KR20210010575A - 유체 라인 - Google Patents
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Abstract
다층 플라스틱 재료의 파이프(12)를 포함하는 유체 라인(10)에 있어서, 파이프(12)는 내부 공간(14)을 둘러싸고, 파이프(12)는 폴리아미드 9T(PA9T)의 내부의 제1 층(16), 폴리아미드 12(PA12)의 제2 층(18), 폴리아미드 612(PA612)의 제3 층(20), 폴리아미드 6(PA6)의 제4 층(22), 폴리아미드 612(PA612)의 외부의 제5 층(24)을 구비하며, 내부의 제1 층(16)은 내부 공간(14)을 한정하는 것이 제공된다. 결국, 본 발명은 재료의 침출 감소, 휘발성 물질의 투과성 감소를 가지며, 그럼에도 불구하고 라인의 다른 요소와의 연결에 있어 적절한 기계적 특성을 갖는 유체 라인(10)을 제공한다.
Description
본 발명은 다층 플라스틱 재료로 구성된 튜브를 구비하는 유체 라인에 관한 것으로, 여기서 튜브는 내부 공간을 둘러싸고 있다.
화학적으로 활성 유체, 예컨대 차량의 연료를 이송하는 라인은 이용되는 동안 특정 요구 사항을 만족해야 한다. 따라서 라인의 재료는 유체에 의해 용해되어서는 안된다. 이것은 비교적 높은 온도에서도 방지되어야 한다. 또한, 라인은 유체에 포함될 수 있는 휘발성 물질이 라인의 벽을 통해 투과될 수 없도록 이송되는 유체 및 그 화학 성분에 대해 불투과성이어야 한다. 이는 한편으로는 이송되는 유체의 품질 저하를 방지하고, 다른 한편으로는 휘발성 물질의 주변으로의 누출을 방지하도록 한다. 또한, 침출이 방지되어야 한다. 이는 특히 유체가 라인에서 정지되어 있을 때, 즉 적어도 일시적으로 유체의 이송이 발생하지 않을 때와 관련된다. 또한, 라인은 다른 라인 요소에 간단하고 신뢰할 수 있는 라인의 연결을 허용하는 기계적 특성을 가져야 한다.
EP 2 066 494 B1은 탄산 성분 및 디아민 성분으로부터 형성된 폴리아미드 수지(polyamide resin, 나일론 9T)를 포함하는 가장 안쪽의 제1 층, 폴리아미드 6(PA6)로 구성되는 제2 층, 코-폴리아미드(CoPa) 기반의 커플링층으로 구성되는 제3 층 및 폴리아미드 12(PA12)로 구성되는 외부의 제4 층을 포함하는 다층의 자동차 연료 라인을 개시한다.
본 발명의 목적은 유체 라인의 재료의 침출 감소 및 휘발성 물질의 투과성 감소를 나타내며 그럼에도 불구하고 라인의 다른 요소와의 연결에 있어 적절한 기계적 특성을 갖는, 서두에 언급된 유형의 유체 라인을 제공하는 것이다.
본 발명의 주요한 특징은 청구항 제1항의 특징 부분에서 보여 진다. 개량사항은 청구항 제2항 내지 제10항의 청구범위를 형성한다.
목적을 달성하기 위해, 다층 플라스틱 재료로 구성되는 튜브를 구비하는 유체 라인에 있어서, 튜브는 내부 공간을 둘러싸고, 튜브는 폴리아미드 9T(PA9T)로 구성되는 내부의 제1 층, 폴리아미드 12(PA12)로 구성되는 제2 층, 폴리아미드 612(PA612)로 구성되는 제3층, 폴리아미드 6(PA6)로 구성되는 제4 층 및 폴리아미드 612(PA612)로 구성되는 외부의 제5 층을 구비하며, 내부의 제1 층은 내부 공간을 한정하는 것이 예상된다.
본 발명은 따라서 다층 튜브 벽을 구비하는 유체 라인을 위한 튜브를 제공한다. 이 배치에서 튜브는 이송되는 유체가 통과하는 내부 공간을 둘러싼다. 여기에서, 내부의 제1 층은 내부 공간에 직접 인접하고 상기 공간을 한정한다. 이 경우에, 내부의 제1 층은 폴리아미드 9T(PA9T)로 구성된다. 이 재료는 낮은 투과성을 갖는 층을 제공한다. 특히, 이러한 맥락에서 이것은 유체에서 휘발성 물질, 예컨대 알코올 또는 연료의 특정 첨가제에 대해 장벽을 형성한다. 또한, 내부의 제1 층은 화학품 및 가수분해에 대한 내성이 있으며, 오직 소량의 물만 흡수한다. 침출은 최대한으로 잡아도 경미한 양만이 발생한다. 고온에서도 내부의 제1 층은 우수한 기계적 특성을 가지며, 그러므로 치수적으로 안정적이다. 그러므로, 내부의 제1 층은 프로젝트로부터 누출되는 물질에 대한 장벽을 형성하며, 장벽은 그럼에도 불구하고 튜브 내부 벽의 적절한 기계적 안정성을 보장한다.
폴리아미드 12로 구성되는 제2층은 마찬가지로 경미한 물 흡수량을 나타내며, 그러므로 물이 누출되는 것에 대한 추가적인 장벽이 제2 층에 의해 형성된다. 또한, 제2 층은 고압에서 또는 다른 기계적 힘이 존재하는 경우에도 기계적으로 안정적이며, 튜브의 안정성을 향상시킨다.
제4 층의 폴리아미드 6는 쉽게 이용가능하고 비교적 저렴하다. 폴리아미드 6으로 구성되는 제4 층은 유체 라인의 튜브에 대해 기본 구조를 형성한다.
폴리아미드 612로 구성되는 외부의 제5 층은 그리스(grease), 오일, 연료, 유압 유체, 물 및 알칼리에 대해 우수한 매체 저항을 나타낸다. 만약 이러한 물질이 튜브의 외부층에 도달할 수 있는 환경에서 유체 라인이 사용되는 경우, 내부 층은 외부의 제5 층에 의해 보호될 수 있다. 그러므로, 외부의 제5 층은 내부 층에 대한 외부적 영향에 대해 보호층을 형성한다. 또한, 외부의 제5 층은 유연하다.
유체 라인의 튜브에 있는 5개 층의 조합으로, 튜브는 예컨대, 종래 기술과 비교하여 휘발성 물질 또는 공격적 화학 물질을 포함하는 유체의 이송을 위한 특성을 개선한다. 동시에, 튜브는 그럼에도 불구하고 다층 플라스틱 재료로 인해 기계적으로 안정하며 유연하다. 각각의 층은 서로를 지지하고, 우수한 화학적 저항과 함께 서로 다른 요구사항을 갖는 다양한 상황에서 유체 라인이 이용될 수 있도록 우수한 기계적 특성이 제공되는 방식으로 시너지를 발휘하며 그 특성들을 결합한다. 따라서, 기계적 특성은 유체 라인이 라인의 다른 요소에 신뢰할 수 있고 간단하게 연결되도록 한다.
내부의 제1 층은 튜브의 전체 벽 두께의 15% 내지 25% 범위, 바람직하게는 20%의 두께를 가질 수 있다. 이 상대적인 두께를 갖는 내부의 제1 층은 내부 공간에 배치된 유체로부터 누출될 수 있는 물질의 불투과성과 관련한 내부의 제1 층의 특성을 보존한다.
제2 층은 튜브의 전체 벽 두께에 대해 2% 내지 18% 범위, 바람직하게는 10%의 두께를 가질 수 있다. 따라서 제2 층은 내부의 제1 층과 결합하여 작용하는 상대적 두께를 갖는다. 또한, 이 두께는 이미 튜브의 기계적 안정성의 증가를 발생시킨다.
제3 층은 튜브의 전체 벽 두께에 대해 2% 내지 18% 범위, 바람직하게는 10%의 두께를 가질 수 있다. 튜브의 인장 및 굽힘 강도의 증가는 이러한 상대적인 층 두께에 의해 발생된다.
제4 층은 튜브의 전체 벽 두께에 대해 30% 내지 50% 범위, 바람직하게는 40%의 두께를 가질 수 있다. 이러한 상대적인 층 두께는 저렴하면서도 기계적 안정성을 제공하는, 유체 라인을 위한 기본 체계를 제공한다.
외부의 제5 층은 튜브의 전체 벽 두께에 대해 12% 내지 28% 범위, 바람직하게는 20%의 두께를 가질 수 있다. 결과적으로, 외부의 제5 층에 의해 형성된 외부 보호층은 내부층에 대한 외부의, 특히 화학적인, 영향에 대해 적절한 보호를 제공할 수 있으며, 다른 층에 비해 상대적으로 소량의 재료가 소비된다.
따라서, 외부의 제5 층은 바람직하게는 컬러 마스터배치(color masterbatch)를 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 방법으로, 외부의 제5 층은 착색될 수 있다. 외부의 제5 층의 나머지 요소가 또한 외부의 제5 층의 물리적 특성을 다소 변경하는 다른 물질에 의해 부가적으로 형성될 수 있다. 외부의 제5 층의 기본 특성은 컬러 마스터배치 및/또는 첨가제에 의해 실질적으로 변경되지 않는다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 차량에서 연료를 이송하기 위한 상기 설명에 따른 유체 라인의 용도가 예상될 수 있다.
유체 라인의 사용의 효과 및 이점은 상기에 제시된 유체 라인의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 추가 특징, 세부사항 및 이점은 청구항의 표현 및 도면을 참조한 예시적 실시예의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 유체 라인의 개념도를 나타내고,
도 2는 도 1에서 유체 라인을 통한 단면도를 나타낸다.
도 1은 유체 라인의 개념도를 나타내고,
도 2는 도 1에서 유체 라인을 통한 단면도를 나타낸다.
도 1 및 2는 예컨대, 차량의 연료 라인일 수 있는 유체 라인(10)을 도시한다. 이러한 맥락에서, 연료는 알코올 또는 다른 휘발성 물질, 또는 공격적인 화학품을 포함할 수 있다. 유체 라인(10)은 차량의 엔진 및 연료 탱크 사이에서 연료 라인의 적어도 하위섹션을 형성할 수 있다.
도 1에 따르면, 유체 라인(10)은 내부 공간(14)을 둘러싸는 튜브(12)를 포함한다. 내부 공간(14)은 전체 튜브(12)를 통해 연장되며, 튜브(12)의 양 단부에서 관통 개구(26)를 갖는다. 튜브(12)는 연료 라인의 다른 라인 요소 또는 임의의 다른 라인에 연결될 수 있고, 따라서 관통 개구(26)는 내부 공간으로부터 다른 라인 요소의 루멘(lumen)으로 전이를 형성한다. 이송되는 유체는 관통 개구(25) 중 하나를 통해 튜브(12)의 내부(14)로 안내되고 다른 관통 개구(26)를 통해 배출된다.
튜브(12)는 다층 구조의 플라스틱 재료로 제조된다. 이는 튜브(12)가 층에서 다양한 재료를 갖는 튜브 벽을 구비하는 것을 의미한다.
여기서, 도 2는 유체 라인(10)을 통한 단면을 나타낸다. 이 경우에, 유체 라인(10)의 튜브(12)는 5개의 층을 포함한다.
내부의 제1 층(16)은 내부 공간(14)을 한정하는 튜브(12)의 내부 벽을 형성한다. 내부의 제1 층(16)은 폴리아미드 9T(PA9T)를 포함한다. 여기서, 내부의 제1 층(16)은 전체적으로 폴리아미드 9T로 구성될 수 있다. 폴리아미드 9T로 구성되는 내부의 제1 층(16)은 대부분의 물질, 특히 플라스틱 및 그 요소 및 그 첨가제에 대해 낮은 용해성 및 낮은 투과성을 가진다. 또한 이는 물의 누출에 대해 장벽을 형성한다. 따라서, 내부의 제1 층(16)은 화학 성분의 통과에 대해 장벽을 형성하고 또한 유체, 특히 연료의 성분에 의해 용해될 수 있는 튜브(12)의 나머지 부분에 대한 보호를 제공한다.
도 2에 도시된 예에서, 내부의 제1 층(16)은 튜브(12)의 전체 벽 두께의 15% 내지 25%를 형성하는 두께를 갖는다.
제2 층(18)은 폴리아미드 12를 포함하고 내부의 제1 층(16) 주위로 연장된다. 제2 층(18)은 내부의 제1 층(16)으로부터의 물의 누출을 더욱 감소시킨다. 또한, 제2 층(18)은 튜브의 기계적 특성을 강화시키고, 따라서 고압 상태에 있을 수 있는 유체가 유체 라인(10)을 통해 이송되도록 할 수 있다.
이 예에서, 제2 층(18)은 튜브(12)의 전체 벽 두께의 12 내지 18%를 형성하는 두께를 갖는다.
제3 층(20)은 폴리아미드 612를 포함하고 제2 층(18) 주위로, 따라서 내부의 제1 층(16) 주위로 연장된다. 이 배치에서, 제3 층(20)은 내부 공간(14)에서 바라볼 때 제2 층(18)과 인접한다.
제3 층(20)은 튜브(12)의 인장 및 굽힘 강도를 증가시키는 동시에, 그럼에도 불구하고 습할 때 강하고 유연하다. 따라서, 제3 층(20)은 튜브(12)의 안정성을 더욱 증가시킨다.
여기에, 이 예에서 제3 층(20)은 튜브(12)의 전체 벽 두께의 2% 내지 18%를 형성하는 두께를 갖는다.
제4 층(22)은 폴리아미드 6를 포함하며, 이 예에서 튜브(12)의 벽 두께의 30 내지 50%를 포함하는 층 두께를 가지며 튜브(12)의 기본 구조를 형성한다. 폴리아미드 6로 인해, 제4 층(22)은 기계적으로 거의 다른 층들만큼 안정적인 동시에, 쉽게 이용가능하고 비교적 저렴하다. 다른 층과 결합에 의해 튜브의 비용은 요구되는 물리적 특성에서 트레이드-오프를 수용하지 않고도 감소될 수 있다.
제4 층(22)은 또한 제3 층(20) 주위로, 따라서 마찬가지로 제2 층(18) 및 내부의 제1 층(16) 주위로 연장된다.
제3 층(20)과 같이, 외부의 제5 층(24)은 폴리아미드 612를 포함한다. 제5 층(24)은 제4 층(22) 주위로, 따라서 다른 층들 주위로 연장된다. 이것은 튜브(12)의 최외각 층을 형성하고, 따라서 주위에 대해 튜브(12)를 한정한다.
폴리아미드 612로 인해, 외부의 제5 층(24)은 예컨대, 차량에 이용되는 대부분의 물질에 대해 민감하지 않다. 그 위에 또는 그에 인접하도록 위치되는 대응하는 튜브로부터의 물질의 누출 및 이러한 물질에 의한 외부의 제5 층(24)의 습기는 그러므로, 외부의 제5 층(24)이 튜브(12)의 물리적 특성에 영향을 미치는 결과를 가져오지 않는다. 외부의 제5 층(24)은 따라서 네 개의 내부 층(16, 18, 20 및 22)을 위한 보호층을 형성한다.
외부의 제5 층(24)의 두께는 이 예에서 튜브(12)의 벽 두께의 12% 내지 28%이다. 그러므로 내부 층의 적절한 보호가 보장된다.
또한, 외부의 제5 층(24)은 폴리아미드612 및 컬러 마스터배치의 혼합물을 포함할 수 있다. 외부의 제5 층(24)은 따라서 컬러 마스터배치로 인해 폴리아미드 612의 물리적 특성이 손상되지 않고 컬러 마스터배치의 컬러에 따라 착색될 수 있다.
이 경우, 외부의 제5 층(24)은 폴리아미드 612에 더하여 컬러 마스터배치 및/또는 추가적인 첨가제를 포함할 수 있다.
층-두께 비율과 함께 층의 재료는 아래에 표 형식으로 열거된다. 여기에, 표에서 숫자 1인 층은 내부의 제1 층(16)이고, 숫자 5인 층은 외부의 제5 층(24)이다. 표에서 숫자 2, 3 및 4인 층은 그러므로 층(18, 20 및 22)에 대응된다.
| 층 | 재료 | 층 분포 |
| 1 | PA9T | 20+/-5 % |
| 2 | PA12 | 10+/-8 % |
| 3 | PA612 | 10+/-8 % |
| 4 | PA6 | 40+/-10 % |
| 5 | PA612 | 20+/-8 % |
| 선택적으로 컬러 마스터배치 |
층 두께에 따라, 튜브(12)를 구비하는 유체 라인(10)을 제공하는 것이 가능하며, 여기에서 내부의 제1 층(16)은 0.1mm 내지 0.3mm 범위, 예컨대 바람직하게는 0.2mm의 두께를 갖는다. 제2 층(18)은 0.01mm 내지 0.2mm 범위, 바람직하게는 1mm의 두께를 가질 수 있다. 이 경우, 제3 층(20)은 마찬가지로 0.01mm 내지 0.2mm 범위, 바람직하게는 1mm의 두께를 가질 수 있다. 또한, 제4 층(22)은 0.3mm 내지 0.5mm, 바람직하게는 0.4m의 두께를 가질 수 있다. 또한, 제5 층(24)은 0.1mm 내지 0.3mm, 바람직하게는 0.2mm의 두께를 가질 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 중 하나에 제한되지 않으며, 다른 여러 방식으로 변경될 수 있다.
설계 세부사항, 공간적 배열 및 방법 단계를 포함하는, 청구항, 발명의 설명 및 도면으로부터 발현되는 모든 특징 및 이점은 단독으로 또는 다양한 조합으로 본 발명에 필수적일 수 있다.
10: 유체 라인
12: 튜브
14: 내부 공간
16: 내부의 제1 층
18: 제2 층
20: 제3 층
22: 제4 층
24: 외부의 제5 층
26: 관통 개구
12: 튜브
14: 내부 공간
16: 내부의 제1 층
18: 제2 층
20: 제3 층
22: 제4 층
24: 외부의 제5 층
26: 관통 개구
Claims (8)
- 다층 플라스틱 재료를 포함하는 튜브(12)를 구비하는 유체 라인(10)으로서, 튜브(12)는 내부 공간(14)을 둘러싸고, 튜브(12)는 폴리아미드 9T(PA9T)를 포함하는 내부의 제1 층(16), 폴리아미드 12(PA12)를 포함하는 제2 층(18), 폴리아미드 612(PA612)를 포함하는 제3 층(20), 폴리아미드 6(PA6)을 포함하는 제4 층(22) 및 폴리아미드 612(PA612)를 포함하는 제5 층(24)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 내부의 제1 층(16)은 내부 공간(14)을 한정하는, 유체 라인.
- 제1항에 있어서,
내부의 제1 층(16)은 15% 내지 25%, 범위, 바람직하게는 20%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 유체 라인. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제2 층(18)은 튜브(12)의 벽 두께의 2% 내지 18% 범위, 바람직하게는 10%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 유체 라인. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제3 층(20)은 튜브(12)의 벽 두께의 2% 내지 18% 범위, 바람직하게는 10%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 유체 라인. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
제4 층(22)은 튜브(12)의 벽 두께의 30% 내지 50% 범위, 바람직하게는 40%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 유체 라인. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
외부의 제5 층(24)은 튜브(12)의 벽 두께의 12% 내지 28% 범위, 바람직하게는 20%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 유체 라인. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
외부의 제5 층(24)은 컬러 마스터배치를 추가적으로 포함하는, 유체 라인. - 차량에서 연료를 이송하기 위한 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 유체 라인(10)의 용도.
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