KR20110006216A - 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어층과 발포층 및 스킨층이 순차적으로 적층되고, 내측에 구비된 에어백이 전개되도록 에어백 도어가 형성된 인스트루먼트 패널에 있어서, 발포층과 스킨층 사이에 이너스킨층을 구비하되, 이너스킨층은 저온 충격강도가 우수한 재질로 이루어지고, 상기 에어백 도어가 형성된 스킨층 하측에 구비되어 저온 상태에서 상기 에어백이 전개될 경우, 에어백에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 상기 에어백 도어가 그 절개선을 따라 용이하게 절개될 수 있기 때문에 상기 스킨층에 크랙이 발생되거나 파편이 발생되는 것을 방지한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, -30 ~ -40℃의 저온에서도 에어백의 전개 응력에 대한 저온 취성이 보강되어 에어백 도어가 절개선을 따라 용이하게 절개될 수 있어 스킨층의 크랙이나 파편 등의 비산물이 발생되는 것을 방지하고, 폴리우레탄 계의 이너스킨층에 의해 종래 스킨층에 사용되는 TPU와 TPO 대신 저렴한 폴리염화비닐(PVC)을 사용할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있다.
에어백, 인스트루먼트 패널, 에어백 도어, 절개선, 영하, 이너스킨층

Description

저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법{instrument panel having Air bag door with brittle formed inner skin and its manufacturing method}
본 발명은 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비교적 가격이 저렴한 폴리염화비닐(PVC)로 스킨층을 형성하고, 스킨층의 하측에 폴리우레탄(PU)인 이너스킨층을 갖는 인스트루먼트 패널을 제조하여 영하의 온도에서 에어백 전개 시, 에어백 도어를 절개선을 따라 용이하게 절개시킬 수 있게 하여 스킨층의 크랙이나 파편이 발생되는 것을 방지할 수 있는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조수석에 장착되는 에어백은 인스트루먼트 패널의 내측에 구비되는 것으로, 인스트루먼트 패널 내측에 에어백 모듈이 설치되어 외부에서 전달되는 일정 충격에 의해 에어백이 전개되어 탑승자를 보호하게 된다.
이러한 인스트루먼트 패널은 도 1에서 도시한 바와 같이, 그 내부에 에어백(30)이 설치되며, 차량 충돌 발생 시 에어백(30) 전개에 따라 에어백 도어(20)가 개방되면서 인스트루먼트 패널(10)의 발포층(16)과 스킨층(12)이 절개되어 조수석 방향을 향해 에어백(30)이 전개된다.
인스트루먼트 패널(10)에 구비되는 에어백 도어(20)는 외관미를 높이기 위하여 인스트루먼트 패널의 코어층(14)과 일체로 구성되고, 에어백 도어(20)가 용이하게 전개되기 위해 발포층(16)이나 스킨층(12) 중 어느 하나 이상에 절개선(22)을 형성하여 외부로 노출되지 않게 성형시킨다.
이러한 인비저블(Invisible) 에어백 타입의 에어백 도어(20)는 에어백이 전개되면서 가해지는 응력에 의해 절개선(22)을 따라 에어백 도어(20)가 절개되며, 이 에어백 도어(20)가 신속하게 절개됨에 따라 에어백(30)이 신속하게 전개되어 탑승자를 보호하게 된다.
이와 같은 인스트루먼트 패널 내부에 형성된 에어백 도어(20)는 절개 시, 탑승자의 안전 및 법규상 부품 및 구조물 파편이 없어야 한다.
그러나 스킨층(12)에 적용되고 있는 PVC나 ABS와 같은 계열의 저급재질로 사용할 경우, 도 2에서 도시한 바와 같이, 에어백(30)이 전개됨과 동시에 인스트루먼트 패널(10)의 스킨층(12)에 크랙(crack) 및 파편이 발생되는 문제점이 있다.
특히, 영하의 환경에서 에어백(30)을 전개할 경우, 스킨층(12)에 크랙(crack) 및 파편의 발생 부위 및 량이 증가되어 개선이 시급한 상황이다.
이를 극복하기 위해, 인스트루먼트 패널(10)의 스킨층(12)을 TPO, TPU, TPE 계열의 고급재질을 적용하여 제조하고 있으나, 이러한 고급재질은 고가이기 때문에 고급 차량에만 적용되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 스킨층과 발포층 사이에 폴리우레탄(PU) 재질의 이너스킨층을 구비하여 영하의 온도에서 에어백 전개 시, 에어백에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 에어백 도어를 절개선을 따라 용이하게 절개시킬 수 있다,
이러한 이너스킨층에 의해 스킨층의 재질을 종래 비싼 TPU와 TPO 대신 저렴한 폴리염화비닐(PVC)을 사용할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있다.
이에 따라, 영하의 온도에서도 에어백 도어를 절개선을 딸라 용이하게 절개시켜 종래 스킨층의 크랙이나 파편이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 종래보다 가격이 저렴하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 코어층과 발포층 및 스킨층이 순차적으로 적층되고, 내측에 구비된 에어백이 전개되도록 에어백 도어가 형성된 인스트루먼트 패널에 있어서, 상기 발포층과 스킨층 사이에 이너스킨층을 구비하되, 상기 이너스킨층은 저온 충격강도가 우수한 재질로 이루어지고, 상기 에어백 도어가 형성된 스킨층 하측에 구비되어 저온 상태에서 상기 에어백이 전개될 경우, 에어백에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 상기 에어백 도어가 그 절개선을 따라 용이하게 절개될 수 있기 때문에 상기 스킨층에 크랙이 발생되거나 파편이 발생되는 것을 방지한다.
바람직하게, 상기 스킨층은 폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl chloride)로 형성된다.
그리고 상기 이너스킨층은 폴리우레탄(PU: Polyurethane)으로 형성되며, 상기 스킨층의 내측에 도포된다.
또한, 상기 이너스킨층에는 상기 에어백 도어의 절개선에 대응되는 절취선이 형성된다.
그리고 상기 에어백이 전개되어 에어백 도어가 절개되는 저온은 -30 ~ -40℃이다.
또한, 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널에 제조방법에 있어서, 일정 형상의 스킨 금형에 의해 스킨층을 형성하는 스킨층 형성단계, 상기 형성된 스킨층의 내측에 고신축성을 갖는 이너스킨층을 형성하되, 상기 에어백 도어가 형성될 부위에 이너스킨층을 형성하는 이너스킨층 형성단계, 상기 이너스킨층이 형성된 스킨층의 내측에 발포액을 분사 후, 코어층을 상기 스킨층과 일정 거리 이격시켜 거치하여 발포층을 형성시키는 발포층 형성단계, 및 상기 스킨층과 이너스킨층, 발포층, 코어층이 적층되어 형성된 상기 인스트루먼트 패널에 절개선을 형성하여 에어백 도어를 형성시키는 에어백 도어 형성단계를 포함하여 이루어지고, 상기 에어백은 저온상태에서 전개되어도 에어백에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 상기 에어백 도어가 그 절개선을 따라 용이하게 절개될 수 있기 때문에 상기 스킨층 에 크랙이 발생되거나 파편이 발생되는 것을 방지한다.
그리고 상기 스킨층 형성단계의 스킨층은 폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl chloride)로 형성된다.
또한, 상기 이너스킨층 형성단계의 이너스킨층은 폴리우레탄(PU: Polyurethane)으로 형성되며, 상기 스킨층의 내측에 도포된다.
그리고 상기 에어백 도어 형성단계에는, 상기 에어백 도어 형성 후, 상기 이너스킨층에 에어백 도어의 절개선에 대응되는 절취선을 형성하는 절취선 형성단계가 더 구비된다.
또한, 상기 에어백이 전개되어 에어백 도어가 절개되는 저온은 -30 ~ -40℃이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 및 그 제조방법에 의하면, 에어백 전개 시, 에어백 도어가 용이하게 절개되어 에어백을 신속하게 전개시킬 수 있음은 물론, -30 ~ -40℃의 저온에서도 에어백의 전개 응력에 대한 저온 취성이 보강되어 에어백 도어가 절개선을 따라 용이하게 절개될 수 있어 스킨층의 크랙이나 파편 등의 비산물이 발생되는 것을 방지하여 탑승자를 보호할 수 있다.
그리고 폴리우레탄 계의 이너스킨층에 의해 종래 스킨층에 사용되는 TPU와 TPO 대신 저렴한 폴리염화비닐(PVC)을 사용할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있게 하 는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널의 단면도를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널의 평면도를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법의 순서도를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널에서 에어백 전개 시, 절개된 에어백 도어를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 에어백 도어(140)가 형성된 인스트루먼트 패널(100)은 스킨층(110)과 발포층(130) 및 코어층(120)으로 구성되고, 그 내부에 에어백(30)이 구비된다.
이때, 발포층(130)과 스킨층(110) 사이에 이너스킨층(150)이 구비되는 것으로, 이 이너스킨층(150)은 저온 충격강도가 우수한 재질로 이루어져, 에어백(30) 전개 시 전달되는 응력에 대한 취성을 보강하여 에어백 도어(140)가 절개선(142)을 따라 용이하게 절개될 수 있게 한다.
물론, 인스트루먼트 패널(100)의 스킨층(110)은 종래 사용되던 TPO, TPU, TPE 계열의 고급재질을 적용하지 않고, 폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl chloride)로 스킨층(110)을 형성하게 된다.
특히, 이너스킨층(150)은 저온 상태에서도 에어백(30)이 전개될 경우, 에어백(30)에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 에어백 도어(140)가 그 절개선(142)을 따라 용이하게 절개될 수 있다.
이에 따라, 종래 스킨층(110)에 크랙이 발생되거나 파편이 발생되는 것을 방지하여 탑승자의 보호는 물론, 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이러한 이너스킨층(150)은 폴리우레탄(PU: Polyurethane)으로 형성되며, 이 폴리우레탄의 첨가 성분을 조절하여 폼(foam) 형태로 발포되지 않고, 스킨층(110)의 내측에 도포된다.
그리고 이너스킨층(150)에는 에어백 도어(140)의 절개선(142)에 대응되는 절취선(152)이 형성되는 것으로, 에어백(30) 전개 시, 에어백 도어(140)를 더욱 용이하게 절개시킬 수 있다.
또한 에어백(30)이 전개되어 에어백 도어(140)가 절개되는 저온은 -30 ~ -40℃의 온도 범위를 말하며, 본 발명에서는 -35℃를 말하며, 이 온도는 에어백 도어(140) 절개에 관한 저온 테스트의 조건이다.
여기서, 저온 테스트에 관하여 살펴보면, 에어백 도어(140)가 형성된 인스트루먼트 패널(100)을 챔버에 수납하여 -35℃에서 4시간 보관하게 된다.
그리고 인스트루먼트 패널(100)을 챔버에서 꺼내 에어백(30)을 설치하여 에어백 도어(140) 절개 테스트를 실시하는데, 이 에어백(30)을 설치하는 시간은 3분 이내로 한정된다.
3분 이상 시간이 경과되면 인스트루먼트 패널(100)의 어느 한 부분 이상이 해동되어 -35℃를 유지할 수 없기 때문이며, 탑승자의 안전과 직결되는 부분임에 따라 그 정확도가 요구되는 것이다.
이와 같은, 테스트 과정을 거쳐 형성된 이너스킨층(150)은 에어백 도어(140)가 형성될 스킨층(110)의 내측에 형성되는 것으로, 그 위치는 도 4에서 도시한 바와 같다.
이러한 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법을 살펴보면, 도 5에서 도시한 바와 같이, 스킨층 형성단계(S10)와 이너스킨층 형성단계(S20), 발포층 형성단계(S30) 및 에어백 도어 형성단계(S40)로 구성된다.
스킨층 형성단계(S10)는 일정 형상의 스킨 금형에 의해 스킨층(110)을 형성하게 되고, 이너스킨층 형성단계(S20)에서는 형성된 스킨층(110)의 내측에 저온 충격강도가 우수한 이너스킨층(150)을 형성하게 된다.
이 이너스킨층(150)은 에어백 도어(30)가 형성될 부위에 형성되어 에어백 전개 시, 가해지는 응력에 대한 취성을 보강하여 에어백 도어(30)의 정확한 절개를 유도하게 된다.
이러한 이너스킨층(150)은 폴리우레탄(PU: Polyurethane)으로 형성되며, 스 킨층(110)의 내측에 도포되어 일정한 두께를 갖게 된다.
발포층 형성단계(S30)에서는 이너스킨층(150)이 형성된 스킨층(110)의 내측에 발포액을 분사 후, 코어층(120)을 스킨층(110)과 일정 거리 이격시켜 거치하여 발포층(130)을 형성시키게 된다.
에어백 도어 형성단계(S40)는 스킨층(110)과 이너스킨층(150), 발포층(130), 코어층(120)이 적층되어 형성된 인스트루먼트 패널(100)에 절개선(142)을 형성하여 에어백 도어(140)를 형성시켜 인스트루먼트 패널(100)을 완성하게 된다.
이와 같이 제조된 인스트루먼트 패널(100)에 에어백(30)을 설치한 다음, 저온 절개 테스트를 할 경우, 에어백(30)에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 에어백 도어(140)가 그 절개선(142)을 따라 용이하게 절개될 수 있다.
그리고 스킨층 형성단계(S10)의 스킨층(110)은 폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl chloride)로 형성되어 제작원가를 절감시킬 수 있다.
이때, 에어백 도어 형성단계(S40)에는 에어백 도어(140) 형성 후, 이너스킨층(150)에 에어백 도어(140)의 절개선(142)에 대응되는 절취선(152)을 형성하는 절취선 형성단계(미 도시)가 더 구비된다.
이에 따라, 에어백 도어(140)가 -35℃의 저온 상태에서도 절개선(142)을 따라 용이하게 절개되어 신속한 에어백(30) 전개는 물론, 스킨층(110)의 크랙이나 파편 발생을 최소화시키며, 비용절감에 따라 저렴하게 제공할 수 있다.
도 1은 종래 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널의 단면을 도시한 도면이고,
도 2는 종래 에어백 전개 시, 절개된 에어백 도어를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널의 단면도를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널의 평면도를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법의 순서도를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널에서 에어백 전개 시, 절개된 에어백 도어를 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 인스트루먼트 패널 110 : 스킨층
120 : 코어층 130 : 발포층
140 : 에어백 도어 142 : 절개선
150 : 이너스킨층 152 : 절취선

Claims (10)

  1. 코어층과 발포층 및 스킨층이 순차적으로 적층되고, 내측에 구비된 에어백이 전개되도록 에어백 도어가 형성된 인스트루먼트 패널에 있어서,
    상기 발포층과 스킨층 사이에 이너스킨층을 구비하되, 상기 이너스킨층은 저온 충격강도가 우수한 재질로 이루어지고,
    상기 에어백 도어가 형성된 스킨층 하측에 구비되어 저온 상태에서 상기 에어백이 전개될 경우, 에어백에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 상기 에어백 도어가 그 절개선을 따라 용이하게 절개될 수 있기 때문에 상기 스킨층에 크랙이 발생되거나 파편이 발생되는 것을 방지함을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스킨층은 폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl chloride)로 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이너스킨층은 폴리우레탄(PU: Polyurethane)으로 형성되며, 상기 스킨 층의 내측에 도포되는 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이너스킨층에는 상기 에어백 도어의 절개선에 대응되는 절취선이 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어백이 전개되어 에어백 도어가 절개되는 저온은 -30 ~ -40℃인 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널.
  6. 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널에 제조방법에 있어서,
    일정 형상의 스킨 금형에 의해 스킨층을 형성하는 스킨층 형성단계;
    상기 형성된 스킨층의 내측에 고신축성을 갖는 이너스킨층을 형성하되, 상기 에어백 도어가 형성될 부위에 이너스킨층을 형성하는 이너스킨층 형성단계;
    상기 이너스킨층이 형성된 스킨층의 내측에 발포액을 분사 후, 코어층을 상 기 스킨층과 일정 거리 이격시켜 거치하여 발포층을 형성시키는 발포층 형성단계; 및
    상기 스킨층과 이너스킨층, 발포층, 코어층이 적층되어 형성된 상기 인스트루먼트 패널에 절개선을 형성하여 에어백 도어를 형성시키는 에어백 도어 형성단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 에어백은 저온상태에서 전개되어도 에어백에서 전달되는 응력에 대해 저온 취성이 보강되어 상기 에어백 도어가 그 절개선을 따라 용이하게 절개될 수 있기 때문에 상기 스킨층에 크랙이 발생되거나 파편이 발생되는 것을 방지함을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스킨층 형성단계의 스킨층은 폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl chloride)로 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 이너스킨층 형성단계의 이너스킨층은 폴리우레탄(PU: Polyurethane)으로 형성되며, 상기 스킨층의 내측에 도포되는 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보 강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 에어백 도어 형성단계에는,
    상기 에어백 도어 형성 후, 상기 이너스킨층에 에어백 도어의 절개선에 대응되는 절취선을 형성하는 절취선 형성단계가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 에어백이 전개되어 에어백 도어가 절개되는 저온은 -30 ~ -40℃인 것을 특징으로 하는 저온 취성이 보강된 에어백 도어를 갖는 인스트루먼트 패널 제조방법.
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