KR20160051505A

KR20160051505A - 가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법

Info

Publication number: KR20160051505A
Application number: KR1020147031293A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 미우라
Original assignee: 후세진공가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2016-05-11
Also published as: JP2015044285A; US20160271867A1; CN104520092A; KR102157910B1; EP3031595B1; EP3031595A1; CN104520092B; WO2015019712A1; JP5604569B1; ES2769585T3; EP3031595A4; US9889601B2

Abstract

대형의 피착체(W)를 사용한 경우에도, 비교적 단시간에 효율좋게 필름의 오버레이 성형을 실시한다.
상부가 개구된 수용챔버(21)와 하부가 개구된 상부 박스(22)를, 가식필름(F)을 끼운 상태에서 상하로 조합시키고, 상부 수용공간(S21,22S)들이 연결된 성형공간을 밀폐 형성하고, 이 성형공간의 상하를 각각 압력 제어함으로써, 성형공간내에 수용된 피착체(W)의 일부 표면에 가식필름(F)를 감압 밀착시킨다. 수용챔버(21)는 피착체(W) 중 소정의 부분성형부분(WP)을 해당 부분의 내측으로부터 측면주위를 덮는 오목형 형상의 지지 지그로 이루어지고, 지지 지그로 둘러싼 부분만을 부분진공형성한다.

Description

가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법{PARTIAL VACUUM FORMING METHOD BY PARTIAL OVERLAY OF DECORATIVE FILM}

본 발명은 시트재를 진공상태로 피착체(W)에 피착하여 성형하는 진공성형기, 상기 진공성형기를 사용한 진공성형공정에서 사용하는 진공성형기용 기판, 또는 그와 같은 진공성형기용 기판을 사용한 부분 진공성형방법에 관한 것으로, 특히 피착체(W)의 부분적인 부분을 성형하는 부분성형방법에 관한 것이다.

종래, 외기의 영향을 받지 않는 진공성형장치로서, 상하에 챔버 박스를 구비하고 또한 상기 양 챔버 박스내에서 피성형물의 성형을 실시하는 진공성형장치로서, 상부 챔버 박스와 하부 챔버 박스는 접합·분리가 가능하고, 또한 상부 챔버 박스내에 히터가 조합되며, 접합된 양 챔버 박스내에서 상기 히터에 의해 피성형물을 가열하도록 한 것이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

이는 접합된 양 챔버 박스내에서 상기 히터에 의해 피성형물을 가열하도록 하고, 상기 히터로서 근적외선 히터를 사용함으로써, 폐색된 공간내에서 피성형물을 가열·성형할 수 있으므로, 성형시에 종래보다 외기의 영향을 받지 않는 진공성형장치를 제공할 수 있다고 되어 있다.

일본 공개특허공보 제2002-079573호

그러나, 상기 종래의 진공성형장치에서는 진공성형을 위해 상하의 박스 내부를 감압시키는 공정이 필요하고, 대형의 피착체(W)를 사용하는 경우에는 이를 수용하는 수용챔버(21)를 대형화하지 않을 수 없어, 이에 의해 대형의 수용챔버(21)내를 감압하기 위한 진공흡인시간을 필요로 하고, 이 때문에 작업시간이 길어지며, 또한 대형의 진공흡인펌프를 사용함으로써 비용이 상승하고 있었다. 진공흡인에 의한 감압이 불충분한 채 필름의 오버레이(overlay) 성형을 실시하면, 필름의 밀착상태가 불충분하거나 가식필름(F)의 들뜸이 발생한다. 또한 수용챔버(21)를 대형화함으로써 성형후의 가열된 상태의 가식필름(F)의 냉각에도 시간이 걸리게 되어 효율적인 진공성형작업을 실시할 수 없었다.

그래서, 본 발명은 상부 수용챔버(21) 사이에 가식필름(F)을 밀착시켜 감압 성형하는 부분 진공성형방법에서, 대형의 피착체(W)를 사용한 경우에도 비교적 단시간에 필름의 오버레이 성형을 실시하는 것을 과제로 한다.

(1) 본 발명의 부분 진공성형방법은, 상부가 개구된 수용공간(S21)을 갖는 수용챔버(21)와 하부가 개구된 박스공간(22S)을 갖는 상부 박스(22)를, 양 개구를 덮는 크기의 가식필름(decorative film)(F)을 끼운 상태에서 상하로 조합시키고, 상하 각 박스 공간(S21, 22S)들이 연결된 연결 공간을 밀폐 형성하고, 이 연결 공간내의 상하를 각각 압력 제어함으로써, 성형공간내에 수용된 피착체(W)의 일부 표면에 가식필름(F)을 감압 밀착시키는, 가식필름(F)의 부분 오버레이 성형방법으로서, 피착체(W) 중 소정의 부분성형부분(WP)을 해당 부분의 내측으로부터 측면 주위를 덮는 오목틀 형상의 수용체로 이루어지고, 지지틀 상단이 상기 수용챔버(21)의 상부 개구 가장자리를 따라서 개구된 지지 지그(바닥틀판(11), 측면틀판(312)으로 이루어짐); 피착체(W)를 박스 공간내에 수용한 상태에서, 피착체(W)의 상기 소정의 성형부분(WP)의 일부분을 덮은 지지 지그를, 상부 개구에 근접 배치할 수 있는 수용챔버(21); 수용챔버(21)의 상부 공간의 상방에서 승강 가능하게 배치되고, 최하강 상태에서 박스 공간의 하부 개부를, 가식필름(F)을 끼고 수용챔버(21)의 상부 개구에 접촉시켜 조합시키는 상부 박스(22); 및 상부 박스(22)내의 상부 공간(22S), 및 수용챔버(21)내에 배치 고정된 지지 지그내의 하부 공간(11S)을 압력 제어하는 압력제어수단을 구비하여 구성되고, 수용챔버(21)내에서 피착체(W)의 일부를 덮는 지지 지그의 지지틀 상단을 상부 개구에 근접 배치시킴으로써, 수용챔버(21) 내부를 지지 지그 내의 하부공간(11S)과 수용공간(21S)으로 구획하며, 상기 구획된 지지 지그내의 하부공간(11S)과 상부 박스(22)내의 상부 공간(22S)을, 가식필름(F)을 끼고 상하로 밀폐 연결하고, 밀폐된 수용체내 공간(11S), 상부 공간(22S)의 각각을 감압한 후 상부 공간(22S)만을 압력 개방함으로써, 지지 지그로 덮은 피착체(W)의 일부에 가식필름(F)을 오버레이 성형하는 것을 특징으로 한다.

피착체(W)의 전부가 아니라 일부만을 부분적으로 둘러싸서 3차원 가식성형하므로, 피착체의 부품 형상이나 부품의 크기에 관계없이, 가식하는 성형부분(WP)의 크기만을 둘러싸서 진공 성형하게 되어, 진공시간이 대폭 감소된다. 또한, 도금이나 도장가공 대신 가식필름(F)의 부분 오버레이 성형을 실시함으로써 작업환경이 대폭 개선된다.

(2) 지지 지그는 상기 피착체(W)의 복수의 개구성형부(WH) 사이를 삽입 통과 가능한 바닥틀판(11)과, 상기 바닥틀판(11)의 사방측면부를 둘러싸고 조합되는 측면틀판(312)에 의해 조합 가능하게 구성되고, 피착체(W)의 개구성형부 사이를 삽입 통과시킨 바닥틀판(11)의 측면부로 측면틀판(312)의 각각을 조합시킴으로써, 피착체(W)의 소정의 성형부분(WP)을 피착체(W)의 내측으로부터 덮고, 또한 상기 성형틀(12)이 소정의 성형부분(WP)의 이면측에 접촉된 제2 세트상태(SB1)가 될 수 있는 것이 바람직하다. 지지 지그를 이와 같이 바닥틀판(11)과 측면틀판(312)의 조합 구조로 함으로써, 피착체(W)의 개구성형부(WP)를 이용하여, 지지 지그를 피착체의 필요한 성형부분(WP)에 부분적으로 밀착시킨 세트 상태로 하는 것이 가능해진다.

또한, 후술하는 실시예 1에서는 바닥틀판(11)의 평면으로 보아 사방측면 주변 중 1그룹의 평행 변부에, 측면틀판(312)의 판내를 따른 기립부(11E)를 형성하고, 또한 기립부(11E)의 상부 기립단으로부터 외측으로 굴곡편을 형성하고 있다(도 2a 등). 상기 기립부(11E)가, 하부틀(31)과 일체화된 측면틀판(312)의 틀 내부를 따라서 배치되고, 굴곡편이 틀 상면에 걸리도록 고정됨으로써, 바닥틀판(11)과 측면틀판(312)이 조합된다(도 2c). 또한, 후술하는 실시예 2에서는 측면틀판(312)의 단차부(312D)와 바닥틀판(11) 단부의 박판부(11B)를 끼워 맞추고, 바닥틀판(11)을 측면틀판(312)의 틀 하단의 구조상에 배치한 단차 형상의 세트 구조로 되어 있다(도 4).

(3) 본 발명의 부분 진공성형방법은, 상부가 개구된 박스 공간을 갖는 수용챔버(21)와 하부가 개구된 박스 공간을 갖는 상부 박스(22)를 상하로 조합시키고, 각 박스공간끼리 연결되어 이루어진 성형공간을 밀폐형성하고, 이 성형공간내를 압력 제어함으로써, 성형공간내에 수용된 피착체(W)의 일부 표면에 가식필름(F)을 가압 밀착시키는, 가식필름(F)의 부분 오버레이 성형방법으로서, 피착체(W)의 일부의 소정의 성형부분(WP)을 해당 부분의 내측으로부터 측면주위를 덮는 오목틀 형상의 수용체로 이루어지고, 또한 지지틀 상단이 상기 수용챔버(21)의 상부 개구 가장자리를 따라서 개구된 지지 지그(바닥틀판(11), 측면틀판(312)으로 이루어짐); 피착체(W)를 박스 공간내에 수용한 상태에서, 피착체(W)의 상기 소정의 성형부분(WP)을 덮은 지지 지그를, 상부 개구에 근접 배치할 수 있는 수용챔버(21); 수용챔버(21)의 상부 공간의 상방에서 승강 가능하게 배치되고, 최하강 상태에서 박스 공간의 하부 개구를, 가식필름(F)을 끼고 수용챔버(21)의 상부 개구에 접촉시켜 조합시키는 상부 박스(22); 수용챔버(21)의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 성형틀의 하부 내측 가장자리를 따라서 지지 지그의 상단을 부착함으로써 지지 지그를 하부 고정 가능한 하부틀(31); 상부 박스(22)의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 상기 하부틀(31)의 틀 상면에 접촉 가능한 상부틀(32); 및 상부 박스(22)내의 상부 공간(22S) 및 수용챔버(21)내에 배치 고정된 지지 지그내의 하부 공간(11S)을 압력 제어하는 압력제어수단을 구비하여 구성되고,

● 피착체(W) 및 피착체(W)의 상기 소정의 성형부분(WP)의 일부분을 덮은 지지 지그를 모두 수용공간내에 수용하고, 지지 지그의 상단을 상부 개구의 하부틀에 접촉시켜 지지 지그를 고정하고, 또한 수용챔버(21)와 상부 박스(22) 사이에, 각 개구 전체를 덮는 크기의 가식필름(F)을 배치한 제2 세트상태(SB1)로 하며,

● 이 제2 세트상태(SB1)로부터 수용챔버(21)의 하부틀(31)과 상부 박스(22)에 접한 상부틀(32)이 각각 가식필름(F)을 끼고 서로 억압 접촉될 때까지 아암(22A)에 의해 상부 박스(22)를 하강시키고, 이에 의해 상부 박스(22)의 하부 개구를 가식필름(F)으로 밀폐하고, 또한 지지 지그의 지지틀 상단을 가식필름(F)으로 밀폐한 제2 세트상태(SB1)로 하고,

● 제2 세트상태(SB1)로부터 상기 압력조정수단에 의해 상부 박스(22)내, 및 수용챔버(21)내에서 피착체(W)의 일부분을 덮은 지지 지그내를 각각 감압시킨 제1 감압상태(SB2)로 하며,

● 이 제1 감압상태(SB2)로부터 상기 압력조정수단에 의해 수용챔버(21)내를 감압한 채로 상부 박스(22)내를 압력 개방함으로써, 지지 지그내에서 지지 지그에 덮인 피착체(W)의 소정의 성형부분(WP)에 가식필름(F)을 밀착시킴으로써 피착체(W)의 상기 소정의 성형부분(WP)만을 부분 오버레이 성형한 제2 감압상태(SC)로 하는 것을 특징으로 한다.

(4) 상기 피착체(W)는 3차원 성형판에 의해 복수의 개구성형부를 갖고 입체 성형되고, 이 중 어느 개구성형부의 한쪽 가장자리보다 외방으로 돌출되는 피착체(W)의 돌출부분이, 상기 소정의 성형부분(WP)으로서 가식(오버레이) 성형되는 것이며, 지지 지그는 상기 돌출부분의 3차원 형상에 대응하여 3차원 형상으로 돌출된 중공의 성형틀(12)이, 수용체의 오목틀 형상의 바닥부에 돌출 형성되어 이루어지고, 지지 지그가 오목틀 형상내에서 상기 소정의 성형부분(WP)을 일괄하여 덮은 제2 세트상태(SB1)에서, 상기 성형틀(12)이 소정의 성형부분(WP)의 이면측에 접촉되는 것이며, 또한, 상기 중공의 성형틀(12)은 틀내의 상방 개구부(10)가 상부 박스(22)와 연통관(5)에 의해 배관 연통됨으로써, 상방 개구부와 성형부분(WP) 사이의 중공공간(10S)의 압력이 상부 공간의 압력상태와 동일한 상태를 유지하여 이루어진 것이 바람직하다. 이에 의해, 상부 박스(22)내의 상부 공간(22S)과 중공공간(10S)에서 동압(同壓) 추종하는 동압력 회로가 구성되고, 제1 감압상태(SB2)에서 상부 박스(22) 내부와 함께 상기 중공공간(10S)이 감압되고 또한 상기 제2 감압상태(SC)에서 상부 박스(22) 내부와 함께 상기 중공공간(10S)이 압력 해방된다.

(5) 지지 지그에 의해 구획된 수용챔버(21)내의 수용체 밖 공간(S21)은 수용챔버(21)의 분리 위치에 연통 형성되는 한쌍의 챔버(C11, C12)와, 각 챔버(C11, C12) 사이를 순환 연통하는 연통관(C2)과, 연통관내에 신선한 공기를 보내는 송풍수단(C3)과, 연통관내에서 분진을 제거하는 필터(211F, 212F, C4)로 이루어진 가압공기 청정수단을 구비하여 이루어지고, 가압공기 청정수단에 의해 상기 제1 감압상태(SB2) 내지 성형상태(SD)의 수용공간(21S) 내부가 항상 가압된 순환공기로 채워지는 것이 바람직하다. 도 3에 도시한 바와 같이 수용챔버(21)의 양 측면을 각각 송풍챔버(C11), 수풍(受風)챔버(C12)로 하고, 이들 송풍챔버(C11), 수풍챔버(C12)끼리를 수용챔버(21)밖에서 각 필터(211F, 212F, C4)를 통하여 송풍 배관함으로써, 수용챔버(21) 내부 및 상부 박스(C22) 내부의 청정도를 유지한 채 가식필름의 오버레이를 실시할 수 있다. 공기중의 먼지에 의한 영향이 작은 상태에서 3차원 가식성형을 실시함으로써 가식필름(F)과 피착체(W) 사이의 불순물의 혼입을 방지할 수 있다.

상기 수단을 강구함으로써, 상부 수용챔버(21) 사이에 가식필름(F)을 밀착하여 감압 성형하는 부분 진공성형방법에서, 지지 지그에 의해 수용챔버(21) 내부를 소정의 구역으로 구획하고, 이 구획한 공간과 상부 박스(22)에 의해 성형공간을 형성함으로써, 대형의 피착체(W)를 사용한 경우에도, 비교적 단시간에 필름의 오버레이 성형을 실시하는 것이 가능해졌다.

도 1a는 실시예 1의 부분 진공성형밥법에서의 제1 세트상태(SA), 제2 세트상태(SB1)의 각 측면설명도이다.
도 1b는 실시예 1의 부분 진공성형방법에서의 제2 감압상태(SC), 취출상태(SD)의 각 측면설명도이다.
도 2a는 실시예 1의 부분 진공성형방법에서의 제1 세트상태(SA)전의 제1 상태의 사시설명도이다.
도 2b는 실시예 1의 부분 진공성형방법에서의 제1 세트상태(SA)전의 제2 상태의 사시설명도이다.
도 2c는 실시예 1의 부분 진공성형방법에서의 제1 세트상태(SA)전의 제3 상태의 사시설명도이다.
도 3은 도 1a 하부 도면(제2 세트상태(SB1) ~ 제1 감압상태(SB2))에서의 가압공기청정수단의 구성을 도시한 정면설명도이다.
도 4는 실시예 2의 부분 진공성형방법에서의 제1 세트상태(SA)까지의 측면설명도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태예로서, 실시예 1 내지 2로서 나타내는 진공성형장치의 각 공정도와 함께 설명한다. 본 발명의 부분 진공성형방법은 기본적으로 서로 근접 내지 이간하는 지지 지그(바닥틀판(11)과 측면틀판(312)으로 구성됨)와 상부 박스(22)에 의해, 가식필름(F)을 끼고 상하로 밀폐된 연결공간을 형성 가능한 진공성형기를 사용하여, 지지 지그에 의해 부분적으로 둘러싼 피착체(W)의 일부인 소정의 성형부분(WP)의 표면에 가식필름(F)을 밀착시켜 성형한다. 그리고, 모든 실시예에서 본 발명의 부분 진공성형방법은 상부 개구된 하부 공간(11S)을 갖는 지지 지그와, 하부 개구된 상부 공간(22S)을 갖는 상부 박스(22)를 상하로 조합시키고, 각 공간끼리가 가식필름(F)을 끼고 상하로 연결된 연결공간을 밀폐 형성하고, 이 연결공간을 구성하는 상하 공간 각각을 압력제어함으로써, 상하 공간내 중 어느 것에 부분 수용된 피착체(W)의 일부 표면에 가식필름(F)을 감압 밀착시키는, 가식필름(F)의 부분 오버레이 성형방법이다. 그리고, 가식필름(F)의 부분 오버레이 성형장치의 구성으로서, 피착체(W)의 일부의 소정의 성형부분(WP)을 해당 부분의 내측으로부터 측면주위를 덮는 오목틀 형상의 수용체로 이루어지고, 또한 지지틀 상단이 상기 수용챔버(21)의 상부 개구가장자리를 따라서 개구된 지지 지그(바닥틀판(11), 측면틀판(312)로 이루어짐); 피착체(W)를 박스 공간내에 수용한 상태에서, 피착체(W)의 상기 소정의 성형부분(WP)을 덮은 지지 지그를, 상부 개구에 근접 배치할 수 있는 수용챔버(21); 수용챔버(21)의 상부 공간의 상방에서 승강 가능하게 배치되고, 최하강 상태에서 박스공간의 하부 개구를, 가식필름(F)을 끼고 수용챔버(21)의 상부 개구에 접촉시켜 조합시키는 상부 박스(22); 수용챔버(21)의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 성형틀의 하부 내측 가장자리를 따라서 지지 지그의 상단을 부착함으로써 지지 지그를 하부 고정 가능한 하부틀(31); 상부 박스(22)의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 상기 하부틀(31)의 틀 상면에 접촉 가능한 상부틀(32); 및 상부 박스(22)내의 상부 공간(22S) 및 수용챔버(21)내에 배치 고정된 지지 지그내의 하부 공간(11S)을 압력 제어하는 압력제어수단을 구비하여 구성된다.

그리고, 본 발명의 부분 오버레이에 의한 성형방법은 이하의 각 상태를 거쳐 실시된다.

● 복수의 개구성형부(WH)를 갖는 피착체(W) 중 어느 것의 개구성형부(WH)의 한쪽 가장자리보다 외방으로 돌출되는 피착체(W)의 돌출부분을, 상기 소정의 성형부분(WP)으로 하고, 해당 성형부분(WP)의 개구성형부(WH) 사이의 틀을, 서라운딩 홀(13H)을 갖는 충전틀(13)로 둘러싸고 틀주위를 밀폐 충전시킨 제1 상태로 한다(도 2a).

● 제1 상태의 피착체(W) 중 어느 개구성형부(WH)의 한쪽 가장자리보다 외방으로 돌출되는 피착체(W)의 돌출부분을, 상기 소정의 성형부분(WP)으로 하고, 해당 성형부분(WP)을 칸막이하도록 개구성형부(WH) 사이에 바닥틀판(11)을 삽입 통과시키고, 바닥틀판의 전후 양단부의 기립부(11E)를 전후 돌출시킨 제2 상태로 한다(도 2b).

● 제2 상태의 피착체(W) 중 양단을 전후 돌출시킨 바닥틀판(11)의 상방으로부터, 측면틀판(312)을 갖는 하부틀(31)을 하강시켜 바닥틀판(11)의 기립부(11E)의 외면에 조립시키고, 측면틀판(312)의 틀 하부에 수평 슬라이드 가능하게 부착한 바닥커버판(313)을 내측으로 슬라이드시키고, 바닥틀판(11)과 측면틀판(312)을 밀폐한 오목부를 갖는 수용체형상으로 조립한 제3 상태로 한다(도 2c). 또한 측면틀판(312) 중 좌우 한쌍의 외측면에는 각각, 바닥 커버판(313)을 하부로부터 억압하여 조립 상태를 고정하는 고정후크(31C)가 부착되어 있고, 고정후크(31C)를 가동시켜 바닥커버판(313)을 억압함으로써 제3 상태를 유지하는 것으로 하고 있다.

● 피착체(W)의 상기 소정의 성형부분(WP)의 일부분을 덮은 지지 지그의 상단을 상부 개구의 하부틀(31)에 접촉시키고, 성형부분(WP)을 둘러싼 상태의 지지 지그를, 하부틀(31) 내부에서 오목형상의 지지체로서 조립한 제3 상태로 하며(도 2c), 이 제3 상태의 지지 지그 및 하부틀(31)을 피착체(W)와 함께 수용챔버(21)의 수용공간 내에 수용하고, 이어서 지지 지그, 또한 수용챔버(21)와 상부 박스(22) 사이에 각 개구 전체를 덮는 크기의 가식필름(F)을 배치한 제1 세트상태(SA)로 한다(도 1a 또는 도 4).

● 이 제1 세트상태(SA)로부터, 수용챔버(21)에 접한 하부틀(31)과 상부 박스(22)에 접한 상부틀(32)에 의해 가식필름(F)의 상하면을 끼우고, 상부틀(32)과 하부틀(31)이 서로 억압 접촉될 때까지 아암(22A)에 의해 상부 박스(22)를 하강시키고, 이에 의해 상부 박스(22)의 하부 개구를 가식필름(F)으로 밀폐하고, 또한 지지 지그의 지지틀 상단을 가식필름(F)으로 밀폐한 제2 세트상태(SB1)로 한다(도 1a 하부 도면).

● 상기 제2 세트상태(SB1)로부터, 상부 박스(21) 내부, 지지 지그 내부의 압력을 각각 감압상태 내지 압력해방상태로 제어하는 압력조정수단에 의해, 상부 박스(22) 내부의 상부 공간(22S), 및 지지 지그(11, 312)로 둘러싸인 성형부분(WP) 상부의 하부 공간(11S) 내부를 각각 감압시킨 제1 감압상태(SB2)로 한다(도 1a 하부 도면).

● 이 제1 감압상태(SB2)로부터, 상기 압력조정수단에 의해, 하부 공간(11S) 내부를 감압한 채 상부 박스(22)내의 상부 공간(22S)을 압력 개방함으로써, 지지 지그내에서 지지 지그로 둘러싸인 피착체(W)의 소정의 성형부분(WP)에만 가식필름(F)을 밀착시키고, 이에 의해 피착체(W)의 해당 소정의 성형부분(WP)을 부분 오버레이 성형한 제2 감압상태(SC)로 한다(도 1b 상부도면).

● 이 제2 감압상태(SC)의 피착체(W)로부터 지지 지그를 분리하고, 또한 피착체(W)를 수용박스로부터 취출한 취출상태(SD)로 하며, 오버레이 필름(F') 이외의 뻗어나온 필름부(FE)를 레이저 커터로 제거한다(도 1b 하부도면).

본 발명의 가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법은, 즉, 상부가 개구된 하부 공간과 하부가 개구된 상부 공간(22S) 사이에 가식필름(F)을 끼우고, 가식필름(F)으로 칸막이된 상하의 밀폐공간을 연결하고, 연결공간의 상하를 다른 압력으로 순간 제어함으로써, 한쪽의 공간(하부공간(11S))내에 수용된 소정의 성형부분에 가식필름(F)을 밀착시킨다는 3차원 가식성형의 원리를 이용하는 것으로, 피착체(W)의 일단부 근처의 소정의 성형부분(WP)을 성형 대상으로 하고, 피착체(W) 중 상기 성형부분만을, 상부가 개구된 오목부를 갖는 지지 지그로 밀폐하여 둘러싸고, 하부가 개구된 상부 공간을 갖는 상부 박스(22)를, 지지 지그의 상부 개구와의 사이에 가식필름(F)을 끼우고 상기 지지 지그의 상부 개구상에 배치함으로써 상기 상하의 밀폐공간을 연결한다. 여기에서, 피착체의 일단부로부터의 상기 소정의 성형부분(WP)은, 예를 들어 자동차 바디의 피착체의 일부인 천정부분과 같이, 아암형상의 접속부품(필러)에 지지되어 다른 피착체 부분으로부터 구분된 부분을 포함한다. 그리고, 피착체의 일부인 상기 소정의 성형부분(WP)을 포함하여 하부 밀폐공간을 구성하고, 또한 점착된 가식필름(F)을 끼우고 상부의 밀폐공간과 연결되며, 상하 밀폐공간을 모두 감압상태로 한 상태로부터 상부의 밀폐공간만을 대기 해방하여 급격하게 상압화(常壓化)함으로써, 상하의 연결된 밀폐공간의 상호 순간적인 압력차를 발생시킨다. 이에 의해, 상기 하부 공간내의 소정의 성형부분(WP)의 입체형상을 따라서 가식필름(F)을 연신상태로 하여 간극없이 밀착시킨다. 이하, 실시예의 각 구성에 대해서 상세히 설명한다.

(지지 지그)

지지 지그는 피착체(W)의 일부의 소정의 성형부분(WP)을 해당 부분의 내측으로부터 측면주위를 덮는 오목틀 형상의 수용체로 이루어지고, 또한 지지틀 상단이 상기 수용챔버(21)의 상부 개구가장자리를 따라서 개구한다. 구체적으로는, 바닥틀판(11), 측면틀판(312)을 조합하여 밀폐 구성된다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 실시예 1의 바닥틀판(11)은 전후단이 기립부(11E)로서 측면틀판의 높이와 동일한 높이로 세로로 형성되고, 또한 그 상단으로부터 뻗어나온 조각이 뻗어나와 형성된, 측면에서 보아 오목형상의 굴곡판으로 이루어지며, 바닥틀판(11)의 판면상에는 돌출부분의 3차원 형상에 대응하여 3차원 형상으로 돌출된 성형틀(12)이 전후로 나뉘어져 돌출 형성되어 이루어진다. 이 지지 지그가 오목틀 형상내에서 상기 소정의 성형부분(WP)을 일괄하여 덮은 제2 세트상태(SB1)에서, 상기 성형틀(12)이 소정의 성형부분(WP)의 이면측에 접촉된다. 또한, 성형틀(12)은 평면으로 보아 내부에 사각형의 상방 개구부(10)가 형성되고, 피착체(W)에 설치된 상태에서, 피착체(W)의 하부와 바닥틀판(11)의 판 상부 사이에, 내부의 중공공간(10S)이 밀폐 형성되는 것으로 하고 있다. 그리고, 이 상방 개구부(10)의 개구내의 바닥틀판을 상하 관통하는 바닥구멍(50)이 형성된다. 바닥구멍(50)은 동압(同壓) 연통관(51)의 선단에 접속된 연통호스(52)의 선단부와 분리 가능하게 접속 가능한 접속구조를 갖고 있다. 제2 세트상태에서 이 바닥구멍(50)에 연통호스(52)의 끝부분이 접속되고, 동압 연통관(51) 및 연통호스(52)를 통하여 상부 공간(22S)과 중공공간(10S)이 동압상태를 유지한다. 이 상태 그대로 제1, 제2 감압상태를 거침으로써, 상부 공간(22S)의 압력개방시에 중공공간(10S)의 내압을 동기 해방시키는 것으로 하고 있다. 이에 의해 피착체(W)의 성형부분(WP)의 이면측에 형성된 중공리브(WR)가 있는 경우에도, 이 중공리브(WR) 전체를 중공공간(10S)내에 일괄하여 둘러싸고 압력 동기시킴으로써, 중공 리브(WR)의 중공부의 압력변형을 방지할 수 있다.

(기립부(11E))

또한, 성형공정에서, 설치된 피착체(W)의 주위 외방에, 피착체(W)의 최대 높이보다 높은 돌출 높이로 가식필름(F)의 근접 방향으로 돌출된 기립부(11E)가 설치되고, 상기 기립부(11E)가 피착체(W)보다 먼저 가식필름(F)과 접촉되고, 피착체(W)의 주위 외방에서 가식필름(F)을 밀어올려 당겨 펼쳐진 틀접촉 상태가 되고, 이 틀 접촉상태 다음에, 피착체(W)가 상기 당겨 펼쳐진 가식필름(F)의 표면에 밀착된다. 이 경우, 설치된 피착체(W)의 성형부분(WP)의 주위 외방에, 피착체(W)의 최대 높이보다 높은 돌출 높이로 가식필름(F)의 근접 방향으로 돌출된 기립틀이 형성되므로, 상기 기립틀이, 가식필름(F)을 근접시킬 때 피착체(W)보다 먼저 가식필름(F)과 접촉되고, 피착체(W)의 주위 외방에서 가식필름(F)을 밀어올려 당겨 펼친 상태가 된다.

(수용챔버(21))

수용챔버(21)는 피착체(W)의 전부를 내부의 수용공간에 수용 가능하고, 피착체(W) 중 소정의 성형부분(WP)을 덮은 지지 지그를 피착체와 함께 내부의 수용공간(S21)에 수용하고, 지지 지그를 상부 개구에 근접 배치할 수 있다.

(상부 박스(22))

상부 박스(22)는 상부 공간(22S)을 내부 공간으로서 갖고, 또한 그 내부에 히터(2H)가 배치되어 있으며, 압력실린더에 의해 상승 하강하는 아암(22A)에 의해 상부 지지되어 있다. 상부 박스(22)는 아암(22)에 의해 수용챔버(21)의 상부 공간의 상방에서 승강 가능하게 배치되며, 최하강 상태에서 박스공간의 하부 개구를, 가식필름(F)을 끼우고 수용챔버(21)의 상부 개구에 접촉시켜 조합시킨다.

(하부틀(31))

하부틀(31)은 수용챔버(21)의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 성형틀의 하부 내측 가장자리를 따라서 지지 지그의 상단을 부착함으로써 지지 지그를 하부 고정 가능하게 되어 있다.

(상부틀(32))

상부틀(32)은 상부 박스(22)의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 상기 하부틀(31)의 틀 상면에 접촉 가능하게 되어 있다. 상부 박스(22)내의 상부 공간(22S) 및 수용챔버(21) 내에 배치 고정된 지지 지그 내의 하부공간(11S)은 각 공간내를 압력 제어하는 압력제어수단에 연결된다(도시하지 않음). 압력제어수단은 진공펌프에 의해 감압상태로 하고, 또는 감압상태로 한 각 공간의 내부압을 개방하여 대기압 상태로 할 수 있다.

(피착체(W))

피착체(W)는 3차원 성형판에 의해 복수의 개구성형부(WH)를 갖고 입체 성형되며, 이 중 어느 개구성형부(WH)의 한쪽 가장자리보다도 외방으로 돌출되는 피착체(W)의 돌출부분이 상기 소정의 성형부분(WP)으로서 오버레이 성형되는 것이고, 또한 지지 지그는 상기 돌출부분의 3차원 형상에 대응하여 3차원 형상으로 돌출된 성형틀(12)이 수용체의 오목틀 형상의 저부에 돌출 형성되어 이루어진다. 상기 지지 지그가 오목틀 형상내에서 상기 소정의 성형부분(WP)을 일괄하여 덮은 제2 세트상태(SB1)에서 상기 성형틀(12)이 소정의 성형부분(WP)의 이면측에 접촉된다.

(동압회로)

또한, 상기 성형틀(12)은 틀내의 상방 개구부(10)가 개구 바닥구멍(50)으로부터 연통관(5)에 의해 상부 박스(22)와 배관 연통되어 동압회로를 형성한다. 동압회로는 상방 개구부와 성형부분(WP) 사이의 중공공간(10S)의 압력이 상부 공간의 압력상태와 동일한 상태를 추종 유지하도록 자동 제어한다. 이에 의해, 상기 제1 감압상태(SB2)에서 상부 박스(22)내와 함께 상기 중공공간(10S)이 감압되고, 또한 상기 제2 감압상태(SC)에서 상부 박스(22) 내부와 함께 상기 중공공간(10S)이 압력 해방된다. 또한, 지지 지그는 상기 피착체(W)의 복수의 개구성형부 사이를 삽입 통과 가능한 바닥틀판(11)과, 상기 바닥틀판(11)의 사방측면부를 둘러싸고 조합된 측면틀판(312)에 의해 조합 가능하게 구성되며, 피착체(W)의 개구성형부 사이를 삽입 통과시킨 바닥틀판(11)의 측면부로 측면틀판(312)의 각각을 조합시킴으로써 피착체(W)의 소정의 성형부분(WP)을 피착체(W)의 내측으로부터 덮고, 또한 상기 성형틀(12)이 소정의 성형부분(WP)의 이면측에 접촉된 제2 세트상태(SB1)가 얻어질 수 있다.

(가압공기청정수단)

또한, 지지 지그에 의해 구획된 수용챔버(21)내의 수용체외 공간(S21)은, 수용챔버(21)의 분리위치에 연통 형성되는 한쌍의 챔버(C11, C12)와, 각 챔버(C11, C12) 사이를 순환 연통하는 연통관(C2)과, 연통관내에 신선한 공기를 보내는 송풍수단(C3)과, 연통관내에서 분진을 제거하는 필터(211F, 212F, C4)로 이루어진 가압공기청정수단을 구비하여 이루어진다(도 3). 가입공기청정수단에 의해, 상기 제1 감압상태(SB2) 내지 성형상태(SD)의 수용공간(21S) 내부가, 항상 가압된 순환공기로 채워진다.

(압력조정공정)

압력조정공정은 피착체(W)상을 덮는 가식필름(F)에 의해 칸막이된 상하의 성형공간을 각각 감압하는 감압단계와, 감압단계 후에 상부의 성형공간만을 가압하는 가압단계를 갖는다. 가열공정은 전자의 감압단계에서 상부의 성형공간내로부터 가식필름(F)을 가열하는 것이다. 또한 성형공정은, 후자의 가압단계에서 하부의 성형공간내로부터 테이블을 상승시켜 가식필름(F)을 피착체(W)상에 씌우는 것이다.

(가압냉각공정)

가압냉각공정에서, 상부 박스(22)내에 설치된 분출구로부터 성형공간내의 진공성형기용 기판 및 피착체(W)을 향하여, 소정 분출체적의 냉각가스를 분출하고, 또한 상부 박스(22)내에 설치된 배출구로부터 상부 박스(22) 외부로, 냉각가스의 분출체적과 동일체적 또는 동일체적 미만의 상부의 성형공간내 공기를 배출함으로써, 상부의 성형공간내의 압력을 유지한 채로 냉각한다.

특히, 냉각가스는 상부박스(22)의 내면 중 어느 것에 설치된 분출구로부터 상부의 성형공간내의 진공성형기용 기판 및 피착체(W)를 향하는 방향을 분출단부로 하고, 배출구는 상부박스(22)의 내면 중, 상기 냉각가스의 상기 분출구 부근 및 분출단부를 제외한 영역에 설치되고, 냉각가스의 분출에 의한 냉각효율을 저해하지 않는 위치로부터 배출하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 복수의 가열소자로 이루어진 히터(2H)를 상부 박스(22) 내면에 정렬 배치하여 구비하므로, 외부공기의 영향을 받지 않는 진공성형장치가 되어 있다.

또한, 지지 지그에 의해 구획된 수용챔버(21)내의 수용체외 공간(S21)은 수용챔버(21)의 분리위치에 연통 형성되는 한쌍의 챔버(C11, C12)와, 각 챔버(C11, C12) 사이를 순환 연통하는 연통관(C2)과, 연통관내에 신선한 공기를 보내는 송풍수단(C3)과, 연통관내에서 분진을 제거하는 필터(211F, 212F, C4)로 이루어진 가압공기 청정수단을 구비하여 이루어지고, 가압공기 청정수단에 의해 상기 제1 감압상태(SB2) 내지 성형상태(SD)의 수용공간(21S) 내부가 항상 가압된 순환공기로 채워지는 것으로 되어 있다. 수용챔버(21) 내부가 가압공기청정수단에 의해 소정의 청정상태를 유지한 채 제2 세트상태(SB1)가 되므로, 성형부분(WP)과 가식필름 사이에 분진이 혼입하기 어려운 확실한 부분 오버레이를 실시할 수 있다.

도 4에 도시한 실시예 2의 성형장치에서는, 바닥틀판(11)은 전후단이 얇은 단차 형상부(11E)에 형성된 판형상체로 이루어지고, 바닥틀판(11)의 판면상에, 돌출부분의 3차원 형상에 대응하여 3차원 형상으로 돌출된 성형틀(12)이 돌출 형성되어 이루어진다. 이 지지 지그가 오목틀 형상내에서 상기 소정의 성형부분(WP)을 일괄하여 덮은 제2 세트상태(SB1)에서, 상기 성형틀(12)이 소정의 성형부분(WP)의 이면측에 접촉된다. 또한, 개구 바닥구멍(50)은 2개의 상방 개구부(10)의 바닥부에 각각 연결되어 상하 관통하고 있다. 특별히 기재하지 않는 다른 구성 및 성형방법은 실시예 1과 동일하다.

그 밖에, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 일부 요소의 추출, 다른 실시예의 요소 또는 대체물로의 치환, 삭제, 또는 실시예간의 구성끼리의 중첩적 조합 등, 여러가지 변경이 가능하다.

10: 상방 개구부 10S: 중공공간
11: 바닥틀판(지지 지그) 11S: 하부 공간
12: 성형틀 21: 수용챔버
21S: 수용공간 22: 상부 박스
22A: 아암 22S: 상부 공간
31: 하부틀 32: 상부틀
50: 개구 바닥 구멍 F: 가식필름
(SA): 제1 세트상태 (SB1): 제2 세트상태
(SB2): 제1 감압상태 (SC): 제2 감압상태
(SD): 취출상태 WH, WH1, WH2: 개구성형부
WP: 성형부분 W: 피착체

Claims

상부가 개구된 하부 공간과 하부가 개구된 상부 공간 사이에 가식필름을 끼우고, 가식필름으로 칸막이된 상하의 밀폐공간을 연결하고, 연결공간의 상하를 다른 압력으로 순간 제어함으로써, 한쪽의 공간내에 수용된 소정의 성형부분에 가식필름을 밀착시키는, 가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법으로서,
피착체의 일단부 근처의 소정의 성형부분을 성형대상으로 하고, 피착체 중 상기 성형부분만을, 상부가 개구된 오목부를 갖는 지지 지그로 밀폐하여 둘러싸고,
하부가 개구된 상부 공간을 갖는 상부 박스를, 지지 지그의 상부 개구와의 사이에 가식필름을 끼우고, 상기 지지 지그의 상부 개구상에 배치함으로써, 상기 상하의 밀폐공간을 연결하며,
이에 의해 형성된 연결공간의 상하를 다른 압력으로 제어함으로써 가식필름의 부분 오버레이를 실시하는, 가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법.
제 1 항에 있어서,
지지 지그는 상기 피착체의 복수의 개구성형부 사이를 삽입 통과 가능한 바닥틀판과, 상기 바닥틀판의 사방측면부를 둘러싸고 조합되는 측면틀판에 의해 조합 가능하게 구성되고, 피착체의 개구성형부 사이를 삽입 통과시킨 바닥틀판의 측면부로 측면틀판의 각각을 조합시킴으로써, 피착체의 상기 소정의 성형부분을 피착체의 내측으로부터 덮고, 또한 상기 성형틀이 성형부분의 이면측에 접촉된 제2 세트상태로 될 수 있는, 가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상부가 개구된 하부 공간을 갖는 지지 지그와, 하부가 개구된 상부 공간을 갖는 상부 박스를 상하로 조합시키고, 각 공간들이 가식필름을 끼고 상하로 연결된 연결공간을 밀폐 형성하고, 이 연결공간을 구성하는 상하 공간 각각을 압력제어함으로써, 상하 공간내 중 어느 것에 부분 수용한 피착체의 일부 표면에 가식필름을 감압 밀착시키는, 가식필름의 부분 오버레이 성형방법으로서,
피착체의 일부의 소정의 성형부분을 해당 부분의 내측으로부터 측면주위를 덮는 오목틀 형상의 수용체로 이루어지고, 또한 지지틀 상단이 상기 수용챔버의 상부 개구 가장자리를 따라서 개구된 지지 지그;
피착체를 박스 공간내에 수용한 상태에서 피착체의 상기 소정의 성형부분을 덮은 지지 지그를, 상부 개구에 근접 배치할 수 있는 수용챔버;
수용챔버의 상부 공간의 상방에서 승강 가능하게 배치되고, 최하강 상태에서 박스 공간의 하부 개구를, 가식필름을 끼고 수용챔버의 상부 개구에 접촉시켜 조합시키는 상부 박스;
수용챔버의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 성형틀의 하부 내부 가장자리를 따라서 지지 지그의 상단을 부착함으로써 지지 지그를 하부 고정 가능한 하부틀;
상부 박스의 개구를 따라서 부착된 사방틀 형상의 판체를 갖고, 상기 하부틀의 틀 상면에 접촉 가능한 상부틀; 및
상부 박스 내의 상부 공간 및 수용챔버 내에 배치 고정된 지지 지그 내의 하부 공간을 압력 제어하는 압력제어수단을 구비하여 구성되고,
피착체의 상기 소정의 성형부분의 일부분을 덮은 지지 지그의 상단을 상부 개구의 하부틀에 접촉시키고, 성형부분을 둘러싼 상태의 지지 지그를, 하부틀 내부에서 오목형상의 지지 지그로서 조합시킨 상태로 하고, 이 상태의 지지 지그 및 하부틀을 피착체와 함께 수용챔버의 수용공간내에 수용하고, 지지 지그와 상부 박스 사이에, 각 개구 전체를 덮는 크기의 가식필름을 배치한 제1 세트 상태로 하며,
제1 세트상태로부터, 수용챔버에 접한 하부틀과 상부 박스에 접한 상부틀에 의해 가식필름의 상하면을 끼고, 상부틀과 하부틀이 서로 압접될 때까지 아암에 의해 상부 박스를 하강시키고, 이에 의해 상부 박스의 하부 개구를 가식필름으로 밀폐하고, 또한 지지 지그의 지지틀 상단을 가식필름으로 밀폐한 제2 세트상태로 하고,
제2 세트상태로부터, 상부 박스 내부, 및 지지 지그 내부의 압력을 각각 감압상태 내지 압력해방상태로 제어하는 압력조정수단에 의해, 상부 박스내의 상부 공간, 및 지지 지그내에 둘러싸인 성형부분 상부의 하부 공간을 각각 감압시킨 제1 감압상태로 하고,
제1 감압상태로부터, 상기 압력조정수단에 의해, 하부 공간을 감압한 채로 상부 박스내의 상부 공간을 압력 개방함으로써, 지지 지그내에서 지지 지그로 둘러싸인 피착체의 소정의 성형부분에만 가식필름을 밀착시키고, 이에 의해 피착체의 상기 소정의 성형부분을 부분 오버레이 성형한 제2 감압상태로 하는, 가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
피착체는 3차원 성형판에 의해 복수의 개구성형부를 갖고 입체성형되고, 이 중 어느 개구성형부의 한쪽 가장자리보다도 외방으로 돌출되는 피착체의 돌출부분이, 상기 소정의 성형부분으로서 오버레이 성형되는 것이고,
지지 지그는 상기 돌출부분의 3차원 형상에 대응하여 3차원 형상으로 돌출된 중공의 성형틀이, 수용체의 오목틀 형상의 바닥부에 돌출 형성되어 이루어지고, 지지 지그가 오목틀 형상내에서 상기 소정의 성형부분을 일괄하여 덮은 제2 세트상태에서, 상기 성형틀이 소정의 성형부분의 이면측에 접촉되는 것이며,
또한, 상기 중공의 성형틀은 틀내의 상방 개구부가 개구 바닥 구멍으로부터 연통관에 의해 상부 박스와 배관 연통됨으로써, 상방 개구부와 성형부분 사이의 중공공간의 압력이 상부 공간의 압력상태와 동일한 상태를 유지하는, 가식필름의 부분 오버레이에 의한 부분 진공성형방법.