KR20200077776A - 자동차 내장재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접착제를 사용하지 않고 스킨층과 기재층을 일체화할 수 있고 경량화 가능한 자동차 내장제의 제조 방법을 제안한다. 본 발명의 제조방법은, 합성수지재를 성형하여 기재층(20)을 성형하는 제1공정; 그리고 제1공정에서 완성된 기재층(20)을 금형에 인서트하고, 화학 발포제가 첨가된 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 용융수지를 발포 성형함으로써, 기재층(20)의 일측면에 일체화되는 스킨층(10)을 성형하는 제2공정으로 구성된다. 그리고 기재층(20) 및 스킨층(10)은, 각각 중앙 부분에 형성되는 중간 발포층과, 이러한 중간 발포층의 양측면에 구비되는 치밀한 표피층으로 구성되어, 내부의 부드러움 및 경량화를 이룰 수 있다.

Description

자동차 내장재의 제조방법{Inner trim for vehicles and method for manufacturing the same}

본 발명은 자동차 내장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스킨층과 기재층 사이에 접착제를 사용하지 않고 제조 가능하고, 스킨층의 쿠션감을 더욱 향상시킬 수 있도록 구성되는 자동차의 내장재의 제조 방법에 관한 것이다.

자동차의 내부에 설치되는 내장재는, 내부에 노출되는 스킨층과, 이러한 스킨층의 이면에 형성되어 구조적 강도를 가질 수 있는 기재층으로 구성되는 것이 일반적이다. 예를 들면 스킨층은 시각적인 디자인 기능(예를 들면 엠보 무늬 등)을 가지면서 실제로 탑승자의 눈에 보이거나 탑승자가 직접 접촉하는 부분이다. 그리고 기재층은 합성수지재로 성형되어 자동차의 도어 내측에 고정되어 지지되는 것으로 일정 이상의 구조적 강도를 필요로 하는 것이다.

일반적인 제조 과정을 살펴보면, 스킨층과 기재층은 각각 별도의 공정에서 제조된 후, 접착제를 이용하여 일체화시키게 된다. 그러나 이와 같이 접착제를 사용하는 공정은 실질적으로 작업 환경의 문제 등으로 바람직하지 못함은 물론이고 점점 제한되고 있는 추세라고 할 수 있다.

본 발명의 목적은 접착제를 사용하지 않고 스킨(Skin)층과 기재(Base)층으로 이루어지는 자동차용 내장재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스킨층도 충분한 쿠션 기능을 가질 수 있는 발포층을 내장하고 있는 자동차용 내장재를 제공하는데 있다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 합성수지재를 성형하여 기재층을 성형하는 제1공정; 그리고 제1공정에서 완성된 기재층을 금형에 인서트하고, 화학 발포제가 첨가된 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 용융수지를 발포 성형함으로써, 기재층의 일측면에 일체화되는 스킨층을 성형하는 제2공정으로 구성된다.

여기서 합성수지재로 만들어지는 기재층도 발포 성형되고, 기재층 및 스킨층은, 각각 중앙 부분에 형성되는 중간 발포층과, 이러한 중간 발포층의 양측면에 구비되는 치밀한 표피층으로 구성되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 기본적으로 스킨층과 기재층의 일체화에 접착제가 사용되지 않음을 알 수 있다. 이는 작업 환경의 개선은 물론이고, 화학물질이 일으킬 수 있는 여러 가지 단점을 완전하게 해소할 수 있는 것임을 알 수 있다. 그리고 본 발명에서는 스킨층도 발포 성형함으로써, 탑승자가 느끼는 부드러움 느낌을 더욱 향상시키는 것은 물론이고, 전체적으로 자동차의 부품을 경량화할 수 있는 장점도 기대된다.

도 1은 본 발명 내장재의 예시 단면도.
도 2는 본 발명 내장재의 기재층을 형성하는 순서를 보인 예시도.
도 3은 본 발명 내장재의 스킨층을 형성하는 순서를 보인 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

먼저 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 자동차용 내장재는, 스킨층(10)과 기재층(20)으로 구성되는데, 스킨층(10)과 기재층(20)은 서로 일체화되어 있다. 여기서 스킨층(10)은 자동차의 내부에서 탑승자가 직접 접촉하는 부분이라고 할 수 있으며, 재품의 고급화를 위하여 예를 들면 가죽 질감을 부여하거나 엠보 문양을 넣는 등의 심미감을 가질 수 있도록 성형되는데, 본 발명에서는 이러한 스킨층(10)도 발포 성형됨으로써 쿠션감을 충분히 부여할 수 있도록 하고 있다.

이와 같은 스킨층(10)은 열가소성 엘라스토머 계열의 소재를 사용함으로써 소프트한 질감을 가질 수 있도록 하고 있다. 본 발명에서의 스킨층(10)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 중간에 위치하는 중간 발포층(14)과, 양측면에 위치하는 표피층(12)을 구비하고 있다. 이와 같이 본 발명의 스킨층(10)은 중간 발포층(14)을 구비하고 있기 때문에, 전체적으로 소프트하고 쿠션감을 충분히 가질 수 있을 것으로 기대된다. 이와 같은 중간 발포층(14)의 형성을 위하여, 엘라스토머 계열의 주원료에 대하여 일정한 양(예를 들면 1~5중량%)의 화학 발포제를 첨가하고 있다.

그리고 기재층(20)은, 탑승객 보호를 위한 등의 구조적 강도를 확보할 수 있는 재질로 성형되는데 예를 들면 폴리프로필렌으로 만들어질 수 있다. 또한 기재층(20)을 성형하는 재질에도 발포를 위한 일정한 양(예를 들면 1~5중량%)의 화학 발포제와 물리적 특성을 만족시키기 위하여 EDPM, Talc, UV 안정제, 그리고 대전방지제 등과 같은 첨가물이 첨가될 수 있다.

다음에는 본 발명의 제조 공정에 대하여 도 2 및 도 3을 참고하여 살펴보기로 한다. 먼저 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법은 기재층(20)을 성형하는 것에서 시작된다. 즉, 본 발명의 내장재 제조 방법은 기재층(20)을 형성한 후, 기재층(20)을 인서트한 상태로 스킨층(10)의 사출 성형이 이루어지는 것이다.

여기서 기재층(20)은 합성수지재(예를 들면 PP)를 주성분으로 발포제가 첨가된 것이기 때문에, 스킨층(10)에 비하여 구조적 강도가 높음은 상술한 바와 같다. 따라서 본 발명에서는, 기재층(20)을 먼저 성형한 후, 이를 금형 내에 인서트한 상태에서 스킨층(10)을 사출 성형하는 공정을 채택하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 기재층(20)의 성형 공정은, 스탠바이 상태(a)에서, 가동금형(102)을 고정금형(104) 측으로 이동시켜 금형을 닫힌 상태로 한 후, 일정량의 용융수지를 주입한다(b). 여기서 용융수지는 기재층(20)의 액상 성형 재료라고 할 수 있다. 그리고 일정량의 용융수지 주입이 완료되면 가동금형(102)을 일정 거리 다시 열어서 용융수지를 발포시키는 공정(c)이 진행된다.

가동금형을 다시 여는 공정(Core-back 공정)은 실질적으로 캐비티의 체적을 크게함으로써, 발포가 일어날 수 있도록 하는 공정을 의미한다. 이러한 코어백 공정이 완료되면 (d)과정에서 일정 시간 냉각을 수행한 후, 가동금형(102)을 열어서 제품을 이젝트하게 된다. 이와 같은 과정을 거쳐서 완성된 기재층(20)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 중앙 부분에는 중간 발포층(24)이 형성되어 다공성을 띠고 있으며, 양측 표면에는 구조가 치밀한 표피층(22)이 형성된다. 이러한 중간 발포층(24) 양측의 표피층(22)의 형성은 신속한 냉각의 진행과 상술한 코어백 과정에서 발포가 일어나는 점에 주로 기인하고 있다고 할 수 있다.

이상과 같이 하여 완성된 기재층(20)을 이용하여, 다음에는 스킨층(10)을 성형하는 과정이 진행된다. 스킨층(10)의 성형은, 도 3에 도시한 바와 같이, 스탠바이 상태(a)에서, 가동 금형(20)의 내측에 기재층(20)을 인서트 상태로 지지시킨다. 가동금형(20)에 기재층(20)을 인서트하여 지지하는 것 자체는 양자의 구조적 결합을 이용하는 것이라고 할 수 있고, 이러한 인서트 사출 자체는 널리 공지된 것이어서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

다음에는 가동금형(202)을 고정금형(204) 측으로 이동시켜 금형을 닫은 상태에서, 스킨층(10)의 성형을 위한 용융 수지를 주입한다(c). 여기서 스킨층(10)의 성형을 위한 재료는 상술한 바와 같이, 열가소성 엘라스토머 계열의 소재에 대하여 일정량의 발포제, 그리고 필요한 첨가물이 첨가된 것이다. 이때 주입된 용융수지는 기본적으로 기재층(20)에 접촉되면서 일체화되기 때문에, 종래의 제조 공정에서 필요로 하던 접착제는 필요없게 된다고 할 수 있다.

그리고 용융수지가 일정량 공급되면. (d)에 도시한 바와 같이, 가동금형을 다시 일정 간격 여는 코어백과정이 진행된다. 이러한 코어백 과정을 통하여, 스킨층(10)의 중앙 부분에는 중간 발포층(14)이 형성된다. 이와 같은 코어백 과정이 완료되면 일정 시간의 쿨링 과정을 거쳐 가동금형(202)이 고정금형(204)에서 이격되어 제품이 이젝트된다. 이때 코어백의 양은 사출품의 형상 및 구조 등에 따라서 달라지겠지만, 예를 들면 일반적인 제품의 두께(체적)에 대하여 30~70% 수준에서 이루어지는 것이 바람직하고, 이렇게 되면 전체적으로 제품이 10~30% 정도 경량화될 수 있을 것으로 기대된다.

이러한 과정을 거쳐서 만들어지는 내장재는 도 1에 도시한 바와 같다. 그리고 스킨층(10)에도 중간 발포층(14) 및 그 양측의 표피층(12)이 성형되어 있음은 위에서 설명한 기재층(20)의 구조와 동일하고, 중심부분에 주로 발포층(14)이 형성되는 것 또한 동일하다. 그리고 도 1에 도시한 바와 같이, 완성된 내장재는, 1차로 생산된 기재층(20)에 대하여 2차로 사출 성형되는 스킨층(10)이 완전히 일체화되어 있음을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는, 기재층(20)을 금형에 인서트한 상태에서 스킨층(10)을 사출 성형하는 인서트 사출 성형 방법을 이용함으로써, 접착제를 사용하지 않고 자동차용 내장재를 성형하는 것을 기본적인 착상으로 함을 알 수 있다. 여기서 스킨층도 발포 성형함으로써, 원재료에 대하여 발포층을 형성함으로써 부드러움 및 쿠선감을 더 부여할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 기재층(20) 및 스킨층(10)을 발포 성형하는 것에 의하여 무게를 경량화하는 것도 기대된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능할 것임은 당연하다. 그리고 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 바에 기초하여 해석되어야 할 것임은 특허법의 규정 취지상 당연하다고 할 수 있다.

10 ..... 스킨층
12 ..... 표피층
14 ..... 중간 발포층
20 ..... 기재층
22 ..... 표피층
24 ..... 중간 발포층

Claims (2)

1. 합성수지재를 성형하여 기재층(20)을 성형하는 제1공정; 그리고
   제1공정에서 완성된 기재층(20)을 금형에 인서트하고, 화학 발포제가 첨가된 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 용융수지를 발포 성형함으로써, 기재층(20)의 일측면에 일체화되는 스킨층(10)을 성형하는 제2공정으로 구성되는 자동차의 내장재의 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   기재층(20) 및 스킨층(10)은, 각각 중앙 부분에 형성되는 중간 발포층과, 이러한 중간 발포층의 양측면에 구비되는 치밀한 표피층으로 구성되는 자동차 내장재의 제조방법.
   
   
   

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