KR20100079988A - 초임계 압출 시스템을 이용한 자동차용 실링 제품의 단면구조 - Google Patents

초임계 압출 시스템을 이용한 자동차용 실링 제품의 단면구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초임계 압출 시스템을 이용하여 제작한 자동차용 실링 제품에 있어서 실링의 역할을 하는 튜브부의 외관에 솔리드 재질의 TPV소재로 동시 압출하여 외관 감성품질을 개선한 자동차용 실링 제품의 단면구조에 관한 것이다.
본 발명의 초임계 압출 시스템을 이용하여 제작한 자동차용 실링제품은 본 발명은 자동차의 차체에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재가 형성되어 외관 감성품질을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
웨더스트립, 자동차, 솔리드, 튜브, 표면, 실링

Description

초임계 압출 시스템을 이용한 자동차용 실링 제품의 단면구조{Section Structure of sealing product for automobile using SCF extrusion system}
본 발명은 자동차용 실링 제품의 단면구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 초임계 압출 시스템을 이용하여 제작한 자동차용 실링 제품에 있어서 실링의 역할을 하는 튜브부의 외관에 솔리드 재질의 TPV소재로 동시 압출하여 외관 감성품질을 개선한 자동차용 실링 제품의 단면구조에 관한 것이다.
최근 자동차 소재산업에 있어서 가장 큰 요구사항은 경량화 및 재활용이다.
그 중에서도 자동차 산업이 지속적인 성장을 이룸에 따라 소재개발에 대한 요구도 매우 커지고 있으며 자동차 소재산업에 있어서 가장 큰 요구사항 중 하나는 경량화 및 재활용이다.
차량용 웨더스트립(Weather strips)은 자동차용 부품으로서, 자동차 내에 장착되어 외부로부터 자동차 내부로의 먼지, 물, 기타 이물질 등의 유입을 방지하는 역할을 하고 있다.
자동차의 Body와 Door 등에 장착되어 차체 내??외부의 누수방지, 외부소음 등으 로부터 기밀성을 부여하고 몸체의 진동이나 유리의 요동을 방지하여 몸체의 완충작용 등을 부여함으로써 자동차의 쾌적성과 안락성을 부여하는 기능성 부품이다.
또한, 자동차의 방음, 방풍, 방수 등을 위하여 부착하는 웨더 스트립 소재는 에틸렌 프로필렌 디엔 폴리메틸렌(이하 "EPDM"라 함) 경화고무, 폴리비닐클로라이드(PVC)가 주류를 이루고 있다.
이에 자동차의 경량화, 재활용이 가능한 TPV소재를 이용한 제조로 인해 폐기물을 절감하고, 발포 소재로 인한 원료 절감뿐만 아니라 공정 단순화에 의한 노동력 및 생산성 향상과 가격 경쟁력 확보를 위해 초임계 압출 시스템을 이용한 웨더스트립 제조 방법이 개발되었다.
자동차 업체간의 경쟁구도가 나날이 치열해지면서 업체간의 자동차 외관 품질 고급화 또한 중요하게 요구되는 항목의 하나이다.
종래의 도 1은 종래 철심이 들어가고 자동차의 Body에 장착되는 웨더스트립 형상 및 부위에 대한 설명을 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 자동차의 Door에 장착되는 웨더스트립 형상 및 부위에 대한 설명을 나타내는 도면이다.
종래 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차의 Body와 Door 등에 장착되어 차체 내??외부의 누수방지, 외부소음 등으로부터 기밀성을 부여하는 자동차용 실링 제품중 초임계 압출 시스템을 이용한 단면구조 중 차체에 장착되어, 도어프레임, 판넬, 도어트림과 접촉되어 실링 역할을 하는 튜브부(10) 및 상기 튜브부를 지지하고, 차체 부위별 다양한 플렌지부(25) 형상에 대해 삽입성 및 탈거 방지 조건을 만족시키는 캐리어부(20)로 구성되고, 상기 캐리어부(20)는, 차체의 플렌지부를 지지 하도록 하는 지지부(23) 및 상기 지지부 표면 및 끝단에 탈거를 방지하는 탈거 방지용 걸림부(22) 및 상기 튜브부 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재(Thermoplastic Vulcanizates, 열가소성 수지, 11)가 형성되어 있다.
하지만, 웨더스트립의 초임계 압출 시스템은 압출기 호퍼로 TPV 소재가 투입되고, 중간에 질소N2(초임계유체)가투입되어완전히혼합되어최종형상의다이(Die)를통과하면,압출기내에서는압력에의해발포가이루어지지않다가,대기압으로노출되는순간에외부로발포가일어나게되는데,이과정에서발포가일어나는부분의외관에발포의흔적이발생하게되면서,외관품질에상당한영향을주게된다.
이러한 발포부분의 외관 품질을 개선하기 위하여 질소가스의 유입량과 압출기의 스크류 RPM 및 온도조건 등의 압출 성형조건을 통해서 일부 개선 가능하지만, 외관개선에 초점을 맞출 경우 발포상태의 저하 및 압축하중의 상승 등으로 인해 웨더스트립의 주요 기능인 실링(적정 개폐력 유지, 윈드 노이즈 방지) 기능의 저하를 초래하게 된다.
종래의 EPDM 웨더스트립 압출 시스템에서도 실링 기능을 수행하는 튜브부에 외관 품질 개선 등의 목적으로 EPDM 솔리드 재질을 외관에 동시 압출하여 제품을 제작하여 왔다.
하지만, EPDM솔리드 재질 동시 압출의 경우에는 압출성 및 가공조건을 고려하여 두께를 0.5mm 수준으로 유지해야 하며 이러한 두께를 적용 할 경우, 웨더스트립의 주요기능인 압축하중의 상승을 초래하게 되며, 이때 압축하중은 EPDM 솔리드 재질 의 적용 전과 비교하여 약 30% 정도의 증가가 발생한다.
압축하중은 도어의 적정 개폐력을 유지하고, 실링 기능을 수행하는 데 있어 가장 중요한 기능이다.
따라서, 자동차 소재산업의 경량화와 재활용, 경제적 손실 및 환경적인 문제의 해결에 부합하고 발포 부분의 외관 품질을 개선하여 자동차 고급화 경향에 부합 할 수 있을 뿐만 아니라 웨더스트립의 주요 기능인 도어의 적정 개폐력 유지와 실링 기능을 만족시키는 자동차용 웨더스트립 구조의 개발이 매우 시급하다고 하겠다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 기존의 초임계 압출 시스템으로 제작하는 웨더스트립에서, 초임계 유체와 TPV 소재가 혼합되어 대기압으로 노출되는 순간에 발포가 발생하는 부분의 외관에 솔리드 재질의 TPV소재로 동시 압출하여 외관 감성품질을 개선한 자동차용 실링 제품의 단면구조에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기존의 초임계 압출 시스템으로 제작하는 자동차용 실링 제품의 단면구조에 있어서, 자동차의 차체에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재가 형성되어 외관 감성품질을 향상하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의 해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 자동차의 차체에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 자동차의 도어에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부 및 조립된 후 육안으로 식별되는 구간의 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 테일게이트 프레임에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부 및 조립 후 육안으로 식별되는 구간의 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 초임계 압출 시스템을 이용하여 제작한 자동차용 실링 제품에 있어서 실링의 역할을 하는 튜브부의 외관에 솔리드 재질의 TPV소재로 동시 압출하여 외관 감성품질을 개선하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 초임계 압출 시스템을 이용하여 제작한 자동차용 실링 제품에 있어서 실링의 역할을 하는 튜브부의 외관 및 육안에 노출되는 구간의 외관에 솔리 드 재질의 TPV소재로 동시 압출하여 외관 감성품질을 개선하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 부가적으로 실링 기능을 하는 튜브부에 솔리드 재질의 TPV 재질이 도포됨에 따라 TPV 발포 소재의 근본적인 약점인 영구압축 줄음율(Compression Set)을 개선하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명인 초임계 압출 시스템을 이용하여 제작한 자동차용 실링 제품에 있어서 실링의 역할을 하는 튜브부의 외관에 솔리드 재질의 TPV소재로 동시 압출하여 외관 감성품질을 개선한 자동차용 실링 제품의 단면구조를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 Body에 장착되는 웨더스트립 실링제품의 단면형상을 나타내는 도면이다.
상기 도3에 도시된 바와 같이, 자동차의 Body와 Door 등에 장착되어 차체 내??외부의 누수방지, 외부소음 등으로부터 기밀성을 부여하는 자동차용 실링 제품 중 초임계 압출 시스템을 이용한 단면구조 중 차체에 장착되어, 도어프레임, 판넬, 도어트림과 접촉되어 실링 역할을 하는 튜브부(10) 및 상기 튜브부를 지지하고, 차체 부위별 다양한 플렌지부(25) 형상에 대해 삽입성 및 탈거 방지 조건을 만족시키는 캐리어부(20) 로 구성되고, 상기 캐리어부(20)는, 차체의 플렌지부를 지지하도록 하는 지지부(23) 및 상기 지지부 표면 및 끝단에 탈거를 방지하는 탈거 방지용 걸 림부(22) 및 상기 튜브부 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재(Thermoplastic Vulcanizates, 열가소성 수지, 11)가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 튜브부 표면으로 압출되어 튜브부 외관에 동시 압출되는 솔리드 재질의 TPV 소재(11)는 도 1의 캐리어부(20)와 동일한 재질이므로 이러한 단면구조를 제작하기 위해 추가의 압출기 또는 공정이 필요하지는 않다.
본 발명에 있어서 가장 중심이 되는 튜브부 외관의 솔리드 층의 두께는 압축하중에 큰 변화를 주지 않는 범위내인 50 ~ 200㎛를 유지하는 것이 유리하다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차의 Door에 장착되는 웨더스트립 실링제품의 단면형상을 나타내는 또 다른 실시예이다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 자동차의 압출 시스템을 이용한 단면구조 중 도어에 장착되어, 차체 판넬(40)과 접촉되어 실링 역할을 하는 튜브부(30) 및 추가적으로 보조적인 실링 기능을 발휘하는 스킨립부(31) 튜브부와 상기 스킨립부를 연결하는 기둥부(33) 및 누수방지 기능을 하는 수밀립부(32) 및 도어 프레임(42)에 조립이 되는 바닥부(34)로 구성되고, 도어 프레임에 조립된 후 육안으로 식별되는 구간의 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재(35)가 형성된다.
마찬가지로 본 발명에 있어서 가장 중심이 되는 튜브부 외관의 솔리드 층의 두께는 압축하중에 큰 변화를 주지 않는 범위내인 50 ~ 200㎛를 유지하는 것이 유리하다.
도 5는 본 발명에 따른 자동차의 Tail Gate 프레임에 장착되는 웨더스트립 실링제품의 단면형상을 나타내는 또 다른 실시예이다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 도 1과 본발명 도 3에 나타낸 단면구조와 기능이 유사하여 테일게이트 프레임, 판넬, 트림과 접촉되어 실링 역할을 하는 튜브부(50) 외관에 솔리드 재질의 TPV 소재를 동시 압출하고, 트림 립(Lip, 51)은 발포 소재의 TPV로 가공이 되므로 이 또한 외관에 솔리드 재질의 TPV 소재를 동시 압출하여 외관 감성품질을 향상시킨다.
마찬가지로 본 발명에 있어서 가장 중심이 되는 튜브부 외관의 솔리드 층의 두께는 압축하중에 큰 변화를 주지 않는 범위내인 50 ~ 200㎛를 유지하는 것이 유리하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 종래 철심이 들어가고 자동차의 Body에 장착되는 웨더스트립 형상 및 부위에 대한 설명을 나타내는 도면.
도 2는 종래 자동차의 Door에 장착되는 웨더스트립 형상 및 부위에 대한 설명을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 Body에 장착되는 웨더스트립 실링제품의 단면 형상을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 자동차의 Door에 장착되는 웨더스트립 실링제품의 단면형상을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 자동차의 Tail Gate 프레임에 장착되는 웨더스트립 실링제품의 단면형상을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 튜브부
11, 35, 50, 51 : 솔리드 재질의 TPV 소재
20 : 캐리어부
31 : 스킨립부 33 : 기둥부

Claims (6)

  1. 기존의 초임계 압출 시스템으로 제작하는 자동차용 실링 제품의 단면구조에 있어서,
    자동차의 차체에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부(10) 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재(11)가 형성된 것을 특징으로 하는 초임계 압출 시스템을 이용한 자 동차용 실링 제품의 단면구조.
  2. 기존의 초임계 압출 시스템으로 제작하는 자동차용 실링 제품의 단면구조에 있어서,
    자동차의 도어에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부(30) 및 조립된 후 육안으로 식별되는 구간의 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재(35)가 형성된 것을 특징으로 하는 초임계 압출 시스템을 이용한 자동차용 실링 제품의 단면구조.
  3. 기존의 초임계 압출 시스템으로 제작하는 자동차용 실링 제품의 단면구조에 있어서,
    테일게이트 프레임에 장착되어 실링 기능을 수행하는 실링부(50) 및 조립 후 육안으로 식별되는 구간의 표면에 솔리드 재질의 TPV 소재(51)로 형성된 것을 특징으로 하는 초임계 압출 시스템을 이용한 자동차용 실링 제품의 단면구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 솔리드 재질의 TPV 소재 (11) 층의 두께는 압축하중에 큰 변화를 주지 않는 범위내인 50 ~ 200㎛를 유지하는 것을 특징으로 하는 초임계 압출 시스템을 이 용한 자동차용 실링 제품의 단면구조.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 솔리드 재질의 TPV 소재 (35) 층의 두께는 압축하중에 큰 변화를 주지 않는 범위내인 50 ~ 200㎛를 유지하는 것을 특징으로 하는 초임계 압출 시스템을 이용한 자동차용 실링 제품의 단면구조.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 솔리드 재질의 TPV 소재 (50), (51) 층의 두께는 압축하중에 큰 변화를 주지 않는 범위내인 50 ~ 200㎛를 유지하는 것을 특징으로 하는 초임계 압출 시스템을 이용한 자동차용 실링 제품의 단면구조.
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