KR101382740B1

KR101382740B1 - 자동차용 도어벨트 몰딩 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101382740B1
Application number: KR1020120095461A
Authority: KR
Inventors: 배철홍; 유창열; 윤광민
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-04-08
Also published as: US20140059939A1; CN103660887A; US8869375B2; KR20140029789A; DE102012222657A1; US20150007503A1; CN103660887B

Abstract

본 발명은 자동차용 도어벨트 몰딩 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 우수한 내식성을 가지면서 생산성 향상, 원가 절감 및 경량화를 달성할 수 있는 자동차용 도어벨트 몰딩과 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 알루미늄 합금 판재를 아노다이징 처리하여 알루미늄 합금 판재의 표면에 아노다이징층을 형성하는 아노다이징 공정; 상기 아노다이징층이 형성된 알루미늄 합금 판재를 클리어 코팅 처리하여 아노다이징층 위에 클리어 코팅층을 형성하는 클리어 코팅 공정; 표면에 상기 아노다이징층 및 클리어 코팅층이 형성된 알루미늄 합금 판재를 롤 포밍하여 외부 프레임의 단면 형상을 성형하는 롤 포밍 공정; 롤 포밍에 의해 성형된 외부 프레임에 내측 몰딩의 소재가 되는 합성수지를 일체로 사출 성형하여 외부 프레임과 내측 몰딩이 일체화된 몰딩 중간재를 제조하는 내측 몰딩 사출 공정; 및 상기 몰딩 중간재에 대한 벤딩 및 절단 공정을 포함하는 후속 공정을 진행하여 도어벨트 몰딩을 완성하는 공정;을 포함하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법을 제공한다.

Description

자동차용 도어벨트 몰딩 및 그 제조방법{Doorbelt molding for automobile and method for manufacturing the same}

본 발명은 자동차용 도어벨트 몰딩 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수한 내식성을 가지면서 제조시 생산성 향상, 원가 절감 및 경량화를 달성할 수 있는 자동차용 도어벨트 몰딩과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차(1)의 도어(2)에는 도 1에 나타낸 바와 같이 기계적 또는 전기적 힘에 의해 승강되는 도어 글라스(3)가 설치되고, 이 도어 글라스(3)가 설치된 도어 프레임(2a)에는 도어벨트 몰딩(4)이 부착된다.

도어벨트 몰딩(4)은 도어 글라스(3)의 승하강 과정에서 도어 글라스 외측면에 밀착된 상태로 도어 프레임(2a) 내부로의 불순물 또는 빗물 유입을 방지하고, 도어 글라스(3)를 가이드하는 역할과 도어 글라스의 떨림을 방지하는 역할, 도어(2)의 외관미를 향상시키는 역할을 한다.

이러한 도어벨트 몰딩(4)은 도어벨트의 라인을 따라 외부로 노출되는 외부 프레임, 상기 외부 프레임과 일체화된 상태에서 도어 글라스에 접하는 내측 몰딩, 그리고 개구된 외측 프레임의 단부를 밀봉하는 엔드 피스를 포함하여 구성된다.

통상 외부 프레임은 외부 프레임을 이루는 부재로서, 금속 판재를 연속 압출 또는 롤 포밍하여 제조하며, 소재로는 스테인리스강(SUS)이 알려져 있다.

또한 내측 몰딩은 PVC와 같은 합성수지를 사출 성형하여 제조하는데, 강성 및 그 형상 유지를 위해 금속재를 사용하여 별도 제조한 내부 프레임을 인서트하여 제조하기도 하며, 이 경우 상기 내부 프레임에 합성수지를 일체로 사출 성형하여 제조하게 된다.

한편, 도어벨트 몰딩에서 외부 프레임은 도어 외부로 노출되어 도어의 외관미를 나타내는 표면 부재가 되므로, 최근에는 유광 또는 반광의 금속재로 제조된 외부 프레임이 사용됨으로써 도어와 차량의 외관미 향상에 기여하고 있다.

예컨대, 종래의 도어벨트 몰딩에서 외부 프레임은 유광 스테인리스강(SUS 430), 반광 스테인리스강(SUS 304)을 사용하여 제조되고 있는데, 스테인리스강 소재(SUS 430) 고유의 유광을 그대로 사용하거나, SUS 판재(SUS 304 판재) 표면을 마이크로 쇼트(micro-shot) 공정을 통해 엠보싱(embossing)하여 줌으로써 표면 난반사(소재 표면의 엠보싱에 의한 난반사)에 의한 반광 효과를 구현하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 외부 프레임은 SUS 소재 자체의 내식성이 우수하다는 이유로 추가 표면 처리 없이 바로 외부에 노출시켜 사용하므로 차량 부착 후 외부 부식 환경에 장시간 노출될 경우 녹이 다수 발생하는 문제점을 가진다.

또한 SUS 소재 자체가 다른 알루미늄 합금 소재에 비해 고가의 소재이므로 제조원가가 상승하는 요인이 되고 있고, 더불어 소재 고유의 컬러 외에 컬러를 변경하기가 어려운 문제점, 즉 다양한 컬러를 구현하기가 어려운 문제점을 가진다.

그 밖의 종래 제조방법으로서, SUS가 아닌 다른 일반 알루미늄 합금 판재를 표면 처리하여 외부 프레임을 제조하고, 내부 프레임(일반 알루미늄 합금 판재 사용)이 인서트된 내측 몰딩을 별도로 제조한 다음(내부 프레임에 합성수지를 일체로 사출 성형함), 두 부품을 서로 끼움 방식으로 조립하여 제조하는 방식이 알려져 있으나, 이는 각각의 부품(외부 프레임과 내측 몰딩)을 별물로 제조한 뒤 서로 조립하는 방식이므로 생산성이 저하되는 문제를 가지며, 이 역시 외부 프레임에 부식이 발생할 우려가 존재한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서,우수한 내식성을 가지면서 생산성 향상, 원가 절감 및 경량화를 달성할 수 있는 자동차용 도어벨트 몰딩과 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 알루미늄 합금 판재를 아노다이징 처리하여 알루미늄 합금 판재의 표면에 아노다이징층을 형성하는 아노다이징 공정; 상기 아노다이징층이 형성된 알루미늄 합금 판재를 클리어 코팅 처리하여 아노다이징층 위에 클리어 코팅층을 형성하는 클리어 코팅 공정; 표면에 상기 아노다이징층 및 클리어 코팅층이 형성된 알루미늄 합금 판재를 롤 포밍하여 외부 프레임의 단면 형상을 성형하는 롤 포밍 공정; 롤 포밍에 의해 성형된 외부 프레임에 내측 몰딩의 소재가 되는 합성수지를 일체로 사출 성형하여 외부 프레임과 내측 몰딩이 일체화된 몰딩 중간재를 제조하는 내측 몰딩 사출 공정; 및 상기 몰딩 중간재에 대한 벤딩 및 절단 공정을 포함하는 후속 공정을 진행하여 도어벨트 몰딩을 완성하는 공정;을 포함하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 알루미늄 합금 판재로 1000계, 3000계 또는 5000계 알루미늄 합금재로 이루어진 판재를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 아노다이징 공정에서 알루미늄 합금 판재의 표면에 두께 3 ~ 10 ㎛의 아노다이징층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 아노다이징 공정에서 인출롤에 감긴 알루미늄 합금 판재를 풀어주면서 반대쪽의 권취롤에서 알루미늄 합금 판재를 감아주는 방식으로 하여 상기 인출롤과 권취롤 사이의 알루미늄 합금 판재를 아노다이징 배스에 침적하여 연속적인 아노다이징 코팅 처리가 이루어지도록 하되, 알루미늄 합금 판재의 아노다이징 배스 내 통과속도를 6 ~ 8 m/분으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 아노다이징 배스 내 아노다이징 코팅액으로 10 ~ 15 g/ℓ Na₂SiO₃ㆍ9H₂O, 3 ~ 5 g/ℓ KFㆍ2H₂O, 2 ~ 4 g/ℓ KOH이 함유된 수용액을 사용하되, 30 ~ 50 ℃의 온도로 유지되는 상기 코팅액에 알루미늄 합금 판재를 통과시켜 50 ~ 70 V의 전압을 1 ~ 2 분 동안 인가하는 아노다이징 코팅 공정을 진행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 클리어 코팅 공정에서 아노다이징층 위로 두께 10 ~ 30 ㎛의 클리어 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 클리어 코팅 공정에서 인출롤에 감긴 알루미늄 합금 판재를 풀어주면서 반대쪽의 권취롤에서 알루미늄 합금 판재를 감아주는 방식으로 하여 상기 인출롤과 권취롤 사이의 알루미늄 합금 판재를 클리어 코팅액이 담긴 배스에 침적하여 연속적인 클리어 코팅 처리가 이루어지도록 하되, 알루미늄 합금 판재의 클리어 코팅 배스 내 통과속도를 5 ~ 7 m/분으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 클리어 코팅 공정에서 클리어 코팅 배스 내 클리어 코팅액의 온도를 50 ~ 70 ℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 알루미늄 합금 판재는 양단부가 인출롤과 권취롤에 감겨진 상태에서 아노다이징 공정 및 클리어 코팅 공정을 통과하도록 하여 연속된 표면 처리가 이루어지며, 상기 아노다이징 공정과 클리어 코팅 공정, 롤 포밍 공정, 내측 몰딩 사출 공정을 연속된 공정으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은, 상기한 제조방법에 의해 제조되는 것으로서, 알루미늄 합금 판재의 표면에 아노다이징층이 형성되고 상기 아노다이징층 위에 클리어 코팅층이 적층 형성되어 이루어진 외부 프레임과, 상기 외부 프레임에 합성수지를 일체로 사출 성형하여 외부 프레임과 일체화된 내측 몰딩을 포함하는 자동차용 도어벨트 몰딩을 제공한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 자동차용 도어벨트 몰딩 및 그 제조방법에 의하면, SUS보다 상대적으로 가격이 저렴하고 경량인 일반 알루미늄 합금을 사용하면서도 내식성이 더욱 우수한 도어벨트 몰딩을 제조할 수 있으며, 결국 도어벨트 몰딩을 제조함에 있어서 제조원가가 절감되면서도 제품의 경량화, 다양한 컬러의 제품 구현, 그리고 내식성이 우수한 제품 제조가 모두 가능해지는 이점이 있게 된다.

또한 본 발명의 제조방법에서는 아노다이징 및 클리어 코팅 처리를 연속적으로 시행한 후 연속된 PVC 사출을 시행하는 방식으로 일체형의 제품을 제조하므로 외부 프레임과 내측 몰딩을 별물로 제조한 뒤 서로 끼움 방식으로 조립하여 제품을 완성하는 종래의 제조방법에 비해 생산성이 향상되고 원가가 절감되는 이점이 있다.

도 1은 도어벨트 몰딩이 부착된 차량을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도어벨트 몰딩의 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 3은 본 발명에서 외부 프레임을 이루는 표면 처리된 알루미늄 합금 판재의 단면도이다.
도 4는 종래의 제품과 본 발명에 의해 제조된 제품의 외관상 변화 유무를 촬영하여 비교한 사진이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 우수한 내식성을 가지면서 생산성 향상, 원가 절감, 경량화를 달성할 수 있는 자동차용 도어벨트 몰딩과 이를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

이 중 본 발명의 제조방법은 연속된 아노다이징(양극산화) 처리 및 클리어 코팅 처리, 롤 포밍의 공정으로 외부 프레임을 제조하는 점, 이어 후속되는 연속 공정으로 롤 포밍된 외부 프레임에 내측 몰딩을 일체로 사출 성형하는 점에 주된 특징을 가진다.

즉, 본 발명의 제조방법에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 외부 프레임(5)의 소재로 사용되는 알루미늄 합금 판재(6)를 아노다이징(anodizing) 처리하는 공정, 아노다이징 처리된 판재(6)를 클리어 코팅 처리하는 공정, 이어 아노다이징 및 클리어 코팅 처리된 판재(6)를 롤 포밍하여 외부 프레임(5)의 단면 형상을 성형하는 공정, 이어 롤 포밍된 외부 프레임(5)에 내측 몰딩(8)의 소재가 되는 합성수지를 일체로 사출 성형하여 외부 프레임(5)과 내측 몰딩(8)이 일체화된 몰딩 중간재(4a)를 제조하는 공정을 모두 연속 공정으로 진행하고, 이어 제조된 상기 몰딩 중간재(4a)에 대한 벤딩 및 절단 공정을 포함하는 후속 공정을 진행하여 도어벨트 몰딩(4)을 제조하게 된다.

먼저, 본 발명에서는, 기존의 반광 몰딩에서 외부 프레임의 소재가 되었던 고가의 SUS를 사용하는 대신, 상대적으로 가격이 저렴한 일반 알루미늄 합금 판재를 외부 프레임(5)의 소재로 사용한다.

본 발명에서 외부 프레임(5)의 소재로는 1000계(또는 1XXX계로 표현됨), 3000계(3XXX계), 및 5000계(5XXX계) 알루미늄 합금재로 이루어진 판재 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, 사용 가능한 합금재의 구체적인 예는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

본 발명에서는 상기한 합금재로 제조된 판재를 사용하되, 소정 폭을 가지도록 가공된 알루미늄 합금 판재(6)를 사용하는데, 이때 알루미늄 합금 판재(6)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 양단부가 각각 롤(11,12)에 감겨진 상태에서 각각 아노다이징 공정 및 클리어 코팅 공정을 차례로 통과하도록 하여 연속된 표면 처리가 이루어지며, 그 표면 처리된 합금 판재의 단면은 도 3(최종 외부 프레임(5)의 단면 구조를 나타냄)에 나타내었다.

아노다이징 공정에서는 알루미늄 합금 판재(6)에 대해 통상의 탈지, 에칭, 활성화, 코팅, 씰링, 건조의 세부적인 공정을 진행하여 알루미늄 합금 판재(6)의 표면에 아노다이징층(7a)을 형성하는데, 이 중 코팅 공정에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 인출롤(11)에 감긴 판재(6)를 풀어주면서 반대쪽의 권취롤(12)에서 판재(6)를 감아주는 방식으로 하여, 인출롤(11)과 권취롤(12) 사이의 판재(6)를 아노다이징 배스(bath)(13)에 침적(아노다이징 코팅 용액에 침적)하여 연속적인 아노다이징 처리가 이루어지도록 한다.

이때, 아노다이징 배스(13) 내를 통과하는 판재(6)의 이동속도를 소정 속도로 하여 판재(6) 표면에 필요한 두께의 아노다이징층(7a)을 형성하는데, 바람직한 실시예에서 두께가 0.5 ~ 1.0 mm인 알루미늄 합금 판재(6)의 표면에 연속 아노다이징 처리를 하여 두께 3 ~ 10 ㎛의 아노다이징층(7a)을 형성한다.

여기서, 아노다이징층(7a)을 3 ㎛ 미만의 두께로 형성하면, 부식 방지를 위한 아노다이징층의 두께가 너무 얇아지는 것이므로, 최종 완성된 몰딩 제품에서 요구되는 충분한 내식성을 얻을 수 없고, 실차 환경, 즉 차량에 부착된 상태에서 부식 환경에 노출될 경우 부식이 발생할 수 있다.

반면, 두께를 10 ㎛ 보다 크게 할 경우 후속으로 진행되는 롤 포밍 공정에서 층이 깨지는 문제가 발생하므로 바람직하지 않다.

또한 롤(11,12)을 이용한 판재의 연속 아노다이징 공정에서 판재의 이송속도, 즉 판재(6)의 배스(13) 내 통과속도를 6 ~ 8 m/분으로 설정하는데, 이송속도가 상기 범위를 벗어날 경우 아노다이징층(7a)의 최종 두께가 너무 얇아지거나 두꺼워지는 문제(상기의 두께 범위를 벗어나게 됨)가 발생한다.

상기와 같이 형성한 아노다이징층(7a)의 표면은 포러스(porous)한 형태를 가지는데, 층의 두께가 얇기 때문에 그 하부의 알루미늄 합금 판재(6) 고유의 메탈 컬러가 외부로 비쳐나는 동시에 표면층에서의 난반사에 의해 그 표면 광택이 반광(半光)이 된다.

하기 표 2는 본 발명에 따른 아노다이징 처리 조건의 바람직한 예를 나타낸 것으로, 상기한 두께의 아노다이징층 두께를 얻기 위해서는 코팅 조건의 설정이 중요하다.

표 1에 나타낸 바와 같이, Na₃PO₄ 수용액을 이용한 탈지 공정, CrO₃ 수용액에 판재를 침지시키는 에칭 공정, 및 KOH 수용액에 판재를 침지시키는 활성화 공정을 거친 뒤, 아노다이징 배스(13) 내에서 30 ~ 50 ℃의 온도로 유지되는 코팅액에 판재(6)를 통과시켜 50 ~ 70 V의 전압을 1 ~ 2 분 동안 인가하는 아노다이징 코팅 공정을 진행하고, 이어 20 ~ 30 ℃의 에틸렌에 1분간 침지시키는 씰링 공정, 90±10 ℃의 온도로 10 ~ 20 분간 유지시키는 건조 공정을 진행하여 최종적으로 판재(6) 표면에 원하는 아노다이징층(7a)을 형성한다.

또한 상기 아노다이징 코팅 공정에서 코팅액은 10 ~ 15 g/ℓ Na₂SiO₃ㆍ9H₂O, 3 ~ 5 g/ℓ KFㆍ2H₂O, 및 2 ~ 4 g/ℓ KOH이 함유된 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 아노다이징 처리 조건 중 알루미늄 합금 판재(6)의 표면에 3 ~ 10 ㎛ 두께의 아노다이징층(7a)을 형성하기 위해서는 상기한 코팅 공정의 조건을 만족시켜야 하며, 그렇지 않을 경우 상기 두께 범위의 아노다이징층(7a)을 알루미늄 합금 판재(6)에 형성하기가 어렵다.

위의 아노다이징 공정에서 상기 탈지와 에칭 공정은 알루미늄 합금 판재(6)의 표면으로부터 이물질을 제거하기 위한 공정이며, 상기 활성화 공정은 아노다이징 코팅이 잘 될 수 있도록 하기 위해 산성화된 판재(6)의 표면을 중성으로 만들어주는 공정이다.

또한 상기 씰링 공정은 아노다이징 처리된(아노다이징층이 형성된), 즉 양극산화 처리된 표면의 구멍을 메우는 공정이며, 건조는 씰링액이 구멍에 침투하는 것을 촉진하는 공정이다.

이와 같은 아노다이징 공정을 통해 알루미늄 합금 판재(6)의 표면에 원하는 양극산화 피막, 즉 Al₂O₃로 이루어진 두께 3 ~ 10 ㎛의 아노다이징층(7a)을 형성할 수가 있다.

또한 아노다이징 공정의 코팅 단계에서 코팅액에 염료를 배합, 첨가하면 알루미늄 합금 판재(7)의 표면에 적색, 청색, 금색 등의 다양한 색상을 구현하는 것이 가능해지며, 외관상 원하는 색을 나타내는 도어벨트 몰딩을 제조할 수 있게 된다.

이로써 SUS 소재를 사용하던 종래의 경우에 비해 본 발명에서는 다양한 컬러의 제품을 제조하여 제공할 수 있는 이점이 있게 된다.

한편, 클리어 코팅 공정에서는 아노다이징 처리된 판재(6)를 아노다이징 공정에서와 마찬가지로 인출롤(11)과 권취롤(12)을 이용하여 클리어 코팅액이 담긴 배스(14)에 통과시켜 클리어 코팅 처리를 실시한다.

이때, 인출롤(11)에 감긴 판재(6)를 풀어주면서 반대쪽의 권취롤(12)에서 판재(6)를 감아주는 방식으로 하여, 인출롤(11)과 권취롤(12) 사이의 판재(6)를 클리어 코팅 배스(14)에 침적(코팅액에 침적)하여 연속적인 클리어 코팅 처리가 이루어지도록 하는데, 클리어 코팅 배스(14) 내를 통과하는 판재(6)의 이동속도를 소정 속도로 하여 판재 표면(보다 명확히는 아노다이징층(7a) 위)에 필요한 두께의 클리어 코팅층(7b)을 형성한다.

바람직한 실시예에서 알루미늄 합금 판재(6)의 아노다이징층(7a) 위로 두께 10 ~ 30 ㎛의 클리어 코팅층(7b)을 형성하며, 클리어 코팅층(7b)을 10 ㎛ 미만의 두께로 형성하면, 최종 완성된 몰딩 제품에서 요구되는 충분한 내식성을 얻을 수 없고, 실차 환경, 즉 차량에 부착된 상태에서 부식 환경에 노출될 경우 부식이 발생할 수 있다.

반면, 두께를 30 ㎛ 보다 크게 할 경우 후속으로 진행되는 롤 포밍 공정에서 층이 깨지는 문제가 발생하므로 바람직하지 않다.

하기 표 3은 본 발명에 따른 클리어 코팅 조건의 바람직한 예를 나타낸 것으로, 바람직한 클리어 코팅액의 조성과 함량 범위를 보여주고 있다.

또한 롤(11,12)을 이용한 판재(6)의 연속 클리어 코팅 공정에서 상기 범위의 코팅 두께를 얻기 위해 판재(6)의 이송속도, 즉 판재(6)의 배스(14) 내 통과속도를 5 ~ 7 m/분으로 설정하고, 이때 균일한 클리어 코팅층(7b)을 얻기 위해 코팅액의 온도를 50 ~ 70 ℃로 유지한다.

만약, 이송속도가 5 m/분보다 느릴 경우 코팅 두께가 상기 범위를 벗어나 두꺼워지는 문제가 있으며, 반대로 이송속도가 7 m/분보다 빠를 경우 코팅 두께가 상기 범위를 벗어나 지나치게 얇아지는 문제가 있게 된다.

또한 코팅 온도를 50 ℃ 미만으로 할 경우 클리어 코팅층(7b)의 표면에 오렌지 필(orange peel)이 나타나고, 코팅 온도를 70 ℃ 보다 높게 유지할 경우 코팅액이 판재 표면에 남아있지 못하고 흘러내리면서 코팅이 잘 안 되는 문제점이 있는바, 바람직하지 않다.

상기한 공정 조건에 의해 형성되는 클리어 코팅층(7b)은 외부의 습기, 염수 등의 침투를 저지하여 판재의 내식성을 향상시키는 역할을 하며, 클리어 코팅층 없이 판재에 아노다이징층(7a)만을 형성하는 경우 아노다이징 처리된 판재의 표면, 즉 아노다이징층의 표면이 그대로 외부에 노출되게 때문에 내식성이 현저히 저하된다.

따라서, 본 발명에서는 아노다이징 처리 후 클리어 코팅 처리를 실시하며, 이렇게 클리어 코팅 처리된 알루미늄 합금 판재에서는 아노다이징 처리만 시행한 경우에 비해 내식성이 크게 향상되는 분명한 이점이 있게 된다.

한편, 위와 같은 표면 처리 공정을 통해 알루미늄 합금 판재(6)의 표면에 아노아디징층(7a)과 클리어 코팅층(7b)을 형성하고 나면, 표면 처리된 알루미늄 합금 판재(6)를 롤 포밍기(15)에 장입하여 연속적으로 외부 프레임(5)의 단면 형상을 성형한다.

이어 상기와 같이 외부 프레임(5)이 완성되고 나면, 성형된 외부 프레임(5)에 도어 글라스의 승/하강시 마찰을 줄여주는 내측 몰딩(8)을 연속 공정으로 사출 성형하여 외부 프레임(5)과 내측 몰딩(8)이 일체화된 몰딩 중간재(4a)를 제조한다.

여기서, 내측 몰딩(8)은 PVC 소재로 성형할 수 있으며, PVC를 외부 프레임(5)에 일체로 사출 성형하여 알루미늄 합금 판재로 제작된 외부 프레임(5)과 PVC로 이루어진 내측 몰딩(8)이 일체화된 몰딩 중간재(4a)를 완성한다.

이어 통상의 후속 공정으로 몰딩 중간재(4a)의 벤딩 및 절단, 엔드 피스(9a) 조립, 패드(9b) 부착의 공정을 진행하여 도어벨트 몰딩(4)을 완성하게 되며, 이로써 SUS가 아닌 상대적으로 가격이 저렴하고 가벼운 일반 알루미늄 합금 판재(1000계, 3000계, 또는 5000계 알루미늄 합금 판재)를 사용한 최종의 도어벨트 몰딩을 제공할 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 SUS보다 상대적으로 가격이 저렴하고 경량인 알루미늄 합금을 사용하면서도 내식성이 더욱 우수한 도어벨트 몰딩을 제조할 수 있으며, 결국 도어벨트 몰딩을 제조함에 있어서 제조원가가 절감되면서도 제품의 경량화, 다양한 컬러의 제품 구현(반광 또는 무광, 알루미늄 메탈 컬러, 또는 그 밖의 다양한 컬러 구현 가능), 그리고 내식성이 우수한 제품 제조가 모두 가능해지는 이점이 있게 된다.

하기 표 4는 본 발명의 제조 과정에서 아노다이징 처리 및 클리어 코팅 처리한 외부 프레임의 롤 포밍성과 PVC 압출성, 벤딩성, 조립성을 각각 평가한 결과를 나타내는 것으로, 본 발명자는 상술한 본 발명에서와 같이 아노다이징 처리 및 클리어 코팅 처리한 외부 프레임의 경우 이들 특성이 모두 소정의 평가 기준을 만족함을 확인하였다.

또한 하기 표 5는 외부 프레임의 소재 사용될 수 있는 1000계, 3000계, 5000계 알루미늄 합금 판재의 물성치를 나타낸 것으로, 보다 명확히는 A 1050, A 3005, A 5052, A 5754에 대한 물성치 평가 결과를 나타낸 것이다.

또한 하기 표 6은 본 발명에 의해 제조된 도어벨트 몰딩에 대한 단품 및 실차 평과 결과를 나타낸 것으로, 내수성, 내열싸이클성, 염수분무시험(SST:Salt Spray Test), 복합부식시험(CCT:composite Cyclitic Corrosion Test)의 결과를 나타낸 것이다.

표 6에서와 같이 본 발명에 의해 제조된 제품의 외관상으로 어떠한 변화도 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.

또한 도 4는 종래의 제품(외부 프레임의 소재로 SUS 430을 사용함)과, 본 발명에 의해 제조된 제품에서 외관상 변화 유무를 촬영하여 비교한 사진으로, 종래 제품(SUS 430)의 경우 부식(타원으로 표시함)이 발생한 반면, 본 발명에 의해 제조된 제품(Al)의 경우 외관상 어떠한 변화도 발생하지 않음을 확인할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자의 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 자동차 2 : 도어
2a : 도어 프레임 3 : 도어 글라스
4 : 도어벨트 몰딩 5 : 외부 프레임
6 : 알루미늄 합금 판재 7a : 아노다이징층
7b : 클리어 코팅층 8 : 내측 몰딩
9a : 엔드 피스 9b : 패드
11 : 인출롤 12 : 권취롤
13 : 아노다이징 배스 14 : 클리어 코팅 배스

Claims

알루미늄 합금 판재를 아노다이징 처리하여 알루미늄 합금 판재의 표면에 아노다이징층을 형성하는 아노다이징 공정;
상기 아노다이징층이 형성된 알루미늄 합금 판재를 클리어 코팅 처리하여 아노다이징층 위에 클리어 코팅층을 형성하는 클리어 코팅 공정;
표면에 상기 아노다이징층 및 클리어 코팅층이 형성된 알루미늄 합금 판재를 롤 포밍하여 외부 프레임의 단면 형상을 성형하는 롤 포밍 공정;
롤 포밍에 의해 성형된 외부 프레임에 내측 몰딩의 소재가 되는 합성수지를 일체로 사출 성형하여 외부 프레임과 내측 몰딩이 일체화된 몰딩 중간재를 제조하는 내측 몰딩 사출 공정; 및
상기 몰딩 중간재에 대한 벤딩 및 절단 공정을 포함하는 후속 공정을 진행하여 도어벨트 몰딩을 완성하는 공정;
을 포함하고,
상기 아노다이징 공정에서 인출롤에 감긴 알루미늄 합금 판재를 풀어주면서 반대쪽의 권취롤에서 알루미늄 합금 판재를 감아주는 방식으로 하여 상기 인출롤과 권취롤 사이의 알루미늄 합금 판재를 아노다이징 배스에 침적하여 연속적인 아노다이징 코팅 처리가 이루어지도록 하되, 알루미늄 합금 판재의 아노다이징 배스 내 통과속도를 6 ~ 8 m/분으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 알루미늄 합금 판재로 1000계, 3000계 또는 5000계 알루미늄 합금재로 이루어진 판재를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 아노다이징 공정에서 알루미늄 합금 판재의 표면에 두께 3 ~ 10 ㎛의 아노다이징층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 아노다이징 배스 내 아노다이징 코팅액으로 10 ~ 15 g/ℓ Na₂SiO₃ㆍ9H₂O, 3 ~ 5 g/ℓ KFㆍ2H₂O, 2 ~ 4 g/ℓ KOH이 함유된 수용액을 사용하되, 30 ~ 50 ℃의 온도로 유지되는 상기 코팅액에 알루미늄 합금 판재를 통과시켜 50 ~ 70 V의 전압을 1 ~ 2 분 동안 인가하는 아노다이징 코팅 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 클리어 코팅 공정에서 아노다이징층 위로 두께 10 ~ 30 ㎛의 클리어 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
청구항 6에 있어서,
상기 클리어 코팅 공정에서 인출롤에 감긴 알루미늄 합금 판재를 풀어주면서 반대쪽의 권취롤에서 알루미늄 합금 판재를 감아주는 방식으로 하여 상기 인출롤과 권취롤 사이의 알루미늄 합금 판재를 클리어 코팅액이 담긴 배스에 침적하여 연속적인 클리어 코팅 처리가 이루어지도록 하되, 알루미늄 합금 판재의 클리어 코팅 배스 내 통과속도를 5 ~ 7 m/분으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
청구항 7에 있어서,
상기 클리어 코팅 공정에서 클리어 코팅 배스 내 클리어 코팅액의 온도를 50 ~ 70 ℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7, 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 알루미늄 합금 판재는 양단부가 인출롤과 권취롤에 감겨진 상태에서 아노다이징 공정 및 클리어 코팅 공정을 통과하도록 하여 연속된 표면 처리가 이루어지며, 상기 아노다이징 공정과 클리어 코팅 공정, 롤 포밍 공정, 내측 몰딩 사출 공정을 연속된 공정으로 진행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어벨트 몰딩의 제조방법.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7, 청구항 8 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 것으로서, 알루미늄 합금 판재의 표면에 아노다이징층이 형성되고 상기 아노다이징층 위에 클리어 코팅층이 적층 형성되어 이루어진 외부 프레임과, 상기 외부 프레임에 합성수지를 일체로 사출 성형하여 외부 프레임과 일체화된 내측 몰딩을 포함하는 자동차용 도어벨트 몰딩.