KR20150104680A

KR20150104680A - 차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20150104680A
Application number: KR1020140026259A
Authority: KR
Inventors: 손창완; 이혜연; 전용; 김현돈
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-09-16
Also published as: KR101554708B1; US9744931B2; DE102015203964A1; US20150251620A1; CN104890584A; CN104890584B

Abstract

본 발명은 차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 차량용 에어백 모듈을 구비한 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 표피층; 상기 표피층의 하면과 밀착되는 발포층; 및 상기 발포층의 하면과 밀착되어 내표면을 이루는 코어층;으로 형성되고, 상기 표피층은 층두께 0.2㎜ 내지 1.0㎜일때, JIS K6301 방법으로 인장강도 10 내지 100kgf/㎠, 파단신율 50 내지 600%인, 차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법{Crash pad for vehicles And method for manufacturing the same}

본 발명은 차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 표피층, 발포층 및 코어층으로 형성된 크래쉬패드 발포사양에서 스킨 스코링 공정을 거치지 않는 차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근들어 자동차의 플라스틱화는 의장과 내장부품을 벗어나 구조나 기능부품 영역까지 확대 적용되면서 보다 고성능화된 수지-엔지니어링 플라스틱, 플라스틱 합금 및 복합재료 등의 제품 적용 요구가 증가하고 있다.

크래쉬패드(Crash pad)는 자동차 내장부품으로 운전석의 전면 하단부에 장착되며, 속도계, 연료계 및 수온계 등의 계기류를 일체화시킨 계기판과, 공조장치, 라디오, 시계, 재떨이 및 소형품을 넣을 수 있게 설계되는 등 디자인, 편의성 측면에서 유용하다.

특히, 크래쉬패드는 에어백을 내장하고 운전석 및 조수석의 전방에 배치되어 불시의 충돌 및 전복 사고시 외부 충격으로부터 승객에게 전달되는 힘을 최소화하여 부상을 줄일 수 있도록 설계되는 등 안정성 측면에서 매우 중요한 부품이라 할 것이다.

이러한 크래쉬패드는 친환경, 고감성, 경량화 등 추세에 맞춰 제조되고 크게 소프트 및 하드 타입으로 구분되며, 이중 표피, 발포, 코어 등 3개층 외관으로 부드러운 쿠션감을 지닌 소프트 타입 크래쉬패드가 널리 활용되고 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 발명의 크래쉬패드는 표피층을 성형(1)하고, 상기 표피층에 스킨 스코링(Skin scoring) 공정을 적용(2)하고, 상기 코어층에 표피층을 장착(3)하고, 상기 표피층/코어층에 발포원액을 주입(4)하고, 금형을 닫아 발포(5)하는 등 일련의 과정을 거쳐 제조되었다.

그러나, 상기와 같이 표피층에 스킨 스코링 공정을 적용(2)하는 종래의 방법은, 공정비 상승, cycle time 증가, 스코링 후 잔존량 관리를 위한 인건비 및 작업시간 증대 및, 공정 초기나 노화 후의 심라인 노출 등 많은 문제가 있다.

따라서, 최근 급속한 사회 발달에 따라 자동차 등 수요가 함께 급증하는 등 최적 효율의 크래쉬패드에 대한 니즈를 충족하는 기술개발이 절실한 실정인 바, US2012/0139214, KR2013-0132190 및 JP2007-332777 등이 그러한 일예이나, 아직까지 전술한 바를 해결하는 개시를 찾아볼 수 없다.

이에 본 발명자는 이를 개선하기 위해 예의 노력을 계속하던 중, 크래쉬패드 발포사양에서 표피층 성형시 스킨 스코링 공정을 거치치 않음으로써, 공정 단순화, 원가 절감, 경량화 실현 및 기존 크래쉬패드 동등수준의 성능 확보가 가능하고, 공정 초기나 노화 후의 심라인(seamline) 노출 문제를 해소하며, 또한 발포시트 선택적 추가에 따라 쿠션감이 증대되며 고급차종에 적용되는 발포사양의 저가차종 확대 및 원가경쟁력 강화의 효과까지 지닌, 차량용 크래쉬패드에 관한 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 크래쉬패드 발포사양에서 표피층 성형시 스킨 스코링 공정을 거치치 않은, 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 쿠션감이 보다 증대되는, 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공정단순화, 원가절감 및 경량화를 구현한, 차량용 크래쉬패드의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고급차종에 적용되는 발포사양의 저가차종 확대 및 원가경쟁력 효과를 지닌, 차량용 크래쉬패드의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 하나의 관점은, 차량용 에어백 모듈을 구비한 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 표피층; 상기 표피층의 하면과 밀착되는 발포층; 및 상기 발포층의 하면과 밀착되어 내표면을 이루는 코어층;으로 형성되고, 상기 표피층은 층두께 0.2㎜ 내지 1.0㎜일때, JIS K6301 방법으로 인장강도 10 내지 100kgf/㎠, 파단신율 50 내지 600%인, 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.

구체예에서, 상기 코어층은 조수석 에어백(PAB, Passenger Air Bag) 도어를 포함하고, 상기 도어의 오픈(open) 형태가 X 타입, 변형 X 타입, ㅡ 타입, H 타입 및 U 타입으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 형태일 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층은 ASTM D2240 방법으로 쇼어(shore) A 경도가 55 내지 99인 열가소성 엘라스토머로 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층은 올레핀계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에스테르계 수지, 아미드계 수지, 초산비닐계 수지 및 폴리 염화비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층은 단일층으로 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층은 파우더 슬러쉬 몰딩(PSM, Powder Slush Molding) 공법, 진공성형(Male & Female Vacuum Forming) 공법, Spray 공법 및 사출성형(Injection Molding) 공법, 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층의 층상에 발포시트를 합지할 수 있다.

구체예에서, 상기 발포시트는 올레핀계 엘라스토머를 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 발포시트는 스티렌(Styrene)계 열가소성 엘라스토머; 우레탄(Urethane)계 열가소성 엘라스토머; 에스테르(Ester)계 열가소성 엘라스토머; 아미드(Amide)계 열가소성 엘라스토머; 및 초산비닐(Vinyl Acetate)계 열가소성 엘라스토머; 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 발포시트는 5 내지 50 배율로 발포되고, 두께가 0.5㎜ 내지 4.0㎜일 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층은 그 층상에 코팅층을 더 형성하고, 상기 코팅층은 클로리네이티드 폴리프로필렌(Chlorinated Polypropylen)계 수지, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 코팅층은 층두께가 0.01㎜ 내지 0.2mm일 수 있다.

구체예에서, 상기 발포층은 폴리우레탄계 수지를 포함하고, 층두께가 3㎜ 내지 12㎜일 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 관점은, 표피층, 발포층 및 코어층으로 구성되는 차량용 크래쉬패드의 제조방법에 있어서, (a) 크래쉬패드 하형에 코어층을 성형하고, 크래쉬패드 상형에 표피층을 성형하는 단계; (b) 상기 크래쉬패드 하형에 상형을 장착하여 코어층-표피층을 형성하는 단계; (c) 상기 코어층과 표피층 사이에 발포원액을 주입하는 단계; (d) 상기 발포원액이 주입된 하형 및 상형의 발포금형을 닫고 열을 가해 발포층을 형성하는 단계; 및 (e) 코어층-발포층-표피층이 일체로 형성된 크래쉬패드를 탈형하는 단계;를 포함하고, 상기 표피층은 스킨 스코어링(Skin Scoring) 공정을 거치지 않는, 차량용 크래쉬패드의 제조방법에 관한 것이다.

구체예에서, 상기 방법에 의하여 크래쉬패드를 제조할 수 있다.

본 발명에 의한 차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법은, 크래쉬패드 발포사양에서 표피층 성형시 스킨 스코링 공정을 거치지 않음으로써, 공정 단순화, 원가 절감, 경량화 실현 및 기존 크래쉬패드 동등 수준의 성능 확보가 가능하고, 공정 초기나 노화 후의 심라인(seamline) 노출 문제를 해소하며, 또한 발포시트의 선택적 추가에 따라 쿠션감이 증대되며 고급차종에 적용되는 발포사양의 저가차종 확대 및 원가경쟁력 강화의 효과를 지니고 있다.

도 1은 종래 방법에 따른 차량용 크래쉬패드의 제조 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 크래쉬패드의 구성 전면부를 도시한 전개도이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 크래쉬패드의 구성 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 크래쉬패드의 제조 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 크래쉬패드의 PAB 도어의 오픈 형태를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 크래쉬패드 성형품의 전개성능 결과를 나타내는 사진이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다.

또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

차량용 크래쉬패드

본 발명의 하나의 관점인 차량용 크래쉬패드는, 차량용 에어백 모듈을 구비한 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 표피층; 상기 표피층의 하면과 밀착되는 발포층; 및 상기 발포층의 하면과 밀착되어 내표면을 이루는 코어층;으로 형성되고, 상기 표피층은 층두께 0.2㎜ 내지 1.0㎜일때, JIS K6301 방법으로 인장강도 10 내지 100kgf/㎠, 파단신율 50 내지 600%이다.

도 2 내지 4는 각각 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 크래쉬패드의 전면부를 도시한 전개도, 일부 단면도 및, 제조단계를 나타내는 흐름도이다. 도 2 내지 4를 참조하면, 차량용 크래쉬패드(100)는 코어층(110), 표피층(120) 및 발포층(140)을 구비한다.

코어층

상기 코어층(110)은 운전석 및 조수석의 전방을 형성하며 충돌 및 전복 사고시에는 외부 충격으로부터 차 실내의 승객을 보호할 수 있도록 강성을 가지고, 또한 에어백이 장착되는 삽입홀(111)이 형성될 수 있으며, 에어컨과 같은 장치 및 이를 조작하기 위한 컨트롤버튼이 삽입되는 제1장착부(115)가 형성된다.

상기 코어층(110)은 탈크, 유리섬유, 카본섬유, 고무(EOR, EBR, EPDM, SEBS)등을 포함하는 PP복합재 또는 PC/ABS 계열 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 조수석 에어백(PAB, Passenger Air Bag) 전개 기능부여를 위해 일체형 또는 별물형 플라스틱 PAB Door를 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 코어층(110)은 스킨 스코링 공정을 거치지 않은 표피층(120)의 원활한 전개 성능 확보를 위하여, 도 5와 같이, 조수석 에어백(PAB) 도어의 오픈(open) 형태가 X 타입, 변형 X 타입, ㅡ 타입, H 타입 및 U 타입 등의 형태 중 하나일 수 있다.

표피층

상기 표피층(120)은 코어층(110)의 외측으로 배치되어 코어층(110)과 마주보도록 설치되며, 강성을 가지는 코어층(110)과 재질을 달리하여 차량의 내부 표면을 부드럽게 형성한다. 상기 표피층(120)에는 제1장착부(115)와 대응되어 제2장착부(125)가 형성되고, 제1 및 2장착부(115,125)에는 에어콘 및 라디오, 콘트롤버튼 등이 장착될 수 있다.

본 발명에 의한 차량용 크래쉬패드(100)는 종래 발명과 달리, 상기 표피층(120)의 형성시 레이저 스코링(laser scoring), 핫 나이프(Hot Knife), 콜드 나이프(Cold Knife), 초음파 나이프(Ultrasonic Knife) 및 밀링(Milling) 등의 ‘스킨 스코링(Skin scoring)’ 공정을 거치지 않고 형성된다. 이를 통해, 공정이 단순화되고 재료부품비 등 원가가 절감되고 표피층의 두께가 얇아져 크래쉬패드의 경량화를 실현할 수 있으며 기존 크래쉬패드 동등 수준의 성능 확보가 가능하고, 공정 초기나 노화 후의 심라인(seamline) 노출 문제를 해소하며, 또한 표피층과 발포층 사이에 발포시트를 선택적으로 추가함에 따라 쿠션감이 더욱 증대되며 고급차종에 적용되는 발포사양의 저가차종 확대 및 원가경쟁력 강화의 효과를 구현할 수 있다.

상기 표피층(120)은 층두께 0.2㎜ 내지 1.0㎜일때, JIS K6301 방법(시험속도 200mm/min)으로, 인장강도 10 내지 100kgf/㎠ 또는 파단신율 50 내지 600%이다. 바람직하게는 층두께 0.4㎜ 내지 0.8㎜일때, 인장강도가 15 내지 90kgf/㎠, 파단신율이 150 내지 400%일 수 있다. 상기 층두께 범위가 0.2㎜ 미만일 경우, 스킨 또는 발포 성형시 표피층(120)이 터질수 있고, 1.0mm 초과일 경우, 종래의 에어백 전개 성능을 위한 물성 구현이 어려운 단점이 있을 뿐만 아니라, 감성 품질, 진공성형후 외관의 선예도(Sharpness), 상관품과의 조화 및 원가 상승 유지가 어려워지는 단점이 있다. 상기 인장강도 범위가 10kgf/㎠ 미만일 경우, 균일한 물성 유지가 곤란하고, 100kgf/㎠ 초과일 경우 종래의 에어백 전개 성능을 위한 물성 구현이 어려운 단점이 있다. 또한, 상기 파단신율 범위가 50% 미만일 경우, 균일한 물성 유지가 곤란하고, 600% 초과일 경우 종래의 에어백 전개 성능을 위한 물성 구현이 어려운 단점이 있다. 본 발명은 상기 층두께 범위에서 상기 인장강도 및 파단신율 값을 유지함으로써, 종래 발명에 비해, 스킨 스코링 공정을 거치지 않고도, 쿠션감이 증대되며 성형성이 우수하고 에어백 전개시 원활한 전개성능 확보가 가능하며 얇아진 스킨 두께로 인해 10% 이상의 경량화를 실현하는 등 우수한 효과를 지닐 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층(120)은 ASTM D2240 방법으로 쇼어 (shore) A 경도가 55 내지 99, 바람직하게는 60 내지 80인 열가소성 엘라스토머로 형성될 수 있다. 또는 ASTM D2240 방법으로 쇼어 (Shore) D 경도가 20 내지 55, 바람직하게는 23 내지 33인 열가소성 엘라스토머로 형성될 수 있다. 상기 범위에서 스킨 스코링 공정을 거치지 않고도 표피층(120)의 종래 물성구현이 가능하고, 충돌 등 차체의 외부 접촉시 유연히 변형 가능한 저항력 특성을 구현할 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층(120)은 열가소성 엘라스토머로 형성될 수 있다. 예를 들면 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리비닐클로라이드(PVC)계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 및 우레탄계 열가소성 엘라스토머 등을 사용할 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층(120)은 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 우레탄계 열가소성 엘라스토머, 아크릴계 열가소성 엘라스토머, 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 에스테르계 열가소성 엘라스토머, 아미드계 열가소성 엘라스토머, 초산비닐계 열가소성 엘라스토머 및 폴리 염화비닐계 열가소성 엘라스토머 등을 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.

하나의 구체예에서, 상기 표피층(120)은 단일층으로 형성될 수 있다. 여기서 단일층은 균일한 재질의 층이 하나의 층으로 형성된 것을 의미한다.

구체예에서, 상기 표피층(120)은 스킨 스코링 공정을 거치지 않고, 파우더 슬러쉬 몰딩(PSM, Powder Slush Molding) 공법, 진공성형(Male & Female Vacuum Forming) 공법, 스프레이(Spray) 공법 및 사출성형(Injection Molding) 공법, 또는 이들의 조합 등을 이용하여 단일층으로 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 표피층(120)은 그 층상에 발포시트를 합지할 수 있다.

상기 층상은 표피층(120)의 상부면 또는 하부면을 의미하는 것으로, 상기 발포시트는 본 발명에 의한 크래쉬패드 성형에 있어서 표피층과 합지됨으로써 성형성을 보완하고 차량 사용자의 쿠션감 등 촉감(감성) 부여를 보다 증대시킬 수 있다. 또한, 발포시트의 추가는 표피층(120)의 상부면 또는 하부면에 접하여 형성되는 것으로, 상기 표피층(120)이 이러한 발포시트를 함께 포함하는 것을 의미하지 않는다.

구체예에서, 상기 발포시트는 올레핀계 엘라스토머 단독 또는 올레핀계 엘라스토머와 함께 이종의 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다.

상기 올레핀계 엘라스토머는 PE나 PP 등의 올레핀(olefin)계 수지(하드 세그먼트)와 올레핀계 고무(예를들면 EPDM)를 주성분으로 하고 이들을 경도로 가교시킨 엘라스토머로써, 고무의 신축성과 플라스틱의 성질을 동시에 지니고 열가소성의 성질을 가지고 있기때문에, 일반 열가소성 올레핀계 수지와 동일한 가공 설비를 이용하여 성형 및 가공을 용이하게 할 수 있다. 본 발명에서는 상기 발포시트에 포함됨으로써 진공성형시 성형성 보완, 유연성 개선 및 쿠션감 향상에 기여할 수 있다.

구체예에서, 상기 발포시트는 올레핀계 엘라스토머와 함께 이종의 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다. 상기 이종의 엘라스토머는 스티렌(Styrene)계 열가소성 엘라스토머; 우레탄(Urethane)계 열가소성 엘라스토머; 에스테르(Ester)계 열가소성 엘라스토머; 아미드(Amide)계 열가소성 엘라스토머; 및 초산비닐(Vinyl Acetate)계 열가소성 엘라스토머; 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 포함할 수 있다. 상기 이종의 엘라스토머는 전체 발포시트 중 0.1 내지 50중량%로 포함될 수 있다.

구체예에서, 상기 발포시트는 5 내지 50 배율로 발포되고, 두께가 0.5㎜ 내지 4.0㎜일 수 있고, 바람직하게는 0.8㎜ 내지 1.5㎜일 수 있다. 상기 두께 범위에서 원단과 합지시 두께가 얇은 원단의 성형성을 보완해주고 이로부터 형성된 표피층(120)은 표면 감성 향상이 가능한 장점이 있다.

구체예에서, 상기 표피층(120)은 그 층상에 코팅층을 더 형성할 수 있다.

상기 코팅층은 클로리네이티드 폴리프로필렌(Chlorinated Polypropylen)계 수지, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지 등을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 층상은 표피층(120)의 상부면 또는 하부면을 의미하는 것으로, 상기 코팅층은 상기 수지 등을 단독 또는 혼합하여 표피층(120)의 상부면 또는 하부면에 접하게 코팅하여 형성한 층으로, 상기 표피층(120)이 이러한 코팅층을 함께 포함하는 것을 의미하지 않는다.

구체예에서, 상기 코팅층의 두께는 0.01㎜ 내지 0.2mm일 수 있고, 바람직하게는 0.03㎜ 내지 0.1mm일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명에 의한 차량용 크래쉬패드(100)의 내스크래치성, 내구성, 내약품성 및 내마모성 등을 보다 향상시킬 수 있다. 자동차 내장재의 코팅은 예를들어 스프레이 코팅, 그라비아 코팅 등이 있고, 상기 크래쉬패드(100)의 코팅은 바람직하게는 스프레이 코팅(Spray coating)을 이용할 수 있다. 상기 스프레이 코팅은 도포량이 비교적 높고 엠보싱된 시트에 처리제를 코팅하는 방법으로 코팅층을 형성할 수 있다.

발포층

상기 발포층(140)은 차량의 충돌 및 전복 사고시 충격을 흡수하여 승객에게 전달되는 힘을 최소화함으로써 머리 부상 등 피해를 줄일 수 있도록 상기 코어층(110)과 표피층(120) 사이에 발포원액(폼, Foam)이 주입되어 형성된다.

구체예에서, 상기 발포층(140)은, 폴리우레탄계 수지를 포함하고, 층두께가 3㎜ 내지 12㎜, 바람직하게는 5㎜ 내지 10㎜일 수 있다. 상기 층두께 범위에서 발포 성형시 장착된 층의 불균일 및 터짐 방지 등이 가능하고, 감성 품질 및 진공성형 후 외관의 선예도 조절 및 비용절감 효과가 있다.

차량용 크래쉬패드의 제조방법

본 발명의 다른 하나의 관점인 차량용 크래쉬패드의 제조방법은, 표피층, 발포층 및 코어층으로 구성되는 차량용 크래쉬패드의 제조방법에 있어서, (a) 크래쉬패드 하형에 코어층을 성형하고, 크래쉬패드 상형에 표피층을 성형하는 단계; (b) 상기 크래쉬패드 하형에 상형을 장착하여 코어층-표피층을 형성하는 단계; (c) 상기 코어층과 표피층 사이에 발포원액을 주입하는 단계; (d) 상기 발포원액이 주입된 하형 및 상형의 발포금형을 닫고 열을 가해 발포층을 형성하는 단계; 및 (e) 코어층-발포층-표피층이 일체로 형성된 크래쉬패드를 탈형하는 단계;를 포함하고, 상기 표피층은 스킨 스코어링(Skin Scoring) 공정을 거치지 않는다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 구체예에 의한 크래쉬패드의 제조방법은 하기의 과정을 거친다.

먼저, 크래쉬패드(100)를 구성하는 하형(102)에 코어층(110)을 성형하여 안착시키고(S10), 상형(101)에 표피층(120)을 성형하여 안착시킨다(S20). 그 다음, 상기 하형(102)에 상형(101)을 장착하여 닫음으로써 코어층과 표피층이 서로 결합한 코어층-표피층을 형성한 뒤(S30), 상기 코어층과 표피층 사이에 발포원액인 폼을 주입시킨다(S40). 그 다음, 상기 발포원액(폼, Foam)이 주입된 하형(102) 및 상형(101)의 발포금형을 닫고 열을 가함으로써 폼이 부풀려진 발포층(140)을 형성한다(S50). 그 다음, 상기 코어층(110) 및 표피층(120)이 결합된 코어층-표피층 사이에 발포층(140)이 형성됨으로써 코어층-발포층-표피층이 일체로 된 크래쉬패드(100)를 탈형한다. 이때 상기 표피층(120)은 종래 발명과 달리 레이저 스코링(laser scoring), 핫 나이프(Hot Knife), 콜드 나이프(Cold Knife), 초음파 나이프(Ultrasonic Knife) 및 밀링(Milling) 등과 같은 ‘스킨 스코링(Skin scoring)’ 공정을 거치지 않고 형성된다.

구체예에서, 상기 방법에 의하여 차량용 크래쉬패드(100)를 제조할 수 있다. 본 발명에 의해 제조된 차량용 크래쉬패드(100)는 표피층, 발포층 및 코어층으로 형성된 차량용 크래쉬패드 발포사양에서 표피층 성형시 스킨 스코링 공정을 거치치 않음으로써, 공정이 단순화되고 재료부품비 등 원가가 절감되고 표피층의 두께가 얇아져 크래쉬패드의 경량화를 실현할 수 있으며 기존 크래쉬패드 동등 수준의 성능 확보가 가능하고, 또한 표피층과 발포층 사이에 발포시트를 추가함에 따라 쿠션감이 더욱 증대되며, 고급차종에 적용되는 발포사양의 저가차종 확대 및 원가경쟁력 강화의 효과가 있다.

이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 보다 상세히 설명하지만 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

크래쉬패드 하형에 코어층을, 상형에 표피층을 각각 성형하고, 이후 상기 크래쉬패드 하형에 상형을 장착하여 코어층-표피층을 형성하였다. 그 뒤 상기 코어층-표피층 사이에 발포원액을 주입하고, 상기 발포원액이 주입된 하형 및 상형의 발포금형을 닫고 반응에 의해 부풀려진 폼이 발포층을 형성하였다. 그 뒤 코어층-발포층-표피층이 일체로 된 크래쉬패드를 탈형하여 최종적으로 본 발명의 일 구체예에 의한 차량용 크래쉬패드를 완성하였다.

실험예

상기 실시예 1에서 제조된 차량용 크래쉬패드 성형품의 기본물성, 성형성 및 전개성능 등을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.

물성 측정방법을 구체적으로 나타내면 하기와 같다.

물성 측정방법

- 기본물성

(1) 인장강도(kgf/cm2): Instron社 UTM(만능시험기)을 이용하여 JIS K6301 방법으로 인장강도를 측정하였다.

(2) 파단신율(%): Instron社 UTM(만능시험기)을 이용하여 JIS K6301 방법으로 파단신율을 측정하였다.

(3) 쇼어(shore) A 경도: ASKER社 쇼어(Shore)경도계를 이용하여 ASTM D2240 방법으로 쇼어(shore) A 경도를 측정하였다.

		실시예				비교예
		1	2	3	4	1	2	3	4
표피층	제조공법	진공 Male	진공 Female	사출 성형	PSM	진공 Male	진공 Female	사출 성형	PSM
표피층	두께(mm)	0.4	0.6	0.8	0.9	1.1	1.1	1.1	1.2
발포 시트	적용 유무	유	유	무	무	무	무	무	무
발포 시트	두께(mm)	1.5	1.0	-	-	-	-	-	-
스킨스코링 적용유무		무	무	무	무	무	무	무	무
기본 물성	인장강도 (kgf/㎠)	40	89	29	64	40	80	55	94
	파단신율(%)	350	260	450	330	350	450	450	550
	쇼어A경도	92	89	80	78	92	89	80	78
PAB 전개 시험	상온(21℃)	Pass	Pass	Pass	Pass	Pass	Fail	Pass	Fail
	저온(-35℃)	Pass	Pass	Pass	Pass	Pass	Pass	Pass	Pass
	고온(85℃)	Pass	Pass	Pass	Pass	Fail	Fail	Fail	Fail

		비교예
		5	6	7	8	9	10	11	12
표피층	제조공법	진공 Male	진공 Female	사출 성형	PSM	진공 Male	진공 Female	사출 성형	PSM
표피층	두께(mm)	0.4	0.6	0.8	0.9	1.1	1.3	1.1	1.2
발포 시트	적용 유무	무	무	무	무	무	무	무	무
발포 시트	두께(mm)	-	-	-	-	-	-	-	-
스킨스코링 적용유무		무	무	무	무	유	유	유	유
기본 물성	인장강도 (kgf/㎠)	115	125	155	140	115	125	155	140
	파단신율(%)	700	750	700	800	650	650	700	800
	쇼어A경도	92	89	80	78	92	89	80	78
PAB 전개 시험	상온(21℃)	Pass	Pass	Fail	Fail	Pass	Pass	Pass	Pass
	저온(-35℃)	Pass	Pass	Fail	Fail	Pass	Pass	Pass	Pass
	고온(85℃)	Fail	Fail	Fail	Fail	Pass	Pass	Pass	Pass

물성측정 결과

상기 표 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 의한 크래쉬패드는 스킨 스코링 공정을 거치지 않고 표피층을 형성함으로써, 기본물성 측정결과, 실시예 1 내지 4와 같이, 표피층의 두께 0.2㎜ 내지 1.0㎜ 기준으로 인장강도 10 내지 100 kgf/㎠, 파단신율 50 내지 600%의 특성을 갖출 때, 스킨 스코링 공정 삭제가 가능한 표피층의 물성 구현에 있어 최적 효율을 지님을 알 수 있다.

보다 구체적으로, 비교예 1 내지 4와 같이, 표피층의 층두께가 1.0mm 초과일 경우, 인장강도가 100kgf/㎠ 미만이고 파단신율이 600% 미만이어도 PAB 전개성능 시험시 Fail이 나타날 수 있음을 알 수 있는 바, 표피층의 층두께가 크래쉬패드 형성 및 그 PAB 전개시 중요한 영향을 미침을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 5 내지 8과 같이, 표피층의 층두께가 1.0mm 미만일 경우에도 인장강도가 100kgf/㎠ 초과이거나 파단신율이 600% 초과일 경우, 역시 PAB 전개성능 시험시 Fail이 나타날 수 있음을 알 수 있는 바, 특정 조건의 인장강도 및 파단신율의 범위가 크래쉬패드 형성 및 그 PAB 전개시 중요한 영향을 미침을 확인할 수 있다.

한편, 비교예 9 내지 12와 같이, 스킨 스코링 공정을 포함하는 종래 발명에 의할 경우, PAB 전개성능 시험시 PASS 상태로 양호한 성향을 보이지만, 층두께가 1.0mm를 초과하고 인장강도 및 파단신율이 각 100kgf/㎠ 및 600%를 초과하는 등 표피층 형성시 상대적으로 두꺼운 층두께 및 고(高) 물성 범위를 요구한다는 점에서, 상기 실시예 1 내지 4와 같이 본원발명의 스킨스코링 공정을 거치지않는 표피층 형성 조건이 보다 우수함을 알 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 상기 본 발명에 의한 차량용 크래쉬패드 및 그 제조방법은, 표피층, 발포층 및 코어층으로 형성된 차량용 크래쉬패드 발포사양에서 표피층 성형시 스킨 스코링 공정을 거치치 않음으로써, 공정이 단순화되고 재료부품비 등 원가가 절감되고 표피층의 두께가 얇아져 크래쉬패드의 경량화를 실현할 수 있으며 기존 크래쉬패드 동등수준의 성능 확보가 가능하고, 또한 표피층과 발포층 사이에 발포시트를 선택적으로 추가함에 따라 성형성을 보완함을 동시에 쿠션감이 더욱 증대되며, 고급차종에 적용되는 발포사양의 저가차종 확대 및 원가경쟁력 강화의 효과를 제공할 수 있다 (상기 표 1 및 2 참조).

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 크래쉬패드 101: 상형
102: 하형 110: 코어층
111: 에어백 삽입홀 115: 제1장착부
120: 표피층 125: 제2장착부
140: 발포층

Claims

차량용 에어백 모듈을 구비한 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 표피층;
상기 표피층의 하면과 밀착되는 발포층; 및
상기 발포층의 하면과 밀착되어 내표면을 이루는 코어층;으로 형성되고,
상기 표피층은 층두께 0.2㎜ 내지 1.0㎜일때, JIS K6301 방법으로 인장강도 10 내지 100kgf/㎠, 파단신율 50 내지 600%인, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 코어층은 조수석 에어백(PAB, Passenger Air Bag) 도어를 포함하고, 상기 도어의 오픈(open) 형태가 X 타입, 변형 X 타입, ㅡ 타입, H 타입 및 U 타입으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 표피층은 ASTM D2240 방법으로 쇼어(shore) A 경도가 55 내지 99인 열가소성 엘라스토머로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 표피층은 올레핀계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에스테르계 수지, 아미드계 수지, 초산비닐계 수지 및 폴리 염화비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 표피층은 단일층으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 표피층은 파우더 슬러쉬 몰딩(PSM, Powder Slush Molding) 공법, 진공성형(Male & Female Vacuum Forming) 공법, Spray 공법 및 사출성형(Injection Molding) 공법, 또는 이들의 조합으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 표피층의 층상에 발포시트를 합지하는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제7항에 있어서,
상기 발포시트는 올레핀계 엘라스토머를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제8항에 있어서,
상기 발포시트는 스티렌(Styrene)계 열가소성 엘라스토머; 우레탄(Urethane)계 열가소성 엘라스토머; 에스테르(Ester)계 열가소성 엘라스토머; 아미드(Amide)계 열가소성 엘라스토머; 및 초산비닐(Vinyl Acetate)계 열가소성 엘라스토머; 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제7항에 있어서,
상기 발포시트는 5 내지 50 배율로 발포되고, 두께가 0.5㎜ 내지 4.0㎜인 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 표피층은 그 층상에 코팅층을 더 형성하고, 상기 코팅층은 클로리네이티드 폴리프로필렌(Chlorinated Polypropylen)계 수지, 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제11항에 있어서,
상기 코팅층은 층두께가 0.01㎜ 내지 0.2mm인 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
제1항에 있어서,
상기 발포층은 폴리우레탄계 수지를 포함하고, 층두께가 3㎜ 내지 12㎜인 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.
표피층, 발포층 및 코어층으로 구성되는 차량용 크래쉬패드의 제조방법에 있어서,
(a) 크래쉬패드 하형에 코어층을 성형하고, 크래쉬패드 상형에 표피층을 성형하는 단계;
(b) 상기 크래쉬패드 하형에 상형을 장착하여 코어층-표피층을 형성하는 단계;
(c) 상기 코어층과 표피층 사이에 발포원액을 주입하는 단계;
(d) 상기 발포원액이 주입된 하형 및 상형의 발포금형을 닫고 열을 가해 발포층을 형성하는 단계; 및
(e) 코어층-발포층-표피층이 일체로 형성된 크래쉬패드를 탈형하는 단계;를 포함하고,
상기 표피층은 스킨 스코어링(Skin Scoring) 공정을 거치지 않는, 차량용 크래쉬패드의 제조방법.
제14항의 방법에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는, 차량용 크래쉬패드.