KR20040061085A - 자동차용 내장재의 성형방법및 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것으로써, 종래의 성형된 기재와 표피재를 접착제로 접착하는 것은 환경오염과 직업병 유발의 위험이 많고 생산성이 떨어지며, 기재 잔열을 이용하는 표피재 일체형 사출 성형방법은 기재의 잔열온도가 규정온도 이하인 부분이 있으면 표피재가 잘 붙지 않거나 접착후 잘 떨어져 품질이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 한벌의 상/하형(30)(40)으로 기재(10)를 사출 성형함에 있어서, 기재(10) 표면을 용융상태로 가열하는 히팅장치(50) 및 저면부(61)가 상형(30)의 성형면과 동일한 형상이면서 표피재(20)의 진공 흡착이 가능한 보조금형(60)을 상형(30) 일측에 구비하여 기재(10)를 성형한 상형(30)이 열리면 순차적으로 상형 (30) 하부로 진입시켜서 히팅장치(50)는 기재(10) 표면을 가열 용융시키고, 보조금형(60)은 상형(30)의 성형면에 세팅되어 함께 2차 프레싱되게 한 것으로서, 이러한 본 발명은 한벌의 상/하 성형금형 외에 보조장치인 히팅장치와 보조금형만 있으면 되므로 금형비용 부담이 적고 작업성이 좋아 원가절감을 이룰 수 있으며, 인체에 해롭고 환경오염이 심한 접착제를 전혀 사용하지 않으므로 환경 친화적이다.

Description

자동차용 내장재의 성형방법{Forming method for automotive interior trim parts}

본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법 및 성형장치에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 소정 형상으로 사출 성형된 후 완전 숙성 냉각된 기재의 표면에 표피재를 보다 신속 균일하게 접착할 수 있도록 하므로서 품질향상과 원가절감을 이룰 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법 및 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 내장재로는 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있으며, 이러한 내장재는 차종에 따라 그 재질과 구성을 달리하고 있다.

즉, 일부 차종은 경질의 기재만으로 사출 성형된 내장재를 사용하고, 다른 일부 차종은 사출 성형된 경질 기재의 표면 일부 또는 전체에 연질의 표피재를 부착한 내장재를 사용하기도 한다.

또한 사출 성형되는 경질 기재의 재질로는 피피(PP), PP휄트(POLY-PROPYLENE FELT), PP보드(POLY-PROPYLENE BOARD), 에이비에스(ABS), 우드스탁(WOOD STOCK), 레진휄트(RESIN FELT) 등을 주로 사용하고, 그 기재 표면에 접합되는 연질의 표피재로는 부직포나 직물 또는 피브이시(PVC)로 된 스킨지 이면에 피이폼(P.E FOAM), 피피폼(P.P FOAM), 피유폼(P.U FOAM) 등이 부착된 것을 주로 사용하고 있다.

그리고, 상기 자동차 내장재용 기재의 사출 성형과 표피재의 부착을 위해 종래에는 저압 사출성형방식과 고압 사출성형방식을 주로 사용하고 있다.

이중 저압 사출성형방식은 기재의 사출액을 주입하기 전에 표피재를 양쪽 금형 사이에 선 투입한 상태에서 사출액을 저압으로 투입하여 기재 성형과 표피재 접착이 동시에 이루어지게 하는 방식으로서, 기재 성형과 표피재 접착이 함께 되므로 작업성과 생산성이 좋다고 할 수 있지만, 이러한 저압사출용 설비는 비용이 20~30억에 달하는 고가이어서 원가상승의 요인이 많고 표피재의 손상도가 심하여 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 고압사출방식은 양쪽 금형을 맞물린 상태에서 그 사이의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재를 먼저 성형 냉각하는 공정을 행한 다음 숙성 냉각된 기재를 표피재 부착금형으로 옮겨놓고 그 위로 표피재를 투입하여 저압으로 접착하는 방식으로서, 이러한 고압사출방식은 투입된 표피재를 저압으로 눌러 붙이므로 표피재의 손상도가 적고 설비 구축에 따른 비용이 저압사출방식보다 저렴한 잇점은 있다.

하지만, 상기 고압사출방식은 기재를 먼저 완전 숙성시켜 생산한 다음 후공정으로 표피재를 접착할 때 기재 표면 전체에 매번 접착본드를 스프레이한 후 표피재를 진공성형 및 수작업에 의해 접착하는 것이므로 작업성이 나쁘고 그 접착력이 상당히 약하여 완성 후 잘 떨어지는 경향이 있음에 따라 품질불량이 많으며, 생산성이 떨어져 원가상승의 요인이 많고, 인체에 해로운 접착본드를 스프레이할 때마다 작업장 주변의 공기가 심각하게 오염되어 직업병이 유발되는 등 환경공해가 많은 문제점이 있다.

또한, 상금형을 기재 사출성형용 제1상형과 표피재 부착용 제2상형 2개로 구비하고 하금형은 1개로 구비한 후 기재의 사출 성형때는 상기 제1상형과 하금형으로 기재를 성형하고, 그 기재에 사출 잔열이 있는 상태에서 상기 제1상형을 열어 프레스압을 해제한 다음 표피재를 진공흡착하고 있는 제2상형을 기재가 놓여있는 하금형과 합체하여 표피재와 기재를 부착하는 성형방법을 본원 출원인이 개발하여 특허등록을 받은 바 있다.

그런데, 상기와 같이 기재의 잔열을 이용하여 표피재를 접착하는 것은 기재 전체에 규정된 온도(표피재의 포옴층 표면을 녹일 수 있는 온도) 이상의 사출 잔열이 남아 있어야만 한다. 하지만, 실제로 기재의 전 면적에 잔류되어 있는 사출열은 각 부위에 따라 상이하고, 개형 초기에는 각 부위가 규정온도 이상을 유지하더라도 작업을 약간 지체하기만 하면 쉽게 규정 온도 이하로 떨어지는 부위도 있다.

따라서, 이와 같이 소정 부위의 잔열 온도가 규정 온도 이하로 떨어진 상태에서는 2차 프레스압으로 표피재를 부착하는 공정을 행할 때 표피재의 일 부위가 잘 접착되지 않는 등 불균일한 접착이 발생되거나 또는 접착되어도 얼마 못가 쉽게 떨어지게 되는 등 불량 내지는 품질저하 현상이 발생한다. 그러므로 기재의 사출잔열을 이용한 표피재 접착은 항시 연속 작업으로 신속하게 행하여 져야만 하는 부담이 있다.

또한, 2벌의 상금형을 사용하는 방식은 금형의 세팅시간이 오래 걸리고 2벌의 상금형을 프레싱하기 위한 프레스설비 일체가 각각 구비되어야 하므로 그 금형설비비가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

그리고, 기재를 사출 성형하는 금형시스템과 표피재를 부착하는 접착시스템을 달리 구비하는 경우 역시 그 과다한 설비비와 함께 설치공간을 많이 차지하면서도 기재를 옮겨가면서 작업하여야 하므로 작업 효율성이 상당히 떨어진다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 잔열 없이 완전 숙성 냉각되어 완성된 기재 표면에 표피재 접착을 후공정으로 행함에 있어서 1벌의 상/하 금형과 표피재를 진공흡착한 상태에서 표피재 접착때만 상형과 세팅되어 함께 동작되는 간이 보조상형을 이용하여 접착제 없이 기재와 표피재를 균일하게 접착할 수 있도록 하므로서 환경 친화적이고 품질과 생산성 향상을 이룰 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법 및 성형장치를 제공하는데 있다.

도 1 은 본 발명의 금형사출장치 구성을 개략적으로 예시한 횡단면 상태도

도 2 는 본 발명에서 상/하형의 성형면에서 기재가 사출 성형된 상태도

도 3 은 본 발명에서 상/하형을 분리시켜 1차 프레스압을 해제시킨 상태도

도 4 는 본 발명에서 상/하형 사이로 히팅장치가 통과되어 작동하는 상태도

도 5 는 본 발명에서 열려있는 상형 저면에 보조금형을 세팅시킨 상태도

도 6 은 본 발명에서 상형에 세팅된 보조금형이 동작하는 상태도

도 7 은 본 발명에 의하여 기재의 성형에서부터 표피재의 접착 및 탈거까지의 과정을 단계별로 예시한 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기재 20 : 표피재

30 : 상형 40 : 하형

50 : 히팅장치 60 : 보조금형

61 : 저면부

이하에서는 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법 및 성형장치를 바람직한 실시예 별로 첨부한 별첨 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

우선 본 발명의 성형장치 구성을 일례를 들어 첨부한 도면 도 1 에 의하여 설명하면 다음과 같다.

프레스기의 상형베이스(31)에는 성형면 내부에 냉각수공(32)이 다수 형성된상형(30)을 설치하고 그 하부의 하형베이스(41)에는 역시 성형면 내부에 냉각수공 (42)이 다수 형성된 하형(40)을 설치하여 한벌의 상/하형(30)(40)에 의하여 기재 (10)를 사출 성형 및 냉각 숙성시키는 사출성형장치의 구성은 종래와 같다고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 기재(10) 표면을 용융상태로 가열하는 히팅장치(50)와; 저면부(61)가 상기 상형(30)의 성형면과 동일한 형상이면서 내부의 에어공(63)을 통하여 표피재(20)의 진공 흡착이 가능한 보조금형(60);을 상기 상형(30)이 1차 프레싱후 상승하여 열리면 순차적으로 상/하형(30)(40) 사이로 진입되게 설치하되 히팅장치(50)가 하형(40)의 기재(10) 위를 통과하는 즉시 진입되는 보조금형(60)은 표피재(20)를 진공흡착한 상태에서 상형(30)의 성형면에 세팅되어 상형(30)과 함께 2차 프레싱되게 한 것에 있다.

도면중 미설명 부호 (62)는 보조금형(60)에 설치된 냉각수공이고, (70)은 상/하형(30)(40)의 성형면 사이로 기재용 사출액을 주입하는 노즐 이다.

이러한 본 발명에 의하여 내장재의 성형과 표피재를 접착하는 과정을 첨부된 도면에 의하여 공정별로 설명하면 다음과 같다.

제1공정(기재의 성형 및 냉각 숙성단계)

도 2 에서와 같이 1차 프레스압으로 맞물린 양쪽 상/하형(30)(40)의 성형면 사이로 사출액을 고압으로 주입하여 기재(10)를 소정 형태로 성형한 다음 냉각수공 (32)(42)으로 냉각수를 유통시켜서 성형된 기재(10)를 냉각 숙성시키는 단계(110)를 행한다.

제2공정(1차 프레스압 해제단계)

상기 기재(10) 성형후 도 3 과 같이 상/하형(30)(40)을 분리시켜서 1차 프레스압을 해제하는 단계(120)를 행하여, 이와 함께 성형된 기재(10)는 하형(40)에 놓인 상태에서 표면이 외부로 노출되게 하며 이러한 상기 제1, 제2 공정은 사출분야에서 일반적인 성형공정이라고 할 수 있다.

제3공정(히팅장치에 의한 기재표면 용융단계)

상기 제2공정에 의하여 상/하형(30)(40)이 분리되면 도 4 에서와 같이 히팅장치(50)를 투입하여 하형(40)에 냉각 숙성상태로 놓여있는 기재(10)의 표면을 가열하여 그 표면을 용융시키는 단계(130)를 행한다.

그리면 상기 히팅장치(50)에서 발산되는 고열에 의하여 기재(10)의 표면층은 굴곡진 부분을 포함하여 전체적으로 균일하게 녹아 용융된 상태를 이루게 되며, 이와같이 기재(10) 표면의 용융상태가 완료되면 히팅장치(50)는 곧 하형(40)을 벗어난다.

제4공정(보조금형 투입 및 세팅단계)

상기 히팅장치(50)가 하형(40)을 벗어나면 도 5 와 같이 즉시 표피재(20)와 보조금형(60)을 열려있는 상/하형(30)(40) 사이로 투입시키되 보조금형(60)은 저면부(61)가 상형(30)의 성형면과 일치하도록 상형(30) 하부에 일체로 세팅하는 단계(140)를 수행한다.

이때, 표피재(20)와 보조금형(60)은 개별 투입되게 하여도 되고, 또는 도 5 와 같이 보조금형(60)에 에어공(63)을 형성한 후 그 에어공(63)을 통해 표피재(20)를 진공 흡착한 상태에서 함께 투입되어 상형(30) 하부에 세팅되게 할 수도 있는 것으로서, 이하에서는 진공흡착한 것을 예로들어 설명하기로 한다.

제5공정(상형의 2차 프레싱(기재와 표피재의 접착) 단계)

상기 공정 후 보조금형(60)이 일체로 세팅된 상형(30)에 2차 프레스압이 가하여지는 단계(150)가 행하여지면 도 6 에서와 같이 상형(30)과 보조금형(60)은 일체로 하강되어 보조금형(60)의 성형면에 진공흡착되어 있던 표피재(20)는 하형(40)에 놓인 기재(10)의 표면과 접촉되면서 내리 눌려서 표피재(20)와 기재(10)는 서로 접착되는 상태가 된다.

이때, 기재(10)의 표면층은 용융된 상태여서 부직포나 직물 등으로 된 표피재(20)의 조직 사이 사이로 신속하게 침투되므로 상당한 접착력을 갖게 되며, 이와같이 용융된 표면층의 접착 기능에 의하여 기재(10)와 표피재(20)가 서로 강력하게 접착되는 것이므로 기재(10)의 굴곡진 부위를 포함하여 접착면 전체에 표피재(20)가 매우 이상적으로 고르게 접착될 수 있다.

제6공정(2차 냉각단계)

상기 제5공정에 의하여 표피재(20)와 기재(10)의 접착단계(150)가 완료되면 즉시 하형(40)과 보조금형(60)의 냉각수공(42)(62)으로 냉각수를 소정시간 동안 유통시켜 표피재(20)와 기재(10)의 접착상태가 그대로 유지되도록 2차 냉각단계(160)를 행한다.

제7공정(보조금형의 원위치와 기재의 탈거단계)

상기 2차 냉각단계(160)가 완료되면 상/하형(30)(40)에 가해지던 2차 프레스압을 해제하여 상/하형(30)(40)을 서로 분리시킨다. 그러면 상형(30) 저면에 세팅되어 일체로 동작되던 보조금형(60)은 하형(40)과 떨어지게되며, 상형(30)을 따라 상승된 보조금형(60)은 다시 상형(30)과 분리된 다음 상형(30) 외부로 빠져 나와 원위치되는 단계(170)가 행하여 진다.

이때 기재(10)는 하형(40)으로 부터 탈거할 수 있는 상태가 되므로 표피재(20)가 양호하게 접착된 기재(10) 완성품을 얻을 수 있는 것이며, 상형(30)과 하형(40)은 다음 사출 작업을 위하여 다시 맞물릴 수 있는 준비 상태가 되어 상기 과정을 반복하게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 고압사출방식으로 기재를 먼저 성형한 후 그 성형된 기재에 표피재(20)를 접착하는 공정을 한벌의 상/하 성형금형 외에 기재 표면을 용융시키는 히팅장치 및 상형에 세팅되어 일체로 동작되는 보조금형에 의하여 행하는 것이므로 종래에 비하여 금형설비비를 갖추기 위한 비용부담이 적고 작업성이 좋아서 원가절감의 효과가 크다.

그리고, 본 발명은 인체에 해롭고 환경오염이 심한 접착제를 전혀 사용하지 않는 것이므로 환경 친화적인 것으로서 고품질의 제품을 보다 저렴한 가격에 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1차 프레스압이 가해지는 상/하형(30)(40)의 성형면으로 사출액을 고압으로 주입하여 기재(10)를 성형한 다음 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 1차 프레스압을 해제하는 단계(120)에 의하여 기재를 성형함에 있어서,

상/하형(30)(40)이 분리되는 상기 단계(120) 후 히팅장치(50)를 투입하여 기재(10) 표면을 가열 용융시키는 단계(130)와;

저면부(61)가 상형(30) 성형면과 동일한 형상인 보조금형(60)과 표피재 (20)를 투입한 후 보조금형(60)을 상형(30)의 성형면에 일체로 세팅하는 단계(140)와;

상기 보조금형(60)이 일체로 세팅된 상형(30)을 2차 프레싱하여 표피재(20)를 기재(10) 표면에 접착하는 단계(150)와;

상기 접착된 기재(10)와 표피재(20)를 냉각시켜 그 접착상태를 유지시키는 2차 냉각단계(160)와;

상/하형(30)(40)의 2차 프레스압 해제 후 상형(30)에서 분리된 보조금형(60)의 원위치와 하형(40)에서 표피재(20)가 부착된 기재(10)를 탈거하는 단계(170);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.

제 1 항에 있어서,

보조금형(60)을 투입하여 상형(30)의 성형면에 세팅하는 단계(140) 때 상기표피재(20)를 보조금형(60)에 진공 흡착시킨 상태로 함께 투입시켜서 세팅되게 함을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.

프레스기의 상/하형 베이스(31)(41)에 각각 냉각수공(32)(42)이 형성된 한벌의 상/하형(30)(40)을 설치하여 기재(10)를 사출 성형 및 냉각 숙성시키는 사출성형장치를 구성함에 있어서,

기재(10)를 성형한 상/하형(30)(40)이 분리되면 하형(40) 위로 진입되어 기재(10) 표면을 용융상태로 가열하는 히팅장치(50)와;

저면부(61)가 상형(30)의 성형면과 동일한 형상이고, 상기 히팅장치(50)를 따라 순차 진입되어 상형(30)의 성형면에 일체로 세팅된 후 투입된 표피재(20)를 상형(30)과 함께 2차 프레싱하여 기재(10)에 부착하는 보조금형(60);

을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형장치.

제 3 항에 있어서,

상기 보조금형(60)은 내부에 진공용 에어공(63)을 설치하여 표피재(20)를 진공 흡착할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형장치.