KR20020071115A

KR20020071115A - 자동차용 콘솔박스 제조방법

Info

Publication number: KR20020071115A
Application number: KR1020010011045A
Authority: KR
Inventors: 최민호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2001-03-03
Filing date: 2001-03-03
Publication date: 2002-09-12

Abstract

본 발명은 자동차용 콘솔박스 제조방법에 관한 것으로서, 환경문제를 야기할 뿐만 아니라 기존 이종재질의 사출성형과 관련한 많은 어려움을 갖게 하는 PVC 재질을 배제하는 대신에 열융착으로 접착이 가능하여 이종재질 간의 사출성형을 용이하게 해주는 TPE 재질로 대체하는 한편, 일반 사출공법과 수작업에 의존하던 기존의 제작방식을 보완하여 스킨부와 코어부의 동시 사출이 가능한 이중 사출공법을 이용함으로써, 콘솔박스의 제작과 관련한 전체적인 공수를 절감하여 생산성 향상을 도모할 수 있으며, PVC의 사용으로 인한 냄새발생 문제나 PVC 규제에 대한 문제를 해결할 수 있도록 한 자동차용 콘솔박스 제조방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 콘솔박스 제조방법{Injection molding method of consol box for automobile}

본 발명은 자동차용 콘솔박스 제조방법에 관한 것으로서, 특히 PVC 재질 대신에 TPE(Thermoplastic Elastomer) 재질을 사용하고 코어부와 스킨부를 동시에 사출하는 이중 사출공법으로 콘솔박스를 제조하는 방법을 제공함으로써, 종전의 이종재질 부착공정시 수작업에 소요되던 공수를 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, PVC 사용과 관련한 환경문제를 개선할 수 있도록 한 자동차용 콘솔박스 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 콘솔은 도 1에 도시한 바와 같이 운전석과 조수석 중간에 위치한 부품으로 인스트루먼트 패널(60)의 중앙 하단부와 연결되어 있다.

콘솔에는 기어변속을 위한 기어레버가 부착되는 기어박스 부분과 간단한 물건을 넣을 수 있는 콘솔박스(10)와 콘솔리드(20)로 구성되어 있다.

특히, 콘솔박스(10)의 경우 코어(Core)부와 스킨(Skin)부로 나누어져 있으며, 각각 PVC와 PP의 플라스틱 재질이 사용되고 있다.

이러한 콘솔박스를 제작하기 위해서 현재 적용하는 방법으로 코어부를 일반 사출공법을 이용하여 제작하고, 별도로 스킨부를 압출이나 사출공법으로 제작한 다음, 각각의 부품을 수작업을 통해 스킨부에 코어부를 압입시키는 방법을 적용하거나, 또는 사출공법으로 제작된 코어부를 수작업을 통해 다시 금형에 인서트시켜 스킨재질로 사출하는 인서트 사출공법을 적용하고 있다.

그러나, 위의 2가지 방법은 모두 수작업이 요구되는 공정으로 작업에 소요되는 시간이 많고 인건비가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 스킨재질로 PVC가 주로 사용되고 있는데, PVC는 환경문제에 따른 사용규제 강화로 인해 그 사용이 감소하고 있는 추세이며, 리싸이클성이 거의 없고 소각시 Cl₂가스가 발생하여 용해로를 부식시키며, 다이옥신을 발생하는 등 많은 환경문제를 지니고 있다.

또한, PVC 제작시 필수요소로 첨가되는 가소제는 자동차 실내 냄새(악취)의 원인이 되는 등 신규 대체 재질 및 새로운 제조방법에 대한 기술이 요구되는 시점이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 환경문제를 야기할 뿐만 아니라 기존 이종재질의 사출성형과 관련한 많은 어려움을 갖게 하는 PVC 재질을 배제하는 대신에 열융착으로 접착이 가능하여 이종재질 간의 사출성형을 용이하게 해주는 TPE 재질로 대체하는 한편, 일반 사출공법과 수작업에 의존하던 기존의 제작방식을 보완하여 스킨부와 코어부의 동시 사출이 가능한 이중 사출공법을 이용함으로써, 콘솔박스의 제작과 관련한 전체적인 공수를 절감하여 생산성 향상을 도모할 수 있으며, PVC의 사용으로 인한 냄새발생 문제나 PVC 규제에 대한 문제를 해결할 수 있도록 한 자동차용 콘솔박스 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 일반적인 자동차용 콘솔박스를 보여주는 개략도

도 2a,2b는 본 발명에 따른 콘솔박스 제조방법의 일 구현예를 보여주는 개략도

도 3은 본 발명에 따른 콘솔박스 제조방법의 다른 구현예를 보여주는 개략도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 콘솔박스 20 : 콘솔리드

30 : 금형 40 : 제1노즐

50 : 제2노즐 60 : 인스트루먼트 패널

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

본 발명은 제1노즐을 이용하여 금형의 내부에 용융상태의 PP 수지를 주입하여 코어부를 사출성형하는 단계와, 코어부의 성형을 위한 PP 수지가 70∼80%의 냉각이 진행되면 금형을 180°회전시켜 스킨부의 성형을 위한 2차 캐비티로 위치시키는 단계와, 제2노즐을 이용하여 PP 수지의 코어부를 포함하는 금형의 내부에 용융상태의 TPE 수지를 주입하여 코어부와 스킨부를 동시에 이중 사출성형하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 하나의 금형에 이원화된 제1노즐과 제2노즐을 구비하는 단계와, 제1노즐을 이용하여 코어부의 성형을 위한 PP 수지를 금형의 내부에 주입하는 단계와, 상기 제1노즐을 통해 PP 수지의 주입이 개시된 시점에서 2∼3초 후 제2노즐을 이용하여 스킨부의 성형을 위한 TPE 수지를 금형의 내부에 주입하여 코어부와 스킨부를 동시에 이중 사출성형하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2a 및 2b와 도 3은 본 발명에 따른 콘솔박스의 제조과정에 대한 여러 구현예를 개략적으로 보여주고 있다.

본 발명의 제조방법에서는 콘솔박스의 스킨부 재질로 리사이클성이 용이하고 기계적 물성이 대체적으로 좋은 TPE 재질을 사용하며, 성형공법으로는 이종재질의 사출성형이 가능한 이중 사출공법을 이용한다.

이중 사출공법을 이용하여 콘솔박스를 제조하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 2a는 2개의 분리된 금형을 회전시키는 분리식을 보여주고 있고, 도 2b는 일체식으로 금형 전체를 회전시키는 것을 보여주고 있다.

도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 먼저 1차로 용융상태의 PP 수지를 금형(30)에 사출하여 코어부를 성형한다.

이때의 PP 수지 주입은 제1노즐(40)을 이용한다.

금형(30)에 충진되어 있는 PP 수지가 70∼80% 정도의 냉각이 진행되면 금형(30)의 이동측 금형을 180°회전시켜서 2차 성형을 위한 캐비티(Cavity)로 이동시킨다.

금형의 180°회전시 금형의 파티션 라인(Partition line)을 기준으로 좌측 금형은 회전을 하게 되고, 런너나 게이트가 있는 우측 금형은 1차 수지가 충진되는 부분과 2차 수지가 충진되는 부분의 금형형상이 상이하게 제작된다.

즉, 우측 금형 중 2차 수지가 충진되는 부분은 2차 수지가 충진된 후 2차 수지가 충진될 만큼 공간이 더 있도록 제작된다.

이에 따라, 1차 수지가 70∼80% 냉각되어 고화되면 1차 수지는 2차 수지가 충진될 때 일종의 금형역할을 하게 되므로 2차 수지와 접하는 부분에서 자연접합이 발생하게 된다.

이렇게 금형(30)의 이동을 완료하면 제2노즐(50)을 이용하여 2차로 용융상태의 TPE 수지를 금형(30)에 사출하여 코어부와 스킨부를 동시에 성형한다.

즉, 1차 사출시 성형된 PP 재질의 코어부를 포함하는 금형(30) 내에 스킨부 성형을 위한 TPE 재질의 수지를 주입함으로써, PP 재질의 코어부와 TPE 재질의 스킨부를 동시에 이중으로 사출성형할 수 있는 것이다.

본 발명에서 채용하고 있는 이중 사출공법에서 금형의 180°회전은 사출 성형설비 내에 부착되어 있는 코어 회전장치(미도시)에 의해 진행된다.

즉, 위의 이중 사출공법은 금형체결 →사출(1차 수지) →계량, 보압→냉각 →형개 →회전 →형체 →사출(2차 수지) →형개 →취출의 과정으로 진행되는데, 본 발명에서는 금형이 열리면서 제품을 바로 취출하는 것이 아니라 금형을 조금 후퇴시킨 후, 즉 형개한 후 180°회전시킨 다음 금형을 체결하여 2차 수지를 사출하게 된다.

이때의 금형 회전은 설비에 부착된 장치를 이용함으로써 가능하며 대부분 유압을 이용하여 금형을 회전시키게 된다.

또한, 도 3에서는 금형(30)의 회전없이 별도의 이원화된 노즐을 구비하여 코어부와 스킨부를 동시에 이중 사출성형하는 공정을 보여주고 있다.

금형(30)에 이원화된 제1노즐(40)과 제2노즐(50)을 구비하여 PP 수지와 TPE 수지의 동시 주입을 가능하게 한다.

먼저, 제1노즐(40)을 통하여 금형(30) 내에 PP 재질을 주입하여 코어부를 사출한 후, 약 2∼3초 경과한 다음 제2노즐(50)을 통하여 금형(30) 내에 TPE 재질을 주입하여 스킨부를 사출함으로써, PP 재질의 코어부와 TPE 재질의 스킨부를 동시에 이중으로 사출성형할 수 있는 것이다.

여기서, PP 수지와 TPE 수지, 즉 1차 수지와 2차 수지가 각각 다른 노즐에 의해 금형 내로 충진되는데, 이때 두 수지가 서로 뒤섞이지 않는 이유는 수지 충진시간의 차이에 따른 것이다.

즉, 1차 수지가 70∼80% 고화된 상태에서 금형이 회전을 하게 되고, 이후에 2차 수지가 충진되므로 2차 수지가 충진될 시기에는 1차 수지의 응고가 거의 진행된 상태가 된다.

더욱이, 1차 수지의 응고과정을 보면, 일반적으로 플라스틱 사출과정에서 수지는 금형과 맞닿는 외부부터 내부로 응고가 진행되기 때문에 2차 수지가 충진될 무렵, 1차 수지의 표면은 거의 응고가 완료된 상태이므로 두 수지가 서로 섞이지 않게 된다.

위와 같은 제조방법에 의하면 기존 콘솔박스의 스킨부를 별도로 제작하여 코어부에 압착시키는 수작업 공정이 배제될 수 있으며, 특히 코어부의 재질인 PP와 스킨부의 재질인 PVC를 접착시키기 위해서는 접착제를 필요로 했었으나, 본 발명에서와 같이 스킨부의 재질을 TPE로 사용할 경우 별도의 접착제없이 열융착이 가능하므로, 이종재질 간의 접착에 따른 문제없이 이중 사출공법을 용이하게 적용시킬 수 있는 것이며, 종전과 같이 접착제에 의한 냄새발생이나 변색문제를 최소화할 수 있는 것이다.

아래의 표 1은 PVC 대비 TPE 물성을 비교한 표이고, 표 2는 TPE의 대표적인 물성치를 나타내는 표이다.

표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에서 콘솔박스의 스킨부 재질로 사용하는 TPE 재질은 PVC 재질에 비해 열융착성이 우수하여 이중 사출공법의 용이한 적용을 가능하게 해주는 것을 알 수 있으며, 특히 접착제의 사용을 완전히 배제할 수 있기 때문에 종전과 같이 접착제로 인한 악취의 원인을 근본적으로 해소할 수 있게 된다.

아래의 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에서 사용하고 있는 TPE의 우수한 기계적 물성과 이중 사출공법이 갖는 성형공법상의 특성, 예를 들면 이종재질 간의 동시 사출성형을 가능하게 하는 등의 특성을 유기적으로 조합시킴으로써, 종전 접착제의 사용과 관련한 수작업 공정을 배제하면서 이종재질, 즉 PP와 TPE의 이중 사출성형을 가능하게 하여 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 콘솔박스 스킨부의 재질을 PVC 재질에서 TPE 재질로 변경하고 이종재질의 동시 성형을 가능하게 하는 이중 사출공법을 이용하여 콘솔박스의 스킨부와 코어부를 동시에 사출성형할 수 있는 제조방법을 제공함으로써, 수작업 공정을 요하는 종전에 비해 작업공수를 단축할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으며, PVC 사용의 완전 배제로 리사이클성을 향상시킬 수 있는 동시에 PVC 사용 규제 법규에 효과적으로 대응할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims

제1노즐을 이용하여 금형의 내부에 용융상태의 PP 수지를 주입하여 코어부를 사출성형하는 단계와, 코어부의 성형을 위한 PP 수지가 70∼80%의 냉각이 진행되면 금형을 180°회전시켜 스킨부의 성형을 위한 2차 캐비티로 위치시키는 단계와, 제2노즐을 이용하여 PP 수지의 코어부를 포함하는 금형의 내부에 용융상태의 TPE 수지를 주입하여 코어부와 스킨부를 동시에 이중 사출성형하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 콘솔박스 제조방법.
하나의 금형에 이원화된 제1노즐과 제2노즐을 구비하는 단계와, 제1노즐을 이용하여 코어부의 성형을 위한 PP 수지를 금형의 내부에 주입하는 단계와, 상기 제1노즐을 통해 PP 수지의 주입이 개시된 시점에서 2∼3초 후 제2노즐을 이용하여 스킨부의 성형을 위한 TPE 수지를 금형의 내부에 주입하여 코어부와 스킨부를 동시에 이중 사출성형하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 콘솔박스 제조방법.