KR20010049628A - 연료 저투과 호스의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

43 내지 50중량(%)의 아크릴로 니트릴을 포함하는 NBR와 PVC와의 블랜드재를 사용한 연료 저투과 호스의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 블랜드재는 가격이 저렴하면서 FKM에 필적하는 연료 저투과성을 나타낸다. 본 발명에서는, 호스의 미가황 성형체가 그 형상을 보존할 수 있는 상태로 한 가운데, 열 가황을 행한다. 따라서, 호스의 미가황 성형체가 자체 무게에 의해 흐트러지지 않고 호스 형상을 보존할 수 있다.

Description

연료 저투과 호스의 제조 방법{Process for manufacturing a hose of low fuel permeation}
본 발명은 연료 저투과 호스의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 자동차의 엄격한 연료 투과 규제 달성에 공헌하는 연료 저투과 호스에 있어서, 호스의 구성 재료 특징에 기인하는 호스 가공 상의 난점을 해소하는 제조 방법에 관한 것이다.
미국에 있어서의 SHED 규제와 동일한 자동차로부터의 연료 투과성에 관한 규제가 일본 및 유럽에 있어서도 서력 2000년부터 실시된다. 주지와 같이, 자동차로부터의 연료 투과성에 대한 연료 수송 호스의 기여율은 높기 때문에, 연료 수송 호스에는 고도의 연료 불투과성이 요구된다.
종래의 필터 호스, 브레더 호스, 이베퍼레이션 호스와 같은 자동차의 연료 배관에는 일본 및 유럽에서는 범용적인 NBR(아크릴로 니트릴 부타디엔 고무)이나 NBR과 PVC(폴리 염화 비닐)의 블랜드 고무가 사용되고 있다. 그러나, 이미 SHED 규제가 실시되고 있는 미국에서는, 호스의 내층에 FKM(불소 고무)이나 수지재를 사용하고, 외층에 NBR과 PVC의 블랜드 고무, ECO(에피클로로 하이드린 고무), CSM(클로로 설폰화 폴리에틸렌) 등을 사용하고 있다.
일본 및 유럽에 있어서의 종래의 연료 배관 사양에서는, 상기 강화된 국내 규제에 적합한 연료 불투과성은 얻어지지 않는다. 또, 상기 미국 사양이면 규제를 클리어하는 연료 불투과성을 기대할 수 있다. 그러나, FKM이나 불소 수지가 고가라는 문제나 FKM이나 수지재를 사용한 내층재가 외층재와 접착하기 힘들다는 문제가 있다.
본원 발명자는 43 내지 50중량(%)이라는 극히 다량의 아크릴로 니트릴을 함유하는 NBR(고AN량의 NBR)과 PVC를 블랜드했다. 그리고, 이 값싼 블랜드재를 사용하여 호스를 제조한 바, FKM을 사용한 호스에 필적하는 뛰어난 연료 저투과성을 나타내는 것을 발견했다.
이 발견은 단층 구조 혹은 복층 구조의 직관 형상, 굴곡 형상 또는 주름 형상의 호스에 적용할 수 있다. 극히 다량의 아크릴로 니트릴에 기인하는 호스의 저온에서의 특성 등의 악화에는 예를 들면 가요제의 배합 처방 개량에 의해 대처할 수 있다. 이들 지견에 근거하여, 상기 종래 기술과 같은 문제점을 해결한 연료 저투과 호스를 제공할 수 있다.
단, 상기 블랜드재에 있어서는 호스 사이즈 문제가 새롭게 발견되었다. 즉, 브레더 호스나 이베퍼레이션 호스의 통상 사이즈는 내경이 3 내지 20mm이고, 관벽 두께가 2 내지 4mm 정도이다. 상대적으로 큰 직경의 필러 호스에서는, 이러한 사이즈의 호스의 미가황 성형체는 자체 무게에 의해 관 형상이 흐트러지는 일은 없기 때문에, 맨드렐 없이 압출, 열 가황할 수 있다고 생각할 수 있다. 그러나, 상기 블랜드재의 경우에는, 고AN량이기 때문에, 호스 미가황체의 관 형상이 자체 무게에 의해 흐트러지는 것을 알 수 있었다.
그래서 본 발명은 극히 다량의 아크릴로 니트릴을 포함하는 NBR과 PVC와의 블랜드재를 사용한 연료 저투과 호스를 관 형상을 흐트러트리지 않고 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 양태는 가는 직경으로 직관 형상의 연료 저투과 호스의 제조 방법으로서, AN량(결합 아그릴로 니트릴 함유량)이 43 내지 50중량(%)의 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 폴리 염화 비닐(PVC)과의 블랜드재로 이루어지는 고무층의 미가황체를 압출 성형하는 단계, 상기 미가황체에 직선 형상의 가는 심재를 관통하여 호스 형상을 보존한 가운데, 열 가황을 행하는 단계를 구비한다.
NBR 중의 아크릴로 니트릴량을 43 내지 50중량(%)의 극히 높은 영역에 설정한 결과, 염가로 뛰어난 연료 저투과성을 나타내는 NBR과 PVC의 블랜드재를 사용한 호스를 제공할 수 있다. 이들 고무 조성물로 이루어지는 미가황 성형체는 자체 무게로 흐트러지기 쉽다는 제조 상의 문제가 있지만, 상기 제조 방법에 의하면 이 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태는 가는 직경으로 직관 형상 또는 굴곡 형상의 연료 저투과 호스의 제조 방법으로서, 43 내지 50중량(%)의 아크릴로 니트릴을 함유하는 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 폴리 염화 비닐(PVC)과의 블랜드재로 이루어지는 고무층의 미가황체를 압출 성형하는 단계, 상기 미가황체를 가열형으로 설치한 호스 가공 형상에 대응하는 형상의 홈에 감입하여 호스 형상을 보존한 가운데, 열 가황을 행하는 단계를 구비한다.
제 2 양태에 있어서도, 염가로 뛰어난 연료 저투과성을 나타내는 NBR과 PVC의 블랜드재를 사용한 호스를 제공할 수 있다. 또, 미가황 성형체가 자체 무게로 흐트러지기 쉽다는 제법 상의 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태는 가는 직경으로 직관 형상, 굴곡 형상 또는 일부가 주름 형상인 연료 저투과 호스의 제조 방법으로서, 43 내지 50중량(%)의 아크릴로 니트릴을 함유하는 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 폴리 염화 비닐(PVC)과의 블랜드재를 가열형으로 설치한 호스 가공 형상에 대응하는 소정 형상의 캐비티에 주입하는 단계, 상기 가열형에 의한 열 가황을 행하는 단계를 구비한다.
제 3 양태에 있어서도, 염가로 뛰어난 연료 저투과성을 나타내는 NBR과 PVC의 블랜드재를 사용한 호스를 제공할 수 있다. 또, 미가황 성형체가 자체 무게로 흐트러지기 쉽다는 제법 상의 문제를 해소할 수 있다. 더욱이, 주름 형상 등의 복잡 형상의 호스를 제조할 수 있다는 이점이 있다.
상술된 본 발명의 장점 및 다른 장점은 다음의 상세한 설명과 첨부 도면으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1a, 도 1b, 도 1c는 연료 저투과 호스의 제조 방법의 실시예를 설명하는 도면.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d는 연료 저투과 호스의 제조 방법의 실시예를 설명하는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 가열형 2 : 성형면
3 : 홈 4 : 미가황 성형체
5 : 연료 저투과 호스 7 : 캐비티
본 발명의 연료 저투과 호스 제조 방법에 있어서, 43 내지 50중량(%)의 AN량(특히 바람직하게는 45 내지 48중량(%))인 NBR과 PVC와의 블랜드재를 사용한다. NBR 중의 AN량이 너무 적을 경우, 호스의 연료 불투과성이 부족하기 쉽고, AN량이 과잉할 경우, 가요제 첨가에 의해 커버할 수 없을 정도로 저온성이 나빠진다. NBR·PVC에 있어서의 PVC 배합량은 일반적인 내 오존성을 고려하여 혼합재 중 25 내지 40중량(%)으로 하는 것이 바람직하다.
NBR과 PVC와의 블랜드재에는, 15 내지 35phr(보다 바람직하게는 20 내지 30phr)의 가요제를 배합하는 것이 바람직하다. 블랜드재의 AN량이 많음으로써 저온 하에서의 호스의 유연성 악화를 가요제 첨가에 의해 막을 수 있다. 가요제 첨가량이 과잉하면, 기대되는 뛰어난 연료 불투과성을 유지할 수 없게 된다. 가요제 첨가량이 너무 적으면, 호스가 저온 하에서의 유연성 개량이라는 가요제의 첨가 효과가 불충분해진다. 상기 가요제는 바람직하게는 SP치가 8.8이상, 보다 바람직하게는 9.0이상이며, 바람직하게는 분자량이 550이하, 보다 바람직하게는 450이하이다.
또, NBR·PVC에는 보강용 카본 블랙을 충전할 수 있어, 필요에 따라서 공지하는 각종 가황제, 가황 촉진제, 노화 방지제 등이 첨가된다. 카본 블랙의 충전량에는 한정은 없다. 그러나, 자동차용 연료 저투과 호스라는 용도와의 관계에서는, 가요제 첨가량과 CB 충전량과의 밸런스에 의해, 고무 조성물의 경도(JIS K6253, ISO 48)가 55 내지 75도의 범위가 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
(실시예)
〔연료 저투과 호스와 그 제조 방법〕
본 발명의 제조 방법에 관련되는 연료 저투과 호스는 NBR·PVC를 사용한 단층 구조의 호스이고, 또는 NBR·PVC로 이루어지는 내층과, 그 외측에 보강계층을 개재시켜 또는 개재시키고 않고 설치된 임의의 고무 재료로 이루어지는 외층으로 구성되는 복층 구조 호스이다. 상기 외층의 고무 재료는 예를 들면, 임의 조성의 NBR·PVC, CSM, ECO 등의 내후성 고무 재료이다. 또한, 제 3 양태에서는, 복층 구조 호스를 대상 외로 한다.
본 발명의 연료 저투과 호스 형상은 제 1 양태에서는 가는 직경의 직관 형상이다. 제 2 양태에서는 가는 직경의 직관 형상 또는 굴곡 형상 호스이다. 제 3 양태에서는 가는 직경의 직관 형상, 굴곡 형상 혹은 주름 형상을 갖는 관 형상 호스이다.
제 2 양태의 한 실시예를 굴곡 형상 호스 제조를 예로 들어 설명한다. 도 1a에 도시하는 바와 같이, 가열형(1)의 평탄한 성형면(2)에는 소정의 굴곡 형상 홈(3)(예를 들면, 단면이 사각형 또는 원형인 홈)을 설치하고 있다. 도 1b에 도시하는 바와 같이, 압출 성형법에 의해 직선 형상으로 압출한 호스의 미가황 성형체(4)를 홈(3)에 감합하여, 굴곡 형상의 호스 형상을 보존시킨다. 그 상태 하에서 가열에 의해 미가황 성형체(4)를 가황시켜, 도 1c에 도시하는 바와 같은 굴곡 형상의 가는 직경의 연료 저투과 호스(5)를 얻는다.
또한, 직관 형상 호스 제조에 있어서도, 상기 홈(3)을 직선 형상으로 설치하는 점이 다른 것 외는 상기와 동일한 방법으로 실시할 수 있다.
제 3 양태의 한 실시예를 일부에 주름 형상을 갖는 관 형상 호스 제조를 예로 들어 설명한다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 가열 가능한 쌍의 성형형(成形型;6, 6)은 그 맞댄 면 부분에 중앙부가 주름 형상으로 그 양측부가 원통 형상인 캐비티(7)를 구성하도록 되어 있다. 이 캐비티(7)에 도시하는 바와 같은 약간 작은 사이즈의 중간 심(8)을 미리 인서트한다. 주입구(9)로부터 미가황의 NBR·PVC를 주입하여, 그대로 형 가열에 의한 열 가황 공정을 행한다. 이로써, 도 2b에 도시하는 바와 같이 원하는 형상의 연료 저투과 호스(10)가 형성된다. 성형형(6, 6)을 형 오픈하여 도 2c에 도시하는 바와 같이 중간 심(8)과 함께 호스(10)를 형으로부터 꺼낸다. 그리고, 중간 심(8)을 뽑음으로써, 도 2d에 도시하는 연료 저투과 호스(10)를 얻는다.
또한, 형으로부터 꺼낸 호스를 더욱 임의의 방법에 의해 가열하여, 가황을 촉진할 수도 있다. 주름 형상 부분을 갖지 않는 직관 형상 호스나 굴곡 형상 호스 제조도 상기와 동일한 방법으로 실시할 수 있다.
본 발명의 연료 저투과 호스 사이즈로서는, (a) 내경이 3 내지 20mm이고 관벽 두께가 2 내지 4mm인 호스, (b) 내경이 20 내지 50mm이고 관벽 두께가 3 내지 5mm인 호스를 들 수 있다. (a)사이즈 호스는 브레더 호스 또는 이베퍼레이션 호스에 적합하다. (b)사이즈 호스는 필터 호스에 적합하다.
제 1 양태에서는 (a)사이즈로 직관 형상의 브레더 호스 또는 이베퍼레이션 호스를 제조하는 것이 특히 바람직하다. 제 2 양태에서는 (a)사이즈로 직관 형상 또는 굴곡 형상의 브레더 호스 또는 이베퍼레이션 호스를 제조하는 것이 특히 바람직하다. 제 3 양태에서는, (b)사이즈로 적어도 일부에 주름 형상을 갖는 호스를 제조하는 것이 특히 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 극히 다량의 아크릴로 니트릴을 포함하는 NBR과 PVC와의 블랜드재를 사용한 연료 저투과 호스를 관 형상을 흐트러트리지 않고 제조할 수 있다는 효과가 있다.
바람직한 실시예가 설명되었지만, 다음의 청구범위에서 서술된 본 발명의 개념의 정신내에서 당분야의 숙련자들이라면 다양한 변경을 행할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 가는 직경으로 직관 형상의 연료 저투과 호스의 제조 방법에 있어서, 43 내지 50 중량%의 아크릴로 니트릴을 함유하는 아그릴로 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 폴리 염화 비닐(PVC)과의 블랜드재로 이루어지는 고무층의 미가황체를 압출 성형하는 단계와,
    상기 미가황체에 직선 형상의 가는 심재를 관통하여 호스 형상을 보존한 가운데, 열 가황을 행하는 단계를 구비하는 연료 저투과 호스의 제조 방법.
  2. 가는 직경으로 직관 형상 또는 굴곡 형상의 연료 저투과 호스의 제조 방법에 있어서, 43 내지 50 중량%의 아크릴로 니트릴을 함유하는 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 폴리 염화 비닐(PVC)과의 블랜드재로 이루어지는 고무층의 미가황체를 압출 성형하는 단계와,
    상기 미가황체를 가열형으로 설치한 호스 가공 형상에 대응하는 형상의 홈에 삽입하여 호스 형상을 보존한 가운데, 열 가황을 행하는 단계를 구비하는 연료 저투과 호스의 제조 방법.
  3. 가는 직경으로 직관 형상, 굴곡 형상 또는 일부가 주름 형상의 연료 저투과 호스의 제조 방법에 있어서, 43 내지 50 중량%의 아크릴로 니트릴을 함유하는 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 폴리 염화 비닐(PVC)과의 블랜드재를 가열형으로 설치한 호스 가공 형상에 대응하느 소정 형상의 캐비티에 주입하는 단계와,
    상기 가열형에 의한 열 가황을 행하는 단계를 구비하는 연료 저투과 호스의 제조 방법.
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