KR102487714B1

KR102487714B1 - 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102487714B1
Application number: KR1020200140004A
Authority: KR
Inventors: 조주환
Original assignee: 주식회사 서연이화
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2023-01-12
Also published as: KR20220055673A

Abstract

본 발명은 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 필름 발열체는, 굴곡 변형 가능한 베이스층과, 상기 베이스층에 적층되는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층과 이웃하여 상기 베이스층에 적층되는 제2 전극층과, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 전기적으로 연결하도록 적층되고 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층이 전원에 연결되면 발열되는 발열층과, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 및 상기 발열층이 외부로 노출되지 않도록 커버하는 보호층, 그리고 상기 베이스층보다 크게 형성되어 상기 보호층에 적층되고 상기 보호층에서 분리될 수 있는 이형필름을 포함한다. 이러한 구성으로, 발열체를 굴곡 변형 가능한 필름 형태로 제작하여 발열 내장재의 두께를 최소화하고, 곡면 형태를 가질 수 있도록 제작할 수 있어 적용 다양성을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법{FILM HEATER AND VEHICLE HEATING INTERIOR PANEL INCLUDING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE HEATING INTERIOR PANEL}

본 발명은 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발열체를 필름 형태로 제작하고 이를 이용하여 제작한 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

차량에는 동절기 시동 초기에 냉각수가 충분히 가열되지 못해 차량의 실내를 빠르게 난방할 수 없어, 복사열을 이용해 탑승자에게 복사열을 직접 방출하여 난방 쾌적성을 향상시킬 수 있도록 차량의 실내에는 복사열 히터가 설치될 수 있다.

이러한, 차량용 복사열 히터는 차량 실내의 대쉬보드(dashboard) 하측, 운전석 쪽 스티어링 칼럼, 조수석 쪽 글로브 박스(glove box), 앞좌석의 등받이 등에 설치되어, 탑승자의 다리 쪽으로 복사열을 직접 방출함으로써 신속하게 난방을 할 수 있도록 하고 있다.

일 예로, 종래의 복사 히터 장치는 차량 운전석의 핸들에 연결된 스티어링 칼럼의 하면에 복사 히터 장치가 설치되어 좌석에 앉은 탑승자의 다리 쪽을 향해 복사열을 방출하도록 되어 있다. 이러한, 복사 히터 장치는 기판에 방열부, 열선으로 구성된 열선패드 및 단자 등이 형성된 형태로 구성된다.

하지만, 이와 같은 종래의 복사열 히터는 열선을 이용하여 제작되므로 열선패드가 두껍게 형성되어 설치 공간 확보에 어려움이 있다.

또한, 열선패드를 사용하기 때문에 차량의 형상에 대응하여 열선패드를 곡면 형태로 형성되기 어려운 문제가 있다.

한국공개특허 제2019-0111678호 (2019.10.02)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 발열체를 필름 형태로 제작하여 발열 내장재의 두께를 최소화할 수 있는 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 굴곡 변형 가능한 필름 발열체를 사용하여 곡선을 가지는 차량의 형태에 대응하여 곡면 형태를 가질 수 있는 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 발포액이 필름 발열체의 외측으로 누수되어 발포되는 것을 방지할 수 있는 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

나아가, 본 발명에 따르면, 필름 발열체에서 성형층의 곡면 부분을 감싸는 부분에 노치를 형성하여 필름 발열체에 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있는 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 발열체는, 굴곡 변형 가능한 베이스층; 상기 베이스층에 적층되는 제1 전극층; 상기 제1 전극층과 이웃하여 상기 베이스층에 적층되는 제2 전극층; 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 전기적으로 연결하도록 적층되고, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층이 전원에 연결되면 발열되는 발열층; 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 및 상기 발열층이 외부로 노출되지 않도록 커버하는 보호층; 및 상기 베이스층보다 크게 형성되어 상기 보호층에 적층되고, 상기 보호층에서 분리될 수 있는 이형필름;을 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 베이스층에서 외측으로 돌출되되 상기 이형필름의 내측에 위치하고, 상기 베이스층의 둘레를 따라 복수로 형성된 돌기부;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 발열 내장재는, 차량에 결합되는 성형층; 인서트 발포로 상기 성형층에 적층 형성되는 발포층; 및 상기 발포층에 적층되는 필름 발열체;를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 필름 발열체는, 상기 베이스층에서 외측으로 돌출되되 상기 이형필름의 내측에 위치하고, 상기 베이스층의 둘레를 따라 복수로 형성된 돌기부;를 더 포함하고, 상기 돌기부는, 굴곡 형성된 상기 성형층의 외측 둘레를 감싸도록 적층되게 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 필름 발열체에서 상기 이형필름을 분리시킨 후 상기 발열층을 감싸도록 배치되어 외부로 노출되는 커버층;을 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 발열 내장재 제조방법은, 차량에 결합되는 성형층을 사출성형으로 제작하는 성형층 제작단계; 이형필름이 부착된 필름 발열체를 제작하는 필름 발열체 제작단계; 제1 금형에 상기 성형층을 인서트하는 성형층 인서트단계; 제2 금형에 상기 필름 발열체를 인서트하는 필름 발열체 인서트단계; 상기 성형층 또는 상기 필름 발열체 상에 발포액을 도포하는 발포액 도포단계; 및 상기 제1 금형과 상기 제2 금형을 형합한 후 발포액을 발포하여 발포층을 형성하는 발포층 형성단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 필름 발열체 제작단계는, 베이스층에 제1 전극층 및 제2 전극층을 형성하는 전극층 형성단계; 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 연결하도록 발열층을 적층하는 발열층 형성단계; 상기 발열층과 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 보호하도록 상기 발열층에 보호층을 적층하는 보호층 형성단계; 및 상기 베이스층보다 크게 형성되고, 상기 보호층에 적층되되 상기 보호층에서 분리될 수 있는 이형필름을 적층하는 이형필름 적층단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 필름 발열체 제작단계는, 상기 베이스층에서 전극층이 형성되지 않은 외측 둘레를 따라 복수의 노치를 형성하여 복수의 돌기부를 제작하는 돌기부 제작단계;를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 발포층 형성단계는, 상기 이형필름이 발포 공간보다 크게 형성되어, 상기 이형필름에 의해 밀폐된 발포 공간에 발포층을 형성하도록 이루어질 수 있다.

또는, 상기 발포층 형성단계는, 상기 이형필름의 외측 둘레가 상기 성형층의 외측 둘레와 접촉하도록 형성되어, 상기 이형필름에 의해 밀폐된 발포 공간에 발포층을 형성하도록 이루어질 수도 있다.

또는, 상기 발포층 형성단계는, 상기 이형필름의 외측 둘레가 상기 제1 금형에 접촉하도록 형성되어, 상기 이형필름에 의해 밀폐된 발포 공간에 발포층을 형성하도록 이루어질 수도 있다.

상기 발포층 형성 후 상기 이형필름을 분리하는 이형필름 분리단계; 및 외부로 노출되는 커버층으로 상기 필름 발열체를 감싸는 커버층 적층단계;를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 필름 발열체 인서트단계는, 상기 필름 발열체를 상기 제2 금형에 진공 흡착에 의해 고정하도록 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 필름 발열체 인서트단계는, 상기 필름 발열체의 베이스층에서 둘레를 따라 돌출 형성된 복수의 돌기부가 굴곡 형성된 상기 성형층의 외측 둘레를 감싸는 형태로 인서트되게 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 필름 발열체와 이를 포함하는 차량용 발열 내장재 및 그 제조방법에 따르면, 발열체를 필름 형태로 제작하여 발열 내장재의 두께를 최소화할 수 있어 설치 공간을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 굴곡 변형 가능한 필름 발열체를 사용하여 곡선을 가지는 차량의 형태에 대응하여 곡면 형태를 가질 수 있도록 제작할 수 있어 적용 다양성을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 발포액이 필름 발열체의 외측으로 누수되어 발포되는 것을 방지할 수 있어 발포액 제거를 위한 별도의 공정을 제거할 수 있어 제조 고정을 단순화하고 제작 비용을 절감하며 상품성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

나아가, 본 발명에 따르면, 필름 발열체에서 성형층의 곡면 부분을 감싸는 부분에 노치를 형성하여 필름 발열체에 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 필름 발열체를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재 제조방법을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재 제조방법에서 필름 발열체가 금형 내에서 배치되는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재 제조방법에서 필름 발열체 제작단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재를 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 필름 발열체를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 필름 발열체(300)는 굴곡 변형 가능한 베이스층(310)과, 상기 베이스층(310)에 적층되는 제1 전극층(320)과, 상기 제1 전극층(320)과 이웃하여 상기 베이스층(310)에 적층되는 제2 전극층(330)과, 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)을 전기적으로 연결하도록 적층되고 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)이 전원에 연결되면 발열되는 발열층(340)과, 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330) 및 상기 발열층(340)이 외부로 노출되지 않도록 커버하는 보호층(350), 그리고 상기 베이스층(310)보다 크게 형성되어 상기 보호층(350)에 적층되고 상기 보호층(350)에서 분리될 수 있는 이형필름(360)을 포함한다.

상기 베이스층(310)은 상기 발포층(200)의 형상에 대응하여 탄성 굴곡 변형 가능한 필름 형태로 이루어진다. 일 예로, 상기 베이스층(310)은 PI 필름으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 베이스층(310)은 외측으로 돌출되고, 둘레를 따라 서로 이격되어 복수로 형성된 돌기부(311)를 포함할 수 있다.

상기 돌기부(311)는 상기 베이스층(310)에서 전극층이 형성되지 않은 외측 둘레를 따라 복수의 노치를 형성하여 제작될 수 있다. 그리고, 상기 돌기부(311) 또한 상기 이형필름(360)의 내측에 위치한다.

이러한, 상기 돌기부(311)는 이하에서 설명되는 차량용 발열 내장재의 성형품에서 굴곡을 가지는 외측 둘레 부분을 감싸도록 배치된다. 이를 통하여, 전극층이 형성된 부분에서 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 금속으로 형성될 수 있다. 이러한 전극층은 두께가 50~80㎛가 되도록 형성될 수 있다.

이러한, 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)은 인쇄 공정 또는 에칭(etching) 공정을 수행하여 형성될 수 있다. 상기 인쇄 공정 또는 에칭 공정을 통하여 전극층을 형성하는 것은 공지의 기술인 바 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 발열층(340)은 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)을 전기적으로 연결하도록 적층되고, 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)이 전원에 연결되면 발열되는 구성이다.

상기 발열층(340)은 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)의 상부에 인쇄 공정에 의하여 형성될 수 있다. 상기 인쇄 공정을 통하여 발열층을 형성하는 것은 공지의 기술인 바 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 발열층(340)은 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)이 전원에 연결되면 발열하기 위하여, 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)보다 저항이 큰 소재로 형성된다.

일 예로, 상기 발열층(340)은 탄소나노튜브(carbon nano tube; CNT) 또는 탄소 분말 등을 이용하여 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 전극층(320) 및 상기 제2 전극층(330)과 상기 발열층(340)이 외부로 노출되지 않도록 보호층(350)이 더 구비될 수 있다.

상기 보호층(350)은 PI 필름으로 마련되어, 상기 발열층(340)의 상부에 적층될 수 있다.

상기 이형필름(360)은 상기 베이스층(310)보다 크게 형성되어 상기 보호층(350)에 적층된다. 즉, 상기 이형필름(360)은 상기 베이스층(310) 전체를 감싸도록 적층된다.

그리고, 상기 이형필름(360)은 상기 보호층(350)에서 분리될 수 있는 수지 필름으로 마련된다.

일 예로, 상기 이형필름(360)은 PET, PE, PP, CPP(Casting polypropylene) TPU, EVA, PES, PA 등의 범용 수지 필름을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 이형필름(360)의 두께는 경제성과 추후 금형 내에서의 성형성을 고려하여 0.1mm 이상 1.0mm 이하로 마련되는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 이형필름(360)은 이후에서 설명되는 차량용 발열 내장재 제조방법에서 발포층을 형성하는 과정에서 발포액이 외부로 누출되는 것을 방지하고, 발포층을 형성한 후 커버층을 적층하기 전에 상기 보호층(350)에서 분리 제거된다. 이때, 상기 보호층(350)에서 쉽게 박리되도록 상기 이형필름(360)에서 상기 보호층(350)과 대면하는 일면에 이형제가 도포될 수도 있다. 여기서, 상기 이형제는 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 또는 플루오르계 수지 등이 사용될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재 제조방법을 설명한다.

도 2는 상기 차량용 발열 내장재 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 3은 상기 차량용 발열 내장재 제조방법을 개략적으로 도시해 보인 도면이다. 그리고, 도 4는 상기 차량용 발열 내장재 제조방법에서 필름 발열체가 금형 내에서 배치되는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 5는 상기 차량용 발열 내장재 제조방법에서 필름 발열체 제작단계를 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재 제조방법은 차량에 결합되는 성형층(100)을 사출성형으로 제작하는 성형층 제작단계(S110)와, 이형필름(360)이 부착된 필름 발열체(300)를 제작하는 필름 발열체 제작단계(S120)와, 제1 금형(10)에 상기 성형층(100)을 인서트하는 성형층 인서트단계(S130)와, 제2 금형(20)에 상기 필름 발열체(300)를 인서트하는 필름 발열체 인서트단계(S140)와, 상기 필름 발열체(300) 상에 발포액(201)을 도포하는 발포액 도포단계(S150), 그리고 상기 제1 금형(10)과 상기 제2 금형(20)을 형합한 후 발포액(201)을 발포하여 발포층(200)을 형성하는 발포층 형성단계(S160)를 포함하여 이루어진다.

상기 성형층 제작단계(S110)는 차량 실내의 대쉬보드(dashboard) 하측, 운전석 쪽 스티어링 칼럼, 조수석 쪽 글로브 박스(glove box), 앞좌석의 등받이 등에 설치되는 성형층(100)을 제작하는 단계이다. 즉, 열을 발생시켜 복사열을 차량의 실내 공간으로 방출하는 열원인 필름 발열체(300)를 차량의 실내에 설치하기 위한 성형층(100)을 제작하는 단계이다.

일 예로, 상기 성형층 제작단계(S110)는 차량에 실내의 다양한 위치에 설치되기 위한 다양한 형상의 성형층(100)을 제작할 수 있다. 여기서, 상기 성형층(100)은 수지를 사출하여 제작될 수 있다. 또한, 상기 성형층(100)은 설치되는 위치의 형상에 대응하여 곡면을 가지는 형태로 제작될 수도 있다.

상기 성형층 인서트단계(S130)는 상기 성형층 제작단계(S110)에서 제작된 상기 성형층(100)을 제1 금형(10)에 인서트하는 단계이다. 즉, 상기 제1 금형(10)에 상기 성형층(100)을 설치하는 단계이다.

일 예로, 상기 성형층(100)은 상기 제1 금형(10)에 진공 흡착을 통하여 인서트될 수 있다. 또는, 상기 성형층(100)은 상기 제1 금형(10)에 끼움 방식으로 인서트될 수도 있다. 즉, 상기 제1 금형(10)에 상기 성형층(100)을 인서트할 수 있다면 공지의 어떠한 방법도 적용될 수 있다.

상기 필름 발열체 인서트단계(S140)는 필름 형태로 제작되고 전원이 공급되면 열을 발생시키는 발열체로 형성되고 제거 가능한 이형필름(360)이 부착된 필름 발열체(300)를 상기 제2 금형(20)에 인서트하는 단계이다.

이러한, 상기 필름 발열체(300)는 종래 열선을 이용하여 제작된 발열패드와 비교하여 두께가 매우 얇게 이루어진다. 또한, 상기 필름 발열체(300)는 베이스층(310)이 탄성 굴곡 변형 가능한 소재로 제작되므로, 상기 필름 발열체(300)는 상기 제2 금형(20)에 형성된 굴곡면을 따라 쉽게 굴곡 변형되어 상기 제2 금형(20)에 인서트될 수 있다.

일 예로, 상기 필름 발열체 인서트단계(S140)는 상기 필름 발열체(300)를 상기 제2 금형(20)에 진공 흡착에 의해 고정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제2 금형(20)에서는 진공배기유로(21)가 형성될 수 있다.

즉, 상기 필름 발열체(300)는 굴곡 변형 가능하게 제작되므로, 상기 제2 금형(20)에 상기 필름 발열체(300)를 안착한 후 상기 진공배기유로(21)에서 공기를 흡입하면, 상기 필름 발열체(300)가 상기 제2 금형(20)의 금형면에 밀착 배치된다. 이때, 상기 제2 금형(20)의 금형면에 굴곡 형상이 형성되어 있어도, 상기 필름 발열체(300)는 그에 대응하여 굴곡 변형되면서 금형면에 밀착 고정된다.

나아가, 상기 필름 발열체 인서트단계(S140)는 상기 필름 발열체(300)의 베이스층에서 둘레를 따라 서로 이격되어 외측으로 돌출 형성된 복수의 돌기부가 구비된 경우에는, 상기 돌기부가 상기 제2 금형(20)의 금형면에서 굴곡된 부분에 위치하도록 인서트된다.

즉, 상기 성형층에서 외측 둘레가 굴곡 형성된 경우, 굴곡 형성된 상기 성형층의 외측 둘레를 감싸는 형태로 위치하도록 인서트된다. 이를 통하여, 전극층이 형성된 부분에서 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 발포액 도포단계(S150)는 상기 제2 금형(20)에 인서트된 상기 필름 발열체(300) 상에 발포액 공급노즐(30)을 통하여 발포액(201)을 도포하는 단계이다.

여기서, 상기 발포액(201)은 발포 폴리우레탄, 발포 폴리프로필렌, 발포 폴리에틸렌 등 다양한 종류의 발포액이 사용될 수 있다.

일 예로, 본 발명에서는 차량용 내장재를 구성하는 것으로 발포 후 스펀지 형태로 형성되어 쿠션감 및 단열성이 우수한 발포 폴리우레탄이 상기 발포액(201)으로 사용될 수 있다.

그리고, 상기 발포액 도포단계(S150)는 상기 발포액 공급노즐(30)을 통하여 기설정된 양의 발포액(201)을 공급하도록 이루어질 수 있다. 일 예로, 상기 발포층(200)의 두께에 대응하여 발포액의 공급양이 설정될 수 있다.

도면에는 상기 필름 발열체(300)에 발포액(201)을 도포하도록 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 성형층이 오목하게 형성되는 경우에는 상기 성형층에 발포액을 도포할 수도 있다.

상기 발포층 형성단계(S160)는 상기 제1 금형(10)과 상기 제2 금형(20)을 형합한 후 발포액(201)을 발포하여 발포층(200)을 형성하는 단계이다. 즉, 상기 제1 금형(10)에는 상기 성형층(100)이 인서트되어 있고 상기 제2 금형(20)에 상기 필름 발열체(300)가 인서트되어 있는 상태에서, 상기 제1 금형(10)을 상기 제2 금형(20)으로 이동시켜 상기 성형층(100)을 상기 필름 발열체(300)와 일정 간격으로 갭을 가지도록 배치하여 상기 발포층(200)을 형성한다. 이때, 상기 성형층(100)과 상기 필름 발열체(300) 간의 간격이 상기 발포층(200)의 두께를 이루게 된다.

이러한, 상기 발포층 형성단계(S160)를 통하여 상기 성형층(100)의 일면에 상기 발포층(200)을 별도의 접착제 등을 사용하지 않고 일체로 형성할 수 있고, 상기 발포층(200)에 상기 필름 발열체(300)를 별도의 접착제 등을 사용하지 않고 일체로 형성할 수 있다.

나아가, 상기 발포층 형성단계(S160)를 통하여 형성되는 상기 발포층(200)은 상기 필름 발열체(300)에 의해 가려지게 배치되어 외부로 노출되지 않도록 형성된다.

이를 위하여, 상기 필름 발열체(300)의 이형필름(360)이 발포 공간보다 크게 형성되어, 상기 이형필름(360)에 의해 밀폐된 상기 발포 공간에 발포층(200)을 형성하도록 형성될 수 있다.

일 예로, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 이형필름(360)의 외측 둘레가 상기 성형층(100)의 외측 둘레와 접촉하도록 형성되어, 상기 이형필름(360)에 의해 밀폐된 발포 공간에 발포층(200)을 형성하도록 이루어질 수 있다.

즉, 상기 이형필름(360)의 외측 둘레가 상기 제2 금형(20)의 내측 끝단부까지 위치하도록 배치되고, 상기 제1 금형(10)이 상기 제2 금형(20)에 형합하게 되면 상기 제1 금형(10)에 구비된 성형층(100)의 외측 둘레의 단부가 상기 이형필름(360)의 내측으로 삽입되면서 내주면에 접촉하게 배치될 수 있다.

이렇게, 상기 이형필름(360)과 상기 성형층(100)에 의해 밀폐된 발포 공간이 형성되고, 밀폐된 발포 공간에 의해 발포액이 외부로 누수되지 않고 발포 공간 내에서 발포하여 발포층(200)을 형성하게 된다.

다른 예로, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 이형필름(360)의 외측 둘레가 상기 제1 금형(10)에 접촉하도록 형성되어, 상기 이형필름(360)에 의해 밀폐된 발포 공간에 발포층(200)을 형성하도록 이루어질 수도 있다.

즉, 상기 이형필름(360)의 외측 둘레가 상기 제2 금형(20)에서 상기 제1 금형(10)과 맞닿는 금형면 외측까지 연장되어 배치되어 상기 성형층(100)을 감싸도록 배치될 수 있다.

이렇게, 상기 이형필름(360)이 상기 성형층(100)을 감싸면서 배치되어 밀폐된 발포 공간이 형성되고, 밀폐된 발포 공간에 의해 발포액이 외부로 누수되지 않고 발포 공간 내에서 발포하여 발포층(200)을 형성하게 된다.

이와 같이, 상기 이형필름(360)이 상기 성형층(100)의 외측으로 돌출되어 있고, 이후 커버층(400)이 적층되기 전에 제거될 수 있다.

상기 필름 발열체 제작단계(S120)는, 도 1 및 도 5를 참조하면, 베이스층(310)에 제1 전극층(320) 및 제2 전극층(330)을 형성하는 전극층 형성단계(S121)와, 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)을 연결하도록 발열층(340)을 적층하는 발열층 형성단계(S122)와, 상기 발열층(340)과 상기 제1 전극층(320) 및 상기 제2 전극층(330)을 보호하도록 상기 발열층(340)에 보호층(350)을 적층하는 보호층 형성단계(S123), 그리고 상기 베이스층(310)보다 크게 형성되고 상기 보호층(350)에 적층되되 상기 보호층(350)에서 분리될 수 있는 이형필름(360)을 적층하는 이형필름 적층단계(S124)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 전극층 형성단계(S121)는 PI 필름 등의 수지 필름으로 마련된 베이스층(310)에 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)을 형성하는 단계이다.

상기 발열층 형성단계(S122)는 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)을 전기적으로 연결하도록 상기 발열층(340)을 적층하는 단계이다. 여기서, 상기 발열층(340)은 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)이 전원에 연결되면 발열되는 구성이다.

상기 발열층 형성단계(S122)는 인쇄 공정에 의하여 상기 발열층(340)을 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)의 상부에 형성할 수 있다. 상기 인쇄 공정을 통하여 발열층을 형성하는 것은 공지의 기술인 바 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한, 상기 발열층(340)은 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)이 전원에 연결되면 발열하기 위하여, 상기 제1 전극층(320)과 상기 제2 전극층(330)보다 저항이 큰 소재로 형성된다.

상기 보호층 형성단계(S123)는 상기 제1 전극층(320) 및 상기 제2 전극층(330)과 상기 발열층(340)이 외부로 노출되지 않도록 하여 보호하는 보호층(350)을 형성하는 단계이다.

일 예로, 상기 보호층 형성단계(S123)는 PI 필름으로 마련된 보호층(350)을 상기 발열층(340)의 상부에 접착하여 형성할 수 있다.

상기 이형필름 적층단계(S124)는 상기 보호층(350)에 분리 가능한 이형필름(360)을 부착하는 단계이다. 상기 이형필름(360)은 상기 베이스층(310)보다 크게 형성되어 상기 베이스층(310) 전체를 감싸도록 적층된다.

그리고, 상기 이형필름(360)의 두께는 경제성과 금형 내에서의 성형성을 고려하여 0.1mm 이상 1.0mm 이하로 마련되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 상기 필름 발열체 제작단계(S120)는 상기 베이스층(310)에서 전극층이 형성되지 않은 외측 둘레를 따라 복수의 노치를 형성하여 복수의 돌기부(311)를 제작하는 돌기부 제작단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 돌기부 제작단계는 상기 베이스층(310)에서 전극층이 형성되지 않은 외측 둘레를 따라 복수의 노치를 형성하여 상기 돌기부(311)를 제작할 수 있다. 그리고, 상기 돌기부(311) 또한 상기 이형필름(360)의 내측에 위치한다.

이러한, 상기 돌기부(311)는 차량용 발열 내장재의 성형품에서 굴곡을 가지는 외측 둘레 부분을 감싸도록 배치된다. 이를 통하여, 전극층이 형성된 부분에서 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재 제조방법은 이형필름 분리단계(S170)와, 커버층 적층단계(S180)를 더 포함할 수 있다.

상기 이형필름 분리단계(S170)는 금형에서 상기 발포층(200)까지 형성한 후 금형에서 발열 내장재를 분리한 이후, 상기 커버층(400)을 적층하기 전에 상기 이형필름(360)을 분리하는 단계이다.

즉, 상기 이형필름(360)은 상기 발포층(200)의 형성단계에서는 발포액이 누수되는 것을 차단하고, 상기 발포층(200)을 형성한 후 상기 커버층(400)을 적층하기 전까지 상기 필름 발열체(300)의 표면을 보호하는 역할을 한다.

상기 커버층 적층단계(S180)는 외부로 노출되는 커버층(400)으로 상기 이형필름(360)을 분리시킨 후 상기 필름 발열체(300)를 감싸도록 적층하는 단계이다.

이러한, 상기 커버층 적층단계(S180)는 상기 커버층(400)을 이용하여 상기 필름 발열체(300)를 감싸도록 이루어진다. 이때, 상기 커버층(400)은 상기 필름 발열체(300)와 함께 상기 성형층(100)까지 감싸면서 상기 성형층(100)의 내측으로 수용되게 배치될 수 있다.

이를 통하여, 차량 탑승자의 신체가 직접 상기 필름 발열체(300)에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 커버층 적층단계(S180)는 상기 필름 발열체(300)의 표면에 접착제를 도포한 후 상기 커버층(400)이 상기 필름 발열체(300)를 감싸도록 적층할 수도 있다.

여기서, 상기 커버층(400)은 사용자의 접촉감을 향상시키도록 패브릭 또는 인조가죽이나 천연가죽이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 차량용 발열 내장재가 체결되는 위치의 소재와 동일한 소재로 상기 커버층(400)을 적용할 수 있다. 일 예로, 상기 차량용 발열 내장재가 차량 실내의 대쉬보드 하측에 설치되는 경우에는 상기 대쉬보드의 표면 소재와 동일한 소재로 상기 커버층(400)을 사용할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재를 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재를 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 발열 내장재는 차량에 결합되는 성형층(100)과, 인서트 발포로 상기 성형층(100)에 적층 형성되는 발포층(200), 그리고 상기 발포층(200)에 적층되는 필름 발열체(300)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 발포층(200)은 상기 이형필름(360)에 의해 감싸지도록 배치되어 외부로 노출되지 않도록 형성된다.

상기 성형층(100)은 상기 차량용 발열 내장재를 차량에 설치하기 위한 형태로 제작된다. 즉, 상기 성형층(100)은 차량 구조물(A)에 체결되는 형태로 제작된다.

일 예로, 상기 성형층(100)은 차량 실내의 대쉬보드(dashboard) 하측, 운전석 쪽 스티어링 칼럼, 조수석 쪽 글로브 박스(glove box), 앞좌석의 등받이 등에 설치될 수 있고, 상기 위치에 설치되기 위한 형태로 제작된다. 또한, 상기 성형층(100)은 설치되는 위치의 형상에 대응하여 곡면을 가지는 형태로 제작될 수도 있다.

상기 발포층(200)은 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

일 예로, 본 발명에서는 차량용 내장재를 구성하는 것으로 발포 후 스펀지 형태로 형성되어 쿠션감 및 단열성이 우수한 발포 폴리우레탄을 발포액으로 하여 상기 발포층(200)을 형성할 수 있다.

상기 필름 발열체(300)는 전원이 인가되면 열을 발생하는 필름 형태의 발열체로 이루어진다. 이러한, 상기 필름 발열체(300)는 상기 필름 발열체 제작단계에 의해 제작된 필름 발열체(300)가 적용된다.

그리고, 상기 필름 발열체(300)는 베이스층(310)에서 외측으로 돌출되고, 상기 베이스층(310)의 둘레를 따라 서로 이격되어 복수로 형성된 돌기부(311)를 더 포함할 수 있다.

이러한, 상기 돌기부(311)는 굴곡 형성된 상기 성형층(100)의 외측 둘레 부분을 감싸도록 적층되는 구성이다. 이를 통하여, 전극층이 형성된 부분에서 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 차량용 발열 내장재는 커버층(400)을 더 포함할 수 있다.

상기 커버층(400)은 상기 필름 발열체(300)를 감싸도록 배치되어 외부로 노출되는 부분이다. 이때, 상기 커버층(400)은 상기 필름 발열체(300)와 함께 상기 성형층(100)까지 감싸면서 상기 성형층(100)의 내측으로 수용되게 배치될 수 있다.

그리고, 상기 커버층(400)은 상기 필름 발열체(300)의 표면에 접착제를 도포한 후 상기 커버층(400)을 감싸도록 적층할 수도 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 성형층 200 : 발포층
300 : 필름 발열체 310 : 베이스층
320 : 제1 전극층 330 : 제2 전극층
340 : 발열층 350 : 보호층
360 : 이형필름 400 : 커버층

Claims

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차량에 결합되는 성형층;
인서트 발포로 상기 성형층에 적층 형성되는 발포층; 및
상기 발포층에 적층되는 필름 발열체;를 포함하고,
상기 필름 발열체는,
굴곡 변형 가능한 베이스층;
상기 베이스층에 적층되는 제1 전극층;
상기 제1 전극층과 이웃하여 상기 베이스층에 적층되는 제2 전극층;
상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 전기적으로 연결하도록 적층되고, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층이 전원에 연결되면 발열되는 발열층;
상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 및 상기 발열층이 외부로 노출되지 않도록 커버하는 보호층;
상기 베이스층보다 크게 형성되어 상기 보호층에 적층되고, 상기 보호층에서 분리될 수 있는 이형필름; 및
상기 베이스층에서 외측으로 돌출되되 상기 이형필름의 내측에 위치하고, 상기 베이스층의 둘레를 따라 복수로 형성된 돌기부;를 포함하고,
상기 돌기부는,
굴곡 형성된 상기 성형층의 외측 둘레를 감싸도록 적층된 것을 특징으로 하는 차량용 발열 내장재.
삭제
제3항에 있어서,
상기 필름 발열체에서 상기 이형필름을 분리시킨 후 상기 발열층을 감싸도록 배치되어 외부로 노출되는 커버층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 내장재.
차량에 결합되는 성형층을 사출성형으로 제작하는 성형층 제작단계;
이형필름이 부착된 필름 발열체를 제작하는 필름 발열체 제작단계;
제1 금형에 상기 성형층을 인서트하는 성형층 인서트단계;
제2 금형에 상기 필름 발열체를 인서트하는 필름 발열체 인서트단계;
상기 성형층 또는 상기 필름 발열체 상에 발포액을 도포하는 발포액 도포단계; 및
상기 제1 금형과 상기 제2 금형을 형합한 후 발포액을 발포하여 발포층을 형성하는 발포층 형성단계;를 포함하고,
상기 필름 발열체 인서트단계는,
상기 필름 발열체의 베이스층에서 둘레를 따라 돌출 형성된 복수의 돌기부가 굴곡 형성된 상기 성형층의 외측 둘레를 감싸는 형태로 인서트되는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 내장재 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 필름 발열체 제작단계는,
베이스층에 제1 전극층 및 제2 전극층을 형성하는 전극층 형성단계;
상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 연결하도록 발열층을 적층하는 발열층 형성단계;
상기 발열층과 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 보호하도록 상기 발열층에 보호층을 적층하는 보호층 형성단계; 및
상기 베이스층보다 크게 형성되고, 상기 보호층에 적층되되 상기 보호층에서 분리될 수 있는 이형필름을 적층하는 이형필름 적층단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 내장재 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 필름 발열체 제작단계는,
상기 베이스층에서 전극층이 형성되지 않은 외측 둘레를 따라 복수의 노치를 형성하여 복수의 돌기부를 제작하는 돌기부 제작단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 내장재 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 발포층 형성단계는,
상기 이형필름이 발포 공간보다 크게 형성되어, 상기 이형필름에 의해 밀폐된 발포 공간에 발포층을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 내장재 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 발포층 형성 후 상기 이형필름을 분리하는 이형필름 분리단계; 및
외부로 노출되는 커버층으로 상기 필름 발열체를 감싸는 커버층 적층단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 내장재 제조방법.
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