KR20160113929A - 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치 및 이를 이용한 성형방법 - Google Patents

핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치 및 이를 이용한 성형방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 오븐을 통해 제조되어 부착성능 및 공정효율이 향상된 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제를 제조하기 위한 성형장치 및 성형방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치는, 핫멜트 레진을 용융시키고, 이형지에 도포하는 롤러부, 상기 핫멜트 레진을 건조시켜 핫멜트 필름을 형성하는 건조부, 상기 핫멜트 필름의 이형지를 제거하는 이형지제거부, 상기 핫멜트 필름과 피착제를 합지하는 합지부, 상기 합지된 핫멜트 필름과 피착제를 일정한 크기로 절단하는 커팅부, 상기 커팅된 핫멜트 필름과 피착제를 성형하는 압착부를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법은, 핫멜트 레진을 용융시키는 제 1 단계, 상기 용융된 핫멜트 레진을 이형지에 도포하여 핫멜트 필름을 형성하는 제 2 단계, 상기 핫멜트 필름을 피착제에 접착시키는 제 3 단계, 상기 제 3 단계를 통해 합지 된 핫멜트 필름과 피착제를 압착 성형하는 제 4 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치 및 이를 이용한 성형방법은, 효과적인 자동화 공정에 의해 내열성, 내한성, 접착성 및 열충격 강도 등의 성능이 향상된 핫멜트 필름을 이용한 자동차 표피제를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치 및 이를 이용한 성형방법{Forming device and its forming method of built skin agent for car using hot melt film}
본 발명은 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 오븐을 통해 제조되어 부착성능 및 공정효율이 향상된 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제를 제조하기 위한 성형장치 및 성형방법에 관한 것이다.
일반적으로 핫멜트는 상온에서 고형분 100%의 무용매형 접착제로서 사용 시, 가열 용융하여 각종 피착제에 도포하고, 냉각하여 고화시킴으로써 접착력을 발현시키는 접착제의 하나로, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 핫멜트는 도포 즉시 냉각됨으로써 연속 작업이 가능하고, 휘발분이 발생하지 않아 도포 두께의 조절이 간단하고 고르게 되며, 화재의 위험성이 없는 것으로, 일반적으로 베이스 폴리머, 접착부여 수지 및 왁스의 3가지 성분을 주요 성분으로 하여 구성되며, 필요에 따라 산화방지제, 가소제, 난연제 등이 배합되어 사용된다.
이러한 핫멜트 수지는 내열성, 내한성, 접착성 및 열충격 강도 등에 있어 만족할만한 효과를 얻지 못하고 있는 실정이다. 이로 인해, 효과적인 핫멜트 조성물의 개발 및 공정이 요구되고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, 전자부품용 핫멜트 조성물이 대한민국 등록특허 제10-0400876호에 개시되고 있으나, 이는 전자제품의 접착에 특화된 핫멜트 조성물에 대해 개시하고 있어, 다양한 장치에 적용이 어렵고, 공정이 효율적이지 못하여 실질적인 활용도가 낮은 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0400876호 (2003.09.24)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차 표피제에 적용하기 위한 핫멜트 필름을 제조할 수 있는 조성물 및 이를 이용하여 효율적인 자동차 표피제 성형장치 및 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치는, 핫멜트 레진을 용융시키고, 이형지에 도포하는 롤러부, 상기 핫멜트 레진을 건조시켜 핫멜트 필름을 형성하는 건조부, 상기 핫멜트 필름의 이형지를 제거하는 이형지제거부, 상기 핫멜트 필름과 피착제를 합지하는 합지부, 상기 합지된 핫멜트 필름과 피착제를 일정한 크기로 절단하는 컷팅부, 상기 컷팅된 핫멜트 필름과 피착제를 성형하는 압착부를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법은, 핫멜트 레진을 용융시키는 제 1 단계, 상기 용융된 핫멜트 레진을 이형지에 도포하여 핫멜트 필름을 형성하는 제 2 단계, 상기 핫멜트 필름을 피착제에 접착시키는 제 3 단계, 상기 제 3 단계를 통해 합지 된 핫멜트 필름과 피착제를 압착 성형하는 제 4 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치 및 이를 이용한 성형방법은, 효과적인 자동화 공정에 의해 내열성, 내한성, 접착성 및 열충격 강도 등의 성능이 향상된 핫멜트 필름을 이용한 자동차 표피제를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형방법 중 제 2 단계 공정을 구체화한 순서도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명은 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제를 효율적으로 성형하기 위한 성형장치에 관한 것으로, 도 1을 참고하여 설명하면, 먼저, 상기 핫멜트 레진(A)을 용융시키고, 이형지(B)에 도포하기 위한 롤러부(100)가 형성된다.
구체적으로, 상기 롤러부(100)는, 제 1 롤러(110), 제 2 롤러(120), 제 3 롤러(130)를 포함하여 구성된다.
먼저, 제 1 롤러(110)는, 복수개의 열선이 표면 내부에 균일한 간격으로 마련된다.
구체적으로, 상기 제 1 롤러(110)의 회전축과 평행하게 구성되는 열선이 등간격으로 4~10개 마련되는 것이 바람직하다.
이는, 상기 제 1 롤러(110)의 표면적을 넓히면서, 상기 제 1 롤러(110)의 표면에 고른 열전달을 하기 위함이다.
만약, 상기 열선이 상기 제 1 롤러(110)의 회전축과 수직이 되게 구성될 경우 상기 제 1 롤러(110)의 길이가 늘어남에 따라 다수개의 열선이 필요하게 되므로 고른 열전달이 어렵고, 경제적으로 효율이 떨어 질 수 있게 된다.
또한, 상기 제 1 롤러(110)의 표면에 마련되는 상기 열선이 4개 미만으로 구성될 경우, 상기 제 1 롤러(110)의 표면 전반에 걸쳐 고른 열전달을 하기가 어렵고, 상기 제 1 롤러(110)의 표면에 상기 열선이 10개를 초과하여 구성될 경우, 이미 충분한 열전달이 가능하므로 필요이상의 열선 사용으로 인해, 경제적 효율이 떨어지게 된다.
따라서 상기 조건으로 상기 롤러가 구성되는 것이 바람직하다. 이는 하기에 언급될 제 2 롤러(120)의 구성에 동일하게 적용된다.
상기 제 2 롤러(120)는, 상기 제 1 롤러(110)와 소정의 간격을 두고 평행하게 밀착되도록 마련되고, 상기 제 1 롤러(110)의 표면과 마찬가지로 상기 제 2 롤러(120)의 표면 내부에 복수개의 열선이 균일하게 마련된다.
구체적으로, 상기 제 2 롤러(120)는, 상기 제 1 롤러(110)와의 사이로 상기 핫멜트 레진(A)이 용융되어 빠져나갈 수 있을 정도의 간격으로 밀착되게 구성된다. 보다 바람직하게는 상기 제 2 롤러(120)는 상기 제 1 롤러(110)와 5~30mm의 간격을 두고 평행하게 구성된다.
이는 상기 핫멜트 레진(A)을 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120) 사이에서 용융 시, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 하부로 지나가고 있는 이형지(B) 위에 용융된 상기 핫멜트 레진(A)을 일정한 두께로 고르게 도포되도록 하기 위함으로, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 간격은 조절 가능하다.
또한, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)는 표면에 마련된 열선을 통해 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 표면을255~280℃의 온도로 가열한다.
이는, 상기 핫멜트 레진(A)을 용융시키기 위한 것으로, 상기 핫멜트 레진(A)의 융점이 160~180℃에 형성되므로 그 이상의 온도로 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)를 가열 하여 상기 핫멜트 레진(A)을 용융 시킨다.
이때, 상기 핫멜트 레진(A)용융 시, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 표면 온도가 255℃ 미만일 경우에는 상기 핫멜트 레진(A)이 완전히 용융되기에는 시간이 짧아 반용융이 일어나 미도포 부분이 발생하여 핫멜트 레진(A)의 평활도 저하 및 레진 입자의 표면 돌출 등의 결함이 발생하여 불량을 초래할 수 있고, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도가 280℃를 초과할 경우에는 고온으로 인해 상기 핫멜트 레진(A)의 탄화를 발생시켜 급격한 물성 저하가 나타날 수 있다.
다음으로, 제 3 롤러(130)는, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120) 사이의 하방에 마련되어 표면내부에 복수개의 열선이 균일한 간격으로 마련된다.
구체적으로, 상기 제 3 롤러(130)의 표면 내부에는 2~4개의 열선이 균일하게 마련되고, 이를 통해 상기 제 3 롤러(130)의 표면은 190~210℃의 온도로 균일하게 가열된다.
이는, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)를 통해 용융된 상기 핫멜트 레진(A)이 녹아 떨어져 상기 이형지(B)에 도포될 때, 상기 제 3 롤러(130) 위를 이동하는 이형지(B) 부분에 도포되므로 상기 이형지(B)에 도포되는 상기 핫멜트 레진(A)의 급랭을 방지하고, 온도가 유지될 수 있도록 하기 위함이다.
이때, 상기 제 3 롤러(130)의 온도가 190℃미만일 경우에는 상기 핫멜트 레진(A)의 가장자리에 수축 현상이 발생될 수 있고, 210℃를 초과할 경우에는 고온으로 인해 상기 용융된 핫멜트 레진(A)의 건조시간이 상승하여 공정 효율이 떨어질 수 있다.
다음으로, 상기 핫멜트 레진(A)을 건조시켜 핫멜트 필름을 형성하기 위한 건조부(200)가 형성된다.
구체적으로, 상기 건조부(200)는, 상기 이형지(B)에 도포되어 컨베이어 방식으로 이송되는 상기 핫멜트 레진(A)을 단시간에 효율적으로 건조시키기 위해서 1차건조부(210), 2차건조부(220), 3차건조부(230)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 1차건조부(210)는, 2~8kW로 출력되는 마이크로웨이브파를 통해 건조가 가능하다.
이는, 용융 상태로 도달하는 상기 핫멜트 레진(A)의 건조시간을 줄이기 위해 단시간에 건조를 실시하게 되면 상기 핫멜트 레진(A)이 끓어오름 현상 등이 발생되는 문제점으로 인해 건조가 용이하지 않고, 표면에 손상이 일어날 수 있으므로 이를 방지하기 위해, 저출력(2~8kW)의 마이크로파를 조사하여 상기 핫멜트 레진(A)의 내부에서부터 일부 건조를 실시하기 위함이다.
다음으로, 상기 2차건조부(220)는, 16~24kW로 출력되는 마이크로웨이브파로 건조시킬 수 있다.
이는, 상기 1차건조부(210)를 통해 일부건조가 실시된 상기 핫멜트 레진(A)을 보다 빠르게 건조하기 위함으로 상기 2차건조부(220)의 조건과 같은 고출력(16~24kW) 마이크로웨이브파를 통해 단시간에 상기 핫멜트 레진(A)의 완전 건조가 가능하다.
마지막으로, 3차건조부(230)는, 열풍히터를 통해 건조시킬 수 있다.
이는, 상기 1차건조부(210) 및 2차건조부(220)를 통해 단시간에 완전 건조되어 다소 경직되어 있는 상기 핫멜트 레진(A)을 안정화시켜 필름의 역할을 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이와 같이, 3차에 걸친 건조부(200)를 형성하는 이유는, 기존 가열 건조법 대비 30~50%의 에너지 절감 효과가 있기 때문으로, 기존에 열풍히터만을 사용한 가열 건조법은 외부에서만 열을 가하기 때문에 표면이 가열된 후, 복사에 의해 내부가 가열되는 반면, 마이크로웨이브파를 이용한 건조는 물질 내부에 침투하여 전체적으로 건조를 실시할 수 있기 때문에 건조효율이 높일 수 있다.
더욱이, 3차에 걸쳐 저출력 마이크로웨이브파, 고출력 마이크로웨이브파, 열풍히터 순으로 건조를 실시할 경우, 보다 빠른시간에 건조효율을 극대화할 수 있게 된다.
이때, 상기 건조부(200)는 상기 핫멜트 레진(A)의 유입되는 입구 및 유출되는 출구 부분에는 마이크로웨이브파 차폐 구간이 더 마련되는 것이 바람직하다.
이는, 상기 1차건조부(210) 및 2차건조부(220)의 마이크로웨이브파에서 발생하는 전자파가 인체에 대한 유해성의 진위 여부가 불확실하므로, 미연에 유해성을 예방하기 위함이다.
다음으로, 상기 핫멜트 필름의 이형지(B)를 제거하기 위한 이형지제거부(300)가 형성된다.
구체적으로, 상기 이형지제거부(300)는, 상기 건조부(200)를 통해 형성된 상기 핫멜트 필름의 저면에 부착되어 있는 이형지(B)를 제거하는 부분으로 롤러 형태로 마련된 장치에 상기 이형지(B)가 감겨들어가며 상기 핫멜트 필름과 분리가 되도록 구성된다.
다음으로, 상기 핫멜트 필름과 피착제(C)를 합지하기 위한 합지부(400)가 형성된다.
구체적으로, 상기 합지부(400)는, 상기 핫멜트 필름에서 상기 이형지(B)가 분리되는 것과 동시에 상기 핫멜트 필름의 저면에 상기 피착제(C)가 합지될 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 피착제(C)와 상기 핫멜트 필름이 합지 된 후, 상기 핫멜트 필름에 적외선(IR)을 조사할 수 있도록 적외선(IR) 램프(410)를 더 포함하여 구성된다.
이는, 상기 핫멜트 필름과 상기 피착제(C) 합지 후, 상기 적외선(IR) 램프(410)를 통해 적외선(IR)을 조사하면, 상기 적외선(IR) 파장의 진동수가 상기 핫멜트 필름을 구성하는 분자의 고유 진동수가 유사하므로 상기 적외선(IR)의 파장을 강하게 흡수하여 초단시간 내에 상기 핫멜트 필름이 용융되어 상기 피착제(C)와 합지되기 때문이다.
이때, 상기 피착제(C)는, 자동차 내장제 원단이나 복합소재 시트 등이 사용 될 수 있다.
다음으로, 상기 합지된 핫멜트 필름과 피착제(C)를 일정한 크기로 절단하기 위한 컷팅부(500)가 형성된다.
상기 컷팅부(500)는, 상기 피착제(C)와 합지 된 상기 핫멜트 필름을 효율적으로 자를 수 있는 것이라면 어떠한 형태로든 구성될 수 있다.
다음으로, 상기 컷팅된 핫멜트 필름과 피착제(C)를 성형하기 위한 압착부(600)가 형성된다.
구체적으로, 상기 압착부(600)는, 상기 핫멜트 필름이 코팅된 상기 피착제(C)와 상기 피착제(C)로 표면 처리될 제품을 겹친 후, 가열프레스 공정으로 압착하여 성형한다.
하기에는 본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 본 발명의 공정을 나타낸 순서도를 참고하여 설명하면, 먼저, 제 1 단계(S10)는, 상기 핫멜트 레진(A)을 용융시키고, 이형지(B)에 도포한다.
구체적으로, 상기 제 1 단계(S10)에서 용융되는 상기 핫멜트 레진(A)은 폴리프로필렌계수지, 폴리에틸렌, 접착성 수지, 왁스를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 폴리프로필렌계수지는, 용융흐름지수가 5~20g/10min 이며 융점이 160~180℃인 것을 사용하고, 상기 폴리에틸렌은, 용융흐름지수가 5~30g/10min 이며 융점이 80~100℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이는, 상기 폴리프로필렌계수지 및 폴리에틸렌의 용융흐름지수가 상기 조건을 만족하지 않을 시, 상기 핫멜트 레진(A)의 용융시켜 상기 이형지(B)에 도포 시, 도포되는 두께를 조절하기 어렵기 때문이다.
다음으로, 상기 접착성 수지는, 우레탄계, 에폭시계, 아크릴계 등을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 접착성 수지는, 석유수소의 수소화물, 테르펜 수지의 수소화물, 천연 및 변성수지, 천연 및 변성수지의 유도체군 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 이는 피착제(C)의 종류 및 필요 접착력에 따라 변경하여 사용 가능하다.
다음으로, 상기 왁스는, 상기 언급된 폴리프로필렌계수지, 폴리에틸렌, 접착성수지의 상호 혼합성을 향상시키기 위해 사용하는 것으로, 파라핀 및 폴리에틸렌 왁스 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 핫멜트 레진(A)을 구성하기 위한 혼합 비율은, 상기 폴리프로필렌계 수지 1 중량부에 대하여, 상기 폴리에틸렌 0.15 ~ 0.25 중량부, 상기 접착성 수지 0.05 ~ 0.15 중량부, 상기 왁스 0.01 ~ 0.09 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다.
이는, 상기 핫멜트 레진(A)의 필름 형성 후, 피착제(C)에 합지 시, 부착강도특성을 향상시키고, 내열성을 및 열충격 특성을 강화시키기 위한 것으로, 상기 폴리프로필렌계수지 1중량부에 대하여, 상기 폴리에틸렌을 0.15 미만으로 혼합 시, 상기 폴리프로필렌계수지의 농도가 높아져 상기 핫멜트 레진(A)의 전체적인 용융점이 높아지므로 가공을 위한 용융 온도가 상승하여 불필요한 에너지 소모량이 증가하게 된다.
또한, 상기 폴리프로필렌계수지 1 중량부에 대하여, 상기 폴리에틸렌이 0.25 중량부를 초과할 경우에는 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 시, 유동성이 증가하여 상기 이형지(B)에 도포 시, 충분한 두께가 확보되지 않아 충분한 접착력을 나타내기 어려울 수 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌계수지 1중량부에 대하여, 상기 접착성 수지를 0.05 중량부 미만으로 혼합하게 되면 상기 핫멜트 필름 형성 후, 상기 피착제(C)와 접착 시에 접착력이 떨어져 제품의 박리 현상이 나타날 수 있고, 상기 접착성 수지를 0.15 중량부를 초과하여 혼합할 경우에는 이미 충분한 접착력을 나타내어 공정의 효율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계(S10)에서의 상기 핫멜트 레진(A)을 용융시키는 방법은, 상기 롤러부(100)에 마련되어 있는 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120) 사이에 상기 핫멜트 레진(A)을 통과시켜 용융시킨다.
구체적으로, 상기 핫멜트 레진(A)의 용융점 이상의 온도가 형성되는 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 사이에 상기 핫멜트 레진(A)을 위치시키면 순간적으로 상기 핫멜트 레진(A)이 용융되어 하방으로 떨어지게 된다.
이때, 용융되어 떨어지는 상기 핫멜트 레진(A)은 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 사이에 마련되어 이송되고 있는 상기 이형지(B)위에 도포되고, 상기 이형지(B)는 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)사이의 하방에 마련되어 있는 상기 제 3 롤러(130) 위를 지나가며 예열되어 상기 이형지(B) 위에 도포되어지는 용융된 상기 핫멜트 레진(A)의 온도를 유지시킨다.
다음으로, 제 2 단계(S20)는, 제 1 단계(S10)를 통해 이형지(B)에 도포된 상기 핫멜트 레진(A)을 건조시켜 핫멜트 필름을 형성한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 단계(S20)에서는, 1차 건조단계(S21), 2차 건조단계(S22), 3차 건조단계(S23)를 통해 건조를 실시한다.
먼저, 상기 1차 건조단계(S21)는, 2~8kW로 출력되는 마이크로웨이브파를 이용하여 상기 핫멜트 레진(A)을 50~80% 건조시킨다.
구체적으로, 상기 1차 건조단계(S21)는, 상기 1차건조부(210)를 통해 상기 핫멜트 레진(A)을 50~80% 가량 건조 시킨다.
이는, 용융 상태의 상기 핫멜트 레진(A)의 건조시간을 줄이기 위함으로, 단시간에 건조를 실시하게 되면 상기 핫멜트 레진(A)이 끓어오름 현상 등이 발생되는 문제점으로 인해 건조가 용이하지 않고, 표면에 손상이 일어날 수 있으므로 이를 방지하기 위해, 저출력(2~8kW)의 마이크로파를 조사하여 상기 핫멜트 레진(A)의 내부에서부터 일부 건조를 실시하는 것이다.
다음으로, 상기 2차 건조단계(S22)는, 16~24kW로 출력되는 마이크로웨이브파를 이용하여 상기 핫멜트 레진(A)을 90~100% 건조시킨다.
구체적으로, 상기 2차 건조단계(S22)는, 상기 2차건조부(220)를 통해 상기 핫멜트 레진(A)을 90~100% 가량 건조 시킨다.
이는, 상기 1차 건조단계(S21)를 통해 50~80% 건조가 실시된 상기 핫멜트 레진(A)을 보다 빠르게 건조하기 위함으로 고출력(16~24kW) 마이크로웨이브파를 통해 단시간에 상기 핫멜트 레진(A)의 완전 건조가 가능하다.
다음으로, 상기 3차 건조단계(S23)는, 열풍히터를 이용하여 상기 핫멜트 레진(A)을 완전 건조 및 안정화 시킨다.
구체적으로, 상기 3차 건조단계(S23)는, 상기 3차건조부(230)를 통해 상기 핫멜트 레진(A)을 완전 건조 및 안전화 시킨다.
이는, 상기 1차 건조단계(S21) 및 2차 건조단계(S22)를 통해 단시간에 완전 건조되어 다소 경직되어 있는 상기 핫멜트 레진(A)을 안정화시켜 필름의 역할을 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
다음으로, 제 3 단계(S30)는, 상기 핫멜트 필름에서 상기 이형지(B)를 제거한다.
구체적으로, 상기 제 3 단계(S30)는, 상기 이형지제거부(300)를 통해 상기 핫멜트 필름에서 상기 이형지(B)를 제거한다.
상기 제 3 단계(S30)는, 상기 제 2 단계(S20)를 통해 형성된 상기 핫멜트 필름의 저면에 부착되어 있는 이형지(B)를 제거하는 단계로 상기 핫멜트 필름과 상기 이형지(B)가 순차적으로 분리가 되도록 구성된다.
다음으로, 제 4 단계(S40)는, 상기 핫멜트 필름을 피착제(C)에 합지시킨다.
구체적으로, 상기 제 4 단계(S40)는, 상기 합지부(400)를 이용하여 상기 핫멜트 필름과 상기 피착제(C)를 합지시킨다.
상기 제 4 단계(S40)는, 상기 핫멜트 필름에서 상기 이형지(B)가 분리되는 것과 동시에 상기 핫멜트 필름의 저면에 상기 피착제(C)를 부착시키고, 적외선(IR)을 조사하여 상기 피착제(C)에 상기 핫멜트 필름을 완전히 합지시키는 것으로 상기 핫멜트 필름과 상기 피착제(C) 합지 후, 상기 적외선(IR)을 조사하면, 상기 적외선(IR) 파장의 진동수가 상기 핫멜트 필름을 구성하는 분자의 고유 진동수가 유사하여 상기 적외선(IR)의 파장을 강하게 흡수하게 되므로 초단시간 내에 상기 핫멜트 필름이 용융되어 상기 피착제(C)와 합지된다.
이때, 상기 피착제(C)는, 자동차 내장제 원단이나 복합소재 시트 등이 사용 될 수 있다.
다음으로, 제 5 단계(S50)는, 상기 제 4 단계(S40)를 통해 합지된 상기 핫멜트 필름을 컷팅한다.
구체적으로, 상기 제 5 단계(S50)는, 상기 컷팅부(500)를 통해, 합지된 상기 핫멜트 필름을 자른다.
마지막으로, 상기 제 6 단계(S60)는, 상기 컷팅된 핫멜트 필름과 상기 피착제(C)를 압착 성형한다.
구체적으로, 상기 제 6 단계(S60)는, 상기 압착부(600)를 이용하여, 상기 핫멜트 필름이 코팅된 상기 피착제(C)와 상기 피착제(C)로 표면 처리될 제품을 겹친 후, 가열프레스 공정으로 압착하여 성형하는 단계이다.
하기에서는 본 발명에 따른 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제 성형장치에서 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도 변화에 따른 핫멜트 레진(A)의 상태 변화를 관찰한 내용을 실시예를 이용하여 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 200℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도도 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 2]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 210℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 3]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 225℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 4]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 240℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 5]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 254℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 6]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 260℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 7]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 275℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 8]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 281℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 9]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 293℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 10]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 299℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 200℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 11]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 167℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 12]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 173℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 13]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 180℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 14]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 184℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 15]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 188℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 16]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 193℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 17]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 199℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 18]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 205℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 19]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 211℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 20]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 216℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
[실시예 21]
제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도는 280℃로 설정하고, 제 3 롤러(130)의 온도는 223℃로 설정 후 상기 핫멜트 레진(A)의 용융 상태를 관찰한 것이다.
하기의 표 1은, 상기 제 3 롤러(130)를 200℃로 고정 후, 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도 200~300℃까지 변화시키며, 상기 핫멜트 레진(A)의 용융상태 변화를 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
<1, 2 롤러 온도 변경>
실시예 1, 2 롤러
온도℃
3 롤러
온도℃
표면 상태 비고
실시예 1 200 200 XXX 용융 불가
실시예 2 210 201 XXX 용융 불가
실시예 3 225 200 △△△ 핫멜트 반용융
실시예 4 240 198 ○○△ 레진의 표면 돌출
실시예 5 254 200 ◎○○ 표면 상태 양호
실시예 6 260 201 ◎◎○ 표면 상태 양호
실시예 7 275 200 ◎◎◎ 표면 상태 우수
실시예 8 281 200 ◎◎○ 표면 상태 양호
실시예 9 293 199 ○○△ 부분적 탄화
실시예 10 299 200 △XX 탄화
◎ : 매우 양호 ○ : 양호 △ : 보통 X: 불량
하기의 표 2는, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도를 280℃로 고정 후, 제 3 롤러(130)의 온도를 167~223℃까지 변화시키며, 상기 핫멜트 레진(A)의 상태 변화를 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
<3 롤러 온도 변경>
실시예 1, 2 롤러
온도℃
3 롤러
온도℃
표면 상태 비고
실시예 11 280 167 XXX 핫멜트 수축 발생
실시예 12 281 173 XXX 핫멜트 수축 발생
실시예 13 280 180 △△X 가장 자리 수축 발생
실시예 14 280 184 ○△△ 부분적 수축 발생
실시예 15 282 188 ◎○○ 표면 상태 양호
실시예 16 280 193 ◎◎○ 표면 상태 양호
실시예 17 281 199 ◎◎◎ 표면 상태 우수
실시예 18 280 205 ◎◎◎ 표면 상태 우수
실시예 19 280 211 ◎◎○ 표면 상태 양호
실시예 20 279 216 ○○△ 건조 시간 상승
실시예 21 280 223 XXX 건조 시간 상승
◎ : 매우 양호 ○ : 양호 △ : 보통 X: 불량
실험 결과, 상기 제 3 롤러(130)의 온도를 200℃ 고정 후, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도를 변화시켰을 때에는 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도가 254℃~281℃의 온도범위 일 때, 용융된 상기 핫멜트 레진(A)의 표면상태가 가장 우수한 것을 알 수 있다.
하지만, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)가 225℃이하일 때는 상기 핫멜트 레진(A)의 용융이 완전히 일어나지 않고, 299℃이상일 때는 부분적 탄화작용이 일어나게 되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도를 280℃로 고정 후, 상기 제 3 롤러(130)의 온도를 변화시켰을 때, 상기 제 3 롤러(130)의 온도가 188℃~211℃의 온도일 때에는 용융된 상기 핫멜트 레진(A)의 표면상태가 가장 우수한 것을 알 수 있다.
하지만, 상기 제 3 롤러(130)가 188℃이하일 때는 상기 핫멜트 레진(A)이 수축되는 현상이 발생되고, 216℃이상일 때는 향후 필름을 생성하는 공정에서 건조시간이 상승하여 공정에 효율이 떨어질 수 있는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 롤러(110) 및 제 2 롤러(120)의 온도가 254℃~281℃ 일 때, 가장 우수한 핫멜트 필름이 형성되고, 상기 제 3 롤러(130)의 온도가 188℃~211℃ 일 때, 가장 우수한 핫멜트 필름이 형성되는 것을 확인 할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
A : 핫멜트 레진 B : 이형지
C : 피착제

100 : 롤러부 110 : 제 1 롤러
120 : 제 2 롤러 130 : 제 3 롤러
200 : 건조부 210 : 1차건조부
220 : 2차건조부 230 : 3차건조부
300 : 이형지제거부 400 : 합지부
410 : 적외선(IR) 램프 500 : 컷팅부
600 : 압착부
S10 : 제 1 단계(핫멜트 레진 용융 및 이형지 도포)
S20 : 제 2 단계(건조를 통한 필름 형성)
S21 : 1차 건조단계(저출력 마이크로웨이브파를 이용한 1차건조)
S22 : 2차 건조단계(고출력 마이크로웨이브파를 이용한 2차건조)
S23 : 3차 건조단계(열풍히터를 이용한 3차건조)
S30 : 제 3 단계(이형지 제거)
S40 : 제 4 단계(피착제 합지)
S50 : 제 5 단계(컷팅)
S60 : 제 6 단계(압착 성형)

Claims (9)

  1. 핫멜트 레진을 용융시키고, 이형지에 도포하는 롤러부;
    상기 핫멜트 레진을 건조시켜 핫멜트 필름을 형성하는 건조부;
    상기 핫멜트 필름의 이형지를 제거하는 이형지제거부;
    상기 핫멜트 필름과 피착제를 합지하는 합지부;
    상기 합지된 핫멜트 필름과 피착제를 일정한 크기로 절단하는 컷팅부;
    상기 컷팅된 핫멜트 필름과 피착제를 성형하는 압착부;를 포함하고,
    상기 건조부는,
    2~8kW로 출력되는 마이크로웨이브파로 건조시킬 수 있는 1차건조부;
    16~24kW로 출력되는 마이크로웨이브파로 건조시킬 수 있는 2차건조부;
    열풍히터로 건조시킬 수 있는 3차건조부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러부는,
    표면 내부에 복수개의 열선이 균일한 간격으로 마련되는 제 1 롤러;
    상기 제 1 롤러와 소정의 간격을 두고 평행하게 밀착되도록 마련되고, 표면 내부에 복수개의 열선이 균일하게 마련되는 제 2 롤러;
    상기 제 1 롤러 및 제 2 롤러의 사이의 하방에 마련되고, 복수개의 열선이 표면 내부에 균일한 간격으로 마련되는 제 3 롤러;를 포함하고,
    상기 제 1 롤러 및 제 2 롤러는,
    255~280℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제 3 롤러는,
    190~210℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 합지부는,
    적외선(IR)을 조사할 수 있는 적외선(IR) 램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 내장용 표피제의 성형장치.
  4. 제 1 항의 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형장치를 이용하여,
    핫멜트 레진을 용융시키고 이형지에 도포하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계를 통해 이형지에 도포된 상기 핫멜트 레진을 건조시켜 핫멜트 필름을 형성하는 제 2 단계;
    상기 핫멜트 필름에서 상기 이형지를 제거하는 제 3 단계;
    상기 핫멜트 필름을 피착제에 합지시키는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계를 통해 합지된 상기 핫멜트 필름을 컷팅하는 제 5 단계;
    상기 컷팅된 핫멜트 필름과 피착제를 압착 성형하는 제 6 단계;를 포함하고,
    상기 제 2 단계에서는,
    상기 건조 시,
    2~8kW로 출력되는 마이크로웨이브파를 이용하여 상기 핫멜트 레진을 50~80% 건조시키는 1차 건조단계;
    16~24kW로 출력되는 마이크로웨이브파를 이용하여 상기 핫멜트 레진을 90~100% 건조시키는 2차 건조단계;
    열풍히터를 이용하여 상기 핫멜트 레진을 완전 건조 및 안정화시키는 3차 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 핫멜트 레진은,
    폴리프로필렌계수지, 폴리에틸렌, 접착성 수지, 왁스를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌계수지는, 용융흐름지수가 5~20g/10min 이며 융점이 160~180℃인 것으로 하고,
    상기 폴리에틸렌은, 용융흐름지수가 5~30g/10min 이며 융점이 80~100℃인 것으로 하고,
    상기 접착성 수지는, 석유수소의 수소화물, 테르펜 수지의 수소화물, 천연 및 변성수지, 천연 및 변성수지의 유도체군 중 어느 하나인 것으로 하고,
    상기 왁스는, 파라핀 및 폴리에틸렌 왁스 중 어느 하나인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 핫멜트 레진은,
    상기 폴리프로필렌계수지 1 중량부에 대하여, 상기 폴리에틸렌 0.15 ~ 0.25 중량부, 상기 접착성 수지 0.05 ~ 0.15 중량부, 상기 왁스 0.01 ~ 0.09 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서는,
    상기 핫멜트 레진 용융 시,
    상기 제 1 롤러 및 제 2 롤러를 이용하여 용융시키고,
    상기 용융된 핫멜트 레진을 상기 이형지에 도포 시,
    상기 제 3 롤러에 의해 상기 이형지를 예열하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서는,
    상기 핫멜트 필름과 피착제 합지 시,
    적외선(IR)을 조사하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름을 이용한 자동차 내장용 표피제의 성형방법.
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