KR101744856B1

KR101744856B1 - 차량용 내장재의 성형 방법

Info

Publication number: KR101744856B1
Application number: KR1020150168599A
Authority: KR
Inventors: 고성권; 윤치원
Original assignee: 주식회사 서연이화
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-20
Also published as: KR20170062873A

Abstract

본 발명은 차량용 내장재의 성형 장치 및 성형 방법에 관한 것으로, 일면에 내장재 성형을 위한 제1성형부가 구비되는 제1금형과, 제1금형에 대해 작동되며, 제1성형부에 대응되며, 천연소재를 고정하기위한 제2성형부가 구비되며, 천연소재의 양끝으로 사출액을 가이드하는 사출액통로가 형성되는 제2금형과, 제2금형의 사출액통로에 연결되며, 발포제 펠릿과 열가소성 수지 펠릿을 공급하기 위한 사출액 공급유닛과, 제1금형에서 제2금형 쪽으로 이동 가능하게 결합되는 무빙코어와, 제1금형에 구비되어 무빙코어를 이동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 사출 발포 성형으로 천연소재 양단부에 발포 억제부로 인하여 강성을 향상시키고, 발포 생성부로 내장재의 외곽을 구성하여 내장재의 물성 성능을 만족시킬 수 있다.

Description

차량용 내장재의 성형 방법{MANUFACTURING METHOD OF INTERIOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 내장재 성형 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연소재의 외곽에 발포 사출 기술을 접목하여 내장재를 성형할 수 있는 차량용 내장재 성형 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 내장재로는 도어트림, 필러, 트렁크 매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있으며, 이러한 내장재로는 차종에 따라 경질의 기재만으로 사출 성형된 것을 사용하거나 경질의 기재를 성형한 다음 촉감을 좋게 하기 위해 기재 표면에 연질의 표피재를 접착하되, 그 테두리를 함께 트리밍한 것을 사용하기도 하며, 기재 표면에 표피재를 접착한 후 표피재 테두리를 기재 테두리에 감싸 붙인 것을 사용하기도 한다.

최근 들어 친환경성 및 중량절감을 위하여 기재를 천연소재를 이용하고 있으며, 이러한 천연소재를 사용하는 기존 방식은, 천연소재의 배면에 사전 제작된 브라켓을 진동융착 또는 핫멜트 사용 방식으로 접착하여 강성 보강 및 구조물을 구현하였다.

그러나, 이러한 방식은 브라켓을 접착하는 후공정이 추가되어 원가가 상승되었다.

또한, 천연소재를 금형 내로 삽입한 후 형압에 의해 냉간성형과 부품 형상에 필요한 부분의 이외의 잔여부분을 제거하기 위한 트리밍이 진행되는데, 트리밍이 공구의 마모에 의하여 컷팅 버(BURR)가 자주 발생하게 됨으로, 주기적인 트리밍 공구의 보정이 필요로 하며, 부품 형상에 따라 트리밍 각도가 여의치 않거나 꺾임부의 라운드 부분을 작게 할 수 없어 금형 또는 제품 디자인에 제약이 발생되었다.

또한, 제품을 경량화하기 위하여 발포 성형이 제안되었으며, 이 발포성형시 발포제가 용융 플라스틱에 균일하게 섞이지 않아서 부분적인 취약현상이 발생되고, 기재 내부의 발포셀에 의해 충격강도, 인성과 같은 기계적 강도가 저하되는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 10-2013-0007945(2013.01.21.)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 천연기재의 트리밍 공정을 삭제하고, 천연기재의 양단부에 발포 성형으로 발포제를 일체로 형성하여 기계적 강도를 만족하면서 꺾임부 형상의 라운드를 자유롭게 디자인 할 수 있도록 한 차량용 내장재 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

삭제

또한, 본 발명은, a) 천연소재의 일정크기로 절단하여 제2금형의 제2성형부에 고정하여 준비하는 준비단계와, b) 준비단계 이후에, 금형을 작동시켜 형폐하고, 사출액 공급유닛으로 제2금형으로 발포제와 열가소성 수지를 공급하는 사출액 공급단계와, c) 제1금형과 제2금형 사이에 공급된 열가소성 수지에 혼합된 발포제를 발포시키는 발포단계와, d) 발포단계 이후에, 금형을 미세 형개한 상태로 일정시간 유지하여 천연소재의 가장자리에 일체로 성형된 사출액을 냉각시키는 냉각단계와, e) 냉각단계 이후에, 금형을 완전이 형개한 후에, 캐비티에 성형된 천연소재 내장재를 추출하는 추출단계를 포함하되, c) 발포단계는, 금형을 가동시켜 제1금형을 제2금형의 반대쪽으로 이동시켜 미세 형개하는 미세 형개 단계와, 열가소성 수지에 함유되어 캐비티로 공급된 발포제를 발포시키는 발포제 발포단계와, 제1금형에 장착된 무빙코어를 작동시켜 천연소재의 외곽부를 형성하는 캐비티의 사출액 일부와 천연소재의 일부를 압착하여 천연소재의 가장자리에 발포 억제부를 일체로 형성하는 무빙코어 압착단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, a) 준비단계는, 고화된 천연소재를 일정길이로 절단한 후에 부드럽게 하기 위하여 예열장치에서 예열하는 예열단계와, 예열단계에서 예열되어 연화된 천연소재를 제2금형의 제2성형부에 고정하는 천연소재 고정단계를 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

본 발명에 의하면, 사출 발포 성형으로 천연소재 양단부에 발포 억제부로 인하여 강성을 향상시키고, 발포 생성부로 내장재의 외곽을 구성하여 내장재의 물성 성능을 만족시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 내장재 성형 장치를 도시한 도면.
도 2 내지 도 4은 도 1의 차량용 내장재 성형 장치의 작동 과정을 도시한 도면.
도 5은 도 1의 차량용 내장재 성형 장치에 의해 성형된 천연기재 내장재를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 내장재 성형 방법을 도시한 도면.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 내장재 성형 장치를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 4은 도 1의 차량용 내장재 성형 장치의 작동 과정을 도시한 도면이다. 도 5은 도 1의 차량용 내장재 성형 장치에 의해 성형된 천연기재 내장재를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 내장재 성형 방법을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 내장재의 성형장치(100)는, 제1금형(110), 제2금형(120), 사출액 공급유닛(130), 무빙코어(140), 액추에이터(150)를 포함한다.

제1금형(110)은 지면에 대하여 지지하기 위한 것으로, 그 윗면에 제1성형부(111)가 형성된다.

제2금형(120)은 제1금형(110)의 상부에 설치되고, 밑면에 제2성형부(121)가 구비되어 제1성형부(111)와 함께 내장재를 성형한다. 제2금형(120)의 제2성형부(121)에는 천연소재(210)를 고정하기 위한 고정핀(122)이 구비된다. 고정핀(122)은 천연소재(210)를 끼워 고정하기 위한 것으로 뾰족하게 형성되되, 제1금형(110)의 제1성형부(111)를 향해 돌출 형성된다.

여기서, 제1성형부(111)는 제2성형부(121)에 고정된 천연소재(210)를 가압하여 압착하는 역할을 하면서, 천연소재(210)의 외곽부 및 배면부에 구조물을 수지로 성형하기 위하여 제2성형부(121)보다 크게 형성된다.

제2금형(120)은 발포제 펠릿가 포함된 열가소성 수지(이하 사출액이라 한다)가 주입되어 제1금형(110)의 제1성형부(111)의 양끝으로 가이드하기 위한 사출액 통로(123)가 형성된다.

사출액 공급유닛(130)은 발포제가 펠릿이 포함된 열가소성 수지(사출액)를 제2금형(120)의 사출액 통로(123)로 공급하기 위한 것으로, 제2금형(120)에 연결된다. 따라서, 사출액 공급유닛(130)은 열가소성 수지와 발포제 펠릿을 함께 호퍼를 통해서 넣으면, 이 호퍼에서 제2금형(120)의 사출액 통로(123)까지 연결하는 연결통로에서 열가소성 수지와 발포제 펠릿이 혼합되도록 구성된다. 따라서, 연결통로에는 열가소성 수지와 발포제를 혼합하기 위한 혼합용 스크류가 회전 가능하게 구비되며, 이 혼합용 스크류는 연결통로의 단부에 설치되는 모터에 의해 회전된다.

여기서, 제1금형(110)을 왕복 이동하면서 형개와 형폐를 수행하는 가동금형이라 하고, 제2금형(120)은 고정되어 있어 고정금형이라 칭한다.

무빙코어(140)는 제1금형(110)에 장착되어 이동되면서 제2금형(120)에 고정된 천연소재(210)를 가압하여 압착한다. 이 무빙코어(140)는 제2금형(120)의 제2성형부(121)에 왕복 이동되도록 장착되어 액추에이터(150)에 의해 작동된다.

그리고, 무빙코어(140)는 천연소재(210)의 양끝에 일체로 형성되는 구조물중 일부를 가압하여 발포제가 발포되는 것을 억제하는 역할도 한다.

액추에이터(150)는 무빙코어(140)가 제2금형(120)에 고정된 천연소재(210) 쪽을 향해 왕복 이동시키기 위한 것으로, 실린더로 구성되거나 탄성부재인 스프링으로 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 내장재 성형장치에 의한 내장재 성형 방법은 다음과 같다.

먼저, 내장재 성형을 위한 천연소재를 예열하는 예열단계를 갖는다.(S100)

상기 예열단계(S100)는 고화된 천연소재(210)를 가공의 용이성을 위해 부드럽게 하기 위하여 열선이 구비되는 예열장치에서 가열한다.

이 예열단계(S100)에서 가열되는 천연소재(210)는 내장재 성형을 위한 크기로 성형장치의 제2금형(120)의 제2성형부(121)에 고정하기 위한 크기로 절단된 상태에서 예열장치에 가열된다.

상기 예열단계(S100) 이후에 가열되어 연화된 천연소재를 제2금형(120)의 제2성형부(121)에 고정하는 천연소재 고정단계를 갖는다.(S110)

여기서, 천연섬유(210)를 예열하는 예열단계(S100)와, 제2금형(120)에 고정하는 예열된 천연소재(210)를 고정하는 고정단계(S110)를 준비단계라 한다.

상기 제2금형(120)의 제2성형부(121)에 예열된 천연소재(210)가 고정되면, 금형을 가동시켜 제2금형(120)에 대해 제1금형(110)을 접근시켜 금형을 형폐하고, 제2금형(120)에 연결된 사출액 공급유닛(130)으로 발포제와 열가소성 수지를 공급하는 사출액 공급단계를 갖는다.(S120)

이 사출액 공급단계(S120)는 제1금형(110)을 가동시켜 금형을 형폐하면서 제2금형(120)의 제2성형부(121)에 고정된 천연소재(210)를 가압하여 냉각 압착하는 압착단계(S115) 이후에 이루어지는 것이 바람직하다.

이후에, 금형이 형폐되면서 제1금형(110)과 제2금형(120) 사이 즉, 제1성형부(111)와 제2성형부(121) 사이에 내장재의 사출물을 형성하기 위한 캐비티가 형성되며, 이 캐비티에 상기 사출액 공급단계(S120)에서 공급되는 사출액이 채워진다.

상기 제1금형(110)을 가동시켜 제2금형(120)에 대해 반대쪽으로 이동시켜 금형을 형개(코어백)하여 발포제가 함유된 열가소성 수지를 발포시키는 발포 단계를 갖는다.(S130)

이 발포단계(S130)는 금형을 가동시켜 제1금형(110)을 제2금형(120)의 반대쪽으로 이동시키는 형개 단계(S131)와, 열가소성 수지와 함유되어 캐비티로 공급된 발포제를 발포시키는 발포제 발포단계(S132)와, 제1금형(110)에 장착된 무빙코어(140)를 작동시켜 천연소재(210)의 외곽부를 형성하는 캐비티의 사출액 일부와 천연소재를 압착하는 무빙코어 압착단계(S133)를 포함한다.

무빙코어 압착단계(S133)는 천연소재(210)와 접해있는 가소화 수지에 포함된 발포제의 발포를 억제하면서 천연소재(210)를 제2금형(120)의 캐비티면(제2성형부)에 밀착시켜 천연소재(210)와 사출액의 발포면과의 사이에 단차가 발생되는 것과 표면굴곡이 발생되는 것을 예방하기 위한 것이다.

여기서, 발포단계(S130)에서 열가소성 수지와 혼합된 발포제는 형폐된 성형장치(100)의 캐비티 내로 공급된 후에 압력이 낮아지면서 자연 발포되거나 성형장치(100)의 캐비티로 주입되는 질소가스에 의해 발포된다.

이렇게, 금형을 형개한 상태를 일정시간 유지하여 천연소재 및 사출액을 냉각시키는 냉각단계를 갖는다.(S140)

상기 냉각단계(S140) 이후에 금형을 작동하여 금형을 완전히 형개시켜서 캐비티에 성형된 천연소재의 내장재를 추출하는 추출단계를 갖는다.(S150)

이렇게 추출단계의 금형에서 추출된 내장재(200)는 도 5와 같은 형상을 갖는다.

이와 같이 성형된 내장재(200)는 천연소재(210)의 양단부에 외곽부를 형성하는 사출물이 발포되어 형성되되, 발포 억제되어 천연소재(210)와 동일한 두께로 형성되는 발포 억제부(211)와, 발포 억제부(211)에 일체로 형성되되 발포제가 발포되어 형성되는 발포 생성부(212)를 구비한다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 내장재 성형 장치 및 성형방법에 의하면, 사출 발포 성형으로 천연소재 양단부에 발포 억제부로 인하여 강성을 향상시키고, 발포 생성부로 내장재의 외곽을 구성하여 내장재의 물성 성능을 만족시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 성형장치
110 : 제1금형 111 : 제1성형부
120 : 제2금형 121 : 제2성형부
122 : 고정핀 123 : 사출액 통로
130 : 사출액 공급유닛
140 : 무빙코어
150 : 액추에이터
200 : 내장재
210 : 천연소재
211 : 발포 억제부
212 : 발포 생성부

Claims

삭제
삭제
삭제
a) 천연소재의 일정크기로 절단하여 제2금형의 제2성형부에 고정하여 준비하는 준비단계;
b) 준비단계 이후에, 금형을 작동시켜 형폐하고, 사출액 공급유닛으로 제2금형으로 발포제와 열가소성 수지를 공급하는 사출액 공급단계;
c) 제1금형과 제2금형 사이에 공급된 열가소성 수지에 혼합된 발포제를 발포시키는 발포단계;
d) 발포단계 이후에, 금형을 형개한 상태로 일정시간 유지하여 천연소재의 가장자리에 일체로 성형된 사출액을 냉각시키는 냉각단계;
e) 냉각단계 이후에, 금형을 완전이 형개한 후에, 캐비티에 성형된 천연소재 내장재를 추출하는 추출단계;를 포함하되,
c) 발포단계는,
금형을 가동시켜 제1금형을 제2금형의 반대쪽으로 이동시켜 형개하는 형개 단계;
열가소성 수지에 함유되어 캐비티로 공급된 발포제를 발포시키는 발포제 발포단계;
제1금형에 장착된 무빙코어를 작동시켜 천연소재의 외곽부를 형성하는 캐비티의 사출액 일부와 천연소재의 일부를 압착하여 천연소재의 가장자리에 발포 억제부를 일체로 형성하는 무빙코어 압착단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 성형 방법.
청구항 4에 있어서,
a) 준비단계는,
고화된 천연소재를 일정길이로 절단한 후에 부드럽게 하기 위하여 예열장치에서 예열하는 예열단계;
예열단계에서 예열되어 연화된 천연소재를 제2금형의 제2성형부에 고정하는 천연소재 고정단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 성형 방법.
삭제