라 연속적으로 연장되도록 변부(20)에 접착된다. 필름(26)(28)은 서로 협력하여 변부(20)의 측면을 통해서 물 또는 공기가 새는 것을 방지한다.

그러면, 본 발명에 따른 호스(100)의 제조과정을 도 11과 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 이중직 생지를 제조한다(S10). 상술한 바와 같이, 이중직 생지에는 호스본체(10)와 변부(20)가 교대로 반복적으로 형성되어 있고, 호스본체(10)와 변부(20)는 이중직 생지의 길이방향을 따라 길게 형성된다. 이와 같은 이중직 생지는 본 명세서를 참조한 당업자가 기존의 직기(예를 들어, 래피어 직기)를 이용하여 용이하게 제조할 수 있을 것이다.

이와 같이 만들어진 이중직 생지는, 도 12에 나타난 바와 같이, 70도 내지 100도 정도로 가열된 상태에서 롤 사이를 통과하게 된다. 구체적으로, 상기 이중직 생지는 언와인딩롤(71)에 감긴 상태에서 언와인딩되어 화살표 방향으로 이동하면서 히팅드럼(73)에 의해서 70도 내지 100도 정도로 가열되고, 이와 같이 가열된 상태에서 롤(75) 사이를 통과하면서 주름, 형태 비틀림 등이 제거(다림질 효과)된 후 와인딩롤(72)에 감기게 된다.

코팅층 형성 이전에 위와 같은 전 열처리(前熱處理) 공정을 거치게 되면 추후의 코팅층(40) 형성 공정에서 열수축율이 줄어들고 형태 안정성이 향상되는 효과가 있다. 만약, 상기 전 열처리 공정을 거치지 아니하고 코팅층을 형성하게 되면 폴리프로필렌 이중직 생지의 경우에 109도에서 15분 정도 열처리시 대략 12%의 수축율이 발생하게 되고 형태 안정성이 불량하게 된다. 한편, 상기 형태 안정성은 코팅 완료된 제품(이중직 원단)에 비틀림이나 주름 등이 있는 정도를 의미하는 것으로서, 형태 안정성이 불량하면 호스가 비틀릴 수 있다.

이에 비해서, 상술한 전 열처리(前熱處理) 공정을 거친 후 코팅층(40)을 형성하게 되면 열수축율이 8% 정도로 유지될 수 있고 형태 안정성을 높일 수 있다.

한편, 상기 전 열처리(前熱處理) 공정이 완료되면 열가공을 통해 코팅층(40)을 형성한다(S20).

상기 코팅층(40)의 형성 공정은 코팅 소재(상술한 열가소성 폴리우레탄, 폴리프로필렌)를 이중직 생지에 코팅(도포)한 후 대략 109도 정도의 온도에서 15분 정도 가열처리함으로써 이루어질 수 있다.

이와 같은 공정을 통해서 이중직 원단(30)의 제조가 완료되면, 변부(20)를 따라 재단하여 호스(100)를 만든다(S30). 구체적으로, 하나의 호스본체(10) 양측에 있는 변부(20)를 따라 길이방향을 따라 재단함으로써 호스(100)를 만들 수 있다.

위와 같이, 본 발명은 이중직 원단을 제조한 후 길이방향을 따라 재단하기만 하면 호스를 제조할 수 있기 때문에 호스의 제조 공정과 제조 시간을 대폭 줄일 수 있고 제조 단가를 낮출 수 있다.

한편, 위에서는 하나의 호스본체(10)와 그 양측의 변부(20)로 이루어진 호스를 설명하였으나, 재단 간격만 조절하면 두 개 이상의 호스본체(10)와 그 양측의 변부(20)로 이루어진 호스를 만들 수도 있다.

아울러, 위에서는 이중직 생지를 코팅(S20)한 후에 재단(S30)하는 것을 설명하였으나, 이중직 생지를 재단한 후 코팅할 수도 있다. 특히, 호스(200)를 제조하기 위해서 연장부(50)를 수지 웰딩(상,하부 직물층을 접착)시키는 경우에는 이중직 생지를 재단한 후, 코팅층(40) 형성 작업시 상기 수지 웰딩(접착)이 이루어지도록 할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 비교예와 비교하면서 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

실시예 1

750 데니어의 폴리에스터 필라멘트사를 경사 및 위사로 사용하여 이중직 생지를 제조하고 코팅층(40)을 형성한 후 길이방향으로 재단하여 도 5와 같은 호스(100)를 만든다. 호스본체(10)는 1/1 평직으로 이루어지고 변부(20)는 2/2 평직으로 이루어진다. 이때, 경사밀도와 위사밀도는 각각 37 본/인치, 커버팩터는 2,027이 되도록 하였다.

상기 코팅층(40)은 이중직 생지의 양면에 열가소성 폴리우레탄을 코팅량 100 g/m²으로 코팅하여 이루어진다.

실시예 2

1200 데니어의 폴리프로필렌 필라멘트사를 경사 및 위사로 사용하여 이중직 생지를 제조하고 코팅층을 형성한 후 길이방향으로 재단하여 도 5와 같은 호스(100)를 만든다. 호스본체(10)는 1/1 평직으로 이루어지고 변부(20)는 2/2 평직으로 이루어진다. 이때, 경사밀도와 위사밀도는 각각 24 본/인치, 커버팩터는 2,036이 되도록 하였다.

상기 코팅층(40)은 이중직 생지의 양면에 폴리프로필렌을 코팅량 120 g/m²으로 코팅하여 이루어진다.

실시예 3

1200 데니어의 폴리프로필렌 필라멘트사를 경사 및 위사로 사용하여 이중직 생지를 제조하고 길이방향으로 재단한 후, 코팅층(40)을 형성하고 연장부(50)를 접착하여 도 6과 같은 호스(200)를 만든다. 호스본체(10)는 1/1 평직으로 이루어지고 변부(20)는 2/2 평직으로 이루어진다. 이때, 경사밀도와 위사밀도는 각각 24 본/인치, 커버팩터는 2,036이 되도록 하였다.

실시예 4

750 데니어의 폴리에스터 필라멘트사를 경사 및 위사로 사용하여 이중직 생지를 제조하고 코팅층(40)을 형성한 후 길이방향으로 재단하고 필름관(60)을 삽입하여 도 7과 같은 호스(300)를 만든다. 호스본체(10)는 1/1 평직으로 이루어지고 변부(20)는 2/2 평직으로 이루어진다. 이때, 경사밀도와 위사밀도는 각각 37 본/인치, 커버팩터는 2,027이 되도록 하였다.

실시예 5

1200 데니어의 폴리프로필렌 필라멘트사를 경사 및 위사로 사용하여 이중직 생지를 제조하고 길이방향으로 재단한 후, 상부 직물층(11)과 변부(20)의 윗면에 코팅층(40)을 형성하고 필름(26)을 접착한 다음, 이어서 하부 직물층(13)과 변부(20)의 아랫면에 코팅층(40)을 형성함으로써 도 9와 같은 호스(500)를 만든다. 호스본체(10)는 1/1 평직으로 이루어지고 변부(20)는 2/2 평직으로 이루어진다. 이때, 경사밀도와 위사밀도는 각각 24 본/인치, 커버팩터는 2,036이 되도록 하였다.

비교예 1

300 데니어의 폴리에스터 필라멘트사를 경사 및 위사로 사용하여 직물을 제조하고 상기 직물의 양면에 열가소성 폴리우레탄 코팅층을 코팅량 100 g/m²으로 형성하여 원단을 제조한 후, 원단의 폭 방향 양쪽 단부를 접착하여 도 1 및 도 2와 같은 호스를 제조한다.

이때, 경사밀도와 위사밀도는 각각 30 본/인치, 커버팩터는 약 1,039가 되도록 하였다.

공기 압력의 유지 특성(기밀성) 평가

실시예 1~5 및 비교예 1에서 제조된 호스의 길이방향 양쪽 단부를 밀봉한 상태에서 호스 내부에 압축공기를 약 0.20bar의 압력이 되도록 주입한 후, 초기 주입된 공기의 압력이 유지되는 기간을 평가하였고, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

	공기 압력 유지 기간 (일)
실시예 1	17
실시예 2	17
실시예 3	25
실시예 4	31
실시예 5	25
비교예 1	8

상기 표 1을 참조하면, 비교예 1의 호스와 비교하여, 실시예 1~5의 호스는 약 0.20bar의 공기가 내부에 주입된 경우에 17일 이상의 장기간 동안 초기 주입된 공기의 압력이 유지되는 것을 알 수 있었다. 특히, 호스 내부에 필름관(60)이 설치된 경우는 더욱 장기간 동안 초기 공기압력이 유지됨을 알 수 있었다.

이에 비해, 비교예 1의 호스는 커버 팩터가 충분하지 못하여 원단 표면을 통해서 공기가 누출되고, 특히 폭 방향 접착부에서 외부에 노출된 폴리에스터 직물을 통해서 공기가 누출되는 것을 알 수 있었다.

이러한 탁월한 기밀성을 갖는 결과, 본 발명의 실시예에 따른 호스는 압축공기, 고압수 등에 사용될 수 있다.

10 : 호스본체 11 : 상부 직물층
13 : 하부 직물층 15 : 내부 공간
20 : 변부 22 ; 관통공
24 : 접착부 26, 28 : 필름
30 : 이중직 원단 40 : 코팅층
50 : 연장부 60 : 필름관
71 : 언와인딩롤 72 : 와인딩롤
73 ; 히팅드럼 75 : 롤
100, 200, 300, 400, 500, 600 : 호스

Claims

서로 분리될 수 있는 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)으로 이루어지고, 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13) 사이의 공간(15)에 유입된 유체에 의해서 팽창될 수 있는 호스본체(10);
호스본체(10)의 양측에서 호스본체(10)와 일체로 연속되도록 형성되고 단일 직물층으로 이루어진 변부(20);
상기 공간(15)의 유체가 외부로 새는 것을 방지하기 위해서 호스본체(10)와 변부(20)에 형성된 코팅층(40);및,
호스본체(10)의 내부에 호스본체(10)의 길이방향을 따라 연속되도록 설치된 필름관(60);을 포함하고,
호스본체(10)와 변부(20)는 상기 길이방향을 따라 길게 연속적으로 연장되며, 호스본체(10)는 상기 길이방향의 양쪽 단부가 개방되어 있어서 상기 유체의 주입과 배출이 이루어질 수 있고 상기 길이방향의 양쪽 단부 사이에는 상기 공간(15)이 연속적으로 형성되며,
호스본체(10)와 변부(20) 사이에 심 패턴부(seam pattern part)가 없으며,
아래의 식에 의해서 계산된 커버팩터 값이 2000 내지 2200이고,
필름관(60)은 얇은 두께의 필름이 원통형으로 형성되어 이루어지며, 상기 유체는 필름관(60)을 통해서 이송되고,
필름관(60)의 직경은 호스 본체(10)의 내부 직경 보다 약간 작으며, 이에 따라 필름관(60)이 수압을 받아 팽창하면 호스 본체(10)가 수압을 받아서 지지하는 것을 특징으로 하는, 이중직을 이용한 호스.
[식]
제1항에 있어서,
변부(20)의 양측 중에서 호스본체(10)의 반대측에는 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)으로 이루어진 연장부(50)가 변부(20)로부터 연장되어 형성되고,
연장부(50)의 상부 직물층(11)과 하부 직물층(13)은 접착제 또는 수지에 의해서 접착되어 기밀과 수밀을 돕는 것을 특징으로 하는, 이중직을 이용한 호스.
제1항에 있어서,
변부(20)의 윗면과 아랫면 중 적어도 어느 한쪽면에는 코팅층(40)이 경화되기 이전에 필름(26)(28)이 접착되어 설치되고, 필름(26)(28)은 변부(20) 보다 측방향으로 더 돌출되며, 필름(26)(28) 중 적어도 어느 하나는 변부(20)의 측면을 감쌈으로써 변부(20)의 측면을 통해서 공기 또는 물이 새는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 이중직을 이용한 호스.
제2항에 있어서,
연장부(50)에는 관통공(22)이 형성되고,
관통공(22)에는 호스를 매달기 위한 체결부재가 설치되는 것을 특징으로 하는, 이중직을 이용한 호스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
호스본체(10)는 1/1 평직으로 이루어지고, 변부(20)는 2/2 평직 또는 3/3 평직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 이중직을 이용한 호스.
제5항에 있어서,
호스본체(10)와 변부(20)가 500 데니어 ~ 2,000 데니어의 폴리프로필렌으로 이루어지고 코팅층(40)은 폴리프로필렌으로 이루어지며,
상기 코팅층의 코팅량은 80g/m² 내지 200g/m²인 것을 특징으로 하는, 이중직을 이용한 호스.
제5항에 있어서,
호스본체(10)와 변부(20)가 500 데니어 ~ 2,000 데니어의 폴리에스터로 이루어지고 코팅층(40)은 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane)으로 이루어지며,
상기 코팅층의 코팅량은 60g/m² 내지 150g/m²인 것을 특징으로 하는, 이중직을 이용한 호스.
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