KR20160107439A - 하이글로시 리얼우드 제품 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리얼우드 제품의 제조 시 우드층의 표면에 저압의 우레탄 코팅층을 선(先) 성형한 다음 우드층의 저면에 고압의 빽 사출인 기재층을 후(後) 성형해줌으로써, 성형 후 냉각 시간 차에 따른 열응력 분포 등의 차이에 의해 코팅층 표면에 굴곡이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 하이글로시 리얼우드 제품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명에 따른 리얼우드 제품 제조 방법은, 우드(Wood) 소재를 프레스 내에 투입하여 소정 형상의 우드층(110)을 성형하는 제1단계; 상기 성형된 우드층(110)을 인서트 금형 내에 투입한 후 일면에 코팅층(120)을 1차로 사출 성형하는 제2단계; 및 상기 우드층(110)의 타면에 타 부품과 결합구조(131)를 가지도록 기재층(130)을 2차로 사출 성형하는 제3단계;를 포함하되, 상기 코팅층(120)을 선(先) 성형한 다음 상기 기재층을 후(後) 성형해줌으로써, 사출 성형 후 코팅층(120)과 기재층(130)의 냉각 시간 차에 따른 열응력(Thermal sterss)의 분포 차이로 인해 상기 코팅층(120) 상에 발생될 수 있는 표면굴곡을 사전에 방지해줄 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

하이글로시 리얼우드 제품 및 이의 제조 방법{real wood product and manufacturing method thereof}
본 발명은 하이글로시 리얼우드 제품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 내장재 등의 제품을 우드(Wood) 소재를 이용하여 제조하되, 제조 공정 시 제품 표면에 발생할 수 있는 굴곡 등을 방지하여 품질을 개선해줌으로써 고급화시킬 수 있도록 한 하이글로시 리얼우드 제품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 내장재 등의 제품은 합성수지로 제작된다. 합성수지 제품은 비교적 저렴한 비용으로 제작이 용이한 장점을 갖는 반면, 질감 등이 거칠고 나쁜 문제가 있다. 이러한 이유로 고급 승용차 등에는 가죽, 나무 등의 천연 재료를 이용한 내장재의 시공이 늘고 있다.
일례로, 자동차 내장재 등에 적용되는 리얼우드 제품의 제조는 등록특허 제10-0913811호(공고일 2009.08.26)로 개시된 바 있다.
이러한 종래의 리얼우드 제품의 제조 과정을 살펴보면, 리얼우드 소재를 프레싱하여 소정 형상의 우드층을 성형하는 단계와, 상기 우드층의 배면에 기재층을 형성하는 사출단계와, 상기 기재층이 형성된 우드층의 상면에 도료를 도포하는 도색단계와, 상기 도색된 우드층의 상면에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 코팅된 우드층 및 그 배면의 기재층 단부를 절삭하는 밀링단계와, 상기 밀링된 제품 표면을 연마하는 연마단계를 포함한다.
이 경우 기재층에는 자동차 차체 등과 같은 타 부품과의 결합을 위해 보스나 리브 등과 같은 결합구조가 구비되어 있다.
상기와 같은 종래 리얼우드 제품의 제조방법은 제조 공정상 우드층의 배면에 기재층을 먼저 사출 성형한 다음 우드층의 상면에 코팅층을 형성해주게 된다.
그러나 상기 기재층과 코팅층은 냉각 시간이 서로 다른 이유로, 상기 기재층의 냉각 시 불규칙하게 형성된 결합구조에 따른 열응력 분포의 차이로 인해 코팅층에 표면굴곡이 빈번하게 발생하게 되고, 이에 따라 리얼우드 제품의 외관 품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 리얼우드 제품의 제조 시 우드층의 표면에 저압의 우레탄 코팅층을 선(先) 성형한 다음 우드층의 저면에 고압의 빽 사출인 기재층을 후(後) 성형해줌으로써, 성형 후 냉각 시간 차에 따른 열응력 분포 등의 차이에 의해 코팅층 표면에 굴곡이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 하이글로시 리얼우드 제품 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법은, 우드(Wood) 소재를 프레스 내에 투입하여 소정 형상의 우드층을 성형하는 제1단계; 상기 성형된 우드층을 인서트 금형 내에 투입한 후 일면에 코팅층을 사출 성형하는 제2단계; 및 타 부품과 결합 구조를 가지는 상기 우드층의 타면에 기재층을 사출 성형하는 제3단계;를 포함하되, 상기 코팅층을 선(先) 성형한 다음 상기 기재층을 후(後) 성형해줌으로써, 사출 성형 후 코팅층과 기재층의 냉각 시간 차에 따른 열응력(Thermal sterss)의 분포 차이로 인해 상기 코팅층 상에 발생될 수 있는 표면굴곡을 사전에 방지해줄 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이 경우 상기 우드층은, 상기 코팅층과의 결합력을 향상시킬 수 있도록 복수의 관통공;을 더 포함하여, 사출 시 상기 코팅층의 일부가 관통공을 통과한 후 우드층의 타면 테두리에 걸리도록 성형된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2단계는, 상기 코팅층의 표면을 도색하는 단계;를 더 포함한다.
또한 상기 코팅층은, 폴리우레탄(Polyurethane) 재질인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기재층은, PP, PE, PVC, ABS, PS, PC, PMMA 중 어느 하나 또는 복수를 선택적으로 포함한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제3단계는, 상기 코팅층 및 기재층이 형성된 리얼우드 제품의 단부를 가공툴을 매개로 절삭하는 단계;를 더 포함한다.
또한 상기 절삭 단계를 거친 후 표면을 샌딩하는 단계;를 더 포함한다.
또한 상기 샌딩 단계를 거친 후 절삭된 단부를 페인팅하는 단계;를 더 포함한다.
이상과 같은 제조방법에 따라 제조될 수 있는 본 발명에 따른 하이글로시 리얼우드 제품은, 몸체에 복수의 관통공이 형성되는 우드(Wood) 소재의 우드층; 상기 우드층의 일면에 1차로 사출 성형되되, 일부가 상기 관통공을 통과한 후 우드층의 타면에 걸리도록 걸림부가 구비되는 폴리우레탄 재질의 코팅층; 및 상기 우드층의 타면에 2차로 사출 성형되며, 타 부품과의 결합구조가 구비되는 열가소성 수지 재질의 기재층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 우드층의 표면에 형성되는 코팅층을 먼저 사출 성형한 다음 저면에 기재층을 사출성형해줌으로써, 성형 후 냉각 시간 차에 따른 열응력 분포 등의 차이에 의해 코팅층 표면에 굴곡이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 제품의 외관 품질을 향상시킬 수 있다.
또한 우드층과 코팅층 사이에 관통공 및 이에 걸림 형성되는 걸림부의 구조를 적용해줌으로써 코팅층이 박리되는 것을 방지해줄 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이글로시 리얼우드 제품의 일 실시예를 보여주는 사시도,
도 2는 도 1의 적층구조를 보여주는 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 하이글로시 리얼우드 제품의 박리 방지 구조를 보여주는 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 하이글로시 리얼우드 제품의 제조 과정도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 하이글로시 리얼우드 제품의 일 실시예를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 적층구조를 보여주는 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 하이글로시 리얼우드 제품의 박리 방지 구조를 보여주는 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 하이글로시 리얼우드 제품(100)은, 우드층(110), 코팅층(120), 기재층(130)을 포함한다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우드층(110)은 차량 내장재의 고급화 측면에서 리얼한 소재인 우드(Wood)를 이용하여 제품에 실제 목(木) 무늬를 구현해주는 것으로, 우드층(110)은 우드 소재를 프레스 내에 투입하여 소정 형상으로 가압 성형해주게 된다.
이 경우 프레스는 우드 소재를 열판 사이에 끼우고 압력과 열을 가하여 원하는 형상으로 성형해주는 핫 프레스(Hot press)를 사용할 수 있다.
코팅층(120)은 우드층(110)을 보호해줌과 아울러 광택을 가질 수 있도록 저압의 인서트 사출을 통해 우드층(110)의 일면(표면)에 적층 형성된다.
여기서, 바람직하게는 1차로 사출 성형되는 코팅층(120)은 폴리우레탄(Polyurethane) 재질로 이루어질 수 있으며, 우드층(110)의 무늬가 코팅층(120)을 통해 외부로 드러날 수 있도록 코팅층(120)은 투명 재질로 형성될 수 있다.
이 경우 본 발명에서는 상기 코팅층(120)이 폴리우레탄 재질로 이루어진 경우의 일례를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 ABS수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트수지 등의 열가소성 수지 재질로 변경 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 저압 인서트 사출을 통해 적층되는 코팅층(120)이 우드층(110)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있도록 별도의 박리 방지 구조가 적용될 수 있다.
도 3을 참조하여 코팅층(120)의 박리 방지 구조에 대하여 구체적으로 설명해보면, 상기 우드층(110)의 몸체에는 코팅층(120)과의 결합력을 향상시킬 수 있도록 복수의 관통공(111)이 구비된다.
그리고 코팅층(120)의 적층을 위한 1차 사출 시 코팅층(120)의 일부가 관통공(111)을 통과한 후 우드층(110)의 타면에 걸리게 되는 구조의 걸림부(121)가 형성된다. 이에 따라 코팅층(120)과 우드층(110)이 일체화될 수 있으며, 이러한 걸림부(121)의 구조에 의해 코팅층(120)이 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
기재층(130)은 표면에 코팅층(120)이 적층되고 난 후 우드층(110)의 타면(저면)에 고압의 2차 인서트 사출을 통해 형성된다. 여기서, 바람직하게는 상기 기재층(130)은 PP, PE, PVC, ABS, PS, PC, PMMA 중 어느 하나 또는 복수의 재질을 선택적으로 포함할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 기재층(130)의 저면에는 타 부품과의 결합이 가능하도록 보스나 리브 등의 결합구조(131)가 적용된다. 즉 코팅층(120)은 균일한 두께로 형성되는데 반해, 기재층(130)은 상기와 같은 타 부품과의 결합구조(131)가 적용됨에 따라 불규칙한 형상으로 형성된다.
따라서 우드층(110)의 저면에 기재층(130)을 1차로 사출 성형한 후, 우드층(110)의 표면에 코팅층(120)을 2차로 성형하는 경우 기재층(130)이 냉각되는데 소요되는 시간 차에 의해 코팅층(120) 상에 굴곡이 발생하게 되는 등 외관 품질이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
다시 말해, 본 발명은 우드층(110)의 표면에 코팅층을 선(先) 성형한 다음, 우드층(110)의 저면에 결합구조(131)가 적용된 기재층(130)을 후(後) 성형해주는 것이다. 이에 따라 사출된 코팅층(120)과 기재층(130)의 냉각 시간 차와 상기 결합구조(131)에 따른 열응력(Thermal sterss)의 분포 차이로 인해 코팅층(120) 상에 발생(주로 결합구조(131)와 대응되는 표면 부위에 발생하게 됨)될 수 있는 표면굴곡을 사전에 방지해줄 수 있다.
참고로, 열응력에 대하여 설명해보면, 일반적으로 재료는 온도가 상승하면 팽창하고 온도가 저하하면 수축한다. 따라서 재료의 어떤 부분에 온도차가 생기면 고온부의 팽창이 저온부에 의해 방해된다. 반대로 저온부는 고온부의 제한을 받는다. 그 결과로서 고온부에는 압축응력이, 저온부에는 인장응력이 발생하게 된다. 이때 재료 내부에 생기는 응력을 열응력이라고 한다.
그러면, 이상과 같은 구조의 본 발명에 따른 하이글로시 리얼우드 제품 제조 과정에 대하여 도 4를 참조하여 설명해보기로 한다.
먼저, (a)에서와 같이 소정의 면적으로 절단한 우드(Wood) 소재를 프레스 내에 투입한 후, (b)에서와 같이 프레스를 통해 소재를 가압하여 소정 형상의 우드층(110)을 성형한다(제1단계). 우드층(110)의 두께는 1.7 ~ 2.7㎜(바람직하게는 2.2㎜)로 형성될 수 있다.
그런 다음, (c)에서와 같이 성형된 우드층(110)을 인서트 금형 내에 투입한 후 저압으로 폴리우레탄 재질을 주입하는 방식으로 우드층(110) 표면에 코팅층(120)을 1차로 사출 성형한다(제2단계). 코팅층(120)의 두께는 0.3 ~ 1.3㎜(바람직하게는 0.8㎜)로 형성될 수 있다.
이 경우 우드층(110)에는 복수의 관통공(111)이 구비되어 사출 시 코팅층(120)의 일부가 관통공(111)을 통과한 후 우드층(110)의 저면에 걸림부(121)가 걸림 고정되는 구조로 형성된다. 따라서 코팅층(120)이 박리되는 현상을 방지할 수 있다.(도 3 참조)
한편, 코팅층(120)이 적층되고 나면 (d)에서와 같이 그 상면에 리얼우드 제품(100)의 적용 대상에 따라 소정의 색상으로 도색해주는 도색 과정을 거칠 수 있다. 즉 도색 과정을 통해 우드층(110)을 소정의 색상으로 도색해줌으로써 우드층(110) 본연의 무늬를 부각시킬 수 있으며, 이에 따라 리얼감을 향상시킬 수 있다.
이 경우 본 발명에서는 코팅층(120)의 표면에 도색하는 경우의 일례를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 우드층(110)의 표면에 도색 과정을 먼저 실시하는 경우로 변경 적용할 수 있음은 물론이다.
코팅층(120) 및 소정의 도색 과정이 완료되고 나면 (e)에서와 같이 우드층(110)의 타면에 기재층(130)을 2차로 사출 성형한다(제3단계). 기재층(130)은 타 부품과 결합될 수 있도록 보스나 리브 등의 결합구조(131)가 마련된다.
이와 같이 상기 코팅층(120)을 우드층(110)의 상면에 선(先) 성형한 다음 우드층(110)의 저면에 기재층(130)을 후(後) 성형해줌으로써, 사출 성형 후 코팅층(120)과 기재층(130)의 냉각 시간 차에 따른 열응력(Thermal sterss)의 분포 차이로 인해 상기 코팅층(120) 상에 발생될 수 있는 표면굴곡을 사전에 방지해줄 수 있다.
우드층(110)의 저면에 기재층(130)이 사출 성형되고 나면, (f)에서와 같이 코팅층(120) 및 기재층(130)이 형성된 리얼우드 제품의 단부를 가공툴(T)을 매개로 사출 성형시 형성된 불 필요한 부위나 요철 등을 말끔하게 다듬어주는 절삭하는 단계를 거치게 된다.
아울러 (g) 내지 (i)에 도시된 바와 같이 코팅층(120)의 표면을 샌딩하는 단계를 거친 후, 최종적으로 절삭된 단부를 페인팅하여 마무리 하게 되면, 리얼우드 제품이 완성된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
100 : 제품 110 : 우드층
111 : 관통공 120 : 코팅층
121 : 걸림부 130 : 기재층
131 : 결합구조 T : 가공툴

Claims (9)

  1. 우드(Wood) 소재를 프레스 내에 투입하여 소정 형상의 우드층(110)을 성형하는 제1단계;
    상기 성형된 우드층(110)을 인서트 금형 내에 투입한 후 일면에 코팅층(120)을 1차로 사출 성형하는 제2단계; 및
    상기 우드층(110)의 타면에 타 부품과 결합구조(131)를 가지도록 기재층(130)을 2차로 사출 성형하는 제3단계;를 포함하되,
    상기 코팅층(120)을 선(先) 성형한 다음 상기 기재층을 후(後) 성형해줌으로써, 사출 성형 후 코팅층(120)과 기재층(130)의 냉각 시간 차에 따른 열응력(Thermal sterss)의 분포 차이로 인해 상기 코팅층(120) 상에 발생될 수 있는 표면굴곡을 사전에 방지해줄 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 우드층(110)은,
    상기 코팅층(120)과의 결합력을 향상시킬 수 있도록 복수의 관통공(111);을 더 포함하여, 사출 성형 시 상기 코팅층(120)의 일부가 관통공(111)을 통과한 후 우드층(110)의 타면에 걸리도록 한 것을 특징으로 하는 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    상기 코팅층(120)의 표면을 소정의 색상으로 도색하는 단계;를 더 포함하는 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층(120)은,
    폴리우레탄(Polyurethane) 재질인 것을 특징으로 하는 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재층(130)은,
    PP, PE, PVC, ABS, PS, PC, PMMA 중 어느 하나 또는 복수를 선택적으로 포함한 것을 특징으로 하는 리얼우드 제품 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    상기 코팅층(120) 및 기재층(130)이 형성된 리얼우드 제품의 단부를 가공툴(T)을 매개로 절삭하는 단계;를 더 포함하는 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절삭 단계를 거친 후 표면을 샌딩하는 단계;를 더 포함하는 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 샌딩 단계를 거친 후 절삭된 단부를 페인팅하는 단계;를 더 포함하는 하이글로시 리얼우드 제품 제조 방법.
  9. 몸체에 복수의 관통공(111)이 형성되는 우드(Wood) 소재의 우드층(110);
    상기 우드층(110)의 일면에 1차로 사출 성형되되, 일부가 상기 관통공(111)을 통과한 후 우드층(110)의 타면에 걸리도록 걸림부(121)가 구비되는 폴리우레탄 재질의 코팅층(120); 및
    상기 우드층(110)의 타면에 2차로 사출 성형되며, 타 부품과의 결합구조(131)가 구비되는 열가소성 수지 재질의 기재층(130);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이글로시 리얼우드 제품.
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