KR100536269B1

KR100536269B1 - 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조

Info

Publication number: KR100536269B1
Application number: KR10-2004-0019215A
Authority: KR
Inventors: 이신식
Original assignee: 덕양산업주식회사
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-12-12
Also published as: KR20040030774A

Abstract

본 발명은 코어층과 스킨층의 사이에 폴리우레탄 폼층을 형성하여 코어층과 스킨층을 일체로 결합시키기 위한 인스트루먼트 패널의 부분발포부 결합구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발포금형의 폐쇄시 서로 다른 자극으로 대응되는 한 쌍의 마그네트를 코어층과 스킨층의 몸체를 따라 일체로 부착시킴으로서, 발포금형의 폐쇄와 동시에 상기 마그네트로부터 발생하는 흡착자력에 의하여 코어층과 스킨층이 정확한 위치에서 견고하게 밀착되도록 하고, 이로 인하여 코어층과 스킨층을 통한 폴리우레탄 발포액의 누설을 보다 효과적으로 차단시킬 수 있도록 함과 동시에, 코어층과 스킨층의 결합부 구조를 매우 단순하게 이루어내어 코어층과 스킨층의 성형 및 발포금형을 통한 코어층과 스킨층의 장착작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하며, 기존에 사용되었던 코어층과 스킨층의 결합부 구조에 상기 마그네트 방식을 용이하게 추가 적용시킬 수 있도록 함으로서, 폴리우레탄 발포액의 누설방지와 부분발포부 제품의 품질향상에 보다 크게 기여할 수 있도록 한 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조에 관한 것이다.

Description

마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조{Joint structure for partial foaming part using magnet}

일반적으로 자동차용 내장재로 사용되는 인스트루먼트 패널(10)은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 차량의 운전석과 조수석의 전방에 설치되어 자동차의 속도와 연료의 잔량 및 각종 경고 등의 정보를 부여하는 계기판을 포함하여, 오디오 시스템의 설치나 각종 물건의 보관을 위한 다양한 공간이 형성되어 있으며, 차량의 충돌시 발생하는 충격을 일부 흡수하여 탑승객을 보호하는 역할을 동시에 수행하는 것으로서, 그 제조방법에 따라 소프트패널(Soft panel) 방식과 하드패널(Hard panel) 방식으로 구분된다.

상기 소프트패널 방식의 경우에는 코어층과 폴리우레탄 폼층 및 스킨층의 삼중구조로 이루어지는 인스트루먼트 패널(10)에 고급스러운 이미지와 부드러운 감촉을 부여할 수 있는 장점은 있으나, 인스트루먼트 패널(10) 전체를 폴리우레탄 폼층으로 형성시킴에 따라 자체 중량의 증가 및 제조원가의 상승을 유발시키는 단점이 있었으며, 상기 하드패널 방식의 경우에는 인스트루먼트 패널(10) 자체를 단일 재료에 의한 사출성형 방식으로 제조하여 중량의 감소 및 제조원가의 절감을 이루어낼 수 있는 장점은 있었으나, 소프트패널 방식과 같은 고급스러운 이미지나 부드러운 감촉이 결여되어 저가의 소형차 중심으로 적용되는 실정이었다.

상기와 같이 소프트패널과 하드패널 방식이 가지는 각각의 문제점을 보완함과 동시에 소프트패널과 하드패널 방식이 가지는 장점만을 살려 상기 인스트루먼트 패널(10)을 제조하기 위한 것으로서, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 코어층(2)의 단부측과 스킨층(3)의 단부측을 일정 각도로 대향 절곡시킨 다음, 코어층(2)의 절곡부 내측으로 스킨층(3)의 절곡부가 접촉되도록 코어층(2)과 스킨층(3)을 결합시킨 상태에서, 그 내부에 폴리우레탄 폼층(4)을 발포하여 코어층(2)과 스킨층(3)이 일체로 형성된 부분발포부(1)를 일차적으로 제조한 후, 상기 부분발포부(1)를 고급스런 이미지나 부드러운 촉감을 부여하고자 하는 부분에 하드패널 방식에 의하여 제조된 패널부와 조립하여 인스트루먼트 패널(10)을 완성시키도록 한 것이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 부분발포부(1)는 폴리우레탄 발포시 그 발포액이 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합부를 통하여 쉽게 유출되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 스킨층(3)을 필요 이상으로 넓게 형성시킴으로서 부분발포후 외부로 유출되어 스킨층(3)과 함께 경화된 폴리우레탄 폼을 스킨층(3)과 함께 제거하는 커팅공정과, 그 커팅된 표면을 최종적으로 마감처리하는 사상공정과 같은 불필요한 후처리 공정를 거쳐야 함으로서, 발포액과 스킨층(3)의 재료손실과 함께 전체적인 제조공정의 증가로 인하여 인스트루먼트 패널(10)의 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 코어층(2)과 스킨층(3)이 서로 접촉되는 결합부에 누액방지홈이나 누액방지턱 등을 코어층(2)에 형성시킴으로서 폴리우레탄 발포액의 누설을 차단시키도록 한 것이 알려져 있으나, 이와 같은 누설방지 구조 또한 코어층(2)과 스킨층(3)이 접촉식으로 맞물리는 단순한 결합구조를 취하고 있으므로 폴리우레탄 발포액의 누설을 근본적으로 차단하기 어려운 문제점이 있었으며, 이로 인하여 부분발포부(1) 제품의 생산성과 그 품질 향상 및 인스트루먼트 패널(10)의 제조원가 절감에 크게 기여하지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합부 구조상에 폴리우레탄 발포액의 누설압을 저하시킬 수 있도록 하는 액고임공간을 형성시킴과 동시에 폴리우레탄 발포시 그 발포압력에 의하여 상기 스킨층(3)이 코어층(2)을 향하여 일그러지면서 가압 밀착되도록 한 인스트루먼트 패널의 부분발포부 결합구조가 본 출원인에 의하여 2003년 특허출원 제 12085호(출원일자 2003년 2월 26일)로 선출되어 있다.

또한, 코어층(2)과 스킨층(3)을 발포금형에 장착하여 금형을 폐쇄시킴과 동시에 코어층(2)에 형성된 스킨삽입부를 통하여 스킨층(3)이 용이하게 삽입될 수 있도록 하고, 이와 같이 삽입된 스킨층(3)의 단부가 스킨삽입부의 내측에서 탄력적으로 지지되거나 또는 그 단부측이 스킨삽입부의 좁은 홈을 통하여 안내될 수 있도록 함으로서, 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합구조를 발포액의 누설이 불가능한 복합적인 밀봉구조로 형성시킨 인스트루먼트 패널의 부분발포부 결합구조가 본 출원인에 의하여 2004년 특허출원 제 14686호(출원일자 2004년 3월 4일)로 선출원되어 있다.

그러나, 본 출원인에 의하여 각각 선출원된 상기 인스트루먼트 패널의 부분발포부 결합구조를 적용하여 코어층(2)과 스킨층(3)의 사이에 폴리우레탄 폼층(4)을 발포시키게 되면, 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합부를 통한 발포액의 누설을 효과적으로 차단시킬 수 있는 장점은 있었으나, 코어층(2)과 스킨층(3) 사이의 결합구조가 다소 복잡한 형상으로 형성되어 있기 때문에, 코어층(2)과 스킨층(3)에 결합부 구조를 성형시키는 작업 및 코어층(2)과 스킨층(3)을 발포금형에 장착하는 작업이 다소 까다롭게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 복잡한 형상의 결합부 구조를 취하지 않으면서도 폴리우레탄 발포액의 누설을 보다 효과적으로 차단시킬 수 있도록 함과 동시에 본 출원인에 의하여 선출원된 부분발포구 결합구조 뿐만 아니라 기존에 일반적으로 사용되었던 부분발포부 결합구조를 변경시키지 않은 상태에서 그 결합부 구조와 함께 용이하게 적용되어 폴리우레탄 발포액의 누설을 다중으로 차단시킬 수 있는 새로운 수단이 요구되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 부분발포부 결합구조 뿐만 아니라 본 출원인에 의하여 선출원된 부분발포구 결합구조의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조는 발포금형의 폐쇄시 서로 다른 자극으로 대응되는 한 쌍의 마그네트를 코어층과 스킨층의 몸체를 따라 일체로 부착시킴으로서, 발포금형의 폐쇄와 동시에 상기 마그네트로부터 발생하는 흡착자력에 의하여 코어층과 스킨층이 정확한 위치에서 견고하게 밀착되도록 하고, 이로 인하여 코어층과 스킨층을 통한 폴리우레탄 발포액의 누설을 보다 효과적으로 차단시킬 수 있도록 함과 동시에, 코어층과 스킨층의 결합부 구조를 매우 단순하게 이루어내어 코어층과 스킨층의 성형 및 발포금형을 통한 코어층과 스킨층의 장착작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하며, 기존에 사용되었던 코어층과 스킨층의 결합부 구조에 상기 마그네트 방식을 용이하게 추가 적용시킬 수 있도록 함으로서, 폴리우레탄 발포액의 누설방지와 부분발포부 제품의 품질향상에 보다 크게 기여할 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 코어층과 스킨층의 사이에 폴리우레탄 폼층이 발포 형성된 부분발포부를 제조하기 위한 코어층과 스킨층의 결합구조에 있어서, 상기 코어층과 스킨층에는 발포금형의 폐쇄시 서로 다른 자극으로 대응되는 마그네트가 코어층과 스킨층의 표면을 따라 일체로 부착 형성되어, 상기 각각의 마그네트로부터 발생하는 흡착자력에 의하여 코어층과 스킨층이 밀착되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3의 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조를 나타내는 단면도로서, 도 3의 (가)는 발포금형의 폐쇄전 단면도이고 도 3의 (나)는 발포금형의 폐쇄후 단면도이며, 도 4의 (가) 내지 (다)는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 도 3의 "B"부 확대단면도이다.

먼저, 부분발포부(1)를 이용하여 인스트루먼트 패널(10)을 제조할 경우 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 스킨층(3)이 상부로 위치하고 코어층(2)이 하부로 위치하게 되지만, 스킨층(3)과 코어층(2)을 발포금형에 장착하여 폴리우레탄 발포를 행할 경우에는 이와 반대되는 위치로 코어층(2)과 스킨층(3)을 발포금형에 장착시키게 되므로, 본 발명의 상세한 설명에서는 코어층(2)과 스킨층(3)을 발포금형에 장착시킨 상태를 기준으로 하여 그 결합부 구조와 결합과정을 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조는, 도 3의 (가) 및 (나)에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 상부금형(5)에 장착되는 코어층(2)과 하부금형(6)에 장착되는 스킨층(3)의 몸체에는 발포금형(5)(6)의 폐쇄시 서로 다른 자극으로 대응되는 마그네트(21)(31)가 코어층(2)과 스킨층(3)의 몸체와 일체로 부착 형성된 구성으로 이루어진다.

상기와 같이 각각의 마그네트(21)(31)를 코어층(2)과 스킨층(3)에 일체로 부착시키는 것은 도 4의 (가) 내지 (다)에 도시되어 있는 바와 같이, 코어층(2)과 스킨층(3)의 몸체를 따라 마그네트홈(22)(32)을 절개 형성시킨 다음, 상기 마그네트홈(22)(32)의 내부를 통하여 서로 다른 자극으로 대응되는 마그네트(21)(31)를 일체로 삽입 및 부착시키거나, 또는 코어층(2)의 표면상에 다소 깊은 마그네트홈(22)을 형성하여 스킨층(3)의 표면에 돌출 부착된 마그네트(31)가 상기 마그네트홈(22)을 통하여 삽입됨과 동시에 코어층(2)에 부착된 마그네트(21)와 서로 다른 자극으로 대응 밀착되도록 하거나, 또는 스킨층(3) 자체를 "〔 " 형상으로 절곡시킨 돌출부(34)에 의하여 그 내측에 마그네트홈(32')이 형성되도록 한 다음, 그 마그네트 홈(32') 및 코어층(2)에 형성된 마그네트홈(22)을 통하여 서로 다른 자극으로 대응되는 마그네트(21)(31)를 일체로 삽입 및 부착시킨 구성으로 이루어져 있다.

또한, 도 4의 (나)에 도시되어 있는 경우는 스킨층(3)의 표면상에 돌출되도록 부착된 마그네트(31)에 의하여 발포금형(5)(6)의 폐쇄작동에 지장을 초래하지 않도록 함과 동시에, 상기 마그네트(31)가 코어층(2)에 형성된 마그네트홈(22)을 통하여 용이하게 삽입될 수 있도록 그 양측에 경사면(33)을 형성시키는 것이 보다 바람직하고, 도 4의 (가) 내지 (다)에 도시되어 있는 구조 이외에도 코어층(2)과 스킨층(3)이 접촉되는 부위에 각각의 마그네트(21)(31)가 서로 다른 자극으로 대응될 수 있도록 하는 구조라면 어떠한 구조를 적용하여도 무방하며, 코어층(2)과 스킨층(3)의 몸체 전체에 걸쳐 그 길이가 길게 되는 하나의 마그네트(21)(31)를 부착시킬 수도 있고, 그 길이가 작게 되는 다수 개의 마그네트(21)(31)를 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합부를 따라 여러 개로 나누어 부착시킬 수도 있다.

그리고, 상기 코어층(2)은 그 자체가 비교적 두껍고 단단한 재질로 이루어져 있기 때문에 코어층(2)에 부착되는 마그네트(21)는 금속제 자철(磁鐵)이나, 일반적인 형태의 자석(磁石) 또는 마그네트가 착자(着磁)된 패드(Pad: 고무나 합성수지)와 같은 다양한 형태로 적용시킬 수 있으나 패드 형태의 마그네트(31)가 그 취급 및 부착작업의 편의성 측면에서 바람직하며, 상기 스킨층(3)은 그 두께가 비교적 얇은 재질로 이루어져 있기 때문에 스킨층(3)에 부착되는 마그네트(31)는 그 표면에 마그네트가 착자된 얇은 패드를 사용하는 것이 바람직하고, 경우에 따라서는 스킨층(3) 자체에 일정 폭으로 마그네트를 직접 착자(着磁)시켜 사용할 수도 있으며, 상기 마그네트(21)(31)에 적용되는 자기력은 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합력과 발포금형(5)(6)에 의한 발포작업의 편의성을 고려하여 하나의 마그네트(21)(31)를 기준으로 150 ~ 550가우스(Gauss) 범위내에서 적용시키는 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 발포금형의 상부금형(5)에는 마그네트(21)가 부착된 코어층(2)을 장착하고, 그 하부금형(6)에는 코어층(2)의 마그네트(21)와 서로 다른 자극으로 대응되는 마그네트(31)가 부착된 스킨층(3)을 장착시킨 상태에서 각각의 금형(5)(6)을 폐쇄시키게 되면, 금형(5)(6)의 폐쇄과정에서 각각의 마그네트(21)(31)가 최초 서로 동일한 자극으로 대응되어 코어층(2)과 스킨층(3) 사이에 반발력이 작용하게 된다.

상기와 같이 코어층(2)과 스킨층(3)의 사이에 반발력이 작용하게 되면, 도 3에서 스킨층(3)이 도면상 좌측방향으로 탄력적으로 밀려나게 되고, 이로 인하여 발포금형(5)(6)의 폐쇄도중에 얇은 두께의 스킨층(3)이 코어층(2)과 순간적으로 이격됨으로서, 발포금형(5)(6)의 폐쇄과정에서 얇은 두께의 스킨층(3)이 코어층(2)의 표면과 접촉하여 접혀지거나 굴곡되는 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 발포금형(5)(6)의 폐쇄와 동시에 각각의 마그네트(21)(31)가 서로 다른 자극으로 대응되어 흡착자력이 발생하게 됨으로서 도 3의 (나) 및 도 4에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 스킨층(3)이 마그네트(21)(31) 사이에서 발생하는 흡착력에 의하여 해당 위치에서 정확하게 고정됨과 동시에 코어층(2)과 스킨층(3)이 흡착자력에 의하여 견고하게 밀착되는 상태가 된다.

상기와 같은 상태에서 코어층(2)과 스킨층(3)의 사이로 폴리우레탄 발포액을 주입하여 발포작업을 수행하게 되면, 폴리우레탄 발포액이 흡착자력에 의하여 견고하게 밀착된 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합부를 통하여 외부로 전혀 누설되지 않게 됨과 동시에 코어층(2)과 스킨층(3)의 사이에 폴리우레탄 폼층(4)이 형성된 부분발포부(1)를 제조할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 코어층(2)과 스킨층(3)에 마그네트홈(22)(32)(32')을 형성하여 해당 마그네트홈(22)(32)(32')에 서로 다른 자극으로 대응되는 마그네트(21)(31)를 삽입 및 부착시키는 간단한 결합구조만으로도 폴리우레탄 발포액의 누설을 원천적으로 차단시킬 수 있게 됨으로서, 코어층(2)과 스킨층(3)의 성형작업 및 코어층(2)과 스킨층(3)을 발포금형(5)(6)에 장착하는 작업을 매우 용이하게 수행할 수 있게 될 뿐만 아니라, 마그네트(21)(31) 사이에서 발생하는 흡착자력에 의하여 폴리우레탄 발포액의 누설을 보다 효과적으로 차단시킴으로서 부분발포부(1) 제품의 생산성과 그 품질향상에 보다 더 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.

또한, 기존에 사용되었던 부분발포부 결합구조나 본 출원인에 의하여 선출원된 부분발포부 결합구조에 본 발명에 의한 마그네트 방식을 적용시킬 경우, 각각의 부분발포부 결합구조를 변경시키지 않은 상태에서 코어층(2)과 스킨층(3)이 접촉되는 부분에 본 발명에 의한 마그네트 방식으로 추가로 용이하게 적용시킬 수 있게 됨으로서, 폴리우레탄 발포액의 누설을 이중 또는 삼중으로 차단시킬 수 있는 부분발포부 결합구조를 용이하게 형성시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 각종 부분발포부 구조에 거의 구애를 받지 않고 적용이 가능하며 폴리우레탄 발포액의 누설을 원천적으로 차단시킬 수 있는 효과적인 누설방지구조를 제공할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조는, 발포금형의 폐쇄시 각각의 마그네트로부터 발생하는 반발력과 흡착력에 의하여 얇은 두께를 가지는 스킨층의 변형을 방지함과 동시에 스킨층을 정확한 위치에 고정시킬 수 있는 효과가 있고, 각각의 마그네트로부터 발생하는 흡착력에 의하여 코어층과 스킨층을 통한 폴리우레탄 발포액의 누설을 원천적으로 차단시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 우수한 품질의 부분발포부 제품을 생산할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 코어층과 스킨층의 결합부 구조를 매우 단순하게 이루어내어 코어층과 스킨층의 성형작업 및 발포금형을 통한 코어층과 스킨층의 장착작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있고, 이로 인하여 부분발포부 제품의 생산성 향상에도 크게 기여할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 기존에 사용되었던 코어층과 스킨층의 결합부 구조를 변경시키지 않은 상태에서 상기 마그네트 방식을 용이하게 추가 적용시킬 수 있게 됨으로서, 각종 부분발포부 구조에 거의 구애를 받지 않고 적용이 가능하며 폴리우레탄 발포액의 누설을 보다 완벽하게 차단시킬 수 있는 효과적인 누설방지 구조를 제공할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 일반적인 인스트루먼트 패널을 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 A-A'선 단면도로서, 인스트루먼트 패널의 부분발포부를 나타내는 단면도.

도 3의 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조를 나타내는 단면도.

도 4의 (가) 내지 (다)는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 도 3의 "B"부 확대단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 부분발포부 2 : 코어층 3 : 스킨층

4 : 폴리우레탄 폼층 5 : 상부금형 6 : 하부금형

10 : 인스트루먼트 패널 21,31 : 마그네트 22,32,32': 마그네트홈

33 : 경사면 34 : 돌출부

Claims

코어층(2)과 스킨층(3)의 사이에 폴리우레탄 폼층(4)이 발포 형성된 부분발포부(1)를 제조하기 위한 코어층(2)과 스킨층(3)의 결합구조에 있어서,

상기 코어층(2)과 스킨층(3)에는 발포금형(5)(6)의 폐쇄시 서로 다른 자극으로 대응되는 마그네트(21)(31)가 코어층(2)과 스킨층(3)의 표면을 따라 일체로 부착 형성되어, 상기 각각의 마그네트(21)(31)로부터 발생하는 흡착자력에 의하여 코어층(2)과 스킨층(3)이 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 마그네트를 이용한 부분발포부 결합구조.