KR20020040282A - 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치 및 열융착 방법 - Google Patents

자동차용 웨더스트립의 열융착 장치 및 열융착 방법 Download PDF

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KR20020040282A
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Abstract

본 발명은 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치 및 열융착 방법에 관한 것으로, 웨더스트립 양단부의 양호한 접착력과 더불어 접착부분에서 버어가 발생되지 않도록 하기 위해서, 웨더스트립의 양단 사이에 접착용 고무판을 개재한 상태에서 소정의 온도와 압력을 가하여 열융착 방법으로 접착시키는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치 및 열융착 방법을 제공한다. 즉, 자동차용 웨더스트립의 양단을 접착시켜 주는 열융착 장치로서, 일측면으로 상기 웨더스트립의 일단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 일단부가 삽입 및 고정되는 제 1 금형과; 상기 제 1 금형의 일측면과 마주보는 면으로 상기 웨더스트립의 타단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 타단부가 삽입 및 고정되는 제 2 금형과; 상기 제 1 금형과 제 2 금형 사이의 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 부분으로 상기 웨더스트립의 단면을 포함하는 크기를 갖는 접착용 고무판을 공급하는 고무판 공급수단과; 상기 접착용 고무판을 중심으로 상기 제 1 금형과 제 2 금형을 밀착시키는 밀착수단과; 상기 제 1 금형과 제 2 금형을 소정의 온도로 예열하며, 상기 밀착 수단에 의해 상기 접착용 고무판에 밀착된 상기 웨더스트립의 양단이 상기 접착용 고무판으로 융착될 수 있도록 열을 공급하는 예열부;를 포함하며, 상기 접착용 고무판이 상기 웨더스트립의 양단면에 맞게 잘려져 상기 웨더스트립의 양단을 연결할 수 있도록, 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 상기 제 1 금형과 제 2 금형의 일측면에 상기 웨더스트립의 단면에 대응되게 돌출된 절단날이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용웨더스트립의 열융착 장치 및 상기한 열융착 장치를 이용한 열융착 방법을 제공한다.

Description

자동차용 웨더스트립의 열융착 장치 및 열융착 방법{Apparatus and method for thermo-compressing of automotive weatherstrip}
본 발명은 자동차용 웨더스트립의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 긴 관 형태의 웨더스트립의 양단부를 열융착 방식으로 접착시키는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치 및 열융착 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 차체와 도어의 실링(sealing)을 위해 사용되는 웨더스트립(weatherstrip)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스폰지(sponge)로 만들어진중공부(181)와 심금 코어(185)에 고무로 코팅된 취부부(183)를 가지며, 양단부를 접착하여 하나의 제품으로 구성한다. 도면부호 186은 접착구간을 가리킨다.
통상적으로 웨더스트립(184)의 재료로 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머(ethylene propylene diene terpolymer; EPDM) 또는 에틸렌-프로필렌 모노머(ethylene propylene Monomer; EPM) 고무가 사용된다. 한편, 이하의 설명에 있어서, 접착 공정 전의 웨더스트립과 접착 공정 후의 웨더스트립을 구분하기 위해서, 접착 공정 후의 웨더스트립을 "웨더스트립"이라 하고, 접착 공정 전의 웨더스트립은 "반제품(半製品)"이라 한다.
통상적으로, 반제품(182)의 양단부를 접착하는 방법으로 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 가류(加硫) 접착 장치(200)를 이용한 접착 방법이 활용된다. 즉, 연속 작업으로 길게 압출하여 제조된 웨더스트립 압출물 즉, 반제품(182)을 소정의 길이로 절단한 후, 접착 단면과 유사한 형상을 가진 약 3mm 두께의 접착용 고무판(190)을 수직 방향으로 하부 금형(112)의 캐버티(116) 즉, 반제품(182a, 182b)의 양단 사이에 삽입한다. 다음으로, 하부 금형(112)에 상부 금형(114)을 밀착시킨 상태에서 약 200℃에서 약 100초 정도 가류 접착한다. 그리고, 가류가 끝난 후 가류 접착 장치(200)에서 웨더스트립을 탈거한 후 접착구간에 생긴 버어(burr)를 제거함으로써, 웨더스트립의 제조 공정은 완료된다.
이때, 부가적으로 발생되는 공정은 웨더스트립의 단면과 유사한 형상을 가진 접착용 고무판을 제조하는 공정과, 웨더스트립의 양단부의 접착구간에 형성된 버어(burr)를 제거하는 공정 및 각종 코어를 삽입/제거하는 공정 등이 필요하다.
종래기술에 따른 웨더스트립의 제조 방법에 있어서, 가류 접착 공정 이후에 접착구간의 버어를 제거하는 공정을 거치지만, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제조된 웨더스트립(184)의 접착구간(186)의 외관이 깨끗하지 못하다. 따라서, 외관노출 사양에 사용될 경우 접착구간(186)을 덮을 수 있는 별도의 덮개를 사용해야 한다.
물론, 접착용 고무판 대신에 접착제를 사용할 경우 접착부분의 외관은 깨끗하게 만들 수 있는 반면에, 접착제로 접착하기 전에 프라이머(primer)로서 반제품의 양단부를 전처리하는 공정을 거쳐야 하고, 반제품의 양단부의 충분한 접착력을 유지할 수 없을 뿐만 아니라 작업성이 떨어지는 문제점을 안고 있다.
상기와 같은 문제점을 개선한 발명 예컨대, 일본공개특허공보 평3-42350호(1991.2.22)는 플러그(plug)와 순간 접착제를 이용하여 웨더스트립의 양단부를 접착하는 구성을 채택함으로써, 접착 시간 단축, 사상작업의 제거 및 외관면을 깨끗하게 유지할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 이 방식은 반복적인 압축을 받게되는 중공부에 만족할만한 접착력을 제공할 수 없고, 플러그로 인해 중공부의 압축하중이 높아지게 되고 이에 따른 누수발생 가능성이 높아 웨더스트립 내의 심금에 녹이 쓰는 문제점이 발생될 수 있다
따라서, 본 발명의 목적은 웨더스트립 양단부의 양호한 접착력과 더불어 접착구간에서 버어가 발생되지 않도록 하는 데 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 자동차용 웨더스트립의 접착 장치를 개략적으로 보여주는 사시도,
도 1b는 도 1a의 "A"부분의 확대도,
도 2는 도 1a의 접착 장치에 의해 제조된 자동차용 웨더스트립을 보여주는 사시도,
도 3은 도 1a의 접착 장치에 의해 제조된 자동차용 웨더스트립의 실물을 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치를 개략적으로 보여주는 블록도,
도 5는 도 3의 제 1 금형을 보여주는 사시도,
도 6은 자동차용 웨더스트립의 양단부가 열융착 장치의 금형에 삽입 및 고정된 상태를 보여주는 사시도,
도 7은 도 3의 열융착 장치에 의해 제조된 자동차용 웨더스트립을 보여주는 사시도,
도 8은 도 3의 열융착 장치에 의해 제조된 자동차용 웨더스트립의 실물을 보여주는 사시도,
도 9는 칼라 고무판을 보여주는 사시도,
도 10은 도 9의 칼라 고무판을 이용하여 도 3의 열융착 장치에 의해 제조된 자동차용 웨더스트립의 실물을 보여주는 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10 : 제 1 금형 20 : 제 2 금형
30 : 고무판 공급수단 40 : 밀착수단
50 : 예열부 60 : 제어부
72 : 제 1 개폐용 실린더 74 : 제 2 개폐용 실린더
82 : 반제품 84 : 웨더스트립
91 : 칼라 고무판 92 : 접착용 고무판
94 : 잔류물 100 : 열융착 장치
상기 목적을 달성하기 위하여, 자동차용 웨더스트립의 양단을 접착시켜 주는 열융착 장치로서, 일측면으로 상기 웨더스트립의 일단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 일단부가 삽입 및 고정되는 제 1 금형과; 상기 제 1 금형의 일측면과 마주보는 면으로 상기 웨더스트립의 타단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 타단부가 삽입 및 고정되는 제 2 금형과; 상기 제 1 금형과 제 2 금형 사이의 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 부분으로 상기 웨더스트립의 단면을 포함하는 크기를 갖는 접착용 고무판을 공급하는 고무판 공급수단과; 상기 접착용 고무판을 중심으로 상기 제 1 금형과 제 2 금형을 밀착시키는 밀착수단과; 상기 제 1 금형과 제 2 금형을 소정의 온도로 예열하며, 상기 밀착 수단에 의해 상기 접착용 고무판에 밀착된 상기 웨더스트립의 양단이 상기 접착용 고무판으로 융착될 수 있도록 열을 공급하는 예열부;를 포함하며,
상기 접착용 고무판이 상기 웨더스트립의 양단면에 맞게 잘려져 상기 웨더스트립의 양단을 연결할 수 있도록, 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 상기 제 1 금형과 제 2 금형의 일측면에 상기 웨더스트립의 단면에 대응되게 돌출된 절단날이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 제 1 금형은 제 1 하부 금형과, 제 1 상부 금형으로 구성되며, 제 1 하부 금형과 제 1 상부 금형이 마주보는 면의 안쪽으로 상기 웨더스트립의 형상에 맞게 캐버티가 형성되어 있다. 캐버티 안으로 웨더스트립을 삽입하고, 삽입된 웨더스트립을 고정할 수 있도록 제 1 하부 금형에 대하여 제 1 상부 금형을상하로 이동시키는 제 1 개폐수단을 포함한다.
본 발명에 따른 제 2 금형은 제 2 하부 금형과, 제 2 상부 금형으로 구성되며, 제 2 하부 금형과 제 2 상부 금형이 마주보는 면의 안쪽으로 상기 웨더스트립의 형상에 맞게 캐버티가 형성되어 있다. 캐버티 안으로 웨더스트립을 삽입하고, 삽입된 웨더스트립을 고정할 수 있도록 제 2 하부 금형에 대하여 제 2 상부 금형을 상하로 이동시키는 제 2 개폐수단을 포함한다.
본 발명에 따른 제 1 금형과 제 2 금형에는 서로 대응되게 소정의 간격을 두고 복수개의 캐버티가 형성되어 있다.
본 발명에 따른 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 설치되며, 제 1 금형과 제 2 금형의 마주보는 면으로 웨더스트립의 양단이 동일한 길이로 삽입되도록 안내하는 스토퍼를 더 포함한다.
그리고, 제 1 금형과 제 2 금형의 마주보는 일측면에 대하여 서로 대응되며 돌출되게 형성된 상기 절단날은, 웨더스트립의 단면에 대응되게 돌출된 제 1 절단날과, 제 1 절단날에 의해 접착용 고무판이 웨더스트립의 양단면에 맞게 잘려진 후 남은 접착용 고무판을 제거할 수 있도록, 제 1 절단날의 일측과 연결되며 접착용 고무판 보다는 길게 형성된 제 2 절단날;을 포함한다.
본 발명은 또한 전술된 열융착 장치를 이용한 열융착으로 웨더스트립을 접착하는 방법을 제공한다. 즉, (a) 소정의 길이를 갖는 긴 관 형태의 웨더스트립을 준비하는 단계와; (b) 상기 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형의 마주보는 면으로 상기 웨더스트립의 양단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 양단부를 상기 제1 하부 금형과 제 2 하부 금형에 삽입하는 단계와; (c) 상기 제 1 상부 금형과 제 2 상부 금형이 하강하여 각기 상기 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형에 맞물려 상기 웨더스트립의 양단부를 고정하는 단계와; (d) 상기 제 1 금형과 제 2 금형 사이의 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 부분으로 상기 웨더스트립의 단면을 포함하는 크기를 갖는 접착용 고무판을 공급하는 단계와; (e) 상기 접착용 고무판을 중심으로 상기 제 1 금형과 제 2 금형을 밀착시켜, 상기 웨더스트립의 양단을 상기 접착용 고무판으로 열융착시키는 단계;를 포함하며,
상기 접착용 고무판이 상기 웨더스트립의 양단면에 맞게 잘려져 상기 웨더스트립의 양단을 연결할 수 있도록, 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 상기 제 1 금형과 제 2 금형의 일측면에 상기 웨더스트립의 단면에 대응되게 돌출된 절단날이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 열융착 방법에 있어서, 제 1 금형과 제 2 금형은 약 180℃로 예열된다.
본 발명에 따른 (b) 단계는, (b1) 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형 사이에 설치된 스토퍼의 양측면에 밀착되도록 웨더스트립의 양단부를 삽입하는 단계와; (b2) 스토퍼를 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형 사이에서 분리하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 (e) 단계는, 접착용 고무판을 중심으로 제 1 금형과 제 2 금형이 각각 약 1,356N의 힘으로 밀착되며, 약 100초 동안 진행된다.
그리고, 제공되는 접착용 고무판은 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머 재질로, 1 내지 1.2mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 웨더스트립은 취부부와 중공부로 이루어지며, 접착용 고무판은 취부부에 대응되는 색상을 갖는 부분과, 중공부에 대응되는 색상을 갖는 부분이 접합된 형태를 가질 수도 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치(100)를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 5는 도 4의 제 1 금형(10)을 보여주는 사시도이다. 그리고, 도 6은 반제품(82)의 양단부가 열융착 장치의 금형(10, 20)에 삽입 및 고정된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치(100)는 제 1 금형(10), 제 2 금형(20), 스토퍼(76), 접착용 고무판 공급수단(30), 밀착수단(40), 예열부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.
제 1 금형(10)은 제 2 금형(20)과 마주보는 일측면(13)으로 반제품(82a)의 일단이 노출될 수 있도록 삽입된 반제품(82a)의 일단부를 고정하는 수단으로서, 제 1 하부 금형(12)과 제 1 상부 금형(14)으로 구성된다. 제 1 하부 금형(12)과 제 1 상부 금형(14)이 서로 마주보는 면(13, 23)의 안쪽으로 반제품(82a)이 삽입될 수 있도록 반제품(82a)의 형상에 맞게 캐버티(도 4의 16; cavity)가 형성되어 있다. 또한, 캐버티(16) 안으로 반제품(82a)을 삽입하고, 삽입된 반제품(82a)을 고정할 수 있도록 제 1 하부 금형(12)에 대하여 제 1 상부 금형(14)을 상하로 이동시키는제 1 개폐용 실린더(72)가 제 1 상부 금형(14)에 체결되어 있다.
제 2 금형(20)은 제 1 금형(10)과 마주보는 일측면(23)으로 반제품(82b)의 타단이 노출될 수 있도록 삽입된 반제품(82b)의 타단부를 고정하는 수단으로서, 제 2 하부 금형(22)과 제 2 상부 금형(24)으로 구성된다. 제 2 하부 금형(22)과 제 2 상부 금형(24)이 서로 마주보는 면(13, 23)의 안쪽으로 반제품(82b)이 삽입될 수 있도록 반제품(82b)의 형상에 맞게 캐버티가 형성되어 있다. 또한, 캐버티 안으로 반제품(82b)을 삽입하고, 삽입된 반제품(82b)을 고정할 수 있도록 제 2 하부 금형(22)에 대하여 제 2 상부 금형(24)을 상하로 이동시키는 제 2 개폐용 실린더(74)가 제 2 상부 금형(24)에 체결되어 있다.
스토퍼(76)는 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)에 반제품(82)의 양단을 삽입할 때, 반제품(82)의 삽입정도를 동일하게 유지시키는 수단으로서, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20) 사이에 설치되며, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)에 마주보는 양측면은 적어도 캐버티(16)보다는 큰 면적을 갖는다. 스토퍼(76)는 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)의 캐버티(16)가 있는 지점을 최고점으로 상하로 왕복운동한다. 즉, 반제품(82a)의 일단은 제 1 금형(10)을 통하여 스토퍼(76)의 일측면에 밀착되고, 반제품(82b)의 타단은 제 2 금형(20)을 스토퍼(76)의 일측면에 반대되는 타측면에 밀착됨으로써, 길이 조정이 이루어진다. 반제품(82)에 대한 길이 조정이 완료되면, 스토퍼(76)는 다음 공정 예컨대, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)이 서로 맞물리는 공정을 진행할 수 있도록 아래로 하강한다.
고무판 공급수단(30)은 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20) 사이의 반제품(82)의양단이 노출된 부분으로 반제품(82)의 단면을 포함하는 크기를 갖는 접착용 고무판(92)을 공급한다. 고무판 공급수단(30)은 예컨대, 접착용 고무판(92)을 공급할 수 있는 기계적 장치를 사용하는 것이 바람직하지만, 작업자가 직접 접착용 고무판(92)을 공급할 수도 있다.
밀착수단(40)은 고무판 공급수단(30)에 의해 공급된 접착용 고무판(92)을 중심으로 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)을 서로 밀착시키는 수단으로서, 제 1 금형(10)을 좌우로 이동시키는 제 1 밀착용 실린더(42)와, 제 2 금형(20)을 좌우로 이동시키는 제 2 밀착용 실린더(44)로 구성된다.
예열부(50)는 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)을 소정의 온도 예컨대, 약 180℃로 예열하며, 밀착수단(40)에 의해 접착용 고무판(92)에 밀착된 반제품(82)의 양단이 접착용 고무판(92)으로 열융착될 수 있도록 열을 공급한다.
그리고, 제어부(60)는 스토퍼(76), 고무판 공급수단(30), 밀착수단(40) 및 예열부(50)의 구동을 제어하는 부분이다.
특히, 제 1 금형(10)과 제 2 금형이 밀착되어 접착용 고무판(92)으로 열융착될 때, 버어의 발생을 억제하고, 반제품(82)의 양단을 접착시킨 이후에 접착용 고무판(92)의 나머지 부분 즉, 잔류물(94)을 효과적으로 제거하기 위해서 제 1 금형(10)과 제 2 금형의 마주보는 면(13, 23)에 절단날(18)이 형성되어 있다. 절단날(18)은 접착용 고무판(92)이 반제품(82)의 양단면에 맞게 잘려져 반제품(82)의 양단을 연결할 수 있도록, 반제품(82)의 양단이 노출된 제 1 금형(10)과 제 2 금형의 일측면(13, 23)에 반제품(82)의 단면에 대응되게 돌출된 제 1 절단날(15)과, 제1 절단날(15)에 의해 접착용 고무판(92)이 반제품(82)의 양단면에 맞게 잘려진 후 남은 잔류물(94)을 제거할 수 있도록, 제 1 절단날(15)의 일측과 연결되며 접착용 고무판(92)보다는 길게 형성된 제 2 절단날(17)을 포함한다. 즉, 제 1 절단날(15)은 제 1 금형(10)과 제 2 금형의 마주보는 쪽의 캐버티(16)의 외측면 부분이 연장 돌출된 형상을 가지며, 제 2 절단날(17)은 제 1 절단날(15)의 하단부에서 아래쪽으로 뻗어 있다. 따라서, 제 1 금형(10)과 제 2 금형이 접착용 고무판(92)을 향하여 밀착되면, 제 1 금형(10)과 제 2 금형의 제 1 절단날(15)이 맞물려 캐버티(16) 형상에 맞게 접착용 고무판(92)을 자르고 동시에 제 2 절단날(17)에 의해 고리 형상의 잔류물(94)의 일측이 잘려지게 된다. 물론, 제 1 절단날(15)에 의해 잘려진 접착용 고무판 부분(96)은 제 1 금형(10)과 제 2 금형의 캐버티(16)에 고정된 반제품(82)의 양단부에 열융착되어 접착된다. 그리고, 제 1 금형(10)과 제 2 금형이 연결된 웨더스트립에서 분리된 이후에 나머지 잔류물(94)은 제 2 절단날(17)에 의해 잘려진 부분을 통하여 웨더스트립으로부터 분리할 수 있다. 한편, 제 1 금형(10)과 제 2 금형이 동일한 구조를 갖기 때문에, 도 4는 제 1 금형(10)만을 도시하였다.
본 발명의 실시예에 따른 열융착 장치(100)를 이용하여 반제품(82)의 양단부를 접착시켜 웨더스트립(80)을 제조하는 공정을 도 4 내지 도 8을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저 소정의 길이 예컨대, 자동차의 차체와 도어의 실링에 사용될 수 있는 길이를 갖는 긴 관 형상의 웨더스트립 반제품(82)을 준비하는 단계로부터 출발한다. 예컨대, EPDM 고무를 고무 압출기로 압출한 후 200 내지 230℃의 가류조를 약 5분간 통과/가류시켜 반제품(82)을 제조한다. 다음으로 상온의 가류된 EPDM 고무 압출물 즉, 반제품(82)을 소정의 길이로 절단한다.
다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, 금형(10, 20)에 반제품(82)의 양단부를 삽입 및 고정하는 단계를 진행한다. 먼저, 제 1 상부 금형(14)과 제 2 상부 금형(24)이 제 1 하부 금형(12) 및 제 2 하부 금형(22)에서 분리된 상태에서, 반제품(82)의 양단부를 제 1 하부 금형(12)과 제 2 하부 금형(22)의 캐버티(16)에 삽입하되, 반제품(82)의 양단부가 스토퍼(76)에 밀착될 때까지 삽입한다. 다음으로, 스토퍼(76)가 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20) 아래로 하강한 다음 제 1 개폐용 실린더(72)와 제 2 개폐용 실린더(74)가 동시에 하강하여 제 1 상부 금형(14)은 제 1 하부 금형(12)에, 제 2 상부 금형(24)은 제 2 하부 금형(22)에 맞물리면서 캐버티(16) 안에 삽입된 반제품(82)의 양단부를 고정하게 된다. 물론, 반제품(82a)의 일단이 제 2 금형(20)과 마주보는 제 1 금형(10)의 일측면(13)으로 노출되고, 반제품(82b)의 타단이 제 1 금형(10)과 마주보는 제 2 금형(20)의 일측면으로 노출될 수 있도록 삽입/고정된다.
다음으로 접착용 고무판(92)을 공급하는 단계가 진행된다. 즉, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20) 사이의 반제품(82)의 양단이 노출된 부분으로 접착용 고무판(92)이 공급된다. 이때, 접착용 고무판(92)은 적어도 반제품(82)의 단면보다는 크며, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)의 마주보는 면(13, 23)보다는 작은 크기를 갖는다.
접착용 고무판(92)으로는 반제품(82)과 동일한 재질 예컨대, EPDM로 제조하는 것이 바람직하다. 그리고, 접착용 고무판(92)은 표1에 개시된 바와 같이 1 내지 1.2mm의 두께를 갖는 접착용 고무판을 사용하는 것이 바람직하다. 표1에서 압축하중의 단위는 'kgf/100mm'이다.
접착용 고무판의 두께에 관한 테스트
고무두께(mm) 실험결과
접착구간(mm) 불량율(%) 작업성 압축하중
실시예1 0.7 0.7 10 나쁨 0.695
실시예2 1 1 5 보통 0.887
실시예3 1.2 1.2 - 보통 0.848
실시예4 1.5 1.5 - 양호 1.000
실시예5 2 2 - 양호 1.525
왜냐하면, 접착용 고무판(92)의 두께가 1mm이하인 경우, 반제품(82)의 양단면의 불일치로 인해 접착용 고무판(92)이 반제품(82)의 양단면을 연결하지 못하는 불량이 다량 발생하게 된다. 그리고, 접착용 고무판(82)의 두께가 1.2mm이상인 경우, 작업성은 양호하지만 가류되어 넘치는(overflow) 양이 많아 접착구간이 길어지는 불량이 발생된다. 따라서, 접착용 고무판(92)의 두께는 1 내지 1.2mm로 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 통상적으로 접착용 고무판은 검정색을 띠기 때문에, 웨더스트립 전체가 검은색일 경우에는 외관상 문제가 없다. 하지만, 도 8에 도시된 바와 같이 중공부와 취부부의 색상이 다른 웨더스트립에 검정색을 갖는 고무판을 사용할 경우 접착구간이 이색을 띠기 때문에, 외관노출 사양에 적용하는 것이 바람직하지 않다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 중공부와 취부부에 해당되는 색을 갖는 접착용고무판(91; 이하, '칼라 고무판'이라 한다)을 사용할 경우, 상기와 같은 문제는 해결할 수 있다. 즉, 칼라 고무판(91)은 중공부에 대응되는 색상을 갖는 부분(93)과, 취부부에 대응되는 색상을 갖는 부분(95)이 접합된 형태를 갖는다. 도 10에 도시된 웨더스트립은 칼라 고무판(91)을 활용하여 제조된 것으로, 접착구간이 중공부와 취부부와 동일한 색상을 갖고 있어 외관이 깔끔하다. 한편, 도 9에서 해칭처리된 부분이 취부부와 동일한 색상을 갖는 부분(95)으로서, 중공부에 대응되는 색상을 갖는 부분(93)과 구분하기 위해서 해칭처리하였으며, 점선으로 도시된 부분은 금형의 절단날에 의해 잘려져 반제품의 양단부에 접착될 부분을 가리킨다.
마지막으로 열융착시키는 단계를 진행함으로써, 반제품(82)의 양단부를 접착시켜 웨더스트립(80)을 제조하는 공정이 완료된다. 즉, 제 1 밀착용 실린더(42)에 의해 제 1 금형(10)은 제 2 금형(20)쪽으로 이동하고, 제 2 금형(20)은 제 2 밀착용 실린더(44)에 의해 제 1 금형(10)쪽으로 이동하여 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20) 사이에 개재된 접착용 고무판(92)에 밀착되어, 반제품(82)의 양단이 열융착된 접착용 고무판(92)에 의해 접착된다. 이때, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)에 형성된 제 1 절단날(15)이 서로 맞물려 반제품(82)의 단면부의 형상에 맞게 접착용 고무판(92)을 잘라 반제품(82)의 양단을 연결한다. 그리고, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)의 제 1 절단날(15)이 서로 맞물리기 때문에, 제 1 절단날(15) 안쪽에서 열융착되는 제 1 접착용 고무판(96)과 그 외측의 잔류물(94)이 분리되어 접착용 고무판(92)이 열융착되면서 발생될 수 있는 버어의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제 2 절단날(17)에 의해 제 1 절단날(15) 외측의 잔류물(94)의 일측이 잘려지기 때문에, 열융착 공정 이후에 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)이 분리된 이후에 잔류물(94)을 용이하게 제거할 수 있다.
열융착 공정은 표 2에 개시된 바와 같이, 작업성과 생산성을 고려하여 금형(10, 20)온도 약 180℃에서, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)이 각기 1,356N의 힘으로 밀착되면서 약 100초 정도 진행하는 것이 바람직하다.
작업조건에 관한 테스트
가교온도(℃) 비고
실시예1 160 미가류 및 가교시간이 길어짐(2분이상)
실시예2 170 미가류 및 가교시간이 길어짐(2분이상)
실시예3 180 접착력 우수 및 가교시간 100초이내
실시예4 190 급가류로 인한 접착력 저하
실시예5 200 급가류로 인한 접착력 저하
다음으로 웨더스트립(도 7의 80)을 분리하는 단계가 진행된다. 먼저, 제 1 개폐용 실린더(72)가 구동하여 제 1 상부 금형(14)을 제 1 하부 금형(12)에서 분리하고 동시에 제 2 개폐용 실린더(74)가 구동하여 제 2 상부 금형(24)을 제 2 하부 금형(22)에서 분리한다. 다음으로, 제 1 및 제 2 하부 금형(10, 20)에서 웨더스트립을 분리하는 단계가 진행된다. 마지막으로, 제 1 밀착용 실린더(42)가 구동하여 제 1 하부 금형(12)은 원래의 위치로 복원시키고 동시에 제 2 밀착용 실린더(44)가 구동하여 제 2 하부 금형(22)도 원래의 위치로 복원시킨다. 그리고, 다음 공정을 진행하기 위해서 스토퍼(76)는 상승하여 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20) 사이로 이동한다. 한편, 제 1 하부 금형(12)과 제 2 하부 금형(22)이 양쪽으로 이동한 이후에 잔류물(92)을 제거한다.
상기한 제조 공정에 의해 제조된 웨더스트립(80)이 도 7, 도 8 및 도 10에 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 웨더스트립은 가교된 발포성 EPDM 재질로 제조된 중공부(81)와, 심금 코어(85)에 가교된 비발포성 EPDM으로 코팅한 취부부(83)를 포함하며, 도면부호 86은 반제품의 양단이 접착된 부분을 가리킨다. 특히, 접착구간(86)이 1mm 정도로 짧으며, 버어가 없이 깨끗함을 알 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 하나의 웨더스트립만을 제조할 수 있는 열융착 장치가 개시되어 있지만, 복수개의 웨더스트립을 제조할 수 있도록 캐버티가 형성된 금형을 갖는 열융착 장치를 제공하는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나는 것은 아니다. 또는, 본 발명의 실시예에서는 제 1 금형과 제 2 금형이 밀착수단에 서로 밀착되는 예가 개시되어 있지만, 제 1 금형과 제 2 금형 중에서 어느 한 금형을 고정한 상태에서 다른 한 금형만이 밀착될 수 있도록 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 구조를 따르면 반제품의 양단을 제 1 금형과 제 2 금형이 고정한 상태에서, 접착용 고무판을 중심으로 제 1 금형과 제 2 금형이 맞물리면서 반제품의 양단부와 접착용 고무판에 소정의 열과 압력을 제공하여 열융착 방법으로접착시켜 웨더스트립을 제조하기 때문에, 반제품의 양단부의 양호한 접착력을 유지하면서 접착구간을 최대한 짧게 형성할 수 있다.
즉, 표 3에 개시된 바와 같이 종래의 가류 접착 방식으로 제조된 웨더스트립보다는 본 발명에 따른 열융착 방식으로 제조된 웨더스트립의 양단부의 접착력이 더 강함을 알 수 있다.
종래와 본 발명에 따른 웨더스트립의 양단부의 접착력 테스트 결과
종래(kg/㎤) 발명((kg/㎤) 비고
실시예 1 20.6 31.6 인장 시험기를 사용하여 100mm/분의속도로 측정
실시예 2 22.5 32.3
실시예 3 33.2 31.1
평균값 25.4 31.7
그리고, 반제품의 양단을 고정하는 금형의 마주보는 면에 돌출된 절단날이 맞물리면서, 접착용 고무판을 웨더스트립의 단면의 형상에 맞게 잘라 열융착시키기 때문에, 반제품의 양단의 접착구간에서 발생될 수 있는 버어의 발생을 최소화할 수 있어 접착구간이 깔끔하다.
또한, 웨더스트립의 중공부와 취부부에 대응되는 칼라 고무판을 사용할 경우, 접착구간이 웨더스트립의 중공부와 취부부의 색상에 동일하게 형성하는 것이 가능하기 때문에, 접착구간을 더욱 깔끔하게 처리할 수 있고, 접착구간을 가리기 위한 덮개 사용이 불필요하다.
또한, 절단날의 제 2 절단날에 의해 열융착되고 남은 고리 형태의 접착용 고무판의 잔류물의 일측이 잘려지기 때문에, 열융착 공정 이후에 폐곡선을 형성하는웨더스트립으로부터 잔류물을 용이하게 제거할 수 있는 장점도 있다.

Claims (12)

  1. 자동차용 웨더스트립의 양단을 접착시켜 주는 열융착 장치로서,
    일측면으로 상기 웨더스트립의 일단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 일단부가 삽입 및 고정되는 제 1 금형과;
    상기 제 1 금형의 일측면과 마주보는 면으로 상기 웨더스트립의 타단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 타단부가 삽입 및 고정되는 제 2 금형과;
    상기 제 1 금형과 제 2 금형 사이의 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 부분으로 상기 웨더스트립의 단면을 포함하는 크기를 갖는 접착용 고무판을 공급하는 고무판 공급수단과;
    상기 접착용 고무판을 중심으로 상기 제 1 금형과 제 2 금형을 밀착시키는 밀착수단과;
    상기 제 1 금형과 제 2 금형을 소정의 온도로 예열하며, 상기 밀착 수단에 의해 상기 접착용 고무판에 밀착된 상기 웨더스트립의 양단이 상기 접착용 고무판으로 융착될 수 있도록 열을 공급하는 예열부;를 포함하며,
    상기 접착용 고무판이 상기 웨더스트립의 양단면에 맞게 잘려져 상기 웨더스트립의 양단을 연결할 수 있도록, 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 상기 제 1 금형과 제 2 금형의 일측면에 상기 웨더스트립의 단면에 대응되게 돌출된 절단날이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 금형은 제 1 하부 금형과, 제 1 상부 금형으로 구성되며,
    상기 제 1 하부 금형과 제 1 상부 금형이 마주보는 면의 안쪽으로 상기 웨더스트립의 형상에 맞게 캐버티가 형성되어 있으며,
    상기 캐버티 안으로 웨더스트립을 삽입하고, 삽입된 웨더스트립을 고정할 수 있도록 상기 제 1 하부 금형에 대하여 상기 제 1 상부 금형을 상하로 이동시키는 제 1 개폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 금형은 제 2 하부 금형과, 제 2 상부 금형으로 구성되며,
    상기 제 2 하부 금형과 제 2 상부 금형이 마주보는 면의 안쪽으로 상기 웨더스트립의 형상에 맞게 캐버티가 형성되어 있으며,
    상기 캐버티 안으로 웨더스트립을 삽입하고, 삽입된 웨더스트립을 고정할 수 있도록 상기 제 2 하부 금형에 대하여 상기 제 2 상부 금형을 상하로 이동시키는 제 2 개폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 금형과 제 2 금형에는 서로 대응되게 소정의 간격을 두고 복수개의 캐버티가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 설치되며, 상기 제 1 금형과 제 2 금형의 마주보는 면으로 웨더스트립의 양단이 동일한 길이로 삽입되도록 안내하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 금형과 제 2 금형의 마주보는 일측면에 대하여 서로 대응되며 돌출되게 형성된 상기 절단날은,
    상기 웨더스트립의 단면에 대응되게 돌출된 제 1 절단날과;
    상기 제 1 절단날에 의해 상기 접착용 고무판이 상기 웨더스트립의 양단면에 맞게 잘려진 후 남은 상기 접착용 고무판을 제거할 수 있도록, 상기 제 1 절단날의 일측과 연결되며 상기 접착용 고무판 보다는 길게 형성된 제 2 절단날;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 장치.
  7. 제 3항에 따른 열융착 장치를 이용한 웨더스트립의 열융착 방법은,
    (a) 소정의 길이를 갖는 긴 관 형태의 웨더스트립을 준비하는 단계와;
    (b) 상기 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형의 마주보는 면으로 상기 웨더스트립의 양단이 노출될 수 있도록 상기 웨더스트립의 양단부를 상기 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형에 삽입하는 단계와;
    (c) 상기 제 1 상부 금형과 제 2 상부 금형이 하강하여 각기 상기 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형에 맞물려 상기 웨더스트립의 양단부를 고정하는 단계와;
    (d) 상기 제 1 금형과 제 2 금형 사이의 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 부분으로 상기 웨더스트립의 단면을 포함하는 크기를 갖는 접착용 고무판을 공급하는 단계와;
    (e) 상기 접착용 고무판을 중심으로 상기 제 1 금형과 제 2 금형을 밀착시켜, 상기 웨더스트립의 양단을 상기 접착용 고무판으로 열융착시키는 단계;를 포함하며,
    상기 접착용 고무판이 상기 웨더스트립의 양단면에 맞게 잘려져 상기 웨더스트립의 양단을 연결할 수 있도록, 상기 웨더스트립의 양단이 노출된 상기 제 1 금형과 제 2 금형의 일측면에 상기 웨더스트립의 단면에 대응되게 돌출된 절단날이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형 사이에 설치된 스토퍼의 양측면에 밀착되도록 상기 웨더스트립의 양단부를 삽입하는 단계와;
    (b2) 상기 스토퍼를 상기 제 1 하부 금형과 제 2 하부 금형 사이에서 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 금형과 제 2 금형은 약 180℃로 예열되는 것을특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 (e) 단계는, 상기 접착용 고무판을 중심으로 상기 제 1 금형과 제 2 금형이 각각 약 1,356N의 힘으로 밀착되며, 약 100초 정도 진행되는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 방법.
  11. 제 7항 내지 10항의 어느 한 항에 있어서, 상기 접착용 고무판은 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머 재질로, 1 내지 1.2mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 웨더스트립은 취부부와 중공부로 이루어지며, 상기 접착용 고무판은 상기 취부부에 대응되는 색상을 갖는 부분과, 상기 중공부에 대응되는 색상을 갖는 부분이 접합된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립의 열융착 방법.
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