KR100201566B1 - 복합성형품, 그 생산방법 및 제조장치 - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 내부에 표피재 및 기부재가 일체로 성형된 복합성형품, 그 생산방법 및 제조장치에 관한 것이다. 종래의 기술은 스피커그릴들과 드래프트그릴들이 후미 소화물선반 본체로부터 개별적으로 형성되게 하므로 색배합 등에서 복잡해질 뿐만아니라 별도의 성형용 다이가 필요하게 되어 비용이 상승하게 되는 문제점이 야기되었다. 게다가, 표피재 일체형 복합성형품에서는 후미 소화물선반에 적용될 때 표피재가 기부재의 전체 표면에 노출되게 되므로, 이에따라 승객들의 접촉에 의한 파손 등을 방지하도록 내구성 면에서 충분한 강도를 확보하기 위해 형성될 개구의 지름이 제한되어야 하는 문제점등이 있었다. 이에, 이러한 제반문제점들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 성형품은 표피재를, 형성면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고 원하는 개구의 치수에 대응하는 치수를 갖는 제1(하측)성형다이, 및 적어도 1개의 리브형성구를 구성하고 용융또는 미경화된 열가소성 수지를 표피재의 제1성형다이면에 제1 및 제2성형다이들 사이에 형성된 개공내로 공급하는 제2(상측)성형다이 사이에 배치하고, 그리고 압출성형을 수행하기 위해 체결에 의한 압력을 가해주도록 구성되어 있다. 따라서, 용융 또는 미경화된 수지는 다이가 개방된 상태에서 공급되고, 표피재의 목부량(目付量)(g/m2)도 최소화될 수 있어, 이에 따른 복합성형품이 저비용으로 쉽게 성형될 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 복합성형품, 그 생산방법 및 제조장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 차량 등의 내장부품, 음향기기 등의 외장부품들로서 사용되고 내부에 표피재 및 기부재가 일체로 성형된 복합성형품, 그 생산방법 및 제조장치에 관한 것이다.
종래에는, 도어의 라이닝이나 후미 소화물선반(rear parcel shelf)등과 같은 차량 등의 내장부품으로서 표피재들과 기부재들이 일체로 성형된 복합성형재들이 광범위하게 사용되었다.
한편, 최근 몇 년동안 차량 객실내에서의 음향효과를 향상시킬 목적으로, 스피커들이 차량의 객실내에서 다양한 위치로 배치되었다. 그러한 경우에는 음향효과에 악영향을 끼치지 않도록, 스피커 설치위치와 대응하는 위치에서 개구를 라이닝(lining)내에 예비로 형성하고 개별적으로 형성된 스피커커버 또는 스피커그릴을 개구내에 고정시키도록 하는 것이 일반적이다.
종래의 후미 소화물선반의 실시예에 대해서는 제1도0a와 10b에 도시되어 있다. 제1도0a에서, 후미 소화물선반 본체(100)는 기부재의 수지를 음향 스피커용 개구(102)들과 통기용 개구(104)와 성형한 후 표피재를 점착함에 의해, 혹은 그게 아니면 복합성형품이 되게 기부재 수지 및 표피재를 동시에 성형한 후 음향스피커 및 통기용 개구들(102,104)을 형성함에 의해 중간제품으로서 준비되게 된다. 반면에, 2개의 스피커그릴(106)들과 4개의 통기그릴들(108)(이하에서 드래프트그릴이라함)은 제1도0b에서 도시된 최종제품을 얻을 수 있도록, 개별적으로 준비되고 본체(100)의 개구(102,104)들 내에 결합 배치된 후에 수지크립 등에 의해 개구들(102,104) 내에 고착된다.
하지만, 스피커그릴들과 드래프트그릴들이 후미 소화물선반 본체로부터 개별적으로 형성되게 한 그러한 방법은 음향효과상으로는 문제점을 가지지 않으나, 색배합 등에서의 복잡함과 별도 성형용 다이의 필요에 따른 비용상의 문제점에 직면하게 되었다.
전기한 문제점들의 해결책으로서 일본 특개평 6-15671 호, 특개평 6-15672 호 및 특개평 6-15673 호에서 개시된 바와같이, 기부재내에 개구들을 형성하게 하거나 기부재 및 표피재를 일체로 형성하게 하는 기술이 공지되어 있다.
즉, 전기한 간행물들에 개시된 것은, 음을 통과시키기 위한 관통공이 형성된 기부재에서 표피재가 관통공을 포함하는 형태로 또는 관통공을 배제하는 형태로 일체로 동시 성형된 성형품에 대한 것이다.
그러나, 그러한 종래의 표피재 일체형 복합성형품에서는, 후미 소화물선반에 적용될 때, 표피재는 기부재의 전체 표면에 노출되게 된다. 이런 경우, 승객들의 접촉에 의해 파손 등을 피하기 위해, 내구성 면에서 요구되는 충분한 강도를 확보하도록 형성될 개구의 지름이 제한되게 된다. 또한, 음향 진동의 관점에서도 보다 나은 전파를 위해 더 큰 개구율을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 제약들을 감안하여 소구경의 개구가 다수 형성되는 것이 바람직하다 하겠다.
소구경의 개구를 다수 제공하기 위해, 성형될 개구 수에 대응하는 숫자로 성형핀 등을 제공해야할 필요가 있다. 하지만, 이것은 성형다이들을 복잡하게 만들 뿐만아니라 고비용을 야기시키고, 또한 이형성이 나빠지게 되어 기부재의 재료, 판두께 등을 제한하게 한다.
게다가, 외관상으로 스피커그릴의 대응부에 단지 평판형상의 표피재만이 존재하게 되고, 그 결과 미적으로 우수한 외관형상을 얻도록 디자인할 겨를은 아예 없게 된다.
전기한 바와같이, 이러한 종래의 기술은 스피커그릴들과 드래프트그릴들이 후미 소화물선반 본체로부터 개별적으로 형성되게 하므로 색배합 등에서 복잡해질 뿐만아니라 별도의 성형용 다이가 필요하게 되어 비용이 상승하게 되는 문제점이 야기되었다. 게다가, 표피재 일체형 복합성형품에서는 후미 소화물선반에 적용될 때 표피재가 기부재의 전체 표면에 노출되게 되므로, 이에따라 승객들의 접촉에 의한 파손 등을 방지하기 위해 내구성 면에서 충분한 강도를 확보할 수 있도록 형성될 개구의 지름이 제한되어야 하는 문제점이 있었다. 또한, 이를 다소 보완하여 음향 진동 효율을 향상시키고자, 소구경의 개구를 다수 형성한 경우에도 성형다이들을 복잡하게 만들게 될 뿐만아니라 고비용을 야기시키고, 또한 이형성이 나빠지게 됨으로써 기부재의 재료, 판두께 등을 제한하게 되는 또 다른 문제점을 야기시키게 되었다. 이에, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하고자 안출한 것으로서, 그 목적은 개구의 직경에 상관없이 표피재의 충분한 강도를 확보하고, 사용 부분에 대응하는 외관형상을 최적 설정하도록 한 복합성형품을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 저비용으로 상기 복합성형품을 생산할 수 있는 생산방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 저비용으로 상기 복합성형품을 생산할 수 있는 제조장치를 제공함에 있다.
제1도는 본 발명에 따른 복합성형품의 일예로서, 후미 소화물선반을 도시한 사시도.
제2도는 표피재 일부를 제거하고 리브 일부를 무시한 상태로 도시한 제1도의 부분 확대사시도.
제3도는 본 발명에 따른 복합성형품의 제조장치중 일실시예를 도시한 부분단면도로서, 성형틀이 개방된 상태를 보여주고 있고,
제4도는 본 발명에 따른 복합성형품의 제조장치의 일실시예를 도시한 부분단면도로서, 성형틀의 폐쇄 직후의 상태를 보여주고 있으며,
제5도는 본 발명에 따른 복합성형품 제조장치의 일실시예로, 공형성부재의 일예를 도시한 사시도.
제6도는 본 발명에 따른 복합성형품 제조장치의 일실시예로, 그릴형성 성형틀의 일예를 도시한 사시도.
제7도는 제5도의 공형성부재 및 제6도의 그릴형성 성형틀의 접촉상태를 도시한 절개사시도.
제8도는 제2도의 A부분을 절개하고 확대한 부분 절결 확대도.
제9a도는 제8도의 A-A선 단면도.
제9b도는 제8도의 B-B선 단면도.
제10a도는 종래의 후미 소화물선반을 도시한 사시도로서, 결합중인 상태를 보여주고 있고,
제10b도는 종래의 후미 소화물선반을 도시한 사시도로서, 결합의 최종상태를 보여주고 있고,
제11도는 본 발명에 따른 복합성형품 제조장치의 일실시예로서, 넉아웃프레임몸체 및 넉아웃로드의 타실시예를 보여주는 절결 사시도.
제12도는 본 발명에 따른 복합성형품의 스피커그릴의 타실시예를 보여주는 평면도로서, 표피재의 일부를 제거한 상태로 도시되어 있고,
제13도는 본 발명에 따른 복합성형품의 스피커그릴의 또 다른 실시예를 보여주는 평면도로서, 표피재의 일부를 제거한 상태로 도시되어 있으며,
제14도는 제13도의 부분확대도로서, 표피재 및 리브의 일부를 제거한 상태로 도시되어 있고,
제15도는 제14도의 X-X선 단면도로서, 성형품의 해당 부분을 성형하기 위한 주형과 더불어 도시되어 있다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 후미 소화물선반 20,106 : 스피커그릴
21 : 관통구 22 : 본체
23,70 : 표피재 24 : 리브
25 : 매개부재 26 : 틈
30 : 드래프트그릴부 52 : 하측다이(제1형성다이)
53 : 하측다이대 54 : 핀
54a : 플랜지 55 : 스프링
56,56' : 넉아웃프레임몸체 56a : 발판부
57,57' : 넉아웃로드 62 : 상측다이(제2형성다이)
63 : 상측다이대 64 : 그릴형성다이
64a : 리브형성구 64b : 형성면
65 : 침부재 66 : 안내롤러
70 : 표피재 80 : 공급노즐
90 : 열가소성 수지 100 : 후미 소하물선반본체
102 : 음향스피커용 개구 104 : 통기용 개구
108 : 통기그릴(드래프트그릴)
위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은
그중 일형태로,
열가소성 수지의 기재질로 형성되고 적어도 1개의 관통공을 갖는 본체;
본체와 열융착에 의해 일체로 성형된 다공성의 표피재; 및
적어도 1개의 관통공의 위치에 대응하는 위치에서 표피재의 표면상에 성형되고, 본체가 표피재의 다공구조를 통해 일체로 결합된 적어도 하나의 리브를 구비한 복합성형품이 제공되어 있다.
여기서, 본체는 표피재 하측에 형성된 다수의 관통공들을 구성하는 적어도 1개의 매개부재를 갖으며, 리브는 매개부재에 수직으로 배치될 수 있다.
적어도 1개의 리브는 다수의 평행한 리브들에 형성될 수 있다.
적어도 1개의 리브는 다수의 동심(同心)의 리브들에 형성될 수 있다.
적어도 1개의 리브는 메쉬(mesh)형상으로 형성될 수 있고, 적어도 1개의 매개부재는 허니콤(honeycomb)형상으로 형성될 수 있다.
복합성형품은 차량의 내장부품으로서 사용될 수 있다.
복합성형품은 음향기기의 외장부품으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 특징으로서 두 번째 형태로는,
제1성형면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고, 길이방향으로 소정 치수를 갖는 제1성형다이를 제공하는 단계;
적어도 1개의 공형성부재에서의 위치와 대응하는 위치에서 제2형성면상에 적어도 1개의 리브형성구를 갖는 제2성형다이를 제공하는 단계;
제1 및 제2성형다이들 사이에 다공성의 표피재를 배치하는 단계;
적어도 경화하기 전에 열가소성 수지의 기부재를, 제1 및 제2성형다이들 사이의 표피재 제1성형다이면에 구성된 개공에 공급하는 단계; 및
제1 및 제2성형다이들을 체결하고 압출 성형을 수행할 수 있도록 압력을 제공하는 단계를 구비한 복합성형품의 생산방법이 제공되어 있다.
리브형성구는 길이방향의 소정 치수보다 길이가 길도록 구성된다.
공형성부재는 제1성형다이에 상대적으로 이동가능하고, 체결의 초기단계에서 제2성형다이의 제2형성면과 접촉하도록 구성되어 있다.
본 발명의 특징으로서 세 번째 형태로는,
제1형성면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고 길이방향으로 소정 치수를 갖는 제1성형다이;
적어도 1개의 공형성부재에서의 위치에 대응하는 위치에서 제2형성면상에 적어도 1개의 리브형성구를 갖는 제2성형다이;
다공성의 표피재를 지지하도록 제2성형다이내에 제공된 지지장치; 및
제1 및 제2성형다이들을 체결하고, 적어도 경화되기 전에 열가소성 수지위한 압출성형을 수행할 수 있도록 압력을 제1 및 제2성형다이들 사이에 구성된 개공내에 가해주기 위한 가압장치를 구비한 복합성형품을 위한 제조장치가 제공되어 있다.
리브형성구는 길이방향의 소정 치수보다 길이가 길도록 구성된다.
공형성부재는 제1성형다이에 대해 상대적으로 이동가능하고, 제1 및 제2성형다이들의 체결 초기단계에서 제2성형다이의 제2형성면과 접촉하도록 구성된다.
공형성부재는 주어진 틈과 평행한 관계로 배치된 다수의 핀들을 구비하고, 리브형성구는 다수개의 핀들의 길이방향 전체 치수보다 길이가 길도록 구성된다.
제1성형다이는 개별적으로 형성되어 공형성부재를 활주가능케 안내하는 안내부를 갖으며, 제2성형다이는 개별적으로 형성되어 리브형성구를 구성하는 교환부를 갖도록 구성된다.
리브형성구는 다수개의 핀들 사이에 주어진 틈을 따라 연장한 방향과 수직한 방향으로 형성되어 있다.
공형성부재는 그 상면상에 소정 형상을 갖도록 형성되게 된다.
리브형성구는 메쉬-형상으로 구성되고, 상기 소정 형상은 하니콤-형상구로 구성된다.
앞서 언급했듯이, 본 발명에 따른 복합성형품은 적어도 1개의 관통구를 갖는 기재질로 형성된 본체, 열융착에 의해 본체와 일체로 결합된 표피재, 및 관통구에 대응하는 위치에 배치된 적어도 1개의 리브로 구성되는데; 리브는 본체와 일체로 결합되어 있고, 표피재를 통해 연장되어 있으며, 동시에 본체와 형성되어 있고; 표피재는 관통구의 크기에 관계없이 충분히 보호될 수 있다. 더욱이, 전기한 구성에 따라, 최적의 외관형상이 그 명세서에 적합하게 선택될 수 있도록 좀 더 자유로운 복합성형품의 도안이 제공되어 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 복합성형품은 저비용으로 생산될 수 있다.
또한, 보다 바람직한 구성으로는, 다수개의 관통구들이 적어도 1개의 매개부재에 의해 형성되고, 리브는 매개부재에 수직으로 배치된다. 그러한 구성으로, 강도면에서 좀더 뛰어난 복합성형재가 얻어질 수 있다.
여기서, 리브의 형상은 병렬 직선 리브, 메쉬형 리브 등과 같은 다양한 종류로 선택될 수 있고, 리브 구성의 선택범위도 사용형태들에 따라 폭넓게 결정될 수 있다.
전기한 복합성형품의 생산방법에서, 본 발명에 따른 성형품은 표피재를, 형성면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고 원하는 개구의 치수에 대응하는 치수를 갖는 제1(하측)성형다이, 및 적어도 1개의 리브형성구를 구성하고 용융되거나 미경화된 열가소성 수지를 표피재의 제1성형다이면에 제1 및 제2성형다이들 사이에서 형성된 개공내로 공급하는 제2(상측)성형다이 사이에 배치하고, 그리고 압출성형을 수행하기 위해 체결에 의한 압력을 가해주도록 구성되어 있다. 따라서, 용융 또는 미경화된 수지는 다이가 개방된 상태에서 공급되고, 표피재의 목부량(目付量)(g/m2)도 최소화될 수 있다. 그리하여, 복합성형품은 저비용으로 쉽게 성형될 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 복합성형품의 제조장치는 형성면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고 형성된 개구에 대응하는 치수를 갖는 제1성형다이, 공형성부재의 위치에 대응하는 위치에서 적어도 1개의 리브형성구를 갖는 제2성형다이, 제2성형다이내에 제공되고 다공성의 표피재를 지지하는 지지부재, 및 개공내의 미경화된 열가소성 수지에 압력을 가할 수 있도록 제1 및 제2성형다이들을 체결하기 위한 가압장치로 구성된다. 그리하여, 원하는 복합성형품이 저비용으로 쉽게 형성될 수 있다.
또한, 바람직한 구성으로는, 리브형성구의 길이는 핀결합재의 길이방향 치수보다 길이가 길도록 설정되어 있으므로, 리브형성구 내로 향하는 수지의 유동효율은 성형품의 품질을 향상시키기 위해 더 증가될 수도 있다.
더 바람직한 실시예로, 공형성부재가 체결과정의 초기단계에서 제2성형다이의 형성면과 접촉하도록 제1성형다이에 상대적으로 이동하게 되므로, 개구가 용이하게 형성되기 위해 제1성형다이 내의 공형성부재와 제2성형다이의 형성면 사이의 거리를 조정할 필요는 없게 된다.
바람직한 구성으로는, 제1성형다이는 공형성부재를 활주가능케 안내하도록 개별적으로 형성되고 교환가능하게 제공된 안내부를 갖으며, 제2성형다이는 전체 다이의 교환없이도 그릴이 다양하게 구성될 수 있도록 리브형성구를 갖는 개별 형성부가 제공되어 있다.
이하에서, 본 발명은 참조번호가 붙여진 첨부도면을 이용하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명될 것이다. 다음으로, 본 발명의 충분한 이해를 돕기위해 다수의 특정 실시형태가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 실시형태이외의 형태로 실시될 수 있다는 사실은 그러한 기술에 경험을 가진 당업자라면 명백히 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 일실시예의 일부로서 기술되고 묘사된 특징들은 또 다른 실시예를 구현하기 위한 타실시예에 적용될 수 있다. 기재된 설명과 도면을 완전하게 이해하도록 동일 참조부호는 동일 기능부위에 일치시키도록 구성되어 있다. 본 명세서에서 리브는 그 구성에 상관없이 표피재 상에 형성된 부분을 나타내기 위해 사용된다. 다른 예로, 이미 잘 알려진 구조들은 본 발명을 불명확하게 만들지 않도록 하기 위해 도시되어 있지 않다.
우선, 본 발명에 따른 복합성형품목의 일예로, 자동차의 후미 소화물선반에 적용된 실시예가 부호가 붙여진 제1도 및 제2도을 참조하여 설명될 것이다.
제1도 및 제2도에서 참조번호10은 후미 소화물선반을 표시하고 있는데, 이 후미 소화물선반내에는 스피커그릴부(20)들이 차축의 세로방향에 대해 대칭적으로 배치되어 있고, 드래프트그릴부(30)는 후끝단부를 따라 형성되어 있다.
스피커그릴부(20)에서, 열가소성 수지의 기재질로 구성되고 다수(본 실시예에서는 4개)의 관통구들(제2도에서 21)을 포함하는 본체(22)의 표면상에, 다공성의 표피재(23)가 열용착에 의해 일체로 성형되어 있다. 관통구(21)들을 횡단하여 뻗어 있는 다수의 리브(24)들은 표피재(23)의 다공성 구조를 부분적으로 통과하여 본체(22)의 표면상에 기재질과 동일한 재질로서 동시에 성형되어 있다. 표피재(23)가 본체의 전면에 걸쳐 제공되는 동안, 특징적으로, 제2도는 본 발명의 명확한 이해를 돕도록 표피재(23)의 일부를 제거한 상태로 도시되어 있고, 이때 표피재(23)는 본체의 전면에 걸쳐 제공되고 있다.
다수개의 관통구(21)들은 매개부재(25)들에 의해 형성되어 있다. 매개부재(25)들은 소정 간격으로 각각이 평행한 관계로 배치되어 있다. 한편, 다수개의 리브(24)들은 소정 너비의 틈(26)을 갖고 각각에 평행하게 그리고 이격된 상태로 형성된다. 리브(24)들은 매개부재(25)들에 수직한 방향으로 뻗어 있다. 그리하여, 다수개의 리브(24)들은 그 하측에 위치한 표피재(23)를 복개하는 형태로서 루버(louver)를 형성하고 있다.
드래프트그릴(30)은 다수개의 통기구들이 제공되어 있으며 본체(22) 표면상의 표피재(23)와 일체로 성형된 루버를 갖는다.
앞서 설명한 바와같이 구성된 후미 소화물선반(10)은 자동차의 후부좌석의 후방에 조립되어 있다. 스피커들은 관통구(21)들의 하측에 배치된다. 이때에, 관통구(21)들의 상측에 위치한 표피재(23)가 승객이나 하물과의 접촉으로부터 보호되게 되므로, 표피재(23)의 내구성 강도를 고려할 필요없이 음향효과가 뛰어나도록 큰 관통구(21)들을 형성할 수 있는 것이다.
리브(24)들의 크기, 개수 및 형상 등은 관통구(21)의 크기 등과 함께 후술하기로 한다.
다음으로, 전기한 후미 소화물선반(10)의 제조장치에 대해 설명하기로 한다.
제3도에서 참조번호 52는 제1형성다이로서의 하측다이를 나타내는 것으로, 형성면으로부터 돌출하고 소정의 직경 치수를 갖는 공형성부재로서의 핀(54)을 갖고 있다. 참조번호 62는 후술될 핀(54)과 대응하는 위치에서 형성면 상에 놓인 리브형성구로 형성된 제2형성다이로서의 상측다이를 나타내고 있다.
상측다이(62) 및 하측다이(52)의 체결시에, 핀(54)의 상끝단이 상측다이의 형성면과 접촉하기 위해 하측다이(52)의 형성면(52a)으로부터 돌출되는 동안에는, 핀(54)은 하측다이(52)에 고착되거나 하측다이의 일부로서 일체로 형성되게 된다. 본 실시예에서, 핀(54)은 하측다이(52)에 상대적으로 이동가능하도록 제공되고, 스프링(55)에 의해 상측다이(62)쪽으로 편향되게 된다. 그리하여, 하측다이(52)의 자유상태하에서, 핀(54)은 넉아웃프레임몸체(56)의 바닥부와 핀(54)의 하측면 간에 장착된 스프링에 의해, 넉아웃프레임몸체(56)의 발판부(56a)상의 하부에 플랜지(54a)를 결합함으로써 이동이 제한되게 설정되어 소정량, 형성면(52a)으로부터 돌출한 위치내에 수용되도록 구성되어 있다.
또한, 하측다이(52)는 하측다이대(53)상에 고정된다. 넉아웃프레임몸체(56)와 연결된 넉아웃로드(57)는 하측다이대(53)를 관통하여 배치되어 있다. 넉아웃로드(57)의 하끝단은 구동장치(미도시)와 연결되어 다이로부터 성형품을 제거할 수 있도록 넉아웃로드(57)를 개재시켜, 넉아웃프레임몸체(56)가 하측다이(52)에 상대적으로 상승하게 한다.
제3도에서, 그중 하측에서는 하측다이(52)의 자유상태에서의 핀(54) 돌출량을 보여주고 있고, 그 상측에서는 체결상태에서의 핀(54) 돌출량을 보여주고 있다.
상측다이(62)는 넉아웃프레임몸체(56)에 대응하는 위치에서 리브형성구(64a)가 형성된 형성면을 갖고, 개별적으로 형성된 교환가능한 그릴형성다이(64)를 갖는다. 상측다이(62) 및 그릴형성다이(64)는 공지된 볼트 및 너트 등의 체결재에 의해 상측다이대(63)상에 장착된다.
참조번호 65는 다공성의 표피재(70)를 지지하기 위한 지지재로서 출몰자재할 수 있는 침부재를 나타내고 있고, 참조번호 66은 공급롤 등으로부터 공급되는 표피재(70)를 안내하기 위한 안내롤러를 나타내고 있다.
제3도 및 제4도에서, 그릴형성다이(64) 및 핀(54)은 명확한 이해를 돕도록 평면도상에 90°의 각도로 회전된 형식으로 도시되어 있다. 따라서, 성형품이 본 성형다이에 의해 제조될 때에는, 리브(24)의 방향이 제1도에서의 리브 방향에 대해 90°의 각도차가 있게 된다.
한편, 핀(54) 및 리브형성구(64a)는 소화물선반 내에 형성된 스피커그릴부(20)의 크기, 형상 등에 적합하도록 그 개수와 형상이 결정된다. 따라서, 개구가 작을 때에는 리브형성구(64a)의 개수가 1개 또는 그 이상으로 구성될 수 있고, 핀(54)은 단지 1개만이 넉아웃프레임몸체(56)내에 배치되어 있다.
한편, 개구가 클 때에는 리브(24)의 충분한 강도와 수지의 원활한 유동을 확보하기 위해 다수개의 리브형성구(64a)들과 핀(54)들을 아래 설명할 방법으로 제공하는 것이 바람직하다.
제5도는 4개의 핀(54)들이 핀결합재를 형성하기 위해 넉아웃프레임몸체(56)내에서 소정 틈(t)을 갖고 병렬 상태로 배치된 일예를 보여주고 있다. 그러므로, 각 핀(54)은 평면도 상에서 볼 때 대략 직사각형으로 형성된다. 그리고, 병렬 배치된 핀결합재의 양끝단에 배치된 핀(541)과 핀(544) 간의 거리, 즉 병렬 배치된 핀들의 방향으로 향한 핀결합재의 치수(이하 길이방향이라함)는 T이고, 이것에 대응하는 그릴형성다이(64)의 다수개의 리브형성구(64a)의 길이 L은 L>T를 만족하도록 설정되어 있다. 수평면상에서 길이방향에 직각인 방향은 이후 틈방향이라 설명될 것이다. 또한, 리브형성구(64a)들은 병렬 배열된 핀(541내지 544)들 사이에서 연장한 틈들의 방향에 수직한 길이방향으로 향해져 있다.
드래프트그릴(30)을 형성하는 부분은 미도시되어 있는 반면, 하측다이(52)와 상측다이(62) 양쪽 또는 어느 한쪽 상에 통기구들에 대응하는 형태로 다수개의 돌출부들이 형성면(52a 및 62a)로부터 돌출되어 있다.
다시 제3도으로 되돌아 와서, 참조번호 80은 하측다이(52)의 형성면(52a)상에 기재질의 열가소성 수지를 공급하기 위한 압출기의 공급노즐을 나타내고 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상측다이(62)와 하측다이(52)는 상측다이대(63)와 하측다이대(53)상에 각각 장착되고 프레스성형장치내에 적재된다. 프레스성형장치는 성형다이들을 체결하고, 경화되기 전에 열가소성 수지를 가압하여 성형 다이들에 의해 구성된 개공내로 향하도록 하기 위한 가압장치를 형성한다.
여기서, 넉아웃프레임몸체의 타실시예가 제1도1에 참조부호가 붙여져 설명될 것이다. 전기한 실시예에서, 넉아웃프레임몸체(56)와 넉아웃로드(57)는 연결되어 있다. 그러한 구조는 본질적으로 스프링(55)의 설정하중을 크게 설정하여야할 필요성을 야기시킨다. 이를 위한 해결책으로, 타실시예로서, 넉아웃프레임몸체와 넉아웃로드는 서로 연결되어 있지 않도록 구성한다. 즉, 넉아웃로드(57')는 넉아웃프레임몸체(56')의 바닥부분과 하측다이대(53)를 통해 연장되어 있다. 넉아웃로드(57')의 상끝단은 핀(54)의 이동을 방해하지 않도록 핀의 하측 소정위치에 배치되어 있다. 한편, 넉아웃로드(57')의 하끝단은 앞서 설명한 실시예에서와 유사한 방식으로 미도시된 구동장치와 연결되어 있다. 그리하여, 성형공정의 완료시, 넉아웃프레임몸체(56') 및 하측다이(52)에 대해 넉아웃로드(57')를 경유하여 핀(54)들을 상승시키고, 이에 의해 다이로부터 성형품의 형발이 앞서 설명한 실시예와 유사하게 수행될 수 있는 것이다.
다음으로, 복합성형품의 생산과정에 대해 설명하는데, 본 실시예들에서는 후미 소화물선반이 도시되어 있다.
우선, 제3도에서 보는 바와같이, 상측다이(62)가 개방된 상태에서, 표피재(70)는 성형면(62a) 전체를 그 양쪽면에서 침부재(65)들에 의해 임시 접합함으로써 복개하도록 장설되어 있다. 그런 후에, 공급노즐(80)을 횡방향으로 이동하여, 기재질의 열가소성 수지가 하측다이(52)의 형성면(52a)상에 공급되게 한다. 최종 복합성형품 내에서 큰 두께를 갖는 부분에는 그만큼 큰 양의 수지를 공급하는 것이 바람직하다. 공급노즐(80)을 다이로부터 이동시킨 후에 상측다이(62)는 하강된다. 그때에, 하측다이(52)로부터 소정 크기로 돌출한 핀(54)들은 표피재(70)을 상승시킨 상태에서 그릴형성다이(64)의 형성면(64b)과 접촉한다. 그와 동시에 일반적으로, 하측다이(52)와 상측다이(62) 사이의 개공이 폐쇄된다. 체결은 상측다이(62)를 더 하강함으로써 달성된다. 이럼에 의해, 열가소성 수지(90)는 개공 전체로 퍼져 배분되고, 그리하여 압출성형이 수행된다.
표피재(70)는 열가소성 수지(90)에 의해 퍼져 분배되어, 그릴형성다이(64)의 형성면(64b)에 접촉하는 접촉부를 제외한 상측다이의 형성면(62a)상에 당착된다. 상측다이(62)의 형성면(62a)상에 압압된 열가소성 수지(90)는 표피재로 열융착되도록 표피재(70)의 다공성 구조내로 관통한다.
동시에, 핀(54)들 근방의 열가소성 수지는 표피재(70) 표면상에 그릴형성다이(64)의 리브형성구(64a)들 내로 개재되기 위해, 표피재(70)의 다공성 구조를 통과한다. 한편, 드래프트그릴부에서 열가소성 수지는 돌출부 주위로 유동한다.
그런 후에, 냉각수는 상측다이(62) 및 하측다이(52)를 냉각하도록 냉각수 통로(미도시)를 통해 안내된다. 열가소성 수지의 표면이 경화되어 후미 소화물선반의 형상을 이루게 될 때에, 상측다이(62)는 다이를 개방하도록 하측다이(52)로부터 이동된다.
그런 후에, 핀(54)들을 갖는 넉아웃프레임몸체(56)가 돌출되거나 핀(54)들이 하측다이(52)로부터 최종 복합성형품인 후미 소화물선반을 제거하도록 넉아웃로드(57또는57')들을 통해 돌출된다.
그리하여, 관통구(21)들은 핀(54)들에 의해 본체(22)내에 형성된다. 관통구(21)들은 본체(22) 및 매개부재(25)들에 열융착된 표피재23(70)에 의해 복개된다. 더욱이, 매개부재(25)들 및 관통구(21)들에 대응하는 위치에서 표피재(70)의 표면상으로, 관통구(21)들을 가로질러 횡방향으로 뻗은 다수개의 리브(24)들이 일체로 형성되고, 그러한 관계로 드래프트그릴(30) 또한 일체로 형성되는 것이다. 그리하여, 내부에 본체(22)전체, 표피재, 스피커그릴들 및 드래프트그릴들이 일체로 형성된 후미 소화물선반을 얻을 수 있게 된다.
여기서, 본체의 표면상에 표피재를 열융착하고, 그러한 관계로 리브(24)들을 일체로 성형하도록 열가소성 수지가 표피재(70)의 다공성 구조를 통과하는 메카니즘은 제2도, 제8도 및 도9에서 참조부호가 붙여져 상세히 설명된다.
제8도는 제2도의 A부분을 절개하고 확대한 부분 절결 확대도이고, 제9a도는 제8도의 A-A선 단면도이며, 제9b도는 제8도의 B-B선 다면도이다. 제8도에서 보는 바와같이, 넉아웃프레임몸체(56)로부터 돌출한 병렬 배열된 핀(54)들 간의 간격내에서, 간극 또는 틈은 체결시에 형성된다. 용융된 열가소성 수지는 매개부재(25)를 본체(22)와 일체로 형성하도록 틈들 내로 유동된다. 상술한 바와같이, 리브(24)들은 매개부재(25)에 직각으로 형성되고, 그 하측에 위치한 표피재23(70)를 복개한다.
리브(24)들은 다음과 같은 방식으로 형성된다. 체결시 가압에 의해, 틈들(매개부재25와 대응하는 부분) 내로 인입하는 용융된 열가소성 수지는 그릴형성다이(64)의 리브형성구(64a)들 내로 유동하도록, 화살표Y에 의해 도시된 바와같이 표피재의 다공성 구조를 거쳐 통과한다. 또한, 다수개의 핀(54)들 및 넉아웃프레임몸체(56)의 대향 끝단들에서는, 핀(54)의 상끝단들의 높이차로 인해 발판부에 형성되는 틈 내로 인입하는 열가소성 수지가, 화살표X에 의해 도시된 바와같이 그릴형성다이(64)의 그릴형성구(64a)들 내로 인입하도록 표피재의 다공성 구조를 거쳐 통과하게 한다.
상술한 바와같이, 매개부재(25)들과 리브(24)들이 서로에 대해 직각으로 배치되도록 서로 병렬 배치된 핀들 및 리브형성구(64a)들 사이에 간격을 배치함으로써, 용융된 열가소성 수지의 유동통로는 성형품의 품질을 향상하도록 최소화될 수 있게 된다. 또한, 제9b도에서 보는 바와같이, 핀결합재 전체의 길이방향 치수 T보다 리브형성구(64a)의 길이 L이 더 크도록 제공됨에 의해, 용융된 열가소성 수지는 또한 리브(24)의 효율적 형성을 위해 형성구의 양 끝단부를 통해 리브형성구(64a)들 내로 유동된다. 리브(24)의 길이가 짧을 때에는, 핀결합재의 길이방향 치수 및 리브형성구의 길이 사이의 관계는 덜 중요하게 되는 것이 특징이다.
표피재(23) 표면상에 형성된 리브들의 형상은, 도시된 바와같이 임의로 선택될수 있으나, 리브의 구성이 병렬로 구성되지는 않도록 고려해야 한다.
예를 들어, 제12도에서 보는 바와같이 원형의 스피커그릴의 경우에는, 리브(24)들은 동심의 원형으로 구성되어 있다. 이러한 경우, 관통구(21)들을 구성하는 다수개(본 실시예에서는 4개)의 매개부재(25)들은 리브(24)들과 대략 직각인 관계로 횡단하도록 방사상으로 배치되어 있다. 덧붙여, 미도시된 상태로써, 관통구(21)들을 형성하기 위한 4개의 핀(54)들이 기본적으로 팬(fan)형상의 단면이 제공되고, 그릴형성다이(64)가 동심으로 배치된 리브형성구(64a)들로 형성되어 있다.
또한, 제13도는 타실시예를 보여주고 있다. 스피커그릴(20)은 마제형(horseshoe-shaped)으로 구성되고, 표피재(23) 하측의 매개부재(25)는 강도면에서 우수한 하니콤(honeycomb)형으로 구성되며, 표피재의 표면상에 형성된 리브(24)는 메쉬형(mesh)으로 구성되어 있다. 본 실시예에서, 메쉬형의 리브(24)를 형성하기 위해, 그릴형성다이(64')는 근접한 원주형 돌기(64c)들 사이에 리브형성구(64'a)를 구성하도록 리브형성면(64'b)으로부터 돌출하여 일정하게 배치된 다수의 원주형돌기(64c)들이 제공되어 있다. 또한, 하니콤형의 매개부재(25)를 형성하기 위해, 1개의 대형 핀이 사용된다. 핀(54')은 윗면상에 하니콤형 홈으로 형성된다. 마제형 스피커그릴(20)의 중앙부(제13도 참조)에 하니콤형상구(54')의 저부의 여러 위치에서, 하니콤형상구(54'a)가 오리피스(54'b)들을 거쳐 통기공(54'c)들에 연통된다. 통기공(54'c)들은 진공펌프(미도시)에 연결되어 있다.
그리하여, 용융된 열가소성 수지를 공급한 후의 압출성형시, 스피커그릴(20)의 중앙부에 위치한 하니콤형상구(54'a) 저부의 여러 위치를 통해 다이 내로 공기를 통기할 수 있도록 성형이 진행된다. 이것은 메쉬형의 리브형성구(64'a) 및 하니콤형상구(54'a)를 통해 용융된 열가소성 수지의 일정한 분배를 공고히 하게 한다.
구체적으로, 기재질로서 바람직한 열가소성 수지로는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 등이 있다. 후술될 다공성의 표피재로는 투과성의 관점으로 보건데, 20∼60g/10min(더 바람직하게는 30∼60g/10min)의 멜트인덱스(MI)값을 갖는 재질이 사용되게 된다. 저유동성을 갖는 재질이 강도면에서는 유리한데 반해, 본 발명에서는 전기한 MI값을 갖는 재질이 표피재를 통해 투과할 필요가 있으므로 보다 바람직하다 하겠다.
한편, 다공성의 표피재로는 직포; 니트; 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 부직포 등과 같은 유체 투과성을 갖는 것들로 한정되게 된다. 가죽, 염화비닐 등과 같은 자동차의 내장재들은 부적당하다. 바람직한 재질들 가운데, 부직포, 트리코(tricot)는 특히 바람직하다. 다수의 실험을 거쳐 적용가능한 것으로 판단된 예들이 다음 표 1에 기록되어 있다.
표 1의 a의 일예로서 일본 바이린사의 MK88(폴리프로필렌 100%, 목부량300g/m2), 표 1의 b의 일예로서 일본 바이린사의 MH55(폴리에틸렌테레후타레이트100%, 목부량250g/m2) 및 표 1의 c의 일예로서 토쿄 보세키사의 상표Carmat(폴리에틸렌테레후타레이트100%, 목부량300g/m2)를 들수 있다.
트리코의 경우는 그 목부량이 180∼250g/m2의 범위가 바람직하다.
기재질 및 표피재를 사용하여 성형할 때에, 열가소성 수지의 성형온도 및 성형압력은 표피재가 용융되지 않도록 억제하고 또한 스피커그릴형성부내에 기재질로 성형된 표피재의 투과성, 그릴형성부 이외의 부분에서 표피재의 표면쪽으로 스며들지 않도록 억제하려는 관점하에서, 그 온도범위는 180∼200℃이고 압력은 50kg/cm2과 같거나 그 이상이 되게 한다. 가압시간은 기재질의 열가소성 수지의 온도에 따라 다소 변동이 있으나, 20∼25초의 시간범위에서 양호한 결과를 얻을 수 있다.
한편, 기재질 및 표피재로 구성된 타 조합의 경우에서도, 동일한 성형조건이 지재질로서의 폴리프로필렌 및 표피재로서의 폴리에틸렌테레후타레이트의 조합물에 대해 적용가능하다.
생산비의 절감을 위해, 저 유동성을 갖는 기재질이 사용되거나 적은 목부량을 갖는 표피재가 사용된다. 기재질이 20∼30g/10min 범위의 MI값을 가질 때에, 성형온도는 200℃의 온도 이상으로 설정된다. 한편, 150g/m2이거나 그 보다 작은 목부량을 갖는 부직포가 100g/m2로 하향 조정될 때에, 60g/10min의 MI값을 갖는 기재질이 사용되고 성형온도는 180℃이하로 설정된다.
한편, 핀(54)이 하측다이(52)에 상대적으로 이동가능하고 가압이 전기한 성형 압력조건에서 수행될 때에, 핀(54)이 (스피커그릴형성면으로부터) 하향이동되지 않게 하기 위해 필요한 총 편력은 10∼20톤의 범위로 설정되어야 한다.
병렬 또는 동심의 리브(24)의 바람직한 횡단면형상은 이형성(離型性)을 고려하여 대략 이등변 삼각형으로 구성되게 된다. 더욱이, 저부에서의 두께는 2mm이거나 그 보다 크게 하고, 높이는 10mm이거나 그 보다 짧게 하는 것이 성형성 면에서 바람직하다.
메쉬형 리브 및 하니콤형 매개부재의 결합의 경우, 그리고 스피커그릴(20)의 더 긴쪽의 치수가 대략 20cm일 때에, 좋은 외관형상을 갖는 후미 소화물선반은 직경이 1.8mm인 원주형 돌기들의 피치를 2.6mm로 설정함에 의해, 그리고 매개부재의 두께를 대략 1.9mm로 설정함에 의해 얻어질 수 있다.
비록 본 발명이 그에 따른 바람직한 실시예로서 도시되어 설명되고는 있다할지라도, 그러한 기술에 경험을 갖고 있는 경험자라면 그 기술의 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여타 변형, 생략, 첨가가 가해지더라도 이해될 수 있으리라 생각된다. 따라서, 본 발명은 도시된 특정 실시예로만 한정하여 이해되지 않고, 첨부된 청구항들내에 청구된 특징을 포함하고 그와 동일한 범위내에 적용할 수 있는 모든 가능한 실시예들을 포함해야 할 것이다.
예를 들어, 전기한 설명은 본 발명에 따른 복합성형품으로서의 자동차 후미 소화물선반에 대해서만 제공되어 있으나, 이와 반면에 동일한 기능이 요구되는 차량도어의 라이닝 및 음향기기들의 외장재와 같은 차량 내장재에 대해서도 또한 폭넓게 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 성형품은 표피재를, 형성면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고 원하는 개구의 치수에 대응하는 치수를 갖는 제1(하측)성형다이, 및 적어도 1개의 리브형성구를 구성하고 용융되거나 미경화된 열가소성 수지를 표피재의 제1성형다이면에 제1 및 제2성형다이들 사이에서 형성된 개공내로 공급하는 제2(상측)성형다이 사이에 배치하고, 그리고 압출성형을 수행하기 위해 체결에 의한 압력을 가해주도록 구성되어 있다. 따라서, 용융 또는 미경화된 수지는 다이가 개방된 상태에서 공급되고, 표피재의 목부량(metsuke)(g/m2)도 최소화될 수 있어, 이에 따른 복합성형품이 저비용으로 쉽게 성형될 수 있는 장점이 있다. 게다가, 본 발명은 자동차 후미 소화물선반에만 그 적용이 국한되지 않고, 이와 동일한 기능이 요구되는 차량도어의 라이닝 및 음향기기들의 외장재와 같은 차량 내장재에 대해서도 또한 폭넓게 적용이 가능하다는 장점이 있다.
Claims (18)
- 복합성형품에 있어서, 열가소성 수지의 기재질로 형성되고 적어도 1개의 관통공을 갖는 본체; 상기 본체와 열융착에 의해 일체로 성형된 다공성의 표피재; 및 적어도 1개의 상기 관통공의 위치에 대응하는 위치에서 상기 표피재의 표면상에 성형되고, 상기 본체가 상기 표피재의 다공구조를 통해 일체로 결합된 적어도 하나의 리브; 를 구비한 복합성형품.
- 제 1항에 있어서, 상기 본체는 상기 표피재 하측에 다수개의 관통구들을 갖는 적어도 1개의 매개부재를 갖고, 상기 리브는 상기 매개부재에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 복합성형품.
- 제 1항에 있어서, 상기 적어도 1개의 리브는 다수개의 병렬리브들로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품.
- 제 1항에 있어서, 상기 적어도 1개의 리브는 다수개의 동심의 리브들로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품.
- 제 2항에 있어서, 상기 적어도 1개의 리브는 메쉬형으로 구성되고, 상기 적어도 1개의 매개부재는 하니콤형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품.
- 제 1항에 있어서, 차량의 내장부품으로 사용되는 것을 특징으로 하는 복합성형품.
- 제 1항에 있어서, 음향기기의 외장부풉으로 사용되는 것을 특징으로 하는 복합성형품.
- 복합성형품의 생산방법에 있어서, 제1성형면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고, 길이방향으로 소정 치수를 갖는 제1성형다이를 제공하는 단계; 상기 적어도 1개의 공형성부재에서의 위치와 대응하는 위치에서 제2형성면상에 적어도 1개의 리브형성구를 갖는 제2성형다이를 제공하는 단계; 제1 및 제2성형다이들 사이에 다공성의 표피재를 배치하는 단계; 적어도 경화하기 전에 열가소성 수지의 기부재를, 상기 제1 및 제2성형다이들 사이의 상기 표피재 제1성형다이면에 구성된 개공에 공급하는 단계; 및 상기 제1 및 제2성형다이들을 체결하고 압출 성형을 수행할 수 있도록 압력을 제공하는 단계를 구비한 복합성형품의 생산방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 리브형성구는 길이방향으로 상기 소정 치수보다 긴 길이를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품의 생산방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 공형성부재는 상기 제1성형다이에 상대적으로 이동가능하고, 체결과정의 초기단계에서 상기 제2성형다이의 상기 제2형성면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품의 생산방법.
- 복합성형품 제조장치에 있어서, 제1형성면으로부터 돌출한 적어도 1개의 공형성부재를 갖고 길이방향으로 소정 치수를 갖는 제1성형다이; 상기 적어도 1개의 공형성부재에서의 위치에 대응하는 위치에서 제2형성면상에 적어도 1개의 리브형성구를 갖는 제2성형다이; 다공성의 표피재를 지지하도록 상기 제2성형다이내에 제공된 지지장치; 및 상기 제1 및 제2성형다이들을 체결하고, 적어도 경화되기 전에 열가소성 수지위한 압출성형을 수행할 수 있도록 압력을 상기 제1 및 제2성형다이들 사이에 구성된 개공내에 가해주기 위한 가압장치를 구비한 복합성형품 제조장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 리브형성구는 길이방향으로 상기 소정 치수보다 길도록 구성하는 것을 특징으로 하는 복합성형품 제조장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 공형성부재는 상기 제1성형다이에 상대적으로 이동가능하고, 상기 제1 및 제2성형다이들의 체결 초기단계에서 상기 제2성형다이의 상기 제2형성면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품 제조장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 공형성부재는 주어진 틈과 병렬관계로 배치된 다수개의 핀들을 구비하고, 상기 리브형성구는 길이방향으로 상기 다수개의 핀들의 전체 치수보다 길이가 길도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품 제조장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 제1성형다이는 분리 형성되어 활주가능케 안내하는 안내부를 갖고, 상기 제2성형다이는 분리 형성되어 상기 리브형성구를 구성하는 교환가능부를 갖는 것을 특징으로 하는 복합성형품 제조장치.
- 제 14항에 있어서, 상기 리브형성구는 상기 다수개의 핀들 사이에 상기 주어진 틈을 따라 연장한 방향에 수직한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품 제조장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 공형성부재는 그 윗면상에 소정 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합성형품 제조장치.
- 제 17항에 있어서, 상기 리브형성구는 메쉬형으로 구성되고, 상기 소정 형태는 하니콤형상구인 것을 특징으로 하는 복합성형품 제조장치.
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