KR100524877B1 - 자동차용 내장재의 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것으로써, 종래의 고압사출방식은 잔열이 없이 성형된 기재에 접착제로 표피재를 접합하는 것이므로 환경오염과 작업병 유발의 위험이 많고 생산성이 떨어지며, 기재의 잔열을 이용하는 표피재 일체형 사출 성형방법은 기재의 잔열 온도가 규정온도 이하인 부분이 있으면 표피재가 잘 붙지 않거나 접착후 잘 떨어져서 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 기재(10)의 성형 및 냉각숙성 단계(110)와; 표피재 투입단계 (130)와; 상기 표피재(20)와 기재(10)의 접합단계(140); 재차 냉각 숙성시키는 단계(150);로 이루어진 자동차용 내장재의 성형방법에 있어서, 상기 표피재 투입단계(130)를 행하기 전에 그 기재(10)의 표면층을 용융시키는 단계(120)(120')(120")를 먼저 행하고, 상기 접착단계(140)에서는 기재(10)의 용융시킨 표면층만에 의하여 표피재(20)가 기재(10)에 접착되게 한 것을 특징으로 하는 것으로서, 균일하면서도 견고한 접착을 이룰 수 있고 종래처럼 인체에 해로우면서 환경오염이 심한 접착제를 전혀 사용하지 않으므로 환경 친화적임과 아울러 생산성 향상에 의한 원가절감을 이룰 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

자동차용 내장재의 성형방법{Forming method for automotive interior trim parts}

본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 사출 성형된 기재를 완전 숙성 냉각시킨 상태에서 그 표면에 표피재를 신속 균일하게 접착할 수 있도록 하므로서 품질향상과 원가절감을 이룰 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 내장재로는 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있으며, 이들 내장재는 차종에 따라 그 재질과 구성을 달리하고 있다. 즉, 일부 차종은 경질의 기재만으로 성형된 내장재를 사용하고, 다른 일부 차종은 경질의 기재 표면 일부에만 연질의 표피재를 부분 접착한 내장재를 사용하기도 하며, 그 외의 차종은 기재 표면 전체에 표피재를 접착한 내장재를 사용한다.

그리고, 상기한 경질 기재의 재질로는 피피(PP), PP 휄트(POLY-PROPYLENE FELT), P P 보드(POLY-PROPYLENE BOARD), 에이비에스(ABS), 우드스탁(WOOD STOCK), 레진휄트(RESIN FELT) 등을 주로 사용하고, 그 기재 표면에 접합되는 연질의 표피재는 부직포나 직물 또는 피브이시(PVC)로 된 스킨지 이면에 피이폼(P.E FOAM), 피피폼(P.P FOAM), 피유폼(P.U FOAM) 등이 부착된 것을 주로 사용하고 있다.

그리고, 상기 자동차 내장재의 기재를 사출 성형하고 표피재를 부착하는 방식으로는 저압 사출성형방식과 고압 사출성형방식이 있으며, 본원 출원인이 개발하여 특허 등록받은 방식 즉, 1차 가성형된 기재에 잔류되어 있는 사출열(이하 "잔열"이라 칭함)을 이용하여 표피재를 접착함과 동시에 기재를 완전 성형하는 표피재 일체형 사출성형방식이 있다.

즉, 저압 사출성형방식은 기재의 사출액을 주입하기 전에 표피재를 양쪽 금형 사이에 선 투입한 상태에서 사출액을 저압으로 투입하여 기재 성형과 표피재 접착이 동시에 이루어지게 하는 방식으로서, 기재 성형과 표피재 접착이 함께 되므로 작업성과 생산성이 좋다고 할 수 있지만, 이러한 저압사출용 설비는 비용이 20~30억에 달하는 고가이어서 원가상승의 요인이 많고 표피재의 손상도가 심하여 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 고압사출방식은 양쪽 금형을 맞물린 상태에서 그 사이의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재를 먼저 성형 냉각하는 공정을 행한 다음 숙성 냉각된 기재를 표피재 부착금형으로 옮겨놓고 그 위로 표피재를 투입하여 저압으로 접착하는 방식으로서, 이러한 고압사출방식은 투입된 표피재를 저압으로 눌러 붙이므로 표피재의 손상도가 적고 설비 구축에 따른 비용이 저압사출방식보다 저렴한 잇점은 있다.

하지만, 상기 고압사출방식은 기재를 먼저 완전 숙성시켜 생산한 다음 후공정으로 표피재를 접착할 때 기재 표면 전체에 매번 접착본드를 스프레이한 후 표피재를 진공성형 및 수작업에 의해 접착하는 것이므로 작업성이 나쁘고 그 접착력이 상당히 약하여 완성 후 잘 떨어지는 경향이 있음에 따라 품질불량이 많으며, 생산성이 떨어져 원가상승의 요인이 많고, 인체에 해로운 접착본드를 스프레이할 때마다 작업장 주변의 공기가 심각하게 오염되어 직업병이 유발되는 등 환경공해가 많은 문제점이 있다.

그리고, 상기의 저압과 고압사출방식의 문제점을 감안하여 양쪽 금형의 1차 프레스압(고압)에 의해 기재를 소정형태로 1차 가성형하는 공정, 그 후 금형을 열어 사출압을 해제한 상태에서 표피재를 투입하는 공정, 그 후 다시 2차 프레스압 (저압)을 가하여 기재를 완전 성형함과 동시에 그 기재의 사출 잔열을 이용하여 표피재를 접합하는 공정의 "표피재 일체형 사출 성형방법"을 본원 출원인이 개발하여 특허등록 받은 것은 생산성이 상당히 좋고 고품질의 제품을 제공할 수 있다.

또한, 상금형은 기재의 사출성형용 제1상형과 표피재 부착용 제2상형 2개로 구비하고 하금형은 1개로 구비한 후 기재의 사출 성형때는 상기 제1상형과 하금형으로 기재를 성형하고, 그 기재에 상당한 사출 잔열이 있는 상태에서 상기 제1상형을 열어 프레스압을 해제한 다음 표피재를 진공흡착하고 있는 제2상형을 기재가 놓여있는 하금형과 합체하여 표피재와 기재를 부착하는 성형방법 또한 본원 출원인이 개발하여 특허를 받은 바 있다.

그런데, 상기와 같이 기재의 잔열을 이용하여 표피재를 접착하는 것은 기재 전체에 규정된 온도(표피재의 포옴층 표면을 녹일 수 있는 온도) 이상의 사출 잔열이 남아 있어야만 한다. 하지만, 실제로 기재의 전 면적에 잔류되어 있는 사출열은 각 부위에 따라 상이하고, 개형 초기에는 각 부위가 규정온도 이상을 유지하더라도 작업을 약간 지체하기만 하면 쉽게 규정 온도 이하로 떨어지는 부위도 있다.

따라서, 이와 같이 소정 부위의 잔열 온도가 규정 온도 이하로 떨어진 상태에서는 2차 프레스압으로 표피재를 부착하는 공정을 행할 때 표피재의 일 부위가 잘 접착되지 않는 등 불균일한 접착이 발생되거나 또는 접착되어도 얼마 못가 쉽게 떨어지게 되는 등 불량 내지는 품질저하 현상이 발생한다. 그러므로 기재의 잔열을 이용한 접착은 항시 연속 작업으로 신속하게 행하여야만 하는 부담이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 성형금형과 접착금형이 별개인 시스템에서 또는 기재 성형과 표피재 접착을 한 벌의 금형에서 함께 행하는 시스템에서 기재를 완전 성형한 후 잔열이 없는 기재에 표피재 접착을 후공정으로 행할 때 접착제를 전혀 사용하지 않고서도 기재와 표피재를 균일하게 접착할 수 있도록 하므로서 환경 친화적이면서도 품질향상과 생산성 향상을 이룰 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법을 제공하는데 있다.

이하에서는 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법을 바람직한 실시예 별로 첨부한 별첨 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

우선, 본 발명은 기재의 성형금형과 표피재의 접착금형을 별도로 구비한 상태에서 행할 수 있는데, 여기서 기재의 사출 성형 후 냉각 숙성을 하는 한벌의 성형금형과 그 성형된 기재를 공급받아 표피재와 접착하는 공정을 행하는 접착금형 시스템은 종래의 일반적인 성형금형 및 접착금형 시스템과 같다고 할 수 있다.

또한, 본 발명은 한벌의 기재 성형금형에서 연속작업으로 기재의 성형과 표피재 접착공정을 동시 수행하면서 본 발명을 행하도록 할 수도 있고, 또는 2벌의 상금형(1벌은 기재의 사출성형용, 다른 1벌은 표피재 진공흡착용)과 1벌의 하금형을 구비한 상태에서 본 발명을 수행토록 할 수도 있는 것으로서 이를 실시예별로 설명하면 다음과 같다.

제1실시예(기재 성형금형과 표피재 접착금형을 별도로 구비한 경우)

도 2 는 고압사출방식에 의해 기재를 성형한 후 그 기재를 별도 접착금형으로 옮겨 표피재를 접착하는 과정을 단계별로 도시한 도면으로서, 맞물린 양쪽 성형금형의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재(10)를 성형한 다음 완전 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 숙성된 기재(10)를 성형금형에서 꺼내 접착금형으로 옮긴 후 그 옮겨진 기재(10) 위로 표피재(20)를 투입하는 표피재 투입단계 (130)와; 양쪽 접착금형을 닫고 프레스압을 가하여 상기 투입된 표피재(20)를 기재 (10) 표면에 눌러 붙이는 접착단계(140)와; 재차 냉각 숙성시키는 단계(150)를 수행함은 종래와 같다고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 상기 접착금형으로 기재(10)를 옮긴 후 표피재(20)를 투입하는 표피재 투입단계(130)를 행하기 전에 그 접착금형에 놓인 기재(10)의 표면을 고온의 열로 순간적으로 가열하여 기재(10)의 표면층만을 용융시키는 단계(120)를 먼저 행하고, 상기 접착단계(140)에서는 기재(10)의 용융시킨 표면층만에 의하여 표피재(20)가 기재(10)에 접착되게 한 것에 있다.

이러한 본 발명에서 고압사출 방식에 의하여 완전히 성형되어 냉각 숙성된 기재(10)에는 사출때의 잔열이 없는 상태이라고 할 수 있는데, 이러한 기재(10)를 접착금형으로 옮긴 후 표피재(20)를 투입하기 전에 상기와 같이 기재(10)의 표면 전체를 높은 고열로 가열하면 기재(10)의 표면층은 굴곡진 부분을 포함하여 전체 면적이 균일하게 녹아서 용융된 상태를 이루게 된다.

본 발명은 이러한 상태에서 표피재(20)를 투입하는 표피재 투입단계(130)를 행한 다음 프레스압으로 눌러 표피재(20)를 기재(10) 표면에 접착시키는 공정을 행하면 상기 기재(10)의 용융된 표면층은 상당한 접착력을 갖고 있는 상태이므로 용융된 표면층의 접착 기능에 의하여 표피재(20) 이면과는 서로 강력하게 접착되며, 이에 따라 기재(10)의 굴곡진 부위를 포함하여 접착면 전체가 매우 이상적으로 고르게 접착되는 것이며, 그런 후에 재차 냉각 숙성을 시키는 단계(150)를 수행하는 것이므로 기재의 후변형이 적어 고품질의 제품을 제공할 수 있게 된다.

제2실시예(한벌의 금형으로 기재 성형과 표피재 접착을 연속 행하는 경우)

도 3 은 본 발명의 다른 실시예로서, 한벌의 금형시스템으로 기재의 고압사출 성형과 아울러 표피재의 접착공정을 연속 행하면서 본 발명을 행하는 과정을 단계별로 도시한 도면이다.

이에 도시된 본 발명은 맞물린 양쪽 성형금형의 성형면으로 사출액을 고압으로 주입하여 기재(10)를 성형한 다음 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 성형금형을 열어 숙성된 기재(10)의 일 표면을 외부로 노출시킨 후 그 기재(10) 위로 표피재(20)를 공급하는 표피재 투입단계(130)와; 양쪽 성형금형을 닫고 재차 프레스압을 가하여 상기 투입된 표피재(20)를 기재(10) 표면에 눌러 붙이는 접착단계(140)와; 재차 냉각 숙성시키는 단계(150)를 수행함은 종래와 같다고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 상기 성형금형을 열어서 노출된 기재(10)의 일 표면으로 표피재(20)를 덮어 씌우는 표피재 투입단계(130)를 행하기 전에 그 노출된 기재 (10)의 표면을 고온의 열로 순간적으로 가열하여 기재(10)의 표면층만을 용융시키는 단계(120')를 먼저 행하고, 상기 접착단계(140)에서는 기재(10)의 용융시킨 표면층만에 의하여 표피재(20)가 기재(10)에 접착되게 한 것에 있다.

이러한 본 발명은 기재(10)를 사출 성형한 한벌의 성형금형에서 기재 성형 후 그 성형금형을 열고 표피재(20)를 투입하기 전에 상기와 같이 기재(10)의 표면 전체를 높은 고열로 가열하면 기재(10)의 표면층은 굴곡진 부분을 포함하여 전체 면적이 균일하게 녹으면서 용융된 상태를 이루게 된다.

그리고, 이러한 상태에서 표피재 투입단계(130)와 접착단계(140)를 차례로 행하면 상기 기재(10)의 용융된 표면층은 상당한 접착력을 갖고 있는 상태이므로 용융된 표면층의 접착 기능에 의하여 표피재(20)는 기재(10)에 매우 강하게 접착되며, 이로 인해 기재(10)의 굴곡진 부위를 포함하여 접착면 전체가 매우 고르고 강하게 접착 가능한 것이다.

제3실시예(기재 사출성형용과 표피재 진공흡착용인 2벌의 상금형과 1벌의 하금형으로 본 발명을 실시하는 경우)

도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 제1상형으로는 고압사출방식에 의한 기재를 성형한 후 제2상형으로는 표피재를 접착하는 과정을 단계별로 도시한 도면이다.

이에 예시한 본 발명은, 제1상형과 하금형을 맞물린 상태에서 성형면으로 기재 사출액을 고압 사출하여 기재(10)를 성형하고 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 하금형에서 제1상형은 열어 분리시킨 다음 표피재(20)를 진공흡착하고 있는 제2상형을 하금형에 결합시켜서 기재(10) 위에 표피재(20)가 놓이게 하는 표피재 투입단계(130)와; 상기 제2상형에 프레스압을 가하여 상기 투입된 표피재(20)를 기재 (10) 표면에 눌러 붙이는 접착단계(140)와; 재차 냉각 숙성시키는 단계(150)를 수행함은 종래와 같다고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 상기 표피재 투입단계(130)를 행하기 전에 하금형에 있는 기재(10)의 표면을 고온의 열로 순간적으로 가열하여 기재(10)의 표면층만을 용융시키는 단계(120")를 먼저 행하고, 상기 접착단계(140)에서는 기재(10)의 용융시킨 표면층만에 의하여 표피재(20)가 기재(10)에 접착되게 한 것에 있다.

이러한 본 발명은 제1상형으로 성형 후 냉각 숙성된 기재(10)에 표피재를 투입하는 공정을 행하기 전에 상기와 같이 기재(10)의 표면 전체를 높은 고열로 가열하면 기재(10)의 표면층은 굴곡진 부분을 포함하여 전체 면적이 균일하게 녹아서 용융된 상태를 이루게 된다.

본 발명은 이러한 상태에서 상기 표피재(20)를 진공흡착하고 있는 제2상형을 하금형에 결합시켜 표피재 투입단계(130)를 행한 다음 프레스압을 가하여 표피재 (20)를 기재(10) 표면에 접착시키는 공정을 행하면 상기 기재(10)의 용융된 표면층은 상당한 접착력을 갖고 있는 상태이므로 용융된 표면층의 접착 기능에 의하여 표피재(20) 이면과는 서로 강력하게 접착된다.

따라서, 본 발명은 기재(10)의 굴곡진 부위를 포함하여 접착면 전체가 매우 이상적으로 고르게 접착되는 것이며, 그런 후에 재차 냉각 숙성을 시키는 단계(150)를 수행하는 것이므로 기재의 후변형이 적어 고품질의 제품을 제공할 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 공법은, 상기 기재(10)의 표면층이 용융된 상태에서 접착되는 표피재(20)가 스킨지(21)와 포옴층(22)으로 된 것일 경우에는 포옴층(22)이 기재(10)의 용융 표면층 열에 녹아 함께 달라 붙으므로 그 접착력이 더 견고하게 되는 것이며, 포옴층(22)이 없는 경우라 하더라도 기재(10) 표면의 녹은 용융층에 의하여 접착되므로 종래에 비하여 그 접착상태가 매우 양호한 것이다.

그리고, 상기와 같이 완전히 냉각 숙성되어 잔열이 없는 기재(10)에 표피재(20)를 접합할 때 종래처럼 중독성이 강하여 인체에 상당히 해롭고 주변의 환경 오염이 심한 접착제를 전혀 사용하지 않으므로 본 발명의 자동차용 내장재 성형방법은 보다 환경 친화적이어서 현대 공법으로 매우 바람직하다고 할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 고압사출방식으로 기재를 먼저 성형한 후 그 성형된 기재에 표피재를 접착하는 공정을 후공정으로 행함에 있어서, 성형된 기재에 표피재를 투입하기 전에 기재의 표면층을 고온의 열로 균일하게 가열하여 기재 표면층을 용융시킨 상태에서 표피재를 투입하여 접착하므로 종래보다 접착상태가 균일하면서도 견고한 접착을 이룰 수 있다.

또한, 종래처럼 인체에 해롭고 환경오염이 심한 접착제를 전혀 사용하지 않고서도 기재와 표피재를 신속 균일하게 접착할 수 있으므로 환경 친화적임과 아울러 생산성 향상에 의한 원가절감을 이룰 수 있고, 균일하면서도 견고한 접착에 의하여 고품질의 제품을 저렴하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 통상의 내장재 구성요소인 기재와 표피재를 분리하여 보인 측면도

도 2 는 본 발명의 일 실시예로서, 성형금형과 접착금형을 별도 구비한 상태에서 행하는 과정을 단계별로 예시한 도면

도 3 은 본 발명의 다른 실시예로서, 성형과 접착을 한 벌의 금형으로 행하는 과정을 단계별로 예시한 도면

도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 기재의 사출성형용과 표피재 진공흡착용으로 구분되는 2벌의 상금형과 1벌의 하금형으로 행하는 과정을 단계별로 예시한 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기재 20 : 표피재

21 : 스킨지 22 : 포옴층

Claims (3)

1. 상하 성형금형으로 기재(10)를 성형한 다음 완전 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 숙성된 기재(10)를 성형금형에서 접착금형으로 옮겨 세팅한 다음 그 옮긴 기재(10) 위로 표피재(20)를 투입하는 표피재 투입단계(130)와; 접착금형을 닫고 프레스압을 가하여 상기 표피재(20)를 기재(10) 표면에 눌러 붙이는 접착단계(140)와; 접착된 기재(10)와 표피재(20)를 재차 냉각 숙성시키는 단계(150);로 이루어진 자동차용 내장재의 성형방법에 있어서,

   상기 표피재 투입단계(130)를 행하기 전에 접착금형에 있는 기재(10)의 표면을 고온의 열로 순간적으로 가열하여 기재(10)의 표면층만을 용융시키는 단계(120)를 먼저 행하고,

   상기 접착단계(140)에서는 기재(10)의 용융시킨 표면층만에 의하여 표피재(20)가 기재(10)에 접착되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.
2. 한 벌의 고압사출 성형금형 시스템으로 기재(10)를 성형한 다음 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 성형금형을 열어 숙성된 기재(10)의 일 표면을 외부로 노출시킨 후 그 기재(10) 위로 표피재(20)를 공급하는 표피재 투입단계(130)와; 성형금형을 닫고 프레스압을 재차 가하여 상기 투입된 표피재(20)를 기재(10) 표면에 눌러 붙이는 접착단계(140)와; 그 접착된 기개(10)와 표피재(20)를 재차 냉각 숙성시키는 단계(150);로 이루어진 자동차용 내장재의 성형방법에 있어서,

   상기 표피재 투입단계(130)를 행하기 전에 성형금형에 있는 기재(10)의 표면을 고온의 열로 순간적으로 가열하여 기재(10)의 표면층만을 용융시키는 단계(120')를 먼저 행하고,

   상기 접착단계(140)에서는 기재(10)의 용융시킨 표면층만에 의하여 표피재(20)가 기재(10)에 접착되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.
3. 기재 사출성형용인 제1상형과 표피재 진공흡착용인 제2상형의 상금형 2벌과 하금형 1벌을 구비한 후 제1상형과 하금형으로 기재(10)를 성형하고 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 하금형에서 제1상형을 열어 분리시킨 다음 표피재(20)를 진공흡착하고 있는 제2상형을 하금형에 결합하여 기재(10) 위에 표피재(20)가 놓이게 하는 표피재 투입단계(130)와; 상기 제2상형에 프레스압을 가하여 투입된 표피재(20)를 기재(10) 표면에 눌러 붙이는 접착단계(140); 그 접착된 기재(10)와 표피재(20)를 재차 냉각 숙성시키는 단계(150);로 이루어진 자동차용 내장재의 성형방법에 있어서,

   상기 표피재 투입단계(130)를 행하기 전에 하금형에 있는 기재(10)의 표면을 고온의 열로 순간적으로 가열하여 기재(10)의 표면층을 용융시키는 단계(120")를 먼저 행하고,

   상기 접착단계(140)에서는 기재(10)의 용융시킨 표면층만에 의하여 표피재(20)가 기재(10)에 접착되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.