KR20110115541A - 도어 구조물 모듈 - Google Patents

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KR20110115541A
KR20110115541A KR1020110034774A KR20110034774A KR20110115541A KR 20110115541 A KR20110115541 A KR 20110115541A KR 1020110034774 A KR1020110034774 A KR 1020110034774A KR 20110034774 A KR20110034774 A KR 20110034774A KR 20110115541 A KR20110115541 A KR 20110115541A
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South Korea
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plastic
door structure
structure module
door
injection
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KR1020110034774A
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Inventor
울리히 다예크
랄프 침놀
Original Assignee
란세스 도이치란트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 1개 이상의 패널 프로파일이 2개 이상의 상이한 플라스틱 부재에 결합되고, 상기 2개의 플라스틱 부재는 이중-사출-성형 공정에 의해 동시에 사출 성형되는 상이한 플라스틱 물질로 이루어지며, 그 결과, 이들의 용융 전방부가 서로 마주치게 되는 경우 이들은 서로 융합되는 동시에, 패널 프로파일(들)과 단단히 접합되는, 금속-플라스틱-복합체 디자인 (하이브리드 기술)의 도어 구조물 모듈, 바람직하게는 자동차용 도어 구조물 모듈, 특히 바람직하게는 자동차 도어 또는 자동차 뒷문에 관한 것이다.

Description

도어 구조물 모듈 {Door structure module}
본 발명은 1개 이상의 패널 프로파일이 2개 이상의 상이한 플라스틱 부재에 결합되고, 상기 2개의 플라스틱 부재는 이중-사출-성형 공정에 의해 동시에 사출 성형되는 상이한 플라스틱 물질로 이루어지며, 그 결과, 이들의 용융 전방부가 서로 마주치게 되는 경우 이들은 서로 융합되는 동시에, 패널 프로파일(들)과 단단히 접합되는, 금속-플라스틱-복합체 디자인 (하이브리드 기술)의 도어 구조물 모듈, 바람직하게는 자동차용 도어 구조물 모듈, 특히 바람직하게는 자동차 도어 또는 자동차 뒷문에 관한 것이다.
WO 90/09902 A1은 금속성 부분 및 플라스틱 부분으로부터 형성된 시트를 포함하며, 여기서, 플라스틱 부분은 보강 리브(rib)를 갖고 금속성 부분 상에 성형되고, 금속성 부분은 환상형이고 U-형 횡단면을 가지며, 상기 플라스틱 부분의 리브가 상기 횡단면의 내부에 성형-부착되는(moulded on) 것인 자동차 차체의 개방 부재를 개시한다.
WO 92/12871 A1은 도어에 대해 측면 충격이 발생하는 경우, 하나의 튜브가 다른 것보다 먼저 변형되는 방식으로 서로 측면으로 분리되는 한 쌍의 튜브를 갖는, 자동차 도어용 보강 구조물을 개시한다.
WO 97/45283 A1은 자동차용 도어 모듈을 기재하며, 여기서, 도어 구조물은, 자동차의 승객 구획에 대면하도록 설계된 내부면 및 외부면을 포함하는 도어 클래딩(door cladding), 상기 도어 클래딩의 외부면에 부착되고, 도어 구조물을 고정시키기 위해 근접한 위치에서 탈착가능하게 작동될 수 있는 잠금 시스템(locking system), 및 도어 클래딩의 외부면에 부착되고, 상기 잠금 시스템이 선택적으로 작동할 수 있도록 잠금 시스템과 상호작용하는 락(lock)을 포함한다.
EP 0 992 380 A1은 지지 프레임이 도어 장비용 리셉터클(receptacle)을 형성하는 하부의 플라스틱 부분, 및 윈도우가 가동되는 채널로서 작용하는 상부의 중공 금속 부분으로 구성되며, 상기 2개 부분은 공-성형(comoulding)에 의해 서로 배합되는 자동차 도어를 기재한다.
WO 2007/111782 A1은 보강 요소가 본체의 한쪽 면 상에 적용되고, 창유리가 가동되는 채널은 본체의 다른 쪽 면 상에 적용된 2개의 측면을 가지고, 개방 프로파일을 가지며, 추가의 구성요소가 사출 성형을 통해 부가될 수 있는 본체로 이루어진 도어 모듈을 기재한다.
문헌 [ATZ 11/2005, Volume 107, 1010-1016 "Polycarbonat und seine Blends fuer Karosseriebauteile" (Polycarbonate and its blends for bodywork components)]은 특히 하이브리드 지지 구조를 갖는 뒷문을 제조하기 위한, 다성분 사출 성형에서의 폴리카르보네이트의 용도를 개시한다.
DE 103 01 520 A1은 성형물의 중첩 영역에, 접착제를 이용하여 연접부(coherent bond)를 형성하고, 또한 성형-부착된 열가소성 물질에 의해 서로에 연결된 2개 이상의 금속 성형물로 이루어지고, 여기서, 성형물들은 서로와 조금도 직접적으로 접촉되지 않으며, 접착제는 성형물들 사이에 전기적 절연층을 형성하는 것인 플라스틱-금속-복합체 부품을 기재한다.
EP 1 187 734 A1은 도어 캐이싱(casing)을 갖는 자동차 도어, 및 또한 플라스틱 지지 부분이 외부 도어 표면과 대면하는 측면 상에, 도어 내부 패널 상에 성형되는, 상기 유형의 도어의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 도어 구조물 모듈과 관련하여 종래 기술에 기재된 모든 해결책들의 공통된 특징은, 단지 하나의 플라스틱 성분만이 금속성 부재, 또는 패널 또는 패널 프로파일 각각에 부가된다는 것이다.
이러한 유형의 디자인의 결과는, 디자인이 요건을 충족시키도록 플라스틱이 그의 하중 한계에 따라 선택된다는 것이다. 예로써, 높은 하중을 받는 플라스틱 구조물은 비교적 높은 함량의 유리 섬유로 보강되고, 이는 사용되는 플라스틱이 비교적 높은 밀도를 갖는다는 것을 의미한다. 그러나, 이러한 고강도 플라스틱의 사용은 또한 보다 적은 하중이 가해지거나 기계적 하중이 전혀 가해지지 않는 플라스틱 영역/기하학을 초래한다. 비교적 높은 밀도/유리 섬유 함량으로 인해, 이는 중량-최적화되지 않은 디자인을 초래하며, 또한 재료의 비용 또는 부품 비용을 증가시킨다.
종래 기술에 기재된 자동차 도어 구조물 모듈의 또다른 단점은, 단일 플라스틱을 사용하는 기능성 부재가, 요구되는 기능이 상이한 경우에도 도어 구조물 모듈 상에 성형된다는 사실이다. 예로써, WO 2007/111782 A1에서, 단일 플라스틱인 폴리프로필렌이 본체뿐만 아니라 다른 가능한 부품, 예컨대 공기통, 윈도우 모터 리테이너(retainer), 맵 포켓(map pocket), 확성기 박스 등의 성형물에 대해, 및 또한 주요 본체에의 이들의 연동장치에 제공된다. 여기서, 단일 플라스틱은 자동차의 운행 동안에 하중을 가하는 기능을 할 뿐만 아니라 하중에 노출되지 않는 기능을 하는 것으로 여겨진다.
다양한 하중에의 부품의 노출을 고려한 하나의 방식은 다성분 기술을 이용하는 것이다. 다성분 기술의 다양한 유형은 다음과 같다:
ㆍ 사출-성형 공정 동안 이중-사출, 즉, 2종 이상의 성분의 동일한 공극으로의 동시 사출 (문헌 [Handbuch Spritzgießen (Injection moulding handbook), Friedrich Johannaber, Walter Michaeli, Carl Hanser Verlag 2004, in particular Chapter 6.5, pp. 488 - 491] 참조).
ㆍ 미소형개(Core-back) 공정, 즉, 제2 성분에 대한 공극이 슬라이딩 차단기를 젖힘으로써 이용가능해지는, 2종 이상의 성분의 순차적 사출.
ㆍ 트랜스퍼(transfer) 공정, 즉, 제2 성분이 사출되기 전에 제2 공극 또는 제2 기계로 이동되는 예비성형품의 이용.
ㆍ 샌드위치(sandwich) 공정, 즉, 외부 표면/코어를 갖는, 연속적으로 사출되는 층의 구축.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 인용된 종래 기술과 비교하여 추가의 중량 감소 및 비용 절감을 달성하는데 있다. 동시에, 실제로는 개선되지 않을지라도, 강성 특성 뿐만 아니라 충돌(crash) 성능을 유지하려는 것이다.
강성 요건은 특히, 도어 초과압력, 도어 비틀림, 도어 강하 및 구부러짐과 관련되며, 충돌 요건은 특히, 전면 충격 및 측면 충격과 관련되며, 여기서, 변형은 허용된 최대값을 초과하는 것을 허용하지 않으며, 구조물은 임의의 영구적 변형이 발생하기 전에 소정의 최대 하중을 견뎌내야 한다.
상기 목적은 1개 이상의 패널 프로파일이 2개 이상의 상이한 플라스틱 부재에 결합되고, 상기 2개의 플라스틱 부재는 이중-사출-성형 공정에 의해 동시에 사출 성형되는 상이한 플라스틱 물질로 이루어지며, 그 결과, 이들의 용융 전방부가 서로 마주치게 되는 경우 이들은 서로 융합되는 동시에, 패널 프로파일(들)과 단단히 접합되는, 금속-플라스틱-복합체 디자인 (하이브리드 기술)의 도어 구조물 모듈, 바람직하게는 자동차용 도어 구조물 모듈, 특히 바람직하게는 자동차 도어 또는 자동차 뒷문에 의해 달성되며, 이는 본 발명에서 제공된다. 도어 구조물 모듈은 바람직하게는 프레임 형태를 취하거나, 또는 환상형이다.
바람직한 일 실시양태에서, 본 발명은 1개 이상의 패널 프로파일로 이루어진, 바람직하게는 금속 또는 고강도 플라스틱 물질로 이루어진, 플라스틱에 의해 국지적으로 둘러싸여져 있는 1개 이상의 주요 본체를 포함하고, 프레임의 형태를 취하거나 환상형인 구조적 부재로서 힌지(hinge) 영역을 락 영역에 연결시키며, 2개 이상의 상이한 플라스틱의 사용에 의해 기능성 부재용 연동 부재가 추가적으로 성형-부착되어 다양한 플라스틱 물질이 상기 다양한 플라스틱 부분 사이에 단단한 접합부를 제공할 수 있고, 이중-사출-성형 공정 동안에 다양한 플라스틱 물질 또는 이들의 용융 전방부가 서로 마주치게 되는 경우 이들은 서로 융합되는 동시에, 패널 프로파일(들)과 단단히 접합되는 것을 특징으로 하는, 플라스틱-금속-하이브리드 디자인의 자동차 도어 구조물 모듈을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이중-사출은 단지 2종 이상의 플라스틱 성분의 동시 사출을 의미한다. 본원의 명백한 특징은, 이들이 서로 마주치는 경우에, 사출-성형되는 플라스틱의 용융 전방부 둘 또는 모두가 고화되지 않으며, 그의 분산이 성형 공정의 임의의 기술적 특징부, 예를 들어 슬라이드(slide) 또는 몰드 코어(mould core)에 의해 제한되지 않는다는 점이다.
놀랍게도, 이중-사출-성형 공정에 의한 플라스틱 성분의 동시 사출을 통해 제조된, 본 발명에 따라 제조된 도어 구조물 모듈은, 적어도 단일 플라스틱으로 이루어진 통상의 부품의 유동 라인(flow line) 강도만큼 큰, 플라스틱 두 개의 또는 모두의 합류 구역(confluence zone)의 강도를 나타낸다.
접합 강도는 종래 기술에 근거하여 예상했던 것보다 현저하게 크며, 게다가 몰드의 구조는 보다 단순한데, 이는 별도의 작동을 필요로 하는 임의의 몰드 코어 또는 슬라이드가 필요하지 않기 때문이다. 그 대신에, 플라스틱 부품의 "접촉 구역"이 얻어지며, 이는 성형 공정의 기술적 요인에 의한 어떠한 명확한 제한도 적용되지 않고, 대신 다양한 성분에 대한 게이팅(gating)의 상대적 위치결정 및 공정 파라미터에 의해 결정된다. 성분들 중 하나를 더 많이 또는 다른 성분을 더 많이 사출하기 위해, 2종의 사출 조립체(assembly)를 예를 들어 상이한 속도로 또는 다르게는 시간을 이동시키면서 사출시켜 "접촉 구역"의 제어된 변위(displacement)를 야기할 수 있다. 용융 전방부가 이 지점에서 서로 마주치는 경우에, 이들은 용융된 상태로 존재한다.
본원의 목적을 위해, 패널 프로파일은 바람직하게는, 강철, 알루미늄 또는 마그네슘 금속으로 제조된 구조적 부재이다.
그러나, 본 발명에 따르면, 패널 프로파일이라는 표현은 또한 패널 삽입물이란 표현을 포함하거나 또는 단순히 패널(들)만을 포함한다.
추가로, 본 발명에 따른 별법의 바람직한 실시양태에서, 패널 프로파일이란 표현은 또한 오르가노패널(organopanel)로서 알려진 고강도 플라스틱 물질을 포함한다. 오르가노패널은 본질적으로, 섬유-강화 플라스틱으로 제조된 시트의 형태를 취하는 반-완제품이며, 이는 성형 몰드를 통해 가공처리되어 오르가노패널 프로파일을 제공한다. 예로써, DE 10 2006 013 685 A1 또는 DE 10 2004 060 009 A1은 본 발명에 따라 사용되는 오르가노패널, 및 또한 이의 제조 방법을 기재한다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 금속-다성분 플라스틱-복합체 디자인의 도어 구조물 모듈이 10％ 내지 33％의 중량 감소와 함께, 강성 요건 및 또한 충돌 요건을 충족시킨다.
바람직한 일 실시양태에서, 사출-성형 절차로 제조되는 도어 구조물 모듈은, 사용되는 2종 이상의 상이한 플라스틱 중 하나로 제조된 보강 리브를 포함한다. 상기 보강 리브의 위치는 바람직하게는, 스크류-트레드(screw-thread)가 도어 힌지를 부착하기 위해 사용되는 영역 내 (프레임의 형태를 취하는 구조적 부재 내), 프레임의 형태를 취하는 구조적 부재에서부터 채널 스트립(strip)으로의 이동 (전방 및 후방) 영역 내, 또는 프레임의 형태를 취하는 구조적 부재로의 측면 충격 지지체의 연동장치의 위치 영역 (전방 및 후방) 내이다. 구동기 및 윈도우 리프터용 편향 롤러, 및 또한 내부 도어 패널이 또한 보강 리브를 통해 도어 구조물 모듈 내에 단단하게 고정된다.
또다른 바람직한 실시양태에서, 또한 프레임의 형태를 취하는 구조적 부재 내 언급되지 않은 영역, 채널 스트립, 및 측면 충격 지지체에도, 제2 플라스틱, 바람직하게는 저강도 플라스틱으로 이루어진 추가의 지지 리브가 존재하며, 이는 그의 지지 기능에 기초하여 보다 낮은 강도를 갖는 플라스틱으로 고안되며, 이에 따라 얇은 벽의 패널을 지탱하여 하중 하에서 조기 붕괴/휨 현상을 억제한다.
보강 리브 및 지지 리브는 바람직하게는, 패널 프로파일 내의 천공에 의해 불연속적인 연결 개소(connection site)에서 패널 프로파일에 단단하게 접합되고, 여기서, 플라스틱은 상기 천공을 통해 천공 영역 너머로 연장된다.
바람직한 일 실시양태에서, 도어 구조물 모듈은 고리 형태의 금속판 및 성형-부착된 플라스틱 부분으로 이루어진다. 상기 2개는 함께, 도어 구조물 모듈의 내부 구조물 부재를 형성하며, 여기서, 플라스틱 부분은 내부 디자인에 대한 통로 및 개방 부재의 가공처리를 제공할 뿐만 아니라, 적절하게, 동시에 및 함께 성형-부착된 기능성 소자에 의해 기능성 부재의 연동을 가능케 한다. 이러한 개념은 구조적으로 균일한 배열, 완벽한 누출-방지 시스템, 및 또한 동시에 하나 이상의 추가 기능의 가능성을 제공할 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 금속성 부분, 및 경화 구조를 가지고 금속성 부분 상에 성형된 플라스틱 부분으로부터 형성되는 시트를 포함하는 도어 구조물 모듈을 제공하며, 여기서, 금속성 부분 및 플라스틱 부분은 도어 구조물 모듈의 내부 구조적 부재를 형성하고, 외부 시트는 상기 내부 구조적 부재 상에 적용되고, 금속성 부분은 개방을 명확하게 하는 환상 형태 및 U-형 횡단면을 가지고, 보강 리브는 상기 부분의 내부 안에 성형-부착되고, 금속성 부분 상에 제공되는 고정점(anchoring point)을 통해 유지되며, 플라스틱 부분은 개방 부재의 내부면으로부터 가시적인 금속성 부분의 개방을 폐쇄하는 플레이트를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직한 일 실시양태에 따라, 금속성 부분은, 광범위한 베이스 부근에서 직각으로 반대면에 연결되는 이너 암(inner arm) 형상의 직각 사다리꼴 형태를 갖는다.
본 발명에 따른 바람직한 다른 특성에 따라, 열가소성 물질로 이루어지고, 금속성 부분의 윤곽을 커버하는 역할을 하는, 플라스틱 부분 상에 용접된 내부 구조물이 존재한다.
추가의 특성 및 이점은 오로지 예로서 제공되는 하기 도면의 상세한 설명으로부터 명백하다.
본 발명의 바람직한 일 실시양태에서, 도어 구조물 모듈, 및/또는 금속성 부분에 사용되는 패널 프로파일은 접착 촉진제 또는 접착제로 피복된다. 본 발명에 따라 사용되는 접착 촉진제가 DE 10 2006 025 745 A1에 개시되고, 이와 관련성이 있는 전체 내용이 본원에 참고로 인용된다. 접착 촉진제 또는 접착제는 바람직하게는 열적 활성화를 통해, 2 개의 순차적 단계에서 완전히 가교결합되는 2단계 접착 촉진제인 것이 바람직하다. 접착 촉진제 또는 접착제는 펀칭(punching) 및/또는 형상화 공정 등의 단계 전에 패널 프로파일 또는 금속 재료에 도포될 수 있다. 이러한 유형의 도포는 바람직하게는, 기계적인 작업 전에 패널 프로파일 상에의 코일-코팅(coil-coating) 공정에 의해 패널 프로파일 상에서 달성된다. 이 공정은 특히 비용 효율적이다. 그러나, 접착 촉진제 또는 접착제는 또한 파우더 분무 또는 다른 분무 공정, 또는 딥-코팅(dip-coating) 등에 의해 도포될 수도 있다. 패널 프로파일 및/또는 금속 튜브로의 도포 후에, 접착 촉진제 또는 접착제는 제1 단계에서 부분적으로 가교결합되므로, 형성된 표면은 촉감이 건조하고 취급으로 인한 손상에 대해 충분한 저항성을 갖는다. 플라스틱의 성형-부착 동안 또는 그 후에, 접착 촉진제 또는 접착제는 완전히 가교결합되어 그의 최종 특성을 얻는다. 접착 촉진제의 가교결합의 제2 단계를 위해 필요한 활성화 에너지를 얻기 위해, 플라스틱 몰드 및/또는 패널 프로파일 삽입물 또는 금속성 주요 본체, 바람직하게는 금속 튜브를 가열하고/거나, 가교결합을 발생시키기 위해, 충분히 높은 온도에서 플라스틱 재료를 사출 몰드로 사출하는 것이 유리할 수 있다. 다른 가능성은, 성형-부착 공정 후 가열-컨디셔닝(heat-conditioning)을 통해 완전한 가교결합이 달성된다.
플라스틱과 금속 부분 사이의 연접 결합을 제공하는 접착 촉진제 또는 접착제는 바람직하게는, 폴리우레탄계이거나 에폭시계이고, 특히 바람직하게는, 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 B 및/또는 비스페놀 C 및/또는 비스페놀 F 기재의 에폭시 수지이다.
본 발명에 따라 사용되는 플라스틱 재료를 위한 바람직한 접착 촉진제 시스템 또는 접착제는 특히 1,3-부타디엔의 공중합을 통한 공유 결합 및/또는 고무의 첨가를 통한 물리적 결합을 갖는 엘라스토머-개질된 에폭시 접착제를 기재로 한다.
바람직한 대안적인 실시양태에서, 오직 오버몰딩 공정 후의 별도의 공정 단계에서, 패널 프로파일은 고온 리벳팅(riveting) 또는 다른 유형의 리벳팅, 핀칭(pinching), 접착제 접합 또는 스크류-트레드 방법에 의해 플라스틱 구조물에 연결되며, 상기 연결은 패널 프로파일을 수반하고 사출-성형 절차로부터 항상 발생하는 접합부에 대해 추가적인 것이다.
본 발명에 따른 도어 구조물 모듈은 성형-부착된 1종 이상의 플라스틱재 리셉터클 또는 1종 이상의 기능성 부재용 연동 부재를 갖는다. 본 발명에 따라 사출 성형을 통해 제공되는 연동 부재는 바람직하게는 내부 도어 핸들, 도어 오프너, 도어 락, 윈도우 리프터 모터, 맵 포켓, 환기통, 윈도우 리프터 및 미러 자동조절용 조작 유닛, 외부 미러/미러 트라이앵글 리테이너, 내부 도어 클래딩, 외부 패널링을 위한 체결 시스템, 측면 충격 지지체, 사이드 에어백(side airbag), 무릎 보호대, 확성기용 리셉터클의 군으로부터의 기능성 부재를 유지하는 작용을 한다. 언급된 기능성 부재는 단지 몇몇 예에 불과하다. 언급된 모든 리셉터클 또는 연동 부재의 경우, 이들은 교대로, 또는 하나로 된 시스템에서 도어 구조물 모듈 상에 임의의 바람직한 서로와의 조합으로 성형될 수 있고, 다양한 콕핏(cockpit) 부품의 탑재를 용이하게 한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 이러한 것들은 리브 보강을 위해 사용되는 플라스틱을 제외한 다른 플라스틱으로부터 성형된다. 본 발명에 따르면, 다양한 기능성 부재는 그 자체가 상이한 플라스틱으로부터 제조되는 것이 또한 가능하다.
추가 기능성 및 이점이 오로지 예로서 제공되는 하기 도면의 상세한 설명으로부터 명백하다.
리브 구조를 달성하기 위해, 및 또한 연동 부재를 달성하기 위해 사용되는 플라스틱은, 바람직하게는 중합체 성형 조성물 형태의 열가소성 중합체를 포함한다.
본 발명에 따르면, 2종 이상의 상이한 플라스틱은 사출 성형을 통해 두 개가 주요 본체에, 그리고 이중-사출-성형 공정에 의해 서로에 동시에 단단하게 접합된다. 이중-사출-성형 공정은 당업자에게 공지되어 있다. 예로써, 자동차 구조물에서의 이중-사출-성형 공정의 사용에 대해, WO 2006/003 325 A1을 참조할 수 있다.
명료성을 위해, 하기의 기재는 2종의 열가소성 물질을 가정하나, 이는 본 발명이 더 많은 수의 플라스틱의 조합을 포함하는 것을 제한하는 것은 아니다.
바람직하게는, 본 발명은 이중-사출-성형 공정 도중에 2개의 플라스틱의 융합이 서로 마주치는 동일한 공동 내에서 일어나는 도어 구조물 모듈을 제공한다.
사출 성형되는 플라스틱은 바람직하게는 열가소성 중합체, 특히 바람직하게는 폴리아미드 또는 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 및 언급된 중합체들의 임의의 가능한 혼합물의 군으로부터의 열가소성 중합체이다.
본 발명의 목적상, 복수의 플라스틱 또는 상이한 플라스틱이라는 표현은 2개 이상의 상이한 플라스틱을 의미하고, 상이한 플라스틱이라는 표현은 상기 언급된 군으로부터의 중합체뿐만 아니라, 상이한 함량의 충전제 및/또는 보강재를 갖는 동일한 중합체 기재의 플라스틱도 또한 의미한다.
본 발명에 따라 사용될 열가소성 물질의 제조 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 달성될 효과는 마찬가지로 하이브리드 기술의 사용에 관한 상기 인용된 종래 기술에 공지된 모든 변형예들에서 명백하며, 이는 플라스틱 부분이 금속 부분을 완전히 피복하는지, 또는 EP 1 380 493 A2의 경우에서와 같이 상기 금속 부분을 단순히 둘러싸고 있는지에 관계가 없으며, 플라스틱 부분이 그 후에 접착제에 의해 혼입되는지, 또는 예를 들어 레이저에 의해 금속 부분에 접합되는지, 또는 WO 2004/071741에서와 같이 플라스틱 부분과 금속 부분이 단단한 상호고정 접합을 추가적인 작업에서 달성하는지에 관계가 없다.
본 발명의 목적상, "다양한 열가소성 물질"은 그들의 화학적 구조가 상이한 플라스틱 물질뿐만 아니라, 동일한 중합체를 기재로 하지만 이 중 하나가 충전제 또는 보강재 물질을 낮은 함량으로 함유하고 다른 하나는 충전제 또는 보강재 물질을 높은 함량으로 함유하는 플라스틱 물질이다.
따라서, 본 발명의 일 실시양태는 또한 상기 기재된 방식으로 도어 지지 모듈을 제공하고, 여기서 제1 플라스틱 부분의 플라스틱 물질은 충전제 및/또는 보강재의 함량에 있어서 제2 플라스틱 부분의 플라스틱과 상이하다. 그러나, 본 발명에 따르면, 임의의 상기 언급된 중합체는 충전제 및/또는 보강재를 갖출 수 있다.
모든 경우에, 동일한 중합체가 사용되는 경우, 사용되는 플라스틱 중의 충전제의 양은 달라진다. 그러나, 상이한 중합체가 사용되는 경우, 2개의 플라스틱에 존재하는 정량적 분율은 확실히 동일할 수 있다.
2개의 플라스틱에서 동일한 열가소성 물질이 사용되는 경우, 2개의 열가소성 물질의 충전제 함량의 차이는 0:70 내지 70:0 중량부, 바람직하게는 15:65 내지 65:15 중량부, 특히 바람직하게는 30:60 내지 60:30 중량부이다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 폴리아미드는, 디아민 및 디카르복실산으로부터 및/또는 5개 이상의 고리원을 갖는 락탐으로부터, 또는 상응하는 아미노산으로부터 출발하여 제조될 수 있는 반결정질 폴리아미드 (PA)이다. 이러한 목적을 위해 사용할 수 있는 출발 물질로는 지방족 및/또는 방향족 디카르복실산, 예컨대 아디프산, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸아디프산, 아젤라산, 세바스산, 이소프탈산, 테레프탈산, 지방족 및/또는 방향족 디아민, 예를 들면 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 1,9-노난디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 이성질체 디아미노디시클로헥실메탄, 디아미노디시클로헥실프로판, 비스아미노메틸시클로헥산, 페닐렌디아민, 크실릴렌디아민, 아미노카르복실산, 예를 들면 아미노카프로산, 및 각각 상응하는 락탐이 있다. 상기 물질은 복수의 언급된 단량체로 구성된 코폴리아미드를 포함한다.
본 발명에 따라 바람직한 폴리아미드는 카프로락탐으로부터, 매우 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐으로부터, 및 또한 대부분 PA6, PA66, 및 다른 지방족 및/또는 방향족 폴리아미드 또는 각각의 코폴리아미드를 기재로 하는, 중합체 쇄 내에서 각각의 폴리아미드기에 대해 3개 내지 11개의 메틸렌기를 갖는 배합된 물질로부터 제조된 것이다.
본 발명에 따라 사용되는 반결정질 폴리아미드는 또한 다른 폴리아미드 및/또는 다른 중합체와의 혼합물로 사용할 수 있다.
통상의 첨가제, 바람직하게는 이형제, 안정화제 및/또는 유동 보조제가 폴리아미드와 용융물에서 혼합될 수 있거나 또는 폴리아미드의 표면에 도포될 수 있다.
본 발명에 따라 마찬가지로 바람직하게 사용되는 중합체는 방향족 디카르복실산 및 지방족 또는 방향족 디히드록시 화합물을 기재로 하는 폴리에스테르이다.
바람직한 폴리에스테르의 제1 군은 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 특히 알콜 잔기에 2개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 것에 의해 제공된다.
이러한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 문헌에 기재되어 있다. 이들은 방향족 디카르복실산으로부터 유래한 방향족 고리를 주쇄 내에 포함한다. 방향족 고리는 바람직하게는 할로겐, 특히 염소 또는 브롬, 또는 C1-C4-알킬기, 특히 메틸, 에틸, 이소프로필 또는 n-프로필, 및 n-부틸, 이소부틸 또는 tert-부틸 기에 의해 치환될 수 있다.
이러한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 방향족 디카르복실산, 그의 에스테르 또는 다른 에스테르-형성 유도체를 지방족 디히드록시 화합물과 공지된 방식으로 반응시켜 제조할 수 있다.
언급될 수 있는 바람직한 디카르복실산은 2,6-나프탈렌디카르복실산, 테레프탈산 및 이소프탈산, 및 이들의 혼합물이다. 방향족 디카르복실산 중 최대 30 몰％, 바람직하게는 10 몰％ 이하가 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 예컨대 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디온산 및 시클로헥산디카르복실산으로 대체될 수 있다.
지방족 디히드록시 화합물 중에서, 2개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 디올, 특히 1,2-에탄디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 네오펜틸 글리콜, 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
그 사용이 매우 특히 바람직한 폴리에스테르는 2개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알칸디올로부터 유래한 폴리알킬렌 테레프탈레이트이다. 이들 중에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리프로필렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 및 이들의 혼합물이 특히 바람직하다. 다른 단량체 단위로서, 1 중량％ 이하, 바람직하게는 0.75 중량％ 이하의 1,6-헥산디올 및/또는 2-메틸-1,5-펜탄디올을 포함하는 PET 및/또는 PBT 또한 바람직하다.
본 발명에 따라 그 사용이 바람직한 폴리에스테르의 점도수는 일반적으로 ISO 1628에 따라 50 내지 220, 바람직하게는 8 내지 160 (25℃에서 1:1 중량비의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 중의 0.5 중량％ 농도의 용액에서 측정함)의 범위이다.
카르복시 말단기 함량이 폴리에스테르 1 kg 당 100 meq 이하, 바람직하게는 폴리에스테르 1 kg 당 50 meq 이하, 특히 폴리에스테르 1 kg 당 40 meq 이하인 폴리에스테르가 특히 바람직하다. 이러한 유형의 폴리에스테르는, 예를 들어 DE-A 44 01 055의 방법으로 제조할 수 있다. 카르복시 말단기 함량은 통상적으로 적정법 (예를 들면, 전위차법)에 의해 측정한다.
폴리에스테르 혼합물이 사용되는 경우에, 성형 조성물은 PBT와는 상이한 폴리에스테르, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)인 추가의 폴리에스테르로 구성된 혼합물을 포함한다.
적절하다면, 유리하게 사용되는 다른 물질은 재생물, 예를 들면 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 예컨대 PBT와 혼합된, PA 재생물 또는 PET 재생물 (폐기물(scrap) PET라고도 함)이다.
재생물은 일반적으로 다음과 같다:
1) 공업-후(post-industrial) 재생물로 공지된 것들: 중축합 동안의 생산 폐기물, 또는 공정 동안 수득되는 사출 성형으로부터의 스프루(sprue), 사출 성형 또는 압출로부터의 개시(start-up) 물질, 또는 압출된 시트 또는 호일로부터의 가장자리 절단물.
2) 소비-후(post-consumer) 재생물: 최종 소비자에 의해 이용된 후 수집 및 처리된 플라스틱 품목. 미네랄 워터, 소프트 드링크 및 쥬스용 취입 성형된 PET 병이 양적인 면에서 뚜렷하게 우세한 품목이다.
재생물은 두 유형 모두 분쇄된 물질로서 또는 펠렛의 형태로 사용할 수 있다. 후자의 경우에, 조질 재생물을 분리하고 정제한 후에 용융시키고 압출기를 사용하여 펠렛화한다. 이는 통상적으로 취급 및 자유 유동, 및 가공처리시 추가 단계를 위한 계량을 용이하게 한다.
사용되는 재생물은 펠렛화되거나 또는 재분쇄된 형태일 수 있다. 가장자리 길이는 10 mm 이하, 바람직하게는 8 mm 미만이어야 한다.
폴리에스테르가 가공처리 동안 (미량의 수분으로 인해) 가수분해성 분해되기 때문에, 재생물을 예비건조시키는 것이 권장된다. 건조 이후의 잔류 수분 함량은 바람직하게는 0.2％ 미만, 특히 0.05％ 미만이다.
그 사용이 바람직한 폴리에스테르의 언급할 수 있는 또다른 군은 방향족 디카르복실산 및 방향족 디히드록시 화합물로부터 유래한 완전한 방향족 폴리에스테르 군이다.
적합한 방향족 디카르복실산은 폴리알킬렌 테레프탈레이트에 대해 앞서 기술한 화합물들이다. 바람직하게 사용되는 혼합물은 이소프탈산 5 내지 100 몰％ 및 테레프탈산 0 내지 95 몰％로 구성되며, 특히 상기 2개 산의 대략 등가 정도의 혼합물인 테레프탈산 약 80％와 이소프탈산 20％의 혼합물이다.
방향족 디히드록시 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I를 갖는다:
<화학식 I>
Figure pat00001
식 중,
Z는 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 시클로알킬렌 기, 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 아릴렌기, 카르보닐기, 술포닐기, 산소 또는 황 원자, 또는 화학 결합이고,
m은 0 내지 2이다.
화합물의 페닐렌기는 또한 C1-C6-알킬 또는 -알콕시 기, 및 불소, 염소 또는 브롬에 의해 치환될 수 있다.
이러한 화합물의 모 화합물의 예로는 디히드록시비페닐, 디(히드록시페닐)알칸, 디(히드록시페닐)시클로알칸, 디(히드록시페닐)술파이드, 디(히드록시페닐)에테르, 디(히드록시페닐)케톤, 디(히드록시페닐)술폭시드, α,α'-디(히드록시페닐)디알킬벤젠, 디(히드록시페닐)술폰, 디(히드록시벤젠)벤젠, 레소르시놀 및 히드로퀴논, 및 또한 이들의 고리-알킬화 및 고리-할로겐화된 유도체가 있다.
이들 중에서, 4,4'-디히드록시비페닐, 2,4-디(4'-히드록시페닐)-2-메틸부탄, α,α'-디(4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 2,2-디(3'-메틸-4'-히드록시페닐)프로판, 및 2,2-디(3'-클로로-4'-히드록시페닐)프로판, 특히 2,2-디(4'-히드록시페닐)프로판, 2,2-디페논 4,4'-디히드록시디페닐 술폰 및 2,2-디(3',5'-디메틸-4'-히드록시페닐)프로판 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
물론, 폴리알킬렌 테레프탈레이트와 완전한 방향족 폴리에스테르의 혼합물을 사용할 수도 있다. 이들은 일반적으로 폴리알킬렌 테레프탈레이트 20 내지 98 중량％ 및 완전한 방향족 폴리에스테르 2 내지 80 중량％를 포함한다.
물론, 폴리에스테르 블록 공중합체, 예컨대 코폴리에테르에스테르를 사용할 수도 있다. 이러한 유형의 제품은 공지되어 있으며 문헌, 예를 들어 US-A 3 651 014에 기재되어 있다. 또한 하이트렐(Hytrel)® (듀폰(DuPont))과 같이 상응하는 제품이 상업적으로 입수가능하다.
본 발명에 따라서, 할로겐-무함유 폴리카르보네이트가 또한 폴리에스테르로서 바람직하게 사용되는 물질이다. 적합한 할로겐-무함유 폴리카르보네이트의 예는 하기 화학식 II의 디페놀을 기재로 하는 것이다:
<화학식 II>
Figure pat00002
식 중,
Q는 단일 결합, C1-C8-알킬렌, C1-C3-알킬리덴 또는 C3-C6-시클로알킬리덴 기, C6-C12-아릴렌 기, 또는 -O-, -S- 또는 -SO2-이고, m은 0 내지 2의 정수이다.
디페놀의 페닐렌 라디칼은 또한 C1-C6-알킬 또는 C1-C6-알콕시와 같은 치환기를 가질 수 있다.
상기 화학식 II의 바람직한 디페놀의 예로는 히드로퀴논, 레소르시놀, 4,4'-디히드록시비페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산이 있다. 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 및 또한 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이 특히 바람직하다.
호모폴리카르보네이트 또는 코폴리카르보네이트가 적합하고, 비스페놀 A의 코폴리카르보네이트 및 비스페놀 A 단독중합체가 바람직하다.
적합한 폴리카르보네이트는 공지된 방식으로, 구체적으로 그리고 바람직하게는, 사용되는 디페놀의 총량을 기준으로 0.05 내지 2.0 몰％의 3관능성 이상의 화합물, 예를 들어 3개 이상의 페놀성 OH 기를 갖는 화합물의 혼입에 의해 분지될 수 있다.
특히 적합한 것으로 확인된 폴리카르보네이트는 1.10 내지 1.50, 특히 1.25 내지 1.40의 상대 점도 ηrel를 갖는다. 이는 10000 내지 200000 g/몰, 바람직하게는 20000 내지 80000 g/몰의 평균 몰질량 Mw (중량-평균)에 상응한다.
상기 화학식의 디페놀은 공지되어 있거나, 또는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
폴리카르보네이트는, 예를 들면, 디페놀을 계면 공정에서 포스겐과, 또는 균일상 공정 (피리딘 공정으로 공지됨)에서 포스겐과 반응시킴으로써 제조할 수 있고, 각각의 경우에 목적하는 분자량은 공지된 방식으로 적절한 양의 공지된 쇄 종결제를 사용함으로써 달성할 수 있다 (예를 들어, 폴리디오르가노실록산-함유 폴리카르보네이트에 대해 DE-A 33 34 782 참조).
적합한 쇄 종결제의 예로는 페놀, p-tert-부틸페놀, 또는 장쇄 알킬페놀, 예컨대 DE-A 28 42 005에서와 같은 4-(1,3-테트라메틸부틸)페놀, 또는 DE-A-35 06 472에서와 같이 알킬 치환기에 총 8개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 모노알킬페놀 또는 디알킬페놀, 예컨대 p-노닐페놀, 3,5-디-tert-부틸페놀, p-tert-옥틸페놀, p-도데실페놀, 2-(3,5-디메틸헵틸)페놀 및 4-(3,5-디메틸헵틸)페놀이 있다.
본 발명의 목적상, 할로겐-무함유 폴리카르보네이트는 할로겐-무함유 디페놀, 할로겐-무함유 쇄 종결제, 및 사용된다면 할로겐-무함유 분지화제로 구성된 폴리카르보네이트이고, 여기서, 예를 들어 계면 공정에서 포스겐을 이용하는 폴리카르보네이트의 제조로부터 생성된 ppm 수준의 부수적인 양의 가수분해가능한 염소의 함량은 본 발명의 목적상 할로겐-함유라는 용어에 해당하는 것으로 여겨지지 않는다. ppm 수준의 가수분해가능한 염소의 함량을 갖는 이러한 유형의 폴리카르보네이트는 본 발명의 목적상 할로겐-무함유 폴리카르보네이트이다.
언급할 수 있는 다른 적합한 열가소성 중합체는 무정형 폴리에스테르 카르보네이트이고, 여기서 제조 공정 동안에 포스겐은 방향족 디카르복실산 단위, 예컨대 이소프탈산 및/또는 테레프탈산 단위로 대체된다. 이와 관련하여 보다 자세하게는 EP-A 0 711 810을 참조할 수 있다.
EP-A 365 916에는 단량체 단위로서 시클로알킬 라디칼을 갖는 다른 적합한 코폴리카르보네이트가 기재되어 있다.
비스페놀 A를 비스페놀 TMC로 대체할 수도 있다. 이러한 유형의 폴리카르보네이트는 바이엘 아게(Bayer AG)로부터 상표명 APEC HT®로 입수가능하다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시양태에서, 사용되는 중합체 또는 중합체 성형 조성물 중 적어도 하나는 충전제 또는 보강재를 0.001 내지 75 중량부, 바람직하게는 10 내지 70 중량부, 특히 바람직하게는 20 내지 65 중량부, 특히 바람직하게는 30 내지 65 중량부 포함한다.
사용되는 충전제 또는 보강재는 또한, 2종 이상의 상이한 충전제 및/또는 보강재, 바람직하게는 탈크, 운모, 실리케이트, 석영, 이산화티탄, 규회석, 고령토, 무정형 실리카, 탄산마그네슘, 백악, 장석, 황산바륨, 유리 비드를 기재로 하는 것 및/또는 탄소 섬유 및/또는 유리 섬유를 기재로 하는 섬유상 충전제 및/또는 보강재로 이루어진 혼합물을 포함할 수 있다. 탈크, 운모, 실리케이트, 석영, 이산화티탄, 규회석, 고령토, 무정형 실리카, 탄산마그네슘, 백악, 장석, 황산바륨 및/또는 유리 섬유 기재의 광물성 미립자 충전제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 탈크, 규회석, 고령토 및/또는 유리 섬유 기재의 광물성 미립자 충전제를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 유리 섬유가 매우 특히 바람직할 수 있다.
또한 침상 광물성 충전제를 사용하는 것도 특히 바람직하다. 본 발명에 따라, 침상 광물성 충전제라는 용어는 현저한 침상 특성을 갖는 광물성 충전제를 의미한다. 바람직하게 언급할 수 있는 것으로는 침상 규회석, 특히 길이:직경 비가 바람직하게는 2:1 내지 35:1, 특히 바람직하게는 3:1 내지 19:1, 특히 바람직하게는 4:1 내지 12:1인 것이다. 본 발명에서 사용되는 침상 광물의, 실라스 그라눌로미터(CILAS GRANULOMETER)를 이용하여 측정한 평균 입도는 바람직하게는 20 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 15 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 미만이다.
충전제 및/또는 보강재는, 적절하다면, 예를 들어 실란을 기재로 하는 접착 촉진제 시스템 또는 접착 촉진제로 표면-개질될 수 있다. 그러나, 이러한 전처리는 필수적인 것은 아니다. 그러나, 특히 유리 섬유를 사용하는 경우에, 실란 이외에, 중합체 분산액, 필름-형성제, 분지화제 및/또는 유리 섬유-가공 조제를 사용할 수도 있다.
본 발명에 따라 그 사용이 특히 바람직한 유리 섬유는 연속-필라멘트 섬유의 형태로, 또는 잘게 자르거나 분쇄한 유리 섬유의 형태로 첨가하고, 그의 섬유 직경은 일반적으로 7 내지 18 ㎛, 바람직하게는 9 내지 15 ㎛이다. 적합한 규격 시스템, 및 예를 들어 실란을 기재로 하는 접착 촉진제 시스템 또는 접착 촉진제를 갖춘 섬유가 제공될 수 있다.
실란을 기재로 하고 전처리에 통상 사용되는 커플링제는 실란 화합물, 바람직하게는 하기 화학식 III의 실란 화합물이다:
<화학식 III>
Figure pat00003
식 중,
X는 NH2-, HO- 또는
Figure pat00004
이고,
q는 2 내지 10, 바람직하게는 3 내지 4의 정수이고,
r은 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 2의 정수이고,
k는 1 내지 3의 정수, 바람직하게는 1이다.
추가로 바람직한 커플링제는 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노부틸트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노부틸트리에톡시실란, 및 치환기 X로서 글리시딜기를 갖는 상응하는 실란의 군으로부터의 실란 화합물이다.
충전제의 개질을 위한 표면 코팅을 위해 일반적으로 사용되는 실란 화합물의 양은 광물성 충전제를 기준으로 0.05 내지 2 중량％, 바람직하게는 0.25 내지 1.5 중량％, 특히 0.5 내지 1 중량％이다.
성형 조성물 또는 성형물을 제공하기 위한 가공처리의 결과로, 미립자 충전제의 d97 값 또는 d50 값은 본래 사용된 충전제에서보다 상기 성형 조성물 또는 성형물에서 보다 작을 수 있다. 상기 성형 조성물 또는 성형물을 제공하기 위한 가공처리의 결과로, 상기 성형 조성물 또는 성형물에서, 유리 섬유의 길이 분포는 본래 사용된 것보다 줄어들 수 있다.
상이한 플라스틱이 사용되는 경우, 이들은 개별적으로 또는 기타 충전제/보강재와의 혼합물로 충전제 0.001 내지 70 중량부, 바람직하게는 15 내지 65 중량부, 특히 바람직하게는 30 내지 60 중량부, 특히 바람직하게는 30 내지 65 중량부를 각각 포함할 수 있다.
모든 경우에, 동일한 중합체가 사용되는 경우, 사용하고자 하는 플라스틱에서 충전제의 양은 상이하다. 그러나, 상이한 중합체가 사용되는 경우, 2개의 플라스틱에 존재하는 정량적 분율은 확실히 동일할 수 있다.
동일한 열가소성 중합체가 2개의 플라스틱 모두에 사용되는 경우, 2개의 열가소성 중합체의 충전제 함량의 차이는 0:70 내지 70:0 중량부, 바람직하게는 15:65 내지 65:15 중량부, 특히 바람직하게는 30:60 내지 60:30 중량부이다.
사용되는 플라스틱이 다양한 열가소성 중합체를 포함하는 경우, PA-PBT 및 PA-PP의 계열로부터의 조합물이 바람직하며, 여기서 PA는 폴리아미드이고, PBT는 폴리부틸렌 테레프탈레이트이고 PP는 폴리프로필렌이다. 바람직한 일 실시양태에서, 본 발명은 도어 구조물 모듈의 제조에서의, 2개 이상의 상이한 열가소성 중합체의 용도를 제공한다.
바람직한 일 실시양태에서, 사용하고자 하는 열가소성 중합체는 1종 이상의 상용화제, 물리적 절차에 의해 중요 물질, 예를 들어 폴리프로필렌을 폴리아미드에 접합시킬 수 있거나 그 반대로 폴리아미드를 폴리프로필렌에 접합시킬 수 있는 성분 물질을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 바람직하게 사용하고자 하는 상용화제는 예로써 DE 4 206 191 A1 또는 US 6 541 571 B1에 기재되어 있다.
사출 성형을 통해 생성물을 제조하는 본 발명에 따르는 방법은 230 내지 330℃, 바람직하게는 250 내지 300℃ 범위의 용융 온도에서, 그리고 또한 임의로는 2500 bar 이하의 압력에서, 바람직하게는 2000 bar 이하의 압력에서, 특히 바람직하게는 1500 bar 이하의 압력에서, 매우 특히 바람직하게는 750 bar 이하의 압력에서 실시한다.
사출-성형 공정의 특징은 바람직하게는 펠렛 형태의 중합체가 가열된 실린더형 공동에서 용융되고 (가소화되고), 온도-조절된 공동 내의 압력하에 사출-성형 조성물의 형태로 주입된다는 것이다. 상기 조성물이 냉각(고화)된 후, 사출 성형물이 이형된다.
여러 단계는 하기와 같다:
1. 가소화/용융
2. 주입 단계 (충전 절차)
3. 일정한-압력(hold-pressure) 단계 (결정화 동안 열 수축으로 인함)
4. 이형.
사출-성형 기계는 클램핑 유닛, 주입 유닛, 구동장치 및 제어 시스템으로 구성된다. 상기 클램핑 유닛내에, 고정되고 이동가능한 몰드용 플래튼(platen), 종판, 및 또한 상기 이동가능한 몰드 플래튼용 지지봉(tie bar) 및 구동장치 (연결된 레버 또는 유압식 클램핑 유닛)가 존재한다.
주입 유닛은 전기로 가열가능한 실린더, 스크류용 구동장치 (모터, 기어박스) 및 상기 스크류 및 주입 유닛의 변위를 위한 유압식 시스템을 포함한다. 상기 주입 유닛의 기능은 분말 또는 펠렛을 용융시키고 이를 계량하고 주입하며 이에 일정한 압력을 제공하는 것 (수축으로 인함)으로 이루어진다. 스크류 내에서 용융물의 역 유동의 문제 (누수 유동)는 비-되돌림 밸브(non-return valve)에 의해 해결된다.
사출성형 몰드에서, 유입 용융물이 이어서 분리되고 냉각되어, 필요한 성분이 제조된다. 2개의 몰드의 절반은 상기 목적상 항상 필요하다. 사출-성형 공정에 사용된 다양한 기능성 시스템은 하기와 같다:
- 공급물 시스템
- 성형 삽입물
- 탈기 시스템
- 기계 설치 및 힘의 흡수(uptake)
- 이형 시스템 및 운동의 전달
- 온도 조절.
본 발명에 따라 사용하고자 하는 이중-사출-성형 공정은, 기계류 및 몰드 기술의 관점에서, 2-성분 사출-성형 공정의 가장 간단한 변법이다. 사출-성형하고자 하는 2개의 성분은 2개의 독립적인 주입 지점에 의해 공동으로 주입되고, 이들은 상기 공동 내에서 정해진 정도의 변경에 따라 서로 마주치게 된다. 상기 몰드의 폐쇄시, 2개의 유닛은 상기 공동에 물질을 채우기 시작한다. 상이한 스크류 속도 [㎤/s]를 사용하여 접촉 구역의 위치, 즉 사용하고자 하는 2개 이상의 플라스틱 성분의 용융 전방부가 서로 마주치게 되는 위치를 설정할 수 있다. 물질을 상기 몰드에 대칭적으로 채우는 것은 또한 동일한 체적 유속을 설정함으로써 달성될 수 있다.
명확하게 하기 위해, 본 발명의 범주는 일반적인 용어로 또는 바람직한 범위 내의 상기 열거된 모든 정의 및 파라미터의 임의의 바람직한 조합을 포함하는 것으로 인지될 수 있다.
본 발명의 실시예
하기에서 본 발명을 첨부된 도면에 근거하여 단지 예로써 기재하였다.
도 1 은 A에서 적절한 단면도를 사용하여 오버몰딩에 필요한 패널 삽입물을 나타내고, B에서 성형된 플라스틱 리브 결합부(ribbing)를 가지는 마감되고 오버몰딩된 도어 구조물 모듈의 외부도(external view)를 나타내며, C에서 이의 내부도(internal view)를 나타낸다.
도 2 는 첨가(add-on) 부분 및 클래딩 부분을 포함하지 않지만, 하기 위치가 제공되는, 차량의 내부로부터의 도면을 나타낸다: 1: 이너(inner) 도어 핸들, 2: 도어 개방장치, 3: 도어 락 고정기(fastening), 4: 암 레스트(arm rest), 5: 맵 포켓/도어 보관 구획, 6: 확성기 리셉터클 및 7: 윈도우 리프터 및 미러 조절용 조작 유닛.
도 3 은 본 발명에 따르는 자동차용 도어 구조물 모듈의 외부도를 나타낸다.
하기의 적절한 보유 장치를, 고정기가 필요한 첨가 부분 및 기능성 부재를 위해, 사출-성형 공정 동안 시스템상에 부수적으로 미리 성형하였다:
8 = 미러 트라이앵글(mirror triangle)/외부 미러의 고정기
9 = 상부 도어 힌지용 보강재/스크류-트레드 시스템
10 = 하부 도어 힌지용 보강재/스크류-트레드 시스템
11 = 윈도우 리프터 가이드 시스템용 고정기
12 = 윈도우 리프터 모터용 리셉터클
13 = 측면-충격 지지체용 리셉터클
14 = 윈도우 리프터 가이드 시스템용 고정기
도 4 는 마감된 도어 구조물 모듈을 통한 2개의 단면 (A-A 및 B-B)의 외부도를 나타낸다. 부수적으로 성형된 맵 포켓 영역에 또는 암 레스트 및 도어-풀 핸들에 추가의 클래딩 부재는 필요하지 않고, 적합한 표면 그레이닝(graining)이 제공된다.
도 5 에서, 흑색 화살표는 60％의 유리-섬유 보강 나일론-6에 대한 공급 위치를 나타낸다. 백색 화살표는 30％의 유리-섬유 보강 나일론-6에 대한 공급 위치를 나타낸다.
도 5 및 도 6 도 5 및 도 6에서 흑색 배경의 영역 (백색 경계 선 포함)은 60％의 유리-섬유-보강 나일론-6으로 이루어진 기능성 부재 및 보강 리브가 성형되는 패널 삽입 영역을 나타낸다. 특히, 이들은
ㆍ 도어 힌지용 스크류-트레드 시스템을 위한 영역
ㆍ 프레임 내지 채널 스트립의 형태인 구조적 부재로부터의 전이 영역 (전방 및 후방)
ㆍ 측면-충격 지지체의, 프레임의 형태인 구조적 부재에의 연동 위치의 영역 (전방 및 후방)
ㆍ 외부 미러용 고정기 위치를 포함하는 미러 트라이앵글
ㆍ 도어 락용 리셉터클이다.
도 5 및 도 6에서 백색 배경의 영역 (흑색 경계 선 포함)은 30％의 유리-섬유-보강 나일론-6으로 이루어진 기능성 부재 및 보강 리브가 성형되는 패널 삽입 영역을 나타낸다.

Claims (12)

  1. 2개의 플라스틱 부재가 이중-사출-성형 공정에 의해 동시에 사출 성형되는 상이한 플라스틱 물질로 이루어지며, 그 결과, 이들의 용융 전방부가 서로 마주치게 되는 경우 이들은 서로 융합되는 동시에, 패널 프로파일(들)과 단단히 접합되는 것을 특징으로 하는, 1개 이상의 패널 프로파일이 2개 이상의 상이한 플라스틱 부재에 결합된 금속-플라스틱-복합체 디자인 (하이브리드 기술)의 도어 구조물 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 프레임의 형태를 취하거나 또는 환상형인 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라스틱 구조물이 보강 리브(rib)를 갖는 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 보강 리브가, 패널 프로파일 내의 천공에 의해 불연속적인 연결 개소(connection site)에서 패널 프로파일에 단단하게 접합되고, 여기서, 플라스틱이 상기 천공을 통해 천공 영역 너머로 연장되는 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 플라스틱이 열가소성 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 사용되는 열가소성 중합체가 폴리아미드 또는 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 및 언급된 중합체들의 임의의 가능한 혼합물의 군으로부터의 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 열가소성 중합체들 중 적어도 하나가 충전제 또는 보강재를 0.001 내지 75 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 패널 프로파일이 오르가노패널(organopanel)인 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 패널 프로파일 및/또는 주요 본체가 접착 촉진제 또는 접착제로 피복되는 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 오직 오버몰딩(overmoulding) 공정 후의 별도의 공정 단계에서, 패널 프로파일이 고온 리벳팅(riveting) 또는 다른 유형의 리벳팅, 핀칭(pinching), 접착제 접합 또는 스크류-트레드(screw-thread) 방법에 의해 플라스틱 구조물에 연결되며, 상기 연결이 패널 프로파일을 수반하고 사출-성형 절차로부터 항상 발생하는 접합부에 대해 추가적인 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 성형-부착된 1종 이상의 플라스틱재 리셉터클(receptacle), 또는 1종 이상의 기능성 부재용 연동 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 도어 구조물 모듈.
  12. 자동차에서의, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 도어 구조물 모듈의 용도.
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