KR20200122445A - 발포사출 제품의 성형공법 - Google Patents

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KR20200122445A KR1020190044776A KR20190044776A KR20200122445A KR 20200122445 A KR20200122445 A KR 20200122445A KR 1020190044776 A KR1020190044776 A KR 1020190044776A KR 20190044776 A KR20190044776 A KR 20190044776A KR 20200122445 A KR20200122445 A KR 20200122445A
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Abstract

개시되는 내용은 주로 자동차의 내장재로 이용되는 합성수지 제품을 성형하기 위한 발포사출 공정을 단축시키기 위한 발포사출 제품의 성형공법 개선에 관한 것으로서, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1소재를 사출기로 투입하는 제1단계, 내부에 제품 성형을 위한 캐비티가 형성되는 제1금형과 제2금형으로 이루어진 사출금형을 결합하는 제2단계, 사출금형에 형성된 가스유로를 통해서 캐비티 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시키는 제3단계, 제2금형과 결합된 사출기를 통해 용융된 제1소재를 캐비티로 사출하여 제1금형과 접하는 제1소재의 전방 부분에 스킨을 형성하는 제4단계, 제1금형과 제2금형을 소정의 간격으로 형개하고 스킨 후방의 제1소재 부분을 발포시켜 폼스킨을 형성하는 제5단계, 사출기 내부에 남아 있는 제1소재를 외부로 배출한 후에 제2소재를 사출기로 투입하는 제6단계, 사출기를 통해 용융된 제2소재를 상기 캐비티로 사출하여 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계 및 폼스킨과 기재가 일체로 형성된 제품을 냉각한 후에 사출금형과 분리하는 제8단계를 포함할 수 있다.
따라서 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 하나의 사출금형을 이용해 복수의 소재로 이루어진 합성수지 제품을 생산할 수 있으므로, 발포사출 공정을 단축시킬 수 있고, 사출금형의 구조가 간단해져 생산설비를 갖추기 위한 비용을 줄일 수 있으며, 제품의 생산단가를 낮출 수 있는 동시에 제품의 표면 품질 향상 및 발포율 증대로 인한 제품의 경량화를 이룰 수 있다.

Description

발포사출 제품의 성형공법 개선{Improving The Manufacturing Method For Injection Foaming Products}
개시되는 발명은 주로 자동차의 내장재로 쓰이는 합성수지 제품의 생산에 적용되는 사출공정을 단축하기 위한 발포사출 제품의 성형공법 개선에 관한 것이다.
일반적으로 합성수지를 용융하여 사출 성형되는 제품으로는 자동차의 도어트림, 헤드라이너 등의 여러 가지 내장재들이 있고, 그 외에도 사출 성형 제품은 각종 형태의 생활용품과 건축자재들에서 쉽게 찾아볼 수 있다.
이러한 합성수지 소재의 사출액을 발포시키지 않고 그대로 사출 성형할 경우에는 성형된 사출물의 중량이 많이 나가서 무겁고, 음의 반사로 인해 음을 흡수하는 흡음이나 음을 차단하는 차음 효과가 떨어지므로 자동차의 내장재나 건축자재로 적용할 수 있는 범위에 있어서 한계가 있다.
이러한 한계를 극복하기 위해서 현재 자동차 내장재 중 도어트림 등을 제조하는 방법 중 하나로 발포사출 성형방법을 사용하고 있다.
발포사출 성형방법은 코어백 방식을 통한 화학적 발포 방법과, 뮤셀 발포로 널리 알려져 있는 사출 실린더에 초임계가스(N₂, CO₂)를 주입하여 수지와 혼합하는 방식으로 사출하는 물리적 발포 방법으로 분류할 수 있다.
도 1은 일반적인 도어트림의 발포사출 성형방법을 개략적으로 보여주는 공정도로서, 도 1을 참조하여 발포사출 성형방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사출기(2)의 호퍼(1)를 통해 PPF(PP에 고무와 탈크(Talc)라는 무기 충진제(filler)를 컴파운드한 소재) 소재분말과 발포제를 사출기(2) 내부에 투입 및 혼합하고 용융시킨 다음, 발포제가 혼합된 용융수지를 사출금형(3) 내부에 사출한다.
이어서 사출금형(3)을 미세하게 개방(미세형개)하여 발포시키는 방식으로 도어트림을 성형한다.
그러나, 상기와 같은 발포성형방법에서 용융수지가 고압(예, 25bar)에 의해 사출금형(3)의 캐비티에 사출되는 순간 금형 내부의 낮은 압력으로 인해 수지가 산발적으로 발포되면서 용융수지에 함유된 발포가스가 기재의 수지층에 침투하여 발포셀(cell)로 형성되지 못하고 수지층 표면에 잔류하여 가스 마크(가스의 유동흔적)를 발생시켜 표면 조도가 악화되는 문제가 있다.
이에 따라 상기 가스마크를 없애기 위한 후공정, 예를 들면 페인팅 공정이 필요하고, 이러한 페인팅 공정의 추가로 인해 원가 상승을 초래하여 양산성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
등록특허 10-0465686호에는 용융수지를 금형 내부로 사출하기 전에 캐비티에 별도의 가스를 공급하여 금형 내부에 사출방향과 반대되는 역방향 압력을 가함으로써 용융수지의 감압으로 인해 발생되는 가스마크를 제거하여 제품의 외관을 미려하게 하는 가스 역압 공법(GCP;Gas Counter Pressure)이 개시되어 있다.
그러나 등록특허 10-0465686호는 금형 내에 수지의 충진이 완료된 다음에도 설정압력 이내의 잔압이 존재하기 때문에 미성형이나 버(burr) 등과 같은 성형 문제를 발생시키기 쉽다.
등록특허 10-1459846호는 폼스킨 형성용 상부금형; 발포액이 주입 가능하도록 형성되며, 상기 폼스킨 형성용 상부금형과 계합 가능하게 배치되는 하부금형; 상기 폼스킨 형성용 상부금형의 단부에서 상기 하부금형을 향하여 슬라이딩 가능하게 구성된 슬라이드금형;을 포함하며, 상기 슬라이드금형은 상기 하부금형 측으로 돌출된 돌출부가 형성되는 자동차의 크래쉬패드 제작용 성형장치를 개시한다.
그러나 등록특허 10-1459846호는 상부금형이 기재 형성용 상부금형과 폼스킨 형성용 상부금형을 별개로 구비하고 있고, 폼스킨 형성용 상부금형에서 폼스킨을 형성한 후에 기재를 형성하기 위해서 기재 형성용 상부금형으로 바꾸어야 하므로, 금형의 구조가 복잡하여 제작이 힘들고 제품생산을 위한 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
개시되는 내용은 합성수지 제품의 생산에 적용되는 사출공정을 단축하는 발포사출 제품의 성형공법 개선을 과제로 한다.
또한, 개시되는 내용은 하나의 금형을 이용해서 다양한 두께의 제품을 생산하는 발포사출 제품의 성형공법 개선을 과제로 한다.
또한, 개시되는 내용은 스킨과 폼으로 이루어진 폼스킨에 접착제를 사용하지 않고 기재를 일체로 형성하는 발포사출 제품의 성형공법 개선을 과제로 한다.
또한, 개시되는 내용은 제품의 표면 품질과 쿠션감을 확보할 수 있는 발포사출 제품의 성형공법 개선을 과제로 한다.
또한, 개시되는 내용은 발포가 균일하게 이루어지는 발포사출 제품의 성형공법 개선을 과제로 한다.
또한, 개시되는 내용은 제품의 경량화에 기여할 수 있는 발포사출 제품의 성형공법 개선을 과제로 한다.
개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1소재를 사출기로 투입하는 제1단계, 내부에 제품 성형을 위한 캐비티가 형성되는 제1금형과 제2금형으로 이루어진 사출금형을 결합하는 제2단계, 사출금형에 형성된 가스유로를 통해서 캐비티 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시키는 제3단계, 제2금형과 결합된 사출기를 통해 용융된 제1소재를 캐비티로 사출하여 제1금형과 접하는 제1소재의 전방 부분에 스킨을 형성하는 제4단계, 제1금형과 제2금형을 소정의 간격으로 형개해서 캐비티를 개방한 후에 폐쇄하여 스킨 후방의 제1소재 부분을 발포시켜 폼스킨을 형성하는 제5단계;, 사출기 내부에 남아 있는 제1소재를 외부로 배출한 후에 제2소재를 사출기로 투입하는 제6단계, 사출기를 통해 용융된 제2소재를 캐비티로 사출하여 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계 및 폼스킨과 기재가 일체로 형성된 제품을 냉각한 후에 사출금형과 분리하는 제8단계를 포함할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1금형과 제2금형이 내부에 캐비티를 형성하는 하나의 사출금형과 하나의 사출기를 이용해서 합성수지 제품을 생산하기 위한 발포사출 공정을 단축시킬 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 폼스킨과 기재를 접착제를 사용하지 않고 일체로 형성할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1금형과 제2금형 사이의 간격을 조정하여 사출금형 내부에 형성된 캐비티를 확장할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1금형과 제2금형 사이의 간격을 조정하여 사출금형 내부에 형성된 캐비티를 축소할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출금형 내부에 형성된 캐비티 내부의 압력을 조정할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출기 내부에 남아 있는 제1소재를 외부로 배출한 후에 재사용할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출기 내부에 남아 있는 제2소재를 외부로 배출한 후에 재사용할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제품이 냉각 중에 수축되어 변형되는 것을 방지할 수 있다.
개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1소재를 사출기로 투입하는 제1단계, 내부에 제품 성형을 위한 캐비티가 형성되는 제1금형과 제2금형으로 이루어진 사출금형을 결합하는 제2단계, 사출금형에 형성된 가스유로를 통해서 캐비티 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시키는 제3단계, 제2금형과 결합된 사출기를 통해 용융된 제1소재를 캐비티로 사출하여 제1금형과 접하는 제1소재의 전방 부분에 스킨을 형성하는 제4단계, 제1금형과 제2금형을 소정의 간격으로 형개해서 캐비티를 개방한 후에 폐쇄하여 스킨 후방의 제1소재 부분을 발포시켜 폼스킨을 형성하는 제5단계, 사출기 내부에 남아 있는 제1소재를 외부로 배출한 후에 제2소재를 사출기로 투입하는 제6단계, 사출기를 통해 용융된 제2소재를 캐비티로 사출하여 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계 및 폼스킨과 기재가 일체로 형성된 제품을 냉각한 후에 사출금형과 분리하는 제8단계를 포함할 수 있으므로, 하나의 사출금형을 이용해 복수의 소재로 이루어진 합성수지 제품을 생산할 수 있으므로, 발포사출 공정을 단축시킬 수 있고, 사출금형의 구조가 간단해져 생산설비를 갖추기 위한 비용을 줄일 수 있으며, 제품의 생산단가를 낮출 수 있는 동시에 제품의 표면 품질 향상 및 발포율 증대로 인한 제품의 경량화를 이룰 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 캐비티 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시키는 제3단계에서, 캐비티 내부 압력이 사출기에서 캐비티 내부로 사출되는 제1소재의 발포압력 이상을 유지할 수 있으므로, 캐비티에 제1소재가 사출되는 순간 사출금형 내부의 낮은 압력으로 인해 제1소재가 산발적으로 발포되는 것을 방지하면서 조밀성을 가진 균일한 발포를 얻을 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제2금형과 결합된 사출기를 통해 용융된 제1소재를 캐비티로 사출하여 제1금형과 접하는 면에 스킨을 형성하는 제4단계에서, 사출기에서 캐비티 내부로 제1소재가 사출되는 초기에 캐비티 내부 압력이 제1소재의 발포압력 이상을 유지할 수 있으므로, 캐비티에 제1소재가 사출되는 초기에 사출금형 내부의 낮은 압력으로 인해 제1소재가 산발적으로 발포되는 것을 방지하면서 조밀성을 가진 균일한 발포를 얻을 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제2금형과 결합된 사출기를 통해 용융된 제1소재를 캐비티로 사출하여 제1금형과 접하는 면에 스킨을 형성하는 제4단계에서, 사출기에서 캐비티 내부로 제1소재가 사출되는 초기 이후에 캐비티 내부 압력이 대기압력 이하를 유지할 수 있으므로, 캐비티 내부에 과도한 압력이 발생하는 것을 방지하면서 제1소재가 원활하게 채워질 수 있고, 사출 이후 캐비티 내부의 잔압을 완전히 제거할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1금형과 제2금형을 소정의 간격으로 형개하고 스킨을 제외한 제1소재의 나머지 부분을 발포시켜 폼스킨을 형성하는 제5단계에서, 스킨의 발포 후에 제1금형과 제2금형 사이의 간격을 줄여서 폼스킨을 가압할 수 있으므로, 발포량을 조절하여 필요에 따라 원하는 두께의 폼스킨을 형성할 수 있고, 발포과정에서 팽창된 폼을 소정의 정도로 압축하면서 표면이 매끄러운 스킨과 쿠션감을 가진 폼으로 이루어진 폼스킨을 성형할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출기를 통해 용융된 제2소재를 캐비티로 사출하여 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계에서, 제1금형과 제2금형 사이의 간격을 조정하여 사출금형 내부에 형성된 캐비티를 확장할 수 있으므로, 필요에 따라 다양한 치수의 제품을 생산할 수 있고, 필요에 따라 폼스킨의 후방에 기재를 성형하기 위한 공간을 확보할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출기를 통해 용융된 제2소재를 캐비티로 사출하여 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계에서, 제2금형의 캐비티 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시킬 수 있으므로, 캐비티에 제2소재가 사출되는 과정에서 사출금형 내부의 낮은 압력으로 인해 제2소재가 산발적으로 성형되는 것을 방지하면서 조밀성을 가진 균일한 성형물을 얻을 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출기를 통해 용융된 제2소재를 캐비티로 사출하여 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계에서, 사출기에서 캐비티 내부로 제2소재가 사출되는 초기에 캐비티 내부 압력이 제2소재의 사출압력 이상을 유지할 수 있으므로, 캐비티에 제2소재가 사출되는 초기에 사출금형 내부의 낮은 압력으로 인해 제2소재가 산발적으로 성형되는 것을 방지하면서 조밀성을 가진 균일한 성형물을 얻을 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출기를 통해 용융된 제2소재를 캐비티로 사출하여 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계에서, 사출기에서 캐비티 내부로 제2소재가 유입되는 초기 이후에 캐비티 내부 압력이 대기압력 이하를 유지할 수 있으므로, 캐비티 내부에 과도한 압력이 발생하는 것을 방지하면서 제2소재가 원활하게 채워질 수 있고, 사출 이후 캐비티 내부의 잔압을 완전히 제거할 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 사출기 내부에 남아 있는 제1소재를 외부로 배출한 후에 제2소재를 상기 사출기로 투입하는 제6단계에서, 사출기에서 배출된 제1소재를 제1단계에서 재사용할 수 있으므로, 소재의 낭비를 방지하여 제품의 생산단가를 낮출 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 폼스킨과 기재가 일체로 형성된 제품을 냉각한 후에 사출금형과 분리하는 제8단계에서, 사출기에서 제2소재를 배출한 후에 제6단계에서 재사용할 수 있으므로, 소재의 낭비를 방지하여 제품의 생산단가를 낮출 수 있다.
또한, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 폼스킨과 기재가 일체로 형성된 제품을 냉각한 후에 사출금형과 분리하는 제8단계에서, 제품의 냉각 중에 사출기를 통해 캐비티로 사출되는 용융된 제2소재를 소정의 사출압력으로 유지할 수 있으므로, 제품이 냉각 중에 수축되어 변형되는 것을 방지할 수 있다.
개선된 발포사출 제품의 성형공법의 실시예에 따라 발휘되는 더욱 구체적인 효과 및 추가적인 효과에 대하여는, 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 발포사출 제품의 성형장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 자동차 도어트림 암레스트를 나타내는 사시도이다.
도 3은 종래의 자동차 도어트림 암레스트의 단면구조를 나타내는 개략도이다.
도 4는 개선된 자동차 도어트림 암레스트의 단면구조를 나타내는 개략도이다.
도 5는 개선된 발포사출 제품의 성형공법의 공정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 개선된 발포사출 제품의 성형장치를 나타내는 개략도이다.
도 7은 개선된 발포사출 제품의 성형장치의 사출금형의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 8은 개선된 발포사출 제품의 성형공법에 따라 스킨을 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 9는 개선된 발포사출 제품의 성형공법에 따라 사출금형을 형개하여 폼을 발포하여 폼스킨을 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 10은 개선된 발포사출 제품의 성형공법에 따라 폼스킨을 형성하기 위해 형개된 사출금형을 닫는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 11은 개선된 발포사출 제품의 성형공법에 따라 폼스킨 후방에 기재를 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 12는 개선된 발포사출 제품의 성형공법에 따라 캐비티를 확장한 후에 폼스킨 후방에 기재를 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.
이하, 개선된 발포사출 제품의 성형공법을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 개선된 발포사출 제품의 성형공법에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
개선된 발포사출 제품의 성형공법을 이용하면 자동차, 건축물 또는 생활용품의 내장재로 이용되는 다양한 합성수지 제품을 생산할 수 있지만, 여기에서는 도 2에 도시된 자동차의 내장재 중에서 도어트림 암레스트(100)를 예로 들어 설명한다. 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 물리적 발포와 화학적 발포에 모두 적용할 수 있다.
도 3을 참조하여 현재 자동차 도어의 내장재로 쓰이는 일반적인 도어트림 암레스트(100)의 단면 구조를 단순화해서 살펴보면, 도어트림 암레스트(100)는 골조(core)를 이루는 기재 부분, 상기 기재의 외부 표면에 결합되어 쿠션감을 주는 우레탄발포패드 및 상기 우레탄발포패드 위에 결합되어 미감과 촉감을 주는 폼시트로 구성된다.
상기 기재와 폼시트는 PVC나 TPE(열가소성 탄성체, Thestic Elastomer)의 한 종류로 사용되는 TPO(Olefin계 Thermoplastic Elastomer), TPU(thermo plasitic polyurethane), PP(폴리프로필렌, Polypropylene) 등을 소재로 하는 원자재를 사용하고 있다.
상기 기존의 도어트림 암레스트(100)의 개략적인 제조공정은 뼈대에 해당하는 기재를 사출하여 형성하고, 기재의 외부 표면에 본드를 도포한 후에 폼(124)에 해당하는 우레탄발포패드를 부착하고, 우레탄발포패드 위에 본드를 도포한 후에 스킨(122)에 해당하는 폼시트를 감싸는 순서로 진행된다.
상기 기존의 도어트림 암레스트(100)는 우레탄발포패드에 별도의 소재로 만들어진 폼시트를 부착해야 하므로, 제조공정이 복잡하고 제조시간이 오래 걸리며 제조비용이 높다는 문제가 있다. 또한, 우레탄발포패드와 폼스킨(120) 및 기재는 서로 본드를 이용해 부착하게 되므로, 본드에서 방출되는 VOCs(휘발성유기화합물, Volatile Organic Compounds) 등의 냄새 및 유해성으로 인한 자동차 실내공기 오염의 문제도 있다. VOCs는 대기 중에 휘발돼 악취나 오존을 발생시키는 탄화수소화합물을 일컫는 말로, 피부 접촉이나 호흡기 흡입을 통해 신경계에 장애를 일으키는 발암물질이다. 여기에는 벤젠이나 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌, 스틸렌, 아세트알데히드 등이 포함된다.
도 4를 참조하여 개선된 발포사출 제품의 성형공법에 의해 생산되는 도어트림 암레스트(100)의 개략적인 구조를 살펴보면, 폼스킨(120)은 전면은 내장재의 표면을 이루는 스킨(122)이고 스킨(122) 뒤의 나머지 부분은 쿠션감을 줄 수 있는 발포된 폼(124)이고, 상기 스킨(122)과 폼(124)은 하나의 소재가 일체로 폼스킨(120)을 형성하게 된다. 그리고 상기 폼스킨(120)의 폼(124) 부분이 기재(130)와 결합하게 된다.
개선된 발포사출 제품의 성형공법은 하나의 사출금형(40)을 이용해 복수의 소재로 이루어진 단순한 구조의 도어트림 암레스트(100) 제품을 생산할 수 있으므로, 발포사출 공정을 단축시킬 수 있다. 또한, 사출금형(40)의 구조가 간단해져 생산설비를 갖추기 위한 비용을 줄일 수 있으며, 제품의 생산단가를 낮출 수 있는 동시에 제품의 표면 품질 향상 및 발포율 증대로 인한 제품의 경량화를 이룰 수 있다.
도 5를 참조하면, 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 제1소재(80)를 사출기(20)로 투입하는 제1단계, 내부에 제품 성형을 위한 캐비티(46)가 형성되는 제1금형(42)과 제2금형(44)으로 이루어진 사출금형(40)을 결합하는 제2단계, 사출금형(40)에 형성된 가스유로(49)를 통해서 캐비티(46) 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시키는 제3단계, 제2금형(44)과 결합된 사출기(20)를 통해 용융된 제1소재(80)를 캐비티(46)로 사출하여 제1금형(42)과 접하는 제1소재(80)의 전방 부분에 스킨(122)을 형성하는 제4단계, 제1금형(42)과 제2금형(44)을 소정의 간격으로 형개해서 캐비티(46)를 개방한 후에 폐쇄하여 스킨(122) 후방의 제1소재(80) 부분을 발포시켜 폼스킨(120)을 형성하는 제5단계, 사출기(20) 내부에 남아 있는 제1소재(80)를 외부로 배출한 후에 제2소재(90)를 사출기(20)로 투입하는 제6단계, 사출기(20)를 통해 용융된 제2소재(90)를 캐비티(46)로 사출하여 폼스킨(120) 후방에 기재(130)를 일체로 형성하는 제7단계 및 폼스킨(120)과 기재(130)가 일체로 형성된 제품을 냉각한 후에 사출금형(40)과 분리하는 제8단계를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1단계는 폼스킨(120)을 성형하기 위한 재료인 제1소재(80)를 호퍼(22)를 통해서 사출기(20)로 투입하는 공정이다. 상기 제1소재(80)는 합성수지 중 하나를 사용할 수 있고, TPE(열가소성 탄성체, Thestic Elastomer)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 사출기(20)는 실린더(24) 내부에 회전하는 스크류(26)가 있어서 호퍼(22)를 통해 투입되는 상기 제1소재(80)를 상기 캐비티(46) 내부로 이송한다. 상기 사출기(20)는 이송방향으로 갈수록 스크류(26)의 지름이 커지면서 실린더(24)와 스크류(26) 사이의 공간이 좁아지므로, 상기 제1소재(80)는 이송되는 과정에서 마찰되고 압축되어 용융된 상태가 된다. 상기 실린더(24)는 상기 제1소재(80)를 가열할 수 있는 별도의 히터(28)를 구비할 수 있다. 상기 제1소재(80)는 화학발포제를 3% 포함하거나 물리발포제와 화학발포제를 4:3의 비율로 포함하는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 상기 제2단계는 도어트림 암레스트(100) 형상의 캐비티(46)를 갖는 사출금형(40)을 구성하는 제1금형(42)과 제2금형(44)을 결합하는 공정이다. 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)은 서로 마주보는 면의 내부에 상기 제1소재(80)가 사출되는 공간인 캐비티(46)가 형성된다. 상기 제1금형(42) 쪽의 캐비티(46)에서 도어트림 암레스트(100)의 전면(자동차 내부에서 보이는 면)이 형성될 수 있고, 상기 제2금형(44) 쪽의 캐비티(46)에서 상기 도어트림 암레스트(100)의 후면이 형성될 수 있다. 상기 제2금형(44)은 상기 캐비티(46)와 상기 사출기(20)를 연결하여 소재를 공급하는 소재공급로(48)를 가진다. 상기 제2금형(44)은 상기 캐비티(46) 내부의 압력을 조절할 수 있도록 상기 캐비티(46)와 상기 사출금형(40)의 외부를 연결하는 가스유로(49)를 가진다. 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)은 상대적인 위치를 조정하여 상기 캐비티(46)를 확장하거나 축소할 수 있고, 여기서는 상기 제2금형(44)은 고정되고 상기 제1금형(42)이 이동하는 것을 기준으로 설명한다.
상기 제3단계는 캐비티(46) 내부에 제1소재(80)를 사출하기 전에 가스를 주입하여 소정의 압력을 발생시키는 공정이다. 상기 캐비티(46)에 제1소재(80)가 사출되는 순간에 캐비티(46) 내부의 압력이 사출기(20)를 통과해서 용융된 제1소재(80)에 가해진 압력보다 낮으면 상기 제1소재(80)가 압력 차이로 인해 불규칙적으로 발포하게 되므로, 상기 제3단계는 이를 방지하기 위해 캐비티(46)에 제1소재(80)가 사출되기 전에 미리 캐비티(46) 내부의 압력을 높이는 과정이다. 상기 제3단계는 상기 용융된 제1소재(80)를 사출금형(40) 내부로 사출하기 전에 캐비티(46)에 별도의 가스를 공급하여 사출금형(40) 내부에 사출방향과 반대되는 역방향 압력을 가하는 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 사출금형(40)은 상기 캐비티(46)에 상기 가스를 주입하거나 배출하기 위한 가스유로(49)가 제1금형(42) 또는 제2금형(44)에 형성될 수 있고, 상기 가스유로(49)는 가스만 통과하고 상기 제1소재(80)나 제2소재(90)는 통과하지 못하며, 이를 위해서 미세 통기성 코어(일명 포세락스, Porcerax) 등을 이용할 수 있다. 상기 가스유로(49)는 가스공급로(61)를 통해서 상기 사출금형(40)의 외부의 가스공급부(62)와 연결될 수 있고, 상기 가스공급부(62)에서 상기 캐비티(46)로 공급되는 가스는 압력제어부(60)에 의해 조절된다. 상기 압력제어부(60)는 사출제어부(30)와 전기적 신호로 연결될 수 있고, 상기 사출제어부(30)는 상기 사출기(20)에서 상기 캐비티(46)로 주입되는 제1소재(80)와 제2소재(90)의 공급을 제어할 수 있다. 상기 압력제어부(60)는 사출제어부(30)에서 전달되는 신호에 따라 상기 가스공급부(62)에서 상기 가스공급로(61)를 따라 상기 캐비티(46)로 유입되는 가스를 제어하여 상기 캐비티(46) 내부의 압력을 가압하거나 감압할 수 있다. 상기 캐비티(46)에 공급되는 가스로는 질소 또는 대기 중의 공기 등 다양한 종류의 기체를 사용할 수 있다.
또한, 상기 압력제어부(60)는 상기 사출금형(40)의 제1금형(42) 또는 제2금형(44)에 결합되어 캐비티(46) 내부에 주입된 제1소재(80) 또는 제2소재(90)의 압력 또는 온도를 감지할 수 있는 센서(63), 상기 가스공급로(61)에 결합되어 상기 캐비티(46)로의 가스 유입을 단속하는 공급밸브(65), 상기 가스공급로(61)에 결합되어 상기 가스공급부(62)로 가스가 역류되는 것을 방지하는 체크밸브(66) 및 상기 센서(63)의 신호를 받아 상기 공급밸브(65)를 제어하여 상기 캐비티(46) 내부의 압력을 조절하는 컨트롤러(64)를 포함할 수 있다. 상기 센서(63)가 감지한 신호를 상기 압력제어부(60)로 보내면 상기 압력제어부(60)는 상기 캐비티(46) 내부를 가압하거나 감압할 수 있다. 상기 압력제어부(60)는 상기 컨트롤러(64)가 상기 공급밸브(65)를 열면 가스탱크를 포함하는 상기 가스공급부(62)에서 상기 가스공급로(61)를 따라 상기 캐비티(46) 내부로 가스를 주입하게 된다. 상기 가스유로(49)와 상기 체크밸브(66) 사이의 가스공급로(61)에서 분기되는 가스배출로(67)에는 캐비티(46) 내부의 가스를 외부로 배출하여 감압할 수 있도록 상기 압력제어부(60)에 의해 조절되는 배출밸브(68)를 설치할 수 있다. 상기 배출밸브(68)는 상기 가스배출로(67)를 통해 상기 압력제어부(60)에 의해 조절되는 가스배출부(69)와 연결될 수 있다. 상기 가스배출부(69)는 진공탱크를 포함할 수 있고, 상기 압력제어부(60)가 상기 배출밸브(68)를 열면 상기 가스배출부(69)는 상기 가스배출로(67)와 연결된 상기 캐비티(46) 내부의 가스를 흡입하여 감압할 수 있다. 상기 가스유로(49)와 상기 체크밸브(66) 사이의 가스공급로(61)에서 분기되는 가스배기로(70)에는 상기 캐비티(46) 내부의 압력이 설정된 압력 이상으로 상승하는 경우에 개방되어 상기 캐비티(46) 내부의 가스를 외부로 배출하는 릴리프밸브(71)가 설치될 수 있고, 상기 릴리프밸브(71)는 상기 캐비티(46) 내부에 과도한 압력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제3단계는 캐비티(46) 내부 압력이 상기 사출기(20)의 스크류(26)에 의해 캐비티(46) 내부로 사출되는 제1소재(80)의 발포압력 이상을 유지할 수 있다. 상기 사출기(20)를 통과하며 압축된 제1소재(80)가 캐비티(46)로 사출되는 순간 사출금형(40) 내부의 압력이 상기 제1소재(80)의 발포압력보다 낮다면 상기 제1소재(80)는 캐비티(46) 내부에서 산발적으로 불규칙하게 발포된다. 이를 방지하기 위해서 상기 제3단계는 캐비티(46) 내부의 압력을 상기 제1소재(80)의 발포압력과 동일하거나 높게 유지하게 되므로, 상기 제1소재(80)는 조밀성을 가지며 균일하게 발포될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제4단계는 폼스킨(120)의 스킨(122)을 형성하기 위해 사출기(20)를 통과해서 용융된 제1소재(80)를 캐비티(46)로 사출하는 공정이다. 상기 스킨(122)은 상기 캐비티(46) 내부의 제1금형(42)과 접하는 상기 제1소재(80)의 일부에 의해 형성된다. 이때 상기 캐비티(46)를 형성하는 제1금형(42)과 제2금형(44)의 마주보는 면은 소정의 거리 d1만큼 이격되어 있고, 상기 스킨(122)은 거리 d1보다 작은 두께 t1을 가지며, 상기 스킨(122)의 후방에 있는 제1소재(80)의 나머지 부분은 두께 t2를 가진다. 상기 제1소재(80)의 전체 두께 t1+t2는 상기 캐비티(46)를 형성하는 제1금형(42)과 제2금형(44)의 마주보는 면의 거리 d1과 같다. 상기 스킨(122)은 발포 시에 폼(124)과 분리되지 않도록 상기 사출금형(40)에 히터(28)를 구비하여 고화속도를 늦추어 소정의 두께를 가지게 할 수도 있다. 사출되는 온도는 180~250℃가 적당하고, 200~230℃가 바람직하다.
또한, 상기 제4단계는 사출기(20)에서 캐비티(46) 내부로 제1소재(80)가 사출되는 초기에 캐비티(46) 내부 압력이 제1소재(80)의 발포압력 이상을 유지할 수 있다. 상기 제4단계는 상기 제3단계와 마찬가지로 상기 캐비티(46)에 제1소재(80)가 사출되는 초기에 사출금형(40) 내부의 낮은 압력으로 인해 제1소재(80)가 산발적으로 발포되는 것을 방지하면서 조밀성을 가진 균일한 발포를 얻을 수 있다. 즉, 상기 제3단계에서 상기 압력제어부(60)는 제1소재(80)가 사출되기 전부터 유지하던 캐비티(46) 내부 압력을 사출기(20)에서 캐비티(46) 내부로 제1소재(80)가 사출되는 초기까지 유지하는 것이다.
또한, 상기 제4단계는 사출기(20)에서 캐비티(46) 내부로 제1소재(80)가 사출되는 초기 이후 즉, 중기부터 후기까지 캐비티(46) 내부 압력을 제1소재(80)의 발포압력 또는 대기압력 이하로 유지할 수 있다. 이처럼 상기 압력제어부(60)가 캐비티(46) 내부 압력을 제1소재(80)의 발포압력 또는 대기압력 이하로 유지하면 캐비티(46) 내부에 과도한 압력이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로 제1소재(80)가 캐비티(46) 내부로 사출되는 시간을 줄일 수 있다. 사출이 끝난 이후에는 캐비티(46) 내부의 잔압을 완전히 제거할 수 있다. 상기 제2금형(44)에 구비된 센서(63)가 제1소재(80)의 압력 또는 온도를 감지하면 상기 센서(63)에서 전달된 신호를 수신한 압력제어부(60)는 캐비티(46) 내부의 압력을 제1소재(80)의 발포압력 또는 대기압력 이하로 감압할 수 있다.
또한, 상기 제4단계에서 캐비티(46) 내부의 압력은 상기 압력제어부(60)가 상기 캐비티(46)에 제1소재(80)를 사출하기 전부터 사출한 후까지 적절하게 조절하여 상기 제1소재(80)의 발포율을 조정할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제5단계는 폼스킨(120)의 폼(124)을 형성하기 위해서 상기 캐비티(46)를 형성하며 접하고 있는 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)의 둘레 부분을 소정의 간격 h1으로 형개하는 코어백 공정이다. 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)을 간격 h1으로 이격하면 상기 캐비티(46)를 형성하는 제1금형(42)과 제2금형(44)의 마주보는 면은 처음 이격된 거리 d1보다 큰 거리 d2로 이격된다. 이때 상기 캐비티(46)의 측면부가 개방된다. 상기 캐비티는 확장되므로 상기 스킨(122)의 후방에 두께 t2를 가지고 압축되어 있던 제1소재(80)의 나머지 부분이 더 큰 두께 t3로 발포하면서 팽창하면서 폼(124)을 형성하게 된다. 상기 거리 d1 및 d2는 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)의 상대적인 위치에 따라 조정이 가능하다. 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)을 형개하는 간격 h1은 2~4㎜가 적당하고, 3㎜가 바람직하다. 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)을 형개하는 시간은 0.1~0.3초 이내가 적당하고, 0.2초 이내가 바람직하다. 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)을 0.2초 이내로 형개하면 상기 제1소재(80) 말단의 온도 강하를 최소화할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제5단계는 상기 스킨(122) 후방의 제1소재(80) 발포 후에 제1금형(42)과 제2금형(44) 사이의 간격 h1을 간격 h2로 줄여서 폼스킨(120)을 가압할 수 있다. 이때 캐비티(46)를 형성하는 상기 제1금형(42)과 제2금형(44)의 마주보는 면은 거리 d2보다 작은 거리 d3로 이격되지만, 상기 캐비티(46)는 처음보다 확장된다. 상기 캐비티(46)가 확장되는 정도는 상기 거리 d3를 조절하여 변화할 수 있다. 필요에 따라 상기 캐비티(46) 내부에서 발포되는 제1소재(80)의 발포량을 조절하면 원하는 두께 t4의 폼(124)을 가진 폼스킨(120)을 형성할 수 있다. 상기 폼스킨(120)의 폼(124)을 발포하는 과정에서 팽창된 폼(124)을 소정의 정도로 압축하면 표면이 매끄러운 스킨(122)과 쿠션감을 가진 폼(124)으로 이루어진 폼스킨(120)을 성형할 수 있다.
상기 제1단계부터 제5단계의 공정을 거치면 스킨(122)과 상기 스킨(122)의 후방에 발포되어 일체로 형성되는 폼(124)으로 이루어진 폼스킨(120)을 성형할 수 있으므로, 상술한 기존의 도어트림 암레스트(100)를 제작하기 위해서 우레탄발포패드에 별도의 소재로 만들어진 폼시트를 부착하는 공정을 개선할 수 있다. 따라서 상기 개선된 폼스킨(120) 공정에 따르면 제조공정이 간단하고 빠르며 비용을 절감할 수 있는 동시에 우레탄발포패드에 폼스킨(120)을 부착하기 위해 사용하는 본드를 사용하지 않으므로 본드에서 방출되는 휘발성유기화합물 등의 냄새 및 유해성으로 인한 자동차 실내공기 오염의 문제도 해결할 수 있다.
상기 제6단계는 폼스킨(120) 성형하고 사출기(20) 내부에 남아 있는 제1소재(80)를 외부로 배출한 후에 기재(130)를 성형하기 위한 재료인 제2소재(90)를 호퍼(22)를 통해서 사출기(20)로 투입하는 공정이다. 상기 제2소재(90)는 합성수지 중 하나를 사용할 수 있고, PP(폴리프로필렌, Polypropylene)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 사출기(20)는 실린더(24) 내부에 회전하는 스크류(26)가 있어서 호퍼(22)를 통해 투입되는 상기 제2소재(90)를 상기 캐비티(46) 내부로 이송한다. 상기 사출기(20)는 이송방향으로 갈수록 스크류(26)의 지름이 커지고 실린더(24)와 스크류(26) 사이의 공간이 좁아지므로, 상기 제2소재(90)는 이송되는 과정에서 마찰되고 압축되어 용융된 상태가 된다.
또한, 상기 제6단계는 사출기(20)에서 배출된 제1소재(80)를 제1단계에서 재사용할 수 있다. 도어트림 암레스트(100) 생산공정은 상기 제1단계부터 제8단계를 반복하여 제품을 연속적으로 생산하게 되는데, 상기 제1소재(80)는 사출기(20) 외부로 배출된 후에 반복되는 제1단계에서 사출기(20)로 다시 투입할 수 있으므로, 제1소재(80)의 낭비를 방지하여 제품의 생산단가를 낮출 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 제7단계는 폼스킨(120) 후방에 기재(130)를 일체로 형성하기 위해 사출기(20)를 통과해서 용융된 제2소재(90)를 캐비티(46)로 사출하는 공정이다. 상기 폼스킨(120) 형성 후 폐쇄된 캐비티(46) 내부의 폼스킨(120) 후방의 폼(124) 부분은 발포되어 팽창된 부분이고, 상기 캐비티(46)에 상기 제2소재(90)를 사출하면 상기 폼(124)의 일정 부분이 압축되면서 기재(130)가 형성될 수 있다. 이때 상기 폼(124)의 두께는 t4보다 줄어들게 된다. 상기 폼스킨(120)의 잔류열에 의해 별도의 본드 등의 접합제를 사용하지 않고도 상기 기재(130)는 상기 폼스킨(120)의 후방에 결합된다.
도 12를 참조하면, 상기 제7단계에서 사출금형(40) 내부에 형성된 캐비티(46)는 제1금형(42)과 제2금형(44) 사이의 간격을 조정하여 확장할 수 있다. 상기 제5단계에서 폼스킨(120)을 형성한 후에 제1금형(42)과 제2금형(44)을 간격 h3로 이격하면 상기 확장된 캐비티(46)를 형성하는 제1금형(42)과 제2금형(44)의 마주보는 면 사이의 거리 d4는 거리 d3보다 커진다. 상기 거리 d4는 최종적으로 생산하고자 하는 제품의 두께에 적합하게 조정이 가능하다. 상기 거리 d4로 캐비티(46)를 확장하면 상기 폼스킨(120)의 후방에 기재(130)를 성형하기 위한 공간을 확보할 수 있다. 상기 거리 d4에 따라 상기 폼(124)의 두께 t3를 유지하거나 축소시키면서 기재(130)의 두께를 결정할 수 있다. 이처럼 상기 제1단계부터 제7단계에 이르는 동안 상기 캐비티(46)를 확장하거나 축소함으로써 상기 스킨(122), 폼(124), 폼스킨(120), 기재(130) 및 최종제품의 두께를 다양하게 변형할 수 있다.
또한, 상기 제7단계는 제2금형(44)의 캐비티(46) 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시킬 수 있다. 상기 제5단계에서 상기 스킨(122) 후방의 제1소재(80) 발포 후에 제1금형(42)과 제2금형(44) 사이의 간격 h1을 간격 h2로 줄인 상태에서 가스를 주입하는 경우, 상기 주입된 가스의 압력에 의해 발포된 폼(124)이 압축되어 기재(130)를 형성할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 상기 제5단계에서 폼스킨(120)을 형성한 후에 제1금형(42)과 제2금형(44)을 간격 h3로 이격하여 캐비티(46)를 확장한 경우, 상기 캐비티(46)에 제2소재(90)가 사출되는 순간에 캐비티(46) 내부의 압력이 사출기(20)를 통과해서 용융된 제2소재(90)에 가해진 압력보다 낮으면, 상기 제2소재(90)가 압력 차이로 인해 불규칙적으로 발포하게 되므로, 이를 방지하기 위해 상기 압력제어부(60)는 캐비티(46)에 제2소재(90)가 사출되기 전에 미리 캐비티(46) 내부의 압력을 높일 수 있다. 이는 상기 용융된 제2소재(90)를 사출금형(40) 내부로 사출하기 전에 상기 압력제어부(60)가 캐비티(46)에 별도의 가스를 공급하여 사출금형(40) 내부에 사출방향과 반대되는 역방향 압력을 가하는 것이다.
또한, 상기 제7단계는 상기 제5단계에서 폼스킨(120)을 형성한 후에 제1금형(42)과 제2금형(44)을 간격 h3로 이격하여 캐비티(46)가 확장된 경우, 사출기(20)에서 캐비티(46) 내부로 제2소재(90)가 사출되는 초기에 상기 압력제어부(60)가 캐비티(46) 내부 압력을 제2소재(90)의 사출압력 이상으로 유지할 수 있다. 상기 제7단계는 상기 캐비티(46)에 제2소재(90)가 사출되는 초기에 사출금형(40) 내부의 낮은 압력으로 인해 제2소재(90)가 산발적으로 성형되는 것을 방지하면서 조밀성하고 균일한 성형물을 얻을 수 있다.
또한, 상기 제7단계는 사출기(20)에서 캐비티(46) 내부로 제2소재(90)가 유입되는 초기 이후 즉, 중기부터 후기까지 캐비티(46) 내부 압력을 대기압력 이하로 유지할 수 있다. 이처럼 상기 압력제어부(60)가 캐비티(46) 내부 압력을 대기압력 이하로 유지하면 캐비티(46) 내부에 과도한 압력이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로 제2소재(90)가 캐비티(46) 내부로 사출되는 시간을 줄일 수 있다. 사출이 끝난 이후에는 캐비티(46) 내부의 잔압을 완전히 제거할 수 있다. 상기 제2금형(44)에 구비된 센서(63)가 제2소재(90)의 압력 또는 온도를 감지하면 상기 센서(63)에서 전달된 신호를 수신한 압력제어부(60)는 캐비티(46) 내부의 압력을 대기압력 이하로 감압할 수 있다.
또한, 상기 압력제어부(60)는 캐비티(46)에 제2소재(90)를 사출하기 전부터 사출한 후까지의 모든 과정에서 상기 캐비티(46) 내부의 압력을 조절할 수 있으므로, 상기 제7단계에서 상기 압력제어부(60)는 캐비티(46) 내부의 압력을 적절하게 조절하여 상기 제1소재(80)의 발포율을 조정할 수 있다.
상기 제8단계는 폼스킨(120)과 기재(130)가 일체로 형성된 제품을 상기 사출금형(40)의 캐비티(46)에서 냉각한 후에 꺼내는 공정이다. 이를 위해서 상기 사출금형(40)에는 냉각을 위한 유체가 지나가는 통로가 형성될 수 있다. 상기 사출금형(40)이 냉각되는 동안 상기 제품의 수축을 보상하기 위하여 상기 사출기(20)는 상기 캐비티(46) 내부에 소정의 압력으로 상기 제2소재(90)를 주입할 수 있다.
또한, 상기 제1단계부터 제5단계는 사출기(20)에서 제1소재(80)를 캐비티(46)로 사출하여 폼스킨(120)을 형성하는 공정이고, 상기 제6단계부터 제8단계는 상기 사출기(20)에서 제2소재(90)를 상기 캐비티(46)로 사출하여 상기 폼스킨(120) 후방에 기재(130)를 형성하는 공정이다. 이때 상기 사출기(20)는 상기 폼스킨(120)을 형성하기 위해서 캐비티(46)로 제1소재(80)를 사출한 후에 내부에 남아 있는 상기 제1소재(80)를 제거하고, 상기 기재(130)를 형성하기 위한 제2소재(90)가 내부로 공급된다. 상기 제거된 제1소재(80)는 다음 폼스킨(120) 형성을 위해 사출기(20)로 재투입될 수 있다. 상기 제1소재(80)와 마찬가지로 상기 제2소재(90)도 다음 기재(130) 형성을 위해 사출기(20)로 재투입될 수 있다. 즉, 상기 제8단계에서 기재(130)를 성형하고 사출기(20) 내부에 남아 있는 제2소재(90)는 외부로 배출된 후에 반복되는 상기 제6단계에서 기재(130)를 성형하기 위해 호퍼(22)를 통해서 사출기(20)로 투입할 수 있으므로, 상기 제2소재(90)를 상기 제6단계에서 재사용할 수 있다. 도어트림 암레스트(100) 생산공정은 상기 제1단계부터 제8단계를 반복하여 제품을 연속적으로 생산하게 되는데, 상기 제2소재(90)는 사출기(20) 외부로 배출된 후에 반복되는 제6단계에서 사출기(20)로 다시 투입할 수 있으므로, 제2소재(90)의 낭비를 방지하여 제품의 생산단가를 낮출 수 있다.
앞에서, 개선된 발포사출 제품의 성형공법의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 개선된 발포사출 제품의 성형공법은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 개선된 발포사출 제품의 성형공법의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구체적인 실시예로 다양하게 수정 및 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 개선된 발포사출 제품의 성형공법의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 할 것이다.
1 : 호퍼 2 : 사출기
3 : 사출금형 20 : 사출기
22 : 호퍼 24 : 실린더
26 : 스크류 28 : 히터
30 : 사출제어부 40 : 사출금형
42 : 제1금형 44 : 제2금형
46 : 캐비티 48 : 소재공급로
49 : 가스유로 60 : 압력제어부
61 : 가스공급로 62 : 가스공급부
63 : 센서 64 : 컨트롤러
65 : 공급밸브 66 : 체크밸브
67 : 가스배출로 68 : 배출밸브
69 : 가스배출부 70 : 가스배기로
71 : 릴리프밸브 80 : 제1소재
90 : 제2소재 100 : 도어트림 암레스트
120 : 폼스킨 122 : 스킨
124 : 폼 130 : 기재

Claims (11)

  1. 제1소재를 사출기로 투입하는 제1단계;
    내부에 제품 성형을 위한 캐비티가 형성되는 제1금형과 제2금형으로 이루어진 사출금형을 결합하는 제2단계;
    상기 사출금형에 형성된 가스유로를 통해서 상기 캐비티 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시키는 제3단계;
    상기 제2금형과 결합된 사출기를 통해 용융된 제1소재를 상기 캐비티로 사출하여 상기 제1금형과 접하는 상기 제1소재의 전방 부분에 스킨을 형성하는 제4단계;
    상기 제1금형과 제2금형을 소정의 간격으로 형개해서 상기 캐비티를 개방한 후에 폐쇄하여 상기 스킨 후방의 제1소재 부분을 발포시켜 폼스킨을 형성하는 제5단계;
    상기 사출기 내부에 남아 있는 제1소재를 외부로 배출한 후에 제2소재를 상기 사출기로 투입하는 제6단계;
    상기 사출기를 통해 용융된 제2소재를 상기 캐비티로 사출하여 상기 폼스킨 후방에 기재를 일체로 형성하는 제7단계; 및
    상기 폼스킨과 기재가 일체로 형성된 제품을 냉각한 후에 상기 사출금형과 분리하는 제8단계를 포함하는 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제7단계는 상기 폼스킨 후방의 캐비티가 확장되도록 상기 제1금형과 제2금형을 결합하고 상기 사출기를 통해 용융된 제2소재를 상기 확장된 캐비티로 사출하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제7단계는 상기 제2금형의 캐비티 내부에 가스를 주입하여 압력을 발생시키는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제7단계에서 상기 사출기로부터 상기 캐비티 내부로 제2소재가 사출되는 초기에 상기 캐비티 내부 압력이 제2소재의 사출압력 이상을 유지하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제7단계에서 상기 사출기로부터 상기 캐비티 내부로 제2소재가 유입되는 초기 이후에 상기 캐비티 내부 압력이 대기압력 이하를 유지하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3단계에서 상기 캐비티 내부 압력이 상기 사출기에서 상기 캐비티 내부로 사출되는 제1소재의 발포압력 이상을 유지하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4단계에서 상기 사출기에서 상기 캐비티 내부로 제1소재가 사출되는 초기에 상기 캐비티 내부 압력이 제1소재의 발포압력 이상을 유지하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제4단계에서 상기 사출기에서 상기 캐비티 내부로 제1소재가 사출되는 초기 이후에 상기 캐비티 내부 압력이 대기압력 이하를 유지하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5단계는 상기 스킨의 발포 후에 상기 제1금형과 제2금형 사이의 간격을 줄여서 상기 폼스킨을 가압하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제6단계는 상기 사출기에서 배출된 제1소재를 상기 제1단계에서 재사용하고, 상기 제8단계는 상기 사출기에서 제2소재를 배출한 후에 상기 제6단계에서 재사용하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제8단계는 상기 제품의 냉각 중에 상기 사출기를 통해 상기 캐비티로 사출되는 용융된 제2소재를 소정의 사출압력으로 유지하는, 발포사출 제품의 성형공법 개선.
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