KR102323092B1

KR102323092B1 - 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR102323092B1
Application number: KR1020200102477A
Authority: KR
Inventors: 윤치원
Original assignee: 주식회사 서연이화
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2021-11-11

Abstract

본 발명은 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 차량용 내장재 제조장치는 이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 내장재 제조장치는 제1 금형과 제2 금형을 이용하여 기재와 스킨을 압착시키는 차량용 내장재 제조장치에 있어서, 기재의 상부에 접착제가 도포되어 접착층이 형성되며, 기재가 배치되는 기재성형면을 갖는 제1 금형, 프리포밍된 스킨이 배치되는 스킨성형면을 갖는 제2 금형, 제1 금형에 형성된 복수 개의 공기통로를 통해 기재와 스킨 사이에 공기를 공급하거나 배출하는 공기조절장치를 포함하며, 공기조절장치는 제2 금형이 압착을 위해 제1 금형 측으로 이동할 때 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리에 도달할때까지 공기통로로 공기를 주입하여 기재와 스킨의 압착가공시 스킨에 주름이 발생되는 것을 방지한다.

Description

차량용 내장재 제조장치 및 제조방법 {APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING INTERIOR MATERIALS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 특히 기재와 스킨의 압착가공시 스킨에 주름이 발생되는 것을 방지하는 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

근래 들어 차량 내장재의 고급화가 이뤄지면서 내장재 성형방법으로 인 몰드 그레이닝(In Mold Graining, IMG)이 도입되고 있다. IMG 성형은 전기 주조(elctro forming)를 통해 정교한 패턴이나 질감이 구현된 금형(전주 금형)을 사용함으로써, 보다 고급스러운 내장재의 표면 처리를 가능하게 한다.

일반적으로 리얼스티치는 자동차 내장재의 고급스러움을 표현하기 위해서 사용되고 있고, 최근에는 리얼스티치가 아닌 스티치 모양이 표현된 내장재도 등장하고 있다.

종래 리얼스티치가 구현된 내장재를 위한 제조공정은 “① IMG 금형으로 스킨을 프리포밍, ② 프리포밍된 스킨에 리얼스티치 봉재작업, ③ 리얼스티치 봉재작업된 스킨과 코어의 가접착, ④ 압착 금형으로 가접착된 스킨과 코어를 압착”의 순서로 이루어진다.

그런데, 스킨과 코어 사이를 압착시키는 과정에서 금형과 스킨 사이에 위치편차가 발생함에 따라 스킨과 코어의 압착 공정이 완료된 후 스킨에 주름이 발생하는 문제점이 있었다.

도 1은 종래 기술의 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법에 따라 생산된 차량용 내장재의 일부분을 보여주는 사진으로, 도 1의 표시된 부분처럼 스킨에 주름이 발생함에 따라 원가 경쟁력이 저하되고, 표면 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 스킨과 코어의 가접착 후 스킨과 코어를 압착함에 따라, 가접착 장비와 압착 장비의 두개의 장비가 필요하여 비용이 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 기재와 스킨의 압착 가공시 스킨에 주름이 발생되는 것을 방지하고, 스킨의 표면 품질을 향상시키며 불량율을 낮춰 원가 경쟁력을 향상시키는 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 제1 금형과 제2 금형을 이용하여 기재와 스킨을 압착시키는 차량용 내장재 제조장치에 있어서, 기재의 상부에 접착제가 도포되어 접착층이 형성되며 기재가 배치되는 기재성형면을 갖는 제1 금형, 프리포밍된 스킨이 배치되는 스킨성형면을 갖는 제2 금형, 제1 금형에 형성된 복수 개의 공기통로를 통해 기재와 스킨 사이에 공기를 공급하거나 배출하는 공기조절장치를 포함하며, 공기조절장치는 제2 금형이 압착을 위해 제1 금형 측으로 이동할 때 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리에 도달할때까지 공기통로로 공기를 주입하는 차량용 내장재 제조장치가 제공될 수 있다.

또한, 기재성형면은 가운데가 단차지며 돌출되게 형성된 돌출부를 구비하고, 스킨성형면은 돌출부와 대응되게 단차지며 함입되게 형성된 오목부를 구비할 수 있다.

그리고, 공기통로는 돌출부의 양측에 형성된 복수 개의 제1 공기통로, 돌출부에 형성된 복수 개의 제2 공기통로를 포함할 수 있다.

또한, 공기조절장치는 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 주입시작거리 보다 가까워지면 공기통로로 공기의 주입을 시작하도록 마련될 수 있다.

그리고, 기재는 제2 공기통로와 대응되는 위치에 관통홀을 구비하고, 접착제는 관통홀과 대응되는 위치에 연통홀을 구비할 수 있다.

또한, 공기조절장치는 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 흡입시작거리 보다 가까워지면 기재와 스킨 사이를 진공 상태가 되도록, 기재와 스킨 사이의 공기를 흡입하도록 마련될 수 있다.

또한, 차량용 내장재 제조장치는 기재성형면에서 함몰 형성된 가이드홈에 삽입되어 스킨성형면 또는 스킨에 밀착되는 실링부재, 실링부재가 스킨성형면 또는 스킨에 밀착되도록 가이드홈과 실링부재 사이에서 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

그리고, 제1 금형과 제2 금형 중 어느 한측 또는 양측은, 내부에 스킨 또는 기재를 가열하여 접착제가 스킨과 기재 사이에 용이하게 접착될 수 있도록 온수를 공급하는 온수통로를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 IMG 금형장치를 이용하여 스킨의 표면을 성형하는 단계, 봉재작업을 통해 스킨에 리얼스티치 라인을 형성하는 단계, 제1 금형에 접착제가 도포된 기재를 배치하고 제2 금형에 스킨을 배치하는 단계, 스킨의 주름 발생을 방지하기 위해 기재와 스킨 사이에 공기를 주입하는 단계, 제1 금형과 제2 금형을 이용하여 기재와 스킨을 압착하는 단계, 제1 금형과 제2 금형을 이격시켜 기재와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 단계를 포함하는 차량용 내장재 제조방법이 제공될 수 있다.

여기서, 기재와 스킨 사이에 공기를 주입하는 단계는, 제2 금형을 제1 금형 측으로 이동시키면서 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 주입시작거리 보다 가까워지면 기재와 스킨 사이로 공기의 주입을 시작할 수 있다.

그리고, 기재와 스킨을 압착하는 단계는, 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리 보다 가까워지면 기재와 스킨 사이의 공기를 흡입하여 진공상태로 형성한 후 제1 금형과 제2 금형을 이용하여 기재와 스킨을 압착할 수 있다.

또한, 기재와 스킨을 압착하는 단계는, 제1 금형 또는 제2 금형 중 어느 한측 또는 양측에 구비된 온수통로를 이용하여 기재 또는 스킨을 가열하며 접착제가 기재와 스킨에 용이하게 접착되도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 기재와 스킨의 압착 가공시 스킨에 주름이 발생되는 것을 방지하고, 스킨의 표면 품질을 향상시키며 불량율을 낮춰 원가 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 기재와 스킨의 가접착 공정을 삭제하며, 제1 금형과 제2 금형을 이용하여 기재와 스킨을 압착함에 따라 장비에 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 공정수와 공정 시간이 단축되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술의 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법에 따라 생산된 차량용 내장재의 일부분을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법에 따라 생산할 수 있는 내장재 중 하나인 자동차 센터 콘솔의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 내장재 제조장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4와 도 5는 도 3에서 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리에 따른 공기의 흐름을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 내장재 제조방법에 따른 플로어 차트이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 내장재 제조장치 및 제조방법에 따라 생산할 수 있는 내장재 중 하나인 자동차 센터 콘솔의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 내장재 제조장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4와 도 5는 도 3에서 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리에 따른 공기의 흐름을 보여주는 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 내장재 제조방법에 따른 플로어 차트이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 내장재 제조장치는 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착시키는 차량용 내장재 제조장치에 있어서, 기재의 상부에 접착제가 도포되어 접착층(12)이 형성되며 기재(11)가 배치되는 기재성형면(110)을 갖는 제1 금형(100), 프리포밍된 스킨(13)이 배치되는 스킨성형면(210)을 갖는 제2 금형(200), 제1 금형(100)에 형성된 복수 개의 공기통로(120)를 통해 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기를 공급하거나 배출하는 공기조절장치(300)를 포함하며, 공기조절장치(300)는 제2 금형(200)이 압착을 위해 제1 금형(100) 측으로 이동할 때 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리에 도달할때까지 공기통로(120)로 공기를 주입한다.

본 발명에 따른 차량용 내장재 제조장치는 커버링 공정에 적용되며, 커버링 공정이란 일예로, 스킨(13)과 기재(11)로 구성된 자동차 내장재(10)에 있어서 기재(11)의 상부에 접착제를 도포하여 접착층(12)을 형성한 후 스킨(13)으로 기재(11)를 감싸 자동차의 내장재(10)를 제조하는 공정일 수 있다.

이와 같이 차량용 내장재(10)는 내부에서 형태를 잡아주는 골격에 해당하는 기재(11)가 구비되고, 기재(11)의 외부를 프리포밍된 스킨(13)이 덮으며 기재(11)의 외부에 스킨(13)이 접착층(12)을 통해 접착된다.

스킨(13)은 IMG 금형장치를 이용하여 진공성형공정을 통해 프리포밍되며, 차량용 내장재(10)의 고급감을 극대화하기 위해 스킨(13)의 하부에는 폼(14)이 구비될 수 있다.

또한, 스킨(13)은 재봉기를 이용한 재봉작업을 통해 가장자리를 따라 리얼스티치 라인(20)이 형성된다.

이때, 폼(14)은 일예로 폴리프로필렌 폼, 폴리우레탄 폼, 및 에틸렌-비닐 아세테이트 폼으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 폼일 수 있으며, 또는, 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 섬유, 및 폴리프로필렌계 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 합성섬유를 이용하여 제조될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

기재(11)는 차량용 내장재(10)의 형상으로 사출되어 형성되며, 기재(11)의 표면에 접착제가 도포되어 접착층(12)이 형성된 후 차량용 내장재 제조장치에 배치된다.

이때, 기재(11)는 경질의 합성수지 사출물일 수 있으며, 일 예로 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 합성수지 사출물일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 차량용 내장재 제조장치는 제1 금형(100), 제2 금형(200), 공기조절장치(300)로 구성되고, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착하여 차량용 내장재(10)를 가공한다.

제1 금형(100)은 상측에 기재(11)가 배치되는 기재성형면(110)을 구비하고, 기재(11)의 상측면에 접착제가 도포되어 접착층(12)이 형성된다.

제2 금형(200)은 프리포밍된 스킨(13)이 배치되는 스킨성형면(210)을 구비하며, 도면에 도시된 바와 같이 스킨(13)의 하측에 폼(14)이 구비될 수 있다.

공기조절장치(300)는 기재(11)와 스킨(13) 사이로 공기를 주입하거나, 기재(11)와 스킨(13) 사이의 공기를 흡입하는 기능을 제공한다.

이러한 공기조절장치(300)는 압착가공을 위해 제2 금형(200)이 제1 금형(100) 측으로 이동할 때 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기를 주입하여 공기층이 형성되도록 하여 스킨(13)의 주름 발생을 방지한다.

즉, 기재(11)와 스킨(13) 사이에 형성된 공기층은 제2 금형(200)이 제1 금형(100) 측으로 이동함에 따라 기재(11)와 스킨(13) 사이에서 압축되고, 압축된 공기층은 기재(11)를 제1 금형(100) 측으로 가압하고 스킨(13)을 제2 금형(200) 측으로 가압함에 따라 스킨(13)의 주름 발생을 방지한다.

또한, 공기조절장치(300)는 기재(11)와 스킨(13) 사이가 접촉되어 압착될 수 있도록, 기재(11)와 스킨(13) 사이의 공기를 흡입하여 제거함에 따라 기재(11)와 스킨(13) 사이를 진공상태로 만들어 용이하게 접착되도록 한다.

이러한 공기조절장치(300)는 제1 금형(100)의 내부에 형성된 복수 개의 공기통로(120)를 통해 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기를 주입하거나 흡입한다.

이러한 차량용 내장재 제조장치는 크래쉬 패드, 도어 트림, 콘솔 박스, 암 레스트, 헤드 레스트, 헤드 라이너, 글러브 박스, 대시보드, 도어패널 등 리얼스티치 라인(20)이 들어갈 수 있는 차량용 내장재(10)의 생산에 적용할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 바와 같이 단면이 하측으로 개구되는 'ㄷ' 형상으로 형성된 내장재(10)의 생산에 적용되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

이에 따라 제1 금형(100)의 기재성형면(110)은 가운데가 단차지며 돌출되게 형성된 돌출부(111)를 구비하고, 돌출부(111)에 기재(11)가 안착되어 배치된다.

이러한 돌출부(111)에는 기재(11)가 안착되도록 기재(11)의 두께와 대응되는 두께만큼 단차지게 함몰 형성된 안착면(112)이 형성될 수 있다.

또한, 제2 금형(200)의 스킨성형면(210)은 돌출부(111)와 대응되게 단차지며 함입되게 형성된 오목부(211)를 구비하고, 오목부(211)에 스킨(13)이 안착되어 배치된다.

이때, 기재성형면(110)과 스킨성형면(210)에는 각각 기재(11)와 스킨(13)이 처음 배치된 상태를 유지할 수 있도록 별도의 진공통로가 내부에 마련되거나, 핀, 집게, 고리 등 다양한 구속장치를 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 고정시킬 수도 있으며, 별도의 진공통로에 더하여 추가로 구속장치를 구비할 수도 있다.

그리고, 공기통로(120)는 돌출부(111)의 양측에 형성된 복수 개의 제1 공기통로(121)와 돌출부(111)에 형성된 복수 개의 제2 공기통로(122)로 구성된다.

제1 공기통로(121)는 일측이 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 공간과 연통되며 타측이 공기조절장치(300)와 연결되어 공기조절장치(300)에서 발생되는 공기가 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이로 주입되게 한다.

제2 공기통로(122)는 기재(11)가 안착되는 돌출부(111)에 형성되므로, 일측이 기재(11)에 형성된 관통홀(11a)과 접착층(12)에 구비된 연통홀(12a)을 통해 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 공간과 연통되고, 타측이 공기조절장치(300)와 연결되어 공기조절장치(300)에서 발생되는 공기가 관통홀(11a), 연통홀(12a)을 통과하여 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이로 주입되게 한다.

관통홀(11a)은 기재(11)의 제2 공기통로(122)와 대응되는 위치에 복수 개가 형성되고, 기재(11)를 사출하여 성형할 때 함께 형성되거나, 제1 금형(100)의 돌출부(111)에 배치한 후 추가로 가공하여 형성될 수 있다.

연통홀(12a)은 접착층(12)의 관통홀(11a)과 대응되는 위치에 복수 개로 구비되고, 접착층(12)이 기재(11)의 상측면에 접착제를 도포시 기재(11)의 관통홀(11a)이 형성되지 않은 상측면에만 도포되어 형성됨에 따라 접착층(12)에 연통홀(12a)이 구비될 수 있다.

이러한 제2 공기통로(122)는 제2 금형(200)이 제1 금형(100) 측으로 이동하여 오목부(211)에 안착된 스킨(13)의 안쪽 측면과 돌출부(111)에 안착된 기재(11)와 접착층(12)의 측면이 밀착될 경우에도 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기를 주입하거나 흡입할 수 있도록 한다.

또한, 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기가 주입되는 공간이 밀폐된 공간으로 마련될 수 있도록, 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이에 실링구조가 마련된다.

실링구조는 일예로, 실링부재(101)와 탄성부재(102)로 구성될 수 있으며, 제1 금형(100)에 형성된 가이드홈(140)에 삽입되어 제2 금형(200)을 지지하도록 마련된다.

가이드홈(140)은 돌출부(111)의 양측의 기재성형면(110)에서 함몰되어 형성되고, 탄성부재(102)가 수용되며, 실링부재(101)가 삽입되며 실링부재(101)의 상하방향 이동을 가이드한다.

이러한 가이드홈(140)은 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 기재(11)와 스킨(13)을 압착할 때 실링부재(101)가 방해하지 않도록, 즉, 실링부재(101)가 제1 금형(100)에서 돌출되어 제2 금형(200)의 이동을 방해하지 않도록 충분한 길이로 함몰되어 형성되는 것이 바람직하다.

실링부재(101)는 하측이 가이드홈(140)에 삽입되고 상측단이 탄성부재(102)의 탄성력으로 제2 금형(200)의 스킨성형면(210)을 지지하여 밀착되거나, 스킨성형면(210)에 배치된 스킨(13) 또는 폼(14)을 지지하여 밀착된다.

이때, 실링부재(101)는 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 후술할 주입시작거리만큼 이격된 상태에서 하측의 일부분이 가이드홈(140)에 삽입되며 상측단이 스킨성형면(210) 또는 스킨(13)에 밀착될 수 있는 충분한 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 주입시작거리 보다 좁아질 때, 기재(11)와 스킨(13) 사이로 공기가 주입되는 공간을 밀폐된 공간으로 제공할 수 있게 된다.

탄성부재(102)는 가이드홈(140)에 삽입되어 실링부재(101)를 지지하며, 실링부재(101)가 스킨성형면(210) 또는 스킨(13)에 밀착되도록 가이드홈(140)과 실링부재(101) 사이에서 탄성력을 제공한다.

또한, 공기조절장치(300)는 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리에 따라 기재(11)와 스킨(13) 사이로 공기를 주입하거나 흡입한다.

압착가공시 제2 금형(200)은 제1 금형(100) 측으로 이동하며, 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 미리 정해진 주입시작거리에 도달한 후 주입시작거리보다 가까워지면 도 4에 도시된 것처럼 공기조절장치(300)가 기재(11)와 스킨(13) 사이로 공기를 주입한다.

이때, 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 기재(11)와 스킨(13)이 배치된 공간은 실링부재(101)로 인해 밀폐된 공간으로 마련되기 때문에 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기층이 형성된다.

이러한 공기층은 공기조절장치(300)가 기재(11)와 스킨(13) 사이로 공기를 주입하면서 제2 금형(200)이 제1 금형(100) 측으로 이동함에 따라 점차 압축되고, 압축된 공기층은 기재(11)와 스킨(13)을 가압하여 스킨(13)의 주름 발생을 방지한다.

특히, 스킨성형면(210)의 오목부(211)의 안쪽 모서리와 같이 굴곡진 형상과 스킨(13) 사이에는 들뜸 현상이 발생될 수 있어서 기재(11)와 스킨(13) 사이에 형성된 압축된 공기층을 이용하여 스킨(13)을 스킨성형면(210)에 밀착시키면서 스킨(13)의 주름 발생을 방지한다.

또한, 스킨(13)은 가공하는 내장재(10) 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있고 제2 금형(200)에 배치되기 전에 내장재(10)의 형상으로 프리포밍되지만, 제2 금형(200)의 스킨성형면(210)의 형상과 프리포밍된 스킨(13)의 형상이 상이하거나, 제2 금형(200)에 배치된 스킨(13)이 움직일 경우에도 압축된 공기층이 스킨(13)을 가압하고, 스킨(13)이 스킨성형면(210)에 밀착되므로 스킨(13)의 주름 발생을 방지한다.

그리고, 공기조절장치(300)는 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리에 도달할때까지만 공기통로(120)로 공기를 주입하며, 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 흡입시작거리 보다 가까워지면 도 5에 도시된 바와 같이 기재(11)와 스킨(13) 사이의 공기를 흡입하기 시작한다.

공기조절장치(300)는 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 접촉되기 직전인, 미세한 간극을 유지하도록 가까워지면 기재(11)와 스킨(13) 사이가 진공 상태가 되도록 공기를 흡입하여 기재(11)와 스킨(13)이 진공 상태에서 접촉될 수 있도록 한다.

이러한 주입시작거리와 흡입시작거리는 기재(11)와 스킨(13)의 재질과 면적 등에 따라 정해질 수 있으며, 일예로 주입시작거리는 10mm 일 수 있고, 흡입시작거리는 1mm 일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

따라서 공기조절장치(300)는 제2 금형(200)이 제1 금형(100) 측으로 이동할 때에는 기재(11)와 스킨(13) 사이에 압축된 공기층을 형성하여 스킨(13)의 주름을 제거하며 스킨(13)을 스킨성형면(210)에 밀착시키고, 제2 금형(200)이 제1 금형(100) 측으로 이동이 끝날 때, 즉, 형패가 완료되기 직전에 기재(11)와 스킨(13) 사이를 진공 상태로 만들어 용이하게 접착되도록 한다.

또한, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착시킨 후에는, 접착층(12)을 활성화하기 위한 가열수단이 마련된다.

가열수단은 일예로 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 중 어느 한측 또는 양측에 구비되어 온수를 공급하는 온수통로(130)로 마련될 수 있다.

온수통로(130)는 온수가 순환함에 따라 제1 금형(100) 또는 제2 금형(200)을 가열하여 기재(11) 또는 스킨(13)의 온도를 상승시키며, 기재(11) 또는 스킨(13)의 온도가 상승하면 기재(11)에 도포된 접착층(12)이 활성화되면서 기재(11)와 스킨(13)을 용이하게 접착할 수 있게 한다.

이러한 온수통로(130)는 제1 금형(100) 또는 제2 금형(200)의 내부에 복수 개로 마련될 수 있고, 기재성형면(110) 또는 스킨성형면(210)과 인접하게 배치될 수 있다.

또한, 아래에서는 도 6을 참고하여 차량용 내장재 제조방법에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 내장재 제조방법은 IMG 금형장치를 이용하여 스킨(13)의 표면을 성형하는 단계, 봉재작업을 통해 스킨(13)에 리얼스티치 라인(20)을 형성하는 단계, 제1 금형(100)에 접착제가 도포된 기재(11)를 배치하고 제2 금형(200)에 스킨(13)을 배치하는 단계, 스킨(13)의 주름 발생을 방지하기 위해 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기를 주입하는 단계, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착하는 단계, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이격시켜 기재(11)와 스킨(13)이 결합된 내장재(10)를 취출하는 단계를 포함한다.

내장재(10)는 접착제가 도포된 기재(11)를 스킨(13)으로 감싸는 커버링 공정을 통해 성형되며, 즉, 사출성형된 기재(11)와 프리포밍된 스킨(13)을 준비한 후 각각 제1 금형(100)과 제2 금형(200)에 배치하며 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착하여 성형된다.

먼저, S10 단계는 스킨(13)의 표면에 무늬 등을 형성하는 IMG 금형장치를 이용하여 스킨(13)의 표면을 성형하는 과정으로, 스킨(13)에 리얼스티치 봉재작업을 하기 전에 미리 스킨(13)의 표면에 무늬를 성형한다.

이러한 IMG(In Mold Graining, IMG) 성형은 전기 주조를 통해 정교한 패턴이나 질감이 구현된 금형을 사용하여 보다 고급스러운 내장재(10)의 표면 처리를 가능하게 하는 방법으로, 자동차 내장재(10)의 스킨(13)의 표면을 성형하는데 사용된다.

그리고 스킨(13)은 내장재(10)의 고급감을 극대화하기 위해 내장재(10)의 형상으로 프리포밍되어 하부에 폼(14)이 구비된다.

기재(11)는 내부에서 형태를 잡아줄 수 있도록 차량용 내장재(10)의 형상으로 사출되어 성형되고 제1 금형(100)의 공기통로(120)와 대응되는 위치에 관통홀(11a)이 형성된다.

다음으로, S20 단계는 스킨(13)에 봉재작업을 통해 리얼스티치 라인(20)을 형성하는 과정으로, 재봉설비를 이용하여 스킨(13)에 실제 스티치(real stitch)를 형성한다.

재봉설비는 실을 이용하여 옷감 등에 박음질을 하는 장비로, 작업자가 스킨(13)을 재봉틀에 올려 놓고 니들을 작동시켜 스킨(13)에 스티치를 형성할 수 있으며, 재봉설비에 스킨(13)을 연속하여 투입함으로써 스티치를 형성하는 것도 가능함은 물론이다.

다음으로, S30 단계는 제1 금형(100)과 제2 금형(200)에 기재(11)와 스킨(13)을 각각 배치하는 과정으로, 제1 금형(100)에 접착제가 도포된 기재(11)를 배치하며 제2 금형(200)에 폼(14)과 일체로 형성되는 스킨(13)이 배치된다.

이때 제1 금형(100)과 제2 금형(200)에는 기재(11)와 스킨(13)이 처음 배치된 상태를 유지할 수 있도록 별도의 진공통로, 핀, 집게, 고리 등의 다양한 구속장치가 마련된다.

그리고 제1 금형(100)에는 공기조절장치(300)와 연결되어 공기가 유동하는 공기통로(120)가 형성되고, 기재(11)에 접착제가 도포되어 형성된 접착층(12)은 관통홀(11a)과 대응되는 위치에 연통홀(12a)을 구비하거나, 접착제가 기재(11)의 관통홀(11a)을 막지 않도록 기재(11)의 표면에 도포된다.

또한, 제1 금형(100)에 설치되는 실링부재(101)는 탄성부재(102)의 탄성 지지력으로 제2 금형(200)의 스킨성형면(210) 또는 스킨(13)에 밀착되어 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 기재(11)와 스킨(13)이 배치되는 공간을 밀폐시킨다.

다음으로, S40 단계는 스킨(13)의 주름 발생을 방지하기 위한 과정으로, 제2 금형(200)을 제1 금형(100) 측으로 이동시키면서 공기조절장치(300)를 이용하여 기재(11)와 스킨(13) 사이에 공기를 주입한다.

즉, 제2 금형(200)이 제1 금형(100) 측으로 이동함에 따라 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 미리 정해진 주입시작거리에 도달하여 주입시작거리 보다 가까워지면 기재(11)와 스킨(13) 사이로 공기 주입을 시작한다.

이에 따라 스킨(13)이 스킨성형면(210)과 위치편차가 발생하더라도 압착시 스킨(13)에 주름이 발생되는 것을 방지하기 위해 진행된다.

여기서, 위치편차는 스킨(13)의 스킨성형면(210)에 접촉되는 면과 스킨성형면(210)이 동일하지 않아서 발생되는 틈새일 수 있으며, 또는, 스킨성형면(210)에 스킨(13)이 배치되면서 발생되는 스킨성형면(210)과 스킨(13) 사이의 틈새일 수도 있다.

이처럼 기재(11)와 스킨(13) 사이에 주입된 공기는 기재(11)와 스킨(13) 사이에서 공기층을 형성하며 제2 금형(200)이 제2 금형(200) 측으로 이동하면서 공기층을 압축시킨다.

이러한 압축된 공기층은 각각 기재(11)와 스킨(13)을 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 측으로 가압하며, 스킨성형면(210)과 위치편차가 있는 스킨(13)은 압축된 공기층의 가압력으로 제2 금형(200)에 밀착되면서 위치편차가 제거되고 주름 발생이 방지된다.

다음으로, S50 단계는 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착하는 과정이다.

이때, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착하기 전에 공기조절장치(300)를 이용하여 기재(11)와 스킨(13) 사이의 공기를 흡입하여 진공 상태로 만든다.

즉, 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리 보다 가까워지면 기재(11)와 스킨(13) 사이의 공기를 배출하여 진공상태로 형성한 후 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착한다.

이에 따라 기재(11)와 스킨(13) 사이의 공기층이 제거되어 접착될 수 있고, 기재(11)와 스킨(13)은 진공 상태가 되어 보다 용이하게 접착된다.

특히, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이용하여 기재(11)와 스킨(13)을 압착시킨 후, 제1 금형(100) 또는 제2 금형(200)을 가열하여 기재(11) 또는 스킨(13)의 온도를 높여 접착층(12)을 활성화시키는 과정이 추가될 수 있다.

온수통로(130)는 제1 금형(100) 또는 제2 금형(200) 중 어느 한측 또는 양측에 구비되어 제1 금형(100) 또는 제2 금형(200)을 가열하고, 기재(11) 또는 스킨(13)을 가열하며 접착층(12)이 기재(11)와 스킨(13)을 접착시킬 수 있도록 한다.

다음으로, S60 단계는 완성된 내장재(10)를 취출하기 위한 과정으로, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 이격시켜 기재(11)와 스킨(13)이 결합된 내장재(10)를 취출한다.

이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명의 실시예들에 의하면 기재와 스킨의 압착 가공시 스킨에 주름이 발생되는 것을 방지하고, 스킨의 표면 품질을 향상시키며 불량율을 낮춰 원가 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 내장재 11: 기재
11a: 관통홀 12: 접착층
12a: 연통홀 13: 스킨
14: 폼 100: 제1 금형
110: 기재성형면 111: 돌출부
112: 안착면 120: 공기통로
121: 제1 공기통로 122: 제2 공기통로
130: 온수통로 140: 가이드홈
200: 제2 금형 210: 스킨성형면
211: 오목부 300: 공기조절장치

Claims

제1 금형과 제2 금형을 이용하여 기재와 스킨을 압착시키는 차량용 내장재 제조장치에 있어서,
상기 기재의 상부에 접착제가 도포되어 접착층이 형성되며, 상기 기재가 배치되는 기재성형면을 갖는 상기 제1 금형;
프리포밍된 상기 스킨이 배치되는 스킨성형면을 갖는 상기 제2 금형;
상기 제1 금형에 형성된 복수 개의 공기통로를 통해 상기 기재와 스킨 사이에 공기를 주입하거나 흡입하는 공기조절장치;
상기 기재성형면에서 함몰 형성된 가이드홈에 삽입되며 상기 스킨성형면 또는 스킨에 밀착되어 상기 기재와 스킨 사이에 공기가 주입되는 공간을 밀폐하는 실링부재; 및
상기 실링부재가 상기 스킨성형면 또는 스킨에 밀착되도록 상기 가이드홈과 실링부재 사이에서 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하며,
상기 공기조절장치는 상기 제2 금형이 상기 제1 금형 측으로 이동할 때, 상기 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 주입시작거리 보다 가까워지면 상기 공기통로로 공기의 주입을 시작하여 상기 기재와 스킨 사이에 공기층을 형성하고, 상기 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리에 도달할때까지 상기 공기통로로 공기를 주입하며,
상기 기재와 스킨 사이에 형성된 공기층은 상기 제1 금형과 제2 금형 사이가 가까워지면서 압축되어 상기 스킨을 상기 제2 금형 측으로 가압하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기재성형면은 가운데가 단차지며 돌출되게 형성된 돌출부를 구비하고,
상기 스킨성형면은 상기 돌출부와 대응되게 단차지며 함입되게 형성된 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 공기통로는,
상기 돌출부의 양측에 형성된 복수 개의 제1 공기통로; 및
상기 돌출부에 형성된 복수 개의 제2 공기통로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조장치.
삭제
제 3 항에 있어서,
상기 기재는 상기 제2 공기통로와 대응되는 위치에 관통홀을 구비하고,
상기 접착층은 상기 관통홀과 대응되는 위치에 연통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조장치.
제 5 항에 있어서,
상기 공기조절장치는 상기 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 상기 흡입시작거리 보다 가까워지면 상기 기재와 스킨 사이를 진공 상태가 되도록, 상기 기재와 스킨 사이의 공기를 흡입하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조장치.
삭제
제 6 항에 있어서,
상기 제1 금형과 제2 금형 중 어느 한측 또는 양측은, 내부에 상기 스킨 또는 기재를 가열하여 상기 접착층이 상기 스킨과 기재 사이를 접착할 수 있도록 온수를 공급하는 온수통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조장치.
IMG 금형장치를 이용하여 스킨의 표면을 성형하는 단계;
봉재작업을 통해 상기 스킨에 리얼스티치 라인을 형성하는 단계;
제1 금형에 접착제가 도포된 기재를 배치하고 제2 금형에 상기 스킨을 배치하는 단계;
상기 스킨의 주름 발생을 방지하기 위해 상기 기재와 스킨 사이에 공기를 주입하는 단계;
상기 제1 금형과 제2 금형을 이용하여 상기 기재와 스킨을 압착하는 단계;
상기 제1 금형과 제2 금형을 이격시켜 상기 기재와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 단계;를 포함하며,
상기 기재와 스킨 사이에 공기를 주입하는 단계는,
상기 제1 금형에 구비된 실링부재가 상기 제2 금형 또는 상기 스킨에 밀착되어 상기 기재와 스킨 사이에 공기가 주입되는 공간을 밀폐하면 상기 기재와 스킨 사이로 공기의 주입을 시작하여 공기층을 형성하고,
상기 공기층은 상기 제1 금형과 제2 금형이 가까워지면서 압축되어 상기 스킨을 상기 제2 금형 측으로 가압하여 펼치면서 밀착시키는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조방법.
제 9 항에 있어서,
상기 기재와 스킨 사이에 공기를 주입하는 단계는,
상기 제2 금형을 상기 제1 금형 측으로 이동시키면서, 상기 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 주입시작거리 보다 가까워지면 상기 기재와 스킨 사이로 공기의 주입을 시작하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 기재와 스킨을 압착하는 단계는,
상기 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 미리 정해진 흡입시작거리 보다 가까워지면 상기 기재와 스킨 사이의 공기를 흡입하여 진공상태로 형성한 후 상기 제1 금형과 제2 금형을 이용하여 상기 기재와 스킨을 압착하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조방법.
제 9 항에 있어서,
상기 기재와 스킨을 압착하는 단계는,
상기 제1 금형 또는 제2 금형 중 어느 한측 또는 양측에 구비된 온수통로를 이용하여 상기 기재 또는 스킨을 가열하며 상기 접착제가 상기 기재와 스킨에 용이하게 접착되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조방법.