KR20150107877A - 플렉시블 호스 - Google Patents

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KR20150107877A
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미하엘 라자제카라
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호르스트 라인하르트
디르크 슈투흐르만
폴 벤네트
호우샹 메마리안
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콘티테크 엠지더블유 게엠베하
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Abstract

본 발명은 엘라스토머 내부층(1) 및 적어도 하나의 고무화 직물층(3, 4)를 가지며, 적어도 하나의 고무화 직물층(3, 4)은 엘라스토머 내부층(1) 상으로 직접 권취되는 호스(10), 특히, 과급 공기 호스에 관한 것이다.

Description

플렉시블 호스{FLEXIBLE HOSE}
본 발명은 특히, 과급 공기 호스로서의 용도를 위한 플렉시블 호스에 관한 것이다.
배기터빈 과급기 및 과급 공기 냉각기(가열 측면) 간의 연결 및 과급 공기 냉각기 및 엔진(냉각 측면) 간의 연결은 과급 공기 호스로 알려진 것을 이용함으로써 대부분 달성된다. 여기서, 가열 측면 및 냉각 측면 양쪽 모두는 상대적으로 높은 압력을 견뎌야 하며, 또한, 엔진과 과급 공기 냉각기 간의 상대적 운동을 보완하기에 충분히 플렉시블 하여야 한다. 마찬가지로 높은 압력 및 다양한 온도를 견뎌야 하는 다른 호스들, 예를 들면, 산업용 호스에도 이와 비슷한 요구사항이 부과된다.
과급 공기 라인용 과급 공기 호스는 기공지되어 있다. 예를 들어, 독일 특허 번호 제10 2008 055 480 A1은 양호한 압력 저항 및 가요성을 특징으로 하는 과급 공기 및 냉각수 호스를 개시한다. 이 경우, 튜브형 편물 또는 직물 형태를 취하는 제2 층이 엘라스토머 내부층의 형태를 취하는 제1 층에 적용된 이후에, 양 측면 상에 고무화(rubberized) 직물 가닥(textile ply)이 상기 두 층들 상에 권취된다.
튜브형 편물을 사용하는 것은, 흔히 상대적으로 두꺼운 실의 가공을 통해 달성되는 양호한 압력 저항을 달성하기 위하여, 일정한 최소 두께를 가져야 한다는 단점을 갖는다. 그러나, 상대적으로 두꺼운 실은 접촉 문제를 유발한다. 대안적으로, 이중 편물이 사용되며; 이는 더 많은 압출기 및 적당한 편물기의 제공을 통해 더 많은 비용을 종종 초래하게 된다. 양쪽의 경우에 있어서, 전체 호스는 직경이 증가하게 되고 용인할 수 없는 강성을 갖게 된다.
상대적으로 높은 강성의 다른 결과는 굴곡된 호스를 생성하는 것이 어려워진다는 것이다.
그러므로, 한편으로는 양호한 가요성 및 적절한 압력 저항을 특징으로 하고, 다른 한편으로는 다양한 굴곡된 형상을 생성하도록 하는 강성을 갖는 플렉시블 호스를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 동시에, 호스의 생성에 있어서 가요성을 증가시키는 것을 회피하고, 대신에 바람직하게는 이를 감소시키는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명은 호스가 엘라스토머 내부층 및 적어도 하나의 고무화 직물 가닥을 포함하며, 적어도 하나의 고무화 직물 가닥이 엘라스토머 내부층으로 직접 권취되는 점에서 달성된다.
놀랍게도, 이러한 유형의 호스 구조는 우수한 가요성을 달성할 수 있어서, 다양한 굴곡된 형상을 생성하게 된다는 것을 알게 되었다. 동시에, 적절한 압력 저항도 얻게 된다.
특히 바람직한 일 실시형태에 있어서, 호스는 엘라스토머 내부층 및 적어도 하나의 고무화 직물 가닥으로 이루어지며, 적어도 하나의 고무화 직물 가닥이 엘라스토머 내부층 상으로 권취된다. 그러나, 권취된 고무화 직물 가닥 상에, 예를 들면, 코팅 형태인 적어도 하나의 추가적인 층도 있다는 것이 가능하다.
내부층은 다른 바람직한 실시형태에 있어서, 탄력성도 있는 바람직하게는 압출된 내부층이다. 내부층은 바람직하게는 적어도 하나의 플루오로중합체를 포함한다. 사용된 플루오로중합체는 당업자에게 알려진 플루오로중합체들 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 여기서는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 변형된 폴리테트라플루오로에틸렌(TFM), 플루오로에틸렌중합체(FEP), 과불화 알킬 비닐에테르-테트라에틸렌 공중합체(PFA) 또는 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE)가 바람직하다. 마찬가지로, 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-헥사플루오로-프로필렌)(VDF/HFP), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌-코-테트라플루오로에틸렌)(TEB), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-테트라플루오로에틸렌-코-과불화 메틸 비닐 에테르)(VDF/TFE/PMVE), 폴리(테트라플루오로에틸렌-코-프로필렌)(TFE/P) 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-클로로트리플루오로에틸렌)(VDF/CTFE)와 같은 공중합체 또는 플루오로실리콘 고무(FVMQ) 또는 VDF/HFP/TFE를 기반으로 하는 다른 삼합체를 사용할 수 있다. 여기서, 내부층은 플루오로중합체 혼합물, 즉, 적어도 하나의 플루오로중합체와 함께, 충진제, 가소제 등과 같은 다른 구성요소들도 포함할 수 있는 중합체 혼합물의 형태를 취할 수 있다.
그러나, 내부층은 유리하게는 이음새 없이 압출된 필름 형태를 취하는 플루오로중합체, 특히, PTFE로 구성되는 것이 특히 바람직하다.
고무화 직물 가닥은 바람직하게는 양측면 상에 고무화되지만, 여기서는 특정한 응용 분야에 대하여 단일 측 고무화(rubberization)도 가능하다.
여기서, 고무화 재료 자체는 적어도 하나의 고무 성분을 기반으로 한다. 언급될 수 있는 특정한 고무 성분들은 다음과 같다: 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPM) 및/또는 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM) 및/또는 니트릴 고무(NBR) 및/또는 (특히) 수소화 니트릴 고무(HNBR) 및/또는 플루오로고무(FKM) 및/또는 클로로프렌 고무(CR) 및/또는 천연 고무(NR) 및/또는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및/또는 이소프렌 고무(IR) 및/또는 부틸 고무(IIR) 및/또는 브로모부틸 고무(BIIR) 및/또는 클로로부틸 고무(CIIR) 및/또는 부타디엔 고무(BR) 및/또는 염소화 폴리에틸렌(CM) 및/또는 클로로술폰화 폴리에틸렌(CSM) 및/또는 폴리에피클로로히드린(ECO) 및/또는 에틸렌-비닐 아세테이트 고무(EVA) 및/또는 아크릴레이트 고무(ACM) 및/또는 에틸렌-아크릴레이트 고무(AEM) 및/또는 실리콘 고무(MQ, VMQ, PVMQ) 및/또는 플루오로실리콘(FVMQ) 및/또는 불화 메틸-실리콘 고무(MFQ) 및/또는 과불화 프로필렌 고무(FFPM) 및/또는 과불화탄소 고무(FFKM) 및/또는 폴리우레탄(PU).
실리콘 고무 및 특히 VMQ는 특히 적합한 것으로 입증되었다. 여기서, 고온에서 특히 양호한 동적 안정성이 발견된다.
언급된 고무 성분들은 단독으로 또는 적어도 하나의 다른 고무 성분과 배합되어 사용될 수 있다.
그러나, 고무 성분과 열가소성 엘라스토머 및/또는 열가소성 물질의 배합이 존재하는 것도 가능하다. 원칙적으로, 여기서는 임의의 열가소성 엘라스토머 및/또는 열가소성 물질을 사용할 수 있다.
도 1은 이음새 없이 압출된 PTFE 필름으로 제작된 내부층(1)과 내부층(1) 상으로 직접 권취된 제1 고무화 직물 가닥(3) 및 제1 고무화 직물 가닥 상으로 권취된 제2 고무화 직물 가닥(4)을 갖는 과급 공기 호스(10)의 구조의 다이아그램이다. 고무화 직물 가닥들(3, 4)은 캘린더링되며, VMQ와 m-아라미드로 구성된다.
도 2는 과급 공기 호스(20)를 관통하는 길이방향 부분이다. 제1 고무화 직물 가닥(3)은 내부층(1) 상으로 직접 이중으로 권취되는 반면에, 제2 고무화 직물 가닥(4)은 제1 고무화 직물 가닥(3) 상으로 1회 권취된다. 이 길이방향 부분도 고무화 직물 가닥들(3, 4)의 직물 가닥들(2)을 도시한다.
고무화 직물 가닥의 직물 가닥은 "직포", "편물" 또는 "부직포"로 알려진 것일 수 있다.
"직포"라는 표현은 직물 가닥이 두 가지 필라멘트 시스템, 다시 말해서, 날실과 씨실의 교차를 통해 생성되는 직포에 주로 사용된다. "편물"이라는 표현은 필라멘트에 의하여 형성된 루프가 다른 루프에 삽입되는 편물에 주로 사용된다. 이렇게 생성된 편물은 단일 또는 다중 필라멘트를 사용함으로써 형성될 수 있다.
"부직포"라는 표현은 섬유가 자신의 고유 접착에 의하여 이어지는 망상조직(webs), 펠트(felts) 또는 솜 뭉치(wadding)에 대부분 사용된다.
직물 가닥은 유리하게는 고무화 물질과 함께 캘린더링(calendered)되는 직포이다.
직포 가닥들은 일반적으로 고무화 물질로 캘린더링하는 데 있어서 더 나은 결과를 제공한다. 압력 저항의 추가적인 증가는, 직포에 있어서 더 두꺼운 개별 필라멘트들을 통해, 또는 내부층 주위로 캘린더링된 직포 시트의 다회 권취에 의하여 달성될 수 있다. 전적으로 편물로 구성된, 도입부분에서 언급된 압출된 가닥들과는 달리, 추가적으로 요구된 기계장치에 대하여 추가적인 자본 지출은 없으며, 전체 호스의 벽 두께는 압출 공정보다는 캘린더링 공정에 의하여 덜 현저한 정도로 증가하게 된다.
직포층 간의 거리도 이중 편물의 경우에서 보다 현저히 작다.
직물 가닥에 사용될 수 있는 물질은 당업자에게 알려진 물질들 중 어느 하나이다. 사용될 수 있는 것들의 예로는 폴리아미드(PA), 예컨대, PA6, PA6.6, PA11, PA12, PA6.10, PA6.12, 폴리이미드(PI), 아라미드, 특히, 파라-아라미드 또는 메타-아라미드, 폴리비닐 아세탈(PVA), 폴리비닐 알코올(PVAL), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에스테르, 특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에틸렌 2,6 나프탈레이트(PEN), 폴리술폰(PSU), 폴리옥사디아졸(POD), 폴리페닐렌, 또는 폴리페닐렌 유도체, 예를 들면, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 또는 폴리페닐렌 옥사이드(PPO), 폴리벤즈옥사졸(PBO), 목면, 현무암, 금속, 탄소, 모직물, 스테이플 비스코스(staple viscose), 사이잘 섬유, 대마삼(hemp), 아마, 레이온, 또는 기타 천연 섬유, 또는 유리 섬유가 있다. 하이브리드 시스템도 사용될 수 있는데, 즉, 언급된 시스템들의 혼합된 형태, 예를 들면, m-아라미드와 p-아라미드의 혼합물로 제작되거나 PPS와 PA로 제작된 실의 형태이다. PPS는 고강도에 기여하는 고성능 물질인 반면에, PA는 강화 효과를 가질 뿐만 아니라, 활성화되어 접착을 제공할 수 있기 때문에, 고무화 물질과 관련하여 향상된 접착에 기여한다.
고무화 직물 가닥은 인접 엣지(abutted edges)로 권취되거나 중첩되어 권취될 수 있다.
고무화 직물 가닥은 중첩되어 권취되는 것이 바람직하다. 이로 인하여 중첩 영역에서 벽 두께가 더 두꺼워진다고 하더라도, 내구성과 관련하여 현저한 장점을 보인다.
상기 가닥은 압력 요구사항에 따라 내부층 둘레로 단일 또는 다회 권취될 수 있다. 내부층 둘레에 정의된 각도로 원주방향으로 또는 나선방향으로 바람직하게 권취된다.
본 발명은 두 개 도면의 도움을 받아 실시형태들을 참조하여 아래에 더 상세히 설명된다.
10, 20: 호스, 바람직하게는 과급 공기 호스
1: 내부층
2: 고무화 직물 가닥들의 직물 가닥, 바람직하게는 직포
3: 제1 고무화 직물 가닥, 권취됨
4: 제2 고무화 직물 가닥, 권취됨

Claims (6)

  1. 엘라스토머 내부층(1) 및 적어도 하나의 고무화 직물 가닥(3, 4)을 포함하며, 적어도 하나의 고무화 직물 가닥(3, 4)이 엘라스토머 내부층(1)으로 직접 권취되는 것을 특징으로 하는 호스(10, 20).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엘라스토머 내부층(1)은 적어도 하나의 플루오로중합체를 포함하거나 적어도 하나의 플루오로중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 호스(10, 20).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 엘라스토머 내부층(1)은 PTFE로 구성되는 것을 특징으로 하는 호스(10, 20).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엘라스토머 내부층(1)은 이음새 없이 압출된 PTFE 필름인 것을 특징으로 하는 호스(10, 20).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무화 직물 가닥(3, 4)은 직물 가닥으로서 직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 호스(10, 20).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무화 직물 가닥(3, 4)의 고무화 물질은 실리콘 고무를 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 호스(10, 20).
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