KR101381806B1 - 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 웨더스트립용 심재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절곡 와이어를 둘러싸도록 수지를 압출하여 얇고 긴 심재를 형성함으로써 모든 방향으로 절곡 와이어의 형태의 변형이 방지되면서 웨더스트립의 제작을 위한 제조 공정시에 가해지는 다양한 외력에 적절히 견디는 강성을 가져 생산성이 매우 높아지도록 하고 심재의 외면이 균일하게 평평해지도록 하는 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 제조 방법은 지그재그 형태로 강선을 절곡하여 일정한 폭을 가지며 길이방향으로 연장되는 절곡 와이어를 형성하는 절곡 와이어 형성 단계와; 상기 절곡 와이어의 선단에 사각형의 압출통로를 가지는 압출금형을 배치하고, 상기 압출금형에 압출기를 설치하여 상기 압출금형의 내부로 수지를 압출할 수 있도록 준비하는 압출 준비 단계와; 상기 압출통로를 향해 상기 절곡 와이어를 길이방향을 따라 수평으로 이송시키는 절곡 와이어 이송 단계와; 상기 절곡 와이어의 이송에 따라 상기 절곡 와이어가 상기 압출금형의 압출통로를 통과할 때 상기 절곡 와이어의 둘레로 상기 압출기에서 수지를 압출시켜 상기 절곡 와이어를 둘러싸며 상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 압출수지부를 형성하는 수지 압출 단계와; 상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 상기 압출수지부가 형성된 상기 절곡 와이어를 상온에서 계속 이송시켜 자연 냉각시키는 자연 냉각 단계를; 포함한다.

Description

압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 웨더스트립용 심재{METHOD OF MANUFACTURING A CORE MEMBER FOR A WEATHER STRIP USING EXTRUSION AND A CORE MEMBER FOR A WEATHER STRIP MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은 웨더스트립용 심재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 웨더스트립용 심재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절곡 와이어를 둘러싸도록 수지를 압출하여 얇고 긴 심재를 형성함으로써 모든 방향으로 절곡 와이어의 형태의 변형이 방지되면서 웨더스트립의 제작을 위한 제조 공정시에 가해지는 다양한 외력에 적절히 견디는 강성을 가져 생산성이 매우 높아지도록 하는 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 웨더스트립용 심재에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 등의 차량의 도어 개구부나 윈도우 개구부의 플랜지를 따라 웨더스트립이 장착된다. 이런 웨더스트립은 도어나 윈도우의 틈새를 따라 길게 장착되는 일종의 기밀부재로서, 도어나 윈도우의 틈새를 통해 침입하는 빗물, 먼지 등의 이물질을 막아주는 역할을 한다.

이와 같은 역할을 하는 웨더스트립은 고무나 열가소성 합성수지(열가소성 엘라스토머를 포함한다)등의 폴리머재료에 의해 횡단면이 대략 U자 형상인 스트립을 갖는 형상으로 압출 성형되고, 대략 U자 형상의 스트립을 도어나 윈도우의 개구부의 플랜지에 끼움으로써 고정된다.

이러한 웨더스트립은 횡단면이 대략 U자 형상의 긴 보강용의 심재를 스트립의 내부에 매설하여 일체화함으로써, 스트립 자체를 심재로 보강하여 개구부의 플랜지에 스트립을 안정되게 고정할 수 있다.

이와 같은 웨더스트립용 심재는 금속 박판을 절개하여 어골 형태로 형성되는 금속 박판형 심재와 강선 와이어를 평면상에서 지그재그 형태로 절곡시켜 형성되는 와이어형 심재("와이어 캐리어(wire carrier)"라고도 함)로 크게 분류된다. 상기 와이어형 심재는 금속 박판형 심재보다 40% 이상의 경량화가 가능하기 때문에 최근의 차량 경량화 추세에 맞추어 급속한 연구 개발이 진행되고 있다.

여기서, 와이어형 심재를 가지는 웨더스트립의 일예를 도 5에 도시하여 그 구성을 설명하면 다음과 같다. 종래의 웨더스트립(10)은 심재와, 상기 심재를 둘러싸는 외부 커버(19)로 구성된다. 상기 심재는 평면상에서 지그재그 형태로 다수번 절곡되어 형성되고 일정한 폭을 가지며 길이방향으로 연장되는 금속재의 절곡 와이어(12)와, 상기 절곡 와이어(12)의 길이방향을 따라 배치된 상태로 상기 절곡 와이어(12)의 외면에 접착제로 접착되는 다수의 섬유사(16)로 구성된다.

상기 절곡 와이어(12)는 웨더스트립의 합성 고무 재질의 외부 커버(19)를 보강하는 역할을 하며, 상기 섬유사(16)는 통상의 실로 이루어진 것으로, 상기 절곡 와이어(12)의 절곡 부위가 벌어지지 않도록 지지하여 상기 절곡 와이어(12)의 절곡된 형상이 변형되지 않게 하는 역할을 한다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기한 와이어형 심재는 절곡 와이어가 섬유사로 고정되어 길이방향의 외측으로, 즉 연장되는 방향으로는, 절곡 와이어의 변형이 방지되지만, 그 길이방향의 내측으로, 즉 수축되는 방향으로는, 섬유사 자체의 지지력이 없어 절곡 와이어가 쉽게 변형되는 문제점이 있었다.

즉, 상기 절곡 와이어를 고정하는 섬유사에 당김력이 가해질 때는 절곡 와이어의 변형이 없지만, 수축력이 가해질 때는 섬유사가 압축력을 지지하지 못해 절곡 와이어가 변형된다.

이와 같이 수축 시에 발생하는 변형으로 인해, 심재의 외부면에 고무재의 외부 커버를 압출하여 형성시킬 때, 압출 속도를 일정 수준 이상 상승시키면 외력에 의해 절곡 와이어에 수축력이 작용하여 압출로 생산된 웨더스트립의 형상이 찌그러지는 불량이 발생되고, 그에 따라 웨더스트립의 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 섬유사는 절곡 와이어의 외측 방향의 형상 변형을 방지하는 역할만을 하기 때문에, 상기 절곡 와이어는 외측 방향 이외의 방향에서 가해지는 외력에 의해 쉽게 탄성적으로 변형되는 등 적당한 강성을 가지지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 모든 방향으로 절곡 와이어의 변형이 방지되면서 압출 공정시에 가해지는 다양한 외력에 견디는 적당한 강성을 가져 압출 생산성이 높은 웨더스트립용 심재의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.

미국등록특허 제6761954호("REINFORCED FLEXIBLE LAMINATE SEALING STRIP AND METHOD OF MANUFACTURING SAME") 2004. 07. 14.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 절곡 와이어를 둘러싸도록 수지를 압출하여 얇고 긴 심재를 형성함으로써 모든 방향으로 절곡 와이어의 형태의 변형이 방지되면서 웨더스트립의 제작을 위한 제조 공정시에 가해지는 다양한 외력에 적절히 견디는 강성을 가져 생산성이 매우 높아지도록 하고 심재의 외면이 균일하게 평평해지도록 하는 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 웨더스트립용 심재를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법"은, 지그재그 형태로 강선을 절곡하여 일정한 폭을 가지며 길이방향으로 연장되는 절곡 와이어를 형성하는 절곡 와이어 형성 단계와; 상기 절곡 와이어의 선단에 사각형의 압출통로를 가지는 압출금형을 배치하고, 상기 압출금형에 압출기를 설치하여 상기 압출금형의 내부로 수지를 압출할 수 있도록 준비하는 압출 준비 단계와; 상기 압출통로를 향해 상기 절곡 와이어를 길이방향을 따라 수평으로 이송시키는 절곡 와이어 이송 단계와; 상기 절곡 와이어의 이송에 따라 상기 절곡 와이어가 상기 압출금형의 압출통로를 통과할 때 상기 절곡 와이어의 둘레로 상기 압출기에서 수지를 압출시켜 상기 절곡 와이어를 둘러싸며 상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 압출수지부를 형성하는 수지 압출 단계와; 상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 상기 압출수지부가 형성된 상기 절곡 와이어를 상온에서 계속 이송시켜 자연 냉각시키는 자연 냉각 단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법"의 상기 절곡 와이어의 상하 두께는 0.7 mm 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법"의 상기 압출수지부의 상하 두께는 0.8 mm 내지 1.1 mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법"의 상기 수지는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 계열의 수지인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법에 의해 제조된 웨더스트립용 심재"는, 상기한 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법에 의해 제조된 웨더스트립용 심재이며, 상기 심재는, 지그재그 형태이고 일정한 폭을 가지며 길이방향으로 연장되는 상기 절곡 와이어와, 상기 절곡 와이어의 둘레로 띠형태로 압출성형되어 형성되고 상면과 하면이 평평한 상기 압출수지부를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 절곡 와이어를 둘러싸도록 수지를 압출하여 얇고 긴 심재를 형성함으로써 모든 방향으로 절곡 와이어의 변형이 방지되고, 웨더스트립의 제작을 위한 제조 공정시에 가해지는 다양한 외력에 적절히 견디는 강성을 가져 생산성이 매우 높아지고, 심재의 외면이 균일하게 평평해져 최종 웨더스트립의 제작 시에 그 자체의 외면이 균일하게 평평해지는 형태를 가질 수 있어 밀폐 기능성이 우수해지는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 심재의 제조 방법을 보인 단계도,
도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 심재의 제조 방법을 보인 구성도,
도 4는 본 발명에 따라 제조된 심재의 사시도,
도 5는 도 4에 따른 A-A 선의 단면도,
도 6은 종래의 웨더스트립용 심재의 일예를 보인 부분 절개 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 심재의 제조 방법을 보인 단계도이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 심재의 제조 방법을 보인 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법은 강선을 절곡시켜 절곡 와이어를 형성하는 절곡 와이어 형성 단계(S10)와, 압출금형과 압출기를 설치하여 압출을 준비하는 압출 준비 단계(S20)와, 상기 절곡 와이어를 수평으로 이송시키는 절곡 와이어 이송 단계(S30)와, 상기 절곡 와이어의 둘레로 수지를 압축시키는 수지 압출 단계(S40)와, 상기 수지가 압출된 상기 절곡 와이어를 자연 냉각시키는 자연 냉각 단계(S50)를 포함한다.

상기 절곡 와이어 형성 단계(S10)는 지그재그 형태로 강선을 절곡하여 일정한 폭을 가지며 길이방향으로 연장되는 절곡 와이어(101)를 형성하는 단계이다(도 2의 (a) 참조). 이 단계는 강선을 절곡하여 일정한 형태의 상기 절곡 와이어(101)를 형성하는 것으로서, 상기 절곡 와이어(101)는 본 심재의 골격을 형성하면서 탄성복원력을 제공하는 역할을 한다.

상기 압출 준비 단계(S20)는 상기 절곡 와이어(101)의 선단에 사각형의 압출통로를 가지는 압출금형을 배치하고, 상기 압출금형에 압출기를 설치하여 상기 압출금형의 내부로 수지를 압출할 수 있도록 준비하는 단계이다(도 2의 (b) 참조). 이 단계는 상기 절곡 와이어(101)를 둘러싸는 띠형태의 압출수지부(102)를 형성하기 위해 상기 압출금형과 압출기를 준비하는 단계이다.

상기 압출금형은 상기 절곡 와이어(101)가 통과하면서 띠형태의 상기 압출수지부(102)를 형성하도록 사각형의 압출통로를 가진다. 아울러 상기 압출금형은 상기 압출기에 연결되어 상기 압출기에서 공급되는 수지가 상기 압출통로로 압출되면서 상기 절곡 와이어(101)의 둘레를 수지로 둘러싸서 상기 압출수지부(102)를 형성하게 된다.

상기 절곡 와이어 이송 단계(S30)는 상기 압출통로를 향해 상기 절곡 와이어(101)를 길이방향을 따라 수평으로 이송시키는 단계이다(도 3의 (c) 참조). 이 단계는 상기 절곡 와이어(101)가 연속적으로 압출되어 상기 압출수지부(102)를 그 길이방향을 따라 연속적으로 형성할 수 있도록 상기 절곡 와이어(101)를 수평으로 이송시키는 단계이다.

상기 절곡 와이어(101)의 수평 이송은 상기 압출통로의 입구측에서 컨베이어와 같은 이송 수단에 의한 상기 절곡 와이어(101)의 이송과 상기 압출통로의 출구측에서 상기 절곡 와이어(101)를 잡아당기는 기계적 수단에 의한 이송 등을 조합하거나 개별적으로 사용하여 이루어질 수 있다.

상기 수지 압출 단계(S40)는 상기 절곡 와이어(101)의 이송에 따라 상기 절곡 와이어(101)가 상기 압출금형의 압출통로를 통과할 때 상기 절곡 와이어(101)의 둘레로 상기 압출기에서 수지를 압출시켜 상기 절곡 와이어(101)를 둘러싸며 상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 상기 압출수지부(102)를 형성하는 단계이다(도 3 (c) 참조). 이 단계는 상기 절곡 와이어(101)를 수지로 둘러싸서 상기 압출수지부(102)를 형성함으로써, 상기 압출수지부(102)에 내장되는 상기 절곡 와이어(101)가 모든 방향에서 외력에 의한 변형이 적절히 방지되도록 하는 것이다.

여기서, 상기 절곡 와이어(101)의 상하 두께(t)(도 5 참조)는 0.7 mm 내지 1.0 mm인 것이 바람직한데, 이는 상기 절곡 와이어(101)의 상하 두께(t)가 0.7 mm보다 얇으면 상기 절곡 와이어(101) 자체의 직경이 너무 작아 외력에 대응하여 적절한 탄성복원력을 발휘할 수 없고, 상기 절곡 와이어(101)의 상하 두께(t)가 1.0 mm보다 두꺼우면 상기 절곡 와이어(101)가 너무 큰 강성을 가져 적절히 탄성적으로 변형되지 않기 때문이다.

이와 같은 상하 두께를 가지는 상기 절곡 와이어(101)를 둘러싸는 상기 압출수지부(102)의 상하 두께(T)(도 5 참조)는 0.8 mm 내지 1.1 mm인 바람직한데, 이는 상기 압출수지부(102)의 두께(T)가 상기 절곡 와이어(101)를 둘러싸면서 상하로 각각 0.05 mm 더 두껍게 형성되도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 상기 압출수지부(102)의 두께(T)가 상기 절곡 와이어(101)의 상하로 각각 0.05 mm 더 두껍게 형성됨으로써, 상기 절곡 와이어(101)와 거의 유사한 두께를 형성하면서 상기 압출수지부(102)가 상기 절곡 와이어(101)를 단순히 지지하여 작은 외력에 의한 상기 절곡 와이어(101)의 균일하게 절곡된 형태가 변형되는 것을 방지시키는 역할을 한다.

즉, 상기 압출수지부(102)의 두께(T)가 상기 절곡 와이어(101)의 상하로 각각 0.05 mm보다 더 작은 두께로 형성되면 상기 압출수지부(102)가 상기 절곡 와이어(101)를 완전히 둘러싸지 못하는 경우에 발생될 수 있고, 상기 압출수지부(102)의 두께가 상기 절곡 와이어(101)의 상하로 각각 0.05 mm보다 더 두꺼운 두께로 형성되면 상기 압출수지부(102)에 의해 상기 절곡 와이어(101)의 탄성복원력을 저하시킬 수 있기 때문이다.

이와 같은 역할을 하는 상기 압출수지부(102)로 형성되는 상기 수지는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 계열의 수지인 것이 바람직한데, 이는 상기 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 수지가 열유동성이 좋고 질기며 탄성과 유연성을 가지고 상온에서 자연 냉각으로 경화될 수 있기 때문이다.

상기 자연 냉각 단계(S50)는 상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 상기 압출수지부(102)가 형성된 상기 절곡 와이어(101)를 상온에서 계속 이송시켜 자연 냉각시키는 단계이다. 이 단계는 상기 압출금형을 통과한 상기 압출수지부(102)가 형성된 상기 절곡 와이어(101)를 계속 이송시켜 이송 중에 자연 냉각되어 상기 압출수지부(102)의 수지가 상온에서 원활히 경화될 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 심재의 제조 방법은 상기 절곡 와이어(101)를 둘러싸도록 수지를 압출하여 얇고 긴 심재를 형성함으로써 모든 방향으로 상기 절곡 와이어(101)의 변형이 방지되면서 웨더스트립의 제작을 위한 제조 공정시에 가해지는 다양한 외력에 적절히 견디는 강성을 가져 생산성이 매우 높아지도록 하고 심재의 외면이 균일하게 평평해지도록 하는 유용한 발명이다.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 심재의 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 A-A 선의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법에 의해 제조된 웨더스트립용 심재(100)는 지그재그 형태이고 일정한 폭을 가지며 길이방향으로 연장되는 절곡 와이어(101)와, 상기 절곡 와이어(101)의 둘레로 띠형태로 압출성형되어 형성되고 상면과 하면이 평평한 압출수지부(102)를 포함한다.

상기 절곡 와이어(101)는 본 심재(100)의 골격을 형성하면서 웨더스트립으로 제조 시에 상기 웨더스트립 자체에 탄성복원력을 제공하는 역할을 한다.

상기 압출수지부(102)는 상기 절곡 와이어(101)를 지지하여 작은 외력에 의한 상기 절곡 와이어(101)의 균일하게 절곡된 형태가 변형되는 것을 방지시키는 역할을 한다.

아울러, 상기 압출수지부(102)는 상기 절곡 와이어(101)에 의해 형성되는 굴곡을 제거하여, 즉 본 심재(100)의 상면과 하면을 평평하게 하여 상기 심재(100)의 외면에 재차 압출 성형에 의해 웨더스트립이 최종적으로 형성될 때 상기 웨더스트립의 외면, 즉 상면과 하면을 매끄럽게 하는 역할을 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.

100 : 심재
101 : 절곡 와이어 102 : 압출수지부

Claims (5)

1. 지그재그 형태로 강선을 절곡하여 일정한 폭을 가지며 길이방향으로 연장되는 절곡 와이어를 형성하는 절곡 와이어 형성 단계(S10)와;
   상기 절곡 와이어의 선단에 사각형의 압출통로를 가지는 압출금형을 배치하고, 상기 압출금형에 압출기를 설치하여 상기 압출금형의 내부로 수지를 압출할 수 있도록 준비하는 압출 준비 단계(S20)와;
   상기 압출통로를 향해 상기 절곡 와이어를 길이방향을 따라 수평으로 이송시키는 절곡 와이어 이송 단계(S30)와;
   상기 절곡 와이어의 이송에 따라 상기 절곡 와이어가 상기 압출금형의 압출통로를 통과할 때 상기 절곡 와이어의 둘레로 상기 압출기에서 수지를 압출시켜 상기 절곡 와이어를 둘러싸며 상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 압출수지부를 형성하는 수지 압출 단계(S40)와;
   상면과 하면이 평평한 얇은 띠형태의 상기 압출수지부가 형성된 상기 절곡 와이어를 상온에서 계속 이송시켜 자연 냉각시키는 자연 냉각 단계(S50)를; 포함하고,
   상기 절곡 와이어의 상하 두께는 0.7 mm 내지 1.0 mm이며,
   상기 압출수지부의 상하 두께는 0.8 mm 내지 1.1 mm이고,
   상기 수지는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 계열의 수지인 것을 특징으로 하는 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 제1항에 기재된 압출을 이용한 웨더스트립용 심재의 제조 방법에 의해 제조된 웨더스트립용 심재.

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