KR100334117B1 - 자동차용 내장재의 성형방법 및 그 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법 및 그 성형장치에 관한 것으로서, 종래에는 고압사출방식의 상/하 금형 한벌로는 측면테두리의 두께보정이 안되어 기재의 사출성형과 표피재 접착공정을 전부 행할 수가 없으므로 사출성형금형과 표피재 접착금형을 따로 구비하였으며, 이로인해 작업공정 및 금형비가 과다하게 소요되고 접착본드를 스프레이하여 표피재를 접착하므로 환경오염이 심각한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 사출액을 상/하 금형(300)(400)의 성형면으로 주입하여 기재를 사출 성형함에 있어서, 성형면이 기재(100)의 평면부위를 성형할 수 있는 크기로 한정된 상금형(300)과 상기 상금형(300)에 기재(100)의 측면 테두리를 성형하는 보조금형(310)을 승강 가변식으로 설치하여 기재의 사출 성형공정 때와 표피재의 접착공정때 그 간격이 보정된 상태로 작업되게 한 것으로서, 한벌의 상/하 금형만으로 기재의 사출성형과 표피재의 접합공정을 원할히 수행할 수 있어 금형 설비비를 상당히 줄일 수 있으며, 본드사용 없이 기재의 사출 잔열로 표피재를 접착하므로 환경오염의 우려가 없고, 측면부위의 포옴층이 손상되지 않고 접착되어 품질은 균일하게 향상되면서도 생산 원가는 상당히 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차용 내장재의 성형방법 및 그 성형장치{Forming device and method for wallboard of vehicle}

본 발명은 자동차 내부에 사용되는 내장재를 구성하는 기재와 표피재의 접합장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 한벌의 상/하 금형만을 이용하여 기재의 사출성형과 표피재의 접합공정을 원할히 수행토록 하여 금형비 부담을 줄이고 생산공정의 신속성에 의해 생산성을 향상시켜 원가를 상당히 절감할 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법 및 그 성형장치를 제공하기 위한 것이다.

일반적으로 자동차의 내장재로는 도어트림, 필러, 트렁트매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있으며, 이러한 내장재중 값싼 국민차나 소형차 또는 중/대형의 고급차종에 따라 경질의 기재만으로 사출 성형된 것을 사용하거나 기재 표면에 표피재를 접착하되 그 테두리를 함께 트리밍한 것을 사용하기도 하며, 경질의 기재를 성형한 후 촉감을 좋게 하기 위해 기재표면에 연질의 표피재를 접착한 후 표피재 테두리를 기재 내면에 감싸 붙인 것을 사용하기도 한다.

그리고, 상기 경질 기재의 재질로는 피피(PP), 피이(PE), PP 휄트(POLY-PROPYLENE FELT), PP 보드(POLY-PROPYLENE BOARD), 에이비에스(ABS), 우드스탁(WOOD STOCK), 레진휄트(RESIN FELT) 등이 주로 사용되고, 연질 표피재는 부직포나 직물 또는 피브이시(PVC)로 된 스킨지 이면에 피이폼(P.E FOAM), 피피폼(P.P FOAM), 피유폼(P.U FOAM)에 필름이 부착된 것을 주로 사용하고 있다.

상기 자동차 내장재의 기재를 사출 성형하고 표피재를 부착하는 방식으로는 저압사출방식과 고압사출방식이 있는데, 이중 저압사출방식은 하금형의 성형면에 기재 사출액을 저압으로 주입한 후 그 성형면 위에 표피재를 얹고 고압의 프레스압이 작용하는 상금형으로 사출액을 눌러주면 사출액이 소정형태의 기재로 성형되며, 이때 표피재가 성형되는 기재 표면에 동시 접착되는 방식이다.

이러한 저압사출방식은 기재 성형과 표피재 접착이 동시에 이루어지므로 생산성은 좋다고 할 수 있다. 하지만 표피재의 표면 스킨지 재질이 천직물이나 부직포일 경우 위와 같이 고압의 프레스압이 작용하는 상금형으로 누를 때 그 압력에 의해 기재 사출액이 표피재 표면으로 군데 군데 배어나와 보이게 되는 등 품질이 떨어지게 되므로 소재의 제한을 받는 문제점이 있다.

그리고, 상기 기재의 재질로는 고가인 저압용을 사용하여야 하고, 표피재의 포옴층은 저배율의 포옴을 사용하여야 하며, 기재 사출액을 상금형으로 눌러 성형하면서 표피재를 접착할 때 상당히 높은 고압의 프레스압이 작용하므로 표피재의 포옴층이 심하게 눌려서 얇아짐에 따라 내장재의 표면을 만졌을 때의 촉감이 좋지 않아 질감이 떨어지는 관계로 중/대형의 고급차량에 사용하기에는 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 저압사출기는 그 가격이 상당히 고가(20~30억원 정도) 임에 따라 자동차의 각종 내장재를 생산하여 납품하는 국내의 부품업체들은 그 설비를 갖추기에 상당한 비용부담을 갖고 있는 실정이다.

그리고, 고압사출방식은 상/하 금형을 맞물린 상태에서 그 사이의 성형면으로 기재 사출액을 주입하여 기재를 먼저 성형 냉각한 후 냉각된 기재를 표피재 부착금형으로 옮겨놓고 기재 위에 표피재를 접착하는 방식이다. 즉, 먼저 기재를 생산한 다음 후공정으로 표피재를 접착본드로 접착하는 공정에 의해 내장재를 생산하는 방식이다.

이러한 고압사출방식은 일반 프레스기와 사출기를 사용하므로 설비 구축에 따른 비용이 저압사출방식에 비해 저렴하지만 기재 표면에 표피재를 접착할 때 일일이 접착본드를 스프레이한 후 표피재를 수작업에 의해 접착하는 것이므로 작업성이 나빠 생산성이 상당히 떨어지는 문제점이 있으며, 접착본드를 스프레이할 때마다 작업장의 공기가 심하게 오염되어 환경공해가 많은 문제점이 있다.

또한, 상기 고압사출방식은 기재를 사출성형하면 즉시 그 사출금형에서 기재를 완전히 빼내 경화시키는 것이므로 기재의 수축율(변형율)이 심하며, 특히 기재의 사출금형 설비와 표피재의 접착금형 설비를 별도로 구비하여야 하므로 비용부담이 많고, 설치장소를 많이 차지하는 문제점이 있으며, 기재 성형후 그 기재를 다른 금형으로 옮겨 표피재 접착을 행하므로 공정이 많고 작업시간이 오래 걸려서 생산성이 상당히 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 위 문제점을 해소하려면 기재 사출금형을 가지고 표피재 접착공정까지 수행토록 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 즉, 도 1 과 같이 하금형(40)과상금형(30) 사이에 기재 사출액을 주입하여 기재(10)를 사출성형한 다음 상금형 (30)을 들어올리고 기재(10) 상면에 표피재(20)를 실린더(71)로 승강되는 클램프 (70)에 의해 올려놓은 후 상금형(30)으로 하금형(40)을 다시 압착한다.

이때, 도 2 와 같이 기재(10)위에 수평으로 포개져 늘어나는 표피재 두께는 스페이서와 같은 보조도구를 이용하여 상금형(30)의 하강범위를 조절하므로서 해결할 수 있으나, 기재(10)의 테두리 측면으로 늘어나는 두께는 내부의 폭이 일정하게 정해져 있는 상금형(30)으로 보정할 수가 없어 그만큼 기재(10)의 경사면 또는 수직면을 이루고 있는 측면부위에서는 표피재의 포옴층이 상당히 눌려 납짝해지므로 촉감이 좋지 않은 문제점이 있다.

그러므로 종래에는 기재 사출용 하금형(40) 위에 기재 성형용 제1상금형(30)과 표피재 부착용 제2상금형(30a)(표피재 두께만큼 성형면 폭(L+ℓ)이 보정된 상금형)을 별도로 구비한 후 기재(10) 성형시에는 상기 제1상금형(30)을 하금형(40)과 결합시키고, 그 후 성형된 기재(10) 위에 표피재(20)를 접착시킬 때에는 상기 제2금형(30a)을 하금형(40)에 결합시켜 평면과 측면부위의 표피재(20) 포옴층이 거의 균일하게 접착되는 방식을 사용하였다.

하지만, 이 역시 2벌의 상금형(30)(30a)을 구비하여 교대로 동작되게 설치하는데 따른 금형비 부담과 설비비 부담이 상당하고, 2벌의 상금형(30)(30a)을 번갈아 이동시켜 작업하여야 하므로 작업시간이 오래 걸려셔 생산성이 떨어지는 등 원가상승의 요인이 많은 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 한벌의 상/하 금형 장치만으로 기재의 사출성형 공정과 표피재의 접합공정을 차례로 행할 때 표피재의 포옴층이 손상되지 않고 접착될 수 있도록 하므로서 금형비 부담을 줄이고, 생산공정의 신속성에 의해 생산성을 높혀서 생산원가를 상당히 절감할 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법 및 그 성형장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 상금형의 성형면은 기재의 평면부위를 성형할 수 있는 크기로 한정하여 형성하고, 상기 상금형의 테두리에는 기재의 측면 테두리를 성형하는 보조금형을 탄성부재로 승강 탄발되게 설치하여 기재 성형시에는 상기 보조금형이 하강하여 두께를 보정해주고, 표피재 접착때는 상기 보조금형이 상승하여 표피재의 측면두께가 보정된 상태로 접착되므로 표피재의 포옴층이 전혀 손상되지 않고 접착될 수 있어 상기 목적을 효과적으로 달성할 수가 있다.

도 1 은 종래의 고압사출방식으로 기재와 표피재를 접착하는 상태를 분리하여 도시한 횡단면도.

도 2 는 도 1 에 의해 기재와 표피재를 접착할 때 측면 테두리가 보정되지 않아 표피재의 포옴층이 눌리면서 접착되는 상태를 도시한 횡단면도.

도 3 은 종래 기재와 표피재를 2개의 상금형과 하나의 하금형으로 생산하는 상태를 도시한 횡단면도.

도 4 는 본 발명의 장치에 의해 기재를 사출 성형하는 상태를 예시한 일부 횡단면도.

도 5 는 본 발명의 장치로 기재를 사출성형한 후 상금형과 보조금형을 열고 표피재를 투입하는 상태를 예시한 일부 횡단면도.

도 6 은 본 발명에 의해 기재의 테두리 측면에 위치되는 표피재 두께를 보정한 상태로 기재와 표피재를 접착하는 상태를 예시한 일부 횡단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 기재 200 : 표피재

300 : 상금형 310 : 보조금형

311,410 : 경사면 400 : 하금형

500 : 탄성부재

이하, 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 4 는 본 발명의 상/하금형 및 보조금형에 의해 기재가 사출 성형되는 상태를 개략적으로 예시한 일부 횡단면도이고, 도 5 는 도 4 공정 수행 후 상금형 및 보조금형을 올리고 표피재를 공급하는 상태를 예시한 일부 횡단면도이며, 도 6은 본 발명의 상금형과 보조금형에 의해 표피재의 두께만큼 금형의 성형면이 보정되면서 표피재와 기재를 접착하는 상태를 예시한 일부 횡단면도이다.

이에 예시한 바와 같이 본 발명의 자동차용 내장재의 성형장치는 기재 사출액을 상/하 금형의 성형면으로 주입하여 기재(100)를 사출하는 성형장치를 구성함에 있어서, 상금형(300)의 성형면은 기재(100)의 평면부위를 성형할 수 있는 크기로 한정하여 형성하고, 상기 상금형(300)의 테두리에는 기재(100)의 측면 테두리를 성형하는 보조금형(310)을 탄성부재(500)로 승강 탄발되게 설치하여 표피재의 측면두께가 보정된 상태로 접착되게 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 보조금형(310)의 성형면(311)은 기재의 단턱지거나 경사지는 측면 테두리 부위를 성형하는 것이므로 하금형(400)의 성형측면(410)과 상응한 형태를 이루고 있으며, 도면중 미설명 부호(312)는 보조금형(310)의 수직면이고, (700)은 실린더(710)로 승강되면서 표피재(200)를 기재(100)위로 공급하는 클램프 이다.

이러한 본 발명은 먼저 기재(100)를 사출 성형하고자 상금형(300)과 보조금형(310)을 하강시켜 도 4 와 같이 하금형(400)과 맞물리면 상금형(300)은 하금형 (400)과 기재의 평면부위를 성형할 수 있는 간격을 유지하고, 보조금형(310)은 하금형(400)의 측면 테두리면과 접면되면서 평면부위 두께와 똑같이 기재(100)의 측면 테두리부위를 성형할 간격을 유지하게 된다.

즉, 보조금형(310)의 비스듬히 경사진 성형면(311)은 같은 각도로 경사진 하금형(400)의 성형측면(410)과 최대한 밀착된 상태를 유지하여 주입된 기재 사출액이 누출되는 것을 막으면서 도 4 와 같이 상금형(300)의 성형면보다 약간 더 내려가므로 이러한 상태에서 기재 사출액을 주입하면 기재(100)는 평면부위와 측면 테두리부위가 같은 두께로 성형된다.

상기 공정에 의해 기재(100)가 사출 성형되면 기재(100)에 상당한 사출열이 잔류되어 있을 때 도 5 와 같이 상금형(300)과 보조금형(310)을 함께 들어올리고 클램프(700)로 잡고 있던 표피재(200)를 기재(100)위로 투입한 다음 표피재(200)를 기재(100)에 눌러 붙이기 위해 상금형(300)과 보조금형(310)을 다시 하강시킨다.

이때 상금형(300)은 통상의 스페이서 등에 의해 기재(100)위에 얹혀진 표피재(200)의 두께만큼 간격을 유지한 상태로 하강되므로 기재의 평면부위 두께가 보정되어 표피재의 평면 포옴층이 손상되지 않고 접착되는 것으로 이는 일반적인 작용이라고 할 수 있다.

하지만, 종래에는 두께보정이 안되던 측면 테두리부위를 본 발명은 도 6 에서와 같이 보조금형(310)이 탄성부재(500)에 의해 표피재(200)의 두께와 상응하는 간격(t) 만큼 상금형(300) 보다는 덜 하강하여 표피재(200)의 두께만큼 상금형 (300)의 성형면(311)과 하금형(400)의 성형측면(410) 사이 간격을 보정하여 주므로 기재(100)의 측면 테두리에 부착되는 표피재(200) 부위는 포옴층이 손상되지 않고 접착 가능한 것이다.

이러한 본 발명에서 표피재(200) 접착때 작용하는 프레스압은 표피재(200)를 기재(100)에 눌러붙일 수 있을 정도의 압력이면 되므로 고압이 필요없고 중압정도의 프레스압만 작용하여도 되며, 종래처럼 접착본드를 사용하지 않고 기재(100)를 사출 성형한 후 그 사출열이 기재 (100)에 상당히 잔류된 상태에서 그 잔열을 이용하여 표피재를 접착하는 것이므로 환경오염의 우려가 없다.

그리고, 상기와 같이 기재(100)를 사출 성형한 후 상당량의 사출열이 잔류된 상태에서 상금형과 보조금형을 한번 열어 성형면의 압력을 해제해 주었다가 다시 상금형과 보조금형을 결합시켜 소정의 압력으로 다시 표피재 접착공정을 수행하는 것이므로 기재의 후변형이 별로 없어 불량발생률을 줄일 수 있는 것으로서 이러한 장점 만으로도 품질향상에 상당히 기여할 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 상/하 금형 사이로 기재사출액을 주입하여 기재를 성형함에 있어서, 상금형을 기재의 평면부위를 성형하는 상금형과 기재의 측면 테두리를 성형하는 보조금형으로 나누어 형성하되 상기 보조금형이 승강 가변되게 하여 한벌의 상/하 금형만으로 기재의 사출성형과 표피재의 접합공정을 원할히 수행할 수 있으므로 종래의 저압사출방식이나 고압사출방식에 비해 금형 설비비를 상당히 줄일 수 있다.

그리고, 기재의 측면 테두리 부위에 부착되는 표피재의 두께를 보정한 상태에서 기재의 사출 잔열을 이용하여 표피재를 접착하므로 환경오염의 우려가 없고, 측면부위에 접착되는 표피재의 포옴층이 손상되지 않는 것으로서, 종래에 비해 품질이 균일하게 향상되는 것이고, 생산공정의 신속성에 의해 생산성을 높힐 수 있으므로 생산 원가를 상당히 절감할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 사출액을 상/하 금형(300)(400)의 성형면으로 주입하여 기재(100)를 사출 성형함에 있어서,

   성형면이 기재(100)의 평면부위를 성형할 수 있는 크기로 한정된 상금형과 기재(100)의 측면 테두리를 성형하기 위해 상금형 테두리에 승강 가변식으로 설치된 보조금형(310)에 의해 기재를 사출 성형하는 제1공정 때는 상기 보조금형(500)이 하강하여 기재의 평면부위와 측면부위가 같은 두께로 사출 성형되게 하고, 표피재를 접착하는 제2공정 때는 상기 탄성부재(500)가 표피재 두께만큼 상승하여 측면부 두께가 보정된 상태로 접착되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.
2. 기재 사출액을 상/하 금형의 성형면으로 주입하여 자동차의 내장재용 기재를 사출하는 성형장치를 구성함에 있어서,

   상금형(300)의 성형면은 기재(100)의 평면부위를 성형할 수 있는 크기로 한정하여 형성하고, 상기 상금형(300)의 테두리에는 기재(100)의 측면 테두리를 성형하는 보조금형(310)을 탄성부재(500)로 승강 탄발되게 설치하여 표피재의 측면두께가 보정된 상태로 접착되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형장치.