KR101755834B1 - Tom 공법을 응용한 원단 감싸기 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TOM 공법을 이용하여 사출물 표면에 원단을 감싸는 공법에 관한 것이다.
본 발명은 TOM 공법을 응용하여 스웨이드/니트/부직포 등과 같은 원단을 사출물에 가접착 한 후에 특수 필름을 통해 원단이 사출물 끝단 오버레이부 까지 전체적으로 감싸도록 하는 새로운 저가형의 원단 감싸기 공법을 구현함으로써, 공정 단순화 및 제조 원가 절감은 물론 제품 고급화에 따른 품질을 확보할 수 있는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법을 제공한다.

Description

TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법{Method for wrapping injection molding product in fabrics using Three-dimensional Overlay Method}

본 발명은 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 TOM 공법을 이용하여 사출물 표면에 원단을 감싸는 공법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 전기 및 전자기기, 휴대전화와 같은 통신기기, 차량용 미러 등의 표면을 구성하는 케이스는 합성수지의 사출물로 제조되고, 이러한 케이스는 각종 방법으로 표면처리가 되는 것이 보통이다.

예를 들면, 케이스 제조 시 그 표면에 금속 광택의 질감을 갖도록 하거나, 입체감 같은 심미적 효과를 구현하거나, 부드러운 원단의 질감을 표현하는 방법으로, 합성수지 필름의 표면에 금속층을 형성시키고 해당 필름을 금형에 삽입하고 인서트 사출하거나, 사출물 케이스 표면을 원단으로 감싸는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 방법은 대부분 공정이 복잡하고 작업에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 고비용이 요구되는 등의 단점이 있다.

따라서, 최근에는 진공환경을 만들어 대기압을 불어 넣어 가압 성형하는 방식인 TOM 공법(Three-dimensional Overlay Method)을 적용하여 자동차 내외장재 등으로 사용되는 사출물 기재 표면에 필름이나 원단을 부착 성형함으로써 질감이 있는 제품으로 마감하는 공법이 주로 이용되고 있다.

예를 들면, 이러한 TOM 공법은 외관 장식을 위한 패턴이 있는 필름을 예열한 후에 사출물 위에 안착시키고, 이렇게 안착시킨 필름을 진공 및 가압하여 사출물의 오버랩부까지 감싸도록 접착시킨 다음, 금형 탈형 및 필름 나머지부를 제거하는 방법으로 사출물 표면을 필름으로 감싼 제품을 제조하는 공법이다.

이와 같은 TOM 공법은 필름을 사출물의 언더컷 부위까지 감쌀 수 있는 공법으로 외관 버(Burr)가 발생하지 않아 깨끗한 외관을 얻을 수 있으나, 필름이 외관 장식(Decoration) 역할이므로 필름 신율에 의해 늘어나면 외관 디자인 패턴이 망가질 수 있는 등 딥 드로잉(Deep drawing) 부위에 적용하기 어려운 한계가 있다.

한국공개특허 10-2011-0101165호 미국특허 US 7232541호

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, TOM 공법을 응용하여 스웨이드/니트/부직포 등과 같은 원단을 사출물에 가접착 한 후에 특수 필름을 통해 원단이 사출물 끝단 오버레이부 까지 전체적으로 감싸도록 하는 새로운 저가형의 원단 감싸기 공법을 구현함으로써, 공정 단순화 및 제조 원가 절감은 물론 제품 고급화에 따른 품질을 확보할 수 있는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법은 다음과 같은 특징이 있다.

상기 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법은 접착제가 도포되어 있는 원단을 사출물의 형상에 맞게 커팅하는 단계와, 커팅한 원단을 사출물 위에 위치시킨 다음 예열을 통해 원단을 가접착하는 단계와, 원단이 가접착되어 있는 사출물을 필름과 함께 진공 챔버 내에 세팅한 다음 진공 챔버를 닫는 단계와, 진공 챔버의 내부에 진공을 조성하고 이때의 진공압에 의해 필름이 원단을 사출물측에 밀착되도록 가압함에 따라 원단이 사출물의 표면에 접착되도록 하는 단계와, 진공 챔버를 오픈하여 사출물에 원단이 감싸여져 있는 제품을 취출하는 단계로 이루어지는 공법이다.

여기서, 상기 커팅한 원단을 사출물에 위치시킬 때, 안착 지그를 사용하여 사출물 위에 원단의 위치를 잡을 수 있도록 할 수 있으며, 이때의 원단에 있는 가이드 홀을 안착 지그에 있는 핀에 끼우는 방식으로 위치를 잡을 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 제품의 취출 후, 후처리 작업으로 압입 지그를 이용하여 제품의 코너부위를 눌러줌으로써 들뜸을 방지하는 과정을 더 실시할 수 있다.

그리고, 상기 원단의 경우에는 스웨이드, 고밀도 트리코트, 니트, 부직포 등의 소재로 이루어진 것을 사용할 수 있고, 상기 필름의 경우에는 CPP 필름 등과 같은 신율이 있고 공기가 통하지 않는 모든 재질의 필름을 사용할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 백 사출 또는 다른 공법 대비 원단 끝단이 노출되지 않도록 할 수 있고, 원단 자체의 신율 때문에 부착 시 원단이 늘어나도 외관 장식 패턴이 어색하지 않으며, 성형 깊이가 깊은 딥 드로잉 부위까지 적용이 가능한 장점이 있다.

둘째, 기존 플로킹 사양 대비 표면 고급화 및 원단 이면 백 사출 공법 대비 끝단 버 삭제가 가능한 장점이 있다.

셋째, 전체적인 공정이 단순할 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있다.

넷째, 헤드라이닝에 설치되는 리어 화장용 미러 케이스 및 하우징 등과 같은 내장재의 표면을 스웨이드 원단을 감싸줌으로써, 기존 플로킹(Flocking) 처리에 비해 표면 처리 고급감을 개선할 수 있고, 헤드라이닝 원단과 동일 원단 사용으로 이질감을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법의 전체 공정을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법에서 원단 트리밍 공정을 나타내는 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법에서 진공용 필름 장착 공정을 나타내는 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법에서 진공 성형 공정을 나타내는 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법에서 후처리 공정을 나타내는 개략도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법으로 제조한 케이스 및 하우징을 나타내는 개략도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법의 전체 공정을 나타내는 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법은 TOM 공법을 응용하여 원단을 사출물에 가접착한 후에 특수 필름을 통해 끝단 오버레이 부위를 감싸는 저비용 고효율의 공법으로서, 공정 단순화는 물론 제품의 품질을 확보할 수 있는 공정으로 이루어지게 된다.

먼저, 접착제가 도포되어 있는 원단(10)을 사출물(11)의 형상에 맞게 커팅하는 단계를 실시한다.

상기 원단(10)의 한쪽면에는 핫멜트 등의 접착제가 라미네이팅되어 있으며, 톰슨 지그 작업을 통해 원단(10)을 사출물 외형에 맞게 커팅한다.

예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 트리밍 지그를 활용하여 원단(10) 외형을 커팅한 후, 후면에 사출물과의 접착을 위한 핫멜트 필름을 부착한다.

여기서, 트리밍 형상은 기본적으로 진공을 고려하여 설정할 수 있다.

그리고, 상기 원단(10)의 소재로는 스웨이드, 고밀도 트리코트, 니트, 부직포 등과 같은 소재를 사용할 수 있다.

다음, 커팅한 원단(10)을 미리 준비해놓은 사출물(11) 위에 위치시킨 다음 예열을 통해 원단(10)을 가접착하는 단계를 실시한다.

즉, 사출물(11) 위에 원단(10)을 올려 놓고 예열하고, 이러한 예열을 통해 핫멜트 필름을 녹여 원단(10)이 사출물에 가세팅될 수 있도록 한다.

이렇게 커팅한 원단(10)을 사출물(11)에 위치시킬 때에는 안착 지그(15)를 사용하여 사출물(11) 위에 사출물(11) 형상에 맞는 원단(10)의 정확한 위치를 잡을 수 있다.

이를 위하여, 상기 원단(10)에는 적어도 전후 및 좌우 위치 4곳에 가이드 홀(16)을 형성할 수 있으며, 이러한 원단(10)의 홀(16)을 원단 예열용 안착 지그(15)에 돌출 형성되어 있는 핀(18), 즉 원단(10)과 사출물(11)의 형상을 고려하여 미리 위치를 설정해놓은 곳에 형성되어 있는 핀(18)에 끼워서 원단 위치를 규제함으로써, 사출물(11)의 형상에 맞게 원단(10)의 위치를 정확히 맞춰 세팅할 수 있다.

다음, 원단(10)이 가접착되어 있는 사출물(11)을 필름(12)과 함께 진공 챔버(13) 내에 세팅한 다음 진공 챔버(13)를 닫는 단계를 실시한다.

즉, 예열된 원단(10)이 가접착 되어 있는 사출물(11)을 진공용 지그(19)에 안착시킨 후, 필름(12)으로 클램핑한 상태에서 진공 조건을 구현한다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 내부에 사출물 안착을 위한 진공용 지그(19)가 마련되어 있는 동시에 아래쪽으로 버큠 펌핑을 위한 홀이 형성되어 있는 진공 챔버(13)를 마련하고, 이러한 진공 챔버(13)의 진공용 지그(19)를 세팅한 후, 그 위쪽을 필름(12)으로 씌운다.

이때의 필름(12)은 진공 챔버(13)를 닫을 때 4변이 챔버측에 눌려 고정될 수 있다.

여기서, 상기 필름(12)은 CPP 필름을 사용할 수 있으며, 이때의 CPP 필름은 T-DIE 공법으로 생산된 PP 필름으로 연신이 되지 않아 양방향으로 늘어날 수 있는 특징을 갖는다.

즉, 스웨이드, 니트 부직포 원단은 원단 자체에 미세 기공을 가지고 있어, ,필름 타입과 달리 직접적으로 진공 조건 구현이 불가능하며, 이를 대신하기 위해 CPP 필름을 이용하여 진공 조건을 구현할 수 있다.

이러한 필름(12)은 진공, 가압에 의해 원단(10)을 사출물(11)과 부착하기 위한 툴 역할을 수행하게 된다.

물론, 상기 필름(12)의 재질은 CPP 필름 이외에도 신율이 있고 공기가 통하지 않는 모든 재질의 필름을 사용할 수 있다.

다음, 진공 챔버(13)의 내부에 진공을 조성하고 이때의 진공압에 의해 필름(12)이 원단(10)을 사출물(11)측에 밀착되도록 가압함에 따라 원단(10)이 사출물(11)의 표면에 접착되도록 하는 단계를 실시한다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 진공 챔버(13)의 진공용 지그(19) 위에 원단(10)이 가접착되어 있는 사출물(11)을 사출한 상태에서, 챔버 하단에서 버큠 펌프(미도시)를 가동하면 챔버 내부는 진공이 구현된다.

이때, 필름 상측으로 질소 가스 등을 투입하여 진공 조건과 더불어 가압 조건이 구현되도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 진공 챔버(13) 내부에 진공이 조성되면, 즉 챔버 내의 필름 하측 공간에 진공이 조성되면, 필름(12)이 원단(10)을 상단부터 눌러주면서 하단까지 천천히 가압하게 되고, 결국 이때의 필름(12)을 통한 가압에 의해 원단(10)은 사출물(11)의 전체 표면은 물론 오버레이 부위까지 감싸면서 접착된다.

여기서, 상기 진공 챔버(13) 내의 진공압이나 진공 성형 시간 등은 다양한 형태의 제품에 대한 수회의 캘리브레이션을 통해 적절하게 미리 설정할 수 있다.

다음, 제품(14)을 취출한 후에는 후처리 작업으로 압입 지그(17)를 이용하여 제품(14)의 코너부위를 눌러줌으로써 들뜸을 방지하는 공정을 실시할 수 있다.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 탈거한 제품(14)을 압입 지그(17)를 이용하여 후처리 작업을 실시한다.

보통 원단 코너부는 연신율 차이 및 부착 깊이가 깊어 접착력이 떨어지기 쉬운 구조이며, 특히 환경시험 시 박리가 나기 쉬운 영역이다.

이를 방지하기 위해 압입 지그(17)를 사용하여 코너부를 눌러줌으로써 들뜸을 방지할 수 있다.

다음, 약 60∼80초 정도 후에 진공 챔버(13)를 오픈하여 사출물(11)에 원단(10)이 감싸여져 있는 제품(14)을 취출하는 단계를 실시한다.

즉, 제품(14)을 진공 챔버(13)에서 취출한 후에 필름(12)을 제거하면 원단의 기모/표면도 살아 있고, 끝단부도 완전히 감싸기 되어 있어 플랜지부의 버어가 발생하지 않는다.

이렇게 원단 감싸기 공법으로 제조한 제품의 일 예로서, 도 6에서는 스웨이드 원단으로 감싸기 처리된 차량용 리어 화장 미러의 케이스와 하우징을 보여주고 있으며, 오버레이 부위는 물론 코너부, 전체 표면에 원단(10)이 들뜸없이 감싸여 있는 것을 볼 수 있다.

이러한 차량용 리어 화장 미러의 케이스와 하우징의 경우 스웨이드 원단으로 감싸인 형태로 제조되므로서, 표면 처리 고급화를 도모할 수 있으며, 기존의 플러킹 처리에 비해 표면처리 고급감을 개선할 수 있고, 헤드라이닝 원단과 동일한 원단을 사용함으로써 이질감을 없앨 수 있다.

그리고, 종전과 같이 원단 인서트 후 백 사출 공법 적용 시 끝단에 버가 발생하는 문제를 해결할 수 있고, 플러킹 사양 대비 원가를 절감할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 차량용 내장재로 사용되는 제품, 예를 들면 리어 화장 미러의 케이스와 하우징의 사출 표면 노출에 의한 저급감 개선을 위해 이러한 케이스와 하우징을 헤드라이닝 재질과 동일한 스웨이드 원단으로 감싸는 공법을 구현함으로써, 단순한 공정 및 저렴한 비용으로 제품에 대한 표면처리의 고급화를 도모할 수 있으며, TOM 공법을 응용한 특수 필름의 진공/가압을 통해 끝단 오버레이 부위까지 깔끔하게 감싸줌으로써 들뜸이나 버가 없는 우수한 품질을 확보할 수 있다.

10 : 원단
11 : 사출물
12 : 필름
13 : 진공 챔버
14 : 제품
15 : 안착 지그
16 : 가이드 홀
17 : 압입 지그
18 : 핀
19 : 진공용 지그(조방 지그)

Claims (6)

1. 접착제가 도포되어 있는 원단(10)을 사출물(11)의 형상에 맞게 커팅하는 단계;
   커팅한 원단(10)을 사출물(11) 위에 위치시킨 다음 예열을 통해 원단(10)을 가접착하는 단계;
   원단(10)이 가접착되어 있는 사출물(11)을 필름(12)과 함께 진공 챔버(13) 내에 세팅한 다음 진공 챔버(13)를 닫는 단계;
   진공 챔버(13)의 내부에 진공을 조성하고 이때의 진공압에 의해 필름(12)이 원단(10)을 사출물(11)측에 밀착되도록 가압함에 따라 원단(10)이 사출물(11)의 표면에 접착되도록 하는 단계;
   진공 챔버(13)를 오픈하여 사출물(11)에 원단(10)이 감싸여져 있는 제품(14)을 취출하는 단계; 및
   원단(10)이 감싸여져 있는 제품(14)을 진공 챔버(13)에서 취출한 후 원단(10)에서 필름(12)을 제거하는 단계;를 포함하고,
   상기 원단(10)은 스웨이드, 고밀도 트리코트, 니트, 부직포 중 어느 하나의 소재로 이루어지며,
   상기 필름(12)은 CPP 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 커팅한 원단(10)을 사출물(11)에 위치시킬 때, 안착 지그(15)를 사용하여 사출물(11) 위에 원단(10)의 위치를 잡는 것을 특징으로 하는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 커팅한 원단(10)을 사출물(11)에 위치시킬 때, 원단(10)에 있는 가이드 홀(16)을 안착 지그(15)에 있는 핀에 끼우는 방식으로 위치를 잡는 것을 특징으로 하는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제품(14)의 취출 후, 후처리 작업으로 압입 지그(17)를 이용하여 제품(14)의 코너부위를 눌러줌으로써 들뜸을 방지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TOM 공법을 응용한 원단 감싸기 공법.
   
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