KR100579041B1 - Forming method of automobile interior part without skin forming process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도에 따라 반응이 달라지는 기능성 에폭시 수지를 이용하여 표면에 스킨층과 동일한 물성을 갖는 경화층을 형성시킴으로써 스킨형성공정을 생략할 수 있는 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법에 관한 것으로서, 게이트 및 기포 배출구가 형성된 상부금형과 하부금형를 형성하는 금형제작단계와; 상기 상부금형 및 하부금형의 표면을 5~15℃ 온도까지 냉각시키는 냉각단계와; 상기 게이트를 통해 기능성 에폭시 수지를 주입하여 발포시키는 발포단계; 및 제품을 탈형시킨후 돌출부를 제거하는 트리밍 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing the interior materials for automobiles, in which a skin forming process can be omitted by forming a cured layer having the same physical properties as the skin layer on the surface using a functional epoxy resin whose reaction varies depending on temperature. A mold manufacturing step of forming an upper mold and a lower mold having a gate and a bubble outlet formed therein; A cooling step of cooling the surfaces of the upper mold and the lower mold to a temperature of 5 to 15 ° C .; A foaming step of injecting and foaming a functional epoxy resin through the gate; And a trimming step of removing the protrusion after demolding the product.

본 발명에 의하면, 스킨성형공정이 생략되므로 공정이 단축되고, 별도로 스킨성형몰드를 제작하지 아니하므로 제조비용이 절감되는 효과를 갖는다.According to the present invention, since the skin molding process is omitted, the process is shortened, and since the skin molding mold is not separately manufactured, the manufacturing cost is reduced.

자동차용 내장재, 스킨성형공정, 기능성 에폭시 수지Automotive interior materials, skin molding process, functional epoxy resin

Description

스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법{Forming method of automobile interior part without skin forming process}Forming method of automobile interior part without skin forming process}

도 1은 본 발명에 따른 하부금형 제작과정을 나타내는 도면,1 is a view showing a lower mold manufacturing process according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 상부금형 제작과정을 나타내는 도면,2 is a view showing a manufacturing process of the upper mold according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 제품 제작과정을 나타내는 도면,3 is a view showing a product manufacturing process according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 에폭시 발포과정을 나타내는 도면,4 is a view showing an epoxy foaming process according to the present invention,

도 5는 종래 기술에 따른 스킨형성 및 발포과정을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a skin forming and foaming process according to the prior art.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>  <Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10,30: 베이스 14,32: 마스터 모델10,30: base 14,32: master model

16,34: 이형제 18,40: 수지16,34 release agent 18,40 resin

20: 가이드판 24: 하부금형20: guide plate 24: lower mold

36: 게이트용 코어 38: 기포 배출구용 코어36: core for gate 38: core for bubble outlet

44: 상부금형 46: 게이트44: upper mold 46: gate

48: 기포 배출구 52: 제품48: bubble outlet 52: product

56, 58: 돌출부56, 58: protrusions

본 발명은 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도에 따라 반응이 달라지는 기능성 에폭시 수지를 이용하여 표면에 스킨층과 동일한 물성을 갖는 경화층을 형성시킴으로써 스킨형성공정을 생략할 수 있는 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a car interior material in which the skin forming process is omitted, and more particularly, by forming a cured layer having the same physical properties as the skin layer on the surface by using a functional epoxy resin whose reaction varies with temperature. The present invention relates to a method for manufacturing a car interior material in which a skin forming process which can omit a process is omitted.

일반적으로, 자동차의 내장재인 인스트루먼트 패널 등의 발포층은 쾌적성을 위해 그 내부는 기공이 많이 형성되어 소프트(Soft)해지도록 형성하는 동시에 미려한 외관을 위해 표면에는 0.2-1㎜ 두께의 하드(Hard)한 스킨부가 형성되도록 한다.Generally, foam layers such as instrument panels, which are interior materials of automobiles, are formed to have a lot of pores therein to make them soft for comfort, and at the same time, hard surfaces having a thickness of 0.2-1 mm for a beautiful appearance. The skin part is formed.

즉, 자동차 내장제의 발포층 형성과정은 도 5에 도시된 바와 같이, 표층이 되는 스킨부를 만든 다음, 이 스킨부에 발포 우레탄을 충진하여 발포 성형시키는 과정을 거치는데, 이때 스킨 성형몰드와 발포몰드를 각각 별도로 제작해야 한다.That is, the process of forming the foam layer of the vehicle interior material, as shown in Figure 5, after making the skin portion to be the surface layer, and then through the process of foam molding by filling the foam urethane foam portion, wherein the skin molding mold and foam molding Each must be manufactured separately.

더욱 상세하게 설명하면, 제품의 형성과 동일한 형상의 마스터 모델을 가공에 의해 제작하고, 그 후 상기 마스터 모델을 이용하여 스킨성형 몰드와 발포 몰드를 각각 별도로 제작한다.In more detail, a master model having the same shape as that of forming a product is manufactured by processing, and then, a skin molding mold and a foaming mold are separately produced using the master model.

스킨성형 몰드를 이용하여 스킨을 성형하기 위해서는 스킨용 시트를 전기오븐 등으로 예열한 다음, 성형몰드 상단에 장착한다. 다음에 진공라인을 통해서 진공을 형성하여 성형한다.In order to mold the skin using the skin molding mold, the skin sheet is pre-heated by an electric oven or the like and then mounted on the top of the molding mold. Next, a vacuum is formed through a vacuum line and molded.

이때, 형상변형 방지를 위해 수직 진공라인 사이에 설치된 냉각수 파이프를 통해 대략 5~15℃ 의 냉각수를 공급하면서 스킨성형을 완성한다.At this time, the skin molding is completed while supplying the cooling water of approximately 5 ~ 15 ℃ through the cooling water pipe installed between the vertical vacuum line to prevent shape deformation.

다음에, 발포몰드의 하부금형에 스킨을 장착한 후에, 스킨 위에 폴리우레탄 발포액을 주입한다. 이어서, 상부금형을 닫고 일정시간동안 숙성시킨 다음에, 유압실린더를 이용하여 상부금형을 개방하여 성형품을 추출해내고, 마무리 작업을 통해 돌출된 불필요한 폴리우레탄 폼을 제거하여 제품을 완성한다.Next, after attaching the skin to the lower mold of the foam mold, the polyurethane foam is poured onto the skin. Subsequently, the upper mold is closed and aged for a predetermined time, and then the upper mold is opened using a hydraulic cylinder to extract the molded product, and the finished work is completed to remove the unnecessary polyurethane foam that protrudes.

상기한 종래 기술에 따른 스킨형성 및 발포과정을 이용한 자동차용 내장재 제조방법에서는 스킨 몰드의 제작이 별도로 요구되므로, 스킨 몰드 가공으로 인한 제작비용 상승과 복잡한 공정으로 인해 작업시간이 늘어나므로 전체적인 제조공정이 지연되는 문제점이 있다.In the method of manufacturing the interior material for automobiles using the skin forming and foaming process according to the prior art, the production of the skin mold is required separately, so that the overall manufacturing process is increased due to the increase in manufacturing cost due to the skin mold processing and the increase in the working time. There is a delay.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 별도의 스킨몰드 제작 및 스킨 형성공정이 필요없이 발포과정에서 표면에 스킨층이 형성될 수 있는 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, a method for manufacturing a car interior material is omitted, the skin forming process that can be formed on the surface of the skin layer in the foaming process without the need for a separate skin mold manufacturing and skin forming process The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 게이트 및 기포 배출구가 형성된 상부금형과 하부금형를 형성하는 금형제작단계와; 상기 상부금형 및 하부금형의 표면을 5~15℃ 온도까지 냉각시키는 냉각단계와; 상기 게이트를 통해 양이온 잠재성 촉매제를 함유하는 기능성 에폭시 수지를 반응온도보다 높은 주입온도를 유지한 상태로 주입해 발포시키는 발포단계 및; 제품을 탈형시킨후 돌출부를 제거하는 트리밍 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the mold manufacturing step of forming the upper mold and the lower mold is formed gate and bubble outlet; A cooling step of cooling the surfaces of the upper mold and the lower mold to a temperature of 5 to 15 ° C .; A foaming step of injecting and foaming a functional epoxy resin containing a cationic latent catalyst while maintaining the injection temperature higher than the reaction temperature through the gate; And a trimming step of removing the protrusion after demolding the product.

본 발명의 다른 특징은 상기 상부금형의 게이트를 통해 주입되는 기능성 에폭시 수지는 주입 후 발포가 일어날 수 있도록 주입온도가 반응온도보다 20~30℃ 이상을 유지하는 것이다.Another feature of the present invention is that the functional epoxy resin injected through the gate of the upper mold maintains the injection temperature 20 ~ 30 ℃ or more than the reaction temperature so that foaming can occur after the injection.

그 외의 다른 특징은 상기 기능성 에폭시 수지는 잠재성 촉매형 경화제를 함유하여 구성되는 것이다.Another feature is that the functional epoxy resin contains a latent catalyst type curing agent.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 하부금형 제작과정을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 상부금형 제작과정을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 제품 제작과정을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 에폭시 발포과정을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a lower mold manufacturing process according to the present invention, Figure 2 is a view showing a manufacturing process of the upper mold according to the present invention, Figure 3 is a view showing a product manufacturing process according to the present invention, Figure 4 is A diagram showing an epoxy foaming process according to the present invention.

본 발명에 따른 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트 및 기포 배출구가 형성된 상부금형과 하부금형를 형성하는 금형제작단계(S10)와, 상기 상부금형 및 하부금형의 표면을 5~15℃로 냉각시키는 금형냉각단계(S20)와, 상기 게이트를 통해 기능성 에폭시 수지를 주입하여 발포시키는 발포단계(S30) 및, 제품을 탈형시킨 후 트리밍처리하는 트리밍 단계(S40)로 이루어지는 것이다.In the method for manufacturing the interior material for automobiles, in which the skin forming process according to the present invention is omitted, as illustrated in FIGS. 1 to 4, a mold manufacturing step (S10) of forming an upper mold and a lower mold having a gate and a bubble outlet, and the upper portion Mold cooling step (S20) for cooling the surface of the mold and the lower mold to 5 ~ 15 ℃, foaming step (S30) by injecting and foaming functional epoxy resin through the gate, and trimming after demoulding the product Step S40 is made.

더욱 상세히 설명하면, 상기 금형제작단계(S10)는 먼저 목형 또는 가공에 의해 마스터 모델을 제작한 후, 하부금형(24)과 상부금형(44)을 나누어서 제작하는 단계이다.In more detail, the mold manufacturing step (S10) is a step of first producing a master model by wood or processing, and then divided into a lower mold 24 and an upper mold 44.

상기 하부금형(24)은 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(10)의 상부에 마스터 모델(14)을 놓고 그 주변에 용액성 수지가 넘치지 않도록 가이드판(20)을 설치한 후, 수지를 부어 응고시킨다.As shown in FIG. 1, the lower mold 24 has a master model 14 on the upper portion of the base 10, and after the guide plate 20 is installed so that the solution resin does not overflow around the base 10, the resin is formed. Pour and solidify.

또한, 상기 상부금형(44)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부금형(24)의 제작과 동일하게 베이스(10)의 상부에 마스터 모델(14)을 놓고 그 주변에 용액성 수지가 넘치지 않도록 가이드판(20)을 설치하되, 게이트용 코어(36)와 기포 배출구용 코어(38)를 삽입시켜, 금형 내부로 기능성 에폭시 수지를 주입할 수 있는 통로인 게이트(46)와 에포시 경화반응시 발생되는 기포가 외부로 배출되는 통로인 기포 배출구(48)가 형성되도록 한다.In addition, the upper mold 44, as shown in Figure 2, the same as the manufacturing of the lower mold 24, the master model 14 is placed on top of the base 10, the solution resin is not overflowing around the The guide plate 20 is installed, but the gate core 36 and the bubble outlet core 38 are inserted to allow the gate 46 and the epoxy curing reaction to pass through the functional epoxy resin into the mold. Bubble discharge port 48 that is a passage through which bubbles generated during discharge are discharged to the outside is formed.

여기서, 상기 상,하부 금형용 재질로 사용되는 수지는 일반적인 열경화성 재질을 사용할 수 있는데, 이러한 열경화성 재질은 냉각에 의해 응고되면 기계적 강도가 우수하고 재차 열을 가하더라도 쉽게 변형되지 않는 특성을 갖는다.Here, the resin used as the upper and lower mold materials may use a general thermosetting material. The thermosetting material has excellent mechanical strength when solidified by cooling and does not easily deform even when heat is applied again.

다음 금형냉각단계(S20)에서는, 상기와 같이 제작된 상,하부 금형(24,44)을 냉각로에 넣어 그 표면을 5~15℃로 냉각시킨다. 이와 같이 금형표면을 냉각시키는 이유는 금형의 내부에 제품형성을 위한 기능성 수지를 주입할 때 내부와 외부의 냉각속도가 다르도록 하기 위함이다.In the next mold cooling step (S20), the upper and lower molds 24 and 44 manufactured as described above are put in a cooling furnace to cool the surface to 5 to 15 ° C. The reason for cooling the surface of the mold is to make the cooling rate of the inside and outside different when the functional resin for forming the product is injected into the inside of the mold.

즉, 금형내부에 주입된 기능성 에폭시 수지의 외부쪽 온도가 금형표면의 낮은 온도에 의해 빠르게 냉각하여 반응온도 이하로 떨어지도록 함으로써 첨가된 촉매제가 작용하지 못하도록 한다. That is, the external temperature of the functional epoxy resin injected into the mold is rapidly cooled by the low temperature of the mold surface to fall below the reaction temperature, thereby preventing the added catalyst from working.

이어서, 발포단계(S30)는 상기 상부금형(44)과 하부금형(24)을 밀착시키고, 상기 상부금형(44)에 형성된 게이트(46)를 통해 기능성 에폭시 수지를 주입하여 발포시키는 단계이다.Subsequently, the foaming step (S30) is a step in which the upper mold 44 and the lower mold 24 are in close contact with each other, and a functional epoxy resin is injected and foamed through the gate 46 formed on the upper mold 44.

즉, 금형 내부에 주입된 기능성 수지는, 그 외부쪽이 차가운 금형에 의해 빠르게 냉각하여 발포온도 이하로 떨어지므로 기공이 많이 형성되지 못하고 딱딱한 재질로 변하는 반면, 그 내부쪽은 화학반응에 의해 생겨나는 가스들에 의해 수 많은 기공이 생기므로 소프트한 재질로 변한다.That is, the functional resin injected into the mold is rapidly cooled by a cold mold and falls below the foaming temperature, so that pores are not formed much and become a hard material, while the inside is formed by a chemical reaction. Gases create a lot of pores, so they turn into a soft material.

통상적으로 에폭시 수지는 분자의 화학적인 단위로서 에폭시 결합을 갖고 있는 수지를 말하며, 에피클로로히드린과 비스페놀 A를 중합하여 만든 것을 말하고, 일반적으로 에폭시 수지를 단독으로 사용하지 않고 경화제를 첨가하여 사용한다.Generally, epoxy resin refers to a resin having an epoxy bond as a chemical unit of a molecule, and refers to a polymer made by polymerizing epichlorohydrin and bisphenol A. Generally, an epoxy resin is used without adding an epoxy resin alone. .

본 발명에 따른 기능성 에폭시 수지는 경화시 부피수축이 없고 오히려 부피가 증가하는 부피 팽창성 수지를 말하는데, 이러한 부피팽창형 기능성 에폭시 수지는 에폭시 수지에 헥사플루오르안티모네이트가 함유된 양이온 잠재성 촉매제를 첨가하여 제조되고, 120~180℃ 에서 경화시키면 수지의 부피가 5~20% 정도 팽창한다.The functional epoxy resin according to the present invention refers to a volume expandable resin which has no volume shrinkage upon curing but rather increases in volume, and such a volume expandable functional epoxy resin is added to a epoxy cationic latent catalyst containing hexafluoroantimonate. It is prepared by, and when cured at 120 ~ 180 ℃ the volume of the resin is expanded by about 5 to 20%.

따라서, 헤사플루오르안티모네이트가 함유된 양이온 잠재성 촉매제가 첨가된 기능성 에폭시 수지를 표면이 냉각된 금형 내부에 주입하면, 금형 표면의 부근에서는 일반적인 에폭시 수지의 경화과정에서와 마찬가지로 약간 수축되면서 0.2~1㎜의 딱딱한 경화층을 형성하는 동시에, 충분히 온도가 높은 내부는 상기 양이온 잠재성 촉매제가 작용하면서 중합시 오히려 부피가 팽창되어 소프트한 재질로 형성된다.Therefore, when a functional epoxy resin containing a cationic latent catalyst containing hesafluoroantimonate is added into a mold having a cooled surface, the mold shrinks slightly in the vicinity of the mold surface as in the curing process of a general epoxy resin. At the same time forming a hard cured layer of 1 mm, while the inside of the temperature is sufficiently high, the cation latent catalyst acts, the volume is rather expanded during polymerization to form a soft material.

상기와 같이 제품 표면에 형성된 경화층에는 기포가 없으므로 미려한 외관을 가질 수 있다.There is no bubble in the cured layer formed on the surface of the product as described above can have a beautiful appearance.

또한, 이러한 경화과정에서 발생한 기포는 상기 상부금형(44)에 형성된 단 하나의 기포 배출구(48)를 통해 외부로 배출되므로, 대다수의 기포가 수지 내부에 잔존하여 다공성 수지를 형성하게 되는 것이다.In addition, since bubbles generated during the curing process are discharged to the outside through only one bubble outlet 48 formed in the upper mold 44, the majority of bubbles remain in the resin to form a porous resin.

마지막으로 트리밍 단계(S40)에서는 완전히 냉각되어 응고된 제품을 상,하부 금형(44,24)으로부터 탈형시킨 후, 상기 게이트(46)와 상기 기포 배출구(48)를 통해 오버 플로어 되면서 응고한 돌출부(56,58)를 가공에 의해 제거하여 제품을 완성한다.Finally, in the trimming step (S40), after the solidified product is completely cooled and demolded from the upper and lower molds 44 and 24, the protrusion solidified while overflowing through the gate 46 and the bubble outlet 48. 56, 58) by processing to complete the product.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiment.

상술한 본 발명에 따른 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법에 의하면, 스킨성형공정이 생략되므로 공정이 단축되고, 별도로 스킨성형몰드를 제작하지 아니하므로 제조비용이 절감되는 효과를 갖는다.According to the method for manufacturing the interior material for automobiles, in which the skin forming process according to the present invention is omitted, the skin forming process is omitted, and thus the process is shortened, and thus, the manufacturing cost is reduced because the skin forming mold is not manufactured separately.

또한, 본 발명은 특수한 촉매제가 첨가된 기능성 에폭시 수지를 이용하여 표면에 0.2~1㎜ 정도의 딱딱한 경화층을 형성시킴으로써 스킨층을 갖는 자동차 내장재와 동일하게 미려한 외관을 확보할 수 있다.
In addition, the present invention can secure a beautiful appearance similar to the automotive interior material having a skin layer by forming a hard cured layer of about 0.2 to 1 mm on the surface using a functional epoxy resin to which a special catalyst is added.

Claims (3)

게이트 및 기포 배출구가 형성된 상부금형과 하부금형를 형성하는 금형제작단계와; A mold manufacturing step of forming an upper mold and a lower mold having a gate and a bubble outlet formed therein; 상기 상부금형 및 하부금형의 표면을 5~15℃ 온도까지 냉각시키는 냉각단계와; A cooling step of cooling the surfaces of the upper mold and the lower mold to a temperature of 5 to 15 ° C .; 상기 게이트를 통해 양이온 잠재성 촉매제를 함유하는 기능성 에폭시 수지를 반응온도보다 높은 주입온도를 유지한 상태로 주입해 발포시키는 발포단계 및;A foaming step of injecting and foaming a functional epoxy resin containing a cationic latent catalyst while maintaining the injection temperature higher than the reaction temperature through the gate; 제품을 탈형시킨후 돌출부를 제거하는 트리밍 단계;Trimming to remove the protrusions after demolding the product; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법.Method for manufacturing the interior materials for cars, characterized in that the skin forming process is omitted. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트를 통해 주입되는 기능성 에폭시 수지의 주입온도는 반응온도보다 20~30℃ 이상을 유지하는 것을 특징으로 하는 스킨형성공정이 생략된 자동차용 내장재 제조방법.The injection temperature of the functional epoxy resin injected through the gate is a method for manufacturing a car interior material is omitted, characterized in that the skin forming process is maintained at 20 ~ 30 ℃ or more than the reaction temperature. 삭제delete
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