KR101567143B1 - 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 콘솔 암레스트 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인티그랄 스킨 폼(스킨 & 폼 일체 성형) 콘솔 암레스트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 게이트 사상 흔적을 제품 외관상 노출되지 않도록 은폐시킬 수 있는 인티그랄 스킨 폼 성형 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트를 제조하는 방법에 있어서, 제1금형 내부에 기재를 밀착시켜 위치시킨 뒤 제1금형과 제2금형의 닫힘상태에서 게이트를 통해 발포액을 주입하여 인티그랄 스킨 폼을 기재 표면에 일체로 발포 성형하되, 상기 제1금형에는 금형 내부를 관통하는 관통 게이트를 설치하고, 상기 기재에는 상기 제1금형의 관통 게이트 위치에 해당하는 기재 내 위치에 관통홀을 미리 형성하여, 인티그랄 스킨 폼의 발포 성형시에 상기 관통 게이트를 통해 주입된 발포액이 기재의 관통홀을 통과하여 금형 내부로 주입되도록 하는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법을 제공한다.

Description

인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING INTEGRAL SKIN FOAM CONSOLE ARMREST}

본 발명은 자동차용 콘솔 암레스트의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인티그랄 스킨 폼(스킨 & 폼 일체 성형) 콘솔 암레스트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 내부에는 운전자와 탑승자의 편의를 위해 다양한 편의장치가 설치되는데, 그 예로 각종 물품을 넣어 보관할 수 있는 콘솔박스(console box), 팔을 올려놓을 수 있는 암레스트(armrest), 캔이나 병, 컵 등의 음료 용기를 보관할 수 있는 컵 홀더(cup holder) 등을 들 수 있다.

이 중에서 콘솔박스는 운전석과 조수석 사이의 공간에 설치되어 서류나 도구 등을 보관할 수 있는 수납장치로서, 통상의 콘솔박스 상부에는 운전자가 운전 중 팔을 올려놓을 수 있는 콘솔 암레스트가 설치된다.

콘솔 암레스트는 운전자의 팔꿈치를 받쳐주어 편안한 자세로 운전을 할 수 있도록 보조하는 역할을 하고, 더불어 콘솔박스의 수납공간을 덮는 리드(lid) 역할을 한다.

이와 같이 물품 수납 및 저장공간을 형성하는 콘솔박스와, 콘솔박스를 개폐하는 콘솔 암레스트로 이루어진 차량용 물품수납장치의 선행문헌으로는 미국특허 6,749,079, 한국공개특허 제10-2011-0001710호(2011.1.6), 한국등록특허 제10-0868670호(2008.11.7)를 들 수 있다.

한편, 콘솔 암레스트는 설치위치 및 기능의 특성을 고려할 때 외관상의 아름다움과 탄성적인 쿠션성능 및 충격흡수성능을 함께 가지도록 제작되는 것이 바람직하다.

이를 위해 경질의 합성수지재로 이루어진 기재(core)의 표면에 폴리우레탄 폼(PU foam) 등으로 이루어진 발포층과, 표피재인 스킨(skin)재를 일체로 적층하여 콘솔 암레스트를 제작하는 방식이 이용되고 있다.

이러한 구성에서 기재는 제품 형태를 유지하는 골조 역할을 하는 부분이고, 스킨재는 외관 품질을 제공하는 부분이며, 기재와 스킨재 사이에 발포 성형하여 일체로 개재한 발포층은 쿠션기능 및 충격흡수기능을 제공하는 부분이 된다.

최근에는 별도 스킨재를 사용하지 않고 기재에 일체 성형한 발포재의 표면 부위가 제품의 표면을 이루도록 한 인티그랄 스킨 폼(integral skin foam) 콘솔 암레스트가 개발되고 있다.

도 1은 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트를 도시한 사시도이고, 도 2는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로, 금형 내에 미리 성형한 기재를 위치시킨 상태에서 상부금형(1)과 하부금형(2)을 닫아주고, 이어 게이트(3)를 통해 발포액(폼 원료)을 주입한 뒤 금형 온도를 발포 온도로 제어하여 발포액의 발포가 이루어지도록 함으로써, 기재(10) 표면에 인티그랄 스킨 폼(integral skin foam)을 일체 성형한다(스킨 & 폼 일체 성형).

이때, 인티그랄 스킨 폼 성형을 위한 종래의 방법에서는 금형의 파팅부 위치, 즉 상부금형(1)과 하부금형(2) 사이에 게이트 위치를 설정하여 폴리우레탄 폼 등의 원료가 되는 발포액을 주입하게 된다.

이와 같이 종래의 방법에서는 게이트가 제품 파팅 라인에 위치함으로 인해 성형 및 게이트 사상 후 게이트 흔적이 제품 외관(인티그랄 스킨 폼의 표면)에 남아 있게 되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 금형 내에 미리 성형한 기재를 위치시킨 상태에서 금형의 게이트를 통해 발포액을 주입하여 기재 표면에 인티그랄 스킨 폼을 일체 성형하되, 폼 성형 후 게이트 사상 흔적을 제품 외관상 노출되지 않도록 은폐시킬 수 있는 성형 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트를 제조하는 방법에 있어서, 제1금형 내부에 기재를 밀착시켜 위치시킨 뒤 제1금형과 제2금형의 닫힘상태에서 게이트를 통해 발포액을 주입하여 인티그랄 스킨 폼을 기재 표면에 일체로 발포 성형하되, 상기 제1금형에는 금형 내부를 관통하는 관통 게이트를 설치하고, 상기 기재에는 상기 제1금형의 관통 게이트 위치에 해당하는 기재 내 위치에 관통홀을 미리 형성하여, 인티그랄 스킨 폼의 발포 성형시에 상기 관통 게이트를 통해 주입된 발포액이 기재의 관통홀을 통과하여 금형 내부로 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법을 제공한다.

여기서, 상기 기재에는 관통홀 부분을 덮으면서 금형 내부로 주입되는 발포액이 통과할 수 있는 홀을 가진 덮개부를 미리 형성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 덮개부는 관통홀을 덮는 부분인 머리 부분과, 상기 머리 부분과 관통홀 주변의 기재 부분 사이에 일체 형성된 기둥을 포함하고, 상기 기둥과 기둥 사이의 공간이 상기 발포액이 통과할 수 있는 홀이 되도록 한 것이 바람직하다.

또한 상기 머리 부분은 관통홀의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성함이 바람직하다.

또한 상기 머리 부분의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되도록 복수 개의 기둥들을 형성하고, 덮개부로부터 금형 내부로 주입되는 발포액이 상기 기둥과 기둥 사이의 공간인 복수 개의 홀들을 방사상으로 통과하여 주입되도록 함이 바람직하다.

또한 상기 머리 부분의 내측면은 기재의 관통홀을 통과하여 유입된 뒤 측방의 홀로 이동하는 발포액을 경사방향으로으로 안내할 수 있도록 가운데가 볼록한 면으로 형성함이 바람직하다.

이에 따라, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 인티그랄 스킨 폼 성형 과정에서 금형 내에 미리 성형한 기재를 위치시킨 상태로 발포 원료(발포액)를 금형의 관통 게이트와 기재의 관통홀을 통해 주입함으로써, 폼(발포층) 성형 후 게이트 사상 흔적을 제품 외관상 노출되지 않게 기재 표면으로 은폐시킬 수 있는바, 후처리 공정에 의한 종래의 품질 문제를 해결할 수 있고, 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

이와 더불어 기재의 관통홀 적용시에 홀 부분의 강도 보완을 위한 덮개부를 설치함으로써 관통홀로 인한 수축 및 형태 변형, 강도 취약의 문제가 해결될 수 있다.

도 1은 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트를 도시한 사시도이다.
도 2는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트를 제조하기 위한 종래의 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 금형의 관통 게이트 위치에 설치된 기재의 관통홀 및 덮개부를 통해 금형 내로 발포액이 주입되는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에서 기재의 덮개부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에서 기재의 덮개부를 도시한 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로, 본 발명에서 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트를 제조하는데 이용되는 발포 금형을 나타내고 있다.

도시된 발포 금형은 인티그랄 스킨 폼(integral skin foam)을 성형하기 위한 금형장치로서, 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트(스킨 & 폼 일체 성형 콘솔 암레스트)를 제조하기 위하여, 미리 성형한 기재(core)(10)를 금형 내부에 위치시킨 뒤 발포액(발포 원료)을 게이트(3a)를 통해 금형 내부로 주입하여, 별도의 스킨재(표피재) 사용 없이 기재 표면에 인티그랄 스킨 폼(일체의 스킨층과 발포층으로 이루어짐)을 일체로 발포 성형하게 된다.

상기 금형장치를 이용하여 성형한 인티그랄 스킨 폼은 내부의 발포층(기재 표면에 일체 성형되어 결합됨)이 쿠션기능 및 충격흡수기능을 하면서 표면층이 제품(콘솔 암레스트)의 외관 표면을 이루게 된다.

상기 인티그랄 스킨 폼은 반응성 원료, 예를 들어 폴리우레탄(PU) 폼 등의 원료가 되는 발포액을 밀폐된 금형장치(발포 금형) 내에 주입하여 별도의 스킨재 사용 없이 표면층이 제품의 표면을 이루도록 한 발포 성형물이며, 표면에는 고밀도의 스킨층(표면층) 부위가 형성되도록 하면서 내부에는 저밀도의 폼(발포층)이 성형되어 있도록 한 발포 성형물이다.

이러한 인티그랄 스킨 폼을 성형하기 위한 금형장치는 도시된 바와 같이 제1금형(1)과 제2금형(2)을 포함하며, 실시예의 금형장치는 각각 상측과 하측에 위치하여 형 개폐가 이루어지도록 작동하는 두 금형, 즉 상부금형과 하부금형을 포함하는 구성으로 되어 있다.

이하, 본 명세서에서는 상부금형을 제1금형, 하부금형을 제2금형으로 칭하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에서는 인티그랄 스킨 폼을 성형하기 위한 금형장치로 관통 게이트(3a)를 갖는 금형장치가 이용된다.

즉, 발포 원료의 주입이 이루어지는 게이트(3a)가 제1금형(1)과 제2금형(2) 중 어느 한 금형의 내부를 관통하도록 설치된 금형장치를 이용하는 것이며, 특히 두 금형 중 기재(10)가 결합되어 위치되는 금형에 관통 게이트(3a)가 설치된다.

통상 인티그랄 스킨 폼 성형 과정에서 미리 성형한 기재(10)를 도면에 예시한 바와 같이 상부금형, 즉 제1금형(1)에 위치시킨 뒤 발포 성형이 이루어지므로 제1금형(1)에 관통 게이트(3a)를 설치하여 사용하는 것이 가능하다.

이와 더불어, 관통 게이트(3a)를 통해 주입된 원료(발포액)가 기재(10)를 관통하여 밀폐된 금형 내 성형공간(캐비티)(4)으로 주입될 수 있도록 하기 위해, 기재 성형시에 금형의 관통 게이트 위치에 해당하는 기재 내 위치, 즉 기재(10)에서 원료 주입 위치에 원료가 통과할 수 있는 관통홀(11)을 형성한다.

따라서, 발포 성형시 금형 닫힘(제1금형과 제2금형의 합형) 후 관통 게이트(3a)를 통하여 주입된 원료가 기재(10)의 관통홀(11)을 통해 밀폐된 금형 내부로 주입되고, 결국 성형된 제품에서는 게이트 사상 흔적이 제품 외관이 아닌 금형에 밀착되는 기재 표면으로 위치되어 은폐될 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 인티그랄 스킨 폼 성형시에 관통 게이트(3a) 및 기재(10)의 관통홀(11)을 통로로 사용하여 발포 원료를 주입함으로써, 제품 외관상에 게이트 사상 흔적이 나타나지 않도록 할 수 있고, 결국 제품의 외관 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 기재(10)의 관통홀(11)만을 형성하면 폼 성형시 관통홀 부분에는 기재 부분이 없으므로 완성된 제품에서 기재의 관통홀 부분이 수축 및 형태 변형을 유발하는 강도 취약부가 될 수 있고, 특히 외력을 가할 때 관통홀 부분에서 함몰되는 문제가 발생할 수 있다.

이를 보완하기 위해 기재(10)의 관통홀(11) 부분에 이를 덮으면서 금형 내 주입되는 원료가 통과할 수 있는 홀(15)을 가진 구조의 덮개부(12)를 형성하여 수축 및 형태 변형, 강도 취약의 문제를 해결한다.

도 4는 본 발명에서 금형의 관통 게이트 위치에 설치된 기재의 관통홀 및 덮개부를 통해 금형 내로 발포액이 주입되는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 5와 도 6은 본 발명에서 기재의 덮개부를 도시한 사시도와 측면도이다.

도시된 바와 같이, 덮개부(12)는 관통홀(11) 부분에서 스킨 폼이 일체로 성형되는 기재(10) 표면, 즉 금형 내에 위치되었을 때 금형 면에 밀착되는 표면의 반대쪽 기재 표면에 소정 높이의 돌출된 구조를 갖도록 형성한다.

또한 덮개부(12)는 바람직한 형상으로 관통홀(11)에서 버섯 형상을 가지도록 형성될 수 있는데, 좀더 구체적으로 설명하면, 기재(10)의 관통홀(11)을 덮는 판 형상의 덮개부 부분으로서 관통홀의 직경보다 큰 직경의 머리 부분(13)을 갖도록 하여 강도를 보강하고, 상기 머리 부분(13) 밑(도면상 위)에는 관통홀(11) 주변 기재 부분과의 사이에 위치되는 기둥(14)들을 형성한다.

이로써 기둥(14)과 기둥 사이의 공간이 금형 내 주입되는 원료가 통과할 수 있는 홀(15) 부분이 되며, 이때 머리 부분(13)의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되도록 기둥(14)들을 형성하는 것이 바람직하다.

또한 관통 게이트(3a)를 통해 주입된 원료가 기재(10)의 관통홀(11)을 통과한 뒤 복수 개의 홀(15)들을 통해 덮개부(12)로부터 방사상으로 금형 내에 주입되도록 함이 바람직한바, 기둥(14)과 기둥 사이의 홀(15)들이 덮개부(12) 측면에서 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되도록 하고(원주방향을 따라 기둥들을 일정 간격으로 배치함), 전체 홀들이 덮개부 중심을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있게 한다.

또한 덮개부(12)의 머리 부분(13) 내측면(도면상으로 덮개부의 하부 바닥면)은 관통 게이트(3a)를 통해 주입된 원료를 측방의 홀(15)들로 안내하는 역할을 하며, 이때 기재(10)의 관통홀(11)을 통과한 원료의 원활한 흐름을 유도하기 위하여 머리 부분 내측면(13a)을 가운데가 볼록한 곡면이 되도록 형성함이 바람직하다.

이에 기재(10)의 관통홀(11)을 통과한 원료가 하방의 경사방향으로 금형 내 공간(4)을 향해 보다 자연스럽게 흐르면서 덮개부(12)의 홀(15)을 통과할 수 있게 되고, 이러한 경사방향의 유동에 의하여 원료가 금형 내로 보다 잘 주입될 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 제1금형(상부금형) 2 : 제2금형(하부금형)
3a : 게이트 4 : 성형공간
10 : 기재 11 : 관통홀
12 : 덮개부 13 : 머리 부분
13a : 내측면 14 : 기둥
15 : 홀

Claims (6)

1. 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트를 제조하는 방법에 있어서,
   제1금형 내부에 기재를 밀착시켜 위치시킨 뒤 제1금형과 제2금형의 닫힘상태에서 게이트를 통해 발포액을 주입하여 인티그랄 스킨 폼을 기재 표면에 일체로 발포 성형하되,
   상기 제1금형에는 금형 내부를 관통하는 관통 게이트를 설치하고,
   상기 기재에는 상기 제1금형의 관통 게이트 위치에 해당하는 기재 내 위치에 관통홀을 미리 형성하여,
   인티그랄 스킨 폼의 발포 성형시에 상기 관통 게이트를 통해 주입된 발포액이 기재의 관통홀을 통과하여 금형 내부로 주입되도록 하며,
   상기 기재에는 관통홀 부분을 덮으면서 금형 내부로 주입되는 발포액이 통과할 수 있는 홀을 가진 덮개부를 미리 형성하되,
   상기 덮개부는 관통홀을 덮는 부분인 머리 부분과, 상기 머리 부분과 관통홀 주변의 기재 부분 사이에 일체 형성된 기둥을 포함하여 구성되고, 상기 기둥과 기둥 사이의 공간이 상기 발포액이 통과할 수 있는 홀이 되도록 한 것을 특징으로 하는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 머리 부분은 관통홀의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 머리 부분의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되도록 복수 개의 기둥들을 형성하고, 덮개부로부터 금형 내부로 주입되는 발포액이 상기 기둥과 기둥 사이의 공간인 복수 개의 홀들을 방사상으로 통과하여 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 머리 부분의 내측면은 기재의 관통홀을 통과하여 유입된 뒤 측방의 홀로 이동하는 발포액을 경사방향으로으로 안내할 수 있도록 가운데가 볼록한 면으로 형성하는 것을 특징으로 하는 인티그랄 스킨 폼 콘솔 암레스트의 제조 방법.

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