KR20220101367A - 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품 - Google Patents
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Abstract
차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품은 사출 금형 내부의 성형부에 복수개의 게이트를 통해 메탈릭 수지가 주입되어 성형되고, 상기 성형부에서 상기 메탈릭 수지가 상호 만나는 경계구간에 그루브 라인이 성형된다.
Description
본 발명은 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사출 성형 시 발생하는 플레이크(flake) 라인이 외부로 노출되는 것을 방지하여 상품성을 향상시키는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품에 관한 것이다.
최근 친환경 무도장 소재에 대한 요구가 증가함에 따라 도장 공정 없이 소재 자체로 금속 도장과 유사한 느낌의 금속 질감 외관을 구현할 수 있는 메탈릭 소재에 대한 요구가 증가하고 있다.
특히, 자동차 내외장용 플라스틱 소재는 고급스러운 느낌을 내기 위한 목적으로 광택이 없거나 낮은 소재를 사용하는 경우가 증가하고 있다.
이에, 무도장 소재의 적용을 위하여 소재 자체에 금속 입자를 적용한 메탈릭 소재에 대한 개발이 지속적으로 진행되고 있다.
그러나, 상기 무도장 소재는 사출 성형 후, 소재 내의 금속 입자들로 발생되는 성형품의 외관 문제, 예를 들어, 웰드 라인, 및 플로우 패턴 등의 발생으로 추가적인 금형 변경이 필요하거나, 소재 차체의 적용이 제한되는 문제가 있다.
이때, 상기 플로우 패턴이란 사출 성형품의 표면에 유동 방향과 교차하는 방향으로 나타나는 복수의 주기적인 줄무늬 모양을 의미하며, 플로우 마크, 또는 타이거 마크라고도 불린다.
이러한 플로우 패턴은 금형 내 수지의 유동 변동에 따라 나타나는 현상으로, 유동의 길이가 길어질수록 유동의 말단 부근에서 줄무늬로 이루어진 플레이크(flake) 라인의 외관 결함으로 나타난다.
상기한 문제를 해결하기 위하여 종래 기술에서는 금속 입자의 형상 및 종횡비 등을 조절하거나 금속 입자의 표면 코팅 물질을 개선하는 등의 연구가 지속적으로 진행되고 있으나, 금속 입자 자체의 개선만으로는 사출 성형 시의 금속 입자의 쏠림, 뭉침, 배향 등의 외관 문제를 개선하는 것은 한계가 있다.
따라서, 사출 성형 시 상기 플로우 패턴이 외관 품질을 저하시켜 상품성이 떨어지는 것을 방지하는 연구개발이 필요하다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 사출 성형 시 발생하는 플레이크(flake) 라인이 외부로 노출되는 것을 방지하여 상품성을 향상시키는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 사출 금형 내부의 성형부에 복수개의 게이트를 통해 메탈릭 수지가 주입되어 성형되고, 상기 성형부에서 상기 메탈릭 수지가 상호 만나는 경계구간에 그루브 라인이 성형되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품을 제공할 수 있다.
또한, 중앙부에 차폭방향을 따라 길게 형성된 일정형상의 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀 상의 양측 모서리로부터 각각 시작되는 일정구간의 홈으로 이루어진 그루브 라인이 성형된 스키드 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 그루브 라인은 차고방향을 기준으로 상기 관통홀의 하부 일측 모서리와 연결되고, 상기 일측 모서리에 대응하는 상기 스키드 플레이트의 외측면을 따라 경사지게 배치되고, 상기 관통홀의 하부 타측 모서리와 연결되고, 상기 타측 모서리에 대응하는 상기 스키드 플레이트의 외측면을 따라 경사지게 배치될 수 있다.
또한, 입구 측에 배치되어 가소화 및 용융된 메탈릭 수지를 공급하는 런너와, 상기 런너와 상기 성형부 사이에 배치되어 상기 런너로부터 공급되는 메탈릭 수지를 성형부로 유입시키는 게이트를 포함하는 사출 금형을 통해 상기 메탈릭 수지가 공급되어 사출 성형될 수 있다.
또한, 50℃ 이상 60℃ 이하의 범위의 온도에서 설정되는 상기 사출 금형으로 사출 성형될 수 있다.
또한, 상기 메탈릭 수지는 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 색소, 알루미늄 입자, 고무 입자, 및 첨가제를 각각 설정량 혼합하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 입자는 원형의 디스크형태로 이루어져 빛을 정반사시켜 금속질감을 표현할 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 입자는 입자크기가 16㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위에서 설정될 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 입자는 전체 함량 대비 3% 이상 4% 이하의 범위에서 첨가될 수 있다.
또한, 상기 메탈릭 수지는 210℃ 이상 230℃ 이하의 범위의 온도로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품은 사출 성형 시 발생하는 플레이크 라인이 외부로 노출되는 것을 방지하여 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품은 성형품의 외관표면 후처리 공정인 도장과 도금 공정 등을 삭제하여 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품은 상기 도장 공정의 삭제를 통해 도막박리를 개선하고, 필드 클레임이 감소되며, 도장공정 시 발생되는 유해물질이 감소되어 환경개선에 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품을 제조하기 위한 사출 금형을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품을 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품이 제조되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품을 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품이 제조되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품을 제조하기 위한 사출 금형을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 사출 금형(20)에 메탈릭 수지(30, 도 3 참조)를 주입하여 성형될 수 있다.
상기 사출 금형(20)은 런너(23)와, 게이트(25), 및 콜드 슬러그 웰(cold slug well, 27)을 포함할 수 있다.
상기 런너(23)는 상기 사출 금형(20)의 입구 측에 배치되는 것이 유리하다.
상기 런너(23)는 가소화(plasticization) 및 용융된 메탈릭 수지(30)를 공급하기 위함이다.
이때, 상기 런너(23)는 핫 런너(hot runner, 230)와 콜드 런너(cold runner, 231)로 구성될 수 있다.
상기 핫 런너(230)는 상기 사출 금형(20)의 입구에 위치하며, 유입되는 상기 메탈릭 수지(30)의 용융 상태를 유지할 수 있는 설정온도로 이루어지는 것이 유리하다.
상기 메탈릭 수지(30)의 진행방향을 기준으로 상기 핫 런너(230)의 후방에는 골드 런너(23)가 구성된다.
상기 콜드 런너(231)는 상기 핫 런너(230)로부터 공급된 메탈릭 수지(30)를 상기 사출 금형(20) 내의 성형부(21)로 전달하기 위함이다.
상기 콜드 런너(231)는 상기 핫 런너(230) 보다 낮은 온도로 이루어질 수 있다.
상기 메탈릭 수지(30)의 진행방향을 기준으로 상기 콜드 런너(231)의 후방 선단에는 게이트(25)가 구성된다.
상기 게이트(25)는 상기 콜드 런너(231)와 성형부(21) 사이에 배치되고, 상기 콜드 런너(231)로부터 공급되는 메탈릭 수지(30)를 성형부(21)로 유입시키기 위함이다.
그리고 상기 게이트(25)의 일측에는 콜드 슬러그 웰(27)이 장착된다.
상기 콜드 슬러그 웰(27)은 경화된 메탈릭 수지(30)가 상기 성형부(21)에 유입되는 것을 방지하기 위하여 구성될 수 있다.
상기한 사출 금형(20)은 전체적인 온도가 50℃ 이상 60℃ 이하의 범위에서 설정되는 것이 유리하다.
한편, 상기 메탈릭 수지(30)는 열가소성 화합물(31), 색소(33), 알루미늄 입자(35), 고무 입자(37), 및 첨가제(39)를 각각 설정량 혼합하여 제조될 수 있다.
이때, 상기 열가소성 화합물(31)은 폴리프로필렌(polypropylene: PP)을 예로들 수 있으며, 폴리프로필렌 외에도, 예를 들면, 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 또는 이들 중 2종 이상이 혼합된 혼합물일 수 있다.
그리고 상기 색소(33)는 도장공정을 삭제하기 위한 것으로, 실제로 외관상 노출되는 색을 첨가한다.
상기 알루미늄 입자(35)는 그 입자의 모양이 원형의 디스크형태로 이루어져 빛을 정반사시킴으로써 금속질감을 표현할 수 있는 소재를 적용할 수 있다.
이러한 알루미늄 입자(35)는 그 입자크기가 16㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위에서 설정되는 것이 유리하다.
또한, 상기 알루미늄 입자(35)는 전체 함량 대비 3% 이상 4% 이하의 범위에서 첨가되는 것이 유리하다.
이러한 알루미늄 입자(35)뿐만 아니라, 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)에서 요구되는 금속성 외관에 따라 금속 입자의 재질이 선택될 수도 있다.
상기 금속 입자 성분은 임의의 금속 또는 임의의 2종 이상의 금속의 합금일 수 있으며, 구체적으로는 상기와 같이 알루미늄 또는 알루미늄계 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
그리고 상기 첨가제(39)는 메탈릭 수지(30) 조성물에 통상적으로 첨가되는 하나 이상의 첨가제(39), 예를 들어, 광 확산제, 산화 방지제, 활제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 충격 보강제, 소광제, 난연제 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 메탈릭 수지(30)는 금속질감을 위한 알루미늄 입자(35)의 혼합량에 따라 첨가제(39)의 함량을 조절할 수 있다.
상기 메탈릭 수지(30)는 부품의 기능을 수행 하는 것은 물론, 외관 요소에 있어 금속질감 특성이 우수하게 발휘될 수 있도록 열가소성 수지의 혼합량을 조절하여 변경할 수 있다.
이러한 메탈릭 수지(30)는 210℃ 이상 230℃ 이하의 범위의 용융 온도로 설정되는 것이 유리하다.
상기와 같은 메탈릭 수지(30)는 고휘도 메탈릭 복합 소재를 적용함으로써, 도장공정을 제거할 수 있어 친환경적이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품을 나타낸 도면이고, 도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품이 제조되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 상기와 같은 사출 금형(20)에, 상기 메탈릭 수지(30)를 주입함으로써, 제조될 수 있다.
도 2를 참조하면, 예를 들어, 상기 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 스키드 플레이트(10)를 포함할 수 있다.
상기 스키드 플레이트(10)는 차량의 전방에 배치되는 부품으로, 차폭방향을 따라 관통홀(11)이 길게 형성된다.
상기 스키드 플레이트(10)에는 상기 관통홀(11) 상의 양측 모서리(110, 111)로부터 각각 시작되는 일정구간의 홈으로 이루어진 그루브 라인(13)이 형성된다.
즉, 상기 그루브 라인(13)은 상기 스키드 플레이트(10) 상에 차폭방향을 기준으로 양측에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 그루브 라인(13)은 차고방향을 기준으로 상기 관통홀(11)의 하부 일측 모서리(110)와 연결되고, 상기 일측 모서리(110)에 대응하는 상기 스키드 플레이트(10)의 외측면을 따라 경사지게 배치된다.
더불어, 상기 그루브 라인(13)은 차고방향을 기준으로 상기 관통홀(11)의 하부 타측 모서리(111)와 연결되고, 상기 타측 모서리(111)에 대응하는 상기 스키드 플레이트(10)의 외측면을 따라 경사지게 배치된다.
도 3과 도 4를 참조하면, 이러한 그루브 라인(13)은 상기 사출 금형(20) 내에서 차고방향을 기준으로 상기 스키드 플레이트(10)의 양측에 구성되는 게이트(25)를 통해 각각 주입되는 메탈릭 수지(30)가 상호 만나는 곳에 형성되는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)을 스키드 플레이트(10)를 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 범퍼몰딩, 내외장 가니시, 아웃 사이드 미러스칼프, 각종 필러 등을 포함할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 고휘도 메탈릭 복합 소재를 적용함으로써, 내스크래치성, 내오염성, 및 내충격성 등을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 성형품의 외관표면 후처리 공정인 도장과 도금 공정 등을 삭제하여 원가를 절감할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 사출 성형 시 발생하는 플레이크(flake) 라인이 외부로 노출되는 것을 방지하여 상품성을 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 웰드라인, 또는 플로우 마크등을 그루브 라인(13)에 포함시킴으로써, 외관품질을 개선할 수 있다.
이로 인해, 상기 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 디자인 자유도를 높여 성형성을 향상시키고, 생산성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품(1)은 상기 도장 공정의 삭제를 통해 도막박리를 개선하고, 필드 클레임이 감소되며, 도장공정 시 발생되는 유해물질이 감소되어 환경개선에 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 사출 성형품
10: 스키드 플레이트
11: 관통홀
110: 일측 모서리
111: 타측 모서리
13: 그루브 라인
20: 사출 금형
21: 성형부
23: 런너
230: 핫 런너
231: 콜드 런너
25: 게이트
27: 콜드 슬러그 웰
30: 메탈릭 수지
31: 열가소성 화합물
33: 색소
35: 알루미늄 입자
37: 고무 입자
39: 첨가제
10: 스키드 플레이트
11: 관통홀
110: 일측 모서리
111: 타측 모서리
13: 그루브 라인
20: 사출 금형
21: 성형부
23: 런너
230: 핫 런너
231: 콜드 런너
25: 게이트
27: 콜드 슬러그 웰
30: 메탈릭 수지
31: 열가소성 화합물
33: 색소
35: 알루미늄 입자
37: 고무 입자
39: 첨가제
Claims (10)
- 사출 금형 내부의 성형부에 복수개의 게이트를 통해 메탈릭 수지가 주입되어 성형되고, 상기 성형부에서 상기 메탈릭 수지가 상호 만나는 경계구간에 그루브 라인이 성형되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품.
- 제1항에 있어서,
중앙부에 차폭방향을 따라 길게 형성된 일정형상의 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀 상의 양측 모서리로부터 각각 시작되는 일정구간의 홈으로 이루어진 그루브 라인이 성형된 스키드 플레이트를 포함하는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제2항에 있어서,
상기 그루브 라인은
차고방향을 기준으로 상기 관통홀의 하부 일측 모서리와 연결되고, 상기 일측 모서리에 대응하는 상기 스키드 플레이트의 외측면을 따라 경사지게 배치되고,
상기 관통홀의 하부 타측 모서리와 연결되고, 상기 타측 모서리에 대응하는 상기 스키드 플레이트의 외측면을 따라 경사지게 배치되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제1항에 있어서,
입구 측에 배치되어 가소화 및 용융된 메탈릭 수지를 공급하는 런너와, 상기 런너와 상기 성형부 사이에 배치되어 상기 런너로부터 공급되는 메탈릭 수지를 성형부로 유입시키는 게이트를 포함하는 사출 금형을 통해 상기 메탈릭 수지가 공급되어 사출 성형되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제4항에 있어서,
50℃ 이상 60℃ 이하의 범위의 온도에서 설정되는 상기 사출 금형으로 사출 성형되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제1항에 있어서,
상기 메탈릭 수지는
폴리프로필렌(polypropylene: PP), 색소, 알루미늄 입자, 고무 입자, 및 첨가제를 각각 설정량 혼합하여 제조되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제6항에 있어서,
상기 알루미늄 입자는
원형의 디스크형태로 이루어져 빛을 정반사시켜 금속질감을 표현하는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제6항에 있어서,
상기 알루미늄 입자는
입자크기가 16㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위에서 설정되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제6항에 있어서,
상기 알루미늄 입자는
전체 함량 대비 3% 이상 4% 이하의 범위에서 첨가되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품. - 제1항에 있어서,
상기 메탈릭 수지는
210℃ 이상 230℃ 이하의 범위의 온도로 설정되는 차량용 메탈릭 무도장 사출 성형품.
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