KR101468716B1

KR101468716B1 - 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어덕트

Info

Publication number: KR101468716B1
Application number: KR1020120091555A
Authority: KR
Inventors: 김효린; 이장훈; 이현배; 김주형; 최재길
Original assignee: 영보화학 주식회사
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-12-08
Also published as: KR20140025188A

Abstract

본 발명은 공기의 이송 통로가 되는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어덕트에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 두 개의 가교 폴리에틸렌의 발포시를 닫힌 계에서 진공 성형함으로써 내부에 공기의 이송 통로가 되는 중공부(v)가 형성된 에어 덕트 성형물을 자동화된 공정으로 용이하게 제조할 수 있다. 제조된 에어덕트는 가볍고 단열성이 우수하며, 에어덕트로서 적합한 형상을 갖는다.

Description

자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어덕트{A manufacturing method of an air duct for air conditioning system of automobile and the air duct manufactured therefrom}

본 발명은 공기의 이송 통로가 되는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이러한 제조방법을 이용하여 제조된 에어덕트에 대한 것이기도 하다.

자동차의 공조장치는 통상적으로 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 압축된 냉매가 응축기로 유입되고, 냉각팬의 강제송풍에 의하여 열교환되어 응축된 다음 리시버 드라이어, 팽창팰브 및 증발기를 차례로 거쳐 다시 압축기로 유입되는 과정에서 블로어 유니트의 송풍팬에 의하여 송풍되는 공기가 증발기를 거치는 냉매와 열교환되어 냉기 상태로 실내로 유입됨으로써 자동차의 실내를 냉방하는 장치와; 엔진의 냉각수가 히터코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 과정에서 송풍팬에 의하여 송풍되는 공기가 히터코어를 거치는 냉각수와 열교환되어 온기 상태로 실내로 유입됨으로써 자동차의 실내를 난방하는 난방장치를 포함한다.

즉, 자동차에 탑재된 공조장치(Air Conditioning System)는 여러 가지 기후나 주행조건에서도 차실내에 탑승한 승객에게 쾌적한 환경을 만들어 주는 것이 주된 기능이다.

자동차의 공조장치에 있어서, 송풍되는 공기는 공기의 이송 통로가 되는 에어 덕트를 따라 이동되고. 이 에어 덕트의 일단에 연결된 에어 벤트를 통해 자동차 실내로 송풍된다.

이러한 자동차의 공조장치용 에어 덕트는 통상적으로 폴리에틸렌 수지를 블로우 몰딩 성형하여 제조된다. 그러나, 폴리에틸렌을 성형하여 제조한 솔리드 타입의 에어 덕트는 밀도가 약 1로서 무거워서 자동차의 경량화에 저해요소가 되고 있다. 또한, 솔리드 타입의 에어 덕트는 단열성이 불량하여 수분의 응축 현상이 발생하며 자동차의 냉난방 효율을 저하시키므로, 이산화탄소 배출량을 증가시켜 자동차의 연비가 불량해진다. 이에 따라 솔리드 타입의 에어 덕트의 바깥 부분에는 부직포를 부착하여 단열성 향상과 함께 노이즈를 저감시키고 있으나, 전술한 중량에 따른 문제점이 여전히 존재하고, 제조공정도 추가되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 발포제의 의해 발포되어 가볍고 단열성이 우수한 발포체를 이용하여 에어덕트를 제조하려는 연구를 지속하였다.

본 발명의 기술적 과제는 상기와 같은 개발 의도에서 창안된 것으로서 가볍고 단열성이 우수하여 자동차의 경량화 및 냉난방 효율 개선에 기여할 수 있는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어 덕트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법은,

(S1) 폴리에틸렌과 발포제를 포함하는 발포체 원료 조성물을 압출기에 투입하고 용융압출하여 압출시트를 제조하는 단계;

(S2) 상기 압출시트에 전자선을 조사하여 폴리에틸렌을 가교시키는 단계;

(S3) 상기 (S2)의 결과물을 가열하여 상기 발포제를 발포시킴으로서 가교 폴리에틸렌의 발포시트를 형성하는 단계;

(S4) 선단(16) 쪽이 개방되어 'ㄷ' 형상을 가지는 프레임의 상,하면(11)(13)에 각각 상기 가교 폴리에틸렌의 발포시트(1)(2)를 장착하는 단계;

(S5) 적어도 프레임의 후단(19) 및 선단(16)에 대응되도록 설치된 가압용 실린더를 이용하여 발포시트(1)(2)를 프레임에 대해 가압하여 발포시트(1)(2)를 프레임에 밀착 고정하는 단계;

(S6) 히터를 이용하여 발포시트(1)(2)를 가열하는 단계; 및

(S7) 상부금형과 하부금형을 이동시켜 발포시트(1)(2)를 가압하여 닫힌 계를 만든 후 발포시트(1)(2)를 진공 성형하여 내부에 공기의 이송 통로가 되는 중공부(v)가 형성된 에어 덕트 성형물을 만드는 단계;를 포함한다.

상기 (S6) 단계는, 발포시트(1)(2)와 프레임 및 가압용 실린더에 의해 형성되는 공간(s2)에 고온의 공기를 주입하여 발포시트를 부풀리는 것을 포함할 수 있다.

상기 (S7) 단계는 상기 중공부(v)에 냉각 공기를 주입하여 에어덕트 성형물을 냉각하는 것을 포함할 수 있다.

상기 (S7) 단계 이후에, 상부금형과 하부금형 중 어느 하나에 장착된 트리밍 나이프를 작동시켜 에어덕트 성형물의 테두리를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 두 개의 발포시트를 닫힌 계에서 진공 성형함으로써 내부에 공기의 이송 통로가 되는 중공부가 형성된 에어 덕트 성형물 만들 수 있다.

둘째, 상기 에어 덕트 성형물의 제조과정을 자동화할 수 있다.

셋째, 프레임의 선단에 경사면(12)을 형성하고 상기 경사면(12)과 형합하는 경사면(53)을 가진 가압블록을 이용하여 발포시트를 가압함으로써 가압블록의 이동거리(stroke)를 줄이고 발포시트(1)(2)가 직각으로 접히는 문제를 해결할 수 있다.

넷째, 프레임과 이동수단 및 가압블록을 이용하여 밀폐된 공간(s2)을 만들고, 상기 공간(s2)에 고온의 공기를 주입하여 발포시트(1)(2)를 부풀림으로써 진공 성형이 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 제조된 에어덕트 성형물의 두께 편차가 줄어들고 생산성이 높아지며 접힘 불량이 줄어들 수 있다.

다섯째, 가볍고 단열성이 우수한 자동차용 에어 덕트를 만들 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 덕트 성형장치를 보여주는 평면 구성도.
도 2는 도 1의 에어 덕트 성형장치에 구비된 프레임에 발포시트가 장착된 것을 보여주는 정면도.
도 3은 도 1의 에어 덕트 성형장치에 구비된 프레임에 발포시트가 장착된 것을 보여주는 평면도.
도 4는 도 1의 에어 덕트 성형장치에 구비된 가압용 실린더가 프레임을 가압하는 것을 보여주는 단면도.
도 5는 도 1의 에어 덕트 성형장치에 구비된 상,하부 금형이 발포 시트를 가압하여 닫힌 계를 만든 상태에서 발포 시트를 진공 성형하여 에어 덕트 성형물을 만드는 것을 보여주는 정면도.
도 6은 도 1의 상부금형에 구비된 트리밍 나이프의 일부를 보여주는 정면도.
도 7은 도 1의 에어 덕트 성형장치에 의해 제조된 에어 덕트 성형물을 보여주는 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폴리에틸렌과 발포제를 포함하는 발포체 원료 조성물을 압출기에 투입하고, 용융압출하여 압출시트를 제조한다(S1 단계).

발포체 원료 조성물에 있어서의 폴리에틸렌과 발포제의 함량비는 발포제의 발포능력, 원하는 발포체의 밀도 등을 고려하여 당업자가 적절히 선택할 수 있다. 또한, 발포체 원료 조성물에는 난연성 부여를 위하여 난연제를 더 첨가할 수 있으며, 폴리에틸렌의 전자선 가교를 돕기 위해 가교조제를 더 첨가할 수 있다. 발포체 원료 조성물에는 폴리에틸렌 수지 외에 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한도 내에서 폴리프로필렌 수지 등 다른 수지가 더 첨가될 수 있음은 물론이다.

미세하고 균일한 기포를 형성하기 위한 발포제(blowing agent)로는, 아조디카본아미드(azodicarbonamide), 디니트로소펜타 메틸렌 테트라민(N,N'-dinitrosopentamethylene tetramine), 옥시비스(벤젠설포닐 하이드라지드)(P,P'-oxybis(benzenesulfonyl hydrazide), 톨루엔 설포닐 하이드라지드(P,P'-toluenesulfonylhydrazide) 등, 공지의 발포제를 이용할 수 있다.

필요에 따라, 발포력 향상을 위한 발포조제로써 카드뮴 화합물 (cadmium compound), 칼슘 화합물(calsium compound), 아연 화합물(zinc compound), 마그네슘 화합물(magnesium compound), 철 화합물(iron compound), 구리 화합물(copper compound) 등을 더 첨가할 수 있음은 물론이다.

이어서, 압출시트에 전자선을 조사하여 폴리에틸렌을 가교시킨다(S2 단계). 예를 들어 전자선의 조사선량을 1 내지 10 Mrad으로 하여 전자선을 조사함으로서 압출시트의 폴리에틸렌을 모두 가교시킴으로서, 후술하는 발포 과정에서 균일하고 작은 셀 사이즈를 갖는 발포체를 얻을 수 있다.

그런 다음, 상기 (S2)의 결과물을 가열하여 발포시킴으로서 가교 폴리에틸렌의 발포시트를 형성한다(S3 단계). 발포공정은 예를 들어 200 내지 300도의 오븐에 (S2)의 결과물을 투입하여 발포시키며, 발포제의 종류에 따라 가열온도를 조절할 수 있다. 다만, 가열온도가 지나치게 높으면 가교된 폴리에틸렌이 열분해될 수 있으므로, 적절 온도 이하로 유지한다.

전술한 (S1) ~ (S3) 단계는 통상적인 가교 폴리에틸렌의 발포시트의 제조방법으로서 당업계에 잘 알려져 있다.

이하에서는 얻어진 폴리에틸렌의 발포시트를 이용하여 본 발명의 에어덕트를 제조하는 방법을 상세히 설명한다. 제조방법의 설명에 앞서, 에어덕트의 성형에 이용되는 성형장치에 대하여 먼저 상술한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 덕트 성형장치를 보여주는 평면 구성도이고, 도 2는 상기 에어 덕트 성형장치의 프레임에 발포시트가 장착된 것을 보여주는 정면도이다.

도면을 참조하면, 상기 에어 덕트 성형장치는 발포시트(1)(2)를 장착하는 프레임(10), 프레임(10)에 장착된 발포시트(1)(2)를 이동시키는 이동수단, 발포시트(1)(2)를 가열하는 히터(20)(25), 상부금형(30)과 하부금형(40), 발포시트(1)(2)를 프레임(10)에 대해 가압하는 가압용 실린더(50)를 구비한다.

프레임(10)은 상,하부 금형(30)(40) 사이의 공간(도 4의 s1)에 설치된다. 프레임(10)은 선단(16) 쪽이 개방되어 'ㄷ'자 형상을 가진다. 상기 선단(16) 쪽이 개방된 것은 성형이 완료된 후에 발포시트(1)(2)가 앞쪽으로 이동할 수 있도록 하기 위해서이다.

프레임(10)은 상면(11), 하면(13), 중앙에 형성된 통공부(15), 및 노즐(17)을 구비한다. 도면에는 'ㄷ'자 형상을 가진 사각틀 프레임이 도시되었지만, 프레임은 일측이 개방된 구조라면 원형, 타원형 등과 같이 성형하고자 하는 에어 덕트 성형물의 형상에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다.

프레임(10)은, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 그 선단에 경사면(12)이 형성된다. 상기 경사면(12)은 가압용 실린더(50)의 경사면(53)과 서로 형합하는 구조를 가지고 서로 협력하여 발포시트(1)(2)를 밀착되도록 고정한다. 이에 따라 가압용 실린더(50)가 작동하여 경사면(53)이 발포시트(1)(2)를 경사면(12)에 대해 가압함으로써 발포시트(1)(2) 사이의 공간(s2)이 밀폐될 수 있는데, 이 점은 아래에서 더 설명된다. 상기 경사면(12)(53)은 대략 45도 정도의 경사를 가지는 것이 바람직하다.

상기 선단(16)이 경사면(12)을 이루는 것은, 상기 선단(16)이 수직면을 이루는 경우에 비해, 공간(도 4의 s2)의 밀폐성을 높이고 가압용 실린더(50)의 스트로크(stroke, 가압블록(51)이 상하 이동되는 거리)를 축소시켜 생산성을 높일 수 있으며, 발포시트(1)(2)가 직각으로 접히는 것을 방지한다는 장점이 있다.

상기 통공부(15)는 프레임(10)을 관통하도록 형성된다. 이에 따라, 도 5에 나타난 바와 같이, 상,하부 금형(30)(40)이 서로에 대해 밀착되어 닫힌 계(closed system)를 형성할 수 있다.

상기 노즐(17)은 발포시트(1)(2)와 프레임(10) 및 가압블록(51)(52)에 의해 형성되는 공간(s2)에 공기를 주입한다. 노즐(17)을 통해 주입된 공기는 상면(11)의 발포시트(1)를 위로 부풀리도록 하고 하면(13)의 발포시트(2)를 아래로 부풀리도록 함으로써 진공 성형이 잘 이루어지도록 한다. 공기를 주입하지 않는 경우에는 상면(11)의 발포시트(1)가 아래로 쳐져서 진공 성형된 에어 덕트 성형물의 두께 편차가 커지는 문제점이 있는데 공기를 주입하여 상면(11)의 발포시트(1)가 위로 부풀려지도록 함으로써 진공성형이 잘 이루어지도록 하여 생산성을 높일 수 있다.

노즐(17)을 통해 상온의 공기가 공간(s2)에 주입될 수도 있지만 고온의 공기, 바람직하게는 대략 80도~130도의 공기가 주입될 수도 있다. 상기 고온의 공기는 발포시트(1)(2)를 가열함으로써 히터(20)(25)에 의한 가열시간을 단축시킬 수 있도록 한다.

상기 이동수단은 프레임(10)의 상측과 하측에 각각 설치된다. 이동수단은 프레임(10)의 양측에 각각 설치된 궤도(60)와, 궤도(60)에 돌출되도록 설치된 니들부(62)를 구비한다.

궤도(60)는 프레임(10)의 길이방향으로 프레임(10)의 양측(18)에 각각 설치되고, 구동모터(도면에 미도시)에 의해서 무한궤도상으로 회전된다.

니들부(62)가 발포시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도(60)는 발포시트(1)(2)를 프레임(10)에 대해 밀착시킬 수 있고, 이에 따라, 공간(s2)이 밀폐될 수 있다. 궤도(60)가 모터 등에 의해서 무한궤도상으로 회전되는 것은 통상적으로 널리 사용되는 구성이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

니들부(62)는 발포시트(1)(2)에 삽입될 수 있을 정도로 뾰족하게 형성된 부분으로서, 궤도(60)가 회전하면 프레임(10)을 향해 유입되는 발포시트(1)(2)에 삽입되어 발포시트(1)(2)를 이동시키고, 성형 완료 후 궤도(60)가 회전하여 발포시트(1)(2)가 이동되면 발포시트(1)(2)로부터 빠져나올 수 있다.

히터(20)(25)는 상,하부 금형(30)(40)의 일측에 설치될 수 있다. 히터(20)(25)는 공간(s1)에 대해 왕복 이동이 가능하다. 즉, 이동수단에 의해서 발포시트(1)(2)가 이동되어 프레임(10)에 장착되고 가압용 실린더(50)에 의해 발포시트(1)(2)가 프레임(10)에 밀착되면 히터(20)(25)가 공간(s1)으로 이동하여 발포시트(1)(2)를 가열한 후, 원래의 위치로 복귀한다. 상기 가열과 함께, 노즐(17)을 통해 고온의 공기를 주입할 수도 있다.

히터(20)(25)의 상기 이동은 실린더(도면에 미도시) 또는 모터(도면에 미도시) 등에 의해 이루어질 수 있는데, 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 그 구조를 알 수 있을 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

히터(20)(25)는 상면(11)의 위에 설치된 상부히터(20)와, 하면(13)의 아래에 설치된 하부히터(25)를 구비할 수 있다. 상부히터(20)는 상면(11)에 설치된 발포시트(1)를 가열하고 하부히터(25)는 하면(13)에 설치된 발포시트(2)를 가열한다.

히터(20)(25)로는 적외선 히터, 1.5㎛ 정도의 파장을 갖는 할로겐 히터가 사용될 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상,하부금형(30)(40)은 실린더(도면에 미도시)에 의해 상하로 왕복 이동한다. 즉, 상술한 바와 같이, 히터(20)(25)가 공간(s1)으로 이동하여 발포시트(1)(2)를 가열한 다음, 히터(20)(25)가 원래의 위치로 후퇴하면 상부금형(30)이 하강하고 하부금형(40)이 상승하여 발포시트(1)(2)를 가압함으로써, 도 5에 나타난 바와 같이, 닫힌 계(closed system)를 형성한다.

상부금형(30)은 제1 요홈부(31)와, 트리밍 나이프(33) 및, 흡입용 관(35)을 구비한다.

제1 요홈부(31)는 상부금형(30)의 아랫면에 요입되도록 형성된 부분으로서, 발포시트(1)를 진공 흡입하여 위로 부풀리도록 하기 위한 공간이다.

트리밍 나이프(33)는 상부금형(30)의 내부에서 제1 요홈부(31)의 둘레에 설치된 것으로서, 상하 이동용 실린더(도면에 미도시) 등에 의해 상하로 이동 가능하도록 설치된다. 트리밍 나이프(33)가 하부 금형(40)의 홈(43)에 삽입되도록 하강하는 것에 의해 에어 덕트 성형물의 테두리가 절단된다. 트리밍 나이프(33)가 상기 실린더에 의해 상하 이동되는 구조는 당업자가 쉽게 그 구조를 알 수 있을 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

흡입용 관(35)은 외부의 진공펌프(도면에 미도시)와 연결된 관이다. 상,하부 금형(30)(40)이 닫힌 계를 형성한 후 진공 펌프가 작동하면 발포시트(1)는 위로 부풀려져서 제1 요홈부(31)의 면에 밀착되고 발포시트(2)는 아래로 쳐져서 제2 요홈부(41)의 면에 밀착됨으로써 공기의 이송 통로가 되는 중공부(v)가 형성된다.

하부금형(40)은 제2 요홈부(41)와, 홈(43) 및, 흡입용 관(45)을 구비한다.

제2 요홈부(41)는 하부금형(40)의 윗면에 요입되도록 형성된 부분으로서, 발포시트(2)를 진공 흡입하여 아래로 부풀리도록(쳐지도록) 하기 위한 공간이다.

홈(43)은 하부금형(40)의 윗면에서 제2 요홈부(41)의 둘레에 형성된 것으로서, 트리밍 나이프(33)의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 형상을 가진다.

흡입용 관(45)은 외부의 진공펌프(도면에 미도시)와 연결된 관으로서, 전술한 흡입용 관(35)과 동일한 구조 및 역할을 한다.

제1,2 요홈부(31)(41)는 성형하고자 하는 에어 덕트 성형물의 형상에 따라 그 구조와 형상이 정해진다. 따라서, 도면에는 제1,2 요홈부(31)(41)가 합쳐져서 타원을 이루는 것이 도시되어 있지만 제1,2 요홈부(31)(41)가 합쳐져서 이루는 형상은, 이에 한정되지 않고, 원, 사각형 등 다양할 수 있다.

한편, 위에서는 상부금형(30)에 트리밍 나이프(33)가 설치되고 하부금형(40)에 홈(43)이 형성된 것을 설명하였으나 하부금형(40)에 트리밍 나이프가 설치되고 상부금형(30)에 상기 홈이 형성될 수도 있다.

도 6에 나타난 바와 같이, 트리밍 나이프(33)는 산(33a)과 골(33b)이 반복적으로 형성된 것이 바람직하다. 이러한 구조를 가진 트리밍 나이프(33)가 홈(43)에 삽입되면 발포시트(1)(2)는 소정 간격으로 절단이 이루어진다. 즉, 도 7에 나타난 바와 같이, 성형물(f)의 둘레에는 트리밍 나이프(33)에 의해서 소정 간격으로 절단홈(3)이 형성된다. 상기 절단홈(3)은 추후 발포시트(1)(2)로부터 성형물(f)을 분리하는 것을 용이하게 한다.

가압용 실린더(50)는 프레임(10)의 선단(16)과 후단(19)에 대응되도록 설치된다. 가압용 실린더(50)는 발포시트(1)(2)를 상기 선단(16)과 후단(19)에 대해 가압함으로써 발포시트(1)(2)와 프레임(10) 및 이동수단에 의해 형성되는 공간(s2)을 밀폐시킨다.

가압용 실린더(50)는 그 끝단에 설치된 가압블록(51)(52)을 구비한다. 전술한 바와 같이, 프레임(10)의 선단(16)과 대응되도록 설치된 가압블록(51)은 경사면(53)을 가진다.

더욱 바람직하게, 가압블록(51)은 경사면(53)의 끝단에서부터 연장되도록 형성된 수평면(54)을 구비한다. 상,하측의 가압용 실린더(50)의 가압블록(51)이 발포시트(1)(2)를 가압하도록 작동할 때, 수평면(54)은 공간(s2) 내부의 공기가 외부로 누출되는 것을 방지한다.

그러면, 전술한 에어 덕트 성형장치를 이용하여 에어 덕트 성형물을 제조하는 (S4) ~ (S7)의 공정을 설명하기로 한다.

먼저, 전술한 (S1) ~ (S3) 단계에 형성한 가교 폴리에틸렌의 발포시트(1)(2)를 준비한다. 상기 발포시트(1)(2)는 공급부(도면에 미도시, 롤러 등을 이용하여 시트를 이동시킴)로터 프레임(10)에 이동된다. 상기 이동은 이동수단에 의해 이루어진다. 니들부(62)가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도(60)가 회전함으로써 발포시트(1)(2)가 이동된다. 이 때, 궤도(60)는 발포시트(1)(2)를 프레임(10)에 밀착시키는 것이 바람직하다.

이어서, 가압용 실린더(50)가 작동하여 발포시트(1)(2)를 프레임(10)에 대해 가압함으로써 가압블록(51)(52)과 궤도(60)와 시트(1)(2) 및 프레임(10)에 의해서 공간(s2)이 밀폐되도록 한다. 가압용 실린더(50)의 상기 작동에 이어서 또는 상기 작동과 함께 히터(20)(25)가 공간(s1)으로 전진한 후 발포시트(1)(2)를 가열한다.

이 때, 노즐(17)을 통해 공기를 주입하면 발포시트(1)는 위로 부풀려지고 발포시트(2)는 아래로 부풀려지기 때문에 추후의 진공 성형 작업에 유리하다. 구체적으로, 발포시트(1)(2)가 부풀려지기 때문에 진공 성형된 에어 덕트 성형물(f)의 두께 편차와 접힘 불량을 줄일 수 있으며 생산성을 높일 수 있다.

한편, 노즐(17)을 통해 고온의 공기 예를 들어 80도~130도의 공기를 주입하면 발포시트(1)(2)를 가열하는 효과도 있기 때문에 히터(20)(25)에 의한 발포시트(1)(2) 가열시간을 단축시킬 수 있어서 생산성을 높일 수 있다.

상기 가열이 완료되면 히터(20)(25)를 후진시켜서 원위치로 복귀시킨다.

이어서, 상,하부금형(30)(40)을 이동시켜 상,하부금형(30)(40)이 발포시트(1)(2)를 가압하도록 함으로써 닫힌 계가 형성되도록 한다.

다음으로, 진공펌프(도면에 미도시)를 작동시켜 발포시트(1)가 위로 부풀려지도록 하고 발포시트(2)가 아래로 부풀려지도록 한다. 상기 진공 성형을 한 후에 노즐(17)을 통해 냉각용 공기를 주입할 수 있다. 상기 냉각용 공기는 에어 덕트 성형물(f)을 냉각시킴으로써 공정 시간을 단축시킨다.

이어서, 트리밍 나이프(33)를 작동시켜 에어 덕트 성형물(f)의 테두리를 절단한다.

상기 절단이 완료되면 가압용 실린더(50)를 원위치로 복귀시키고 이동수단을 이용하여 발포시트(1)(2)를 한 피치(pitch) 만큼 전진시킨다. 프레임(10)은 선단(16) 쪽이 개방된 'ㄷ' 형상을 갖기 때문에 에어 덕트 성형물(f)이 앞쪽으로 이동될 수 있다.

발포시트(1)(2)가 한 피치만큼 전진하면 발포시트(1)(2)의 새로운 부분이 프레임(10)에 위치하게 된다.

1, 2 : 발포시트 10 : 프레임
20 : 상부 히터 25 : 하부히터
30 : 상부 금형 40 : 하부 금형
50 : 가압용 실린더 60 : 궤도
62 : 니들부

Claims

(S1) 폴리에틸렌과 발포제를 포함하는 발포체 원료 조성물을 압출기에 투입하고 용융압출하여 압출시트를 제조하는 단계;
(S2) 상기 압출시트에 전자선을 조사하여 폴리에틸렌을 가교시키는 단계;
(S3) 상기 (S2)의 결과물을 가열하여 상기 발포제를 발포시킴으로서 가교 폴리에틸렌의 발포시트를 형성하는 단계;
(S4) 중앙부가 상하로 관통되고 선단(16) 쪽이 개방되어 'ㄷ'자의 평단면 형상을 가지는 프레임의 상,하면(11)(13)에 각각 상기 가교 폴리에틸렌의 발포시트(1)(2)를 장착하는 단계;
(S5) 프레임의 후단(19) 및 선단(16)에 대응되도록 설치된 가압용 실린더를 이용하여 발포시트(1)(2)를 프레임에 대해 가압하여 발포시트(1)(2)를 프레임에 밀착 고정하는 단계;
(S6) 히터를 이용하여 발포시트(1)(2)를 가열하는 단계; 및
(S7) 상부금형과 하부금형을 이동시켜 발포시트(1)(2)를 가압하여 닫힌 계를 만든 후 발포시트(1)(2)를 진공 성형하여 내부에 공기의 이송 통로가 되는 중공부(v)가 형성된 에어 덕트 성형물을 만드는 단계를 포함하며;
프레임의 선단(16)은 상기 선단(16)의 뒷부분에서 상기 선단(16)의 앞부분으로 갈수록 상기 선단(16)의 두께가 얇아지도록 경사지게 형성된 경사면(12)을 갖고,
가압용 실린더 중에서 상기 선단(16)과 대응되도록 설치되는 가압용 실린더는 상기 경사면(12)과 형합하는 경사면(53)을 가진 가압블록(51)을 구비하고,
가압블록(51)이 상기 선단(16)을 가압할 때 상기 경사면(12)(53)이 서로 협력하여 발포시트(1)(2)를 고정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 (S6) 단계는,
발포시트(1)(2)와 프레임 및 가압용 실린더에 의해 형성되는 공간(s2)에 고온의 공기를 주입하여 발포시트를 부풀리는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 (S7) 단계는,
상기 중공부(v)에 냉각 공기를 주입하여 에어 덕트 성형물을 냉각하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 (S7) 단계 이후에,
상부금형과 하부금형 중 어느 하나에 장착된 트리밍 나이프를 작동시켜 에어 덕트 성형물의 테두리를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법.
제1항에 있어서,
프레임에 설치되고, 상면(11)과 하면(13)에 설치된 발포시트(1)(2)를 이동시키는 이동수단을 구비하고,
이동수단은,
프레임의 양측(18)에서 프레임의 길이방향으로 설치되고, 무한궤도상으로 회전하는 궤도; 및
상기 궤도에 설치되어 발포시트(1)(2)에 삽입되는 니들부;를 구비하며,
니들부가 발포시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도가 이동하는 것에 의해서 발포시트(1)(2)가 이동하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 궤도는 발포시트(1)(2)가 프레임에 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공조장치용 에어 덕트의 제조방법.
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