KR100528091B1

KR100528091B1 - 금속장식부재가 일체로 가스주입 사출성형된 금속장식몰딩및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100528091B1
Application number: KR1020050000717A
Authority: KR
Inventors: 신현배
Original assignee: 주식회사 세진
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2005-11-15

Abstract

본 발명은 금속장식몰딩 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속장식몰딩의 금속장식부재를 가스주입 사출성형하여 일체로 형성한 금속장식몰딩 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 금속장식몰딩은, 판형상의 금속장식부재와, 차체에 고정되기 위한 복수의 클립과, 상기 금속장식부재와 상기 복수의 클립과 일체로 결합되어 있고, 상기 금속장식부재의 일면의 일부가 외부로 노출되도록 인서트 사출에 의해서 형성된 합성수지부를 포함하며, 상기 합성수지부에는 길이방향을 따라 중공이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 별도로 제조된 금속장식부재를 하나의 사출금형에서 한번에 인서트 사출하여 제조할 수 있는 구조를 갖는 금속장식몰딩 및 이의 제조방법을 제공하여 생산공정을 단순화 하여 제조원가를 절감할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의하면, 합성수지부 내부에 중공이 형성되어 있어 보다 강성이 높은 합성수지로도 제품의 탄력을 확보할 수 있고, 소요되는 합성수지 재료의 양을 절감할 수 있으며, 제품의 경량화가 가능해진다.

Description

금속장식부재가 일체로 가스주입 사출성형된 금속장식몰딩 및 그 제조방법 {METAL DECORATION MOLDING FORMED INTEGRALLY WITH METAL DECORATION MEMBER BY GAS ASSIST INJECTION MOLDING AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

일반적으로 금속장식몰딩은 합성수지재의 일측면의 일부에 미려한 광택을 갖는 금속장식부재가 설치되어 있고, 타측면에는 외부 구조물에 고정하기 위한 클립이 선택적으로 고정되어 있다. 금속장식몰딩은 가전제품, 산업용 설비 등 제품의 외관을 미려하게 하여 상품가치를 높이고자 할 경우에 사용된다. 또한, 금속장식몰딩은 자동차의 외장 판넬로도 사용되며, 특히 도 1에 도시된 것과 같이 자동차의 도어의 개폐시 접촉하는 차체의 측면(사이드 판넬)에 설치된 서라운드몰딩(10), 도어의 측면에 결합되는 사이드몰딩 및 범퍼에 결합되는 범퍼몰딩 등으로 사용된다.

금속장식몰딩이 서라운드 몰딩으로 사용될 경우에는 미려한 외관뿐만 아니라, 도어와 차체사이로의 누수를 방지하고, 주행시의 바람에 의한 소음을 차단하는 기능이 요구된다. 또한, 조립 및 교환이 용이하여 제조 및 유지보수의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 생산원가를 절약할 수 있는 구조를 갖는 것이 더욱 바람직하다.

발명의 명칭이 '일체형 가변 인서트 몰딩 제조방법 및 몰딩 부품'이고, 1999년 1월 29일 출원되어 2000년 7월 18일자로 등록된 대한민국 특허 제 10-0268836호와, 발명의 명칭이 동일한 2002년 5월 21일 출원되어 2003년 11월 28일 공개된 공개번호 특2003-0090477호에는 종래의 서라운드 몰딩의 구성이 개시되어 있다. 도 1에는 상기 서라운드몰딩(10)이 차량에 설치된 상태가 도시되어 있고, 도 2는 상기 서라운드몰딩의 횡단면도가 도시되어 있다. 상기 특허들에 공개된 서라운드몰딩은, 프레스 성형된 스테인레스판(11)의 일측면에 합성수지재로 제1사출부(14)를 사출성형하고, 상기 스테인레스판(11)과 제1사출부(14)의 양단을 감싸면서 합성수지재로 제2사출부(17, 18)을 사출 성형하여 제조된다. 또한, 상기 제1사출부(14)에는 차체에 결합되기 위한 클립(16)이 제1사출부 성형시에 일체로 성형되며, 상기 클립의 선단에는 차체에 결합시 보조클립(22)이 장착된다. 또한 상기 제1사출부(14)는 폴리프로필렌 수지에 GLASS FIBER(유리섬유)나 TALC(활석)가 함유된 고강도의 재료로 형성하고, 상기 제2사출부(17, 18)는 폴리프로필렌 수지를 레진으로 하여 천연고무 또는 합성고무 등이 첨가된 탄성을 갖는 재료로 형성된다.

그러나, 상기 특허에 공개된 금속장식몰딩은 제조상 및 사용상에 있어서 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 합성수지 사출 후 냉각 고화하는 동안 수축을 방지하기 위해 고압을 유지해야 하므로 사출기의 형체력이 커야 한다. 둘째, 합성수지로 성형되는 부분의 탄력이 사용된 합성수지의 재질에 따라 크게 좌우되지만, 강성 확보를 위해 탄력이 좋은 재질을 사용하는 데에는 한계가 있다. 셋째, 외부의 구조물에 결합되는 클립은 고경도를 갖는 합성수지이어야 하므로 클립과 동시에 사출성형되는 제1사출부는 고경도 합성수지를 사용하고, 외부구조물과 접촉하는 제2사출부는 제품의 촉감을 향상시키기 위하여 부드러운 재질의 합성수지를 사용하므로 공정이 복잡하게 된다. 넷째, 제1사출부와 제2사출부를 각각 형성하기 위하여 두번의 인서트 사출을 위하여 두개의 사출금형이 필요하게 되어 제조원가가 상승한다. 다섯째, 제1사출부와 일체로 사출성형되는 클립의 성형불량이 발생할 경우 제품전체의 불량으로 이어지게 된다. 여섯째, 제2사출부가 금속장식부재와 제1사출부와의 결합력이 약할 경우 조립시나 사용시 분리되어 이탈되기 쉽다.

본 발명은 금속장식몰딩의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속장식부재를 하나의 사출금형에서 한번에 인서트 사출하여 제조할 수 있는 구조를 갖는 금속장식몰딩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 합성수지 내부에 중공을 형성하여 제품을 경량화하고 치수안정성을 향상시키며 동일한 강성을 가진 재질로도 제품의 탄력을 증대시킨 금속장식몰딩을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 금속장식부재가 합성수지로부터 분리되지 않도록 양자간 결합력이 강화된 금속장식몰딩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 장점을 갖는 금속장식몰딩을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따른 금속장식몰딩은, 판형상의 금속장식부재와, 차체에 고정되기 위한 복수의 클립과, 상기 금속장식부재와 상기 복수의 클립과 일체로 결합되어 있고, 상기 금속장식부재의 일면의 일부가 외부로 노출되도록 인서트 사출에 의해서 형성된 합성수지부를 포함하며, 상기 합성수지부에는 길이방향을 따라 중공이 형성된 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 금속장식부재와 합성수지부의 결합력을 강화하기 위해 상기 금속장식부재는 길이방향의 양단이 동일한 방향으로 절곡되어 있으며, 상기 합성수지부는 상기 금속장식부재의 절곡되지 않은 일면의 일부가 노출되도록 상기 일면의 상기 절곡부까지 사출되어 있고, 상기 금속장식부재의 길이방향의 양측에서 각각 연장되어 외부의 구조물과 접촉되기 위한 연장부를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따른 금속장식몰딩의 제조방법은, 판형상의 금속장식부재를 가공하는 금속장식부재 가공공정과, 인서트 사출용 금형에 상기 가공된 금속장식부재를 삽입하는 부재삽입공정과, 주입된 합성수지에 의해서 상기 금속장식부재의 일면의 일부가 외부로 노출되고, 상기 금속장식부재와 일체로 결합되도록 일정량의 합성수지를 상기 금형에 주입하는 사출공정과, 상기 합성수지가 일정량이 충전된 캐비티 내에 가스를 주입하여 캐비티를 완전히 충전시키는 가스주입공정과, 상기 주입된 가스의 압력을 소정의 수치로 유지하여 상기 합성수지의 수축을 억제하는 가스보압공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 부재삽입공정 이전에 상기 금속장식부재의 노출부를 제외한 표면에 접착제를 도포하는 접착제도포공정과, 상기 접착제가 도포된 금속장식부재를 건조시키는 건조공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 접착제 도포공정 이전에 상기 금속장식부재의 길이방향의 양측면을 동일한 방향으로 절곡하는 절곡공정을 더 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 일측면에 따른 금속장식몰딩의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 금속장식몰딩의 일실시예의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 금속장식몰딩의 다른 사시도이고, 도 5은 도 4의 금속장식몰딩을 A-A 선에서 바라본 단면도이다.

본 실시예의 금속장식몰딩(100)은 자동차용 서라운드몰딩이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 금속장식몰딩은 외부에 일면의 일부가 노출되는 판형상의 금속장식부재(110)와 상기 금속장식부재(110)의 주연부를 감싸도록 일체로 인서트 성형된 합성수지부(120)를 포함한다. 본 실시예의 금속장식부재(110)는 길이가 긴 형상을 하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 합성수지부(120)의 금속장식부재(110)가 결합된 면의 반대측에는 복수의 클립(130)이 결합되어 있다. 상기 복수의 클립(130)은 본 실시예를 차체에 고정하기 위한 것으로, 별도 제작 후 금속장식부재(110)와 함께 금형에 인서트 하여 합성수지부(120)와 일체가 되도록 사출성형할 수 있으며, 금속장식부재(110)만 합성수지부(120)와 일체가 되도록 사출성형한 후, 합성수지부에 조립하여 결합할 수도 있다.

도 5에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 금속장식부재(110)는 합성수지부(120)와의 결합을 견고하게 하기 위하여 길이방향의 양단이 동일한 방향으로 절곡된 절곡부(111, 112)를 구비하고 있으며, 차체의 설계에 따라서 적당한 형상을 갖도록 가공되어 있다. 본 실시예의 금속장식부재(110)는 스테인리스 강판을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 광택과 강도에 따라서 적당한 성질의 금속을 선택할 수 있다.

인서트 사출금형(미도시)의 캐비티에 도 5에 도시된 것과 같이 금속장식부재(110)의 절곡부(111, 112)가 캐비티의 내측을 향하도록 배치하고, 캐비티로 합성수지를 주입하여 사출 성형하면 합성수지부(120)에 금속장식부재(110)의 일부가 수용되어 합성수지부(120)와 금속장식부재(110)가 일체로 결합된다. 합성수지부(120)는 금속장식부재(110)의 절곡된 길이방향의 양측면을 감싸고 노출면의 절곡부(111, 112)까지 사출 성형되어 외관을 미려하게 한다. 또한, 합성수지부(120)는 차체와의 접촉을 부드럽게 하기 위하여 상기 양측면에서 연장된 연장부(121, 122)를 구비하고 있다.

또한 상기 합성수지부(120)에는 중공(125)이 형성되어 있다. 상기 중공(125)은 아래에서 설명할 본 발명의 다른 측면에 따른 금속장식몰딩의 제조방법과 같이 가스주입 사출성형에 의해 형성할 수 있다. 또한 상기 중공(125)은 본 실시예의 길이방향을 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이상에서 미설명된 도면부호 140은 본 실시예를 차체에 고정하기 위해 클립(130)에 선택적으로 끼워지는 보조클립이다.

이하에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 금속장식몰딩의 제조방법의 일실시예를 도 6을 참조로 상세히 설명한다.

본 실시예는 금속장식부재 가공공정과, 부재삽입공정(S270)과, 사출공정(S280)과, 가스주입공정(S290)과, 가스보압공정(S300)을 포함한다.

금속장식부재 가공공정은 도 6에 도시한 바와 같이 보호테이프 코팅공정(S200), 프레스 성형공정(S210), 보호테이프 커팅공정(S220), 세척공정(S230), 1차 도포공정(S240), 2차 도포공정(S250), 예열공정(S260)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 가스보압공정(S300) 이후에는 버어제거공정(S310)을 추가할 수도 있다. 이하 상기 상세 공정들을 설명한다.

가. 보호테이프 코팅공정(S200),

프레스 성형공정(S210)에서 성형될 금속장식부재(110)의 외측면에 그 표면을 보호할 수 있도록 보호테이프로 코팅하는 공정이다. 상기 보호테이프로는 사출성형시의 높은 온도에도 변형되지 않도록 블랙테이프를 사용하는 것이 바람직하다.

나. 프레스 성형공정(S210),

상기 코팅공정(S200)에서 보호테이프가 코팅된 금속장식부재(110)의 양단을 동일한 방향으로 절곡함과 아울러 일정한 길이 및 형태로 성형하는 공정이다. 상기 프레스 성형공정(S210)은 블랭킹, 드로잉, 트리밍, 리스트라이크 플랜징, 캠밴딩을 순차적으로 진행하면서 상기 금속장식부재(110)를 성형하는 것이 바람직하다.

다. 보호테이프 커팅공정(S220),

상기 프레스 성형공정(S210)을 거치면서 성형 완료된 상기 금속장식부재 (110)에서 사출공정(S280)시 합성수지부(120)와 결합될 영역에 있는 상기 보호테이프를 제거하는 공정이다. 즉, 본 발명에서는 사출성형시 성형되는 합성수지부(120)의 내부에 상기 금속장식부재(110)의 절곡부(111, 112)가 포함되도록 성형되기 때문에 상기 합성수지부(120)와 금속장식부재(110)의 결합을 위해서 상기 금속장식부재(110)의 절곡부(111,112) 외측면에 코팅되어 있는 보호테이프를 제거하는 것이다.

라. 세척공정(S230),

상기의 공정들을 거치면서 상기 금속장식부재(110)의 표면에 부착된 각종 오물들을 제거하는 공정이다.

마. 1차 도포공정(S240),

상기 세척공정(S230)을 거친 상기 금속장식부재(110)의 내측면에 접착제를 도포하는 공정이다. 즉, 사출성형시 합성수지부(120)와 결합될 상기 금속장식부재 (110)의 내측면에 접착제를 도포하여 금속부재(110)와 합성수지부(120)가 결합될 수 있도록 하는 것이다.

바. 2차 도포공정(S250),

상기 1차 도포공정(S240)을 거친 상기 금속장식부재(110)의 외측면 중 합성수지부(120)와 결합될 면에 접착제를 도포하는 공정이다. 즉, 사출성형시 성형되는 합성수지부(120)의 내부에 수용되는 상기 금속장식부재(110)의 절곡부(111, 112) 외측면에 접착제를 도포하는 것이다.

사. 예열공정(S260),

상기 1,2차 도포공정(S240, S250)을 거치면서 상기 금속장식부재(110)에 도포된 접착제를 건조시키는 공정이다. 상기 예열공정(S260)에서는 히터 등을 이용하여 접착제를 신속하게 건조하게 되며, 자연건조를 하여도 무방하다.

아. 부재삽입공정(S270),

사출 금형의 캐비티 내에 금속장식부재(110)를 삽입하는 공정이다. 이 때 금속장식부재(110)의 절곡부(111, 112)가 캐비티 내측을 향하도록 금속장식부재(110)를 배치한다.

자. 사출공정(S280),

상기 금속장식부재(110)를 합성수지로 한번에 인서트 사출하여 상기 금속장식부재(110)와 합성수지부(120)가 일체가 되도록 성형하는 공정이다. 이 때 상기 사출공정(S280)시 성형되는 합성수지부(120)의 내부에 상기 금속장식부재(110)의 절곡부(111, 112)가 포함되도록 사출성형하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 합성수지부(120)와 금속장식부재(110)는 상기 합성수지부(120) 사출성형시의 고온에 의해 상기 금속장식부재(110)에 도포된 건조상태의 접착제가 녹아서 견고하게 결합하게 된다. 사출되는 합성수지의 양은 캐비티의 부피와 합성수지부 내부에 형성할 중공의 부피를 고려하여 미리 계산된 값에 따른다.

차. 가스주입공정(S290),

사출 금형의 캐비티 내부로 가스를 주입하는 공정이다. 이 때 사용되는 가스는 질소와 같이 합성수지와 화학적 반응을 일으키지 않는 것이 바람직하다. 가스가 주입되면 사출공정(S280)에서 캐비티의 부피보다 적은 양의 합성수지를 사출하였더라도 가스에 의해 합성수지가 부풀어 캐비티를 완전히 충전할 수 있게 된다. 이 공정에 의해 상기 합성수지부(120)에 중공(125)이 형성된다.

카. 가스보압공정(S300),

상기 가스주입공정(S290)에서 주입된 가스의 압력을 일정수준으로 유지하는 공정이다. 사출 후 합성수지는 냉각에 따라 수축이 되는데, 가스의 압력에 의해 수축을 최대한 억제할 수 있다.

타. 버어제거공정(S310),

가스보압공정(S300)을 거쳐 냉각후 취출된 사출품에서 합성수지부(120)에 잔재하는 버어(Burr)를 제거하는 공정이다.

본 발명에 의하면, 별도로 제조된 금속장식부재를 하나의 사출금형에서 한번에 인서트 사출하여 제조할 수 있는 구조를 갖는 금속장식몰딩 및 이의 제조방법을 제공하여 생산공정을 단순화 하여 제조원가를 절감할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 합성수지부 내부에 중공이 형성되어 있어 보다 강성이 높은 합성수지로도 제품의 탄력을 확보할 수 있고, 소요되는 합성수지 재료의 양을 절감할 수 있으며, 제품의 경량화가 가능해진다. 그리고 가스주입 사출성형 과정에서 가스의 압력으로 합성수지의 수축을 억제할 수 있으므로 제품의 치수안정성이 향상된다. 또한 제품의 두꺼운 부분의 내부에 가스를 사용한 공간을 형성하므로 제품의 취출 전까지 일정한 가스 압력을 유지함으로써 싱크 마크와 같은 결함을 제거할 수 있으므로 성형성이 향상된다.

또한 본 발명에 의하면, 금속장식부재의 절곡부가 합성수지부의 내부로 수용되어 일체로 결합되므로 금속장식부재와 합성수지부 사이의 결합력이 증대되어 제품의 내구성이 향상된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 종래의 금속장식몰딩이 설치된 자동차의 측면도

도 2는 도 1에 설치된 금속장식몰딩의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 금속장식몰딩의 일실시예의 사시도

도 4는 도 3에 도시된 금속장식몰딩의 다른방향에서 본 사시도

도 5은 도 4의 금속장식몰딩을 A-A 선에서 바라본 단면도

도 6은 본 발명에 따른 금속장식몰딩의 제조방법을 나타내는 플로우차트

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 금속장식몰딩 110 금속장식부재

120 합성수지부 130 클립

Claims

판형상의 금속장식부재와,

차체에 고정되기 위한 복수의 클립과,

상기 금속장식부재와 상기 복수의 클립과 일체로 결합되어 있고, 상기 금속장식부재의 일면의 일부가 외부로 노출되도록 인서트 사출에 의해서 형성된 합성수지부를 포함하며,

상기 합성수지부에는 길이방향을 따라 중공이 형성된 것을 특징으로 하는 금속장식몰딩.
제1항에 있어서,

상기 금속장식부재는 길이방향의 양단이 동일한 방향으로 절곡되어 있으며,

상기 합성수지부는 상기 금속장식부재의 절곡되지 않은 일면의 일부가 노출되도록 상기 일면의 상기 절곡부까지 사출되어 있고, 상기 금속장식부재의 길이방향의 양측에서 각각 연장되어 외부의 구조물과 접촉되기 위한 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속장식몰딩.
판형상의 금속장식부재를 가공하는 금속장식부재 가공공정과,

인서트 사출용 금형에 상기 가공된 금속장식부재를 삽입하는 부재삽입공정과,

주입된 합성수지에 의해서 상기 금속장식부재의 일면의 일부가 외부로 노출되고, 상기 금속장식부재와 일체로 결합되도록 일정량의 합성수지를 상기 금형에 주입하는 사출공정과,

상기 합성수지가 일정량이 충전된 캐비티 내에 가스를 주입하여 캐비티를 완전히 충전시키는 가스주입공정과,

상기 주입된 가스의 압력을 소정의 수치로 유지하여 상기 합성수지의 수축을 억제하는 가스보압공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속장식몰딩 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 부재삽입공정 이전에 상기 금속장식부재의 노출부를 제외한 표면에 접착제를 도포하는 접착제도포공정과,

상기 접착제가 도포된 금속장식부재를 건조시키는 건조공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속장식몰딩 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 접착제 도포공정 이전에 상기 금속장식부재의 길이방향의 양측면을 동일한 방향으로 절곡하는 절곡공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속장식몰딩 제조방법.