KR101976944B1 - 외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법 및 이로부터 제조된 웨더 스트립 - Google Patents

외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법 및 이로부터 제조된 웨더 스트립 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법 및 이로부터 제조된 웨더 스트립에 관한 것으로, 사출기의 사출공정을 통하여 웨더 스트립이 제조되는 방법을 제공하고, 이러한 방법을 통하여 내외측부재 및 클립이 통합된 웨더 스트립 성형물을 제공하고자 한다.

Description

외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법 및 이로부터 제조된 웨더 스트립{manufacturing method of weather strip for bumper and weather strip prepared therefrom}
본 발명은 외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법 및 이로부터 제조된 웨더 스트립에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨더 스트립이 하나의 사출 공정을 통한 제조될 수 있게 한 방법과 더불어 이러한 방법을 통하여 제조된 웨더 스트립에 관한 것이다.
자동차용 웨더 스트립(weather strip)은 자동차용 창틀 고무라고도 불리는 것으로써, 자동차의 차체, 문 등에 장착되어 차체 내외부의 누수방지, 외부 소음 및먼지 등으로부터 실링(sealing)성을 부여하고, 차체의 진동이나 유리의 요동을 방지하며, 차체의 완충작용 등을 부여하여 자동차의 쾌적성과 안락성을 부여하는 자동차의 기능성 제품이다.
자동차에 장착하는 웨더스트립은 종래에 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 고무(Ethylene Propylene Diene Monomer rubber)를 적용하여 제조하였으며, 고무 특유의 탄성복원력, 실링성 등을 감안하여 다양한 형상의 웨더스트립에 대한 제품 설계 및 개발이 일반화되어 왔다.
그러나, 최근에는 고객의 다양한 감성적 요구, 고급화, 친환경성, 경량화 등의 목적으로 신기술 및 신재료 개발에 대한 요구가 점진적으로 대두되고 있는 상황이다.
도 1에서는 웨더스트립이 적용된 하나의 사례를 든 도면으로서 자동차의 프론트 범퍼와 후드 판넬 사이로 웨더스트립이 장착 설치될 수 있는바, 외관 내후성 및 내마모성 효과와 함께, 외부의 바람이나 빗물의 유입을 방지하는 틈새 막음 용도로 활용되고 있으며 고무계의 가늘고 긴 형태 재질로 이용되고 있다.
이러한 웨더 스트립의 제조공정은 일반적으로 라인의 압출에서부터 성형부 코팅까지 10단계 공정에 의해 제작되고 있으며, 각 단계별 작업자들의 수작업으로 인한 정성 작업으로 실시되어 웨더 스트립 제품의 생산성 저하 및 원가를 상승시키는 문제가 지속되어 왔다.
이러한 웨더 스트립의 제조를 위한 공정을 더욱 상세히 살펴보면, 라인 압출, 스프레이코팅, 정재단, 홀가공, 슬릿, 엔드피스 성형, 성형부사상, 버(burr) 제거, 클립 조립, 성형부코팅에 이르는 공정 단계들을 거치게 된다.
라인 압출은 웨더 스트립이 라인 압출기를 통하여 압출되게 하는 공정이며, 스프레이코팅은 상기 웨더 스트립의 압출 과정에서 표면에 묻은 얼룩무늬들을 제거하기 위한 목적으로 웨더 스트립의 표면에 코팅제를 분사 방식으로 코팅하는 공정이고, 상기 정재단은 웨더 스트립의 규격을 위해 웨더 스트립을 절삭기를 이용하여 정확하게 절개하는 공정이며, 홀가공은 재단된 웨더 스트립의 길이에 걸쳐 일정한 크기의 홀들을 예리한 송곳으로 천공하는 공정이고, 슬릿은 웨더 스트립의 길이에 걸쳐 다수개의 좁은 틈새들을 새기기 위한 공정이며, 엔드피스 성형은 웨더 스트립의 양 끝단 부위를 성형기를 이용하여 성형하는 공정이고, 성형부사상은 웨더 스트립의 가공 부위를 연삭입자기를 이용하여 다듬는 공정이며, 버 제거는 웨더 스트립의 가공에 의해 생긴 남은 잉여 부분(버, burr)들을 커터기 등을 이용하여 제거하는 공정이고, 클립 조립은 상기 홀가공을 통하여 웨더 스트립에 형성된 홀들로 클립을 끼워넣는 공정이며, 성형부코팅은 웨더 스트립의 가공 부위를 코팅제로 코팅하는 공정이다.
이러한 웨더 스트립의 제조공정을 통하여 제조된 웨더 스트립은 도 2에 도시된 바와 같이 실리콘 코팅 및 EPDM 스폰지로 구성된 연질의 외측부와, EPDM 솔리드로 구성된 경질의 내측부, 및 상기 내측부에 끼워지는 타입으로 구성된 클립 등으로 구성될 수 있는데, 특히 클립을 홀에 끼워 맞춰야 하는 클립 조립의 불편함도 있다.
이처럼, 기존의 웨더 스트립의 제조공정은 10 단계 공정을 거쳐야 하는 관계로, 웨더 스트립의 제조에 소요되는 시간이 과다할 수밖에 없으며, 여러 공정을 거치는 관계로 그만큼의 비용이 발생되어 웨더 스트립의 제조 원가를 상승시키고 있다.
더군다나, 또한, 압출 성형된 웨더 스트립을 차량 플랜지에 장착하는 경우 부수적인 문제점들이 있는바, 차량의 프론트 범퍼와 후드 판넬 사이로 웨더 스트립이 장착 설치될 때에 특히, 망치와 같은 공구를 작업자가 이용하며 웨더 스트립의 장착이 이루어질 수 있으나, 작업자는 웨더 스트립이 적정하고도 정확하게 웨더 스트립이 설치되었는지를 객관적인 근거에 의존하지 않고 자신의 전문적이고도 경험적인 지식에 의존하게 된다.
즉, 웨더 스트립이 차량의 프론트 범퍼와 웨더 스트립 사이에 적절히 장착 설치되었다는 사실을 작업자에게 알리거나 피드백시켜줄 수 없고, 더군다나 이러한 웨더 스트립의 적정한 장착이 다음의 차량에도 동일하게 설치되었는지 아닌지를 확인할 수 없기 때문에 웨더 스트립 설치에 대한 불량이 늘어날 수밖에 없다.
이러한 웨더 스트립 설치의 불량은 자동차의 프론트범퍼와 후드 판넬 사이 틈새로 외부 바람이나 빗물의 유입과 같은 문제로 이어질 수밖에 없으며, 이는 자동차를 구매한 고객에게 불만 요인일 수 있다.
다시 말해, 기존에는 웨더 스트립의 제조 공정이 상술된 바와 같이 압출 공정을 통한 10 단계의 공정을 거쳐야 하는 관계로, 정확한 사이즈 규격의 웨더 스트립 제품화율이 저하될 수밖에 없으며, 결국 이러한 웨더 스트립의 제품 불량은 웨더 스트립을 구매한 고객으로부터 원성을 사게 된다.
따라서, 제조 비용이 적게 들고, 설계 변경 능력이 탁월하며, 작업자에게 웨더 스트립의 정확한 설치를 객관적으로 판단할만한 웨더 스트립 제조 공정의 필요성이 대두되고 있다.
더욱이, 웨더 스트립의 제조공정이 획기적으로 축소되어 웨더 스트립의 생산성을 대폭 개선하면서도, 정확한 사이즈 규격대로 웨더 스트립이 제품화될 수 있는 필요성도 요구되고 있다.
한편, 하기 선행기술문헌에 개시된 특허문헌에서는 웨더 스트립의 제조와 관련된 기술들이 개시되어 있다.
특허문헌 001 : 등록특허 제10-0877285호 특허문헌 002 : 공개특허 제10-2016-0128193호 특허문헌 003 : 등록특허 제10-1761809호 특허문헌 004 : 등록특허 제10-1676323호
전술된 문제점들을 해소하기 위한 본 발명은, 웨더 스트립의 제조 공정 축소와 함께 이러한 공정 축소에 따른 웨더 스트립의 성형품 생산량 증대와 수익성 개선을 위한 외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법 및 이로부터 제조된 웨더 스트립을 제공함에 그 목적을 두고 있다.
전술된 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 사출기의 사출공정을 통하여 웨더 스트립이 제조되는 외장 범퍼용 웨더 스트립의 제조방법에 일례의 특징이 있다.
상기 웨더 스트립은 경질로 이루어지며, 내부에 중공 형상을 갖도록 곡면으로 형성되고, 일측편으로 연장되는 블레이드를 갖는 외측부재, 연질로 이루어지며, 상기 외측부재으로부터 연장되어 상기 중공 형상이 완성되게 곡면으로 형성된 내측부재, 및 상기 내측부재으로부터 연장되며, 삽입되어 걸림 가능한 구조로 체결될 수 있게 단턱과 팽이 형태의 조합으로 형성된 클립을 포함하며, 상기 외측부재와 내측부재 및 클립은 상호 간에 합체되어 일체형으로 제조되는 웨더 스트립의 제조방법에 일례의 특징이 있다.
상기 외측부재에 해당되는 제1 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized) 50~60 중량%, 폴리프로필렌 20~25중량%, 고점도 파라핀 오일 5~10%, 니켈합금 4~8%, 무기 필러 3~6중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.7~0.9중량%, 산화방지제 0.3~0.5중량%, 및 기타 첨가제 0.3~0.5중량%를 함유하는 조성물로 이루어지고, 상기 내측부재에 해당되는 제2 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized) 55~65 중량%, 폴리프로필렌 15~20중량%, 고점도 파라핀 오일 5~10%, 니켈합금 4~8%, 무기 필러 3~6중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.7~0.9중량%, 산화방지제 0.3~0.5중량%, 및 기타 첨가제 0.3~0.5중량%를 함유하는 조성물로 이루어지며, 상기 클립에 해당되는 제3 주물의 조성물은 탄소섬유 65~70중량% 및 티타늄 30~35중량%를 함유하는 조성물로 이루어지는 외장 범퍼용 웨더 스트립의 제조방법에 일례의 특징이 있다.
상기 니켈합금은 73~75중량%의 니켈을 주체로 하여 15~17중량%의 크로뮴, 6~7중량%의 철, 2.5~3.5중량%의 티타늄, 0.7~ 1중량%의 알루미늄, 망가니즈, 및 규소를 첨가한 함량을 준수하는 내열합금으로 이루어지는 외장 범퍼용 웨더스트립의 제조방법에 일례의 특징이 있다.
상기 제조방법들에 의해 제조된 외장 범퍼용 웨더 스트립에 일례의 특징이 있다.
상기 웨더 스트립의 외측부재는 그 외부 표면에 엠보가 다수 형성되어 있는 외장 범퍼용 웨더 스트립에 일례의 특징이 있다.
이상, 상술된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 웨더 스트립이 하나의 사출 공정을 통하여 제조되는 관계로, 웨더 스트립에 대한 제조 공정의 축소 및 하드웨어 조립 공정의 삭제에 따른 수익성 향상을 기대할 수 있으며, 제조 공정의 축소에 따른 웨더 스트립의 제조에 소요되는 시간이 획기적으로 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 웨더 스트립 외관에 엠보를 적용하여 외관이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 웨더 스트립에 대한 부식성, 내마모성(내후성 성능 포함), 성형성, 및 내구성의 우수함뿐만 아니라, 웨더 스트립 성형품의 불량률을 현저히 낮출 수 있다.
아울러, 본 발명에 의하면, 웨더 스트립 성형품의 불량률이 줄어들어 자동차의 프론트범퍼와 후드판넬 사이로 장착되는 웨더 스트립 성형품의 설치에 정확성을 기할 수 있고, 자동차의 고객으로부터 신뢰를 확보할 수 있다.
도 1은 자동차의 프론트 범퍼 및 후드판넬 사이로 설치되는 웨더 스트립의 적용 사례를 도시한 도면.
도 2는 종래의 웨더 스트립 제조공정을 통하여 제조된 웨더 스트립의 구조를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 웨더 스트립의 구조를 절개하여 도시한 웨더 스트립의 단면도.
도 4는 본 발명의 웨더 스트립 제조공정을 통하여 제조된 외장 범퍼용 웨더 스트립의 구조를 도시한 를 도시한 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 웨더 스트립의 구조를 절개하여 도시한 웨더 스트립의 단면도.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 후술되는 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 다른 여러 형태로 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 설명에 앞서, 본 발명의 웨더 스트립 제조에 요구되는 사출 공정에 있어서 사출기의 금형 구조는 도면에 미도시되었음을 밝혀둔다.
본 발명에서의 외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법은, 하나의 사출 공정을 통하여 외장 범퍼용 웨더 스트립을 제조하게 되는 것에 그 특징을 지닌다. 사출은 압출과 달리 사출기의 주형을 통하여 웨더 스트립을 찍어내는 공정을 의미하는바, 이러한 사출 공정을 통하여 제조된 웨더 스트립은 정확한 규격대로 생산될 수 있는 이점이 있다.
웨더 스트립(100)은 외측부재(110)와 내측부재(120) 및 클립(130)으로 구성될 수 있으나, 이러한 외측부재(110)와 내측부재(120) 및 클립(130)은 사출 공정을 통하여 일체화될 수 있다.
본 발명에 의한 외장 범퍼용 웨더 스트립의 제조방법을 통하여 제조된 웨더 스트립(100)은 텐션 구조와 충격 흡수를 위하여 연질로 이루어진 내측부재(120) 및 경질로 이루어진 외측부재(110)로 구성되어 있으며, 상기 외측부재(110)는 외관 내후성 및 내마모성을 위하여 실리콘 코팅층을 형성하게 된다.
이러한 본 발명의 웨더 스트립(100)은 범퍼 및 후드 사이에 장착되어 외부의 틈새 바람이나 빗물의 유입을 방지할 수 있다.
이러한 웨더 스트립(100)은 하나의 사출 공정을 통하여 제조되는 관계로, 웨더 스트립(100)에 대한 제조 공정의 축소 및 하드웨어 조립 공정의 삭제에 따른 수익성 향상을 기대할 수 있으며, 제조 공정의 축소에 따른 웨더 스트립의 제조에 소요되는 시간이 획기적으로 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 웨더 스트립(100) 외관에 엠보(110a)를 적용하여 외관이 개선되고, 성형부코팅이 요구되지 않아 코팅의 공정도 축소될 수 있다. 즉 원재료에 실리콘 오일을 혼합하여 코팅의 공정도 축소될 수 있다.
웨더 스트립(100)은 몰딩을 통하여 제조된 구조체로서, 단일 주입 또는 이중 주입으로 몰딩되는 구조체일 수 있는바, 이러한 주입으로 한정되지는 않는다. 상기 웨더 스트립(100)의 구조체는 주물이 반영되되 적어도 경화될 때까지 주형으로부터 탈형되지 않고, 이러한 웨더 스트립(100)의 구조체를 위해 반영되는 주물은 제1, 2, 3의 주물로 주형에 주입되어 충분히 경화될 때까지 주형에서 유지된다.
여기서, 제1의 주물은 경화되어 경질의 외측부재(110)일 수 있고, 제2의 주물은 경화되어 연질의 내측부재(120)일 수 있으며, 제3의 주물은 경화되어 체결 용도의 클립(130)일 수 있고, 이러한 제1,2,3의 주물들이 주형에서 경화되어 탈형화될 때에 제1,2,3의 주물에 해당되는 상기의 외측부재(110)와 내측부재(120) 및 클립(130)이 상호 간에 일체화된 단일 성형품으로서, 웨더 스트립(100)의 구조체가 제조될 수 있는 것이다.
여기서, 웨더 스트립(100) 구조체의 단면도인 도 5에 도시된 바와 같이 외측부재(110)는 그 내부에 중공(110a)이 형성될 수 있게 곡면의 라운드 형상이되, 일측편에서 연장되는 블레이드(110b)가 형성된다.
한편, 내측부재(120)는 상기 외측부재(110)와 일체되며 곡면으로 형성되어 상기 중공(110a)의 형상이 완성될 수 있으며, 한편, 클립(130)은 상기 내측부재(120)와 일체되고 삽입되면서 걸림 체결 가능한 단턱(130a)과 팽이(130b)의 조합 형태로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 외측부재(110)에 해당되는 제1 주물은 강성의 열가소성 물질인 경질로 이루어질 수 있으며, 상기 내측부재(120)에 해당되는 제2 주물은 작은 압력에 반응하며 용이하게 편향되거나 또는 순응하는 덜 강성의 물질인 연질로 이루어질 수 있다.
이처럼, 외측부재(110)와 내측부재(120) 및 클립(130)으로 일체 구성된 단일 성형품인 웨더 스트립(100)은 제1,2,3의 주물이 주형에 한꺼번에 주입되어 몰딩되거나 순차적으로 주입되어 몰딩될 수 있으며, 높은 유연성이 구현될 수 있고, 제1,2,3의 주물에 해당되는 외측부재(110)와 내측부재(120) 및 클립(130)을 합체시키는 사출 방식을 적용한 점에 특징이 있다.
이러한 특징들은 종래 기술의 압출 공정에 비해 공정이 획기적으로 축소되며 성형물에 해당되는 웨더 스트립(100) 규격의 정확성 및 외관의 깔끔한 처리가 더욱 향상될 수 있다.
본 발명은 적합한 실시예들에 관해 서술하였다. 명백하게도, 본 명세서를 해독 및 이해함으로써 다른 변경이나 대안이 발생할 수 있다. 본 발명은 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 웨더 스트립의 구조에 한정되는 것은 아니며, 자동차의 사양 및 구조에 맞게 다양한 변형적 구조까지 포함되어야 할 것이다.
한편, 사출기의 금형을 통한 사출 공정으로 제조되는 상기 웨더 스트립에 있어, 특히 상기 클립(130)은 상기 외측부재(110) 및 내측부재(120)와 달리 프론트범퍼와 후드판넬 사이에서 체결되는 용도인 관계로 상기의 외측부재와 내측부재에 해당되는 제1,2 주물의 조성물과 다른 조성물이 적용될 수 있으며, 하기에서 후술될 것이다.
상기 외측부재(110)에 해당되는 제1 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized) 50~60 중량%, 폴리프로필렌 20~25중량%, 고점도 파라핀 오일 5~10%, 니켈합금 4~8%, 무기 필러 3~6중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.7~0.9중량%, 산화방지제 0.3~0.5중량%, 및 기타 첨가제 0.3~0.5중량%를 함유할 수 있다.
TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized)는 50중량% 미만일 경우에는 제품의 탄성이 떨어지고 내구성이 저하되며, 60중량% 초과일 경우에는 제품의 경량화에 방해가 된다.
폴리프로필렌은 20중량% 미만일 경우에는 사출 성형시 표면크랙(crack)현상이 생겨 성형이 어려우며, 25중량% 초과일 경우에는 완제품 경도 상승으로 인해 웨더 스트립 장착 작업의 어려움이 있다.
고점도 파라핀 오일은 열가소성 엘라스토머 제조 시 가공성을 촉진시키며, 카본블랙 또는 안료 및 충진용 필러의 분산을 촉진시킨다. 또한, 열가소성 엘라스토머의 경도를 감소시켜, 가소성 및 성형성을 증가시키는 역할을 한다. 본 발명의 조성물에서 상기 고점도 파라핀 오일은 5중량% 미만일 경우에는 사출성형(injection molding) 시 흐름성이 불량하여 성형 불량 및 작업 불량의 원인이 되며, 10중량% 초과일 경우에는 흐름성이 증가하여 사출성형(injection molding) 형상 불량 및 냉각시간이 많이 소요된다.
무기 필러는 충진제의 역할 및 소재의 단가를 낮추기 위하여 사용하는 것으로서, 3중량% 미만일 경우에는 재료비 상승 및 충진제로서의 역할이 미미하게 되고, 6중량% 초과일 경우에는 경도 상승 및 소재 흐름성 문제로 인해 압출 성형작업이 어렵게 된다. 본 발명에서 사용하는 무기필러로는 입자 사이즈가 10㎛ 이하이며 백색도가 95% 이상인 제품을 사용함이 바람직하며, 특히 탄산칼슘을 사용함이 좋다.
퍼옥사이드 가교제는 열가소성 엘라스토머의 물성을 나타낼 수 있도록 고무부분을 가교시키는 역할을 한다. 열가소성 엘라스토머 소재는 기본적으로 소프트 세그먼트인 고무부분을 가교하기 위해서 가교제를 첨가하고 이축주입기(Twin Screw injectioner)를 사용함으로써 동적 가교를 시켜 고무와 같은 점성과 탄성의 성질을 보유하도록 제조한다. 이때 열가소성 엘라스토머 가교를 위한 가교제의 경우 페놀수지 가교제와 퍼옥사이드 가교제 및 실란 가교제가 주로 사용되는데, 페놀수지 가교제의 경우 수분에 상당히 민감한 화학물질로서 하절기 수분 흡수에 따른 문제점을 일으키나 퍼옥사이드 가교제의 경우 페놀수지 대비 수분 흡수에 따른 문제점이 적기 때문에 본 발명에서는 퍼옥사이드 가교제를 사용한다.
상기 퍼옥사이드 가교제는 0.7중량% 미만일 경우에는 가교가 충분하게 이루어지지 않게 되어 완제품의 물성저하 및 탄성 성질이 저하되고, 0.9중량% 초과일 경우에는 가교가 너무 많이 일어나게 되어 외관에 흑점(Fish-eye)같은 이물질이 관찰될 수 있으며 성형성 불량의 원인이 될 수 있다.
열가소성 엘라스토머 소재를 제조할 경우 이축주입기(Twin Screw injectioner)를 사용하여 동적가교를 통해 제조하며, 이 경우 가공온도가 200℃ 이상이고 높은 전단력이 발생한다. 이때 열가소성 엘라스토머 소재 중 소프트 세그먼트의 고무부분에 대한 산화 방지를 목적으로 산화방지제를 사용한다. 또한, 완제품의 경우 열에 의한 분해를 방지하기 위하여 산화방지제를 사용한다.
산화방지제는 0.3중량% 미만일 경우에는 조성물의 물성이 저하되고 완제품을 장기간 사용시 성능이 저하되며, 0.5중량% 초과일 경우에는 제품의 제조단가가 상승하고 반응하지 못한 산화방지제가 제품 표면으로 블루밍(Blooming)문제를 발생시키게 된다.
기타 첨가제는 웨더스트립용 제품의 표면 슬립성 개선 및 내마모성을 증가시키기 위하여 폴리프로필렌계 왁스를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
무엇보다 본 발명에서의 상기 외측부재(110)에 해당되는 제1 주물의 조성물에 니켈합금이 포함되는 점에 있고, 이러한 니켈합금은 4중량% 미만일 경우 제품의 내열성과 마모성이 저하되고 부식 방지가 저하되고, 8중량% 초과일 경우 제품의 탄성도를 저하시킬 수 있다.
여기서, 상기 니켈합금은 73~75중량%의 니켈을 주체로 하여 15~17중량%의 크로뮴, 6~7중량%의 철, 2.5~3.5중량%의 티타늄, 0.7~ 1중량%의 알루미늄, 망가니즈, 및 규소를 첨가한 함량을 준수하는 내열합금으로 이루어져야, 상기의 4 ~ 8 중량% 범위에서의 효과를 성취하게 된다.
한편, 상기 내측부재(120)에 해당되는 제2 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized) 55~65 중량%, 폴리프로필렌 15~20중량%, 고점도 파라핀 오일 5~10%, 니켈합금 4~8%, 무기 필러 3~6중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.7~0.9중량%, 산화방지제 0.3~0.5중량%, 및 기타 첨가제 0.3~0.5중량%를 함유할 수 있다.
상기 제2 주물의 조성물은 상술된 제1 주물의 조성물 함량 범위에 미치지 못하거나 초과될 경우의 이유들과 유사한 관계로, 별도의 상세 이유는 생략하되, 단 제1 주물의 조성물에 비해 제2 주물의 조성물은 TPV 및 폴리프로필렌의 중량% 범위가 제1 주물의 조성물로서 TPV 및 폴리프로필렌의 중량% 범위와 다른 점에 있으며, 이는 결국 제2 주물에 해당되는 내측부재가 제1 주물에 해당되는 외측부재에 비하여 연질이라는 것을 의미한다.
한편, 상기 클립(130)에 해당되는 제3 주물의 조성물은 탄소섬유 65~70중량% 및 티타늄 30~35중량%로 혼합되어 이루어지게 되는데, 탄소섬유와 티타늄이 혼합된 것은 상기 클립(130)이 체결 용도인 관계로 유연성과 함께 견고성을 유지해야 하기 때문이다.
여기서, 탄소섬유는 65중량% 미만일 경우 유연성이 저하될 수 있으며 70중량%초과일 경우 견고성이 저하될 수 있는 한편, 티타늄은 30중량% 미만일 경우 견고성이 저하되고, 35중량% 초과일 경우 유연성이 저하될 수 있기 때문에, 이들 탄소섬유 및 티타늄이 상기의 중량% 범위 내에서 서로 혼합되어 제3 주물이 됨으로써, 경화된 클립(130)으로 구성될 수 있다.
본 발명에 의한 자동차용 웨더스트립은 사출성형(injection molding)의 공정으로 제한될 수 있다.
일반적인 제조 공정은 압출(extrusion) 성형 방법을 이용하여 웨더스트립을 제조하게 되는데, 이러한 압출 성형 방법으로 제조된 기존의 웨더스트립은 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 고무로 제조되므로 제품의 탄력성을 위한 물성 확보를 위하여 반드시 가류공정이 필요하고 압출 성형 작업시 장시간의 가류시간으로 인한 작업 효율성이 현저히 떨어진다는 문제점이 있고, 여러 공정들을 거쳐야 하는 관계로 제품의 성형 불량률도 높으며, 상대적으로 내열성 및 마모성이 취약하다는 단점이 있다.
반면, 본 발명의 웨더스트립은 하나의 사출성형(injection molding) 공정을 통하여 TPV를 사용하여 제조되므로 별도의 배합 및 가류공정이 필요하지 않고 제품을 사출기의 금형으로부터 바로 탈형화시켜 생산할 수 있으므로 공정을 단축시킬 수 있어 작업 효율성을 높이고 비용을 절감할 수 있으며 취급이 용이하고, 성형불량품의 재활용이 가능하여 환경보호 및 비용 절감 효과도 제공할 수 있다.
하기의 실시에서 비교예 1 ~ 3 및 실시예 1 ~ 2의 웨더 스트립 외측부재의 제1 주물에 대한 조성물을 제조하였다.
실시 1) 비교예 1 ~ 3 및 실시예 1 ~ 2의 제조
비교예 1은 EPDM 65중량%, 폴리프로필렌 23.5중량%, 고점도 파라핀 오일 7중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.8중량%, 산화방지제 0.3중량%, 무기필러 3중량%, 및 기타첨가제 0.4중량%로 이루어지며, 비교예 2는 EPDM 55중량%, 폴리프로필렌 33.5중량%, 고점도 파라핀 오일 7중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.8중량%, 산화방지제 0.3중량%, 무기필러 3중량%, 및 기타첨가제 0.4중량%로 이루어지고, 비교예 3은 EPDM 65중량%, 폴리프로필렌 23중량%, 고점도 파라핀 오일 5중량%, 퍼옥사이드 가교제 1.0중량%, 산화방지제 0.5중량%, 무기필러 5중량%, 및 기타첨가제 0.5중량%로 이루어진다.
실시예 1은 TPV 56.5중량%, 폴리프로필렌 22.5중량%, 고점도 파라핀 오일 9.5중량%, 니켈합금 4중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.8중량%, 산화방지제 0.4중량%, 무기필러 6중량%, 및 기타첨가제 0.3중량%로 이루어지고, 실시예 2는 TPV 53중량%, 폴리프로필렌 22.5중량%, 니켈합금 8중량%, 고점도 파라핀 오일 8.6중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.9중량%, 산화방지제 0.5중량%, 무기필러 6중량%, 및 기타첨가제 0.5중량%로 이루어진다.
시험 1) 비교예 1 ~ 3 및 실시예 1 ~ 2의 제품물성 평가
상기 실시에서 제조한 비교예 1 ~ 3 및 실시예 1 ~ 2의 웨더스트립(weather stip)의 외측부재(110)에 대한 기본 물성, 내열 물성, 부식성, 내마모성, 성형성 및 내후성을 평가하였다.
구체적으로 내열 물성은 120℃에서 70시간 경과 후의 물성을 측정하였다. 또한 내마모성은 내후성 성능도 포함하는 것으로 해석되어야 하며, 이러한 내마모성은 오존 농도 50pphm, 기온 40℃, 미세입자를 포함한 풍속 45m/s, 폭우 시간당 8.5mm 이상의 내리는 비 조건에서 100시간 경과 후 외면의 벗김이나 크랙 유무를 통한 내후성 성능을 확인하였다. 결과는 매우 좋음(◎), 좋음(○), 보통(△), 좋지 않음(×)으로 평가하였다. 또한 내구성 평가는 완제품을 1,000회 마모 평가 후 제품 파열 유무를 확인하였다.
구분
 기본물성 내열물성 부식성
 내마모성(내후성)
 성형성
 내구평가
경도

 인장
강도		 파단
신율		 인열
강도		 경도
변화율
 인장
강도
변화율		 신율
변화율
비교예1 73 78 470 32 +3 -11 -15 +2 ○ ○ NG
비교예2 71 69 410 29 +2 -8 -9 +4 × × NG
비교예3 78 65 410 34 +2 -5 -8 +3 ○ × NG
실시예1 70 75 430 29 +1 -6 -10 +3 ◎ ◎ OK
실시예2 72 78 410 28 +1 -5 -9 +8 ◎ △ OK
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 2는 특히 부식성, 내마모성(내후성 성능 포함), 성형성, 및 내구성이 탁월함을 확인할 수 있다. 이는 본원 발명의 제1 주물의 조성물에 니켈합금이 함유된 요인으로 파악할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 외장 범퍼용 웨더 스트립 제조방법을 통하여 제조된 웨더 스트립은 상기 표 1에 기재된 내용에서도 알 수 있듯이, 주물 1, 2, 3의 조성물을 사출공정에 적용시킴에 따라, 웨더 스트립에 대한 부식성, 내마모성(내후성 성능 포함), 성형성, 및 내구성의 우수함뿐만 아니라, 제조공정의 획기적인 축소로 인한 소요 시간 및 비용의 절감으로 생산성 확대와 수익성을 기대할 수 있으며, 웨더 스트립 성형품의 불량률을 현저히 낮출 수 있다.
웨더 스트립(100)
외측부재(110) 내측부재(120)
클립(130)

Claims (6)

  1. 사출기의 사출공정을 통하여 웨더 스트립이 제조되고,
    상기 웨더 스트립은 경질로 이루어지며, 내부에 중공 형상을 갖도록 곡면으로 형성되고, 일측편으로 연장되는 블레이드를 갖는 외측부재;
    연질로 이루어지며, 상기 외측부재로부터 연장되어 상기 중공 형상이 완성되게 곡면으로 형성된 내측부재; 및
    상기 내측부재로부터 연장되며, 삽입되어 걸림 가능한 구조로 체결될 수 있게 단턱과 팽이 형태의 조합으로 형성된 클립;을 포함하며,
    상기 외측부재와 내측부재 및 클립은 상호 간에 합체되어 일체형으로 제조되고,
    상기 외측부재에 해당되는 제1 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized), 폴리프로필렌, 고점도 파라핀 오일, 니켈합금, 무기 필러, 퍼옥사이드 가교제, 산화방지제, 및 기타 첨가제를 함유하는 조성물로 이루어지고,
    상기 내측부재에 해당되는 제2 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized), 폴리프로필렌, 고점도 파라핀 오일, 니켈합금, 무기 필러, 퍼옥사이드 가교제, 산화방지제, 및 기타 첨가제를 함유하는 조성물로 이루어지며,
    상기 클립에 해당되는 제3 주물의 조성물은 탄소섬유 및 티타늄을 함유하는 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외장 범퍼용 웨더 스트립의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외측부재에 해당되는 제1 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized) 50~60 중량%, 폴리프로필렌 20~25중량%, 고점도 파라핀 오일 5~10%, 니켈합금 4~8%, 무기 필러 3~6중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.7~0.9중량%, 산화방지제 0.3~0.5중량%, 및 기타 첨가제 0.3~0.5중량%를 함유하는 조성물로 이루어지고;
    상기 내측부재(120)에 해당되는 제2 주물의 조성물은 TPV(Thermoplastic Rubber Vulcanized) 55~65 중량%, 폴리프로필렌 15~20중량%, 고점도 파라핀 오일 5~10%, 니켈합금 4~8%, 무기 필러 3~6중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.7~0.9중량%, 산화방지제 0.3~0.5중량%, 및 기타 첨가제 0.3~0.5중량%를 함유하는 조성물로 이루어지며,
    상기 클립에 해당되는 제3 주물의 조성물은 탄소섬유 65~70중량% 및 티타늄 30~35중량%를 함유하는 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외장 범퍼용 웨더 스트립의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 니켈합금은 73~75중량%의 니켈을 주체로 하여 15~17중량%의 크로뮴, 6~7중량%의 철, 2.5~3.5중량%의 티타늄, 0.7~ 1중량%의 알루미늄, 망가니즈, 및 규소를 첨가한 함량을 준수하는 내열합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외장 범퍼용 웨더스트립의 제조방법.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 의해 제조된 외장 범퍼용 웨더 스트립.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 웨더 스트립의 외측부재는 그 외부 표면에 엠보가 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 외장 범퍼용 웨더 스트립.
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