KR100487009B1 - 자동차의 헤드 라이너 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연 섬유와 합성 섬유가 소정의 배합 비율로 혼합되어 이루어진 원재를 사용하더라도 공간부를 갖는 헤드 라이너를 용이하게 제조할 수 있도록 한 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법은 천연 섬유와 합성 섬유가 소정의 배합 비율로 혼합되어 이루어진 상부기재 원재 및 하부기재 원재를 준비하는 단계; 상기 상부기재 원재 및 상기 하부기재 원재를 소정의 온도 하에서 소정 시간 동안 예열하는 단계; 상기 하부기재 원재를 적소에 공간 성형부가 형성된 하부 몰드에 적재시키는 단계; 상기 공간 성형부 상방의 상기 하부기재 원재 상에 노즐을 삽입하는 단계; 상기 노즐이 삽입된 상기 하부기재 원재 상에 상기 상부기재 원재를 적재시키는 단계 및 상기 상부기재 원재 위에 상부 몰드를 올려놓고 가압하면서 상기 노즐을 통해 소정의 압력으로 압축 공기를 주입시켜서 공간부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

자동차의 헤드 라이너 제조 방법{automobile head-liner manufacturing method}

본 발명은 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에 관한 것으로, 특히 내부에 공간부가 형성된 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에 관한 것이다.

자동차의 헤드 라이너는 자동차 승차 공간의 천장에 부착되어 실내등과 같은 전장품과 선바이저와 같은 기구물을 지지함과 더불어 이들 시설물을 지지함에 있어 미관에 좋지 않은 부분들을 감추는 기능을 담당한다.

도 1은 종래의 자동차의 헤드 라이너의 일 실시예를 보인 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 자동차의 헤드 라이너(10)에는 차음재 등이 충진되는 포켓(28)과 각종 케이블(46)이 지나가는 케이블 덕트(26) 내지는 공기 덕트(30)를 형성할 필요가 있는 바, 이를 위해서는 헤드 라이너 기판(12) 내부에 공간부를 형성할 필요가 있다. 도 1에서 미설명 부호 80은 후술하는 바와 같이 공간부를 형성하는 과정에서 공간부와 연통되는 가스 통로를 나타낸다.

도 2는 종래의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에서 공간부 성형 과정을 설명하기 위한 단면도인 바, 미국 특허 번호 제6,086,145호(특허일: 2000. 7. 11)(이하, "선행 기술"이라 한다)로 개시되어 있다. 도 2에서 참조 번호 56은 블로우 몰드를 나타내고, 62, 64 및 66은 헤드 라이너(10)에 각종 공간부를 형성하기 위해 블로우 몰드(56)에 형성되어 있는 확장 영역을 나타내고, 참조 번호 58은 확장 영역(66)에 의해 한정되는 중공부를 나타내고, 참조 번호 70은 확장 영역(62),(64),(66)과 연통되어 확장 영역(62),(64),(66)에 가스를 주입하는 가스 통로를 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법은 여러 종류의 플라스틱 또는 유리섬유 강화 폴리에스터 레진 등을 원료로 하여 단면이 원형 또는 타원형으로 된 채로 압출 다이(72)로부터 압출 성형되어 나오는 용융 예비 성형물(60)을 한 쌍의 블로우 몰드(56) 사이에 개재시킨 채로 가압함으로써 제조된다. 그리고, 이 과정에서, 용융 예비 성형물(60) 내부에 블로우 핀(미도시)이 삽입되어 압축 공기를 공급함으로써 용융 예비 성형물(60)이 확장 영역(62),(64),(66)까지 팽창되어 공간부가 형성되게 된다.

한편, 근래에 들어서는 자동차를 설계함에 있어서도 환경 친화적인 측면이 많이 강조되고 있는 바, 이러한 상황을 감안하여 본 출원인은 아마와 같은 천연 섬유와 합섬 섬유가 소정의 배합 비율로 혼합된 것을 주기재로 사용하는 자동차용 내장재를 개발하여 특허 제267845호(등록일: 2000년 7월 7일)로 등록(이하, "내장재 발명"이라 한다)한 바 있다.

그러나, 전술한 내장재 발명을 원재로 사용하여 공간부를 갖는 헤드 라이너를 제조하고자 하는 경우에 내장재 발명에는 천연 섬유가 소정의 배합 비율로 포함되어 있기 때문에 선행 기술의 제조 공정에서 핵심적인 기능을 담당하는 압출 성형 공정을 적용할 수 없게 되고, 결과적으로 선행 기술을 적용하여 공간부를 갖는 헤드 라이너를 제조할 수 없다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 천연 섬유와 합성 섬유가 소정의 배합 비율로 혼합되어 이루어진 원재를 사용하더라도 공간부를 갖는 헤드 라이너를 용이하게 제조할 수 있도록 한 자동차의 헤드 라이너 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법은 천연 섬유와 합성 섬유가 소정의 배합 비율로 혼합되어 이루어진 상부기재 원재 및 하부기재 원재를 준비하는 단계; 상기 상부기재 원재 및 상기 하부기재 원재를 소정의 온도 하에서 소정 시간 동안 예열하는 단계; 상기 하부기재 원재를 적소에 공간 성형부가 형성된 하부 몰드에 적재시키는 단계; 상기 공간 성형부 상방의 상기 하부기재 원재 상에 노즐을 삽입하는 단계; 상기 노즐이 삽입된 상기 하부기재 원재 상에 상기 상부기재 원재를 적재시키는 단계 및 상기 상부기재 원재 위에 상부 몰드를 올려놓고 가압하면서 상기 노즐을 통해 소정의 압력으로 압축 공기를 주입시켜서 공간부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 헤드 라이너 제조 방법의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에 있어서 단계(S10)에서는 소정 크기를 갖는 매트(mat) 형상의 상부 기재 및 하부 기재의 원재를 준비한다. 이 단계(S10)에서, 상부 기재 원재와 하부 기재 원재는 전술한 내장재 발명의 특허 명세서에 상세하게 기재된 바와 같이, 1층 내지 3층 구조로 이루어질 수 있으며, 어느 경우이든지 간에 폴리프로필렌(polypropylene)과 마가 소정의 배합 비율로 혼합된 층(이하, "중간층"이라 한다)이 필수적으로 사용된다. 여기에서, 마는 아마, 대마, 황마 또는 코코넛 껍질 등을 포함하는 개념이다. 그리고, 1층 구조로 하는 경우에는 중간층만을 사용하고, 2층 구조로 하는 경우에는 중간층의 위 또는 아래에 폴리프로필렌과 폴리에스터가 혼합되어 이루어진 외층이 함께 사용되고 3층 구조로 하는 경우에는 중간층의 위 및 아래에 각각 상기한 재료로 이루어진 상기 외층이 함께 사용된다. 물론, 각각의 층 구조에서 최하부에는 표면 마감을 위한 표피재가 사용되는데, 이러한 표피재는 그 재질 등에 따라 본 발명의 헤드 라이너 제조 방법의 금형 성형 공정에서 함께 성형될 수도 있고, 본 발명의 헤드 라이너 제조 방법과는 별도의 공정에 의해 접착제 등에 의해 외층에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 표피재로 PVC 시트, 부직포 또는 천을 사용하는 경우에는 금형 성형 공형에서 하부 기재 원재와 함께 성형될 수 있다.

다음으로 단계(S12)에서는 전술한 바와 같은 상부 기재 원재 및 하부 기재 원재를 예열 장치로 이송시켜서 예열하게 되는데, 도 4는 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에서 기재 원재의 예열 과정을 설명하기 위한 개략 단면도이다. 도 4에서는, 편의상 하부기재 원재만을 설명하고 있으나, 상부기재 원재에 대해서도 거의 동시적으로 예열 공정이 수행되게 된다. 또한, 도 4의 실시예에서는 하부기재 원재(120)가 3층 구조로 이루어진 예를 도시하고 있으며, 더욱이 하부 기재 원재(120)에 표피재(122)가 함께 포함되어 있는 예를 도시하고 있다. 즉, 참조 번호 122는 PVC 시트와 같은 표피재를 나타내고, 참조 번호 124는 외층으로서의 폴리프로필렌과 폴리에스터 혼합층이고, 참조 번호 126은 마와 폴리프로필렌 혼합층으로 이루어지는 중간층을 나타낸다.

한편, 예열 장치는 내부에 히터(142a)가 매설된 하부 가열판(142)이 작업대(140) 위에 고정 설치되어 있고, 역시 내부에 히터(144a)가 매설된 상부 가열판(144)은 승강 실린더(146)에 의해 승·하강 되도록 되어 있다. 따라서, 이러한 예열 장치의 하부 가열판(142) 위에 하부기재 원재(120)를 탑재한 상태에서 실린더(146)에 의해 상부 가열판(144)을 하강시켜서 상부 기재 원재(130)에 접촉시킨 후 소정 온도에서 소정 시간, 예를 들어 하부 및 상부 가열판(142),(144)의 표면 온도를 180 - 210[℃]로 유지시키면서 60 - 70[sec] 동안 예열하게 된다.

다음으로, 단계(S14)에서는 이렇게 예열된 하부 기재 원재(120)를 하부 몰드(150)에 적재시키게 되는데, 도 5는 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에 사용되는 하부 몰드의 개략 평면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 하부 몰드(150)에는 필요에 따라 적소에 공간 성형부(152)가 형성되어 있으며, 각각의 공간 성형부(152)는 노즐 도입부(156)와 연통되어 있고, 노즐 도입부(156)의 주위에는 작업의 편리성을 도모하기 위한 여유 공간부(154)가 형성되어 있다.

다음으로, 단계(S16)에서는 각각의 노즐 도입부 상부에 있는 하부 기재 원재 위에 압축 공기 주입용 노즐을 배치시키고, 다시 단계(S18)에서는 상부기재 원재를 하부기재 원재 위에 적재시킨다. 단계(S20)에서는 이렇게 배치된 상부 기재 원재를 상부 몰드로 가압하면서 압축 공기를 주입하게 된다.

도 6은 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에서 공간부 성형 과정을 설명하기 위한 개략 단면도인 바, 편의상 각 부 기재 층과 표피재 등을 구분하지 않고 도시하고 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 하부 몰드(150), 하부 기재 원재(120), 압축 공기 도입 노즐(170), 상부 기재 원재(130) 및 상부 몰드(160) 순으로 배치시켜 가압하는 상태에서 압축 공기 도입 노즐(170)을 통해 압축 공기를 주입하게 되면, 하부 몰드(150) 및 상부 몰드(160)에 형성된 공간 성형부에 위치한 하부 기재 원재(120) 및 상부 기재 원재(130)가 공간 성형부까지 밀려나면서 압축됨으로써 하부 기재 원재(120) 및 상부 기재 원재(130) 사이에 공간부(110)가 형성되게 된다. 이 단계(S20)에서, 압축 공기로는, 예를 들어 무독성이고 불황성 기체인 아르곤(Ar)이나 헬륨(He) 등과 같은 단일 성분의 기체가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 다른 혼합 가스 등이 사용될 수도 있을 것이다. 또한 압축 공기의 압력은 3 - 10[Kgf/㎠], 바람직하게는 5 - 6[Kgf/㎠]이 될 수 있을 것이다.

마지막으로 단계(S22)에서는 불필요한 부분을 잘라내어 마감하게 된다.

도 7은 본 발명의 방법에 따라 제조된 자동차의 헤드 라이너의 일 예를 보인 사시도이고, 도 8은 도 3에서 A-A선의 단면도인 바, 참조 번호 100은 헤드 라이너를, 102와 104는 각각 상부 기재와 하부 기재를, 106은 표피재를 나타내며, 110은 공간부를 나타낸다. 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 따르면 헤드 라이너(100)의 내부의 원하는 부위에 필요로 하는 크기의 공간부(110)를 용이하게 형성할 수가 있다.

그런데, 이러한 공간부는 차음 포켓으로 사용될 수도 있고, 각종 전선이 지나가는 케이블 덕트나 에어 덕트로 사용될 수 있으며, 기타 소품이나 차양막의 수납 공간으로도 사용될 수 있을 것이다. 더욱이, 이러한 용도가 아니더라도 헤드 라이너(100) 자체의 비틀림이나 휨 방지 등의 강도 보강용으로도 사용될 수 있을 것이다.

본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에 따르면, 합섬 섬유에 천연 섬유가 소정의 배합 비율로 혼합되어 있어서 압출 성형이 불가능한 원재를 사용하더라도 공간부를 갖는 헤드 라이너를 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 자동차의 헤드 라이너의 일 실시예를 보인 사시도,

도 2는 종래의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에서 공간부 성형 과정을 설명하기 위한 단면도,

도 3은 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도,

도 4는 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에서 기재 원재의 예열 과정을 설명하기 위한 개략 단면도,

도 5는 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에 사용되는 하부 몰드의 평면도,

도 6은 본 발명의 자동차의 헤드 라이너 제조 방법에서 공간부 성형 과정을 설명하기 위한 개략 단면도,

도 7은 본 발명의 방법에 따라 제조된 자동차의 헤드 라이너의 일 예를 보인 사시도,

도 8은 도 3에서 A-A선의 단면도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 헤드 라이너, 12: 기재,

26: 케이블 덕트, 28: 차음재 충진 포켓,

30: 에어 덕트, 46: 케이블,

56: 블로우 몰드, 58: 중공부,

60: 예비 성형 용융물, 62, 64, 66: 확장 영역,

72: 용융물 압출 다이, 80: 가스 통로,

100: 헤드 라이너, 102: 상부기재,

104: 하부기재, 106: 표피재,

110: 공간부, 120: 하부기재 원재,

122: 표피재 원재, 124: 외층,

126: 중간층, 130: 상부기재 원재,

140: 작업대, 142: 하부 가열판,

142a: 히터, 144: 상부 가열판,

144a: 히터, 146: 실린더,

150: 하부 몰드, 152: 공간 성형부,

154: 여유 공간부, 156: 노즐 도입부,

160: 상부 몰드, 170: 노즐

Claims (3)

1. 천연 섬유와 합섬 섬유가 소정의 배합 비율로 혼합되어 이루어진 상부기재 원재 및 하부기재 원재를 준비하는 단계;

   상기 상부기재 원재 및 상기 하부기재 원재를 소정의 온도 하에서 소정 시간 동안 예열하는 단계;

   상기 하부기재 원재를 적소에 노즐 도입부와 연통되어 있는 공간 형성부가 형성되어 있고 상기 노즐 도입부 주위에는 여유 공간부가 형성되어 있는 하부 몰드에 적재시키는 단계;

   상기 노즐 도입부 상방의 상기 하부기재 원재 상에 노즐을 삽입하는 단계;

   상기 노즐이 삽입된 상기 하부기재 원재 상에 상기 상부기재 원재를 적재시키는 단계 및

   상기 상부기재 원재 위에 상부 몰드를 올려놓고 가압하면서 상기 노즐을 통해 소정의 압력으로 압축 공기를 주입시켜서 공간부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 자동차의 헤드 라이너 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 천연 섬유는 마인 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드 라이너 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하부기재 원재를 준비하는 단계에서 상기 하부기재 원재의 최하부에 표피재를 포함시켜 준비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드 라이너 제조 방법.