KR100547657B1

KR100547657B1 - 표피재 일체형 패널 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100547657B1
Application number: KR1020040096483A
Authority: KR
Inventors: 주상률
Original assignee: 덕양산업주식회사
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2006-01-31
Also published as: KR20040104951A

Abstract

본 발명은 자동차용 내장재로 사용되는 부품 중 하드패널(Hard panel) 부품의 표면에 부드러운 감촉과 고급스런 이미지를 부여할 수 있도록 표피재를 일체로 형성시킨 표피재 일체형 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정한 형상으로 제조되는 하드패널의 가장자리측에 표피재의 두께보다 좁게 되는 삽입공간부를 형성하여, 하드패널의 표면에 밀착되는 표피재의 외주연부가 그 자체의 탄성력에 의하여 삽입공간부의 내측에서 견고하게 고정될 수 있도록 하고, 이러한 표피재 일체형 패널 제품을 하드패널의 제조과정에서 표피재와 함께 동시에 사출 성형할 수 있도록 함으로서, 그 외관이 미려하며 치수안정성과 내구성이 우수한 표피재 일체형 패널을 제공할 수 있도록 하고, 표피재 일체형 패널의 제조에 따른 공정과 시간을 최대한으로 단축시켜 제품의 단가절감에 크게 기여할 수 있도록 하며, 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 표피재가 하드패널의 표면에 강한 접착력으로 결합되도록 하여 작업조건의 개선과 환경오염의 방지를 이루어낼 수 있도록 한 표피재 일체형 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차 내장재, 하드패널, 표피재, 사출금형

Description

표피재 일체형 패널 및 그 제조방법{Panel united with skin material and the manufacturing method thereof}

도 1은 자동차 내장재로서의 인스트루먼트 패널을 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널을 나타내는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 패널 제조방법을 나타내는 공정블록도.

도 4는 본 발명에 의한 패널 제조방법에 사용되는 사출금형을 나타내는 부분 측단면도.

도 5의 (가) 내지 (라)는 본 발명에 의한 패널 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 인스트루먼트 패널 11 : 하드패널 11a : 코어부

12 : 표피재 13 : 연결단부 14 : 리브

15 : 삽입공간부 20 : 사출금형 21 : 제 1금형

22 : 제 2금형 23 : 사출공간부 24 : 돌출핀

25 : 경사선회면 26 : 리브공간 27 : 패널수지

30 : 표피재 성형단계 31 : 표피재 삽입단계 32 : 수지주입단계

33 : 패널성형단계

본 발명은 자동차용 내장재로 사용되는 부품 중에서 하드패널(Hard panel) 재질로 이루어지는 부품의 표면에 부드러운 감촉과 고급스런 이미지를 부여할 수 있도록 표피재를 일체로 형성시킨 표피재 일체형 패널 및 그 패널의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 운전석과 조수석의 전방에 설치되는 인스트루먼트 패널(Instrument panel)이나 차체의 도어트림(Door trim) 또는 콘솔(Console) 등과 같이 자동차의 내장재로 사용되는 각종 부품은 크게 소프트패널(Soft Panel) 방식과 하드패널(Hard panel) 방식으로 제조된다.

상기 소프트패널 방식의 경우에는 폴리우레탄 발포공법을 이용하여 하드패널(일명, 코어층)과 표피재(일명, 스킨층)의 사이에 폴리우레탄 폼층을 발포시킴으로서, 자동차 내장재 부품에 부드러운 감촉과 고급스러운 이미지를 부여할 수 있는 장점은 있었으나, 하드패널과 표피재 및 폴리우레탄 폼층의 3중 구조로 패널 제품을 제조함에 따라 차체 중량의 증가 및 패널 제품의 단가상승을 유발시키는 문제점이 있었다.

또한, 상기 하드패널 방식의 경우에는 플라스틱 단일재료에 의한 사출성형공법을 이용하여 패널 제품을 제조함으로서, 차체 중량의 감소 및 공정의 단순화를 통한 패널 제품의 단가절감을 이루어낼 수는 있었으나, 소프트패널 방식과 같은 부드러운 감촉이나 고급스러운 이미지가 결여되어 저가의 소형차 중심으로 적용되는 실정이었고, 패널 제품의 표면에 도장작업을 수행할 경우에는 생산현장의 작업여건이 매우 열악하게 될 뿐만 아니라 도장제(塗裝製)에 의한 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에 들어서는 소프트패널 방식과 하드패널 방식이 가지는 각각의 문제점을 보완하고 그 장점만을 살릴 수 있도록, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 사출성형공법에 의하여 제조된 하드패널(11) 제품의 전체 표면중에서 차량 탑승객의 신체적인 접촉이 예상되는 표면 부분에 부드러운 감촉과 고급스러운 이미지를 가지는 표피재(12)를 하드패널(11)과 일체로 형성시키도록 한 것이 알려져 있으며, 도 1에서는 자동차의 내장재로서 인스트루먼트 패널(10) 제품을 그 대표적인 예로 도시하였다.

상기와 같이 하드패널(11) 제품의 표면에 표피재(12)를 일체로 형성시키기 위한 종래의 방법으로는, 하드패널(11) 제품을 사출 성형에 의하여 일차적으로 성형시킨 다음 표피재(12)를 입히기 위한 부분을 별도로 사출하여 메인 하드패널(11)에 스크류 등으로 조립하는 방법과, 하드패널(11) 제품을 사출 성형에 의하여 일차적으로 제조한 다음 접착제를 이용하여 표피재(12)를 부착시키도록 한 방법과, 하드패널(11) 제품의 표면에 기모(起毛)를 성형(Flocking)시키도록 한 방법이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 그 모두가 하드패널(11)상에 표피재(12) 를 입히기 위한 별도의 사출성형부를 조립시키거나 또는 표피재(12) 자체를 부착시키거나, 하드패널(11)의 표면에 기모를 성형시키는 것과 같은 추가적인 공정을 거쳐야 함으로서, 패널 제품의 제조를 위한 공정단계 및 그 제조시간을 증가시켜 패널 제품의 제조단가를 상승시키는 문제점이 있었다.

또한, 하드패널(11)과 표피재(12) 사출성형부의 조립식 방법은 메인 하드패널부와 표피재(12)의 사출성형부가 갭(Gap) 및 단차를 발생시킴으로서 전체적인 외관에 좋지 못한 영향을 미치게 될 뿐만 아니라, 차체의 진동이나 각종 충격에 의하여 해당 조립부위가 쉽게 손상되어 하드패널(11)과 표피재(12) 사이의 간격이 벌어지게 되므로, 패널 제품의 내구성이 저하됨과 동시에 차량의 운행시 패널 제품을 통하여 많은 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 하드패널(11)과 표피재(12)의 접착식 방법은, 접착제에 함유된 유해한 용제 성분으로 인하여 생산현장의 작업여건이 열악하게 되고, 패널 제품의 폐기시 하드패널(11)과 표피재(12)에 부착된 접착제의 제거작업이 매우 어렵게 되므로 자원의 효과적인 재활용 측면에서 바람직하지 못할 뿐만 아니라, 이로 인하여 패널 제품을 매립이나 소각에 의하여 폐기처분할 시에는 심각한 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었다.

또한, 상기 접착방식의 경우 하드패널(11)의 모서리 부분 특히, 예각을 가지는 모서리 부분은 표피재(12)의 두께가 두꺼워 요구하는 만큼의 예리한 모서리 성형이 어려우므로 일반적인 표피재(12)로는 제품이 저급화 되는 문제점이 있었고, 접착제가 도포된 하드패널(11)의 표면상에 표피재(12)를 진공성형함에 따라 하드패 널(11)과 표피재(12)를 일체로 성형하기 위한 작업조건이 매우 열악하게 되는 문제점이 있었다.

마지막으로, 하드패널(11)의 표면에 기모를 성형시키는 것은, 하드패널(11)의 표면상에 접착제를 일차적으로 도포시킨 다음 정전기 유도에 의하여 기모를 부착시키는 것이므로 위에서 언급되어진 접착방식과 거의 유사한 문제점을 야기시킬 뿐만 아니라, 기모 성형에 따른 부가적인 장비가 고가이므로 제품의 단가상승을 유발시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널 및 그 제조방법은 일정한 형상으로 제조되는 하드패널의 가장자리측에 표피재의 두께보다 좁게 되는 삽입공간부를 형성하여, 하드패널의 표면에 밀착되는 표피재의 외주연부가 그 자체의 탄성력에 의하여 삽입공간부의 내측에서 견고하게 고정될 수 있도록 하고, 이러한 표피재 일체형 패널 제품을 하드패널의 제조과정에서 표피재와 함께 동시에 사출 성형할 수 있도록 하되, 그 형상이 복잡하거나 다층 소재로 이루어진 표피재의 경우 사출작업에 앞서 진공성형기를 이용하여 제품 형상으로 미리 성형한 후 하드패널과 함께 사출 성형함으로서, 그 외관이 미려하며 치수안정성과 내구성이 우수한 표피재 일체형 패널을 제공할 수 있도록 하고, 표피재 일체형 패널의 제조에 따른 공정과 시간을 최대한으로 단축시켜 제품의 단가절감에 크게 기여할 수 있도록 하며, 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 표피재가 하드패널의 표면에 강한 접착력으로 결합되도록 하여 작 업조건의 개선과 환경오염의 방지를 이루어낼 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 표피재 일체형 패널은, 자동차용 내장재 부품으로 사용되는 하드패널의 표면에 표피재가 일체로 형성된 것에 있어서, 상기 하드패널의 코어부 가장자리측에는 코어부와 단지게 연장되는 연결단부가 형성되고, 상기 연결단부의 일측에는 하드패널의 코어부와 함께 표피재의 두께보다 좁게 되는 삽입공간부를 형성하도록 하드패널의 내측 방향으로 연장되는 리브가 일체로 형성되며, 상기 표피재는 하드패널의 코어부 표면과 밀착된 상태에서 그 외주연부가 삽입공간부의 내측으로 삽입되어 표피재 자체의 탄성과 사출수지와의 부착에 의하여 하드패널과 일체로 결합되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널의 제조방법은, 자동차용 내장재 부품으로 사용되는 하드패널의 표면에 표피재를 일체로 성형시키도록 한 것에 있어서, 상기 하드패널의 성형에 사용되는 사출금형의 제 1금형과 제 2금형 사이에 표피재를 삽입하여 해당 사출공간부에 표피재가 위치하도록 사출금형을 폐쇄시키는 표피재 삽입단계와, 사출금형의 내부로 주입되는 패널수지가 일측 금형면으로 표피재를 압착하면서 사출공간부에 일차 충진된 다음, 사출공간부의 가장자리측에서 표피재의 외주연부를 선회하는 공간을 통하여 최종 충진되도록 하는 수지주입단계와, 사출금형의 내부에서 패널수지를 경화시킨 다음 사출금형을 개방시켜 압착 상태의 표피재가 자연 팽창되도록 함으로서, 표피재를 선회하여 경화된 가장자리측 패널수지 사이에 표피재의 외주연부가 밀착 고정되도록 하는 패널성형단계를 거치는 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널을 나타내는 도 1의 A-A선 단면도이다.

본 발명에 의한 표피재 일체형 패널은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 자동차의 운전석과 조수석의 전방에 설치되는 인스트루먼트 패널(Instrument panel)이나 차체의 도어트림(Door trim) 또는 콘솔(Console) 등과 같이 자동차의 내장재로 사용되는 각종 부품에 적용되는 것으로서, 그 모체가 되는 하드패널(11)의 표면에 표피재(12)가 일체로 형성된 구성으로 이루어진다.

상기와 같이 하드패널(11)의 표면에 표피재(12)를 일체로 형성시키기 위한 본 발명의 요부에 해당하는 구성은 도 2의 확대부에 도시되어 있는 바와 같이, 하드패널(11)의 주된 형상을 이루는 코어부(11a)가 형성된 상태에서 그 코어부(11a)의 가장자리측에는 코어부(11a)와 단지게 연장되는 연결단부(13)가 형성된다.

상기 연결단부(13)는 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널 제품을 자동차의 차체나 다른 내장재 부품과 연결시키기 위한 것으로서, 이러한 연결단부(13)의 일측에는 하드패널(11)의 코어부(11a) 내측 방향을 향하여, 바람직하게는 코어부(11a)와 평행한 정도의 수준으로, 일정 길이만큼 연장되는 리브(Rib)(14)가 연결단부(13)와 일체로 형성되어 있다.

따라서, 하드패널(11)의 코어부(11a) 가장자리측에는 상기 리브(14)와 코어부(11a)에 의하여 일정한 간격을 가지는 표피재(12)의 삽입공간부(15)가 형성되는 데, 리브(14)와 코어부(11a)가 형성하는 상기 삽입공간부(15)의 간격은 가압되지 않은 상태의 표피재(12) 두께보다 좁은 간격으로 형성시키게 된다.

이로 인하여, 하드패널(11)의 코어부(11a) 일측면에 표피재(12)가 밀착되도록 한 다음 표피재(12)의 외주연부를 삽입공간부(15)의 내측으로 밀어넣게 되면, 표피재(12) 자체의 탄성력에 의하여 표피재(12)의 외주연부가 삽입공간부(15)의 내측에 쐐기식으로 박혀서 견고하게 지지되므로, 하드패널(11)의 일측 표면에 표피재(12)가 일체로 고정 형성된 패널 제품을 형성시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널에 적용되는 표피재(12)로는 그 자체가 일정한 탄성을 가지는 수지 재질이라면 어떠한 종류의 것을 사용하여도 무방하나, 자동차용 내장재 부품에 고급스런 이미지와 부드러운 감촉을 부여함과 동시에 표면 충격을 흡수하여 내구성을 향상시키고자 하는 측면에서는 발포폼의 단일 재질로 형성되는 시트상의 스킨(Skin) 또는 유연한 재질의 시트 사이에 발포폼이 다층 구조로 라미네이팅(Laminating)된 스킨이 바람직하다.

그러나, 다층 구조로 라미네이팅 된 상기 스킨의 경우는 표피재(12) 자체의 두께가 비교적 두껍게 되고 폼층 등의 여러 층으로 이루어짐에 따라 진공성형시 모서리부의 성형이 다소 어렵게 되는 데, 이를 방지하고 표피재(12)의 진공성형시 0.5R 정도의 예각을 가지는 모서리부(Sharp edge)까지 보다 완벽하게 성형할 수 있도록, 연성(延性)을 가지는 열가소성 올레핀(Thermoplastic Olefin) 시트를 표피재 로 하여 여기에 폴리프로필렌(Polypropylene) 또는 폴리에틸렌(Polyethylene) 폼(foam)을 열융착 라미네이트(laminate)시킨 것을 사용하게 된다.

보다 상세한 조성으로는, 폴리올레핀계 열가소성 수지 30~50중량부, 프로필렌(Propylene) 함량이 10~40%가 되고 무니점도(Mooney viscosity)(ML1+4)가 60~100이 되는 에틸렌-프로필렌-디엔고무(Ethylene-Propylene-Diene Rubber; EPDM) 10~50중량부, 옥탄 함량이 8~25%인 에틸렌-옥텐 공중합체(Ethylene-octene Copolymer; mPE) 5~40중량부, 일반적으로 사용되는 수지가교제 1~14중량부를 혼합하여 압출 또는 카렌더링(Calendering)시킨 열가소성 올레핀(Thermoplastic olefin) 시트 사이에 10~20배로 발포된 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 패드가 열융착에 의하여 다층 구조로 라미네이팅 된 소재를 사용하게 된다.

상기 열가소성 올레핀 시트의 경우는 약 0.7mm 정도의 두께로 형성시키는 것이 바람직하고, 상기 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 패드의 경우는 약 2mm의 두께로 형성시키는 것이 바람직하며, 이때 열가소성 올레핀 시트는 그 연화온도가 70~140℃ 이고 그 경도가 쇼어경도(SHORE-D TYPE)로서 20~40 이었으며 밀도는 1.0~ 1.2g/㎤가 되었다.

위와 같이 제조된 본 발명에 의한 표피재(12)는 그 연화성이 매우 뛰어나므로 최종 제품에 있어서의 굴곡부위 표현력이 대단히 우수하게 되며, 필요에 따라서는 상기 열가소성 올레핀 시트만을 별도의 폼재없이 하드패널(12)로 이루어지는 기재에 표피재(12)로서 직접 사용할 수도 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널은 하 드패널(11)의 표면에 표피재(12)를 일체로 형성시키기 위한 표피재(12)의 사출성형부를 메인 하드패널(11)과 별도로 조립할 필요성이 없을 뿐만 아니라, 표피재(12)의 표면이 하드패널(11)의 연결단부(13)와 거의 동일한 평면을 이루기 때문에 패널 제품의 전체적인 외관이 미려하게 된다.

또한, 하드패널(11)의 표면에 표피재(12)를 실질적으로 고정시키는 역할을 하는 상기 리브(14)가 하드패널(11)과 일체로 형성되어 차량의 운행시 발생하는 진동이나 각종 충격에 의하여 쉽게 손상되지 않게 되고, 이로 인하여 하드패널(11)의 코어부(11a)와 표피재(12)가 항상 일정한 밀착력을 유지하게 됨으로서 패널 제품의 내구성을 향상시키고 패널 제품으로부터 발생하는 소음을 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 표피재 일체형 패널이 앞서 설명되어진 것과 같은 결합구조를 가짐으로 인하여, 하드패널(11)의 사출성형과 동시에 하드패널(11)의 표면에 표피재(12)가 일체로 견고하게 고정된 패널 제품을 제조할 수 있게 되는 데, 이를 위한 본 발명에 따른 표피재 일체형 패널의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 패널 제조방법을 나타내는 공정블록도이고, 도 4는 본 발명에 의한 패널 제조방법에 사용되는 사출금형을 나타내는 부분 측단면도이며, 도 5의 (가) 내지 (라)는 본 발명에 의한 패널 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정도이다.

본 발명에 의한 표피재 일체형 패널의 제조방법은 도 3의 공정블록도에 도시 되어 있는 바와 같이, 하드패널(11)의 사출금형에 표피재(12)를 삽입시킨 상태로 사출금형을 폐쇄시키는 표피재 삽입단계(31)와, 표피재(12)가 삽입된 사출금형의 내부로 패널용 수지를 주입시키는 수지주입단계(32)와, 사출금형의 내부에서 수지를 경화시킨 다음 사출금형을 개방하여 요구하는 패널 제품을 얻을 수 있도록 한 패널성형단계(33)로 이루어지게 된다.

먼저, 본 발명에 의한 패널 제조방법에 사용되는 사출금형(20)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1금형(21)과 제 2금형(22)으로 분할된 상태에서 각각의 금형(21)(22)이 가지는 내부 성형면이 요구하는 형태의 하드패널(11)을 제조할 수 있도록 사출공간부(23)를 형성하게 되는 데, 이는 일반적인 사출금형의 구조와 동일하게 이루어지는 것이다.

그리고, 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널을 사출 성형할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 하드패널(11)의 연결단부(13)를 성형시키기 위한 상기 제 1금형(21)의 가장자리측에는 하드패널(11)의 리브(14)를 성형시킬 수 있도록 한 리브공간(26)(Rib space)이 돌출핀(24)에 의하여 사출공간부(23)와 일정한 간격을 두고 분리되어 있다.

또한, 하드패널(11)의 연결단부(13)를 성형시키기 위한 상기 제 2금형(22)의 가장자리측에는 제 1금형(21)의 돌출핀(24)과 대향되는 위치에 패널수지의 경사선회면(25)이 단지게 형성되어, 사출공간부(23)를 통하여 주입되는 패널수지가 연결단부(13) 및 리브(14)의 성형을 위한 각각의 공간으로 나뉘어 주입될 수 있도록 이루어져 있다.

상기와 같은 구조로 이루어지는 사출금형(20)을 이용하여 표피재 일체형 패널을 제조하기 위한 본 발명의 패널 제조방법은, 도 5의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1금형(21)과 제 2금형(22)의 사이에 표피재(12)를 삽입하여 해당 사출공간부(23)에 표피재(12)가 위치하도록 한 다음 사출금형(20)을 폐쇄시키는 표피재 삽입단계(31)를 일차적으로 거치게 된다.

상기 표피재(12)는 예를 들어, 도어트림(Door trim)과 같이 제품의 형상이 단순할 경우에는 패널 제품의 사출전에 표피재(12)를 일정한 형상으로 사전 성형하지 않은 상태에서 표피재(12)를 사출금형(20)에 직접 장착하는 것이 가능하지만, 인스트루먼트 패널(I/P)과 같이 그 제품의 형상이 매우 복잡하거나 표피재(12)가 다층 구조의 스킨이 될 경우에는 사출금형(20)의 사출공간부(23)와 형합하도록 표피재(12)를 진공성형방식에 의하여 일정한 형상으로 미리 제조한 다음, 이와 같이 기성형된 표피재(12)를 사출금형(20)에 장착하게 된다.

따라서, 전자의 경우에는 표피재(12)를 사출금형(20)에 직접 장착하는 표피재 삽입단계(31)를 바로 거쳐도 무방하지만, 후자의 경우에는 표피재 삽입단계(31) 이전의 단계로서 표피재(12)를 일정한 형상으로 진공성형하는 표피재 성형단계(30)가 선행되어져야 하는 것이다.

그리고, 상기 표피재 삽입단계(31)에서 사출금형(20)의 내부로 표피재(12)를 삽입시키는 것은, 표피재(12)의 외주연부가 제 1금형(21) 및 제 2금형(22)의 가장자리측에 형성된 돌출핀(24)과 경사선회면(25)에 인접하도록 함과 동시에, 하드패널(11)의 연결단부(13) 성형을 위한 가장자리측 공간 및 그와 마주보는 상기 리브 공간(26)에는 표피재(12)가 위치하지 않도록 삽입시키게 된다.

상기와 같은 표피재 삽입단계(31)를 거친 후에는, 제 2금형(22)에 형성되어 있는 도시되지 않은 패널수지의 주입구를 통하여 사출금형(20)의 사출공간부(23)측으로 용융 상태의 패널수지를 일정한 압력으로 주입시키는 수지주입단계(32)를 거치게 되며, 미도시된 패널수지의 주입구는 설계상 제 2금형(22)의 중앙부측에 위치하는 것이 일반적이지만, 주입구의 위치나 그 개수는 사출금형(20)마다 다르게 될 수 있다.

상기 수지주입단계(32)에서는 도 5의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 최초 사출금형(20)의 사출공간부(23)를 통하여 주입된 용융 상태의 패널수지(27)가 그 주입압력에 의하여 사출공간부(23)에 삽입되어 있던 표피재(12)를 제 1금형(21)측으로 강하게 밀착시키면서 사출공간부(23)의 중앙측으로부터 그 외곽측을 향하여 순차적으로 주입된다.

상기와 같이 패널수지(27)가 주입되면, 용융 상태의 패널수지(27) 성분이 그 주입압력에 의하여 표피재(12)의 표면으로 침투하게 됨으로서 패널수지(27)와 표피재(12)의 사이에 강한 접착력이 발생하게 됨과 동시에, 패널수지(27)에 의한 표피재(12)의 압착에 따라 사출공간부(23)의 가장자리측에 형성된 돌출핀(24)과 경사선회면(25) 사이의 공간이 개방된다.

이로 인하여, 도 5의 (다)에 도시되어 있는 바와 같이, 사출금형(20)의 사출공간부(23)를 통하여 일차 주입된 용융 상태의 패널수지(27)가 경사선회면(25)을 따라 선회(旋回)되어 리브공간(26)으로 주입됨과 동시에, 하드패널(11)의 연결단부 (13) 성형을 위한 나머지 최외곽측 공간으로 최종 주입됨으로서 패널수지(27)의 주입단계가 완료되는 것이다.

상기와 같은 패널수지(27)의 주입시에 하드패널(11)의 성형을 위한 각각의 공간부를 통하여 패널수지(27)가 보다 완벽하게 충진될 수 있도록 하기 위해서는, 제 2금형(22)에 형성된 미도시된 주입구측으로 패널수지(27)가 완전하게 충진되는 시점까지 패널수지(27)를 주입시키는 것이 바람직하며, 이러한 조작은 복잡한 형상을 가지는 하드패널(11) 제품일수록 권장되는 사항이라 할 수 있다.

상기와 같은 수지주입단계(32)를 거친 후에는, 사출금형(20)의 내부에서 패널수지(27)를 수냉(水冷)방식에 의하여 경화시킨 다음 사출금형(20)을 개방시켜 압착된 상태로 존재하는 표피재(12)가 자연 팽창되도록 함으로서, 표피재(12)를 선회(旋回)하여 경화된 가장자리측 패널수지(27) 사이에 표피재(12)의 외주연부가 밀착 고정되도록 하는 패널성형단계(33)를 거치게 된다.

즉, 도 5의 (라)에 도시되어 있는 바와 같이, 사출금형(20)의 내부에서 패널수지(27)를 일차적으로 경화시킨 다음 제 2금형(22)으로부터 제 1금형(21)을 분리하여 사출금형(20)을 개방시키게 되면, 각각의 금형(21)(22) 사이에서 압착된 상태로 존재하던 상기 표피재(12)가 그 자체의 탄성력에 의하여 자연적으로 팽창된다.

상기와 같이 표피재(12)가 자연 팽창되면, 표피재(12)의 외주연부측을 선회하여 사출 성형된 리브(14)와 하드패널(11)의 코어부(11a) 사이에서 표피재(12)의 외주연부가 쐐기식으로 강하게 밀착 결합됨과 동시에, 그 이외의 표피재(12) 표면이 하드패널(11)의 연결단부(13) 표면과 동일한 평면으로 형성되어 표피재(12)가 일체로 성형된 하드패널(11) 제품을 제조할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 표피재(12)의 가장자리측이 하드패널(11)의 리브(14) 내측으로 감추어지면서 하드패널(11)과 견고하게 결합되고, 그 나머지의 표피재(12) 표면이 하드패널(11)의 연결단부(13) 표면과 동일한 평면으로 형성되어 외관이 미려한 표피재 일체형 패널의 완제품을 제조할 수 있도록, 사출금형(20)의 설계시 사출작업 완료후 발생하는 표피재(12)의 팽창정도를 고려하여 리브공간(26)과 돌출핀(24)의 치수를 설정하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 의한 패널 제조방법을 사용하게 되면, 표피재(12)의 사출성형부를 하드패널(11)에 조립하는 공정이나, 표피재(12)를 부착시키는 공정 또는 기모성형과 같은 부가적인 공정을 거치지 않고, 하드패널(11)의 사출성형과 동시에 하드패널(11)의 표면에 표피재(12)가 일체로 고정 형성된 패널 제품을 제조할 수 있게 되며, 이로 인하여 표피재 일체형 패널 제품의 제조에 따른 공정단계를 최대한으로 단축시킴으로서 그 제조단가의 절감에 크게 기여할 수 있게 된다.

또한, 하드패널(11)과 일체로 형성된 리브(14)와 그 코어부(11a)의 사이에서 표피재(12)의 외주연부가 견고하게 결합되어 있으므로, 차량의 운행시 발생하는 차체의 진동이나 각종 충격에 의하여 리브(14) 부위가 쉽게 손상되지 않게 되고, 이로 인하여 하드패널(11)과 표피재(12) 사이의 결합력이 항상 일정한 수준으로 유지됨으로서, 패널 제품의 내구성 및 치수안정성을 향상시킬 수 있게 됨과 동시에 차량의 운행시 패널 제품을 통하여 발생하는 소음을 최소화시킬 수 있게 된다.

특히, 수지주입단계(32)를 거치는 과정에서 용융된 패널수지(27) 성분이 표 피재(12)의 표면을 통하여 침투됨으로서, 최종 성형된 하드패널(11)과 표피재(12)의 사이에 매우 강한 접착력이 발생하게 되고, 이로 인하여 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 하드패널(11)과 표피재(12)의 접착력을 종래의 경우보다 우수하게 할 수 있게 됨으로서, 접착제에 함유된 유해한 용제성분에 의한 실내의 환경오염을 방지하여 생산현장의 작업조건을 개선시킬 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 하드패널(11)과 표피재(12) 사이에 별도의 접착제 성분이 존재하지 않기 때문에, 패널 제품의 폐기시에도 하드패널(11)과 표피재(12)를 용이하게 재활용할 수 있게 되고, 이로 인하여 패널 제품의 매립이나 소각에 따른 환경오염 및 자원의 낭비를 방지할 수 있게 되는 데, 하드패널(11)과 표피재(12)를 모두 폴리프로필렌(Polypropylene)으로 제조한 경우에는 그 재활용율을 거의 100% 수준까지 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명에 의한 표피재 일체형 패널 및 그 제조방법은, 하드패널과 일체로 형성된 리브의 내측으로 표피재가 감추어지면서 결합될 뿐만 아니라, 하드패널과 결합된 표피재의 나머지 표면이 하드패널의 외곽부측 표면과 거의 동일한 평면을 이루기 때문에 그 외관이 매우 미려하게 되는 표피재 일체형 패널 제품을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하드패널의 표면에 표피재를 실질적으로 고정시키는 역할을 하는 리브가 하드패널과 일체로 형성되어 차량의 운행시 발생하는 진동이나 각종 충격에 의하여 쉽게 손상되지 않게 되고, 이로 인하여 하드패널의 코어부와 표피재가 항상 일정한 밀착력을 유지하게 됨으로서, 표피재 일체형 패널 제품의 내구성 및 치수안정성을 향상시키고 패널 제품으로부터 발생하는 소음을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 표피재 사출성형부의 조립이나 표피재의 부착 또는 기모성형과 같은 부가적인 공정을 거치지 않고 하드패널 제품의 사출성형과 동시에 하드패널의 일측면에 표피재가 일체로 고정 형성된 패널 제품을 제조할 수 있게 되며, 이로 인하여 표피재 일체형 패널 제품의 제조에 따른 공정단계를 최대한으로 단축시킴으로서 그 제조단가의 절감에 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.

특히, 수지주입단계를 거치는 과정에서 용융된 패널수지 성분이 표피재의 표면을 통하여 침투됨으로서, 최종 성형된 하드패널과 표피재의 사이에 매우 강한 접착력이 발생하게 되고, 이로 인하여 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 하드패널과 표피재의 접착력을 종래의 경우보다 우수하게 할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 접착제에 함유된 유해한 용제성분에 의한 실내의 환경오염을 방지하여 생산현장의 작업조건을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 하드패널과 표피재의 사이에 별도의 접착제 성분이 존재하지 않기 때문에, 패널 제품의 폐기시에도 하드패널과 표피재를 용이하게 재활용할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 패널 제품의 매립이나 소각에 따른 환경오염 및 자원의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

자동차용 내장재 부품으로 사용되는 하드패널(Hard panel)(11)의 표면에 표피재(12)가 일체로 형성된 것에 있어서,

상기 하드패널(11)의 코어부(11a) 가장자리측에는 코어부(11a)와 단지게 연장되는 연결단부(13)가 형성되고,

상기 연결단부(13)의 일측에는 하드패널(11)의 코어부(11a)와 함께 표피재(12)의 두께보다 좁게 되는 삽입공간부(15)를 형성하도록 하드패널(11)의 내측 방향으로 연장되는 리브(Rib)(14)가 일체로 형성되며,

상기 표피재(12)는 하드패널(11)의 코어부(11a) 표면과 밀착된 상태에서 그 외주연부가 삽입공간부(15)의 내측으로 삽입되어 하드패널(11)과 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 표피재 일체형 패널.
제 1항에 있어서, 상기 표피재(12)는 발포폼의 단일 재질로 형성되는 시트상의 스킨(Skin) 또는 유연한 재질의 시트 사이에 발포폼이 다층 구조로 라미네이팅(Laminating)된 스킨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표피재 일체형 패널.
제 2항에 있어서, 상기 다층 구조의 스킨은 진공성형시 모서리부의 예각을 0.5R수준까지 성형시킬 수 있도록 폴리올레핀계 열가소성 수지 30~50중량부, 프로필렌 함량이 10~40%가 되고 무니점도(ML1+4)가 60~100이 되는 에틸렌-프로필렌-디 엔고무 10~50중량부, 옥탄 함량이 8~25%인 에틸렌-옥텐 공중합체 5~40중량부, 수지가교제 1~14중량부를 혼합하여 압출 또는 카렌더링(Calendering)시킨 열가소성 올레핀(Thermoplastic olefin) 시트 사이에 10~20배로 발포된 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 패드가 열융착에 의하여 다층 구조로 라미네이팅 된 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표피재 일체형 패널.
자동차용 내장재 부품으로 사용되는 하드패널(Hard panel)(11)의 표면에 표피재(12)를 일체로 성형시키도록 한 것에 있어서,

상기 하드패널(11)의 성형에 사용되는 사출금형(20)의 제 1금형(21)과 제 2금형(22) 사이에 표피재(12)를 삽입하여 해당 사출공간부(23)에 표피재(12)가 위치하도록 사출금형(20)을 폐쇄시키는 표피재 삽입단계(31)와,

상기 표피재 삽입단계(31)를 거친 후, 사출금형(20)의 내부로 주입되는 패널수지(27)가 일측 금형면으로 표피재(12)를 압착하면서 사출공간부(23)에 일차 충진된 다음, 사출공간부(23)의 가장자리측에서 표피재(12)의 외주연부를 선회(旋回)하는 공간을 통하여 최종 충진되도록 하는 수지주입단계(32)와,

상기 수지주입단계(32)를 거친 후, 사출금형(20)의 내부에서 패널수지(27)를 경화시킨 다음 사출금형(20)을 개방시켜 압착 상태의 표피재(12)가 자연 팽창되도록 함으로서, 표피재(12)를 선회하여 경화된 가장자리측 패널수지(27) 사이에 표피재(12)의 외주연부가 밀착 고정되도록 하는 패널성형단계(33)를 거치는 것을 특징으로 하는 표피재 일체형 패널의 제조방법.
제 4항에 있어서, 상기 표피재 삽입단계(31) 이전에는 해당 사출금형(20)의 사출공간부(23) 형상에 맞추어 표피재(12)를 진공성형공법으로 미리 성형시키는 표피재 성형단계(30)를 거치는 것을 특징으로 하는 표피재 일체형 패널의 제조방법.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 사출금형(20)은 제 1금형(21)과 제 2금형(22)의 성형면에 의하여 하드패널(11)의 사출공간부(23)가 형성되도록 한 상태에서, 상기 제 1금형(21)의 내측 가장자리에는 패널수지(27)의 선회공간인 리브공간(26)을 이루도록 돌출핀(24)이 형성되고, 상기 제 2금형(22)의 내측 가장자리에는 돌출핀(24)과 대향되는 위치에 패널수지(27)의 경사선회면(25)이 단지게 형성된 사출금형(20)을 사용하는 것을 특징으로 하는 표피재 일체형 패널의 제조방법.