KR102065011B1

KR102065011B1 - 전도성 차량 부품 사출성형 장치 및 이에 의한 전도성 차량 부품

Info

Publication number: KR102065011B1
Application number: KR1020180123520A
Authority: KR
Inventors: 박재민
Original assignee: 주식회사 서연이화
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2020-01-10

Abstract

전도성 차량 부품 사출성형 장치 및 이에 의한 전도성 차량 부품이 개시된다. 본 발명의 일 구체예에 따른 사출성형 장치는 제1 캐비티에 제1 극성을 유도시키는 제1 극성유도부가 마련되는 상부 금형; 및 상부 금형과 형합되는 것으로, 제2 캐비티에 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 유도시키는 제2 극성유도부가 마련되는 하부 금형을 포함하고, 상부 금형 및 하부 금형에 의해 형성되는 성형 공간에는 전도성 필러를 포함하는 용융수지가 사출되어 충진되고, 기 설정에 따라 제1 극성유도부 및 제2 극성유도부 중 1 이상이 구동됨으로써 표면이 대전된 사출성형품이 취출될 수 있다.

Description

전도성 차량 부품 사출성형 장치 및 이에 의한 전도성 차량 부품{INJECTION MOLDING MACHINE FOR CONDUCTIVE AUTOMOTIVE PARTS}

본 발명은 차량 부품을 사출성형함에 있어 부품 표면을 대전시키는 사출성형 장치 및 이에의해 제조되는 전도성 차량 부품에 관한 것이다.

차량에 대한 수요자들의 니즈가 경량화(연비 향상 관련), 다양한 디자인 구현, 탑승감 등에 대한 비중이 점차 커지는 시대에서 차량의 각종 부품들을 플라스틱 소재로 대체하기 위한 연구개발이 많이 이루어지고 있다.

관련하여 플라스틱 소재로 형성되는 차량 부품의 표면에 도전성을 부여하여야 하는 경우가 있는데(전도성 차량 부품), 기존에는 플라스틱 소재로 차량 부품을 형성한 후에 부품 표면에 전도성 코팅을 하는 방법이 많이 이용되어 왔다. 그러나 이러한 방식은 생산시간이 많이 걸릴 뿐더러 생산비용이 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 표면이 대전된 사출성형품을 제조할 수 있는 사출성형 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 캐비티에 제1 극성을 유도시키는 제1 극성유도부가 마련되는 상부 금형; 및 상부 금형과 형합되는 것으로, 제2 캐비티에 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 유도시키는 제2 극성유도부가 마련되는 하부 금형을 포함하고, 상부 금형 및 하부 금형에 의해 형성되는 성형 공간에는 전도성 필러를 포함하는 용융수지가 사출되어 충진되고, 기 설정에 따라 제1 극성유도부 및 제2 극성유도부 중 1 이상이 구동됨으로써 표면이 대전된 사출성형품이 취출되는 사출성형 장치가 제공될 수 있다.

이 때, 상기 용융수지는 고분자 재료, 전도성 필러, 전도성 첨가제 및 분산제를 포함할 수 있고, 상기 전도성 필러는 탄소계 필러일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 사출성형 장치에 의해 제조되는 전도성 차량 부품이고, 전도성 차량 부품은 인접 배치되는 제1 차량 부품과 제2 차량 부품을 포함하고, 제1 차량 부품과 제2 차량 부품의 상호 마주보는 표면은 상기 사출성형 장치에 의해 서로 동일한 극성으로 대전되는 전도성 차량 부품이 제공될 수 있다.

또한, 상기 사출성형 장치에 의해 제조되는 전도성 차량 부품이고, 전도성 차량 부품은 상호 결합하는 제1 차량 부품과 제2 차량 부품을 포함하고, 제1 차량 부품과 제2 차량 부품의 결합면은 상기 사출성형 장치에 의해 서로 다른 극성으로 대전되는 전도성 차량 부품이 제공될 수 있다.

본 발명의 구체예들에 따른 사출성형 장치에서는 상부 금형의 캐비티와 하부 금형의 캐비티에 각각 극성유도부를 마련하고, 기 설정된 내용에 따라 극성유도부들을 구동시켜 표면이 대전된 사출성형품을 제조할 수 있다. 이에 따라 제조된 전도성 차량 부품은 상호 마주보는 표면이 동일한 극성으로 대전됨으로써 부품 간 간격을 유지하기 용이하거나, 또는 결합면이 상이한 극성으로 대전됨으로써 부품 간 결합성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 사출성형 장치에서 상부 금형 및 하부 금형을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 사출성형 장치에서 용융수지가 사출되어 성형공간에 충진된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 구체예들에 따른 사출성형 장치를 통해 제조된 전도성 차량 부품의 활용 예시를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 각 부재의 두께나 크기 등은 설명의 편의 등을 위해 과장, 생략, 개략적으로 도시될 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 위치관계나 방향은 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 첨부된 도면을 기준으로 한다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 공간에 대한 설명이나 위치관계에 대한 설명은 본 발명을 이루는 구성요소들 간의 상대적인 위치를 의미한다. 또한 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이의 공간에는 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 하나의 구성요소의 "상부에" 또는 "위에" 다른 구성요소가 위치함을 언급하는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 사출성형 장치(100)에서 상부 금형(110) 및 하부 금형(120)을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 사출성형 장치(100)는 상부 금형(110)과 하부 금형(120)을 포함한다. 도 1에 도시되지는 않았으나 사출성형 장치(100)는 펠릿이 투입되는 호퍼, 호퍼로부터 투입된 펠릿을 용융시켜 용융수지를 형성하여 이송시키는 인젝터, 인젝터의 선단에 설치되어 용융수지를 사출하는 노즐 등 일반적인 사출성형 장치에서 구비되는 구성요소들을 더 포함할 수 있다. 다만 본 발명의 구체예들에 따른 사출성형 장치(100)는 상부 금형(110) 및 하부 금형(120)의 세부 구성에서 종래 사출성형 장치와 차이를 보이는 바, 이하에서는 이에 대해 설명하도록 한다.

상부 금형(110)과 하부 금형(120)은 형합되고, 이 때 상부 금형(110)과 하부 금형(120) 사이에 성형 공간이 형성된다. 상기 성형 공간은 성형하고자 하는 부품의 외관에 상응하도록 형성된다. 상부 금형(110)에는 노즐로부터 사출된 용융수지가 투입되기 위한 투입구(112)가 형성된다.

상부 금형(110)에는 제1 캐비티(미표기)가 형성되고, 하부 금형(120)에는 제2 캐비티가 형성된다. 금형이 닫혔을 때, 제1 캐비티 및 제2 캐비티는 성형 공간을 형성한다. 또한 도면에 도시되지는 않았으나 상부 금형(110) 또는 하부 금형(120)에는 캐비티와 연통되는 가스(공기나 질소) 급기, 배기통로가 형성될 수 있다.

한편 제1 캐비티에는 제1 극성을 유도시키는 제1 극성유도부(111)가 마련되고, 제2 캐비티에는 제2 극성을 유도시키는 제2 극성유도부(121)가 마련된다. 여기에서 제1 극성과 제2 극성은 서로 반대되는 성질을 갖는다. 예컨대 제1 극성이 (+) 극성인 경우 제2 극성은 (-) 극성이고, 제1 극성이 (-) 극성인 경우 제2 극성은 (+) 극성일 수 있다. 제1,2 극성유도부(111,121)는 제1,2 극성을 유도시키는 것으로, 극성을 유도시킬 수 있으면 되고 특정 장치 구성으로 한정되는 것은 아니다.

일 구체예에 있어서, 제1,2 극성유도부(111,121)는 금속 소재로 형성되는 하우징과, 하우징 내부에 배치되는 복수의 단자들을 포함할 수 있다. 이 때 단자들은 구동전원을 공급하는 전원공급장치에 연결될 수 있다. 그리고 제1 극성유도부(111)는 전원공급장치로부터 제1 극성을 갖는 제1 전원이 인가되고(예컨대 (+) 극성), 제2 극성유도부(121)는 전원공급장치로부터 제2 극성을 갖는 제2 전원이 인가될 수 있다(예컨대 (-) 극성).

다른 구체예에 있어서, 제1,2 극성유도부(111,121)는 도체로 된 플레이트와, 플레이트를 대전시키기 위한 양극 이온발생기 또는 음극 이온발생기를 포함하고, 이온발생기들을 이용하여 플레이트를 대전시킴으로써 플레이트를 양전하 또는 음전하로 대전시킬 수 있다. 그 외에도 제1,2 극성유도부(111,121)는 서로 반대되는 극성으로 유도될 수 있는 다양한 구성으로 형성될 수 있을 것이다.

한편 상술하였듯이 상부 금형(110)에는 사출된 용융수지가 투입되기 위한 투입구(112)가 마련되는 바, 제1 극성유도부(111)는 2개의 구역으로 분할되어 형성될 수 있다. 예컨대 도 1에 도시된 것처럼 투입구(112)를 기준으로 좌측 구역과 우측 구역에 제1 극성유도부(111)가 각각 배치될 수 있다. 물론 2개의 제1 극성유도부(111)가 하나의 제어신호를 통해 통합 구동될 수 있다. 또한 각각의 제1 극성유도부(111)와 투입구(112) 사이에는 절연부(113)가 배치될 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 것처럼 투입구(112)의 좌측에 배치된 제1 극성유도부(111)와 투입구(112) 사이에 절연부(113)가 배치되고, 투입구(112)의 우측에 배치된 제1 극성유도부(111)와 투입구(112) 사이에 절연부(113)가 배치될 수 있다. 절연부(113)는 제1 극성유도부(111)가 제1 극성으로 유도될 때 투입구(112) 내를 흐르는 용융수지에 영향을 주지 않기 위해 형성된다. 이러한 절연부(113)는 알루미나나 실리카 등으로 형성될 수 있다. 반면 하부 금형(120)에는 상부 금형(110)과 같이 투입구(112)가 마련되어 있지 않으므로 제2 극성유도부(121)는 분할되어 형성되지 않아도 무방하며, 물론 제1 극성유도부(111)처럼 분할되어 형성될 수도 있다.

도 2는 도 1의 사출성형 장치(100)에서 용융수지(1)가 사출되어 성형공간에 충진된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 용융수지(1)는 고분자 재료, 전도성 필러, 전도성 첨가제 및 분산제를 포함할 수 있다. 고분자 재료는 폴리카보네이트, 폴리페닐설파이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리비닐부티랄, 폴리에테르케톤 등 중에서 1 이상 선택될 수 있다. 전도성 필러는 탄소계 필러일 수 있다. 탄소계 필러의 예로는 탄소 섬유, 그라파이트, 그래핀, 탄소나노리본, 탄소양자점, 카바이드 유도 탄소 등이 있다. 전도성 첨가제는 은, 금, 백금, 구리 등의 금속 분말 중에서 1 이상 선택되거나, 산화주석, 산화인듐, 산화인듐주석 등과 같은 합금 분말 중에서 1 이상 선택될 수 있다. 분산제는 우레탄계, 아크릴계, 인계, 유기산염계 및 무기산염계 등 통상적으로 사용되는 분산제 중에서 1 이상 선택될 수 있다. 이들 소재들은 펠릿 형태로 제조된 뒤에 사출성형 장치(100)의 호퍼에 투입되고 용융 및 이송되면서 용융수지(1)를 형성할 수 있다. 한편, 용융수지(1)를 이루는 고분자 재료, 전도성 필러, 전도성 첨가제 및 분산제 등의 첨가량은 성형하고자 하는 부품에서 요구되는 물성을 갖출 수 있도록 다양하게 변형될 수 있다. 다만 성형된 부품의 표면이 대전될 수 있을 정도의 전도성 필러, 첨가제 등이 함유되어야 할 것이다.

형성된 용융수지(1)는 노즐로부터 사출되어 상부 금형(110)에 형성된 투입구(112)를 통해 상부 금형(110) 및 하부 금형(120) 사이에 형성되는 성형 공간에 투입된다. 이 때 상부 금형(110)의 제1 극성유도부(111)가 제1 극성으로 유도되고, 하부 금형(120)의 제2 극성유도부(121)가 제2 극성으로 유도될 수 있다. 그리고 제1,2 극성유도부(111,121)의 극성 유도에 따라 용융수지(1) 내의 전도성 입자들이 방향성을 가지도록 배열될 수 있다. 예를 들어 도 2에서와 같이 제1 극성유도부(111)가 (+) 극성으로 유도되고 제2 극성유도부(121)가 (-) 극성으로 유도되는 경우, 성형공간을 채우는 용융수지(1) 내의 전도성 입자들은 제1,2 극성유도부(111,121)로 인해 방향성을 가지도록 배열된다. 그 결과 용융수지(1)의 상부측은 제1 극성유도부(111)와 반대되는 극성인 (-)극성으로 유도되고, 용융수지(1)의 하부측은 제2 극성유도부(121)와 반대되는 극성인 (+) 극성으로 유도될 수 있다.

이후 용융수지(1)가 냉각되면 성형공간에 상응하는 외형을 갖는 부품이 형성되는데, 이 때 상기 부품의 표면은 제1,2 극성유도부(111,121)에서 유도된 극성에 따라 대전된 상태가 된다. 이후 사출성형품을 취출하면 표면이 대전된 전도성 부품이 제조될 수 있다.

도 3은 본 발명의 구체예들에 따른 사출성형 장치(100)를 통해 제조된 전도성 차량 부품의 활용 예시를 나타내는 도면이다. 본 발명의 구체예들에 따른 사출성형 장치(100)를 통해 제조되는 전도성 차량 부품은 다음과 같이 활용될 수 있다.

먼저 도 3a를 참고하면, 일 구체예에 있어서 전도성 차량 부품은 인접 배치되는 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20)을 포함할 수 있다. 이 때 제1 차량 부품(10)의 하부는 (+) 극성으로 대전되고, 제2 차량 부품(20)의 상부 역시 (+) 극성으로 대전될 수 있다. 즉 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20)의 상호 마주보는 표면은 사출성형 장치(100)에 의해 서로 동일한 극성으로 대전될 수 있다. 예를 들어 제1 차량 부품(10)을 성형할 때에는 제1 극성유도부(111)를 (+) 극성으로 유도시키고, 제2 극성유도부(121)를 (-) 극성으로 유도시키면 될 것이다. 마찬가지로 제2 차량 부품(20)을 성형할 때에는 제1 극성유도부(111)를 (-) 극성으로 유도시키고, 제2 극성유도부(121)를 (+) 극성으로 유도시키면 될 것이다. 이렇게 형성된 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20)을 인접 배치하면, 제1 차량 부품(10)의 하부와 제2 차량 부품(20)의 상부가 서로 동일한 극성으로 대전되어 있으므로 척력에 의해 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20) 사이의 간격(도 3에서 g로 표기함)은 일정하게 유지될 수 있다. 최근 자동차 BSR(Buzz, Squeak, Rattle) 소음을 줄이는 것이 하나의 큰 기술 수요로 자리매김하고 있으며, 이러한 자동차 진동 소음은 인접한 부품의 충돌 또는 마찰에 의해 발생하는 경우가 많다. 그러나 본 발명에서와 같이 인접 배치되는 차량 부품들의 상호 마주보는 표면을 서로 동일한 극서응로 대전시키는 경우에는, 양 부품들 사이에 간격이 일정하게 유지될 수 있으므로 자동차 진동 소음을 줄일 수 있다.

다음으로 도 3b를 참고하면, 다른 구체예에 있어서 전도성 차량 부품은 상호 결합되는 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20)을 포함할 수 있다. 이 때 제1 차량 부품(10)의 하부는 (+) 극성으로 대전되고, 제2 차량 부품(20)의 상부는 반대로 (-) 극성으로 대전될 수 있다. 즉 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20)의 상호 마주보는 표면은 사출성형 장치(100)에 의해 서로 다른 극성으로 대전될 수 있다. 예를 들어 제1 차량 부품(10)을 성형할 때에는 제1 극성유도부(111)를 (+) 극성으로 유도시키고, 제2 극성유도부(121)를 (-) 극성으로 유도시키면 될 것이다. 마찬가지로 제2 차량 부품(20)을 성형할 때에도 제1 극성유도부(111)를 (+) 극성으로 유도시키고, 제2 극성유도부(121)를 (-) 극성으로 유도시키면 될 것이다. 이렇게 형성된 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20)을 상호 결합시키면, 제1 차량 부품(10)의 하부와 제2 차량 부품(20)의 상부가 서로 다른 극성으로 대전되어 있으므로 인력에 의해 제1 차량 부품(10)과 제2 차량 부품(20)의 결합성이 보다 높아질 수 있다. 차량 부품들은 훼스너, 볼트 등의 통상의 결합부재를 통해 결합되는 것이 일반적이나, 이와 같이 상호 결합되는 두 부품의 결합면을 서로 다른 극성으로 유도하는 경우 결합성이 보다 높아지므로, 보다 안정적인 결합이 이루어질 수 있다.

또한 앞서 설명한 것처럼 플라스틱 소재로 형성되는 차량 부품의 표면에 도전성을 부여하여야 하는 경우가 있다. 종래에는 플라스틱 소재를 사출 성형하여 차량 부품을 먼저 형성한 후에 부품 표면에 전도성 코팅을 하는 방법이 많이 이용되어 왔으나, 본 발명에 따른 사출성형 장치(100)를 이용하는 경우 부품 성형과 동시에 표면을 대전시킬 수 있으므로 생산시간을 줄이고 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.

100: 사출성형 장치 110: 상부 금형
111: 제1 극성유도부 120: 하부 금형
121: 제2 극성유도부 10: 용융 수지

Claims

제1 캐비티에 제1 극성을 유도시키는 제1 극성유도부가 마련되는 상부 금형; 및
상부 금형과 형합되는 것으로, 제2 캐비티에 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 유도시키는 제2 극성유도부가 마련되는 하부 금형을 포함하고,
상부 금형 및 하부 금형에 의해 형성되는 성형 공간에는 전도성 필러를 포함하는 용융수지가 사출되어 충진되고, 기 설정에 따라 제1 극성유도부 및 제2 극성유도부 중 1 이상이 구동됨으로써 표면이 대전된 사출성형품이 취출되는 사출성형 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 용융수지는 고분자 재료, 전도성 필러, 전도성 첨가제 및 분산제를 포함하는 사출성형 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 전도성 필러는 탄소계 필러인 사출성형 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 사출성형 장치에 의해 제조되는 전도성 차량 부품이고,
전도성 차량 부품은 인접 배치되는 제1 차량 부품과 제2 차량 부품을 포함하고,
제1 차량 부품과 제2 차량 부품의 상호 마주보는 표면은 상기 사출성형 장치에 의해 서로 동일한 극성으로 대전되는 전도성 차량 부품.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 사출성형 장치에 의해 제조되는 전도성 차량 부품이고,
전도성 차량 부품은 상호 결합하는 제1 차량 부품과 제2 차량 부품을 포함하고,
제1 차량 부품과 제2 차량 부품의 결합면은 상기 사출성형 장치에 의해 서로 다른 극성으로 대전되는 전도성 차량 부품.