KR20160142552A - 차량용 내장재 제조 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 내장재 제조 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 내장재 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크래시패드와 같은 내장재의 스킨층 및 발포층의 실링부분이 접착력 약화로 기재로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있도록 한 차량용 내장재 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 크래시패드를 구성하는 기재에 발포재의 발포압력을 검출하는 압력센서를 장착하고, 스킨층의 테두리쪽 표면에는 팽창압력 제어 가능한 튜브를 배치한 후, 발포재의 발포시 발포압력 대비 스킨층을 기재 표면에 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 누액 방지 가능한 수준으로 조절함으로써, 발포재의 누액 방지는 물론 스킨층 및 발포층의 박리 현상을 방지할 수 있도록 한 차량용 내장재 제조 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

차량용 내장재 제조 장치 및 방법{Device and method for manufacturing crash pad of vehicle}
본 발명은 차량용 내장재 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크래시패드와 같은 내장재의 스킨층 및 발포층의 실링부분이 접착력 약화로 기재로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있도록 한 차량용 내장재 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 내장재를 대표하는 것 중, 운전석 및 조수석 전면쪽에 배치되어 윈드쉴드 글래스와 경계를 이루는 크래시패드를 들 수 있다.
상기 크래시패드는 차종마다 서로 다른 디자인으로 설계되어, 운전석 및 조수석 전면쪽 전체 영역 중, 클러스터(cluster), 헤드유닛(head unit) 및 에어컨디셔너 등이 설치되는 센터 페시아 패널 등을 제외한 나머지 영역에 걸쳐 설치된다.
대개, 상기 크래시패드는 기능적으로 외관미를 장식하는 동시에 충격을 흡수할 수 있는 소재로 제조되고 있으며, 대표적으로 열가소성 플라스틱의 하나인 PVC(Polyvinyl chlorid), TPU(Thermoplastic Poly Urethane) 등을 사용하여 제조되고 있다.
여기서, 종래의 내장재 중 크래시패드를 제조하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 1 및 도 2는 종래의 크래시패드 및 그 제조 방법을 도시한 개략적 단면도이다.
도 1 및 도 2에 보듯이, 상기 크래시패드(10)는 골격을 이루는 기재(12)와, 기재(12) 위에 발포 성형되는 발포폼층(14)과, 발포폼층(14)을 보호하는 동시에 크래시패드의 외관을 이루는 스킨층(16)으로 구성된다.
상기 발포폼층(14)은 폴리우레탄 재질로 발포 성형되고, 상기 스킨층(16)은 PVC 재질을 이용하여 차종별 디자인대로 성형 제작된다.
먼저, 위와 같은 종래의 크래시패드(10)를 제조하기 위하여 차종별 디자인대로 크래시패드의 골격을 이루는 기재(12)와, 크래시패드의 외관을 이루는 스킨층(16)을 소정의 성형 방식으로 제작 구비한다.
바람직하게는, 상기 스킨층(16)은 소프트감 및 내충격성을 제공하기 위하여 PVC 재질에 일정량의 가소제가 함유되어 성형 제작된다.
다음으로, 상기 기재(12) 위에 폴리우레탄 재질의 발포재를 배치한 후, 그 위에 스킨층(16)을 배치한다.
이때, 상기 기재(12)와 스킨층(16) 간의 테두리면 즉, 기재의 상면 테두리면 스킨층(16)의 저면 테두리면 간에는 발포 후의 발포재 누액을 방지하기 위하여 실링용 폼테입(18)이 부착된다.
이에, 상기 기재(12)와 스킨층(16) 간의 사이공간은 실링용 폼테입(18)에 의하여 밀폐된 공간을 이루고, 이 밀폐된 공간내에 발포재가 놓이는 상태가 된다.
이어서, 소정의 발포조건에서 기재(12)와 스킨층(16) 사이에 있는 발포재를 발포 성형시킴으로써, 기재(12)와 스킨층(16)의 사이공간에 발포재가 발포 성형되며 꽉 차게 되는 발포폼층(14)이 형성된다.
그러나, 상기한 종래의 크래시 패드 제조 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 첨부한 도 1에서 보듯이 상기 기재와 스킨층 사이에 놓인 발포재를 발포 성형할 때의 발포압력이 기재와 스킨층 간을 접착하여 실링하는 실링용 폼테입의 접착력보다 커서, 발포재가 실링용 폼테입을 통과하여 외부로 누액되는 현상이 발생되는 문제점이 있고, 결국 발포층 불량으로 크래시패드의 품질이 크게 저하되는 문제점이 따른다.
둘째, 기재와 스킨층 사이에 놓인 발포재가 발포될 때, 발포공간내의 공기가 실링용 폼테입에 의하여 빠져나가지 못하여, 발포재 발포에 따른 발포폼층에 기포가 생성되어 발포폼층의 발포 품질 저하 및 내구성 저하를 유발하는 문제점이 있다.
셋째, 첨부한 도 2에서 보듯이 크래시패드의 구성 중 스킨층은 소프트감 및 내충격성을 제공하기 위하여 일정량의 가소제가 함유되어 성형되는 바, 이 가소제가 일정 시간이 지나면 즉, 내열 노화된 시점에서 실링용 폼테입에 전이되어, 실링용 폼테입의 접착력을 크게 떨어뜨리는 문제점이 있고, 결국 접착력이 떨어진 실링용 폼테입을 비롯하여 그 주변의 스킨층 및 발포층이 기재로부터 들뜨면서 박리되는 등 크래시패드의 내구성이 크게 저하되는 문제점이 따른다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 크래시패드를 구성하는 기재에 발포재의 발포압력을 검출하는 압력센서를 장착하고, 스킨층의 테두리쪽 표면에는 팽창압력 제어 가능한 튜브를 배치한 후, 발포재의 발포시 발포압력 대비 스킨층을 기재 표면에 가압하는 튜브의 팽창압력을 원하는 수준으로 조절함으로써, 발포재의 누액 방지는 물론 스킨층 및 발포층의 박리 현상을 방지할 수 있도록 한 차량용 내장재 제조 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 크래시패드의 기재 면적 중 발포재의 발포압력을 검출할 수 있는 위치에 장착되는 압력센서와; 크래시패드의 스킨층 표면에 기재를 가압할 수 있도록 배치되는 팽창압력 제어 가능한 튜브와; 상기 압력센서에서 검출된 발포재의 발포시 발포압력 대비 스킨층을 기재 표면에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 누액 방지 가능하게 제어하는 튜브압력 제어부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 기재의 표면 중 스킨층이 가압되어 밀착되는 부분에는 발포재 누액을 방지하기 위한 다수개의 실링용 돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 기재의 실링용 돌기 사이에는 발포재를 가둘 수 있는 트랜치가 더 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기재의 실링용 돌기에 닿는 스킨층의 저면에는 양면테이프가 더 부착된 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 크래시패드의 스킨층 표면에서 기재를 가압할 수 있는 위치에 팽창압력 제어 가능한 튜브를 배치하는 단계와; 상기 크래시패드의 기재와 스킨층 사이에 놓인 발포재의 발포시 발포압력을 검출하는 단계와; 상기 발포압력을 기반으로, 스킨층을 기재에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 발포시 공기를 배출하는 수준 및 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절하는 튜브 팽창압력 제어 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 튜브 팽창압력 제어 단계에서, 상기 스킨층을 기재에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 발포공간내 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 스킨층과 기재 간의 틈새가 유지되는 수준으로 조절하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 튜브의 팽창압력을 스킨층과 기재 간의 틈새가 유지되는 수준으로 조절하는 것은 상기 발포재의 발포에 따른 발포폼이 기재와 스킨층 간의 틈새에 도달되는 시점까지 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 튜브 팽창압력 제어 단계에서, 상기 스킨층을 기재에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절하는 것은 상기 발포재의 발포에 따른 발포폼이 기재와 스킨층 간의 틈새에 도달되는 시점부터 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 구현예는 상기 튜브 팽창압력을 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절할 때, 상기 스킨층이 기재에 접합되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 크래시패드를 구성하는 기재에 발포재의 발포압력을 검출하는 압력센서를 장착하고, 스킨층의 테두리쪽 표면에는 팽창압력 제어 가능한 튜브를 배치한 후, 발포재의 발포시 발포압력 대비 스킨층을 기재 표면에 가압하는 튜브의 팽창압력을 보다 크게 조절하여, 발포재의 누액 현상을 방지할 수 있고, 스킨층과 기재 간의 접합력을 향상시켜 기재로부터 스킨층 및 발포폼층이 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
둘째, 발포재의 발포시 발포압력 대비 스킨층을 기재 표면에 가압하는 튜브의 팽창압력을 스킨층과 기재 사이의 발포재 발포공간에 존재하는 공기를 배출시킬 수 있는 수준으로 조절하여, 발포폼층에 기공이 생기는 현상을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 크래시패드 제조 방법을 도시한 개략적 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 크래시패드 제조 장치 및 방법을 도시한 개략적 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 크래시패드 제조시 튜브압력을 조절하는 예를 도시한 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 크래시패드 제조 장치 및 방법을 도시한 개략적 단면도이다.
도 3 및 도 4에 보듯이, 상기 크래시패드(10)는 골격을 이루는 기재(12)와, 기재(12) 위에 발포 성형되는 발포폼층(14)과, 발포폼층(14)을 보호하는 동시에 크래시패드의 외관을 이루는 스킨층(16)으로 구성된다.
바람직하게는, 상기 크래시패드에 소프트감을 제공하는 동시에 내충격성을 가지도록 상기 발포폼층(14)은 폴리우레탄 재질로 발포 성형되고, 상기 스킨층(16)은 PVC 재질을 이용하여 차종별 디자인대로 성형 제작된다.
먼저, 상기 크래시패드(10)를 제조하기 위하여 차종별 디자인대로 크래시패드의 골격을 이루는 기재(12)와, 크래시패드의 외관을 이루는 스킨층(16)이 소정의 성형 방식으로 제작 구비된다.
다음으로, 상기 기재(12) 위에 폴리우레탄 재질의 발포재 즉, 발포된 후 발포폼층(14)을 이루게 되는 발포재를 배치한 후, 그 위에 스킨층(16)을 배치한다.
이때, 상기 크래시패드(10)의 기재(12) 전체 면적 중 발포재의 발포시 발포압력을 검출할 수 있는 위치, 바람직하게는 기재(12)의 전체 면적 중 상호 접합되는 기재(12)와 스킨층(16)의 테두리 부분과 바로 인접한 위치에 압력센서(20)가 장착된다.
또한, 상기 크래시패드(10)의 스킨층(16)의 전체 표면중 스킨층(16)을 기재(12)에 가압할 수 있는 위치 즉, 스킨층(16)의 테두리 위치에서 그 표면 위에 팽창압력 제어 가능한 튜브(22, 예를 들어, 공기 주입이 가능한 고무 재질의 튜브)가 배치된다.
또한, 상기 튜브(22)에는 미도시되었지만, 공압을 제공하는 공압제공수단(예를 들어, 콤프레서)이 연결되고, 이 공압제공수단은 튜브압력 제어부에 제어에 의하여 구동된다.
이때, 상기 튜브압력 제어부는 압력센서(20)의 검출값을 기반으로 튜브의 팽창압력을 조절하고자 공압제공수단의 단수 내지 토출압력을 제어하는 역할을 한다.
한편, 상기 기재(12)의 표면 중 스킨층(16)이 가압되어 밀착되는 테두리 부분에는 발포재 누액을 방지하기 위한 다수개의 실링용 돌기(24)가 돌출 형성되고, 바람직하게는 상기 기재(12)의 실링용 돌기(24) 사이에는 누액되는 발포재를 가둘 수 있는 트랜치(26)가 더 형성된다.
이어서, 소정의 발포조건에서 기재(12)와 스킨층(16) 사이에 있는 발포재를 발포 성형시킴으로써, 기재(12)와 스킨층(16)의 사이공간에 발포폼층(14)이 형성된다.
이와 동시에, 상기 튜브압력 제어부에 의하여 튜브의 팽창압력이 조절되는 단계에 의하여 발포폼층(14)의 기포원인이 되는 공기가 외부로 배출되도록 한 튜브 팽창압력 제어 동작이 진행되고, 또한 연이어서 발포재의 누액이 외부로 배출되는 것을 차단하는 튜브 팽창압력 제어 동작이 이루어진다.
보다 상세하게는, 상기 압력센서(20)에서 발포재의 발포시 발포압력을 검출하여 튜브압력 제어부에 전송하여 발포압력이 최대값에 도달되지 않은 상태이면, 튜브압력 제어부는 공압제공수단을 구동시켜서(예를 들어, 저단으로 구동), 튜브(22)의 팽창압력이 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새가 유지되는 수준으로 조절되도록 함으로써, 발포공간내의 공기가 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새를 통하여 외부로 배출될 수 있도록 한다.
이때, 상기 발포압력이 최대값에 도달되지 않은 것은 발포재의 발포가 시작되는 시점(도 5의 ⓐ 시점)부터 발포압력의 최대값(도 5의 ⓑ 시점)까지 압력센서(20)에서 측정한 발포폼의 발포압력을 의미한다.
반면, 상기 발포압력이 최대값이라는 것은 압력센서(20)와 인접한 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새 위치까지 발포재의 발포에 따른 발포폼이 도달하는 시점(도 5의 ⓑ 시점)에서 압력센서(20)에서 측정한 발포폼의 발포압력을 의미한다.
이에, 상기 튜브(22)의 팽창압력을 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새가 유지되는 수준으로 조절하는 단계가 이루어지되, 상기 발포재의 발포에 따른 발포폼이 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새에 도달되는 시점까지 이루어지도록 함으로써, 도 3에서 보듯이 발포공간내의 공기가 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새를 통하여 외부로 모두 배출될 수 있고, 그에 따라 발포폼층(14)내에 기공이 생성되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
연이어, 상기 압력센서(20)에서 발포재의 발포시 발포압력을 검출하여 튜브압력 제어부에 전송하여 발포압력이 최대값에 도달된 것으로 판정되면, 즉 상기 발포재의 발포에 따른 발포폼이 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새에 도달되는 시점이 되면, 튜브압력 제어부에서 튜브(22)의 팽창압력을 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절하는 제어 단계가 이루어진다.
다시 말해서, 상기 발포재의 발포에 따른 발포폼이 기재와 스킨층 간의 틈새에 도달되는 시점(도 5의 ⓑ 시점)부터 상기 스킨층(16)을 기재(12)에 대하여 가압하는 튜브(22)의 팽창압력을 압력센서(20)에서 검출된 발포재의 발포압력보다 더 크도록 조절하는 단계가 이루어진다.
이에, 상기 튜브압력 제어부는 공압제공수단을 구동시켜서(예를 들어, 고단으로 구동), 상기 스킨층(16)을 기재(12)에 가압하는 튜브(22)의 팽창압력이 발포재의 발포압력보다 더 크게 조절함으로써, 튜브(22)의 팽창압력에 의하여 기재(12)에 밀착되는 스킨층(16)의 가압력이 발포압력보다 더 크게 되고, 결국 기재(12)와 스킨층(16) 간의 틈새가 없어지면서 발포재의 누액이 용이하게 차단될 수 있다.
더욱이, 상기 튜브(22)의 팽창압력에 의하여 스킨층(16)이 기재(12)에 밀착가압될 때, 도 4에서 보듯이 기재(12)의 표면에 형성된 다수개의 실링용 돌기(24)가 스킨층(16)내에 압입되는 상태가 되어 틈새가 완전히 메꾸어지게 되므로, 발포재의 누액을 더욱 용이하게 차단할 수 있다.
또한, 상기 다수개의 실링용 돌기(24)가 스킨층(16)내에 압입되는 상태에서 발포재의 누액이 발생한다 하더라도, 누액되는 발포재가 실링용 돌기(24) 사이의 트랜치(26)내에 가두어지는 상태가 되므로, 발포재가 외부로 누설되는 것을 완전하게 차단할 수 있다.
한편, 상기 튜브(22)의 팽창압력을 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절할 때, 상기 스킨층(16)이 기재(10)에 접합되는 단계가 함께 진행된다.
즉, 상기 튜브(22)의 팽창압력에 의하여 기재(12)의 실링용 돌기(24)가 스킨층(16)내에 압입되는 동시에 실링용 돌기(24)에 묻은 발포재에 의하여 기재(12)의 테두리부와 스킨층(16)의 테두리부 간의 상호 접합이 이루어질 수 있다.
10 : 크래시패드
12 : 기재
14 : 발포폼층
16 : 스킨층
18 : 폼테입
20 : 압력센서
22 : 튜브
24 : 실링용 돌기
26 : 트랜치

Claims (9)

  1. 크래시패드의 기재 면적 중 발포재의 발포압력을 검출할 수 있는 위치에 장착되는 압력센서와;
    크래시패드의 스킨층 표면에 기재를 가압할 수 있도록 배치되는 팽창압력 조절 가능한 튜브와;
    상기 압력센서에서 검출된 발포재의 발포시 발포압력 대비 스킨층을 기재 표면에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 누액 방지 가능하게 제어하는 튜브압력 제어부;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재의 표면 중 스킨층이 가압되어 밀착되는 부분에는 발포재 누액을 방지하기 위한 다수개의 실링용 돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재의 실링용 돌기 사이에는 발포재를 가둘 수 있는 트랜치가 더 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재의 실링용 돌기에 닿는 스킨층의 저면에는 양면테이프가 더 부착된 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 장치.
  5. 크래시패드의 스킨층 표면에서 기재를 가압할 수 있는 위치에 팽창압력 조절 가능한 튜브를 배치하는 단계와;
    상기 크래시패드의 기재와 스킨층 사이에 놓인 발포재의 발포시 발포압력을 검출하는 단계와;
    상기 발포압력을 기반으로, 스킨층을 기재에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 발포시 공기를 배출하는 수준 및 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절하는 튜브 팽창압력 제어 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 튜브 팽창압력 제어 단계에서, 상기 스킨층을 기재에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 발포공간내 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 스킨층과 기재 간의 틈새가 유지되는 수준으로 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 튜브의 팽창압력을 스킨층과 기재 간의 틈새가 유지되는 수준으로 조절하는 것은 상기 발포재의 발포에 따른 발포폼이 기재와 스킨층 간의 틈새에 도달되는 시점까지 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 튜브 팽창압력 제어 단계에서, 상기 스킨층을 기재에 대하여 가압하는 튜브의 팽창압력을 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절하는 것은 상기 발포재의 발포에 따른 발포폼이 기재와 스킨층 간의 틈새에 도달되는 시점부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 튜브의 팽창압력을 발포재의 누액을 차단하는 수준으로 조절할 때, 상기 스킨층이 기재에 접합되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재 제조 방법.
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