KR20020065463A - 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 조향축에 축설되는 원형링의 금속프레임을 폴리우레탄수지로 피복하여 형성한 스티어링 휠의 일부를 미려하고 고급스러운 우드그레인 필름으로 전사코팅하기 위한 우레탄 무발포 성형공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우드그레인 필름이 전사 코팅되는 수지몰딩부를 비발포 폴리우레탄수지로 기포의 발생 없이 성형하여 전사필름의 접착성을 매우 우수하게 함으로써 제품의 품질 향상과 생산성의 증대 및 우드의 촉감을 느낄 수 있도록 한 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 폴리올(활성화 수소화합물, Polyol)과 디페닐메탄 디이소시아네이트(Diphenylmethane Diisocyanate, MDI)를 혼합하는 원료 혼합의 제1공정과, 상부금형과 하부금형에 이형제를 도포하고 스티어링 휠을 안치시키는 비발포 성형 준비의 제2공정과, 상부금형의 주입구로 혼합된 원료를 주입하여 비발포 폴리우레탄수지를 성형시켜 취출하는 제품 취출의 제3공정과, 제품에 발생된 버(burr) 부분을 제거하고 증기 탈지기로 제품을 세척하는 제4공정과, 제품을 건조로에 투입하고 일정 시간 동안 일정 온도의 열로써 가열한 후 표면을 샌딩하는 기공 제거의 제5공정과, 표면으로 노출된 기공 및 핀홀을 본드 또는 버티로 메움작업을 행한 후 다시 샌딩을 행하고 건조로에 재차 투입하여 일정 시간 동안 일정 온도의 열로써 가열한 후 표면을 샌딩하는 2차 기공 제거의 제6공정으로 구성되는 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법이 제공된다.

Description

우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법{The manufacturing process of steering wheel for woodgrain}

본 발명은 자동차의 조향축에 축설되는 원형링의 금속프레임을 폴리우레탄수지로 피복하여 형성한 스티어링 휠의 일부를 미려하고 고급스러운 우드그레인 필름으로 전사코팅하기 위한 우레탄 무발포 성형공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우드그레인 필름이 전사 코팅되는 수지몰딩부를 비발포 폴리우레탄수지로 기포의 발생 없이 성형하여 전사필름의 접착성을 매우 우수하게 함으로써 제품의 품질 향상과 생산성의 증대 및 우드의 촉감을 느낄 수 있도록 한 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법에 관한 것이다.

자동차의 스티어링 휠은 자동차의 운전방향을 조절하는 조향장치로서 운전자가 항상 손으로 잡고 조작하므로 조작시 미끄럽지 않고 느낌과 촉감이 좋으며 미관상 미려하게 제작되어 장착되는 데 근래에는 충돌시 인체에 강한 충격이 가해지지 않는 쿳숀성을 가지는 것이 선호되고 있다.

따라서, 근래의 스티어링 휠은 거의 조향축에 장착되는 원형링의 금속프레임을 발포 폴리우레탄수지로 인서트 몰딩하여 성형하게 되나, 이는 발포 폴리우레탄수지로서 쿳숀성과 논슬립의 우수성은 있으나 외관상 단조롭고 촉감이 좋지 않아 대개 휠의 외면에 별도의 핸들커버를 씌워 사용하게 된다. 그러나 이러한 핸들커버는 단조로움과 촉감의 불량을 다소 개선하는 점은 있으나 휠의 두께가 두꺼워져 휠을 안전하고 인체공학적으로 설계된 부분을 파지할 수 없어 안전운전에 지장을 주게 되는 문제점이 있다.

그리고, 고급차에는 스티어링 휠의 제작시 발포 폴리우레탄수지를 일반적인 휠의 굵기보다 가늘게 형성하고 이의 외면에 가죽커버를 일체가 되게 씌운 가죽핸들이 장착되고 있으나, 이는 상기한 문제점을 보완하는 장점이 있는 반면에 장기간사용하면 손때가 묻어 미끄러워지고 미관을 해치는 단점이 있다.

또한, 최근에는 차량의 미려함과 고급스러움을 배가시키고 촉감을 좋게 하기 위해 몰딩한 발포 폴리우레탄수지의 외면에 가죽커버를 일체가 되게 씌운 스티어링 휠의 일부에 우드의 무늬와 결을 표출하는 우드그레인 필름 코팅부를 복합시킨 스티어링 휠이 일부 고급차에 장착되고 있다.

그러나, 우드그레인 필름 코팅부를 부분적으로 형성한 종래의 스티어링 휠은 금속프레임의 외면에 폴리우레탄수지를 발포하여 몰딩하고 부분적으로 우드그레인 전사필름을 동일평면으로 코팅하여 처리하는 제조공법이므로, 발포시킨 폴리우레탄수지에 쿳숀성과 무수한 기공이 발생하여 전사필름의 접착성이 매우 불량함에 따라 얼마 사용하지 않아 벗겨지는 큰 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해소할 수 있는 제조공법에 관한 것으로, 천연 또는 인조가죽이 씌워지는 스티어링 휠의 수지몰딩부는 발포 폴리우레탄수지로서 성형하고, 우드그레인 필름이 전사 코팅되는 수지몰딩부는 비발포 폴리우레탄수지로 일체가 되게 성형하되, 기포의 발생을 줄이기 위하여 성형 금형의 설치각도를 기포가 빠져나갈 수 있도록 경사지게 하여 하부에서부터 상부로 원료를 주입하여 성형함으로써 기포의 배출을 용이하게 함으로써 제품 내의 기포 발생을 현저히 줄여 우드그레인 필름의 접착성을 완전히 개선하고, 우드와 같은 촉감을 현출시킬 수 있는 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 스티어링 휠의 일부 절개 사시도

도 2는 본 발명에 의한 금형의 사시도

도 3은 도 2의 "A-A" 단면도

도 4는 본 발명에 의해 제조된 스티어링 휠의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 금속프레임 2 : 발포 폴리우레탄수지 3 : 비발포 폴리우레탄수지

4 : 주입구 5 : 상부금형 6 : 하부금형

7 : 우드그레인 필름 8 : 가죽커버

9 : 배출구 100 : 스티어링 휠

이하 본 발명의 제조 공정 및 그 작용을 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 원형링의 금속프레임(1)에 발포 폴리우레탄수지(2)가 부분 성형된 스티어링 휠(100)에 비발포 폴리우레탄수지(3)로 나머지 부분을 성형하여 자동차용 스티어링 휠(100)을 제조하는 공법에 있어서, 수입검사를 마친 폴리올(활성화 수소화합물, 이하 Polyol이라 함) 55중량부와, 디페닐메탄 디이소시아네이트 (Diphenylmethane Diisocyanate, 이하 MDI라 함) 45중량부를 혼합하는 원료 혼합의 제1공정과, 주입구(4)가 아래측에 위치되도록 수평면에 대하여 15°~ 20°정도 경사지게 설치된 상부금형(5)과 하부금형(6)에 탈형을 용이하게 하기 위하여 이형제를 도포하고 하부금형(6)에 스티어링 휠(100)을 안치시키며 상부금형(5)을 하부금형 (6)에 결합시키는 비발포 성형 준비의 제2공정과, 상부금형(5)의 경사진 아래측에 위치한 주입구(4)로 제1공정에서 혼합된 원료를 주입하여 비발포 폴리우레탄수지 (3)를 성형시킨 후 상부금형(5)을 하부금형(6)에서 분리하여 성형된 제품을 취출하는 제품 취출의 제3공정과, 제품에 발생된 버(burr) 부분을 제거하고 제품 표면에 묻은 이형 성분을 증기 탈지기로 제품을 세척하는 제4공정과, 제품 내부에 잠적되어 있는 기공을 찾아내기 위하여 제품을 건조로에 투입하고 90℃ 정도의 열로써 1시간 동안 가열하여 내부 기공의 부피를 팽창시켜 외부로 돌출시키거나 파열시킨 후 샌딩하여 표면을 매끄럽게 하는 기공 제거의 제5공정과, 표면으로 노출된 기공 및 핀홀을 본드 또는 버티(butty)로 메움작업을 행한 후 다시 샌딩을 행하고 건조로에 재차 투입하여 90℃ 정도의 열로써 1시간 동안 가열하여 잔여 기공을 찾아서 샌딩 등으로 표면을 매끄럽게 하는 2차 기공제거의 제6공정으로 구성됨을 특징으로 한다.

도면 중 미설명 부호 7은 우드그레인 필름이고, 8은 가죽커버이며, 9는 상부금형(5)에 뚫린 배출구이다.

상기와 같은 공정을 가진 본 발명은 고급스런 미감을 주는 우드그레인 무늬를 스티어링 휠(100)에 현출시키기 위하여 비발포 폴리우레탄수지(3)를 이용하고, 이에 우드그레인 필름(7)을 전사시키게 된다. 따라서, 본 발명은 비발포 폴리우레탄수지 (3)의 성형공법에 그 특징이 있고, 이하 이를 중심으로 공정별로 설명하면 다음과 같다.

원료 혼합의 제1공정은 Polyol 55중량부와 MDI 45중량부를 혼합하는데, 이는 경도와 연성을 동시에 가지게 하기 위함이다.

비발포 성형 준비의 제2공정에서는 상부금형(5)과 하부금형(6)이 경사지게 설치됨에 그 특징이 있는데, 본 발명에서의 비발포 폴리우레탄수지(3)를 이용하는 것은 발포 폴리우레탄수지(2)의 경우 무수히 많은 기공 때문에 우드그레인 필름(7)이 견고히 전사되지 못하기 때문이고, 발포 폴리우레탄수지(2)의 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 본 발명은 비발포 폴리우레탄수지(3)를 선택하여 성형하는 것이며, 비발포 폴리우레탄수지(3)를 사용하는 경우라도 다수의 기포와 기공이 발생될 수 있기 때문에 본 발명에서는 상부금형(5)과 하부금형(6)을 수평면에 대하여 15°~ 20°정도 경사지게 설치하여 문제점을 해결하게 된다.

즉, 제3공정에서 상부금형(5)의 경사진 아래측에 위치한 주입구(4)로 원료를 주입하게 되면, 기포는 밀도차이에 의해 자연스럽게 상측으로 이동되어 결국은 상부금형(5)에 뚫린 배출구(9)로 빠져나가게 된다. 따라서, 기포 및 기포에 의한 기공을 현저히 줄일 수 있게 된다.

기공 제거를 위한 제5공정 내지 제6공정은 전기의 공정에서 제거되지 못한 기포를 제거하기 위한 공정으로써, 잠적되어 있는 기공을 외부로 표출시키기 위한 것으로서, 건조로에 제품을 투입하고 90℃ 정도의 열로써 1시간 동안 가열하면 내부 기공의 부피가 팽창하여 외부로 돌출되거나 파열되게 된다. 상기의 과정 후에는 표면을 샌딩하여 매끄럽게 하고 오목부는 본드나 버티로 메워 접착면적을 증대시켜 비발포 폴리우레탄수지(3)의 표면에 우드그레인 필름(7)이 잘 전사될 수 있게 한다.

상기와 같이 본 발명의 공법으로 성형된 비발포 폴리우레탄수지(3)의 표면에 우드그레인 필름(7)을 전사하여 스티어링 휠(100)을 완성시키는 일반적인 공정은 다음과 같다.

우선, 성형부위 끝단의 갭 부분을 마무리하고, 모서리 가공을 하여 모양을 다듬으며, 가죽커버(8)와 우드그레인 필름(7)이 마무리되는 갭 부위를 부드러운 느낌을 위해 일정한 크기의 둥근 모서리로 가공하는 우드그레인 필름(7) 전사를 위한 하도작업 공정과, 비발포 폴리우레탄수지(3)에 우드그레인 필름(7)을 전사하고 전사된 우드그레인 필름(7)의 표면에 코팅을 행하는 우드그레인 전사 및 코팅하는 공정과, 발포 폴리우레탄수지(2)에 가죽커버(8)를 씌우는 공정으로 이루어 진다.

따라서, 본 발명은 스티어링 휠(100)에 우드그레인 필름(7)을 양호하게 전사시켜 제조상의 품질과 작업성의 향상 및 사용중의 박리가 일어나지 않게 된다.

이와같이 된 본 발명은 천연 또는 인조가죽이 씌워지는 스티어링 휠(100)의 수지몰딩부를 발포 폴리우레탄수지(2)로 성형하고, 우드그레인 필름(7)이 전사 코팅되는 수지몰딩부를 비발포 폴리우레탄수지(3)로 일체가 되게 성형하여 기포의 발생을 줄여 우드그레인 필름(7)의 전사 및 접착성이 개선되는 효과가 있고, 우드와 같은 촉감과 미감을 현출시킬 수 있어 고급화되고 있는 자동차의 실내 인테리어 경향에 부응하는 효과가 있고, 기본 설계방향에 맞는 파지성을 높임으로써 안전 운행을 위한 핸들조작에 최적의 조건을 가져다 주는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 원형링의 금속프레임(1)에 발포 폴리우레탄수지(2)가 부분 성형된 스티어링 휠(100)에 비발포 폴리우레탄수지(3)로 나머지 부분을 성형하여 자동차용 스티어링 휠(100)을 제조하는 공법에 있어서, Polyol과 MDI를 혼합하는 원료 혼합의 제1공정과, 상부금형(5)과 하부금형(6)에 이형제를 도포하고 스티어링 휠(100)을 안치시키는 비발포 성형 준비의 제2공정과, 상부금형(5)의 주입구(4)로 혼합된 원료를 주입하여 비발포 폴리우레탄수지(3)를 성형시켜 취출하는 제품 취출의 제3공정과, 제품에 발생된 버(burr) 부분을 제거하고 증기 탈지기로 제품을 세척하는 제4공정과, 제품을 건조로에 투입하고 일정 시간 동안 일정 온도의 열로써 가열한 후 표면을 샌딩하는 기공 제거의 제5공정과, 표면으로 노출된 기공 및 핀홀을 본드 또는 버티로 메움작업을 행한 후 다시 샌딩을 행하고 건조로에 재차 투입하여 일정 시간 동안 일정 온도의 열로써 가열한 후 표면을 샌딩하는 2차 기공 제거의 제6공정으로 구성됨을 특징으로 하는 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법.
2. 제 1항에 있어서, 제1공정의 Polyol과 MDI는 Polyol 55중량부와 MDI 45중량부로 혼합됨을 특징으로 하는 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법.
3. 제 1항에 있어서, 상부금형(5)과 하부금형(6)은 주입구(4)가 아래측에 위치되도록 수평면에 대하여 15°~ 20°정도 경사지게 설치되고, 제3공정에서의 원료 주입은 상기의 상부금형(5)의 경사진 아래측에 위치한 주입구(4)로 주입함을 특징으로 하는 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법.
4. 제 1항에 있어서, 제5공정과 제6공정에서의 건조로의 조건은 약 90℃의 열로써 약 1시간 동안 가열함을 특징으로 하는 우드그레인용 스티어링 휠의 우레탄 무발포 성형공법.