KR100476539B1 - 자동차용 일체형 플로워 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 플로워시트의 상면에 보호필름 점착시켜 커버하는 단계; 상기 보호필름이 커버된 바닥재 시트를 자동차용 일체형 바닥재의 크기로 절단하는 단계; 상기 절단된 바닥재 시트의 일부인 성형 영역 저면을 히터로 가열하여 연화시키면서 동시에 연신기로 바닥재 시트의 좌우를 연신하는 단계; 상기 바닥재 시트의 좌우로 연신된 부분을 금형에 삽입하여 성형하고 냉각시키는 단계; 상기 부분 성형된 바닥재 시트에 트리밍을 실시하는 단계를 포함하여 구성되는 자동차용 일체형 바닥재의 제조 방법이다.

Description

자동차용 일체형 플로워 시트 및 그 제조방법 {SINGLE FLOOR SHEET AND THE MANUFACTURE METHOD FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 일체형 자동차용 플로워 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더 자세히는 시트 원단의 일부를 가열 연화시킨 후 성형하고 동시 부분 트리밍하여 얻는 일체형 바닥재이다.

자동차의 자동차용 플로워 시트는 두께 2~15mm인 폴리에스터 부직포, 나일론 카페트 또는 PVC시트 등 열가소성 플로워 시트를 자동차 바닥의 입체 구조에 부합되게 성형하고 트리밍하여 제조되었다. 종래의 자동차용 자동차용 플로워 시트는 크기가 1300mm × 2500mm이하인 승용 자동차용 소형 바닥재로 설계되고 제조되었던 것이나 레저 차량을 포함하는 대형화된 승용 자동차가 시장을 주도하면서 자동차용 대형 바닥재의 수요가 증가하였다. 본 발명에서 종래 승용 자동차의 바닥재 범주인 길이 2500mm이하의 바닥재를 소형 바닥재로, 길이가 2500mm를 초과하는 바닥재를 중,대형 '자동차용 플로워 시트'로, 바닥재 제조의 재료가되는 플로워 시트 원단을 '시트원단'으로, 시트 원단을 가공하여 자동차의 바닥에 부설할 수 있게 제조된 제품을 '자동차용 플로워 시트'로 정의한다.

종래 자동차용 소형 바닥재의 제조는,

1) 바닥재의 크기를 커버하는 성형 금형 및 트리밍 금형을 제조하고 2) 절단된 바닥재 시트를 가열하여 연화시키고 3) 연화된 바닥재 시트 전체를 냉각 금형에 삽입하여 입체 형상으로 성형함과 동시에 트리밍하고 4) 성형된 바닥재 상면에 보호필름과 흡음재를 접착하고, 5) 바닥재의 저면에 흡음재 또는 차음재를 부착하는 과정으로 제조되었다. 이와 같은 자동차 바닥재의 제조는 바닥재의 크기를 커버하는 대형 금형을 제작해야 하므로, 금형의 제작비용, 대형 금형을 운용하기 위한 제작 설비의 설치비용 및 금형의 운전비용의 지출이 커지고, 바닥재를 성형하고 트리밍 한 다음 바닥재 상부에 부착하는 보호필름이 입체 형상인 바닥재에 무리하게 밀착되면서 주름이 생기고 접착상태가 불안정해져서 유통단계에서 제품의 품격을 저하시킴은 물론 취급 중에 보호필름이 쉽게 벗겨지고, 바닥재 홀드부분의 마무리 단계에서 수작업으로 보호필름의 연부를 칼로 베어내는데 이와 같은 부수공정에 인력이 많이 투입되고, 칼로 보호필름의 연부를 베어낼 때 바닥재 본체를 손상하는 위험이 발생하여 제품이 불량화 되는 문제점을 가지는 것이었다.

또한 종래 대형 바닥재의 제조는 바닥재 시트를 두 조각 내지 네조각으로 나누어 성형 및 트리밍 한 다음 자동차 조립공정에서 복수의 조각을 이어 붙여 조립하는 것이다. 그러한 이유는 대형 바닥재를 일체형으로 제조하기 위한 금형의 제작 비용이나 대형 금형을 설치 운용하기 위한 비용이 자동차 바닥재의 생산설비로서는 경제성을 가질 수 없기 때문이다. 이와 같이 복수 조각을 이어 붙인 바닥재는 연결부가 자동차 실내에 노출되어 자동차의 품위를 크게 저하시키고, 장기간 사용하면 접착부위가 부분적으로 파손 되거나 전면적으로 분리되는 치명적인 상황을 초래하는 것이었다.

본 발명은 위에서 인용된 바와 같은 자동차용 플로워 시트를 일체형으로 얻을 수 있는 자동차용 플로워 시트의 제조방법을 제안 하고자 한다.

본 발명은 자동차용 플로워 시트의 부분성형 (자세히는 일부를 가열 연화시킨 후 성형하고 이어서 트리밍 하는 것)이 특징인 자동차용 플로워 시트의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 자동차용 플로워 시트의 부분성형 영역의 경계부에 주름이 발생되지 않는 자동차용 플로워 시트의 제조방법을 제안하고자 한다.

본 발명은 성형 후 보호 필름의 부착 공정이 생략되는 자동차용 플로워 시트의 제조방법을 제안하고자 한다.

본 발명은 보호 필름이 성형전에 부착되고 주름이 생기지 않도록 부분 성형되고 트리밍된 것이 특징인 자동차용 플로워 시트를 제공하고자 한다.

본 발명을 도면에 따라서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제조법을 요약하면, 시트 원단의 상면에 보호필름을 점착시켜 커버하는 단계; 상기 보호필름이 커버된 시트원단을 자동차용 일체형 플로워 시트의 크기로 절단하는 단계; 상기 절단된 시트 원단의 일부 영역 저면을 히터로 가열하여 연화시키고, 연신기에서 좌우를 연신하는 단계; 상기 시트 원단의 좌우로 연신된 부분을 금형에 삽입하여 금형의 형상대로 성형하고 동시에 부분 트리밍하며 냉각시키는 단계; 상기 부분 성형된 시트원단에 나머지 2차 트리밍을 실시하는 단계를 포함하는 일체형 바닥재 시트의 제조방법이다. 본 발명 상기 시트원단의 부분가열 온도는 110℃~180℃이고; 상기 바닥재 시트의 연신량이 바닥재 시트 폭의 3~10%이다.

본 발명은 상기 부분 가열 히터, 연신기, 부분 동시 성형 및 트리밍 금형과 2차 트리밍 금형은 회전 작업테이블 또는 콘베이어 작업 라인에 설치되어 순차 제조 단계가 실시된다.

본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1) 보호 필름의 부착(점착)

본 발명은 시트원단 롤에 보호 필름을 커버하여 부착한다.

도1은 보호필름의 부착 실시예 이다. 도1에서 두 부착롤(11,12) 사이에 시트원단(1)과 일면에 점착재가 도포된 보호필름(2)을 공급하고 롤(11,12)로서 가압하여 시트원단(1)에 보호 필름을 점착하고 있다. 본 발명에서 상기 시트원단의 재료는 두께 2~15mm(조직두께 1.5~4mm내외)인 고밀도 부직포, 두께 2~15mm인 나일론 카페트, 두께 1.5mm 내외인 PVC시트 등 열가소성 시트이다. 본 발명은 상기와 같이 시트원단에 보호필름을 점착한 채로 성형하고 트리밍 함으로써, 자동차용 바닥재를 성형한 후 수작업에 의한 보호필름의 점착 공정이 생략되고, 보호필름의 외연을 커터로 절단하는 수작업 공정이 생략되고, 보호필름 외연을 칼로 절단함에 기인하는 시트원단의 손상을 피할 수 있고, 보호 필름이 점착된 상태에서 부분 성형되고 트리밍 됨으로써 시트원단과 보호필름의 밀착상태가 양호하고, 이 결과 보호필름을 박피하기 전에 보호필름은 임의로 벗겨지지 않는 안정한 점착이 이루어지는 것이다.

2) 절단

상기와 같이 보호필름이 점착된 시트원단은 일체형 자동차의 바닥재로 제조하기 위하여 일정한 길이로 절단된다. 본 발명 실시 예에서 절단된 시트원단의 크기는 길이 3200mm 폭 1500mm, 길이 2700mm, 폭 1400mm등 종래 소형바닥재 제조 설비로서 제작 할 수 없는 중,대형 자동차용 플로워 시트이다. 상기 자동차용 플로워 시트의 크기는 본 발명의 실시 예에 의한 것으로 본 발명의 규격을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 상기와 같이 종래 금형 설비로서 제작할 수 없는 대형 자동차용 플로워 시트를 제조할 수 있음은 물론 소형 플로워 시트 제조 공정에 적용하더라도 많은 수작업 공정을 생략할 수 있다.

3) 부분 연화처리

도2는 점착된 보호시트를 포함하는 시트원단(10)의 일부분 특히 성형가공을 하려는 부분을 히터(13)로서 가열하는 상태도이다. 본 발명의 두드러진 특징의 하나는 바닥재의 부분 가열에 의한 성형이다. 가열온도는 시트원단의 연화 온도에 따라 차이가 있으나 110℃~180℃의 범위내에 있다. 히터(13)는 시트원단(10)의 저부에서 시트원단(10)를 110℃~180℃로 가열하여 연화시킨다.

4) 부분 폭방향 신장

도3은 연화된 시트원단(10)을 좌우 폭 방향으로 연신하는 상태도 이다. 도3은 도2의 가열상태에서 동시에 수행할 수 있다. 연신기는 클램프(15)를 시트원단(10)의 가장자리에 고정시킨 다음 좌우 방향으로 인장력(p)을 가하여 연신한다. 본 발명의 본 연신 과정은 부분 성형 후 부분 성형부와 비 성형부의 경계부에 주름이 발생하는 것을 방지하기 위한 전처리 공정이다. 이와 같은 부분 성형에 의한 주름의 발생 현상은 자동차용 플로워 시트의 제조에 치명적인 문제점으로 대두된다. 종래 자동차용 플로워 시트 전체를 대형 금형으로 제조할 수 밖에 었었던 한 이유, 또는 중,대형 바닥재를 복수 조각으로 나누어 제작해야만 했던 기술적 이유의 하나는 부분 연신에 의한 경계부의 변형 또는 주름 발생을 피할 수 없었던 점이다. 본 발명에서 부분 성형부는 비 성형부에 비교하여 표면의 폭이 신장되어 있다. 상기 부분 신장은 부분 성형부와 비 성형부의 경계부분에 폭방향 스트레스 응력이 내재됨을 의미한다. 그러므로 시간이 경과되면서 폭 방향 내재 응력이 경계부의 주름으로 나타나는 것이다. 이와같은 내재 응력을 없애기 위해 본 발명은 성형부를 미리 초과 신장시켜 줌으로써 부분 성형시 상기 경계부에 내재 되었던 스트레스 응력을 소멸시킬 수 있다. 이 결과 본 발명은 부분 성형부의 경계부 주름의 발생을 방지할 수 있었다. 본 발명은 상기와 같이 부분성형 공정에 부분 신장 공정을 전처리 공정으로 도입함으로써 일체형 중,대형 자동차용 플로워 시트를 제조를 할 수 있게 되었다. 본 발명에서 부분 성형부의 신장폭은 시트원단 폭의 3~10%이다. 본 발명 실시 예에서 1700mm 폭을 가지는 두께 5mm인 폴리에스터 부직포를 140℃가열한 상태에서 좌우로 50mm씩을 신장시킨 후 부분 성형하여 경계부의 주름 발생을 피할 수 있었다.

5) 부분 성형

도4에서 상기와 같이 연화되고 좌우로 신장시킨 시트원단(10)의 일부를 금형(21,22)에 삽입하여 성형하고 동시에 부분 트리밍하고 냉각하여 입체 형상으로 성형하였다. 상기 성형부를 금형에 삽입하는 방향은 본 발명 연속처리 작업라인(콘베이어 또는 인덱스 테이블)에 설치된 장치들에 부합되도록 금형의 측면 개구를 통해 삽입되고 타측 측면 출구를 통해 반출된다. 본 발명의 상기 부분 성형 금형은 종래의 자동차용 플로워 시트의 성형 금형에 비교하여 소규모의 금형으로서 연속 작업 라인에 설치되었다. 상술한 바와 같이 부분 성형부의 예비 신장으로 부분 성형시 원단 내부에 스트레스 응력이 내재 되지 않게 되어 경계부의 주름 발생이 해소되었다.

6) 2차 트리밍

도5는 본 발명에 포함된 2차 트리밍 공정도이다. 2차 트리밍은 부분 성형시 동시 트리밍 되지 못한 부분에 대한 트리밍이다. 2차 트리밍은 상하 트리밍 금형(25,26)에서 트리밍 되지 못한 영역을 트리밍 하여 바닥재의 외륜을 커팅하고 내부에 필요한 구멍을 천공한다. 상기 2차 트리밍부를 금형에 삽입하는 방향은 본 발명 연속처리 작업라인에 설치된 장치들에 부합되도록 금형의 측면 개구를 통해 삽입되고 타측 측면 출구를 통해 반출된다.

7) 방음재 부착

상기와 같이 부분 성형이 이루어지면 종래와 같이 저면에 방음재를 부착하여 완성된 본 발명 자동차용 플로워 시트를 얻는다.

8) 제품 특징

상기 과정을 통하여 제조된 본 발명 자동차용 플로워 시트(FS)는, 성형 및 트리밍 전에 시트원단의 상부에 점착된 보호필름과; 보호필름이 점착된 상태에서 부분 가열되고, 연화상태에서 좌우로 연신되고, 연화 및 연신상태에서 금형에서 성형 및 부분 트리밍 되고 냉각되어 비성형부(B)와의 경계부에 주름의 발생이 방지하도록 된 부분성형부(A)와; 부분 성형된 시트원단에 보호필름의 점착 상태에서 실시된 트리밍부(T); 를 포함하는 일체형 자동차용 바닥재이다.

상기와 같이 본 발명은 중,대형 자동차용 플로워 시트를 일체형으로 제조할 수 있고, 일체형 시트원단의 일부를 가열 연화시킨 후 금형에서 부분 동시 성형 및 트리밍하고 이어서 2차 트리밍하는 단계를 포함하고, 시트원단의 일부분을 가열하여 연화시킨 후 성형함에 있어서 부분 성형 영역의 경계부에 주름이 발생되지 않게하고, 성형 후 보호 필름의 부착 공정이 생략 되는 것이 특징인 자동차용 바닥재를 제공하는 것이다.

도1은 시트원단에 보호커버를 부착하는 장치 예시도

도2는 절단된 시트원단을 부분 가열하는 장치 예시도

도3은 부분 가열된 시트원단의 좌우를 연신 하는 장치 예시도

도4는 부분 성형장치 및 동시 부분 트리밍 예시도

도5는 트리밍 장치 예시도

도6은 본 발명 실시 예 완제품의 평면도

<도면 주요 부호의 설명>

1:시트원단 2:보호필름 10:보호필름이 점착된 시트원단 11,12:시트원단과 보호필름의 부착롤 21,22:부분성형 및 동시 부분 트리밍 금형 25,26:트리밍금형

Claims (3)

1. 프레스 성형단계와 트리밍 단계를 포함하는 자동차용 플로워 시트의 제조방법에 있어서,

   시트원단 상면에 보호필름 점착시켜 선행하여 커버하는 단계;

   상기 보호필름이 커버된 시트원단을 자동차용 일체형 바닥재의 크기로 절단하는 단계;

   상기 절단된 시트원단의 일부 성형영역 저면을 히터로 가열하여 연화시키키고, 시트원단을 좌우로 연신하는 단계;

   상기 시트원단의 좌우로 연신된 부분을 금형에 넣어 동시 부분 성형과 트리밍을 행하는 단계;

   상기 부분 성형된 시트원단의 나머지 영역에 2차 트리밍을 실시하는 단계;

   를 포함하여 구성되는 자동차용 일체형 바닥재의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 시트원단의 부분가열 온도가 110℃~180℃이고;

   상기 시트원단의 좌우 연신량이 시트원단 폭의 3~10%인 일체형 자동차용 플로워 시트의 제조 방법.
3. 프레스 성형부와 트리밍 부분을 포함하는 자동차용 플로워 시트에 있어서,

   성형과 트리밍에 앞서 시트원단상부에 점착된 보호필름과;

   보호필름이 점착된 상태에서 부분 가열되고, 연화상태에서 좌우로 연신되고, 연화 및 연신상태에서 금형에서 부분 성형 및 부분 트리밍되어 부분성형 경계부에 주름의 발생이 방지되는 부분성형부와;

   부분 성형된 시트원단의 나머지 부분에 조성된 2차트리밍부;

   를 포함하여 구성된 것이 특징인 일체형 자동차용 바닥재.