KR20040020569A - 선바이저용 미러의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선바이저용 미러의 제조방법에 관한 것으로서, 기존의 알루미늄 증착방식을 사용하는 대신에 알루미늄 박판과 PE 소재 그리고 양면 접착필름을 이용하여 겹층형태로 제작하는 한편, 특히 이종소재인 알루미늄 박판과 PE 소재를 접착함에 있어 소재의 열팽창율 차이에 의해 한쪽으로 굽어지는 변형을 막고자 대칭형 구조로 장착을 하였으며, 거울효과를 내기 위해 안쪽면의 알루미늄 박판에는 표면에 아노다이징 처리를 하여 표면조도를 향상시킨 선바이저용 미러의 제조방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

선바이저용 미러의 제조방법{manufacturing method of sunvisor mirror}

본 발명은 차량의 선바이저에 부착하여 사용하는 미러의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 알루미늄 증착방식을 사용하는 대신에 알루미늄박판과 PE 소재를 접착하여 겹층형태로 제조할 수 있는 방법을 제공함으로써, 미러의 열변형과 백화현상을 방지하여 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 선바이저용 미러의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 선바이저는 차량 주행방향에 대한 태양광선의 역광, 즉 차량 주행 반대방향으로 태양광선이 조사됨으로 인해 운전자와 조수석 승객의 시야를 흐리게 하는 것을 막기 위해 설치된 태양광 차단을 목적으로 하는 부품이다.

이러한 선바이저는 헤드라이닝 전단부에 위치하며, 좀더 구체적으로는 헤드라이닝 전면 끝단부와 윈드쉴드 글래스 최상단의 교착부에 위치하게 된다.

선바이저는 그 형태를 유지할 수 있는 스틸 와이어 프레임으로 기본 골격을 갖추고 있으며, 운전자와 조수석 승객이 필요에 따라 접었다 폈다 하는 방식으로 사용할 수 있도록 접이식 브라켓이 스틸 와이어 프레임에 부착되어 있다.

특히, 접이식 브라켓은 판상 스프링 구조로 되어 있어 일정한 각도 이상으로 접거나 펴게 되면 스프링 장력에 의해 접었다 폈다 하는 작동이 더욱 용이하게 되어 있다.

또한, 스틸 와이어 프레임의 내부에는 차량 추돌이나 충돌시 승객의 머리부 손상을 최소화하기 위해 충격 흡수력이 우수한 PU 폼을 충진하고 있고, 표피로는 부직포 또는 PVC 시트 등을 사용하고 있다.

한편, 선바이저에는 운전자 또는 조수석 승객의 편의를 위해 내면부에 거울이 장착되어 있다.

최근에는 이러한 거울부에 간단한 조명시설까지 부착하여 야간에도 거울 사용이 가능하게 하고 있다.

대부분의 미러는 PMMA 소재에 알루미늄을 진공 증착하는 방식을 이용하고 있는데, 이는 유리를 이용하여 미러를 제작하게 되면 차량 추돌이나 충돌시 유리파편에 의해 운전자나 조수석 승객에게 2차 상해를 입힐 수 있기 때문이다.

미러의 작동원리를 간단히 소개하면 다음과 같다.

일반적으로 미러는 빛의 직진성을 이용하는 것으로써 한 물체에 빛이 투과되는 경우 그 빛이 굴절되지 않고 정반사가 일어날 때 원상이 뚜렷이 보이는 원리를 이용하고 있다.

따라서, 미러의 표면 조도는 빛의 굴절을 최소화하기 위해 매끄러울수록 유리하다.

이렇게 표면 조도를 향상시키는 방법은 복합물이나 화합물이 아닌 단일 물질을 이용하여 반사면을 만드는 것이 가장 유리하며, 일반적으로 빛의 투과가 어려운 결정성 재료를 이용하게 된다.

대부분의 금속소재가 결정성을 지니고 있으므로 미러로 주로 이용된다.

한편, 이러한 금속소재는 용융, 응고 재결정 과정에서 결정을 형성할 때 단일 방향으로 결정성장이 이루어지도록 유도해야 하는데, 이러한 특성을 비교적 용이하게 사용할 수 있는 금속이 바로 알루미늄이다.

즉, 알루미늄의 결정형성을 한방향으로 유도하게 되면 알루미늄 표면의 조도가 조밀하게 되어 빛의 굴절을 없애거나 최소화할 수 있다.

이는 전자분야에서 반도체 웨이퍼 제조시 단결정 성장에 응용되고 있다.

이와 같이 단일방향으로 결정성장이 이루어진 알루미늄 표면을 보호하기 위해 배면에는 도막처리를 하고, 표면에는 투명성 재질을 이용하는데, 대부분 일상생활에서는 유리를 이용하거나 투과성이 우수한 PMMA 소재를 이용하고 있다.

현재 차량 선바이저에 적용되고 있는 미러의 제조공정은 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, PMMA 원재료(10)를 사출공법을 이용하여 시트 형상으로 제작하고 표면의 이물질을 제거한 후 한쪽면에 알루미늄(20)을 진공 증착시킨다.

알루미늄의 고착이 진행되면 배면에 보호도막(30)을 입히기 위해 도장공정을 거치고, 이후 제품크기에 맞게 절단하여 선바이저 제조시 사용한다.

여기서, 진공 증착공법은 텅스텐과 같은 열선을 이용하여 알루미늄이나 크롬 등의 금속을 진공상태에서 증발시킨 다음, 이들 금속을 증착하고자 하는 부위와의 온도차이를 이용하여 증착시키는 방법이다.

즉, 증발된 금속입자는 상대적으로 낮은 온도(부착하고자 하는 물체)로 이동하게 되는데, 이때 진공상태이므로 입자 이동시 저항이 없고 입자 자체가 증발된 상태이므로 질량이 매우 작기 때문에 입자의 이동속도는 음속의 속도로 이동하게 되고, 이때 발생하는 속력을 이용하여 증착한다.

차량의 선바이저는 위와 같이 그 장착위치가 차량 루프부위에 위치하게 됨에 따라 하절기 일사량이 많을 때 선바이저의 표면온도가 90℃ 이상 올라가게 된다.

따라서, 이러한 고온환경에서 선바이저는 변형이나 변색 등 이상이 없어야 하는 등 내열성이 요구되는 부품이다.

그러나, 기존의 선바이저에 장착되는 미러의 경우 뒤틀림 현상으로 변하는 열변형 또는 미러 표면이 뿌옇게 흐려지는 백화현상이 발생하여 문제가 되고 있다.

이는 미러 기재로 사용되고 있는 PMMA 소재가 대부분 내열도가 90℃ 전후이기 때문에 열변형 온도보다 약간만 온도가 상승하여도 열변형이 발생하게 되며, 일단 열변형이 발생하면 그 형상은 복원되지 않는다.

아울러, 백화현상은 알루미늄 진공 증착업체에 따라 차이가 발생하고, 알루미늄 순도와 알루미늄층을 보호하기 위한 도료 처리공정에서 발생하는 불순물에 의해서도 발생한다.

즉, 알루미늄 속에 잔존하고 있던 불순물이나 도료 내의 유기성분이 고온환경에서 증발하면서 PMMA 내면에 증착하여 표면을 뿌옇게 만드는 백화현상을 유발하고 있다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 열변형 문제나 백화현상을 방지하기 위하여 안출한 것으로서, 우선 기존의 알루미늄 증착방식을 사용하는 대신에 알루미늄 박판과 PE 소재 그리고 양면 접착필름을 이용하여 겹층형태로 제작하는 한편, 특히 이종소재인 알루미늄 박판과 PE 소재를 접착함에 있어 소재의 열팽창율 차이에 의해 한쪽으로 굽어지는 변형을 막고자 대칭형 구조로 장착을 하였으며, 거울효과를 내기 위해 안쪽면의 알루미늄 박판에는 표면에 아노다이징 처리를 하여 표면조도를 향상시킨 선바이저용 미러의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 PE 또는 PVC를 미러 기재로 하여 그 위에 알루미늄 박판을 양면 접착필름을 이용하여 합지하고 알루미늄 박판의 표면에는 알루미늄 아노다이징 처리한 후 냉각 및 재단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 알루미늄 박판은 그 두께를 동일하게 하여 미러 기재인 PE 또는 PVC의 양면에 대칭형 구조로 합지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 알루미늄 박판의 합지과정은 120℃ 온도조건과 30분 시간조건에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 기존 미러의 적층구조를 보여주는 단면도

도 2는 본 발명에 따른 미러의 제조방법을 보여주는 블럭도

도 3은 본 발명에 따른 미러의 적층구조를 보여주는 단면도

도 4는 본 발명에 따른 미러와 기존 미러의 열변형 정도를 비교하는 그래프

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : PMMA 원재료 20 : 알루미늄

30 : 보호도막 40 : PE 또는 PVC

50 : 알루미늄 박판 60 : 양면 접착필름

70 : 알루미늄 아노다이징 처리

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

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 미러 기재로 사용되는 PE 또는 PVC 코일을 핫 프레스 장치의 넓이에 맞게 재단한다.

이때에는 보통 1250mm ×1250mm 정도의 크기로 재단하는 것이 바람직하다.

상기 PE 또는 PVC는 HDPE나 HDPE+LDPE의 것을 적용할 수 있다.

계속해서, 위의 코일 피착면에 용제를 이용하여 오일을 제거하는 크리닝을 수행한다.

이와 같이 크리닝이 완료된 후, PE 또는 PVC(40) 위에 알루미늄 박판(50)을 적층하고, 그 사이에는 양면 접착필름(60)을 도포한 다음, 다단 핫 프레스 장치를 이용하여 120℃에서 30분 정도 제품을 합지한다.

여기서, 사용하는 알루미늄 박판은 3000 또는 4000 계열의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 합지과정에서 온도가 120℃ 보다 과도하게 높으면, 양면 접착필름이 적층면 사이를 흘러나오게 되는 문제가 있고, 그 이하이면 접착이 이루어지지 않는 문제가 있다.

또한, 합지과정에서 시간은 적어도 30분 이상이 되어야 하며, 30분 미만인 경우에는 완전한 접착이 이루어지지 않는 문제가 있다.

합지과정을 마친 다음에는 일정시간 냉각시키고, 거울효과를 내기 위해 한쪽면의 알루미늄 박판에는 표면에 알루미늄 아노다이징 처리(70)하여 표면 조도를 확보한 후, 재단하여 선바이저용 미러로 사용한다.

특히, 이종소재인 알루미늄 박판과 PE 소재를 접착하는 경우에는 소재의 열팽창율 차이로 인해 한쪽으로 굽어지는 변형이 생길 수 있으므로, 이러한 현상을 해소하기 위하여 미러 기재의 양면에 알루미늄 박판을 대칭형 구조로 장착하여 사용한다.

즉, PE 또는 PVC의 윗면과 밑면에 양면 접착필름을 이용하여 동일한 두께의 알루미늄 박판을 부착하여 사용한다.

위와 같은 과정을 거쳐 제조되는 본 발명의 미러에 대한 온도변화에 따른 열변형정도는 도 4의 그래프와 아래의 표 1에서 상세히 보여주고 있다.

상온에서 시험온도인 85℃까지, 온도증가에 따른 변형량 증가비와 85℃에서 선바이저 시험규격 온도인 100℃까지의 온도증가에 따른 변형량 증가비를 비교해보면, 열변형을 급격한 변화구간 없이 온도에 비례하여 1차 함수 관계로 증가함을 할 수 있다.

따라서, 열변형이 발생하는 특정 온도구간은 존재하지 않으며, 온도가 증가함에 따라 열변형도 증가한다.

기존품은 시험편 별로 최대 변형량에서 차이가 발생하였는데, 이는 PMMA 시트 제작시 사출조건 및 사출기 사양 등 제조 공정조건에 의한 것으로 사료된다.

따라서, 선바이저 미러의 열변형의 원인은 다른 요인에 의해 발생되었다기 보다는 미러 시트의 PMMA 재질 물성에 의한 것으로 판단된다.

이러한 미러의 열변형은 재료물성과 더불어 PMMA 시트 제작시 사출공정에서 발생한 잔류응력이 주원인이며, 따라서 이러한 잔류응력을 최소화하기 위해서는 게이트 방안과 냉각방안의 검토나, 사출 후 에이징 처리를 엄격히 하여 열변형을 최소화하는 방안의 검토가 필요하다.

하지만, 일반등급 PMMA의 열변형 온도가 85∼90℃임을 고려할 때, 선바이저시험규격 온도인 100℃에서의 열변형 발생은 필연적이다.

따라서, 열변형을 최소화하기 위해서는 본 발명에서 제공하는 겹층형태의 미러가 효과적임을 알 수 있다.

한편, 아래의 표 2는 온도변화에 따른 백화정도를 보여준다.

백화정도를 평가하기 위해 온도를 서서히 올려가며 각 온도에서 백화정도를 직접 육안으로 판별하였다.

여기서, 평가기준은 다음과 같다.

1. 백화현상 없음.

2. 백화현상이 발생하였으나, 그 정도가 미약함.

3. 백화현상 발생.

4. 백화현상 정도가 심함.

5. 백화현상이 심하여 상이 보이지 않음.

기존품을 살펴보면, 85℃에서 백화현상이 발생하기 시작하며, 온도가 상승함에 따라서 시험편의 백화현상 진행정도의 차이는 있으나, 100℃에서는 모든 시험편이 백화현상이 심하게 발생하였다.

이러한 백화현상 문제는 알루미늄의 순도와 보호 페인트 등의 알루미늄 진공증착과정에서 발생되었다고 판단된다.

이와는 달리 본 발명품에서는 백화현상이 전혀 발생하지 않았다.

이상에서와 같이 본 발명은 기존의 알루미늄 증착방식을 사용하는 대신에 알루미늄 박판과 PE 소재를 접착하여 겹층형태로 미러를 제조할 수 있는 방법을 제공함으로써, 미러의 열변형과 백화현상을 방지하여 상품성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. PE 또는 PVC를 미러 기재로 하여 그 위에 알루미늄 박판을 양면 접착필름을 이용하여 합지하고 알루미늄 박판의 표면에는 알루미늄 아노다이징 처리한 후 냉각 및 재단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 선바이저용 미러의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 알루미늄 박판은 그 두께를 동일하게 하여 미러 기재인 PE 또는 PVC의 양면에 대칭형 구조로 합지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 선바이저용 미러의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 알루미늄 박판의 합지과정은 120℃ 온도조건과 30분 시간조건에서 수행하는 것을 특징으로 하는 선바이저용 미러의 제조방법.