KR20180040203A

KR20180040203A - 도어스텝 제조 방법

Info

Publication number: KR20180040203A
Application number: KR1020160131782A
Authority: KR
Inventors: 서재식; 이춘수; 정우철; 김도형
Original assignee: 현대자동차주식회사; 주식회사 신기인터모빌
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-04-20
Also published as: US10293533B2; US20180099440A1; CN107932822A

Abstract

본 발명은 도어스텝의 형상을 가지도록 하는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재를 사출하는 ABS 소재 사출 단계와 ABS 소재에 플라스틱 도금을 실시하는 플라스틱 도금 단계 및 플라스틱 도금이 적용된 ABS 소재를 금형에 고정시키고, ABS 소재와 PP(polypropylene) 소재가 일체형 구조를 가지도록 상기 금형의 내부에 고정된 ABS 소재로 pp를 사출하는 pp 사출 단계를 포함한다.

Description

도어스텝 제조 방법{Door step manufacturing method}

본 발명은 도어스텝 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재를 사출한 후 플라스틱 도금하여 제작된 플라스틱 플레이트를 금형 내 삽입한 후 트림(trip)용 pp(polypropylene) 소재를 사출하여 일체형 구조를 가지도록 하는 도어스텝 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 도어스텝은 평소에는 외부로 노출되지 않지만, 탑승자가 탑승을 위해 차량 도어를 개방하는 경우 차량 바디 측에 장착되어 탑승자로 하여금 고급스러움을 느낄 수 있도록 하는 장식품이다.

또한, 차량의 도어스텝은 RV 차량과 같은 지상고가 높은 차량에 적용하게 되면, 탑승자의 탑승을 보조하는 발판의 역할을 하기도 한다.

차량의 도어스텝은 플라스틱 트림에 스틸로 이루어진 플레이트를 조립하여 제작되는데, 이러한 플레이트에는 장식용 패턴 식각, 문자부 식각, 광택부 연마, 부식 방지용 방청 코팅 등의 가공이 포함되어 있기 때문에, 중형차급 이상에만 선택적으로 스틸 재질의 플레이트가 적용되며, 저가의 차량에는 별도의 플레이트 없이 플라스틱 트림만 적용되는 실정이다.

그러나, 플라스틱 트림에 스틸 재질의 플레이트로 이루어진 도어스텝의 경우 스틸 가공비에 따른 제작 비용의 부담 뿐만 아니라, 플라스틱 트림과 스틸 재질의 플레이트 사이의 단차가 발생하여 외관상 통일감이 저하될 수 있다.

즉, 상기와 같은 도어스템의 구조는 도 5에 도시된 바와 같이 플라스틱 트림(1)과 스틸 플레이트(2)가 각각 별물로 제작한 후 작업자가 물리적으로 체결하여야 하기 때문에, 체결 품질에 따라 부품 경계면에 단차가 존재할 수 있고, 디자인 통일성이 저하될 수 있으며, 그에 따라 스틸 가공 및 조립에 따른 원가부담이 발생하여 중형 이상의 차량에만 적용되는 문제가 있다.

대한민국등록특허공보 제10-0818145호(2008.03.25.)

본 발명의 목적은, 도어스텝 형상을 가지도록 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재를 사출한 후 플라스틱 도금이 이루어진 ABS 소재를 금형에 고정시키고, 금형 내부로 pp(polypropylene) 소재를 사출하여 ABS 소재와 pp 소재가 일체형 구조를 가지는 도어스텝을 제조함으로써, ABS 소재와 트림(trim)용 pp 소재 사이의 단차 발생을 최소화할 수 있는 도어스텝 제조 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 도어스텝 제조 방법은 도어스텝의 형상을 가지도록 하는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재를 사출하는 ABS 소재 사출 단계와 ABS 소재에 플라스틱 도금을 실시하는 플라스틱 도금 단계 및 플라스틱 도금이 적용된 ABS 소재를 금형에 고정시키고, ABS 소재와 PP(polypropylene) 소재가 일체형 구조를 가지도록 상기 금형의 내부에 고정된 ABS 소재로 pp를 사출하는 pp 사출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 ABS 소재 사출 단계는 pp 소재가 사출되는 위치에 해당하는 ABS 소재의 표면으로 복수의 스루 홀이 형성되도록 한다.

여기서, 상기 ABS 소재 사출 단계는 상기 스루 홀을 형성하는 영역의 외주면을 HCl에 의해 강제 부식시킨다.

이때, 상기 ABS 소재 사출 단계는 상기 스루 홀을 형성하는 영역에 대한 HCl 부식에 의해 상기 스루 홀의 내면에 요철 구조가 형성되도록 한다.

그리고, 상기 pp 사출 단계는 pp를 상기 금형의 내부로 주입하여 상기 스루 홀의 내부로 pp가 인입되도록 한다.

한편, 상기 pp 사출 단계는 ABS 소재의 사출 시 ABS 소재에 형성된 복수의 고정용 가이드 핀에 의해 ABS 소재가 상기 금형에 고정되도록 한다.

또한, 상기 플라스틱 도금 단계는 ABS 소재의 표면에 구리, 니켈, 크롬이 순차적으로 생성되도록 플라스틱 도금을 실시한다.

본 발명은, 도어스텝 형상을 가지도록 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재를 사출한 후 플라스틱 도금이 이루어진 ABS 소재를 금형에 고정시키고, 금형 내부로 pp(polypropylene) 소재를 사출하여 ABS 소재와 pp 소재가 일체형 구조를 가지는 도어스텝을 제조함으로써, ABS 소재와 트림(trim)용 pp 소재 사이의 단차 발생을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 플라스틱 도금을 실시하여 종래에 적용되는 스틸 재질의 도어스텝 플레이트를 대체할 수 있기 때문에, 그에 따른 원가 및 중량을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법에 대한 사출된 ABS 소재를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법에 대한 pp 소재의 사출을 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법에 대한 도어스텝 완제품을 보여주는 도면이다.
도 5 는 종래의 도어스텝 제조 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법을 순차적으로 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법에 대한 사출된 ABS 소재를 보여주는 도면이다.

또한, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법에 대한 pp 소재의 사출을 보여주는 도면이며, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법에 대한 도어스텝 완제품을 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 도어스텝 제조 방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도어스텝 형상을 가지도록 하는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재(10)를 사출한다(S100).

즉, 1차 사출을 통해 도어스텝 형상을 가지는 ABS 소재(10)를 사출함에 있어서는, 도 2에 도시된 바와 같이 ABS 소재(10)의 테두리 영역, 즉 pp (polypropylene) 소재(20)가 사출되는 위치에 해당하는 영역을 따르며 복수의 스루 홀(H)이 형성되도록 사출된다.

이러한 스루 홀(H)은 ABS 소재(10)와 후술 될 pp 소재(20)의 결합을 위한 것으로, 극성인 ABS 소재(10)에 플라스틱 도금이 적용되면(S200), 표면에 구리, 니켈, 크롬이 순차적으로 생성되는데, 금형(30)을 통해 추후에 2차로 사출되는 비극성 고분자인 pp와 플라스틱 도금이 적용된 ABS 소재(10)의 최상단인 크롬과는 화학적 결합이 없기 때문에, 서로 결합이 이루어지지 않게 된다.

여기서, ABS 소재(10)에 플라스틱 도금이 적용되어(S200) 상기와 같이 순차적으로 형성되는 구리는 사출 과정에서 발생되는 ABS 소재(10)의 수축 또는 팽창을 방지하기 위함이고, 니켈은 ABS 소재(10)의 부식을 방지하기 위함이며, 크롬은 ABS

결과적으로, 본 실시예에서는 1차 사출을 통해 ABS 소재(10)를 사출함에 있어서, ABS 소재(10)에 스루 홀(H)이 형성되도록 하여 추후에 이루어질 2차 사출을 통해 pp가 스루 홀(H)의 내부로 인입된 상태로 굳어지게 함으로써, 상기와 같이 화학적으로 서로 결합되는 못하는 ABS 소재(10)와 pp 소재(20) 사이의 결합이 이루어지게 할 수 있다.

한편, 1차 사출에 있어서는 ABS 소재(10)의 사출 시 1차 금형(미도시)의 내부에서 스루 홀(H)을 형성하는 영역의 외주면을 HCl에 의해 부식되도록 하는 것이 바람직하다.

이는, 스루 홀(H)과 내부로 인입되는 pp와의 물리적 비표면적의 확대를 위한 것으로, 상기와 같이 강제 부식된 영역을 통해 1차 사출 시 스루 홀(H)의 내면에 요철 구조가 형성되게 되면, 이러한 요철 구조에 의해 2차 사출 시 pp가 스루 홀(H)에 내부에 인입된 상태에서 효과적으로 고정될 수 있으며, 그에 따라 ABS 소재(10)와 pp의 확실한 결합이 이루어질 수 있다.

부식시간(min)	표면조도(R_a, μm)			접합력(MPa)
부식시간(min)	금형 부식 후	ABS 사출 후	도금 후	접합력(MPa)
0	0.45	0.03	0.02	평가불가(탈착)
20	1.07	0.99	0.2	0.81
40	1.28	1.22	0.68	1.36
60	1.66	1.63	1.03	2.42
80	1.84	1.79	1.46	3.17
100	1.45	1.40	0.97	1.43

여기서, 스루 홀(H)을 형성하는 영역에 대한 부식 시간은 <표1>의 실험 데이터에 개시된 바와 같이 약 60 ~ 80 분으로 설정되는 것이 바람직하다.

만일, 부식 시간이 약 20 ~ 40 분으로 설정되게 되면, 스루 홀(H)을 형성하는 영역에 대한 표면 조도가 낮아 플라스틱 도금이 이루어진 이후 스루 홀(H) 내면의 표면 조도 또한 낮아지게 되고, 만일 부식 시간이 약 80분 이상으로 설정되게 되면, 스루 홀(H)을 형성하는 영역에 과도한 부식이 일어나 표면이 매끄럽게 되는 상태가 되어 추후에 pp의 결합이 용이하게 이루어지기 어렵기 때문에, 부식 시간은 약 60 ~ 80 분으로 설정되는 것이 바람직하다.

스루 홀 직경(mm)	Pp 성형성
0	-
0.5	미성형 발생
1.0	미성형 발생
1.5	OK
2	OK
2.5 이상	OK

또한, ABS 소재(10)에 형성되는 스루 홀(H)의 직경은 <표2>의 실험 데이터에 개시된 바와 같이 약 1.5 ~ 2 mm로 설정되는 것이 바람직하다.

이는, 만일 스루 홀(H)의 직경이 약 0.5 ~ 1.0 mm로 형성되게 되면, 작은 스루 홀(H)의 직경으로 인해 2차 사출 시 상대적으로 적은 양의 pp가 스루 홀(H)에 인입하게 되므로, 구체적으로는 pp 소재(20)의 뒷면 형상이 형성되기 이전에 pp가 굳게 되어 pp 소재(20)에 대한 불량이 발생할 수 있기 때문이다.

그리고, 만일 스루 홀(H)의 직경이 약 2.5 mm 이상으로 형성되게 되면, 상기와 같이 pp 소재(20)에 대한 불량은 발생하지 않지만, 스루 홀(H)의 직경이 증가해야 하기 때문에, 그에 따라 스루 홀(H)이 형성되는 ABS 소재(10)의 테두리 길이가 증가되어 전체적으로 ABS 소재(10)의 길이가 증가되어야 하는 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 1차 사출 시 1차 금형(미도싱)의 스루 홀(H)을 형성하는 영역에 대한 부식 시간은 약 60 ~ 80분이 되도록 하고, 이때 스루 홀(H)의 직경은 약 1.5 ~2mm가 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 플라스틱 도금이 적용된 ABS 소재(10)를 금형(30)에 고정시키고, ABS 소재(10)와 pp 소재(20)가 일체형 구조를 가지도록 금형(30)의 내부에 고정된 ABS 소재(10)로 pp를 사출한다(S300).

즉, 1차 사출 시 ABS 소재(10)의 사출을 통해 ABS 소재(10)에 형성된 복수의 고정용 가이드 핀(12)에 의해 ABS 소재(10)가 금형(30)에 고정되도록 한 상태에서 pp를 금형(30)의 내부로 주입하여 스루 홀(H)의 내부로 pp가 인입, 경화되도록 함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 ABS 소재(10)와 pp 소재(20)가 일체형 구조를 가지게 할 수 있다.

여기서, 상기와 같이 금형(30)의 내부에 플라스틱 도금이 실시된 ABS 소재(10)가 고정되기 이전에 ABS 소재(10)의 표면을 약 2000 CW 이상으로 샌딩하여 매끈한 표면을 가지도록 한 상태에서 고정용 가이드 핀(12)을 통해 금형(30)의 내부에 ABS 소재(10)를 고정시키고, pp가 인입되도록 하는 것이 바람직하다.

더 바람직하게는, ABS 소재(10)의 표면을 약 2000 ~ 8000 CW의 범위로 샌딩한다.

샌딩입도(CW)	평가결과
샌딩입도(CW)	도금바착력(N/cm)	외관(육안평가)
0	7.46	오렌지 필 발생(NG
1000	6.86	미세 오렌지 필 발생(NG)
2000	6.67	도금 외관 우수(OK)
4000	6.41	도금 외관 우수(OK)
6000	6.06	도금 외관 우수(OK)
8000	5.87	도금 외관 우수(OK)
10000	4.9	도금 외관 우수(OK)
12000	4.3	도금 외관 우수(OK)
14000	4.19	도금 외관 우수(OK)

이는, <표3>의 평가결과에 개시된 바와 같이 만일 약 0 ~ 1000 CW로 샌딩하게 되면, 2차 사출 시 요철 구조에 의해 ABS 소재(10)의 표면에 대한 pp의 부착력은 우수할 수 있으나, 오렌지 필 발생 등으로 인하여 pp 소재(20)가 형성되지 않는 ABS 소재(10)의 외관이 매우 열세하기 때문이다.

그에 따라, 도금 부착력 및 육안 평가를 통한 도금 외관이 균형을 이루는 약 2000 CW 이상, 즉 약 2000 ~ 8000 CW로 샌딩하는 것이 바람직하며, 또한 만일 10000 CW 이상으로 샌딩하게 되면, 도금 외관은 좋을 수 있으나 매끄러운 외관을 가지기 때문에 도금 부착력의 저하가 심화될 수 있다.

결과적으로, 본 실시예에서는 도어스텝 형상을 가지도록 ABS 소재(10)를 사출한 후 플라스틱 도금이 이루어진 ABS 소재(10)를 금형(30)에 고정시키고, 금형(30)의 내부로 pp를 사출하여 ABS 소재(10)와 pp 소재(20)가 일체형 구조를 가지는 도어스텝을 제조함으로써, ABS 소재(10)와 트림(trim)용 pp 소재(20) 사이의 단차 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 플라스틱 도금을 실시하여 종래에 적용되는 스틸 재질의 도어스텝 플레이트를 대체할 수 있기 때문에, 그에 따른 원가 및 중량을 절감할 수 있다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

10 : ABS 소재 12 : 고정용 가이드 핀
20 : pp 소재 30 : 금형
H : 스루 홀

Claims

도어스텝의 형상을 가지도록 하는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재를 사출하는 ABS 소재 사출 단계;
ABS 소재에 플라스틱 도금을 실시하는 플라스틱 도금 단계; 및
플라스틱 도금이 적용된 ABS 소재를 금형에 고정시키고, ABS 소재와 PP(polypropylene) 소재가 일체형 구조를 가지도록 상기 금형의 내부에 고정된 ABS 소재로 pp를 사출하는 pp 사출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어스텝 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 ABS 소재 사출 단계는,
pp 소재가 사출되는 위치에 해당하는 ABS 소재의 표면으로 복수의 스루 홀이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 도어스텝 제조 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 ABS 소재 사출 단계는,
상기 스루 홀을 형성하는 영역의 외주면을 HCl에 의해 강제 부식시키는 것을 특징으로 하는 도어스텝 제조 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 ABS 소재 사출 단계는,
상기 스루 홀을 형성하는 영역에 대한 HCl 부식에 의해 상기 스루 홀의 내면에 요철 구조가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 도어스텝 제조 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 pp 사출 단계는,
pp를 상기 금형의 내부로 주입하여 상기 스루 홀의 내부로 pp가 인입되도록 하는 것을 특징으로 하는 도어스텝 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 pp 사출 단계는,
ABS 소재의 사출 시 ABS 소재에 형성된 복수의 고정용 가이드 핀에 의해 ABS 소재가 상기 금형에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 도어스텝 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 플라스틱 도금 단계는,
ABS 소재의 표면에 구리, 니켈, 크롬이 순차적으로 생성되도록 플라스틱 도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 도어스텝 제조 방법.