KR20120007495A - 일체화된 등받이와 보강 복합층을 포함하는 시트 백 - Google Patents

일체화된 등받이와 보강 복합층을 포함하는 시트 백 Download PDF

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KR20120007495A
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Abstract

시트 백은 탑승자를 지지하기 위해 제 1 중합체 재료로 형성된 등받이를 포함한다. 상기 등받이의 제 1 중합체 재료와는 다른 재료로 형성되는 브래킷은 시트 쿠션과 커플링하기 위해 상기 등받이에 앵커링된다. 보강 복합층은 상기 등받이에 연결되고 제 2 중합체 재료와 제 2 중합체 재료 내에 매립된 복수의 섬유로 형성된다. 등받이의 제 1 중합체 재료는 등받이의 제 1 중합체 재료와 브래킷 사이의 용융 본딩 없이 브래킷과 기계적으로 결합된다. 등받이의 제 1 중합체 재료는 보강 복합층의 제 2 중합체 재료에 용융 본딩되어, 등받이, 브래킷, 및 보강 복합층을 일체화한다.

Description

일체화된 등받이와 보강 복합층을 포함하는 시트 백{SEAT BACK INCLUDING INTEGRATED BACKREST AND REINFORCING COMPOSITE LAYER}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되고 2009년 3월 2일자로 출원된 미국 가출원 제 61/208,915호의 우선권을 주장하고 모든 이익을 주장한다.
본 발명은, 일반적으로 차량에 사용하기 위한 시트 조립체(seat assembly)의 시트 백(seat back)에 관한 것이다.
차량용 시트 조립체는 일반적으로 수평으로 연장하는 시트 쿠션과, 탑승자를 지지하기 위해 시트 쿠션으로부터 일반적으로 수직으로 연장하는 시트 백을 포함한다. 시트 백을 시트 쿠션에 연결하기 위해 시트 백과 시트 쿠션에 금속 브래킷이 볼트 결합, 용접 또는 다른 방식으로 부착된다. 시트 백은 통상적으로는 금속 프레임과 금속 프레임을 덮는 패딩을 포함한다. 금속 브래킷과 금속 프레임은 충분히 두껍고, 강성이고, 차량에 적절히 부착되도록 적절하게 설계되어야 하고, 탑승자에 의해 시트 백에 가해지는 힘을 적절히 지지하여야 하고, 요구되는 충돌 테스트를 통과하여야 한다. 또한, 금속 프레임을 덮는 패딩은 통상적으로 시트 조립체에 앉아있는 탑승자에게 그리고 차량의 다른 탑승자에게 적절한 쿠셔닝을 제공하기 위해 두껍고 무겁다.
현재의 차량 시장에서, 특히 자동차(automotive) 시장에서, 무게의 증가는 여러 이유들 중에서 차량의 연료 효율을 감소시키기 때문에 단점이다. 차량에 이용하기 위해 적절한 다양한 금속 재료의 무거운 무게 때문에, 금속 프레임의 무게는 상대적으로 무겁고 따라서 단점이다. 또한, 시트 백과 시트 쿠션을 연결하는 브래킷은 금속으로 구성되기 때문에 비교적 무겁다. 그러나, 금속은 일반적으로 금속의 강성 때문에 현재의 시트 조립체의 시트 백과 브래킷의 설계에서 선택된 재료이며, 시트 조립체는 탑승자를 적절히 지지할 수 있다.
현재의 차량 시장의 다른 중요한 요인은 차량의 미적인 외관과 느낌이다. 이는 인테리어 부품이 계속 보이고, 종종 차량의 탑승자와 접촉하기 때문에 특히 차량의 인테리어 부품용으로 사실이다. 기분좋은 미적인 외관은 탑승자의 즐거움 뿐만 아니라, 고품질과 럭셔리한 느낌을 전달한다. 그러나, 금속 프레임과, 시트 백과 시트 쿠션을 연결하는 금속 브래킷은 두껍고 무겁다. 프레임과 브래킷의 이러한 두꺼운 구조는 통상적으로 적절한 강성을 제공하기 위해 사용되지만, 시트 백의 미적인 외관을 훼손하고 차량의 인테리어에서 탑승자에게 보이는 유선형의(streamlined) 모습으로의 현재의 트렌드와 불일치한다. 또한, 다수의 현재의 시트 백의 패딩의 두껍고 무거운 외관은 저품질뿐만 아니라 구식인 기술의 느낌을 전달한다. 그러나, 이러한 두껍고 무거운 패딩은 패딩과의 친근함뿐만 아니라 탑승자의 시각으로부터 금속 프레임을 적절하게 저비용으로 숨길수 있다는 점 때문에 차량 시트에 널리 사용된다.
경량이고 유선형이며 미적으로 좋은 외관을 가지면서 또한 탑승자를 적절히 지지하는데 충분한 강도를 갖는 시트 조립체를 개발하는 것이 유리할 것이다.
시트 백은 탑승자를 지지하기 위해 제 1 중합체 재료로 형성된 등받이를 포함한다. 브래킷은 시트 쿠션에 커플링되도록 등받이에 앵커링되고, 등받이의 제 1 중합체 재료와는 상이한 제 2 재료로 형성된다. 보강 복합층은 등받이에 연결되고 제 2 중합체 재료와 제 2 중합체 재료에 매립된(impregnate) 복수의 섬유로 형성된다. 브래킷은 제 1 중합체 재료와 제 1 중합체 재료로 오버몰드(overmold)되고, 등받이, 브래킷 및 보강 복합층을 일체화란 보강 복합층의 제 2 중합체 재료에 용융 본딩된다.
또한, 제 1 중합체 재료로 형성된 등받이와, 제 2 중합체 재료와 제 2 중합체 재료에 매립된 복수의 섬유로 형성된 보강 복합층과, 브래킷을 포함하는 시트 백을 형성하는 방법은 몰드 내에 보강 복합층을 놓는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 또한 브래킷을 보강 복합층에 인접하여 몰드 내에 위치시키고, 제 1 중합체 재료를 용융 상태로 가열하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 또한, 보강 복합층의 제 2 중합체 재료와 용융 본딩하고, 브래킷을 기계적으로 결합하기 위해, 보강 복합층과 브래킷 사이에서 이와 접촉하도록 몰드 내로 용융된 상태의 제 1 중합체 재료를 주입하는 단계를 포함한다.
등받이, 보강 복합층 및 브래킷의 제 1 중합체 재료의 일체화는, 탑승자에게 미적으로 즐거움을 주는 얇고 유선형의 외관을 갖는 시트 백을 달성한다. 또한, 등받이, 보강 복합층 및 브래킷의 제 1 중합체 재료는 탑승자를 지지하도록 적절한 강도를 제공하기 위해 서로 보강된다. 또한, 제 1 중합체 재료와 보강 복합층은 상대적으로 경량이므로, 유리하게는 시트 조립체의 무게를 감소시킨다.
본 발명은, 경량이고 유선형이며 미적으로 좋은 외관을 가지면서 또한 탑승자를 적절히 지지하는데 충분한 강도를 갖는 시트 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 첨부된 도면과 관련하여 고려될 때 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 시트 쿠션과, 등받이와 등받이에 장착된 쿠션을 포함하는 시트 백을 포함하는 시트 조립체의 사시도.
도 2는 쿠션이 없는 시트 백의 배면의 사시도.
도 3은 등받이, 보강 복합층 및 브래킷을 포함하는 시트 백의 분해도.
도 4는 선 4-4를 따른 도 2의 시트 백의 단면도.
도 5는 등받이와 일체화되기 전의 종래 기술의 브래킷의 사시도.
도 6은 등받이와 일체화되기 전의 보강 복합층의 사시도.
도 7a는 보강 복합층의 일 실시예의 분해도.
도 7b는 보강 복합층의 다른 실시예의 분해도.
도 7c는 보강 복합층의 또 다른 실시예의 분해도.
도 8은 보강 복합층을 형성하는 예비성형 몰드의 사시도.
도 9는 등받이를 형성하는 몰드의 단면도.
도면을 참조하면, 유사한 도면부호는 몇몇 도면에서 유사한 부분을 지시하며, 시트 조립체는 일반적으로 20으로 지시된다. 도 1을 참조하면, 시트 조립체(20)는 일반적으로 수평으로 연장하는 시트 쿠션(22)과, 탑승자(미도시)를 지지하기 위해 시트 쿠션(22)으로부터 일반적으로 수직으로 연장하는 시트 백(24)을 포함한다. 시트 조립체(20)는 예를 들어, 자동차, 항공기, 기차, 보트 등과 같은 차량(미도시)에 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시트 백(24)은 등받이(26)를 포함한다. 패딩(28)은 등받이(26)의 전방측(30)에 장착될 수 있고, 등받이의 후방측(32)은 통상적으로 후술하는 바와 같이 커버되지 않는다. 도 3을 참조하면, 등받이(26)는 시트 저부(22)에 부착된 브래킷(34)에 연결되고, 보강 복합층(36)은 등받이(26)에 연결되어 등받이(26)를 보강한다.
도 4를 참조하고, 이하에서 설명하는 바와 같이, 등받이(26), 보강 복합층(36) 및 브래킷(34)은 단일 일체식 컴포넌트를 형성하도록 서로 일체화된다. 달리 말하면, 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 등받이(26)에 장착되어 단일 부품을 형성하고, 즉, 견고하고 사실상 영구적인 방식으로 결합된다. 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 단순히 설명과 예시적인 목적으로 도 3의 분해도에서 도시되며, 사실상, 등받이(26), 보강 복합층(36) 및 브래킷(34)은 시트 백(24)이 형성된 후에는 분리 불가능한 것임이 명백할 것이다.
다시 도 3을 참조하면, 등받이(26)는 중합체 재료로 형성되며, 이하에서 식별을 위해 제 1 중합체 재료(38)로 지칭된다. 통상적으로 제 1 중합체 재료(38)는 열가소성 재료이고, 어떤 경우든 형상화하기 위해 유연 가능하거나 용융 상태로 가열될 수 있다. 예를 들어, 제 1 중합체 재료(38)는 사출 성형 가능하여, 제 1 중합체 재료(38)는 다양한 구성 및 형상으로 성형될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 사출 성형 또는 다른 것이더라도, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 브래킷(34) 및 보강 복합층(36) 위에 오버몰드되어, 제 1 중합체 재료(38)와 브래킷(34) 및 보강 복합층(36)을 일체화된다.
제 1 중합체 재료(38)가 사출 성형되는 실시예에서, 제 1 중합체 재료(38)는 통상적으로 사출 성형으로부터 얻어지는 네트형 제품을 제조하는 형식이고, 즉 몰드(40)로부터 제거될 때 완료된다. 달리 말하면, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 몰드(40)로부터 제거 후에 2차적인 피니싱이 불필요하다.
제 1 중합체 재료(38)는 예를 들어, 나일론일 수 있고, 이하에서는 식별을 위해 제 1 나일론으로 지칭한다. 일 예로서, 제 1 나일론은 섬유 보강 나일론이고, 이러한 섬유 보강 나일론의 예는 상표명 Ultramid TG7S PA6로서 NJ, Florham Park 소재의 BASF corporation사로부터 상업적으로 입수 가능한 유리 섬유 보강 나일론이다. 등받이(26)는 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않고 보강되거나 보강되지 않은 임의의 형식의 적절한 중합체 재료, 예를 들어, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)으로 형성될 수 있다는 점은 명백하다.
도 3을 참조하면, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 제 1 필러(42), 제 1 필러(42)로부터 이격된 제 2 필러(44) 및 제 1 필러(42)로부터 제 2 필러(44)로 연장하는 중간 섹션(46)을 한정한다. 제 1 및 제 2 필러(42, 44)는 시트 쿠션(22)으로부터 수직 방향으로 상향으로 연장한다. 중간 섹션(46)은 제 1 및 제 2 필러(42, 44) 사이에서 탑승자의 몸통을 지지하기 위해 제 1 및 제 2 필러(42, 44)에 대해 오목하다.
브래킷(34)은 도 4에 도시된 바와 같이 등받이(26)에 앵커링되고, 시트 쿠션(22)에 등받이(26)를 연결하기 위해 시트 쿠션(22)에 커플링된다. 도 3을 참조하면, 브래킷(34)은 등받이(26)의 제 1 필러(42)를 따라 배치된다. 또한, 제 2 브래킷(48)은 제 2 필러(44)에서 등받이(26)에 앵커링될 수 있다. 제 2 브래킷(48)은 브래킷(34)의 미러 형상이고, 브래킷(34)과 동일한 방식으로 등받이(26)에 앵커링된다. 간단히 하기 위해, 브래킷(34)만이 상세히 설명되고, 이러한 브래킷(34)의 설명은 제 2 브래킷(48)에도 적용 가능하다는 점은 명백하다. 대안적으로, 제 2 브래킷(48)은 브래킷(34)과 다를 수 있고/있거나 브래킷(34)과 상이한 방식으로 등받이(26)에 커플링될 수 있다.
도 5를 참조하면, 브래킷(34)은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 상이한 제 2 재료(50)로 형성된다. 통상적으로, 브래킷(34)의 제 2 재료(50)는 또한 예를 들어, 스틸과 같은 금속으로 형성된다. 그러나, 브래킷(34)은 본 발명의 특성을 벗어나지 않고 임의의 형식의 강성 재료로 형성될 수 있다는 점은 명백하다. 브래킷(34)은 브래킷(34)에 다른 컴포넌트를 부착하기 위한 것과, 시트 쿠션(22)에 브래킷(34)을 부착하기 위한 특징부를 포함한다.
보강 복합층(36)은 제 1 필러(42), 제 2 필러(44) 및/또는 중간 섹션(46)을 보강한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 보강 복합층(36)은 제 1 필러(42)를 보강하도록 제 1 필러(42)를 따라 수직 방향으로 연장한다. 또한, 도 3에 도시된 실시예는 보강 복합층(36)으로부터 이격된 제 2 보강 복합층(36)을 포함하고, 제 2 보강 복합층(36)은 제 2 필러(44)를 보강하기 위해 제 2 필러(44)를 따라 수직 방향으로 연장된다. 다른 보강 복합층(36)(미도시)이 중간 섹션(46)과 일체로 될 수 있다.
도 7a 내지 7c를 참조하면, 보강 복합층(36)은 식별을 위해 이하에서 제 2 중합체 재료(52)로 지칭되는 중합체 재료와, 제 2 중합체 재료(52)에 매립된 복수의 섬유(54), 즉 스트랜드로 형성된다. 통상적으로, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 호환 가능하여, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 이하에서 후술하는 바와 같이 함께 용융되어 서로 일체화된다.
보강 복합층(36)은 도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이 복수의 시트(56)를 포함할 수 있다. 도 7a 내지 7c에 도시된 시트(56)는 도 6에 도시되고 예시적인 목적을 위해 도시된 보강 복합층(36)의 형상으로 아직 형성되지 않는다. 보강 복합층(36)의 예는 Canada, Ontario, Burlington의 Baycomp Canada로부터 상업적으로 입수 가능한, 연속 섬유 보강된 열가소성 수지이다. 대안적으로, 예를 들어, 복수의 섬유(54)와 제 2 중합체 재료(52)는 제 1 중합체 재료(38)와 동시에 일체화된다. 보강 복합층(36)의 다양한 실시예들이 도 7a 내지 7c를 참조하여 이하에서 설명된다. 보강 복합층(36)은 예를 들어, 예비 성형되고, 그 다음에 도 8을 참조하여 이하에서 설명하는 바와 같이, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 일체화된다. 시트(56)의 대체안으로, 또는 이에 부가하여, 보강 복합층(36)은 테이프, 프리프래그 등을 포함할 수 있고, 보강 복합층(36)은 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않고 임의의 형식의 복합 제조 방법에 의해 형성될 수 있다.
보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 동일한 재료 또는 상이한 재료일 수 있다. 일 예로서, 제 1 중합체 재료(38)가 열가소성 재료인 실시예에서, 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 등받이(26)의 열가소성 재료와 상이한 열가소성 재료일 수 있다. 이러한 실시예에서, 등받이(26)의 열가소성 재료와 보강 복합층(36)의 열가소성 재료는 임의의 형식의 열가소성 수지일 수 있다는 점은 명백하다. 일 예로서, 보강 복합층(36)의 제 2 열가소성 재료(52)는 등받이(26)의 제 1 나일론과는 상이한 제 2 나일론이다.
대안적으로, 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 동일한 재료일 수 있다. 이러한 구성의 일 예로서, 등받이(26)의 제 1 나일론과 보강 복합층(36)의 제 2 나일론은 동일한 형식의 나일론일 수 있다. 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 대안적으로 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않고 열경화성 재료일 수 있다.
도 4를 참조하면, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 브래킷(34)에 고정되고, 전술한 바와 같이 단일 일체형 컴포넌트를 형성하기 위해 등받이(26), 브래킷(34) 및 보강 복합층(36)이 일체화된 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)에 용융 본딩된다. 유사하게, 제 2 보강 복합층(36)은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)에 용융 본딩된다.
서로 부착된 등받이(26), 보강 복합층(36) 및 브래킷(34)의 조합 및 일체화는 유리한 조합을 야기한다. 특히, 브래킷(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 그 자체가 부하를 받을 때 균열이 생길 수 있고, 보강 복합층(36)은 그 자체가 부하를 받을 때 좌굴 및/또는 균열이 생길 수 있다. 등받이(26), 보강 복합층(36) 및 브래킷(34)이 서로 일체화되면, 브래킷(34)과 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 보강 복합층(36)의 좌굴 및/또는 균열을 방지하도록, 즉 비틀림 강성을 제공하도록 보강 복합층(36)을 지지한다. 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 보강하여, 부하 하에서 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)의 균열을 방지한다. 달리 말하면, 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 시트 백(24)의 증가된 강성과 충격 강도를 제공한다.
보강 복합층(36)은 다양한 방식으로 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 일체화될 수 있다. 일 구성에서, 시트 백(24)은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52) 사이에 배치된 접착층(미도시)을 포함한다. 이러한 구성에서, 접착층은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)를 함께 용융 본딩하도록 도전성인 특성을 갖도록 접착층이 선택된다. 이러한 구성에서 제 1 중합체 재료(38)와 제 2 중합체 재료(52)가 서로 용융 본딩될 필요가 없을 뿐만 아니라 그 대신에 접착층에 대해 용융 본딩할 수 있기 때문에, 이러한 구성은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)를 선택할 수 있는 재료의 범위를 증가시킨다. 접착층의 일 예는 폴리우레탄층이다. 그러나, 접착층은 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않고 임의의 형식의 재료를 포함할 수 있다는 점은 명백하다.
도 4를 참조하면, 등받이(26)와 보강 복합층(36)은 접촉 표면(58)을 제공한다. 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 접촉 표면(58)을 따라 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)에 일체화되어, 보강 복합층(36)과 등받이(26)를 서로 부착시킨다. 접촉 표면(58)을 따른 등받이(26)와 보강 복합층(36)의 일체화는 통상적으로 비교적 긴 차단되지 않은 계면을 따라 연장한다. 이러한 차단되지 않은 계면은 등받이(26)와 보강 복합층(36) 사이의 일체화의 강도를 증가시킨다.
등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 접촉 표면(58)을 따라 서로 용융 본딩된다. 예를 들어, 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는, 본원에서 제 1 용융 온도로 지칭되는 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)의 용융 온도보다 낮은, 본원에서 제 2 용융 온도로 지칭되는 용융 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 용융 온도는 560 내지 600℉이고, 제 2 용융 온도는 400 내지 560℉이다. 그러나, 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않고 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 동일한 용융 온도를 가질 수 있다는 점은 명백하다.
용융 본딩에 대안적으로 또는 이에 부가하여, 등받이(26)는 보강 복합층(36)과 기계적으로 인터로크될 수 있다. 예를 들어, 보강 복합층(36)은 구멍(미도시) 또는 돌기(미도시)를 형성할 수 있고, 등받이(26)는 구멍을 통해 보강 복합층(35)을 통과하여 연장하여 결합하고/결합하거나 돌기와 결합한다.
브래킷(34)은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)로 오버몰드된다. 달리 말하면, 제 1 중합체 재료(38)는 브래킷(34)의 특징부 둘레에 형성되어, 중합체 재료(38)는 브래킷과 기계적으로 결합한다. 통상적으로, 제 1 중합체 재료(38)는 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52) 사이에서 임의의 용융 본딩 없이 브래킷(26)과 기계적으로 결합한다. 통상적으로, 브래킷(34)의 제 2 재료(50)는 제 1 중합체 재료(38)와 결합된 인터로킹 구성(60)을 형성한다. 예를 들어, 도 4 및 도 5를 참조하면, 브래킷(34)의 인터로킹 구성(60)은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 기계적으로 결합시키기 위한 구멍(62)을 포함할 수 있다. 구멍(62)에 대해 대안적으로 또는 이에 부가하여, 인터로킹 구성(60)은 스터드, 후크 등과 같은 브래킷(34)으로부터 돌출하는 다른 특징부를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 등받이(26)는 유연 가능하거나 용융된 상태로 제 1 중합체 재료(38)를 가열함으로써, 예를 들어, 사출 성형에 의해 형성될 수 있고, 이러한 상태에서, 제 1 중합체 재료(38)는 브래킷(34)에 대해 몰드될 수 있다. 이러한 실시예에서, 유연 가능하거나 용융된 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 인터로킹 구성(60)과 접촉하고, 예를 들어, 구멍(62) 내로 유동하여, 제 1 중합체 재료(38)의 경화 중에, 제 1 중합체 재료(38)와 브래킷(34)은 서로 기계적으로 결합된다.
도 4를 참조하면, 브래킷(34)과 보강 복합층(36)은 각각 서로 대향하는 내부 표면(64)과 대향하여 면하는 외부 표면(66)을 제공한다. 통상적으로, 브래킷(34)은 보강 복합층(36)에 놓여진다. 도 2 및 4를 참조하면, 제 1 중합체 재료(38)는 외부 표면(66) 중 하나의 적어도 일부를 커버하여, 커버되지 않은 미적인 보여짐(show) 표면(68), 즉 미학적으로 업계 표준을 통과하고 예를 들어, 가죽, 발포체 등으로 커버될 필요가 없는 표면을 형성한다. 커버되지 않은 미적인 보여짐 표면(68)은 업계에서 "클래스 A 표면"으로 지칭될 수 있다. 커버링이 바람직한 경우에, 등받이(26)는 시트 백(24)에 대해 커버링을 유지하도록 커버링을 결합하기 위한 특징부를 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이 외부 표면(66) 중 하나의 적어도 일부를 커버하는, 커버되지 않은 미적인 보여짐 표면(68)은 통상적으로 브래킷(34)과 보강 복합층(36)의 미적이지 않은 표면을 커버한다. 또한, 제 1 중합체 재료(38)의 커버되지 않은 미적인 보여짐 표면은 도 2에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 필러(42)로부터 중간 섹션(46)을 가로질러 제 2 필러(44)로 연장할 수 있다. 제 1 필러(42)로부터 중간 섹션(46)을 가로질러 제 2 필러(44)로 연장하는 커버되지 않은 미적인 보여짐 표면(68)은 시트 백(24)의 배면에 커버링의 필요성을 제거하여, 시트 백(24)의 제조와 관련된 재료와 노동 비용을 감소시킨다.
등받이(26), 보강 복합층(36), 브래킷(34) 및 이들의 임의의 조합이 시트 백(24)의 특징부를 형성할 수 있다는 점은 명백하다. 예를 들어, 도 1 내지 3을 참조하면, 시트 백의 제 1 중합체 재료(38)는 헤드레스트(72)를 수용하기 위한 헤드레스트 가이드(70)를 형성한다. 대안적으로 또는 이에 부가하여, 등받이(26), 보강 복합층(36) 및 브래킷(34)은 백 패널, 사이드 볼스터(side bolster), 트림 부착물, 발포 지지부, 배면 지지부, 팔걸이 장착부, 요추 지지부, 에어백 장착부 및/또는 하우징, 배면 서스펜션 장착부 등과 이들의 임의의 조합을 형성할 수 있다. 또한 시트 백(24) 특징부는 커버되지 않은 미적인 보여짐 표면(68)을 추가로 형성할 수 있다는 점은 명백하다. 예를 들어, 등받이(26)가 플라스틱 사출 성형으로 형성되는 시나리오에서, 시트 백(24) 특징부는 플라스틱 사출 성형에 의해 등받이(26)를 따라 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이 브래킷(34)의 외부 표면(66)의 적어도 일부(74)는 제 1 중합체 재료(38)가 없고, 즉, 제 1 중합체 재료(38)로 커버되지 않는다. 장착 브래킷(76)은 브래킷(34)의 외부 표면(66)의 커버되지 않은 부분(74)과 접촉한다. 장착 브래킷(76)은 시트 쿠션(22)으로부터 연장하여 브래킷(34)에 연결된다. 장착 브래킷(76)은 그 사이에 제 1 중합체 재료(38)가 없이 외부 표면(66)의 일부(74)와 접촉하여, 브래킷(34)에 연결될 때 브래킷(34)의 장착 브래킷(76)의 적절한 안착을 보장한다.
예를 들어, 패스너(78)가 장착 브래킷(76)을 브래킷(34)에 연결할 수 있다. 패스너(78)에 대안적으로 또는 이에 부가하여, 장착 브래킷(76)은 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 기계적으로 결합할 수 있다. 이러한 실시예에서, 장착 브래킷(76)과 제 1 중합체 재료(38) 사이의 기계적 결합은 제 1 중합체 재료(38)와 장착 브래킷(76) 사이에서 용융 본딩이 없을 수 있다. 예를 들어, 장착 브래킷(76)은 브래킷(34)에 대해 전술한 것과 유사하게 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 결합하기 위한 구멍 또는 다른 특징부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는 장착 브래킷(76)과 브래킷(34) 사이에 배치될 수 있어서, 장착 브래킷(76)과 브래킷(34)을 일체화한다.
장착 브래킷(76)은 등받이(26)와 시트 쿠션(22) 사이의 리클라이닝 상호작용을 성립하도록 구성될 수 있고, 즉, 시트 백(24)은 시트 쿠션(22)에 대해 선택적으로 후방으로 회전될 수 있고/있거나 시트 쿠션(22)에 대해 선택적으로 전방으로 회전될 수 있다. 대안적으로, 장착 브래킷(76)은, 시트 백(24)이 직립(uplight) 위치에서 고정되어 유지되도록 구성될 수 있다.
도 7a 내지 7c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 통상적으로 복수의 섬유(54) 각각은 또한 불연속인 섬유, 즉 짧은 섬유에 반대로서, 복수의 연속 섬유, 즉, 긴 섬유로서 한정된다. 대안적으로, 복수의 섬유(54)는 불연속, 즉 짧은 섬유(미도시)이라는 것은 명백하다. 섬유(54)가 연속적인 실시예에서, 섬유(54)는 길고, 즉 비교적 길고 얇고, 일반적으로 서로에 대해 평행하게 정렬되어 보강 복합층(36)의 응력이 제 2 중합체 재료(52)로부터 섬유(54)로 전달되어, 섬유(54)는 제 2 중합체 재료(52)를 보강한다. 달리 말하면, 응력은 섬유(54)로 전달되어 보강 복합층(36)이 부하를 받을 때 제 2 중합체 재료(52)의 변형을 제한하고/제한하거나 제어한다. 보다 구체적으로, 보강 복합층(36)에 부하가 전달되더라도 소정량의 변형이 발생한다.
섬유(54)는 퍼져있고, 제 2 중합체 재료(52)로 코팅된다. 연속 섬유의 경우에, 섬유(54)는 각각 예를 들어, 일반적으로 동일한 방향으로 연장하고, 보강 복합층(36)의 길이를 따라 연장한다. 보강 복합층(36)의 섬유(54)가 연속 섬유인 구성에서, 보강 복합층(36) 자체는 연속 섬유를 따라 연장하는 축에 대해 가요성이고, 부하를 받을 때 좌굴된다. 등받이(26)는 보강 복합층(36)을 지지하여 축에 대한 굴곡을 방지하고 부하를 받을 때 좌굴되는 것을 방지한다. 섬유(54)가 불연속인 경우에, 제 2 중합체 재료(52)는 섬유(54) 둘레에서 변형되고, 작은 응력만이 제 2 중합체 재료(52)에서 섬유(54)로 전달된다.
연속이든, 불연속이든 또는 다른 경우이든, 개별 보강층의 섬유(54)는 통상적으로 동일한 방향으로 연장한다. 대안적으로, 개별 시트(56)의 섬유(54)는 상이한 방향으로 연장될 수 있거나 또는 직조, 즉 서로 얽혀있을 수 있다(interlaced). 보강 복합층(36)의 복수의 섬유(54)는 바람직하게는 유리 섬유이다. 대안적으로, 복수의 섬유(54) 각각은 탄소 섬유이지만, 당업자에게 공지된 임의의 형식의 섬유일 수 있다는 것은 명백하다.
전술한 바와 같이, 도 7a 내지 7c를 참조하면, 보강 복합층(36)은 서로 일체식으로 적층되어 단일 적층체를 형성한다. 보강 복합층(36)의 강성, 강도 및 충격 강도는 각각의 시트(56)의 추가로 증가된다. 각각의 시트(56)는 등받이(26)에 비해 얇다. 각각의 시트(56)는 약 0.1 내지 0.5mm 두께일 수 있다. 단일 적층체를 형성하는 복수의 시트(56)는 약 1 내지 2mm의 전체 두께를 가질 수 있다. 그러나, 보강 복합층(36)은 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않고 임의의 두께를 가질 수 있다는 점은 명백하다. 또한 보강 복합층(36)은 균일한 두께를 가질 수 있거나, 가변하는 두께를 가질 수 있다는 점은 명백하다.
복수의 시트(56)는 연속 또는 불연속 섬유(54)를 갖는 시트(56)들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 시트(56)는 연속 섬유를 갖는 시트(56), 직조 섬유를 갖는 복수의 시트(56) 또는 연속 섬유를 갖는 적어도 하나의 시트(56)와 직조 섬유를 갖는 적어도 하나의 시트(56)의 조합을 포함할 수 있다.
보강 복합층(36)이 복수의 시트(56)를 포함하는 구성에서, 각각의 시트(56)의 섬유(54)의 재료는 다른 시트(56) 각각의 섬유(54)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 예를 들어, 각각의 시트(56)의 섬유(54)는 유리 섬유일 수 있고, 각각의 시트(56)의 섬유(54)는 탄소 섬유일 수 있고, 또는 복수의 시트(56)는 유리 섬유를 갖는 하나 이상의 시트(56)와 탄소 섬유를 갖는 하나 이상의 시트(56)의 조합을 포함할 수 있다.
계속해서 도 7a 내지 7c를 참조하면, 각각의 시트(56)의 섬유(54)가 연속 섬유인 구성에서, 통상적으로 적어도 제 1 시트(92)는 제 1 방향 D로 연장하는 연속 섬유로 배향되고, 적어도 제 2 시트(94)는 제 1 방향 D에 대해 각도를 갖고 연장하는 연속 섬유로 배향된다. 달리 말하면, 복수의 시트(56)는 적어도 하나의 시트(56)의 섬유(54)가 다른 시트(56)의 섬유(54)에 대해 각도를 갖고 연장하도록 배열될 수 있다. 시트(56)는 하나의 시트(56)의 섬유(54)가 다른 시트(56)의 섬유(54)에 대해 임의의 각도로 연장될 수 있도록 배향 가능하다는 점은 명백하다. 대안적으로, 복수의 시트(56)는 각각의 시트(56)의 연속 섬유가 다른 시트(56)의 섬유(54)와 평행하게 연장하도록 배열될 수 있다.
복수의 시트(56)의 몇몇 구성이 도 7a 내지 7c에 도시된다. 특히 도 7a는 각각 연속 섬유를 갖는 6개의 시트(56)를 포함하는 복수의 시트(56)의 구성의 분해도이다. 도 7a의 구성에서 저부로부터 상향으로 이동하면 하나의 시트(56)는 제 1 방향 D로 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음 시트(56)는 제 1 방향 D에 대해 일반적으로 90°로 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음의 두 시트(56)는 각각 일반적으로 제 1 방향 D를 따라 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음 시트(56)는 제 1 방향 D에 대해 일반적으로 90°로 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음 시트(56)는 제 1 방향 D를 따라 연장하는 섬유(54)를 갖는다.
도 7b는 연속 섬유인 섬유(54)를 각각 갖는 6개의 시트(56)를 포함하는 복수의 시트(56)의 다른 구성의 분해도를 도시한다. 도 7b에 도시된 구성에서 저부로부터 상향으로 이동하면, 두 개의 시트(56)는 각각 제 1 방향 D로 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음 두 시트(56)는 각각 제 1 방향 D에 대해 일반적으로 90°로 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음 두 시트(56)는 각각 일반적으로 제 1 방향 D로 연장하는 섬유(54)를 갖는다.
도 7c는 연속 섬유인 섬유(54)를 각각 갖는 7개의 시트(56)를 포함하는 복수의 시트(56)의 다른 구성의 분해도를 도시한다. 도 7c에 도시된 구성에서 저부로부터 상향으로 이동하면, 3개의 시트(56)는 각각 제 1 방향 D로 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음 시트(56)는 제 1 방향 D에 대해 90°로 연장하는 섬유(54)를 갖고, 다음 3개의 시트(56)는 각각 제 1 방향 D로 연장하는 섬유(54)를 갖는다.
본 발명은 또한 등받이(26)를 형성하는 방법을 포함한다. 도 9를 참조하면, 이러한 방법은, 몰드(40) 내에 보강 복합층(36)을 놓는 단계와, 보강 복합층(36)에 인접하여 몰드(40) 내로 브래킷(34)을 놓는 단계를 포함한다. 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 서로 접촉할 수 있거나 또는 주형(40) 내에서 서로 이격될 수 있다. 본 방법은 또한 용융 상태로 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 가열하는 단계와, 용융 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 보강 복합층(36)과 브래킷(34) 사이에서 접촉하여 몰드(40) 내로 주입하여 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)와 용융 본딩하도록 하고 브래킷(34)을 기계적으로 결합시키는 단계를 포함한다. 통상적으로, 제 1 중합체 재료(38)는, 제 1 중합체 재료(38)와 브래킷(34) 사이에서 용융 본딩 없이 브래킷(34)과 기계적으로 결합한다.
통상적으로, 제 1 중합체 재료(38)를 가열하고 주형(40) 내로 제 1 중합체 재료(38)를 도입하는 단계는 또한 몰드(40)를 사용한 사출 성형으로서 한정된다. 이러한 구성에서, 제 1 중합체 재료(38)를 몰드(40) 내로 도입하는 단계는 압력 하에서 몰드(40) 내로 제 1 중합체 재료를 주입하는 단계를 포함한다.
몰드(40)는 주 캐비티(88)와 주 코어(90)를 포함한다. 주 캐비티(88)와 주 코어(90)는 몰드(40)로의 플라스틱 사출용의 폐쇄 위치와, 몰드(40)로부터 등받이(26)를 제거하기 위한 개방 위치 사이에서 서로에 대해 이동 가능하다. 몰드(40)는 또한 제 1 측 코어(96)와 제 2 측 코어(98)를 포함한다. 이러한 구성에서, 바람직하게는 주 캐비티(88)는 고정식이고, 주 코어(90), 제 1 측 코어(96) 및 제 2 측 코어(98)는 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 주 코어(70), 제 1 측 코어(72) 및 제 2 측 코어(74)를 도시하기 위해 도 9에 화살표 A가 도시된다.
본 발명의 방법은 몰드를 개방 위치로 이동시키는 단계와, 보강 복합층(36)과 브래킷(34)을 주형(40) 내에 놓는 단계와, 몰드(40)를 폐쇄 위치로 이동시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 몰드(40) 내로 등받이(26)용의 제 1 중합체 재료(38)를 사출하여 등받이(26)가 제 1 중합체 재료(38)로 형성되고 보강 복합층(36)과 브래킷(34)과 일체화, 즉 오버 몰딩하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 서로로부터, 그리고 몰드(40)로부터 이격되어 등받이(26)용의 제 1 중합체 재료(38)는 몰드(40)가 폐쇄될 때 균일한 본딩을 형성하도록 그 사이에서 적절하게 유동할 수 있다. 다른 실시예에서, 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 서로 접촉할 수 있고, 제 1 중합체 재료(38)는 보강 복합층(36)과 브래킷(34)을 함께 덮을 수 있다. 몰드(40)는 통상적으로 몰드(40) 내에서 보강 복합층(36)과 브래킷(34)을 적절한 위치에 보장하기 위한 특징부를 포함한다. 예를 들어, 몰드(40)는 위치결정 구멍, 드래프트 각도 등을 포함할 수 있다.
보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 개별 컴포넌트로서 몰드(40) 내에 위치될 수 있거나 또는 몰드(40) 내에 위치시키기 전에 서로 부착될 수 있다는 점은 명백하다. 예를 들어, 보강 복합층(36)과 브래킷(34)은 몰드(40) 내에 배치되기 전에 기계적 또는 접착제 연결에 의해 서로 부착될 수 있다. 보강 복합층(36)과 브래킷(34) 사이의 기계적 본딩의 예는 볼트 결합, 크림핑(crimping), 리벳팅 등을 포함한다. 대안적으로, 제 1 중합체 재료(38)는, 보강 복합층(36)과 브래킷(34) 중 하나가 제 1 중합체 재료(38)의 제 1 샷에 오버몰드되고, 보강 복합층(36)과 브래킷(34) 중 다른 하나가 제 1 중합체 재료(38)의 제 2 샷에 오버몰드되는 2샷 오버몰딩 처리에 의해 도입될 수 있다.
본 방법은 또한 보강 복합층(36)과 브래킷(34)을 일체화하기 위해 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52) 사이의 상호작용을 촉진시키는 단계를 더 포함한다. 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52) 사이의 상호작용을 촉진시키는 단계는 단일 일체화 유닛으로의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 조합을 달성한다. 달리 말하면, 용융 상태의 제 1 중합체 재료(38)가 보강 복합층(36)과 접촉하여 도입될 때, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 서로 상호작용하여, 등받이(26)와 보강 복합층(36)은 서로 일체화, 즉 하나의 피스로 된다.
상호 작용을 촉진시키는 단계는 전술한 바와 같이 등받이(26)의 제 1 중합체 재료와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)를 용융 본딩함으로써 한정된다. 특히, 본 방법은 용융 상태의 등받이(26)용의 제 1 중합체 재료(38)와 접촉하는 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)의 적어도 일부를 용융시켜 냉각시에 보강 복합층(36)과 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 용융 본딩하는 단계를 포함한다. 용융 본딩은 용융 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)가 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)와 상호 작용하면서 제 2 중합체 재료(38)가 가열 연화된 상태 또는 용융된 상태일 때 발생한다. 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 서로 상호작용하여, 냉각 중에 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 함께 본딩된다. 특히, 용융 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)로부터 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)로 열이 전달될 수 있다. 열은 제 2 중합체 재료(52)를 연화시키거나 용융시킬 수 있고, 연화되거나 용융된 중합체 재료는 용융 상태의 제 1 중합체 재료(38)와 상호 작용한다.
등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)의 제 1 용융 온도가 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)의 제 2 용융 온도보다 높은 구성에서, 제 1 중합체 재료(38)를 도입하는 단계는 보강 복합층(36)과 접촉하여 제 1 용융 온도에서 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 배치하는 단계를 포함하여, 제 2 중합체 재료(52)와 용융 본딩하도록 접촉하는 동안 제 2 용융 온도가 구현된다. 제 1 용융 온도에서 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)가 보강 복합층(36)과 접촉하여 도입될 때, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)로부터 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)로 열이 전달되어, 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)의 온도는 제 1 용융 온도의 온도로 증가되어, 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)는 적어도 연화되고 통상적으로 용융된다.
등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)로부터의 열 전달에 부가하여, 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)의 용융은 다양한 방식으로 촉진될 수 있다. 예를 들어, 제 2 중합체 재료(52)를 용융시키는 단계는 또한 보강 복합층(36)을 도전 가열하기 위해 몰드(40)를 가열하는 것으로 한정된다. 보강 복합층(36)은 가열되어, 제 2 중합체 재료(52)를 제 2 용융 온도로 상승시키기 위해 용융 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)로부터 적은 열 에너지가 요구된다.
본 방법은 용융 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 보강 복합층(36)과 접촉하여 배치하기 전에 보강 복합층(36)을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 보강 복합층(36)을 몰드(40) 내에 위치시키기 전에 보강 복합층(36)을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 이에 부가하여, 이러한 방법은 보강 복합층(36)을 몰드(40) 내에 배치하면서 보강 복합층(36)을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법은, 예를 들어, 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 계면 부근에서 몰드(40)를 절연시키는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 몰드(40) 내로 제 1 중합체 재료(38)의 도입이 또한 플라스틱 사출 성형으로서 한정되는 구성에서, 플라스틱 사출 성형의 처리는 몰드(40)를 가열하고 몰드(40)를 절연하는 단계는 몰드(40) 내의 열을 유지시킨다. 몰드(40)의 열은 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)를 연화시켜서, 제 1 중합체 재료(38)가 몰드(40) 내로 사출될 때, 제 1 중합체 재료(38)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52) 사이의 용융 본딩을 발전시킨다.
이러한 방법은 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 계면 부근에서 몰드(40)를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰드(40)는 가열된 오일을 운반하는 가열 오일 라인(미도시)을 포함할 수 있다. 몰드(40)를 가열하기 위해 오일로부터 몰드(40)로 열이 전달된다. 오일 라인에 의해 몰드(40)에 전달된 열은 제 2 중합체 재료(52)를 연화시켜서, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)가 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)와 접촉하도록 도입될 때, 제 1 중합체 재료(38)와 제 2 중합체 재료(52) 사이의 용융 본딩을 발전시킨다.
이러한 방법은 보강 복합층(36)을 가열하기 위해 보강 복합층(36)에 가열된 공기를 송풍하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰드(40)는 공기 포켓(미도시)을 포함할 수 있고, 보강 복합층(36)이 몰드(40) 내에 배치될 때 가열된 공기는 공기 포켓으로부터 보강 복합층(36)으로 송풍된다. 가열된 공기는 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 계면으로의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)의 도입 전에 계면에서 보강 복합층(26)에 송풍되도록 지시될 수 있다. 가열된 공기는 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52)를 연화시켜서, 제 1 중합체 재료(38)가 보강 복합층(36)과 접촉하여 도입될 때, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36) 사이의 용융 본딩을 발전시킨다.
이러한 방법은 보강 복합층(36)의 표면 장력을 해제하도록 보강 복합층(36)을 플라즈마 처리 또는 화염(flame) 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 또는 화염 처리(미도시)는, 계면으로의 제 1 중합체 재료(38)의 도입 전에 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 계면에서 보강 복합층(36)에 인가된다. 보강 복합층(36)의 플라즈마 처리 또는 화염 처리는 표면 장력을 감소시키고, 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36) 사이의 용융 본딩을 촉진한다.
이러한 방법은 보강 복합층(36)을 가열하기 위해 플라즈마 처리 인서트(미도시)와 보강 복합층(36)을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 인서트는 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 계면으로 제 1 중합체 재료(38)를 도입하기 전에 계면에서 보강 복합층(36)과 접촉한다. 플라즈마 처리 인서트는, 계면으로의 제 1 중합체 재료(38)의 도입 전에 보강 복합층(36)으로부터 제거된다. 플라즈마 처리 인서트는 보강 복합층(36)을 연화시켜, 제 1 중합체 재료(38)가 보강 복합층(36)과 접촉하여 도입될 때, 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36) 사이의 용융 본딩을 발전시킨다.
대안적으로 또는 이에 부가하여, 상호작용을 촉진시키는 단계는 또한 등받이(26)와 보강 복합층(36)을 기계적으로 인터로크하는 것으로 한정된다. 특히, 이러한 단계는 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)의 냉각 중에, 등받이(26)와 보강 복합층(36)을 기계적으로 결합시키기 위해, 표면 특징부, 예를 들어, 구멍, 스터드, 후크, 표면 윤곽부 등(미도시)을 통해 용융 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)를 도입하는 것으로서 또한 한정된다. 냉각 중에, 제 1 중합체 재료(38)는 보강 복합층(36)과 기계적으로 인터로크된다. 등받이(26)와 보강 복합층(36)의 이러한 기계적인 결합은 등받이(26)와 보강 복합층(36) 사이의 용융 본딩에 추가되거나 이를 대체할 수 있다. 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)는, 등받이(26)의 제 1 중합체 재료와 보강 복합층(36)의 중합체가 쉽게 용융 본딩되지 않는, 예를 들어, 다른 열가소성 또는 열경화성이거나, 양립할 수 없는 용융 본딩 온도 등과 같은 양립할 수 없는 재료인 상황에서 용융 본딩 대신에 보강 복합층(36)과 기계적으로 결합시킬 수 없다.
용융 본딩 및 기계적 인터로크에 대안적으로 또는 이에 부가하여, 상호작용을 촉진시키는 단계는 또한 접촉 표면과 접촉하여 용융 상태의 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)의 도입 전에 보강 복합층(36)의 접촉 표면을 갈아내는(scarify) 것으로 한정된다. 달리 말하면, 보강 복합층(36)의 접촉 표면은 접촉 표면에서 보강 복합층(36)의 용융을 촉진시키기 위해 조면화된다.
상호작용을 촉진시키는 단계는 또한 보강 복합층(36)과 접촉하여 용융 상태의 제 1 중합체 재료(38)를 배치하기 전에 보강 복합층(36) 상에 접착 촉진제(미도시)를 도포하는 것으로 한정된다. 예를 들어, 접착 촉진제는 스프레이, 브러싱 및/또는 침지에 의해 보강 복합층(36)에 도포된다. 접착 촉진제는 등받이(26)의 제 1 중합체 재료(38)와 보강 복합층(36)의 제 2 중합체 재료(52) 사이의 용융 본딩을 촉진시킨다. 이러한 접착 촉진제의 예는, 상표명 Z-6011 Silane으로, Michigan, Midland 소재의 Dow Corning으로부터 상업적으로 입수 가능한 감마-아미노프로필 트리티옥시실란이다. 이러한 접착 촉진제의 다른 예는, 상표명 Grilbond IL-6으로, South Carolina, Sumter 소재의 EMS-Primid로부터 상업적으로 입수 가능한 메틸렌디페닐비시엑사하이드로아제핀카르복사미드이다.
본 방법은 또한 브래킷(34)의 인터로킹 구성(60)과 접촉하여 용융 상태의 제 1 중합체 재료(38)를 도입하고, 제 1 중합체 재료(38)를 브래킷(34)의 인터로킹 구성(60)과 기계적으로 결합시키도록 냉각시키는 단계를 포함한다. 제 1 중합체 재료(38)와 브래킷(34)이 제 1 중합체 재료(38)와 브래킷(34) 사이의 어떠한 용융 본딩이 없이 서로 고정되기 때문에, 제 1 중합체 재료(38)와 인터로킹 구성(60) 사이의 결합은 제 1 중합체 재료(38)와 브래킷(34)을 일체화한다.
본 방법은 또한, 몰드(40) 내로 보강 복합층(36)을 위치시키기 전에, 소정의 형성으로 보강 복합층(36)을 예비 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 예비 성형 단계는 또한 열성형으로서 한정된다. 대안적으로, 예비 성형하는 단계는 또한 압축 성형으로서 한정된다. 전술한 바와 같이, 보강 복합층(36)은 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않고 임의의 합성 제조 방법에 의해 형성될 수 있다. 복수의 시트(56)를 포함하는 구성에서, 복수의 시트(56) 각각은 압축 열성형 또는 압축 성형에 의해 단일 적층체로서 합체된다. 몰드(40)는 보강 복합층(36)이 몰드(40) 내에서 유지되도록 몰드(40) 내에 위치될 때 보강 복합층(36)이 굴곡되거나 변형되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 보강 복합층(36)은 제 1 중합체 재료(38)가 보강 복합층(36)과 일체화된 후에 굴곡 또는 변형되어 유지된다.
보강 복합층(36)은 통상적으로 예비 성형 몰드(80)의 사용으로 수행된다. 예비 성형 몰드(80)는 소정의 형상에 대응하는 예비 성형 캐비티(86)를 갖는 암형 예비 성형 몰드 절반부(82)와 예비 성형 캐비티(86)를 갖는 수형 예비 성형 몰드 절반부(84)를 포함한다. 보강 복합층(36)이 열성형에 의해 예비 성형되는 구성에서, 보강 복합층(36)은 가열되고, 예비 성형 캐비티(86) 내에 위치되어, 수형 예비 성형 몰드(84)는 예비 성형 캐비티(86)에서 보강 복합층(36)을 영구적으로 변형시키기 위해 보강 복합층(36)에 힘을 가한다. 보강 복합층(36)이 압축 성형에 의해 예비 성형되는 구성에서, 보강 복합층(36)은 예비 성형 캐비티(86) 내에 위치되고, 수형 예비 성형 몰드 절반부(84)는 예비 성형 캐비티(86)에서 보강 복합층(36)을 영구적으로 변형시키기 위해 보강 복합층(36)에 힘을 가한다.
본 방법은 또한 시트(56)를 단일 적층체로 합체하는 단계를 포함한다. 복수의 시트(56)를 합체하는 방법은 연속이고 제 1 방향 D로 연장하는 섬유를 갖는 복수의 시트(56) 중 적어도 하나를 놓는 단계와, 연속이고 제 1 방향 D에 대해 각도를 갖고 연장하는 섬유(54)를 갖는 복수의 시트(56) 중 적어도 다른 것을 놓는 단계를 포함한다.
본 발명은 도시적인 방식으로 설명되었고, 사용된 용어는 제한이 아닌 단어의 설명의 특성으로 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 다수의 변형 및 변경은 전술한 교시의 견지에서 가능하며, 본 발명은 특정하여 설명된 것과 다른 방식으로 실시될 수 있다.

Claims (15)

  1. 시트 백(seat back)에 있어서,
    탑승자를 지지하기 위해 제 1 중합체 재료로 형성된 등받이(backrest)와,
    상기 등받이의 상기 제 1 중합체 재료와는 다른 제 2 재료로 형성되고 시트 쿠션과 커플링하기 위해 상기 등받이에 앵커링되는 브래킷(bracket)과,
    상기 등받이에 연결되고 제 2 중합체 재료와 상기 제 2 중합체 재료 내에 매립된 복수의 섬유로 형성되는 보강 복합층(reinforcing composite layer)을
    포함하고,
    상기 브래킷은 상기 제 1 중합체 재료에 의해 오버몰드되고, 상기 제 1 중합체 재료는 상기 보강 복합층의 상기 제 2 중합체 재료에 용융 본딩되어 상기 등받이, 브래킷, 및 상기 보강 복합층을 일체화하는, 시트 백.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 등받이의 제 1 중합체 재료는 상기 등받이의 제 1 중합체 재료와 상기 브래킷의 상기 제 2 중합체 재료 사이의 임의의 용융 본딩 없이 상기 브래킷과 기계적으로 결합되는, 시트 백.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 브래킷의 상기 제 2 재료는 금속으로 추가 한정되고, 상기 브래킷은 상기 제 1 중합체 재료와 결합되는 인터로킹 구성(interlocking configuration)을 한정하는, 시트 백.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 브래킷과 상기 보강 복합층은 서로 대향하는 내부 표면 및 대향하여 면하는 외부 표면을 각각 제공하고, 상기 제 1 중합체 재료는 커버되지 않은 미적인 보여짐 표면을 형성하도록 외부 표면 중 하나의 적어도 일부를 커버하는, 시트 백.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 중합체 재료는 제 1 필러(pillar), 상기 제 1 필러로부터 이격된 제 2 필러, 상기 제 1 필러로부터 상기 제 2 필러로 연장하고 상기 제 1 필러를 따라 수직 방향으로 연장하는 보강 복합층을 갖는 중간 섹션을 한정하는, 시트 백.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 보강 복합층으로부터 이격된 제 2 보강 복합층을 더 포함하고, 상기 제 2 보강 복합층은 상기 제 2 필러를 따라 수직 방향으로 연장되고, 상기 등받이의 상기 제 1 중합체 재료에 용융 본딩되는, 시트 백.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 중합체 재료의 커버되지 않은 미적인 보여짐 표면은 상기 제 1 필러로부터 상기 제 2 필러로 상기 중간 섹션을 가로질러 연장하는, 시트 백.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 브래킷은, 상기 보강 복합층에 대향하는 내부 표면과 상기 제 1 중합체 재료가 없는 대향하여 면하는 외부 표면을 제공하고, 상기 시트 쿠션에 상기 브래킷을 연결하기 위해 상기 브래킷의 상기 외부 표면에 접하는 장착 브래킷을 더 포함하는, 시트 백.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 등받이의 상기 제 1 중합체 재료와 상기 장착 브래킷 사이에서 용융 본딩 없이 상기 등받이의 상기 제 1 중합체 재료와 기계적으로 결합하는 장착 브래킷을 더 포함하는, 시트 백.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 등받이의 상기 제 1 중합체 재료는 제 1 나일론으로 형성되는, 시트 백.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 보강 복합층의 상기 제 2 중합체 재료는 상기 제 1 나일론과 상이한 제 2 나일론으로 형성되는, 시트 백.
  12. 제 1항에 기재된 시트 백과 상기 시트 백에 커플링된 시트 쿠션을 포함하는 시트 조립체(seat assembly).
  13. 제 1 중합체 재료로 형성된 등받이와, 제 2 중합체 재료와 상기 제 2 중합체 재료에 매립된 복수의 섬유로 형성된 보강 복합층과, 브래킷을 포함하는 시트 백을 형성하는 방법에 있어서,
    몰드에 상기 보강 복합층을 놓는 단계와,
    상기 보강 복합층에 인접하여 상기 몰드 내에 브래킷을 놓는 단계와,
    상기 제 1 중합체 재료를 용융 상태로 가열하는 단계와,
    상기 보강 복합층의 제 2 중합체 재료와 용융 본딩하고 상기 브래킷에 기계적으로 결합하도록 상기 보강 복합층 및 브래킷과 접촉하여 그 사이에서 몰드 내로 용융 상태의 상기 제 1 중합체 재료를 도입하는 단계를
    포함하는, 시트 백 형성 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 등받이의 제 1 중합체 재료는 제 1 용융 온도를 갖고, 상기 보강 복합층의 제 2 중합체 재료는 제 1 용융 온도보다 낮은 제 2 용융 온도를 갖고,
    상기 제 1 중합체 재료를 도입하는 단계는, 상기 보강 복합층과 접촉하여 제 1 용융 온도에서 제 1 중합체 재료를 배치하여 제 2 중합체 재료와 용융 본딩하도록 접촉하는 동안 제 2 용융 온도가 구현되는 단계를 포함하는, 시트 백 형성 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 브래킷은 상기 등받이의 제 1 중합체 재료와 상이한 제 2 재료로 형성되고, 인터로킹 구성을 가지며,
    상기 제 1 중합체 재료를 도입하는 단계는, 상기 인터로킹 구성과 접촉하여 제 1 중합체 재료를 도입하는 단계와, 상기 브래킷의 인터로킹 구성과 제 1 중합체 재료를 기계적으로 결합하도록 제 1 중합체 재료를 냉각시키는 단계를 포함하는, 시트 백 형성 방법.
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