KR102436971B1 - 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법 및 그 진공 열 성형금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법 및 그 진공 열 성형금형에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법은, 직경 0.2~0.5mm의 감압 진공 홀이 3~10mm의 간격을 두거나 또는 랜덤하게 다수 형성되고 엠보싱 표면 가공이 되어 있지 않은 전주 금형과, 상기한 전주 금형을 지지하는 프레스 금형과, 상기한 전주 금형과 프레스 금형 사이에 위치하는 다수의 금속 리브를 포함하는 상형을 이용함으로써, 상형과 하형 사이에 예열된 패브릭 스킨을 위치시킨 후 상형과 하형을 합형하면서 상형으로부터 열풍 또는 과열수증기를 1~3kg/㎠의 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따르면 신율 약 160%의 패브릭과 신율 약 300%의 PP 발포층으로 형성되어 있는 패브릭 스킨을 서브스트레이트에 부착 시 딥드로우 부분의 성형 불량 및 제품 모서리 부분의 패브릭 스킨의 겹침, 웨이브 발생, 터짐 등과 같은 불량 발생 우려가 없어, 패브릭을 이용한 차량 내장재를 효과적이고도 경제적으로 제조할 수가 있음과 아울러, 이와 같이 제조된 패브릭을 이용한 차량 내장재는 패브릭 고유의 유니크하고 아름다운 다양한 패턴을 지님과 아울러, 패브릭 표면이 방오성, 내마모성 및, 내수성을 지니므로 높은 사용편의성과 장수명성을 지닌다.

Description

패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법 및 그 진공 열 성형금형{VACUUM-THERMOFORMING METHOD FOR CAR INTERIOR COMPONENTS USING FABRIC, AND VACUUM-THERMOFORMING MOLD THEREOF}

본 발명은 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법 및 그 진공 열 성형금형에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 내장재 서브스트레이트(substrate)에 대한 패브릭 스킨의 접합 시 패브릭과 그 이면에 부착된 발포재 간의 현저한 신율 차이로 인한 딥드로우(deep-draw) 부분의 성형 불량 및 제품 모서리 부분의 패브릭 스킨의 겹침과 같은 불량 현상을 효과적으로 개선할 수가 있는 패브릭을 이용한 차량 내장재용 진공 열 성형방법 및 그 진공 열 성형금형에 관한 것이다.

일반적으로 차량 내장재용 스킨으로써는 PVC, TPO(ThermoPlastic Olefin), PP, PE, PU, 패브릭 등과 같은 다양한 재료가 사용되고 있으며, 차량 내장제는 사출 성형된 내장재 코어로써의 서브스트레이트 표면에 상기한 스킨을 진공 성형에 의해 접합한 후, 가장자리부의 ŽN핑(wrapping) 작업을 거쳐 소정의 형상으로 만들어지게 된다.

근래 들어서는, 차량 내장재용 스킨으로써 진공성형성, 사출성형성, 내광성 및, 내열성이 우수하고, 휘발성 유기 화합물(VOC)의 발생량이 적어 유해한 냄새가 적은 TPO가 광범위하게 사용되고 있으며, 그 이면에는 쿠션감 및 연성감 부여를 위하여 PP, PE, 또는 PU 발포층이 접합된다.

상기한 TPO는 PP, PE, 또는 C₄~C₁₂-α-올레핀(Olefins)을 포함하는 폴리프로필렌 코폴리머나 터폴리머를 포함하는 올레핀계 TPE(Thermoplastic Elastomer)이다.

TPO를 이용한 인조 가죽 질감의 차량 내장재 성형 방법은 진공 성형시 과신장 영역와 저신장 영역 간에 엠보 형상(인조 가죽 질감 패턴)이 차이져 달라보이는 문제점을 보완하기 위해 진공 성형 시 엠보 패턴을 전사시키는, 도 10 내지 도 15에 나타낸 바와 같은, IMG(In Mold Grain) 진공 성형법이 널리 사용되고 있다.

이러한 종래의 IMG 진공 성형법은, 도 15에 나타낸 바와 같은 TPO(11a’)의 저면에 PP 발포재(11b)가 접합된 TPO 스킨(11’)을 도 10에 나타낸 바와 같이 히터(4)를 이용하여 200℃ 이상의 표면 온도로 사전 예열한 후, 도 11에 나타낸 바와 같이 하형(3)에는 차량 내장재 서브스트레이트(12)를 안착시키고 프레스 금형(2c)에 고정된 전주 쉘(2a)로 된 상형(2)과 상기한 하형(3) 사이에 예열된 TPO 스킨(11’)을 위치시킨 다음 감압 흡인하면서 합형하고, 도 12에 나타낸 바와 같이 감압 흡입하면서 진공 접합 성형한 후, 도 13에 나타낸 바와 같이 이형 후 서브스트레이트(12)에 발포재(11b)를 개재하여 TPO(11a’)가 접합된 차량 내장재를 취출하게 된다.

취출된 차량 내장재는 트리밍 후 ŽN핑하는 것에 의하여 소정 패턴을 가지는 소정 형상의 차량 내장재로 완성된다.

상기한 IMG 진공 성형법에 사용되는 IMG 진공 성형용 금형(1’)의 상형 (2)은, 도 14에 나타낸 바와 같이 다수의 감압 진공 홀(2b)이 관통 형성되어 있는 전주 쉘(2a)과 그 상부에 보이드를 형성하도록 채워져 있는 다수의 알루미늄 볼(2d’)과 이를 수용하는 프레스 금형(2c)으로 이루어지며, 상기한 상형(2)에는 감압 진공 펌프와 연결되는 감압 흡입구(도면부호 미부여)가 형성된다.

여기서, 상기한 TPO 스킨(11’)은 도 15에 나타낸 바와 같이 신율 약 450%의 TPO(11a’)와 신율 약 300%의 PP 발포재(11b)로 형성되어 있어서, 비교적 안정적으로 다양한 3차원 형상의 서브스트레이트(12) 표면에 접합될 수 있다.

도면 중 미설명 부호 5는 지그이다.

한편, 최근 들어서는 전기차나 수소차와 같은 친환경 차량의 증가에 따라 기존 가죽무늬가 적용된 화석원료에 기반한 소재로 된 차량 내장재가 아닌 섬유 직물과 같은 친환경 소재가 적용된 차량 내장재에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이러한 디자인 트렌드 변화에 맞추어 친환경에 대한 소비자의 니즈를 충족시킴과 아울러 차량 내장재의 고급화를 위하여, 소프트한 질감과 다양한 패턴에 의한 고급스런 심미감을 발현하는 패브릭 스킨을 가지는 차량 내장재에 대한 수요가 증가하는 추세에 있다.

그러나 패브릭의 경우는 신율이 약 160% 정도 밖에 되지 않아 성형성이 열등하다는 문제점이 있으며, 따라서 패브릭은 성형 없이 수작업으로 차량 내장재 서브스트레이트의 표면을 ŽN핑하여 방식이 적용되어 왔다.

종래, 패브릭을 이용한 전형적인 차량 내장재 부품은 필러, 헤드라인 부분 등에 적용되었으나 이는 사람이 직접 수작업으로 서브스트레이트에 본딩처리를 한 후, 패브릭을 직접 손으로 붙이고 마감하는 수고스럽고 번거로운 방법이었다.

또한, 일부 헤드라인 부품 등은 몰드를 이용하여 진공 성형하는 방법도 알려져 있으나, 내마모성 및 오염성이 취약하여 사람의 손이 상대적으로 덜 가고 오염에서 자유로운 필러나 천장 부분 등에 국한적으로 사용되고 있다.

일반적으로 종래의 패브릭을 이용한 차량 내장재의 제조방법은 제조 수율이 낮고 불량율이 높아 제조 가격이 매우 고가이며, 방오성, 내마모성 및, 내수성이 낮아 도어 판넬 및 크래쉬 패드나 가니쉬 등에 제한적으로 사용되고 있을 뿐이다.

종래, 상기한 바와 같은 패브릭을 이용한 차량 내장재의 효과적이고 경제적인 제조를 위하여 전술한 IMG 진공 성형법을 이용하려는 다양한 시도가 있어 왔으나, 도 6에 나타낸 바와 같이, 패브릭 스킨(11)은 신율 약 160%의 패브릭(11a)과 신율 약 300%의 PP 발포재(11b)로 형성되어 있어서, IMG 진공 성형법을 이용하여 패브릭 스킨(11)을 차량 내장재 서브스트레이트에 부착 시 딥드로우 부분의 성형 불량 및 제품 모서리 부분의 패브릭 스킨의 겹침, 웨이브 발생, 터짐 등과 같은 불량 발생을 효과적으로 제어하기 곤란하다는 문제점이 있었다.

IMG 진공 성형용 시트에 관한 종래의 전형적인 종래기술로서는, 등록특허공보 제10-1510670호(2015.04.03. 등록) 및 등록특허공보 제10-1811710호(2017.12.18. 등록)를 들 수 있으나, 이들은 모두 신율 450%의 TPO 시트에 관한 것으로서 신율 약 160%의 패브릭 시트에 관한 것이 아니다.

종래의 차량 내장재용 패브릭 스킨에 관한 전형적인 종래기술로써는 다음을 들 수 있다.

등록특허공보 제10-1436476호(2014.08.26. 등록)는, 열가소성 수지로 이루어지는 필름층을 형성하는 필름층 형성단계; 상기 필름층 상측에 신축성 섬유원단을 부착시키는 적층단계; 상기 신축성 섬유원단 상측에 폴리우레탄층을 적층하여 제1 예비성형물을 형성하는 제1 예비성형물 형성단계; 및 금형 상측에 상기 제1 예비성형물을 안착시켜 진공성형하는 제1 진공성형단계를 포함하며, 상기 신축성 섬유원단은 스판덱스(Spandex) 원단으로 이루어지는 자동차용 내장재의 제조방법을 제안하고 있다.

그러나 상기한 제조방법은 신축성 섬유 원단에 적층되는 폴리우레탄층이 섬유 원단 속으로 침투하여 필름층에 부착되는 형태로서 폴리우레탄층에 의해 섬유 원단의 질감이 반감되며 번들거리는 느낌을 나타내게 된다는 문제점이 있다.

또한, 등록특허공보 제10-2188332호(2020.12.02. 등록)는, 스판덱스를 포함하는 PET 혼방 섬유와 같은 합성 섬유 편물로 이루어진 자동차 내장재의 성형용 원단으로서, 상기 스판덱스는 상기 편물 전체 중량에 대해 5~30중량% 함유되고, 상기 원단은 가로 방향 신율 220 이상, 세로 방향 신율 160 이상이며, 상기 편물은 이면의 가로 루프수가 25~40개/inch인 스킨을 제안하고 있으며, 현재 이러한 차량 내장재 성형용 원단은 상업적으로 시장에서 구입 가능하다.

그러나 상기한 차량 내장재용 패브릭 원단은 패브릭의 신율(160%)이 발포재의 신율(300%)의 50% 정도에 불과하여 IMG 진공 성형법을 이용할 때 딥드로우 부분의 성형 불량 및 제품 모서리 부분의 패브릭 스킨의 겹침, 웨이브 발생, 터짐 등과 같은 불량 발생 문제가 있음은 전술한 바와 같다.

등록특허공보 제10-1436476호(2014.08.26. 등록) 등록특허공보 제10-2188332호(2020.12.02. 등록)

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은, 신율 약 160%의 패브릭과 신율 약 300%의 PP 발포재로 형성되어 있는 패브릭 스킨을 서브스트레이트에 부착 시 딥드로우 부분의 성형 불량 및 제품 모서리 부분의 패브릭 스킨의 겹침, 웨이브 발생, 터짐 등과 같은 불량 발생 우려가 없는, 패브릭을 이용한 차량 내장재의 효과적이고 경제적인 진공 열 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은, 패브릭 표면에 방오성, 내마모성 및, 내수성 을 부여할 수가 있는 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 전술한 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법에 효과적으로 사용할 수가 있는 진공 열 성형금형을 제공하기 위한 것이다.

상기한 본 발명의 첫 번째 및 두 번째 목적은, (A) 직경 0.2~0.5mm의 감압 진공 홀이 3~10mm의 간격으로 다수 형성되고 엠보싱 표면 가공이 되어 있지 않은 민무늬 전주 금형과, 상기한 전주 금형을 지지하는 프레스 금형과, 상기한 전주 금형과 프레스 금형 사이에 상호 평행하게 위치하는 다수의 금속 리브를 포함하는 상형과; 하형을 이형한 후, 표면에 접착제가 코팅된 차량 내장재용 서브스트레이트를 상기한 하형에 안착시키는 단계; (B) 신율 150~200%의 패브릭과, 상기한 패브릭의 상면에 코팅된 CPP(Chlorinated Polypropylen) 수지, 아크릴계 수지, 또는 우레탄계 수지로 형성되는 내오염성, 내수성 및 내마모성 코팅층과, 상기한 패브릭의 저면에 접합된 신율 280~350%의 발포재로 된 패브릭 스킨을 상하 방향에서 히터로 100~300℃로 가열하는 예열 단계; (C) 분리된 상형과 하형 사이에 예열된 패브릭 스킨을 위치시킨 후 상형과 하형을 합형하면서 상형으로부터 적어도 상기 예열 온도 보다 낮지 않은 온도의 열풍을 1~3kg/㎠의 압력으로 상기한 금속 리브 사이의 통로와 감압 진공 홀을 통하여 분사하는 추가 가열 단계; 및 (D) 상형과 하형이 완전히 합형되면 열풍 분사를 중지하고, 3~5torr의 진공 압력을 걸어 진공 성형하는 단계를 포함하는 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법에 의해 원활히 달성될 수 있다.

또한 상기한 단계 (D)에 후속하여, 상형과 하형을 이형하고 성형품을 꺼낸 후, 성형품의 가장자리를 트리밍하고, ŽN핑하는 단계가 수행된다.

삭제

상기한 패브릭의 신율은 160%이고 상기한 발포재는 신율 300%인 폴리프로필렌 발포재일 수 있다.

상기한 본 발명의 세 번째 목적은, 직경 0.2~0.5mm의 감압 진공 홀이 3~10mm의 간격을 두거나 또는 랜덤하게 다수 형성되고 엠보싱 표면 가공이 되어 있지 않은 민무늬 전주 금형과, 상기한 전주 금형을 지지하는 프레스 금형과, 상기한 전주 금형과 프레스 금형 사이에 위치하는 다수의 금속 리브를 포함하는 상형과; 차량 내장재용 서브스트레이트가 안착되는 하형을 포함하며: 상기한 다수의 금속 리브는 상호 평행하게 덧붙여진 보강 구조로 형성되고 상기한 다수의 금속 리브 사이의 통로는 열풍의 하방 분사 통로 및 감압 진공 통로가 되는 진공 열 성형금형에 의해 원활히 달성될 수 있다.

삭제

상기한 상형의 프레스 금형에, 열풍 분사 수단과 감압 진공 펌프가 연결된다.

본 발명의 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법 및 그 진공 열 성형금형에 따르면, 신율 약 160%의 패브릭과 신율 약 300%의 PP 발포재 또는 PE 발포재로 형성되어 있는 패브릭 스킨을 서브스트레이트에 부착 시 딥드로우 부분의 성형 불량 및 제품 모서리 부분의 패브릭 스킨의 겹침, 웨이브 발생, 터짐 등과 같은 불량 발생 우려가 없어, 패브릭을 이용한 차량 내장재를 효과적이고도 경제적으로 제조할 수가 있음과 아울러, 이와 같이 제조된 패브릭을 이용한 차량 내장재는 패브릭 고유의 고급스럽고 유니크하며 아름다운 다양한 패턴과 소프트한 질감을 지님과 아울러, 패브릭 표면이 방오성, 내마모성 및, 내수성을 지니므로 높은 사용편의성과 장수명성을 지닌다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법을 순차적으로 설명하는 축차 설명도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 나타낸 본 발명에 따른 진공 열 성형금형의 상형에 적용된 금속 리브와 전주 금형의 확대 모식도이다.
도 6은 패브릭 스킨의 구조와 신율을 나타낸 모식도이다.
도 7 및 도 8은 각각 패브릭 스킨이 적용된 차량 내장재의 평면 및 사시 예시도이다.
도 9는 패브릭 스킨이 적용된 차량 내장재를 쏘잉한 단면도이다.
도 10 내지 도 13은 종래의 TPO 스킨을 이용한 IMG 진공 성형에 의한 차량 내장재의 성형방법을 순차적으로 설명하는 축차 설명도이다.
도 14는 도 11 및 도 12에 나타낸 IMG 진공 성형금형의 상형 구조에 대한 확대 모식도이다.
도 15는 TPO 스킨의 구조와 신율을 나타낸 모식도이다.

먼저, 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 ‘패브릭 스킨(fabric skin)(11)’이라는 용어는 다양한 컬러 및 패턴을 지니는 패브릭(11a)의 저면에 발포재(11b)가 접찹층(11c)을 개재하여 접합되어 있는 섬유 원단을 지칭하는 것으로 정의되며, 특별한 언급이 없더라도 상기한 패브릭의 상면에 내오염성, 내수성 및, 내마모성을 지니는 코팅층이 형성된 것을 포함한다.

또한, 상기한 패브릭 스킨(11)을 형성하는 패브릭의 신율은 150~200%, 특정하게는 160%일 수 있고, 상기한 발포재의 신율은 280~350%, 특정하게는 300%일 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법은 하기의 단계를 포함한다.

(A) 서브스트레이트(12) 안착 단계(도 2 참조):

전주 금형(2a)을 프레스 금형(2c)에 부착시킨 상형(2)과, 알루미늄 주물 또는 에폭시 수지를 이용하여 CNC 가공하여 제작한 하형(3)을 이형한다.

상기한 하형(3)에는 유틸리티 장치로 이젝터핀(미도시) 및 냉각라인(미도시)과 토출 에어라인(미도시) 및 진공 흡입 라인(미도시)이 설치된다.

차량 내장재용 서브스트레이트(12)의 상면에 유성 또는 수성 접착제를 코팅한 다음, 상기한 하형(3)에 안착시킨다.

상기한 상형(2)의 구조에 대해서는 본 발명에 따른 진공 열 성형금형(1)에 대한 부분에서 자세히 후술하기로 한다.

(B) 패브릭 스킨(11) 예열 단계(도 1 및 도 6 참조):

상면에 내오염성, 내수성 및 내모성 코팅층(미도시)을 가지며 저면에 PP 또는 PE 발포재(11b)가 부착된 패브릭(11a)으로 형성되는 패브릭 스킨(11)을 상하 방향에서 히터(4)를 이용하여 100~300℃, 특정하게는 150℃로 가열한다.

상기한 예열 온도는 패브릭(11a)의 재질과 두께, 발포재(11b)의 종류와 두께, 발포도 등과 같은 다양한 파라미터에 의해 적절히 제어될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기한 패브릭 상면의 코팅층은 CPP(Chlorinated Polypropylen) 수지, 아크릴계 수지, 또는 우레탄계 수지로 형성함으로써 차량의 크래쉬패드나 도어트림 등과 같이 사람의 손길과 자주 접촉하는 부분에 대해서도 우수한 내오염성 및 내수성과 내마모성을 부여할 수 있다.

(C) 추가 가열 단계(도 2 및 도 5 참조):

분리된 상형(2)과 하형(3) 사이에 예열된 패브릭 스킨(11)을 위치시킨 후 상형(2)과 하형(3)을 합형하면서 상형(2)으로부터 열풍 또는 과열수증기(HF: heated flow)를 1~3kg/㎠의 압력으로 분사한다.

열풍 또는 과열 수증기(HF)의 온도는 패브릭(11a)의 재질과 두께, 발포재(11b)의 종류와 두께, 발포도, 서브스트레이트(12)의 형상과 크기 등과 같은 다양한 파라미터에 의해 적절히 선택될 수 있으나, 예열 온도 보다 낮아서는 안되고적어도 같거나 더 높아야 하며, 특정하게는 150℃일 수 있다.

이와 같이 상형(2)으로부터 예열된 패브릭 스킨(11)의 상면으로 열풍 또는 과열수증기(HF)를 분사하는 것에 의해 발포재(11b)에 비하여 신율이 상대적으로 매우 작은 패브릭(11a)을 더욱 유연하게 만듦으로써, 패브릭 스킨(11)을 서브스트레이트(12)에 부착 시 딥드로우 부분의 성형 불량 및 제품 모서리 부분의 패브릭 스킨(11)의 겹침, 웨이브 발생, 터짐 등과 같은 불량 발생을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

상기한 열풍 또는 과열 수증기(HF)는 상형(2)의 니켈 쉘로 된 전주 금형(2a) 표면에 형성된 다수의 감압 진공 홀(도 5의 도면부호 2b 참조)을 통하여 분사된다.

(D) 진공 성형 단계(도 3 참조):

상형(2)과 하형(3)이 완전히 합형되면 열풍 또는 과열수증기(HF)의 분사를 중지하고, 3~5torr의 진공 압력을 걸어 진공 성형한다.

상기한 상형(2)과 하형(3)에는 감압 흡입공(도면부호 미부여)이 형성된다.

(E) 트리밍 및 ŽN핑 단계(미도시):

성형 완료 후, 상형(2)과 하형(3)을 이형하고, 성형품을 꺼낸다.

성형품은 도 4에 나타낸 바와 같이, 서브스트레이트(12)의 상면에 발포재(11b)를 개재하여 패브릭(11a)가 적층된 형태이며, 성형품 가장자리의 패브릭 스킨(11)을 트리밍하고, ŽN핑하여 차량 내장재를 완성한다.

부연하면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기한 패브릭(11a)의 신율은 160%로써, 통상적인 TPO(도 15에서의 도면부호 11a’참조)의 신율 450%과는 상당한 차이가 있으며, 발포재(11b)가 폴리프로필렌 발포재인 경우 그 신율은 300%로써 패브릭(11a)을 적용할 경우 패브릭(11a)은 성형성이 나빠 통상적인 성형방법을 적용하면 불량 우려가 상당히 높으나 본 발명에 따른 진공 열 성형방법을 이용하면 약 45%의 공정 개선 및 약 3% 정도로 품질 불량률(3%)이 감소되며 원가 절감이 가능하다.

이어서, 본 발명에 따른 진공 열 성형금형(1)에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 진공 열 성형금형(1)은 직경 0.2~0.5mm의 감압 진공 홀(2b)이 3~10mm의 간격을 두거나 또는 랜덤하게 다수 형성되고 엠보싱 표면 가공이 되어 있지 않은 민무늬형 전주 금형(2a)과, 상기한 전주 금형(2a)을 지지하는 프레스 금형(2c)과, 상기한 전주 금형(2a)과 프레스 금형(2c) 사이에 위치하는 다수의 금속 리브(2d)를 포함하는 상형(2)과, 차량 내장재용 서브스트레이트(12)가 안착되는 하형(3)을 포함한다.

본 발명에 따른 진공 열 성형금형(1)의 상형(2)을 이루는 전주 금형(2a)과 프레스 금형(2c) 사이에는, 도 14에 나타낸 종래의 경우에서와 같이 알루미늄 볼(2d’)이 채워지지 않고, 대신에 다수의 금속 리브(2d)가 상호 평행하게 덧붙여진 보강 구조로 되어 있어 상기한 다수의 금속 리브(2d) 사이의 통로는 열풍 또는 과열수증기의 하방 분사 통로 및, 감압 진공 통로로 동시에 기능한다.

따라서, 상기한 상형(2)의 프레스 금형(2c)에, 열풍 또는 과열수증기 분사 수단(미도시)과 감압 진공 펌프(미도시)가 함께 연결된다.

실시예:

140mm x 180mm x 30mm(H)의 성형품을 제작할 수 있는 진공 열 성형금형을 제작 하였으며, 금형은 상형과 하형 구조로 이루어져 있다.

하형 금형은 알루미늄 주물을 CNC 가공한 것을 이용하였으며, 통상적인 유틸리티 장치를 포함하며, 상형은 종래의 IMG 금형에 사용되는 니켈 쉘로 된 전주 금형을 이용하였으며, 니켈 쉘 표면에는 직경 0.3mm의 진공홀을 다수 형성하였고, 뒷면에 알루미늄 볼 대신 보강용 금속 리브를 덧대서 상형을 제작하였다.

또한 감압 진공 펌프와 열풍 분사 장치를 함께 부착 하였으며, 서브스트레이트가 안착된 하형과 상형 사이에 150℃로 예열된 패브릭 스킨을 위치시키고, 상형과 하형을 합형하면서 상형으로부터 150℃의 열풍을 하방으로 분사하고, 합형 완료 후 열풍 분사를 중지하고, 약 3~5torr의 압력으로 진공 흡입하여 패브릿 스킨을 서브스트레이트 상에 부착한 후, 이형하여 꺼내고 트리밍한 후 ŽN핑하여, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같은 차량 내장재를 제조하였다.

도 9는 패브릭 스킨(11)이 적용된 도 7 및 도 8의 차량 내장재(10)를 쏘잉한 단면도로서, 서브스트레이트(12)에 패브릭 스킨(11)이 접착층(13)을 개재하여 성형된 상태를 보여준다.

또한 도 9는 패브릭 스킨(11)이 접착층(11c)을 개재하여 패브릭(11a)과 발포재(11b)가 결합되어 있음을 나타낸다.

1: 본 발명에 따른 진공 열 성형금형
2: 상형
2a: 전주 금형 2b: 감압 진공 홀
2c: 프레스 금형 2d: 금속 리브
3: 하형
4: 히터
5: 지그
10: 차량 내장재
11: 패브릭 스킨
11a: 패브릭 11b: (폴리프로필렌) 발포재
11c: 접착층
12: 서브스트레이트(substrate)
13: 접착층

Claims (7)

1. 하기의 단계를 포함하는 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열성형방법:
   (A) 직경 0.2~0.5mm의 감압 진공 홀이 3~10mm의 간격으로 다수 형성되고 엠보싱 표면 가공이 되어 있지 않은 민무늬 전주 금형과, 상기한 전주 금형을 지지하는 프레스 금형과, 상기한 전주 금형과 프레스 금형 사이에 상호 평행하게 위치하는 다수의 금속 리브를 포함하는 상형과; 하형을 이형한 후, 표면에 접착제가 코팅된 차량 내장재용 서브스트레이트를 상기한 하형에 안착시키는 단계;
   (B) 신율 150~200%의 패브릭과, 상기한 패브릭의 상면에 코팅된 CPP(Chlorinated Polypropylen) 수지, 아크릴계 수지, 또는 우레탄계 수지로 형성되는 내오염성, 내수성 및 내마모성 코팅층과, 상기한 패브릭의 저면에 접합된 신율 280~350%의 발포재로 된 패브릭 스킨을 상하 방향에서 히터로 100~300℃로 가열하는 예열 단계;
   (C) 분리된 상형과 하형 사이에 예열된 패브릭 스킨을 위치시킨 후 상형과 하형을 합형하면서 상형으로부터 적어도 상기 예열 온도 보다 낮지 않은 온도의 열풍을 1~3kg/㎠의 압력으로 상기한 금속 리브 사이의 통로와 감압 진공 홀을 통하여 분사하는 추가 가열 단계; 및
   (D) 상형과 하형이 완전히 합형되면 열풍 분사를 중지하고, 3~5torr의 진공 압력을 걸어 진공 성형하는 단계.
2. 제1항에 있어서, 상기한 단계 (D)에 후속하여, 상형과 하형을 이형하고 성형품을 꺼낸 후, 성형품의 가장자리를 트리밍하고, ŽN핑하는 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기한 패브릭의 신율이 160%이고 상기한 발포재가 신율이 300%인 폴리프로필렌 발포재인 패브릭을 이용한 차량 내장재의 진공 열 성형방법.
5. 직경 0.2~0.5mm의 감압 진공 홀이 3~10mm의 간격을 두거나 또는 랜덤하게 다수 형성되고 엠보싱 표면 가공이 되어 있지 않은 민무늬 전주 금형과, 상기한 전주 금형을 지지하는 프레스 금형과, 상기한 전주 금형과 프레스 금형 사이에 위치하는 다수의 금속 리브를 포함하는 상형과; 차량 내장재용 서브스트레이트가 안착되는 하형을 포함하며:
   상기한 다수의 금속 리브는 상호 평행하게 덧붙여진 보강 구조로 형성되고 상기한 다수의 금속 리브 사이의 통로는 열풍의 하방 분사 통로 및 감압 진공 통로가 되는 진공 열 성형금형.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서, 상기한 상형의 프레스 금형에, 열풍 분사 수단과 감압 진공 펌프가 연결되어 있는 진공 열 성형금형.

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