KR20220166105A

KR20220166105A - 발포 공정에서의 인몰드 실링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20220166105A
Application number: KR1020210075006A
Authority: KR
Inventors: 이영표
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-12-16

Abstract

발포금형 상형과 하형 사이에 사출코어, 발포층, 및 스킨을 순서대로 위치시켜 상기 발포금형 상형과 하형을 가압하여 발포 제품을 성형하는 발포 공정중에 상기 발포층의 진행을 저지해야 하는 부위를 실링하는 장치 및 방법이 제공된다. 이 장치에 따르면, 상기 발포금형 상형의 하면에 상기 발포금형 하형을 향해 접근하도록 형성된 단차부; 사출코어의 하면에 상기 발포층을 향하여 돌출되어 상기 사출코어와 상기 스킨 사이에 병목 구간을 형성하는 댐; 및 상기 발포금형 하형의 상면에 형성된 홈에 위치하며 상기 발포금형 상형을 향해 팽창되는 실링튜브를 포함한다. 여기서, 상기 사출코어 및 상기 스킨은 상기 단차부가 있는 영역까지 연장되고, 상기 팽창된 실링튜브는 상기 발포층의 말단부를 실링하여 발포층의 진행을 저지한다.

Description

발포 공정에서의 인몰드 실링 장치 및 방법 {In-mold sealing apparatus and method for foaming process}

본 발명은 사출코어, 발포층, 및 스킨으로 이루어진 제품의 제조공정에서 발포 공정중에 발포층의 진행을 저지해야 하는 부위를 실링하는 기술에 관한 것이다.

사출코어(core), 발포층(foam), 스킨(skin)으로 이루어진 발포 제품(예를 들어, 소프트 IP(Instrument Panel) 또는 크래시패드, 기타 자동차 내장재)가 있다. 이러한 소프트 타입의 크래시패드는 위와 같은 3개층으로 구성되어 미려한 외관과 부드러운 촉감을 줘 최근의 감성품질 향상에 이바지하고 있다. (참고: 대한민국등록특허 10-1289673 (등록공고일: 2013년 7월 26일))

이러한 소프트 타입 내장재 등의 발포 제품을 제조하기 위한 발포 공정에서 발포층 생성시 발포가 끝나는 부위에 실링을 해야 한다. 이러한 실링을 인몰드 실링이라 한다. 종래에는 인몰드 실링을 위해 수작업에 의해 실링패드를 실링부에 부착하였고, 뒤이어, 실링튜브의 팽창을 이용하여 자동으로 인몰드 실링을 하는 기술이 개발되었다.

도 1은 종래의 발포 공정에서의 인몰드 실링의 개념도이다. 발포금형 상형(10)에 사출코어(30)를 위치시키고 발포금형 하형(20)에 스킨(50) 재료를 위치시키고 스킨(50) 재료 위에 폼 재료를 적층한 후, 상기 상형과 하형(20)을 가압하여 사출코어(30)-발포층(40)-스킨(50)이 일체로 된 제품을 성형한다. 이때 실링을 위해 하형(20)에 홈(21)을 형성하고 이 안에 실링튜브(22)를 장착한다. 이 실링튜브(22)를 공기압에 의해 팽창(22')시켜서 상형(10)과 하형(20) 사이의 공간을 막아 발포층(40)이 실링부(60)를 넘어서 더 침투하지 못하도록 한다(과거에는 수작업으로 실링패드를 부착하였다). 이로써 자동 실링이 이루어진다.

도 1에서 실링튜브(22)의 팽창을 감안하여 넓은 플랜지부(상형(10)과 하형(20) 사이의 상하폭 축소 구간)의 확보가 필요하다(종래에 도 1에서 d1은 대략 10mm, d2도 대략 10mm이었음). 그만큼 코어(30)의 길이 및 스킨(50)의 길이가 연장되어 재료비가 증대된다. 또한 제품 성형 후에 후가공으로 절단부(61)를 커팅해야 할 필요성이 있다. 왜냐하면, 상대 부품에 조립을 하기 위해 형상을 트리밍해야 하기 때문이다.

이에, 본 발명의 목적은 사출코어, 발포층, 및 스킨으로 이루어진 소프트 IP 등의 제품을 제작하기 위한 발포 공정에서 상기 플랜지부의 길이를 축소하고 후가공 커팅 공정을 삭제하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 한 측면에 따르면, 발포금형 상형과 하형 사이에 사출코어, 발포층, 및 스킨을 순서대로 위치시켜 상기 발포금형 상형과 하형을 가압하여 발포 제품을 성형하는 발포 공정중에 상기 발포층의 진행을 저지해야 하는 부위를 실링하는 장치가 제공된다.

이 장치는, 상기 발포금형 상형의 하면에 상기 발포금형 하형을 향해 접근하도록 형성된 단차부; 사출코어의 하면에 상기 발포층을 향하여 돌출되어 상기 사출코어와 상기 스킨 사이에 병목 구간을 형성하는 댐; 및 상기 발포금형 하형의 상면에 형성된 홈에 위치하며 상기 발포금형 상형을 향해 팽창되는 실링튜브를 포함한다. 여기서, 상기 사출코어 및 상기 스킨은 상기 단차부가 있는 영역까지 연장되고, 상기 팽창된 실링튜브는 상기 발포층의 말단부를 실링하여 발포층의 진행을 저지한다.

또한 상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따르면, 하면에 발포금형 하형을 향해 접근하도록 단차부가 형성된 발포금형 상형을 준비하고; 상면에 홈이 형성되고 이 홈에 실링튜브가 위치하는 발포금형 하형을 준비하고; 상기 발포금형 상형의 아래에 상기 발포금형 하형을 위치시키고; 상기 발포금형 하형과 상기 발포금형 상형 사이에 스킨을 위치시키되, 상기 발포금형 상형의 단차부가 있는 영역까지 연장되도록 위치시키고; 하면에 상기 발포층을 향하여 돌출되어 상기 사출코어와 상기 스킨 사이에 병목 구간을 형성하는 댐이 형성된 사출코어를 상기 발포금형 상형과 상기 스킨 사이에 위치시키되, 상기 발포금형 상형의 단차부가 있는 영역까지 연장되도록 위치시키고; 상기 사출코어와 상기 스킨 사이에 발포층을 위치시키고; 상기 발포금형 상형과 하형을 가압하여 발포시에 상기 실링튜브를 팽창시켜 상기 발포층의 말단부를 실링하여 발포층의 진행을 저지하도록 하는 것을 포함하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 방법이 제공된다.

이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면, 사출코어, 발포층, 및 스킨으로 이루어진 소프트 IP 등의 자동차 내장재 제작시에 플랜지부의 길이가 축소되고 그에 따라 실링부가 성형 제품 쪽으로 이동되어 후가공으로 절단부를 커팅하는 공정(트림)이 삭제되어 원가절감 및 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 트림이 불필요하게 되어 사출코어 스크랩이 축소되며, 그에 따라 제품 사이즈가 축소될 수 있다.

도 1은 종래의 발포 공정에서의 인몰드 실링의 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인몰드 실링의 설명도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작, 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 개선된 인몰드 실링의 개념도이다.

기본적으로 도 1의 종래 개념구조와 유사하게 발포금형 상형(100)과 하형(200) 사이에 사출코어(300), 발포층(400), 스킨(500)을 위치시켜 가압 발포한다.

구체적으로, 인몰드 실링의 개선을 위해 본 발명에서는 발포금형 상형(100)의 하면에 사출코어(300)의 하면과 거의 동일한 면까지 내려오도록 단차부(110)가 형성된다. 사출코어(300)는 대략 이 단차부(110)까지 연장되고 그에 따라 스킨(500)도 대략 이 단차부(110)에 상응하는 부위까지 연장된다.

여기서 단차부(110)의 위치는 도 1에서 언급한 실링부(60)의 위치에 상응한다. 즉, 하형(200)의 상면에 형성된 홈(210)에 있는 실링튜브(220)가 팽창되어, 사출코어(300)와 스킨(500) 사이의 발포층(400)의 말단부를 실링하는데, 그 실링 위치가 상기 단차부(110)의 위치에 대응한다는 것이다.

다음에, 사출코어(300)의 하면에 아래 방향으로 댐(310)을 돌출시켜서 발포층(400)에 병목 구간(410)을 형성한다. 댐(310)의 위치는 하형(200)의 상면이 상형(100) 쪽으로 올라가는 경사면 영역에 위치하도록 설정한다. 따라서 병목 구간(410)은 상기 댐(310)의 정점을 지난 면과 상기 하형(200)의 상향 경사면 사이에 형성된다. 이를 위해 댐(310)의 형상은 스킨(500)과 사출코어(300) 사이의 병목 구간(410)의 상부와 하부가 유사한 곡면을 이루도록 설계하는 것이 바람직하다. 또한 발포층의 진행 억제력 강화를 위해 상기 병목 구간(410)의 폭은 일정한 것이 바람직하다.

도 2의 구조에서, 상형(100)과 하형(200)의 가압 발포시에 상기 댐(310)에 의해서 발포층(400)은 댐(310)의 정점 이후의 병목 구간(410)에서 유동이 완화되고 상기 단차부(110) 근처에서 팽창된 실링튜브(220')에 의해 저지된다. 그리고 병목 구간(410)의 종단 지점이 바로 단차부(110)이며, 이 단차부(110)가 곧 실딩부에 해당된다. 도 1의 구조와 비교해 보면 플랜지부, 즉, 도 2에서의 병목 구간(410)에 해당되는 부분의 길이가 단축되어서 실링튜브(220)가 좌측(발포층 쪽)으로 더 이동되어 있음을 알 수 있다. 일례로, 상기 병목 구간(410)의 길이 b, 더 정확하게 말해 댐(310)과 실링튜브(220) 중심간의 거리 b는 대략 10mm이다.

결과적으로 발포 공정 후에 후가공으로 성형 제품의 말단부를 절단하지 않아도 도 2의 금형 구조만으로 완제품이 성형될 수 있어서 별도의 트림 공정을 삭제할 수 있다.

이상에서 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 발포금형 상형, 20: 발포금형 하형, 21: 홈, 22: 실링튜브, 22': 팽창된 실링튜브, 30: 사출코어, 40: 발포층, 50: 스킨, 60: 실링부, 61: 절단부, 100: 발포금형 상형, 110: 단차부, 200: 발포금형 하형, 210: 홈, 220: 실링튜브, 220': 팽창된 실링튜브, 300: 사출코어, 310: 댐, 400: 발포층, 410: 병목 구간, 500: 스킨

Claims

발포금형 상형과 하형 사이에 사출코어, 발포층, 및 스킨을 순서대로 위치시켜 상기 발포금형 상형과 하형을 가압하여 발포 제품을 성형하는 발포 공정중에 상기 발포층의 진행을 저지해야 하는 부위를 실링하는 장치로,
상기 발포금형 상형의 하면에 상기 발포금형 하형을 향해 접근하도록 형성된 단차부;
사출코어의 하면에 상기 발포층을 향하여 돌출되어 상기 사출코어와 상기 스킨 사이에 병목 구간을 형성하는 댐; 및
상기 발포금형 하형의 상면에 형성된 홈에 위치하며 상기 발포금형 상형을 향해 팽창되는 실링튜브를 포함하며,
상기 사출코어 및 상기 스킨은 상기 단차부가 있는 영역까지 연장되고,
상기 팽창된 실링튜브는 상기 발포층의 말단부를 실링하여 발포층의 진행을 저지하는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 장치.
제1항에 있어서, 상기 발포층의 말단부를 실링하는 위치는 상기 단차부의 위치에 상응하는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 장치.
제1항에 있어서, 상기 단차부는 상기 사출코어의 하면과 실질적으로 동일한 위치까지 형성되는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 장치.
제1항에 있어서, 상기 발포금형 하형의 상면에 상형을 향해 올라가는 상향 경사면이 형성되어 있고, 상기 댐은 이 경사면 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 장치.
제4항에 있어서, 상기 병목 구간은 상기 댐의 정점을 지난 면과 상기 발포금형 하형의 상기 경사면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 장치.
제5항에 있어서, 상기 병목 구간의 상기 댐의 정점을 지난 면과 상기 발포금형 하형의 상기 경사면 사이의 간격은 일정한 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 장치.
발포금형 상형과 하형 사이에 사출코어, 발포층, 및 스킨을 순서대로 위치시켜 상기 발포금형 상형과 하형을 가압하여 발포 제품을 성형하는 발포 공정중에 상기 발포층의 진행을 저지해야 하는 부위를 실링하는 방법으로,
하면에 발포금형 하형을 향해 접근하도록 단차부가 형성된 발포금형 상형을 준비하고;
상면에 홈이 형성되고 이 홈에 실링튜브가 위치하는 발포금형 하형을 준비하고;
상기 발포금형 상형의 아래에 상기 발포금형 하형을 위치시키고;
상기 발포금형 하형과 상기 발포금형 상형 사이에 스킨을 위치시키되, 상기 발포금형 상형의 단차부가 있는 영역까지 연장되도록 위치시키고;
하면에 상기 발포층을 향하여 돌출되어 상기 사출코어와 상기 스킨 사이에 병목 구간을 형성하는 댐이 형성된 사출코어를 상기 발포금형 상형과 상기 스킨 사이에 위치시키되, 상기 발포금형 상형의 단차부가 있는 영역까지 연장되도록 위치시키고;
상기 사출코어와 상기 스킨 사이에 발포층을 위치시키고;
상기 발포금형 상형과 하형을 가압하여 발포시에 상기 실링튜브를 팽창시켜 상기 발포층의 말단부를 실링하여 발포층의 진행을 저지하도록 하는 것을 포함하는발포 공정에서의 인몰드 실링 방법.
제7항에 있어서, 상기 발포층의 말단부를 실링하는 위치는 상기 단차부의 위치에 상응하는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 방법.
제7항에 있어서, 상기 단차부는 상기 사출코어의 하면과 실질적으로 동일한 위치에 이르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 방법.
제7항에 있어서, 상기 발포금형 하형의 상면에 상형을 향해 올라가는 상향 경사면이 형성되어 있고, 상기 댐은 이 경사면 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 방법.
제10항에 있어서, 상기 병목 구간은 상기 댐의 정점을 지난 면과 상기 발포금형 하형의 상기 경사면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 방법.
제11항에 있어서, 상기 병목 구간의 상기 댐의 정점을 지난 면과 상기 발포금형 하형의 상기 경사면 사이의 간격은 일정한 것을 특징으로 하는 발포 공정에서의 인몰드 실링 방법.