KR101615150B1 - 언더커버용 강화 ｌｗｒｔ 소재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 ｌｗｒｔ 소재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 언더커버용 강화 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics) 소재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 LWRT 소재에 관한 것으로, LWRT로 이루어진 코어를 오븐에서 가열하는 단계; 상기 코어의 강도를 보강하는 로드를 오븐에서 가열하는 단계; 상기 가열된 로드를 가열된 코어에 올려 놓고 보강 패턴을 형성하는 단계; 상기 보강패턴이 형성된 가열된 코어를 하부몰드에 올려 놓고, 상부몰드를 하강시켜 가압 성형하는 단계;를 포함하되, 상기 가압 성형단계에서, 상기 로드는 외표면 일부가 눌리면서 평평한 상태를 유지하여 상기 코어의 표면에 면접촉상태로 접합되는 것을 특징으로 하는 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 차량의 엔진 하부는 물론 차체 하부를 커버하는 언더커버의 강도를 증대시켜 중량을 절감할 수 있는 LWRT 소재를 제공함으로써 차량 연비 향상에 도움을 주는 효과를 얻을 수 있다.

Description

언더커버용 강화 ＬＷＲＴ 소재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 ＬＷＲＴ 소재{METHOD FOR REINFORCEMENT LWRT MATERIAL USING UNDER COVER AND LWRT MATERIAL MANUFACTURED THE SAME}

본 발명은 언더커버용 강화 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics) 소재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 LWRT 소재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진 하부는 물론 차체 하부를 커버하는 언더커버의 강도를 보강하여 중량을 절감하되, 공기 흐름에 대해서는 부정적 영향을 미치지 않도록 설계된 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 LWRT 소재에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 언더커버는 엔진의 하부는 물론 차체의 하부에 구비한 각종 구성부품을 보호하고, 차량의 주행시 공기와의 저항을 감소시키며, 노면에서의 비산물을 차단시킬 수 있게 하고, 차량의 제품신뢰도를 높일 수 있도록 한 것이다.

이러한 언더커버는 차량의 공력성능 향상 및 엔진룸 내부 부속품의 보호를 위하여 프론트 범퍼 하측 크로스멤버에 통상 장착하고 있으며, 이를 통해 차량 주행 중 기타 이물질이나 지상의 돌출물로부터 엔진 및 새시부품을 보호하는 동시에, 차량 저부의 공기 흐름을 원활하게 한다.

이와 관련된 언더커버 관련 기술로 공개특허 제2005-0024653호, 공개특허 제2006-0003423호를 비롯한 다수의 특허 기술들이 개시되어 있다.

예컨대, 도 1에 예시된 바와 같이, 차량에 따라 그 형상이 다르지만 차량의 하부에 장착될 수 있도록 다수의 장착홀(11)이 형성되는 언더커버(1)는 합성수지로 이루어지고, 언더커버(1)의 상면에는 흡음을 위한 상대적으로 부드러우면서 다공성을 갖는 재질의 흡음부(2)가 고정 장착된다.

그런 다음, 상기 장착홀(11)을 통해 차량 하부에 언더커버(1)를 고정하게 된다.

그런데, 종래 언더커버(1)는 일반 PP계열의 사출타입, GMT/LFT 등의 고압 프레스 타입 등으로 제조되기 때문에 중량 과다에 따라 차량 연비를 나쁘게 하는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 로드 사이드(Road Side)면이 불규칙하여 접촉 충돌하거나 혹은 로드 사이드로부터 튀어 올라온 돌, 자갈 등에 의해 충격을 받을 때 크랙이 발생되고, 심할 경우 국부적으로 깨지는 단점도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 언더커버 소재로 활용되는 경량의 강화 열가소성 복합소재인 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics)를 제조할 때 CFRTPC(Continuous-Fiber reinforced Thermoplastic)를 로드 형태로 가공하여 상호 형합시킴으로써 강도를 보강하되 보강된 강도 만큼 중량은 절감하여 차량의 연비 개선에 일조하면서 공력에는 영향을 미치지 않도록 설계할 수 있는 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 LWRT 소재를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics)로 이루어진 코어를 오븐에서 가열하는 단계; 상기 코어의 강도를 보강하는 로드를 오븐에서 가열하는 단계; 상기 가열된 로드를 가열된 코어에 올려 놓고 보강 패턴을 형성하는 단계; 상기 보강패턴이 형성된 가열된 코어를 하부몰드에 올려 놓고, 상부몰드를 하강시켜 가압 성형하는 단계;를 포함하되, 상기 가압 성형단계에서, 상기 로드는 외표면 일부가 눌리면서 평평한 상태를 유지하여 상기 코어의 표면에 면접촉상태로 접합되는 것을 특징으로 하는 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 코어는 PP, PE, PA, PC, PBT, PET, PPO, PPE, PEI 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 로드는 인발된 섬유로서, 유리섬유, 아리미드 섬유, 탄소섬유, 바살트 글래스 섬유(Basalt Glass Fiber), 삼(Hemp)ㆍ사이잘삼을 포함하는 천연섬유, 열가소성수지 섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 로드는 브레이딩되거나 혹은 편조된 CFRTPC(Continuous-Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 본 발명은 언더커버 제조용 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics) 소재로서, 상기 LWRT 소재는 저밀도 열가소성수지로 된 코어와, 상기 코어에 접합되는 인발된 섬유재인 로드로 이루어지도록 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 LWRT 소재도 제공한다.

본 발명에 따르면, 차량의 엔진 하부는 물론 차체 하부를 커버하는 언더커버의 강도를 증대시켜 중량을 절감할 수 있는 LWRT 소재를 제공함으로써 차량 연비 향상에 도움을 주는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 언더커버의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조예를 보인 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조시 성형예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 언더커버 제조용 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics) 소재는 코어(100)와, 상기 코어(100)에 접합되는 로드(200)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 코어(100)는 저밀도 열가소성수지로서, 바람직하게는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리아리미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리부탈렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리에테르이미드(PEI) 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 로드(200)는 보강 섬유재로서, 인발된 섬유여야 하며, 유리섬유, 아리미드 섬유, 탄소섬유, 바살트 글래스 섬유(Basalt Glass Fiber), 삼(Hemp)ㆍ사이잘삼과 같은 천연섬유, 열가소성수지 섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

특히, 상기 로드(200)의 예시와 같이, 언더커버의 공력을 저해하지 않는 범위내에서 십자형(교차형), 격자형, 띠형 등 다양한 형태로 접합되어 보강구조를 이룰 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 로드(200)는 상기 코어(100)와의 접합부분, 즉 접합되는 경계가 눌려 평평한 면을 이룬 상태로 면 접합될 수 있도록 성형되어야 한다.

이것은, 계면에서의 접합력을 증대시켜 이형 분리가능성을 낮춰 고강도 실현에 기여하도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 로드(200)는 상술한 인발된 섬유들이 브레이딩되거나 혹은 편조된 상태에서 압착되어 로드 형태로 압출된 형태의 CFRTPC(Continuous-Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어질 수도 있다.

이와 같은 보강 구조를 통해 강도가 강화된 LWRT는 다음과 같이 제조될 수 있다.

먼저, 코어(100) 가열단계가 수행된다.

상기 코어(100) 가열단계는 오븐에 코어(100)를 구성하는 재료, 즉 수지를 넣고 용융 온도에 도달할 때 까지 저밀도 코어(100)를 가열하는 단계이다.

이어, 로드(200)가 가열단계가 수행된다.

상기 로드(200) 가열단계는 동일한 오븐 혹은 다른 오븐에 로드(200)를 구성하는 재료를 넣고 용융온도에 도달할 때 까지 가열하는 단계이다.

이때, 용융 온도에 도달할 때의 의미는 코어(100) 또는 로드(200)가 완전히 녹아 액상으로 바뀔 때 까지를 의미하는 것이 아니라, 연화, 즉 가소화 가능한 상태를 의미하며, 이는 성형가능한 상태를 말한다.

특히, 용융온도에 도달할 때 까지의 가열에서 가열의 의미는 온도를 급속히 올리는 급가열이 아니라, 저온부터 서서히 올리는 완속 가열을 의미하며, 통상 예열의 개념을 포함한다.

이후, 가열된 로드(200)를 가열된 코어(100)에 올려 놓고 보강 패턴을 형성하는 단계가 수행되는데, 이 단계는 가열된 로드(200)를 일정형태로 배열하는 과정을 포함한다.

이 경우, 상기 로드(200)의 배열은 언더커버의 공력을 나쁘게 하지 않는 형상의 범위여야 한다.

이어, 보강패턴이 형성된 가열된 코어(100')를 도 3의 예와 같이 하부몰드(300)에 올려 놓고, 상부몰드(310)를 하강시켜 가압 성형하는 단계가 수행된다.

상기 가압 성형단계를 통해 언더커버 제품으로 제품화되게 된다.

특히, 상기 가압 성형단계에서, 로드(200)와 코어(100)의 접합면, 더 정확하게는 로드(200)의 외표면 일부가 눌리면서 평평한 상태를 유지하여 평면 상태, 즉 면접촉상태로 접합되어야 한다.

이와 같은 보강재 강화 구조를 갖게 되면 기존 LWRT 소재를 단독 사용할 때 보다 강도가 더 높아지므로 그 만큼 소재를 덜 사용해도 되므로 현저한 중량 절감을 달성할 수 있다.

100: 코어 200: 로드

Claims (5)

1. LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics)로 이루어진 코어를 오븐에서 가열하는 단계;
   상기 코어의 강도를 보강하는 로드를 오븐에서 가열하는 단계;
   상기 가열된 로드를 가열된 코어에 올려 놓고 보강 패턴을 형성하는 단계;
   상기 보강패턴이 형성된 가열된 코어를 하부몰드에 올려 놓고, 상부몰드를 하강시켜 가압 성형하는 단계;를 포함하되,
   상기 가압 성형단계에서, 상기 로드는 외표면 일부가 눌리면서 평평한 상태를 유지하여 상기 코어의 표면에 면접촉상태로 접합되는 것을 특징으로 하는 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 코어는 PP, PE, PA, PC, PBT, PET, PPO, PPE, PEI 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 것을 특징으로 하는 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 로드는 인발된 섬유로서, 유리섬유, 아리미드 섬유, 탄소섬유, 바살트 글래스 섬유(Basalt Glass Fiber), 삼(Hemp)ㆍ사이잘삼을 포함하는 천연섬유, 열가소성수지 섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 로드는 브레이딩되거나 혹은 편조된 CFRTPC(Continuous-Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어진 것을 특징으로 하는 언더커버용 강화 LWRT 소재 제조방법.
   
5. 언더커버 제조용 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics) 소재로서,
   상기 LWRT 소재는 저밀도 열가소성수지로 된 코어와, 상기 코어에 접합되는 인발된 섬유재인 로드로 이루어지도록 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 LWRT 소재.

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