KR20200072660A - 탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법 - Google Patents

탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 출원은 탄소 연속 섬유 강화 플라스틱 외부 패넬을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 탄소계 소재의 외부 패널과 시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 탄소계 소재의 내부 패널을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법{TRUNK LID HAVING OUTER PANEL WITH CARBON FIBER REINFORCED PLASTIC AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 출원은 탄소 연속 섬유 강화 플라스틱 외부 패넬을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 탄소계 소재의 외부 패널과 시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 탄소계 소재의 내부 패널을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적인 승용차량은 후방에 화물을 적재할 수 있는 공간인 트렁크(trunk)와, 이 트렁크를 개폐하는 트렁크 리드(trunk lid)를 구비한다.
특히, 트렁크 리드는 자동차 트렁크 리드는 트렁크 룸을 여닫는 덮개이다. 비, 먼지, 직사광선, 외기온 등에서 짐을 보호하는 기능이 있으며, 또한, 도난방지 등의 목적도 있다.
종래에는 트렁크 리드를 스틸(steel)을 이용하여 제작하였으며, 목적에 맞게 다양한 구조를 갖도록 형성하였다.
종래의 방식에 따른 트렁크 리드는 스틸 등의 단일의 소재를 사용하여 제작되었다. 하지만，스틸 등의 재질로 시트백 프레임을 제작하는 데에는 많은 비용이 소요되었으며，트렁크 리드의 자체 중랑이 증가되는 단점이 있었다.
또한, 자동차의 외관을 형성하는 외부 판넬과 트렁크 리드 자체의 강도를 보강하기 위한 내부 판넬로 각각 제작하는 경우도 있었으나, 이 역시 스틸로 제작되어 자동차의 경량화 추세에 맞지 않았다. 따라서, 자동차 부품의 경량화 경향에 맞춰, 트렁크 리드에 대한 경량화 연구가 보다 필요한 시점이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 외부 판넬과 내부 판넬를 포함한 경량 트렁크 리드를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 탄소 연속 섬유로 이루어진 외부 판넬을 포함한 트렁크 리드를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 탄소 비연속 섬유로 이루어진 내부 판넬을 포함한 트렁크 리드를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 고강도 및 고강성의 경량 트렁크 리드를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 측면은 탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드의 제조 방법에 관한 것이다.
본 출원의 일 예시로서, 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 탄소계 연속 섬유 소재를 포함한 외부 패널을 제조하는 단계; 시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 탄소계 비연속 섬유 소재를 포함한 내부 패널을 제조하는 단계; 상기 외부 패널과 상기 내부 패널를 결합하는 단계를 포함한다.
본 출원의 일 예시로서, 상기 외부 패널의 탄소계 소재는 탄소 섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastic)을 포함한다.
본 출원의 일 예시로서, 상기 외부 패널과 상기 내부 패널의 결합은 접착제에 의해서 수행된다.
본 출원의 다른 측면은 트렁크 리드에 관한 것이다.
본 출원의 일 예시로서, 트렁크 리드는 탄소계 연속 섬유를 포함하는 외부 패널; 및 상기 외부 패널과 결합되며, 탄소계 비연속 섬유를 포함하는 내부 패널을 포함한다.
본 출원의 일 예시로서, 상기 외부 패널은 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 소재를 포함한다.
본 출원의 일 예시로서, 상기 내부 패널은 시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 소재를 포함한다.
본 출원의 일 예시로서, 상기 외부 패널과 상기 내부 패널은 접착제를 이용하여 결합된다.
본 출원의 일 예시로서, 상기 결합된 외부 패널과 상기 내부 패널 사이에 하나 또는 그 이상의 공간부가 위치되며, 상기 공간부에 자동차 전장부품이 배치된다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 이종소재로 구성된 외부 패널과 내부 패널이 결합된 트렁크 리드를 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 탄소 섬유 강화 플라스틱을 포함한 트렁크 리드를 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 경량화 트렁크 리드를 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 고강도 트렁크 리드를 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 고강성 트렁크 리드를 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 제조 방법에 관한 플로우차트이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 일 구성요소인 외부 패널의 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 일 구성요소인 내부 패널의 모식도이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 일 실시예인 탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드의 제조 방법을 보다 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 목적으로 제시된 것으로, 본 출원의 일 실시예인 탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드의 제조 방법의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 제조 방법에 관한 플로우차트이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 제조 방법은 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 탄소계 연속 섬유 소재로 포함한 외부 패널을 제조하는 단계(S10); 시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 탄소계 비연속 섬유 소재를 포함한 내부 패널을 제조하는 단계(S20); 외부 패널과 내부 패널를 결합하는 단계(S30)를 포함한다.
이하, 각 단계별로 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다.
먼저, 웨트 컴프레션 몰딩 방식으로 제조된 탄소계 연속 섬유 소재로 포함한 외부 패널을 제조한다(S10).
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 일 구성요소인 외부 패널의 모식도이다. 다만, 이러한 도면은 설명을 목적으로 제시된 것일 뿐, 본 출원을 한정하는 것은 아니다.
도 2에 도시된 바와 같이, 외부 패널(10)은 트렁크 리드의 외관부이다.
바람직하게는, 외부 패널은 탄소계 연속 섬유를 포함한다. 보다 바람직하게는 외부 패널은 탄소 섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastic)을 포함한다.
탄소 섬유 강화 플라스틱은 열가소성 연속 섬유 강화 복합소재를 의미할 수 있다. 그리고 열가소성 수지에는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 외부 패널은 웨트 컴프레션 몰딩 방식으로 제조된 탄소계 소재를 이용하여 제조된다. 웨트 컴프레션 몰딩방법은 종래의 RTM(resin transfer molding) 대비 제품 형상이 단순하고 공정이 간편하며 설비 투자비가 저렴한 장점이 있다. 탄소계 연속 섬유를 직조타입으로 오리엔테이션을 달리 적층 배치하고, 이를 수지에 함침하거나, 전술한 탄소계 연속 섬유에 수지를 도포하여 탄소계 소재를 제조할 수 있다.
다만, 웨트 컴프레션 몰딩 방식에 사용되는 장치는 특별히 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같은 본 출원이 의도하는 바를 달성할 수 있는 장치라면, 어떠한 장치라도 사용가능한다.
이를 통하여, 본 출원의 의도하는 바와 같이, 본 출원은 웨트 컴프레션 몰딩 방법을 이용하여 제조된 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 이루어진 외부 패널을 포함하여, 경량의 트렁크 리드를 제공할 수 있으며, 또한, 외관이 미려한 트렁크 리드를 제공할 수 있다.
그리고, 시트 몰딩 컴파운딩 방식으로 제조된 탄소계 비연속 섬유 소재를 포함한 내부 패널을 제조한다(S20).
여기서, 내부 패널을 제조하는 단계를 S20으로 지칭하였으나, 이는 외부 패널을 제조하는 단계(S10)와 구분하기 위함일 뿐, 내부 패널을 제조하는 단계를 외부 패널을 제조하는 단계보다 먼저 실시할 수 있으며, 내부 패널을 제조하는 단계와 외부 패널을 제조하는 단계를 동시에 실시할 수도 있다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 트렁크 리드의 일 구성요소인 내부 패널의 모식도이다. 다만, 이러한 도면은 설명을 목적으로 제시된 것일 뿐, 본 출원을 한정하는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이, 내부 패널(20)은 트렁크 리드의 내부 영역으로서, 강도 보강을 위한 다양한 리브가 형성될 수 있다. 그러한 리브의 형상, 위치 등은 설명을 목적으로 제시된 것일 뿐, 본 출원을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 구조적으로 취약한 부위가 있을 경우 해당 부위를 통해 추가적으로 더 구비되거나 또는 더욱 복잡한 형상을 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 내부 패널은 시트 몰딩 컴파운딩 방식으로 제조된 탄소계 소재를 이용하여 제조된다. 시트 몰딩 컴파운딩 방식은 시트 상의 수지 사이에 짧은 섬유(비연속 섬유)를 포함시킨 소재를 사용하여, 성형품을 제공하는 방식이다. 특히, 내부 패널의 경우 포밍(forming)이 존재하기 때문에, 이러한 방식으로 제조하는 것이 바람직하다.
다만, 시트 몰딩 컴파운딩 방식에 사용되는 장치는 특별히 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같은 본 출원이 의도하는 바를 달성할 수 있는 장치라면, 어떠한 장치라도 사용가능한다.
그리고, 전술한 바와 같이 각각 제조된 외부 패널과 내부 패널를 결합한다(S30).
전술한 바와 같이, 각각 제조된 외부 패널과 내부 패널을 결합한다. 이 때, 외부 패널과 상기 내부 패널의 결합은 접착제에 의해서 수행되는 것이 바람직하다. 일 예로서, 외부 패널과 상기 내부 패널의 결합은 실러(sealer)에 의해서 수행될 수 있다.
여기서, 접착 방법 또는 접착 장치는 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 출원이 속한 기술 분야에서 적용할 수 있는 방법 또는 장치는 어떠한 방법 또는 장치라도 적용될 수 있다.
이를 통하여, 탄소 연속 섬유(탄소 섬유 강화 플라스틱)를 포함하는 외부 패널과 탄소 비연속 섬유를 포함하는 내부 패널로 이루어진 고강도 및 고강성의 경량 트렁크 리드를 제공할 수 있다.
또한, 본 출원의 다른 측면은 트렁크 리드에 관한 것이다.
본 출원의 일 예시로서, 트렁크 리드는 탄소계 연속 섬유를 포함하는 외부 패널 및 상기 외부 패널과 결합되며, 탄소계 비연속 섬유를 포함하는 내부패널을 포함한다.
본 출원의 일 예시로서, 외부 패널은 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 소재를 포함할 수 있다. 특히, 외부 패널은 탄소 섬유 강화 플라스틱을 이용하여, 웨트 컴프레션 몰딩 방식에 의하여 제조된 패널일 수 있다.
본 출원의 일 예시로서, 내부 패널은 시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 소재를 포함할 수 있다. 특히, 내부 패널은 탄소 비연속 섬유를 포함하며, 시트 몰딩 컴파운딩 방식에 의하여 제조된 패널일 수 있다.
본 출원의 일 예시로서, 외부 패널과 내부 패널은 접착제를 이용하여 결합된다.
여기서, 접착 방법 또는 접착 장치는 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 출원이 속한 기술 분야에서 적용할 수 있는 방법 또는 장치는 어떠한 방법 또는 장치라도 적용될 수 있다.
또한, 내부 패널의 경우, 외부 패널과 결합되는 면에는 다양한 리브가 형성되어 있으며, 따라서, 내부 패널의 일부 면만이 외부 패널과 접착될 수 있다.
또한, 이렇게 결합된 외부 패널과 내부 패널 사이에는 하나 또는 그 이상의 공간부가 위치될 수 있다. 공간부의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 공간부에 배치될 전장부품, 와이어 하네스, 도어락 부품 등의 형상을 고려하여 공간부의 형상을 제작하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 출원의 구성 및 작용에 의하면, 트렁크 리드에 요구되는 구조적인 강성 및 강도를 확보할 수 있으며, 기존의 스틸 재질에 비해 무게 경량화가 가능한 장점이 있다.
또한, 기존의 스틸 재질로 제작하였던 경우에 비해 비용 절감이 가능하며, 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
지금까지 본 출원인 트렁크 리드 및 그 제조방법에 관하여 살펴보았으나, 본 출원의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
또한, 상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 외부 패널
20: 내부 패널

Claims (8)

  1. 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 탄소계 연속 섬유 소재를 포함한 외부 패널을 제조하는 단계;
    시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 탄소계 비연속 섬유 소재를 포함한 내부 패널을 제조하는 단계;
    상기 외부 패널과 상기 내부 패널를 결합하는 단계를 포함하는 트렁크 리드의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 패널의 탄소계 소재는 탄소 섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastic)을 포함하는 트렁크 리드의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 패널과 상기 내부 패널의 결합은 접착제에 의해서 수행되는 트렁크 리드의 제조 방법.
  4. 탄소계 연속 섬유를 포함하는 외부 패널; 및
    상기 외부 패널과 결합되며, 탄소계 비연속 섬유를 포함하는 내부 패널을 포함하는 트렁크 리드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 패널은 웨트 컴프레션 몰딩(wet compression molding) 방식으로 제조된 소재를 포함하는 트렁크 리드.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 내부 패널은 시트 몰딩 컴파운딩(sheet molding compounding) 방식으로 제조된 소재를 포함하는 트렁크 리드.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 패널과 상기 내부 패널은 접착제를 이용하여 결합된 트렁크 리드.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 결합된 외부 패널과 상기 내부 패널 사이에 하나 또는 그 이상의 공간부가 위치되며,
    상기 공간부에 자동차 전장부품이 배치되는 트렁크 리드.
KR1020180160483A 2018-12-13 2018-12-13 탄소 섬유 강화 플라스틱 외부 패널을 포함한 트렁크 리드 및 그 제조방법 KR102144435B1 (ko)

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