KR20240051073A

KR20240051073A - 에어 브레이크용 튜브

Info

Publication number: KR20240051073A
Application number: KR1020237040407A
Authority: KR
Inventors: 게이타 도미나가; 요시히로 고야마; 료지 마나이
Original assignee: 니타 가부시키가이샤
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2024-04-19
Also published as: US20240344640A1; EP4390203A1; JP2023028547A; CN117716156A; WO2023021866A1

Abstract

고온 환경하에서의 내압성과 차량에 대한 라우팅 작업성의 양립이 가능한 에어 브레이크용 튜브를 제공한다. 에어 브레이크용 튜브(10A)는, 복층 구조를 갖고, 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작다.

Description

에어 브레이크용 튜브

본 발명은 에어 브레이크용 튜브에 관한 것이다.

트럭이나 버스 등에 사용되는 에어 브레이크 시스템에는, 금속제 배관이나 폴리아미드계 수지 튜브가 사용된다. 경량화나 라우팅 작업의 용이화의 관점에서, 폴리아미드계 수지 튜브의 사용이 증대되고 있다.

에어 브레이크용 튜브는, 고온 환경하에서 고압 에어의 유통에 사용되기 때문에, 내열성과 내압성이 요구된다. 독일 공업 규격인 DIN74324에서는, 가장 내열ㆍ내압 요구가 높은 규격으로서, 최대 사용 온도가 100℃, 최대 사용 압력이 1250㎪로 정해져 있다. 근년에는, 에어 브레이크용 튜브 부근의 고온화가 진행되어, 보다 고온의 환경하에 대응한 규격으로서, 국제 공업 규격인 ISO7628에서는 최대 사용 온도가 125℃, 최대 사용 압력이 1250㎪로 정해져 있다.

ISO7628로 정해지는 최대 사용 온도에서의 내압성을 향상시키기 위해, 폴리아미드계 수지로 이루어지는 최내층과, 폴리에스테르계 엘라스토머로 이루어지는 외층과, 최내층과 외층 사이에 마련된 접착층을 갖는 다층 튜브가 제안되어 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1에서는, DIN74324에서 튜브용의 재료로서 규정되는 폴리아미드계 수지보다도 융점이 높은 폴리에스테르계 엘라스토머를 외층에 사용함으로써, 고온 환경하에서의 내압성의 향상을 도모하고 있다.

일본 특허 공개 평08-247344호 공보

특허문헌 1에 개시되는 폴리에스테르계 엘라스토머는, 일반적으로 에어 브레이크용 튜브로서 적용되는 폴리아미드계 수지와 비교하여 강성이 높다. 그 때문에, 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이 폴리에스테르계 엘라스토머로 이루어지는 층을 포함하는 다층 튜브는, 폴리아미드계 수지로 이루어지는 단층 튜브에 비해, 유연성이 낮다. 그 결과, 트럭이나 버스 등의 차량에 대한 라우팅 작업이 현저하게 곤란해진다. 종래, 에어 브레이크용 튜브로서 일반적으로 적용되고 있는 DIN74324에 준하는 폴리아미드계 수지로 이루어지는 단층 튜브는, ISO7628의 카테고리 3에 규정되는 125℃ 환경하에서의 내압 강도를 충족할 수 없다. 한편, DIN74324에 준하는 폴리아미드계 수지보다도 강성이 높은 폴리아미드계 수지를 적용함으로써, ISO7628의 카테고리 3에 규정되는 125℃ 환경하에서의 내압 강도를 충족할 수 있지만, 이 경우, 강성이 높은 폴리아미드계 수지를 적용하고 있기 때문에, 차량에 대한 라우팅 작업이 현저하게 곤란해진다.

본 발명은 고온 환경하에서의 내압성과 차량에 대한 라우팅 작업성의 양립이 가능한 에어 브레이크용 튜브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 에어 브레이크용 튜브는, 복층 구조를 갖고, 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작다.

본 발명에 따르면, 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크기 때문에, DIN74324에 준하는 폴리아미드계 수지로 이루어지는 단층 튜브의 125℃ 환경하에서의 내압성보다도 높은 내압성을 125℃ 환경하에서 갖는다. 또한, 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작기 때문에, ISO7628의 카테고리 3에 규정되는 125℃ 환경하에서의 내압 강도를 충족할 수 있는 강성이 높은 폴리아미드계 수지로 이루어지는 단층 튜브의 23℃ 환경하에서의 유연성보다도 높은 유연성을 23℃ 환경하에서 갖는다. 따라서, 고온 환경하에서의 내압성과 차량에 대한 라우팅 작업성의 양립이 가능해진다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 에어 브레이크용 튜브를 도시하는 단면도이다.
도 2는 제2 실시 형태에 관한 에어 브레이크용 튜브를 도시하는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 이하에 나타내는 각 실시 형태는, 본 발명의 일례이고, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 각 실시 형태에 관한 이하의 설명에 있어서, 마찬가지의 구성에 대해서는 마찬가지의 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.

1. 제1 실시 형태

도 1에, 제1 실시 형태에 관한 에어 브레이크용 튜브(10A)의 단면도를 도시한다. 에어 브레이크용 튜브(10A)는, 복층 구조를 갖고 있다. 복층 구조는 중공의 내층(12)과, 내층(12)의 외측에 마련된 외층(14A)을 갖는다.

내층(12) 및 외층(14A)의 재료는, 에어 브레이크용 튜브(10A)의 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 커지도록, 또한 에어 브레이크용 튜브(10A)의 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작아지도록 선정된다.

여기서, 내압성 및 유연성의 지표에 대해서 상세하게 설명한다.

<내압성>

내압성의 지표는, 보다 고온의 환경하에 대응한 규격으로서 정해진 ISO7628의 파괴 압력에 기초하여 정한다. ISO7628의 카테고리 3에서는, 최대 사용 온도로서 정해져 있는 125℃ 환경하에서의 파괴 압력이 2.5㎫로 정해져 있다. 파괴 압력 2.5㎫를, DIN73378에 규정되는 후프 응력 환산식을 사용하여 후프 응력으로 환산한다. 환산된 후프 응력이, 내압성의 지표가 된다.

DIN73378에서는, 후프 응력 환산식은 다음과 같이 규정되어 있다.

σ=pㆍ(d-s)/(2ㆍs) … (식 1)

σ: 후프 응력(㎫)

p: 파괴 압력(㎫)

d: 튜브 외경(㎜)

s: 튜브 두께(㎜)

ISO7628이나 DIN74324에는, 튜브 호칭 지름마다 튜브 외경 및 튜브 두께, 그리고 그들의 치수 공차가 정해져 있다. 일반적으로 사용되는 튜브 호칭 지름에 대하여, 치수 공차 내에서 가장 파괴되기 쉬운 조건이 되는 튜브 외경 및 튜브 두께로부터, DIN73378의 후프 응력 환산식을 사용하여 후프 응력 σ를 구하면, 파괴 압력 2.5㎫에 대응하는 후프 응력은, 9.72㎫가 된다. 즉, 후프 응력 9.72㎫가 내압성을 충족하는지 여부의 기준값이 된다.

<유연성>

유연성의 지표에는, 변형되기 어려움을 나타내는 인장 탄성률을 사용한다. 인장 탄성률은 낮을수록 유연성이 높은 것을 의미한다. 유연성을 충족하는지 여부의 기준값이 되는 인장 탄성률은, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 내압성을 충족하는 폴리아미드 1010(PA1010) 수지로 이루어지는 단층 튜브의 인장 탄성률의 측정 결과를 사용한다.

인장 탄성률의 측정에서는, 길이 170㎜로 절단한 DIN74324의 PHLY로서 규정되는 내압성을 충족하는 폴리아미드 1010 수지로 이루어지는 단층 튜브의 샘플을, 23℃/50％RH 환경하에서 24시간 이상 정치한 후, 일본 산업 규격인 JIS K7161-1에 규정되는 인장 시험 장치에, 파지구간 거리가 115㎜가 되도록 세트한다. 23℃/50％RH 환경하에서, JIS K7161-1에 준하여, 1㎜/min의 시험 속도로 인장 시험을 개시하고, 인장 하중과 파지구간 거리의 증가량을 계측한다.

계측된 인장 하중과 튜브 샘플의 초기 단면적으로부터, JIS K7161-1에 규정되는 다음의 인장 응력 계산식을 사용하여 인장 응력을 구한다.

σ=F/A … (식 2)

σ: 인장 응력(㎫)

F: 인장 하중(N)

A: 튜브 샘플의 초기 단면적(㎟)

또한, 계측된 파지구간 거리의 증가량과 초기의 파지구간 거리로부터, JIS K7161-1에 규정되는 다음의 호칭 변형 계산식을 사용하여 호칭 변형을 구한다.

εt=Lt/L … (식 3)

εt: 호칭 변형(무차원)

L: 초기의 파지구간 거리(㎜)

Lt: 파지구간 거리의 증가량(㎜)

얻어진 인장 응력과 호칭 변형으로부터, JIS K7161-1에 규정되는 다음의 인장 탄성률 계산식을 사용하여 인장 탄성률을 구한다.

Et=(σ2-σ1)/(ε2-ε1) … (식 4)

Et: 인장 탄성률(㎫)

σ1: 호칭 변형 ε1이 0.0005에 있어서의 인장 응력(㎫)

σ2: 호칭 변형 ε2가 0.0025에 있어서의 인장 응력(㎫)

DIN74324의 PHLY로서 규정되는 내압성을 충족하는 폴리아미드 1010 수지로 이루어지는 단층 튜브의 23℃/50％RH 환경하에서의 인장 탄성률은 650㎫이다. 즉, 인장 탄성률 650㎫가 유연성을 충족하는지 여부의 기준값이 된다.

이상과 같이, 내압성의 기준값은 후프 응력 9.72㎫이고, 유연성의 기준값은 인장 탄성률 650㎫이다. 에어 브레이크용 튜브(10A)의 내층(12) 및 외층(14A)의 재료는, 에어 브레이크용 튜브(10A)의 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 에어 브레이크용 튜브(10A)의 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작아지도록 선정된다.

본 실시 형태에서는, 내층(12)을 무가소 폴리아미드계 수지로 하고, 외층(14A)을 가소화 폴리아미드계 수지로 한다. 이에 의해, 가소화 폴리아미드계 수지인 외층(14A)의 내압성이 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지에 의해 보완되고, 무가소 폴리아미드계 수지인 내층(12)의 유연성이 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지에 의해 보완된다.

내층(12)을 무가소 폴리아미드계 수지로 함으로써, 외층(14A)을 무가소 폴리아미드계 수지로 한 경우와 비교하여, 내층(12)의 두께를 얇게 하면서 내압성을 높일 수 있다. 따라서, 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지의 두께를 두껍게 할 수 있어, 가소화 폴리아미드계 수지에 의한 유연성의 보완 효과를 높일 수 있다.

내층(12)과 외층(14A)의 두께의 합계에 대한 내층(12)의 두께의 비율(이하, 단순히 「내층(12)의 두께의 비율」이라고도 칭함)이 너무 크면, 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성이 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지에 의해 보완되지 않아, 유연성을 충족할 수 없게 된다. 그래서, 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성이 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지에 의해 보완되도록, 내층(12)의 두께의 비율을 설정한다. 또한, 내층(12)의 두께의 비율을 5％보다 작게 하면, 내층(12)을 안정적으로 성형하는 것이 곤란해지므로, 내층(12)의 두께의 비율은 5％ 이상인 것이 바람직하다.

내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 너무 크면, 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지가 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성을 전부 보완할 수 없어, 유연성을 충족할 수 없게 된다. 마찬가지로, 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 너무 크면, 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지가 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성을 전부 보완할 수 없어, 유연성을 충족할 수 없게 된다. 또한, 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 너무 작으면, 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지가 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지의 내압성을 전부 보완할 수 없어, 내압성을 충족할 수 없게 된다. 그래서, 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성이 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지에 의해 보완되고 또한 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지의 내압성이 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지에 의해 보완되도록, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력을 각각 설정한다.

폴리아미드계 수지에 있어서, 상온으로부터 고온에 걸친 응력 저하는, 융점 또는 하중 휨 온도에 의존한다. 구체적으로는, 융점 또는 하중 휨 온도가 낮을수록, 상온으로부터 고온에 걸친 응력 저하가 크다. 그 때문에, 내층(12) 및 외층(14A)에 사용되는 폴리아미드계 수지의 융점 또는 하중 휨 온도가 너무 낮으면, 23℃ 내지 125℃에 걸친 응력 저하에 의해 고온 환경하에서의 내압성을 충족할 수 없게 된다. 그래서, 23℃ 내지 125℃에 걸친 내층(12) 및 외층(14A)의 응력 저하가 작아지도록, 융점 또는 하중 휨 온도를 설정한다.

하중 휨 온도로서는, ISO75에 규정되는 하중 휨 온도를 사용할 수 있다. ISO75는 합성 수지의 내열성을 평가하는 시험법의 하나이다. ISO75에서는 하중 휨 온도는, 시험편에 1.80㎫의 굽힘 응력을 가하여 120℃/hr의 속도로 승온시켜, 굽힘 변형의 증가분이 0.2％가 되었을 때의 온도로서 규정되어 있다.

에어 브레이크용 튜브(10A)에서는, 무가소 폴리아미드계 수지로 이루어지는 내층(12)의 두께의 비율을 5％ 이상 40％ 이하로 하고, 내층(12)을 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 25㎫ 이하가 되는 무가소 폴리아미드계 수지로 하고, 외층(14A)을 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫ 이하가 되는 가소화 폴리아미드계 수지로 하고, 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지 및 외층(14A)의 가소화 폴리아미드계 수지를, 융점이 190℃ 이상, 또는 ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도가 50℃ 이상이 되도록 함으로써, 에어 브레이크용 튜브(10A)의 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 에어 브레이크용 튜브(10A)의 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작아진다. 따라서, 고온 환경하에서의 내압성과 차량에 대한 라우팅 작업성의 양립이 가능해진다.

2. 제2 실시 형태

도 2에, 제2 실시 형태에 관한 에어 브레이크용 튜브(10B)의 단면도를 도시한다. 에어 브레이크용 튜브(10B)는 외층(14B)이, 내층(12)의 외측에 마련된 제1 외층(16)과, 제1 외층(16)의 외측에 마련된 제2 외층(18)을 갖는 점에 있어서, 에어 브레이크용 튜브(10A)(도 1 참조)와 상이하다. 바꿔 말하면, 에어 브레이크용 튜브(10B)는 내층(12)과 제1 외층(16)과 제2 외층(18)으로 이루어지는 3층 구조를 갖고 있다.

에어 브레이크용 튜브(10B)에 있어서도, 내층(12), 제1 외층(16) 및 제2 외층(18)의 재료는 에어 브레이크용 튜브(10B)의 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 에어 브레이크용 튜브(10B)의 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작아지도록 선정된다.

에어 브레이크용 튜브(10B)에 있어서도, 무가소 폴리아미드계 수지로 이루어지는 내층(12)의 두께의 비율을 5％ 이상 40％ 이하로 하고, 내층(12)을 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 25㎫ 이하가 되는 무가소 폴리아미드계 수지로 하고, 외층(14B)을 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫ 이하가 되는 가소화 폴리아미드계 수지로 하고, 내층(12)의 무가소 폴리아미드계 수지 및 외층(14B)의 가소화 폴리아미드계 수지를 융점이 190℃ 이상, 또는 ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도가 50℃ 이상이 되도록 함으로써, 에어 브레이크용 튜브(10B)의 125℃ 환경하에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 에어 브레이크용 튜브(10B)의 23℃ 환경하에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작아진다. 따라서, 고온 환경하에서의 내압성과 차량에 대한 라우팅 작업성의 양립이 가능해진다.

또한, 제1 외층(16)에는, 예를 들어 내약품성이나 내마모성 등이 떨어지는 저렴한 가소화 폴리아미드계 수지를 사용할 수 있고, 제2 외층(18)에는 내약품성이나 내마모성 등이 제1 외층(16)보다도 우수한 가소화 폴리아미드계 수지를 사용할 수 있다. 이 경우에는, 에어 브레이크용 튜브(10B)의 비용을 억제하면서 내약품성이나 내마모성 등을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 에어 브레이크용 튜브(10B)에서는, 외층(14B)에 사용되는 가소화 폴리아미드계 수지의 선정 자유도가 높아지기 때문에, 폭넓은 설계가 가능해진다.

3. 실시예

이하에, 본 발명을 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다. 이하의 실시예 및 비교예에서 얻어진 에어 브레이크용 튜브의 내압성 및 유연성의 평가 방법은 이하와 같다.

<내압성의 평가>

튜브 샘플을, 23℃/50％RH 환경하에서 1시간 이상 정치한 후, 125℃의 오일 중에 10분 정치하고, 파괴 시험을 개시한다. 파괴 시험에서는 30초 내지 60초로 튜브 샘플을 파괴시켜, 최대 파괴 압력을 계측한다. 계측된 최대 파괴 압력으로부터, DIN73378에 규정되는 후프 응력 환산식(식 1 참조)을 사용하여 125℃ 환경하에서의 후프 응력을 구한다.

구해진 후프 응력이 125℃ 환경하에서의 내압성이다. 구해진 후프 응력이 9.72㎫보다 큰 경우에는 「○」로 하고, 구해진 후프 응력이 9.72㎫ 이하인 경우에는 「×」로 한다.

<유연성의 평가>

길이 170㎜로 절단한 튜브 샘플을, 23℃/50％RH 환경하에서 24시간 이상 정치한 후, JIS K7161-1에 규정되는 인장 시험 장치에, 파지구간 거리가 115㎜가 되도록 세트한다. 23℃/50％RH 환경하에서, JIS K7161-1에 준하여, 1㎜/min의 시험 속도로 인장 시험을 개시하고, 인장 하중과 파지구간 거리의 증가량을 계측한다.

계측된 인장 하중과 튜브 샘플의 초기 단면적으로부터, JIS K7161-1에 규정되는 인장 응력 계산식(식 2 참조)을 사용하여 인장 응력을 구한다. 또한, 계측된 파지구간 거리의 증가량과 초기의 파지구간 거리로부터, JIS K7161-1에 규정되는 호칭 변형 계산식(식 3 참조)을 사용하여 호칭 변형을 구한다. 얻어진 인장 응력과 호칭 변형으로부터, JIS K7161-1에 규정되는 인장 탄성률 계산식(식 4 참조)을 사용하여 인장 탄성률을 구한다.

구해진 인장 탄성률이 23℃ 환경하에서의 유연성이다. 구해진 인장 탄성률이 650㎫보다 작은 경우에는 「○」로 하고, 구해진 인장 탄성률이 650㎫ 이상인 경우에는 「×」로 한다.

<실시예 I 및 비교예 I>

실시예 I 및 비교예 I에서는, 외경이 8㎜, 두께가 1㎜인 에어 브레이크용 튜브를 성형하고, 125℃ 환경하에 있어서의 내압성 및 23℃ 환경하에 있어서의 유연성을 평가하였다. 동일한 폴리아미드종의 수지 재료이고 125℃ 후프 응력이 다른 것을 식별하기 위해, 각 폴리아미드 수지의 숫자 말미에 「-A」「-B」「-C」를 붙였다. 후술하는 실시예 II, 비교예 II, 실시예 III, 비교예 III 및 참고예에 있어서도 마찬가지이다.

실시예 I-1은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.25㎜ 및 0.75㎜(내층의 두께의 비율을 25％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 I-2는, 내층을 무가소 폴리아미드 6-A 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.4㎜ 및 0.6㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 I-3은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 제1 외층을 가소화 폴리아미드 612-B 수지로 하고 제2 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층, 제1 외층 및 제2 외층의 두께를 각각 0.2㎜, 0.2㎜ 및 0.6㎜(내층의 두께의 비율을 20％)로 한 3층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 I-4는, 내층을 무가소 폴리아미드 66-A 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.1㎜ 및 0.9㎜(내층의 두께의 비율을 10％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다.

비교예 I-1은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.5㎜ 및 0.5㎜(내층의 두께의 비율을 50％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 I-2는, 내층을 무가소 폴리아미드 66-B 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.1㎜ 및 0.9㎜(내층의 두께의 비율을 10％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 I-3은, 내층을 무가소 폴리아미드 6-B 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 610-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.4㎜ 및 0.6㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 I-4는, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 내압성을 충족하는 폴리아미드 1010 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 I-5는, 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 I-6은, 내층을 무가소 폴리아미드 6-C 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 12 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.4㎜ 및 0.6㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 I-7은, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 가소화 폴리아미드 12 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다.

실시예 I 및 비교예 I의 에어 브레이크용 튜브의 내압성 및 유연성의 평가 결과를, 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, 내층, 외층(제1 외층 및 제2 외층)의 란에 나타내어지는 후프 응력은, 각 재료를 외경이 8㎜, 두께가 1㎜인 단층 튜브로 했을 때의 125℃ 환경하에 있어서의 후프 응력이다. 후프 응력은 튜브 사이즈에 의존하지 않고, 재료만으로 결정되는 특성이기 때문에, 후술하는 표 2, 표 3 및 표 4에 있어서도 마찬가지이다. 하중 휨 온도는 ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도이다. 후술하는 표 2, 표 3 및 표 4에 있어서도 마찬가지이다.

<실시예 II 및 비교예 II>

실시예 II 및 비교예 II에서는, 외경이 10㎜, 두께가 1.25㎜인 에어 브레이크용 튜브를 성형하고, 125℃ 환경하에 있어서의 내압성 및 23℃ 환경하에 있어서의 유연성을 평가하였다.

실시예 II-1은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.31㎜ 및 0.94㎜(내층의 두께의 비율을 25％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 II-2는, 내층을 무가소 폴리아미드 6-A 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.5㎜ 및 0.75㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 II-3은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 제1 외층을 가소화 폴리아미드 612-B 수지로 하고 제2 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층, 제1 외층 및 제2 외층의 두께를 각각 0.25㎜, 0.25㎜ 및 0.75㎜(내층의 두께의 비율을 20％)로 한 3층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 II-4는, 내층을 무가소 폴리아미드 66-A 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.12㎜ 및 1.13㎜(내층의 두께의 비율을 10％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다.

비교예 II-1은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.62㎜ 및 0.63㎜(내층의 두께의 비율을 50％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 II-2는, 내층을 무가소 폴리아미드 66-B 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.12㎜ 및 1.13㎜(내층의 두께의 비율을 10％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 II-3은, 내층을 무가소 폴리아미드 6-B 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 610-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.5㎜ 및 0.75㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 II-4는, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 내압성을 충족하는 폴리아미드 1010 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 II-5는, 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 II-6은, 내층을 무가소 폴리아미드 6-C 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 12 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.5㎜ 및 0.75㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 II-7은, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 가소화 폴리아미드 12 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다.

실시예 II 및 비교예 II의 에어 브레이크용 튜브의 내압성 및 유연성의 평가 결과를, 표 2에 나타낸다.

<실시예 III 및 비교예 III>

실시예 III 및 비교예 III에서는, 외경이 12㎜, 두께가 1.5㎜인 에어 브레이크용 튜브를 성형하고, 125℃ 환경하에 있어서의 내압성 및 23℃ 환경하에 있어서의 유연성을 평가하였다.

실시예 III-1은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.38㎜ 및 1.12㎜(내층의 두께의 비율을 25％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 III-2는, 내층을 무가소 폴리아미드 6-A 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.6㎜ 및 0.9㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 III-3은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 제1 외층을 가소화 폴리아미드 612-B 수지로 하고 제2 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층, 제1 외층 및 제2 외층의 두께를 각각 0.3㎜, 0.3㎜ 및 0.9㎜(내층의 두께의 비율을 20％)로 한 3층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 실시예 III-4는, 내층을 무가소 폴리아미드 66-A 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.15㎜ 및 1.35㎜(내층의 두께의 비율을 10％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다.

비교예 III-1은, 내층을 무가소 폴리아미드 612 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.75㎜ 및 0.75㎜(내층의 두께의 비율을 50％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 III-2는, 내층을 무가소 폴리아미드 66-B 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.15㎜ 및 1.35㎜(내층의 두께의 비율을 10％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 III-3은, 내층을 무가소 폴리아미드 6-B 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 610-A 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.6㎜ 및 0.9㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 III-4는, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 내압성을 충족하는 폴리아미드 1010 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 III-5는, 가소화 폴리아미드 612-A 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 III-6은, 내층을 무가소 폴리아미드 6-C 수지로 하고 외층을 가소화 폴리아미드 12 수지로 하고, 내층 및 외층의 두께를 각각 0.6㎜ 및 0.9㎜(내층의 두께의 비율을 40％)로 한 2층 구조를 갖는 에어 브레이크용 튜브이다. 비교예 III-7은, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 가소화 폴리아미드 12 수지로 이루어지는 단층의 에어 브레이크용 튜브이다.

실시예 III 및 비교예 III의 에어 브레이크용 튜브의 내압성 및 유연성의 평가 결과를, 표 3에 나타낸다.

표 1, 표 2 및 표 3으로부터 명백한 바와 같이, 실시예 I, II, III 모두에 있어서, 내압성 및 유연성을 충족하고 있다. 한편, 비교예 I, II, III에서는, 유연성 및 내압성의 한쪽만 충족하고 있다.

비교예 I-1, II-1, III-1에서는, 내층의 두께의 비율이 50％이고, 40％를 초과하고 있다. 그 때문에, 내층의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성이 외층의 가소화 폴리아미드계 수지에 의해 보완되지 않아, 유연성을 충족할 수 없게 되어 있다.

비교예 I-2, II-2, III-2에서는, 내층의 무가소 폴리아미드 66-B 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 28.5㎫이고 25㎫보다 크다. 그 때문에, 내층의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성을 외층의 가소화 폴리아미드계 수지에 의해서도 보완할 수 없어, 유연성을 충족할 수 없게 되어 있다.

비교예 I-3, II-3, III-3에서는, 외층의 가소화 폴리아미드 610-A 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 11.25㎫이고 9.72㎫보다 크다. 그 때문에, 외층의 가소화 폴리아미드계 수지는 내층의 무가소 폴리아미드계 수지의 유연성을 보완할 수 없어, 유연성을 충족할 수 없게 되어 있다.

비교예 I-4, II-4, III-4에서는, 가소화 폴리아미드계 수지로 이루어지는 외층이 없기 때문에, 외층에 의한 유연성의 보완이 없어, 유연성을 충족할 수 없게 되어 있다.

비교예 I-5, II-5, III-5에서는, 무가소 폴리아미드계 수지로 이루어지는 내층이 없기 때문에, 내층에 의한 내압성의 보완이 없어, 내압성을 충족할 수 없게 되어 있다.

비교예 I-6, II-6, III-6에서는, 내층의 무가소 폴리아미드 6-C 수지는, ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도가 50℃ 미만이고, 외층의 가소화 폴리아미드 12 수지는, 융점이 190℃ 미만임과 함께 ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도가 50℃ 미만이다. 융점 또는 하중 휨 온도가 낮은 수지는, 그것들이 높은 수지와 비교하여, 상온으로부터 고온에 걸친 응력 저하가 크다. 그 때문에, 내압성을 충족할 수 없게 되어 있다.

비교예 I-7, II-7, III-7에서는, 에어 브레이크용 튜브는 단층이다. 또한, DIN74324의 PHLY로서 규정되는 가소화 폴리아미드 12 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫ 이하이고, 융점이 190℃ 미만이고, ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도가 50℃ 미만이다. 그 때문에, 내압성을 충족할 수 없게 되어 있다.

실시예 I, II, III에서는, 내층이 무가소 폴리아미드계 수지로 이루어지고, 외층이 가소화 폴리아미드계 수지로 이루어지고, 내층의 두께는, 튜브 전체 두께에 대하여 차지하는 비율이 5％ 이상 40％ 이하이고, 무가소 폴리아미드계 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 25㎫ 이하이고, 가소화 폴리아미드계 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫ 이하이고, 무가소 폴리아미드계 수지 및 가소화 폴리아미드계 수지는 융점이 190℃ 이상, 또는 ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도가 50℃ 이상이다. 따라서, 내압성과 유연성의 양쪽을 충족할 수 있어, 고온 환경하에서의 내압성과 차량에 대한 라우팅 작업성의 양립이 가능해진다.

또한, 표 4에 나타내는 참고예 1, 2에 있어서도, 유연성과 내압성의 양쪽을 충족할 수 있었다. 참고예 1은 외경이 8㎜, 두께가 1㎜인 에어 브레이크용 튜브를 성형하고, 125℃ 환경하에 있어서의 내압성 및 23℃ 환경하에 있어서의 유연성을 평가한 것이다. 참고예 2는 외경이 12㎜, 두께가 1.5㎜인 에어 브레이크용 튜브를 성형하고, 125℃ 환경하에 있어서의 내압성 및 23℃ 환경하에 있어서의 유연성을 평가한 것이다.

이상, 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지의 범위 내에서 적절히 변경하는 것이 가능하다.

10A, 10B: 에어 브레이크용 튜브
12: 내층
14A, 14B: 외층

Claims

복층 구조를 갖고,
125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 23℃에서의 인장 탄성률이 650㎫보다 작은,
에어 브레이크용 튜브.
제1항에 있어서,
상기 복층 구조는, 무가소 폴리아미드계 수지로 이루어지는 내층과, 상기 내층의 외측에 마련되고 가소화 폴리아미드계 수지로 이루어지는 외층을 갖고,
상기 내층과 상기 외층의 두께의 합계에 대한 상기 내층의 두께의 비율은, 5％ 이상 40％ 이하이고,
상기 무가소 폴리아미드계 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫보다 크고 25㎫ 이하이고,
상기 가소화 폴리아미드계 수지는, 단층 튜브로 했을 때의 125℃에서의 후프 응력이 9.72㎫ 이하이고,
상기 무가소 폴리아미드계 수지 및 상기 가소화 폴리아미드계 수지는, 융점이 190℃ 이상, 또는 ISO75에 준거한 1.80㎫ 굽힘 응력 부하 시의 하중 휨 온도가 50℃ 이상인,
에어 브레이크용 튜브.