KR20230005455A - 타공패턴을 포함하는 차량용 패널 및 이의 제조방법 - Google Patents

타공패턴을 포함하는 차량용 패널 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20230005455A
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윤성호
이선재
이현진
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현대자동차주식회사
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이환길
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Abstract

타공패턴을 포함하는 차량용 패널 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 최소 수단 및 방법으로 패턴을 구현할 수 있으므로 제품 생산에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 대면적 패턴이 가능하므로 큰 부품에도 적용가능한 장점이 있다. 또한, 이에 따라 제조된 차량용 패널은 조명편차가 없는 균일한 조명패턴을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전원 OFF 시에는 타공 패턴만, 조명 ON 시에는 다양한 로직을 갖는 패턴이 발광되어 금속부품의 감성품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

타공패턴을 포함하는 차량용 패널 및 이의 제조방법{Vehicle panel including perforated pattern and manufacturing method thereof}
타공패턴을 포함하는 차량용 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래 금속 등을 활용하여 문자 또는 패턴을 통한 조명을 구현하기 위해서는 복잡한 공정을 통해서만 이뤄지는 문제점이 있었다.
특히, 복잡한 공정 중 CNC(Computer numerical control) 공정을 통해 다양한 문자 또는 패턴을 정교하게 구현해낼 수 있는 장점이 있으나, 공정에 드는 시간이나 비용이 클 뿐만 아니라 비교적 작은 부품에만 적용이 가능한 단점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0115600호
상하 관통하는 형태의 복수의 타공패턴을 포함하는 타공패턴부, 및 상기 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 포함하는 패널본체; 및 상기 패널본체의 내면에서 발광이 이루어지도록 위치한 조명부;를 포함하고, 상기 조명부는 상기 패널본체의 대응되는 위치에 구비되어, 배면에 복수의 입체패턴이 음각되어 있는 도광판; 및 상기 도광판의 측부에 구비된 광원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 금속시트를 프레스 타공하여 상하 관통하는 형태의 타공패턴을 복수로 형성시켜 타공패턴부를 제조하는 단계; 상기 타공패턴부 상면에 보호테이프를 부착시키는 단계; 상기 보호테이프가 부착된 타공패턴부를 시트 프레스 성형하는 단계; 상기 성형된 금속시트를 인서트 사출하여, 플레이트층과 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 타공패턴부와 일체로 형성시켜 패널본체를 제조하는 단계; 상기 보호테이프를 제거하는 단계; 및 상기 패널본체와 대응되도록 조명부를 위치시키는 단계를 포함하는 차량용 패널의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 구현예에 따른 차량용 패널은 상하 관통하는 형태의 복수의 타공패턴을 포함하는 타공패턴부, 및 상기 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 포함하는 패널본체; 및 상기 패널본체의 내면에서 발광이 이루어지도록 위치한 조명부;를 포함하고, 상기 조명부는 상기 패널본체의 대응되는 위치에 구비되어, 배면에 복수의 입체패턴이 음각되어 있는 도광판; 및 상기 도광판의 측부에 구비된 광원;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타공패턴부는 알루미늄 시트, 구리시트, 및 SUS 시트로 이루어진 군으로부터 선택된 금속시트일 수 있다.
상기 금속시트의 두께는 0.2mm 내지 0.8mm일 수 있다.
상기 타공패턴의 직경은 0.5mm 초과 1.0mm 미만일 수 있다.
상기 투명부는 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate); PMMA), 폴리카보네이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트 클리콜 복합재(polycarbonate/Polyethylene Terephthalate Glycol; PC/PETG), 및 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PC/ABS 복합재로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수지를 포함할 수 있다.
상기 입체패턴은 타공패턴과 대응되는 위치에 구비되어, 상기 도광판의 배면에서 상면을 향하여 일정한 경사각도로 경사지게 함입될 수 있다.
상기 입체패턴의 직경은 타공패턴의 직경보다 0.05mm 초과 0.3mm 미만의 범위만큼 더 클 수 있다.
상기 경사각도는 30℃ 내지 70℃일 수 있다.
상기 광원의 빛이 도광판으로 입사되어 입체패턴을 통해 반사되고, 반사된 빛은 패널본체에 조사되며, 조사된 빛은 투명부의 볼록층을 투과하면서 타공패턴의 형태에 따라 조명패턴이 발광될 수 있다.
다른 일 구현예에 따른 차량용 패널의 제조방법은 금속시트를 프레스 타공하여 상하 관통하는 형태의 타공패턴을 복수로 형성시켜 타공패턴부를 제조하는 단계;
상기 타공패턴부 상면에 보호테이프를 부착시키는 단계; 상기 보호테이프가 부착된 타공패턴부를 시트 프레스 성형하는 단계; 상기 타공패턴부의 하면에서 인서트 사출하여, 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 구비된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 타공패턴부와 일체로 형성시켜 패널본체를 제조하는 단계; 상기 보호테이프를 제거하는 단계; 및 상기 패널본체와 대응되도록 조명부를 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 조명부는 상기 패널본체의 대응되는 위치에 구비되어, 배면에 복수의 입체패턴이 음각되어 있는 도광판; 및 상기 도광판의 측면에 구비된 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레스 타공은 복수의 타공 핀으로 타공을 수행하여 금속시트 내 복수의 타공패턴을 형성시킬 수 있다.
상기 타공 핀의 직경은 0.5mm 초과 1.0mm 미만일 수 있다.
상기 보호테이프의 인장강도는 30N/cm 이상일 수 있다.
상기 보호테이프의 점착강도는 3N/cm 이상일 수 있다.
상기 보호테이프의 신율은 30% 내지 200%일 수 있다.
일 구현예에 따른 차량용 패널은 특정 조건을 충족시켜 타공패턴을 포함하는 타공패턴부와 입체패턴이 음각되어 있는 도광판을 제조하므로, 조명편차가 없는 균일한 조명패턴을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전원 OFF 시에는 타공 패턴만, 조명 ON 시에는 다양한 로직을 갖는 패턴이 발광되어 금속부품의 감성품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 다른 일 구현예에 따른 차량용 패널의 제조방법은 프레스 타공을 통해 문자 또는 패턴이 구현 가능하므로, 최소 수단 및 방법으로 패턴을 구현할 수 있으므로 제품 생산에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 대면적 패턴이 가능하므로 큰 부품에도 적용가능한 장점이 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 차량용 패널의 단면도이다.
도 2a는 일 구현예에 따른 차량용 패널 중 패널본체와 도광판을 확대한 단면도이고, 도 2b는 비교예 1에 따른 차량용 패널 중 패널본체와 도광판을 확대한 단면도이다.
도 3a는 실시예 1에 따른 차량용 패널의 조명패턴을 나타낸 이미지이고, 도 3b는 비교예 1에 따른 차량용 패널의 조명패턴을 나타낸 이미지이다.
도 4a 내지 도 4e는 비교예 2(0.3mm), 비교예 3(0.5mm), 실시예 1(0.7mm), 비교예 4(1.0mm), 및 비교예 5(1.5mm)에 따른 타공패턴부의 표면을 나타낸 이미지이다.
도 5a 내지 도 5e는 비교예 2(0.3mm), 비교예 3(0.5mm), 실시예 1(0.7mm), 비교예 4(1.0mm), 및 비교예 5(1.5mm)에 따른 타공패턴부와 투명부의 볼록부의 단면을 나타낸 이미지이다.
이상의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
종래 금속 등을 활용하여 문자 또는 패턴을 통한 조명을 구현하기 위해서는 복잡한 공정을 통해 구현할 수 있는데, 특히, 복잡한 공정 중 CNC(Computer numerical control) 공정을 통해 다양한 문자 또는 패턴을 정교하게 구현해낼 수 있는 장점이 있으나, 공정에 드는 시간이나 비용이 클 뿐만 아니라 비교적 작은 부품에만 적용이 가능한 단점이 있었다.
이에, 본 발명자는 상기 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 특정 조건으로 금속시트를 프레스 타공하여, 복수의 타공패턴을 포함하는 타공패턴부, 및 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 포함하는 패널본체; 및 상기 패널본체의 내면에서 발광이 이루어지도록 위치하여, 배면에 복수의 입체패턴의 음각되어 있는 도광판을 포함하는 조명부;로 구비된 차량용 패널의 경우, 프레스 타공을 통해 문자 또는 패턴이 구현 가능하므로, 최소 수단 및 방법으로 패턴을 구현할 수 있으므로 제품 생산에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 대면적 패턴이 가능하므로 큰 부품에도 적용가능한 장점이 있을 뿐만 아니라 균일한 조명패턴 구현이 가능하고, ON/OFF 시 감성품질이 향상되는 것을 발견하고 일 구현예에 따른 차량용 패널을 완성하였다.
도 1은 일 구현예에 따른 차량용 패널의 단면도이다. 이를 참고하면, 일 구현예에 따른 차량용 패널(1)은 상하 관통하는 형태의 복수의 타공패턴(105)을 포함하는 타공패턴부(100), 및 상기 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층(151)과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층(155)을 포함하는 투명부(150)를 포함하는 패널본체(10); 및 상기 패널본체의 내면에서 발광이 이루어지도록 위치한 조명부(20);를 포함하고, 상기 조명부(20)는 상기 패널본체(10)의 대응되는 위치에 구비되어, 배면에 복수의 입체패턴(205)이 음각되어 있는 도광판(200); 및 상기 도광판의 측부에 구비된 광원(250);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패널본체(10)는 전원 OFF 시에는 타공 패턴만이 발광되고, 전원 ON 시에는 다양한 로직을 갖는 패턴을 발광시켜 금속부품의 감성품질을 높일 수 있는 것이라면 특벌히 제한되지 않는다.
상기 패널본체(10) 중 타공패턴부(100)는 패널본체의 최외곽에 위치하여 상하 관통하는 형태의 복수의 타공패턴(105)을 포함할 수 있다.
상기 타공패턴(105)의 형상은 프레스 타공 시 사용되는 타공 핀의 모양에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어, 원, 삼각형, 사각형, 마름모 등 원하는 형태를 타공 핀의 모양을 통해 바꿀 수 있으며, 특정 형상만으로 제한되지 않는다.
상기 타공패턴부는 금속부품의 감성품질을 갖기 위하여 금속시트를 사용할 수 있다. 상기 금속시트는 예를 들어, 알루미늄 시트, 구리시트, SUS 시트, 및 기타 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속시트일 수 있고, 특정 금속시트만으로 제한되지 않는다.
상기 금속시트의 두께는 금속시트가 프레스 타공을 통해 찢겨지지 않으면서도 프레스 타공 성형이 가능한 두께여야 하며, 바람직하게는, 0.2mm 내지 0.8mm일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 금속시트의 두께가 너무 얇으면 프레스 타공 시 금속시트가 찢겨지는 문제가 발생하고. 금속시트의 두께가 너무 두꺼우면 프레스 타공 성형이 불가능한 문제가 있다.
상기 타공패턴의 형상의 크기, 즉 타공패턴의 직경은 타공패턴의 형상의 중심점을 기준으로 가장 큰 반경을 갖는 길이를 기준으로 그 크기를 측정할 수 있고, 바람직하게는, 타공패턴의 직경은 0.5mm 초과 1.0mm 미만일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 타공패턴의 직경이 너무 작으면 투명부와의 인서트 사출 시 투명부 재료가 타공패턴의 관통 내부의 최외곽까지 충진되지 못해 볼록층이 제대로 형성되지 못해 타공패턴 발광시 휘도가 저하되는 문제가 있고, 타공패턴의 직경이 너무 크면 투명부와의 인서트 사출 시 투명부 재료가 타공패턴의 관통 내부의 최외곽 표면을 넘겨 충진되어 넘칠 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
상기 패널본체(10) 중 투명부(150)는 타공패턴부 하면 또는 타공패턴의 관통 내부 위치하여, 타공패턴의 관통 내부에 위치하는 곳을 통해 광원으로부터 조사된 빛을 발광시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 투명부(150)는 상기 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층(151)과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층(155)을 포함할 수 있다.
즉, 광원으로부터 조사된 빛은 플레이트층에 대응되는 타공패턴부에는 타공패턴 없이 금속시트로 막혀있어 투과될 수 없지만, 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층은 투과시켜 빛을 발광시킬 수 있다.
따라서, 상기 투명부는 투광성이 있어 빛을 투과시킬 수 있는 투명재료, 예를 들어, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate); PMMA), 폴리카보네이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트 클리콜 복합재(polycarbonate/Polyethylene Terephthalate Glycol; PC/PETG), 및 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PC/ABS 복합재로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 투명수지를 포함할 수 있고, 특정 수지만을 포함하는 것으로 제한되지 않는다.
또한, 투명부는 추가 안료 및 확산제 등을 첨가하여 빛을 투과되어 발광되는 타공패턴의 입체감을 향상시킬 수도 있다. 상기 추가 안료는 예를 들어, 카본블랙, 실리카, 이산화티탄, 아조계화합물, 프탈로시아닌계 화합물 기반의 안료 등일 수 있다.
따라서, 일 구현예에 따른 타공패턴부는 상기 두께조건 등을 만족하는 금속시트가 특정범위의 직경을 갖는 타공패턴을 포함하고 있고, 투명부는 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층을 포함하고 있으므로, 전원 OFF 시에는 타공패턴부가 타공패턴으로 보이게 되고, 전원 ON 시에는 다양한 로직을 갖는 패턴을 발광시켜 금속부품의 감성품질을 효율적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 조명부(20)는, 패널본체의 내면에서 발광이 이루어지도록 위치하여, 상기 패널본체(10)의 대응되는 위치에 구비되어, 배면에 복수의 입체패턴(205)이 음각되어 있는 도광판(200); 및 상기 도광판의 측부에 구비된 광원(250);을 포함할 수 있고, 상기 광원과 직접 연결되어 광원을 제어하는 프로세스제어블록(Process control block; PCB)(290)을 더 포함할 수 있다.
상기 도광판(200)은 패널본체의 대응되는 위치에 구비되어 조사되는 광원에서 입사되는 빛을 받아 패널본체에 대응되는 방향으로 빛의 방향을 바꿔 패널본체에 조사시키는 역할을 한다.
구체적으로, 도광판의 배면에 음각된 복수의 입체패턴(205)을 통해 광원으로부터 조사된 빛을 효과적으로 패널본체에 조사시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 입체패턴은 타공패턴과 대응되는 위치에 구비되어, 상기 도광판의 배면에서 상면을 향하여 일정한 경사각도로 경사지게 함입될 수 있다. 상기 입체패턴이 타공패턴에 대응되는 위치에 구비되면, 타공패턴을 지나 발광되는 빛들의 휘도가 일정해 조명편차가 없는 균일한 조명패턴을 구현할 수 있는 장점이 있다.
상기 입체패턴의 직경은 타공패턴의 직경보다는 더 큰 것이 바람직하다. 만약, 타공패턴의 직경보다 입체패턴의 직경이 작으면, 광원의 빛을 패널본체에 대응되는 방향으로 빛을 효과적으로 조사시킬 수 없기 때문이다. 구체적으로, 입체패턴의 직경은 타공패턴의 직경보다 0.05mm 초과 0.3mm 미만의 범위만큼 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 입체패턴의 직경은 0.55mm 초과 1.3mm 미만일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 입체패턴의 직경이 너무 작거나 너무 크면 휘도가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 상기 입체패턴의 깊이는 경사지게 함입된 경사각도에 따라 결정될 수 있고, 광원의 빛을 패널본체의 대응되는 방향으로 빛을 효과적으로 반사시켜 조사시킬 수 있는 깊이가 되도록 경사각도를 조절하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 입체패턴의 깊이를 결정하는 경사각도는 30℃ 내지 70℃일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 경사각도가 너무 낮으면 빛이 투과해 버리는 단점이 있고, 경사각도가 너무 높으면 빛이 반사되어 돌아오는 단점이 있다. 즉, 상기 범위를 벗어나면 금속 타공부위로 나오는 빛의 휘도가 떨어지는 단점이 있다.
즉, 일 구현예에 따른 차량용 패널은 배면에 특정 조건을 갖는 복수 입체패턴을 포함하는 도광판을 조명부에 포함하고 있으므로, 조명편차가 없는 균일한 조명패턴을 구현할 수 있는 장점이 있다.
한편, 조명부에 포함되어 있는 광원(250)은 상기 도광판의 측부에 구비되어 빛을 방출시킬 수 있으면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 광원은 다양한 컬러(Red/Blue/White 등)로 빛을 방출시킬 수 있는 LED가 사용될 수 있으며, 주로 야간 시 점등하게 되는 자동차 전조등 또는 미등과 동시에 점등되도록 구비될 수 있으며, 바람직하게는 운전자가 멀티펑션 스위치를 조작하여 전조등 또는 미등을 점등할 경우 상기 광원이 차량 전원을 동시에 공급받아 점등될 수 있도록 회로가 구성될 수도 있다.
상기 프로세스제어블록(Process control block; PCB)(290)은 상기 광원과 직접 연결되어 광원을 제어할 수 있다. 예를 들어, 조명 로직을 코딩하여 PCB에 저장해 놓으면, 운전자가 조작한 스위치 신호에 따라 해당 로직이 구현되어 미리 저장해 놓은 방식으로 조명이 구현되는 식이다.
종합하면, 일 구현예에 따른 차량용 패널은 상기 광원의 빛이 도광판으로 입사되어 입체패턴을 통해 반사되고, 반사된 빛은 패널본체에 조사되며, 조사된 빛은 투명부의 볼록층을 투과하면서 타공패턴의 형태에 따라 조명패턴이 발광될 수 있다.
이때, 일 구현예에 따른 차량용 패널은 특정 조건을 충족시켜 타공패턴을 포함하는 타공패턴부와 입체패턴이 음각되어 있는 도광판을 제조하므로, 조명편차가 없는 균일한 조명패턴을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전원 OFF 시에는 타공 패턴만, 조명 ON 시에는 다양한 로직을 갖는 패턴이 발광되어 금속부품의 감성품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 다른 일 구현예에 따른 차량용 패널의 제조방법은 금속시트를 프레스 타공하여 상하 관통하는 형태의 타공패턴을 복수로 형성시켜 타공패턴부를 제조하는 단계(S10); 상기 타공패턴부 상면에 보호테이프를 부착시키는 단계(S20); 상기 보호테이프가 부착된 타공패턴부를 시트 프레스 성형하는 단계(S30); 상기 타공패턴부의 하면에서 인서트 사출하여, 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 구비된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 타공패턴부와 일체로 형성시켜 패널본체를 제조하는 단계(S40); 상기 보호테이프를 제거하는 단계(S50); 및 상기 패널본체와 대응되도록 조명부를 위치시키는 단계(S60)를 포함할 수 있다. 이때, 다른 일 구현예에 따른 차량용 패널의 제조방법은 일 구현예에 따른 차량용 패널에 관한 내용과 실질적으로 중복되는 내용을 포함할 수 있고, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략할 수 있다.
상기 타공패턴부를 제조하는 단계(S10)는 금속시트를 프레스 타공하여 상하 관통하는 형태의 타공패턴을 복수로 형성시켜 타공패턴부를 제조하는 단계이다. 즉, 상기 프레스 타공은 복수의 타공 핀으로 타공을 수행하여 금속시트 내 복수의 타공패턴을 형성시킬 수 있다. 이때, 타공 핀은 의도하고자 하는 타공패턴의 형상 및 직경과 동일한 형상 및 직경으로 제작될 수 있다. 바람직하게는, 상기 타공 핀의 직경은 0.5mm 초과 1.0mm 미만일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 타공 핀의 직경이 너무 적으면 프레스 타공 시 타공 핀이 부러져 수행이 불가능할 수있고, 타공 핀의 직경이 너무 크면 프레스 타공 시 금속시트가 찢어질 수 있는 단점이 있다.
즉, 다른 일 구현예 따른 차량용 패널의 제조방법은 프레스 타공을 통해 문자 또는 패턴이 구현 가능하므로, 최소 수단 및 방법으로 패턴을 구현할 수 있는 장점이 있다.
그 다음, 보호테이프를 부착하기 전 타공된 금속시트를 목적하고자 하는 일정 크기로 자르는 재단 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 타공패턴부 상면에 보호테이프를 부착시키는 단계(S20)는 상기 프레스 타공된 금속시트인 타공패턴부의 상면에 보호테이프를 부착하여 추후 인서트 사출 시 넘칠 수 있는 수지를 막아줄 수 있도록 하는 단계이다.
상기 보호테이프는 넘칠 수 있는 투명수지를 막을 수 있는 소재, 예를 들어, 100℃ 이상의 유리전이온도를 가지는 금속 박막 혹은 고분자 소재의 필름류 등의 배면에 알루미늄 표면에 점착되는 성분의 접착제가 부착되어 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
이때, 인서트 사출 시 넘칠 수 있는 수지를 막기 위해 보호테이프는 수지의 흐름압력을 견딜 수 있을 정도의 적절한 인장강도, 점착강도, 신율 등의 물리적 특성이 필요하다.
구체적으로, 상기 보호테이프의 인장강도는 30N/cm 이상, 바람직하게는, 40 N/cm 내지 70 N/cm일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 보호테이프의 인장강도가 너무 낮으면 타공패턴부에 보호테이프를 붙이고 프레스 사출 시 찢어지는 단점이 있고, 보호테이프의 인장강도가 너무 높으면 높은 연신 구간에서 테이프 박리가 발생할 수 있다는 단점이 있다.
또한, 상기 보호테이프의 점착강도는 3N/cm 이상, 바람직하게는, 4 N/cm 내지 10N/cm일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 보호테이프의 점착강도가 너무 낮으면 추후 프레스 성형 시 박리되는 단점이 있고, 보호테이프의 점착강도가 너무 높으면 추후 프레스 성형 후 잘 떨어지지 않아 작업 효율이 낮아지는 단점이 있다.
또한, 추후 수행될 수 있는 시트 프레스 성형을 이유로, 상기 보호테이프의 신율은 30% 내지 200%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 보호테이프의 신율이 너무 낮으면 추후 프레스 성형 시 테이프가 파단될 수 있는 단점이 있고, 보호테이프의 신율이 너무 높으면 추후 프레스 성형 후 제거하기 용이하지 못한 단점이 있다.
상기 보호테이프를 부착시킨 다음 인서트 사출 전 시트 프레스 성형 단계(S30)를 수행할 수 있다. 상기 시트 프레스 성형을 통해 필요없는 테두리를 잘라낼 뿐만 아니라 원하고자는 제품의 형상으로 성형하는 단계이다.
상기 패널본체를 제조하는 단계(S40)는 상기 타공패턴부의 하면에서 준비한 투명수지를 인서트 사출하여, 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 구비된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 타공패턴부와 일체로 형성시켜 패널본체를 제조하는 단계이다.
본 발명에 사용되는 용어 '인서트 사출'이란, 사출을 위한 금형 내 플라스틱 이외의 부품인 타공패턴을 포함하는 금속시트를 목적하고자 하는 위치에 위치시킨 다음, 금형 내 플라스틱 등의 수지를 주입하여 일체화시키는 사출성형방법일 수 있다.
상기 인서트 사출을 통해, 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층 뿐만 아니라, 금속시트의 복수의 타공패턴 관통 내부에 수지가 투입되어 형성된 복수의 볼록층을 형성시킬 수 있다.
이때, 인서트 사출로 인한 수지의 흐름압력 등을 보호테이프가 버틸 수 있고, 특정 타공패턴의 직경, 보호테이프의 물성을 통해 볼록층이 적절하게 형성될 수 있어 조명패턴의 휘도가 우수한 특징이 있다.
그 다음, 볼록층을 적절하게 형성시킨 후, 타공패턴부 상면에 위치한 보호테이프를 제거할 수 있다(S50).
그 다음, 도 1에 나타난 바와 같이, 패널본체와 대응되도록 조명부를 위치시킬 수 있다(S60).
도 2a는 일 구현예에 따른 차량용 패널 중 패널본체와 도광판을 확대한 단면도이다. 상기 도 2a를 참고하면, 배면에 복수의 입체패턴이 음각되어 있는 도광판을 패널본체의 대응되는 위치에 구비시킬 수 있다. 이에, 복수 입체패턴이 타공패턴부의 타공패턴과 대응되는 위치에 구비되어 조명편차가 없는 균일한 조명패턴을 구현할 수 있는 장점이 있다. 이때, 도광판의 배면에 입체패턴을 음각시키기 위한 방법은 에칭, 금형 내 부식 등일 수 있다.
또한, 광원은 상기 배치된 도광판의 측부에 배치시킬 수 있고, 추가적으로 광원에 직접연결시킨 프로세스제어블록(Process control block; PCB)을 인접하게 배치시킬 수 있다.
즉, 다른 일 구현예에 따른 다른 일 구현예에 따른 차량용 패널의 제조방법은 프레스 타공을 통해 문자 또는 패턴이 구현 가능하므로, 최소 수단 및 방법으로 패턴을 구현할 수 있으므로 제품 생산에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 대면적 패턴이 가능하므로 큰 부품에도 적용가능한 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 차량용 패널 제조
타공패턴부(S10)는 하기와 같이 제조하였다.
두께 0.6mm인 금속시트로 알루미늄시트를 준비하고, 직경 0.7mm인 원형 형상의 타공 핀을 복수로 구비한 것으로 프레스 타공을 수행하여, 원형 형상의 직경 0.7mm을 갖는 타공패턴을 복수로 포함하는 금속시트인 타공패턴부를 제조하였다.
그 다음, 금속시트를 재단한 다음, Silicon 성분이 포함된 Polyester 필름의 재료로로 구성되어 두께 0.05mm인 보호테이프를 상기 타공패턴부 상면에 부착시켰다. 이때, 보호테이프의 인장강도는 46.3N/cm이었고, 점착강도는 4.1N/cm이었으며, 신율은 100%였다.
그 다음, 상기 보호테이프가 부착된 타공패턴부를 시트 프레스 성형을 수행한 다음, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC)인 수지로 인서트 사출하여 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 구비된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 타공패턴부와 일체로 형성시켜 패널본체를 제조하였다.
그 다음, 도광판을 도광판의 배면에서 상면을 향하여 일정한 경사각도로 경사지게 함입된 입체패턴을 타공패턴과 대응되는 위치에서 복수로 음각한 다음, 패널본체의 대응되는 위치에 구비시켰다. 이때, 음각된 입체패턴의 직경은 0.85mm였고, 상기 경사각도는 42℃였다.
그 다음, 광원으로 LED를 도광판의 측부에 위치시킨 다음, 프로세스제어블록(Process control block; PCB)을 광원에 직접연결시켜 인접하게 위치시켰다.
비교예 1 : 블라스팅 가공된 차량용 패널 제조
실시예 1과 비교했을 때, 도광판의 입체패턴을 타공패턴과 대응되는 위치에서 복수로 음각하는 대신, 도 2b과 같이 기존 블라스팅 가공을 통해 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 차랑용 패널을 제조하였다.
비교예 2 내지 비교예 5 : 타공패턴의 직경이 다른 차량용 패널 제조
실시예 1과 비교했을 때, 타공패턴의 직경이 0.7mm가 아닌 0.3mm(비교예 2), 0.5mm(비교예 3), 1.0mm(비교예 4), 1.5mm(비교예 5)으로 제작한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 차량용 패널을 제조하였다.
실험예 1 : 입체패턴에 따른 차량용 패널의 위치 별 조명패턴의 조명편차 분석
실시예 1 및 비교예 1에 따라 차량용 패널을 제조하고 각 차량용 패널의 부분위치를 설정하고, 상기 부분위치의 조명패턴의 휘도를 각각 분석한 다음, 이의 조명편차를 분석하여 그 결과를 표 1와 도 3a 및 도 3b에 나타내었다.
구체적으로, 도 3a는 실시예 1에 따른 차량용 패널의 조명패턴을 나타낸 이미지이고, 도 3b는 비교예 1에 따른 차량용 패널의 조명패턴을 나타낸 이미지이다.
부분
위치
구분
(휘도;
cd)		 1
1'		 3
3'		 5
5'		 7
7'		 9
9'		 평균 표준
편차
실시예 1 184.1 121.7 107.4 127.3 169.0 141.9 29.4
비교예 1 200.9 70.0 36.3 56.0 152.9 103.2 63.0
상기 표 1와 도 3a 및 도 3b을 참고하면, 실시예 1에 따른 차량용 패널의 부분위치의 휘도 평균이 대체로 높으면서도 표준편차가 적은 것은 확인할 수 있는 반면, 비교예 1에 따른 차량용 패널의 부분위치의 휘도 평균은 상대적으로 낮을 뿐만 아니라 표준편차도 큰 것을 확인할 수 있다.이는, 도 2a 및 도 2b를 참고하면, 실시예 1에 따른 차량용 패널은 타공패턴의 위치에 대응하여 도광판의 입체패턴이 음각되어 위치되어 있는 바 광원의 빛이 타공패턴으로 직접 반사되어 조사됨으로써 조명패턴의 휘도가 높을 수 있으나, 비교예 1에 따른 차량용 패널은 타공패턴의 위치와 대응되도록 입체패턴이 도광판에 음각되어 있지 않으므로, 광원의 빛이 분산되어 타공패턴으로 직접반산되거나 조사되지 않은 경우도 생겨 조명패턴의 휘도의 편차가 심한 것임을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 타공패턴의 직경에 따른 차량용 패널의 외관 검토
실시예 1 및 비교예 2 내지 비교예 5에 따른 차량용 패널을 제조하고, 이의 외관인 타공패턴부 표면 및 단면 형상을 분석한 결과를 도 4a 내지 도 4e 및 도 5a 내지 도 5e에 나타내었다.
구체적으로, 도 4a 내지 도 4e는 비교예 2(0.3mm), 비교예 3(0.5mm), 실시예 1(0.7mm), 비교예 4(1.0mm), 및 비교예 5(1.5mm)에 따른 타공패턴부의 표면을 나타낸 이미지이고, 도 5a 내지 도 5e는 비교예 2(0.3mm), 비교예 3(0.5mm), 실시예 1(0.7mm), 비교예 4(1.0mm), 및 비교예 5(1.5mm)에 따른 타공패턴부와 투명부의 볼록부의 단면을 나타낸 이미지이다.
이를 참고하면, 실시예 1보다 타공패턴이 직경이 작은 비교예 2(0.3mm), 및 비교예 3(0.5mm)에 따른 차량용 패널의 경우, 수지 넘침 현상은 발견되지 않았으나, 수지가 타공패턴의 관통하는 형태를 가득 채우도록 충진되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 실시예 1보다 타공패턴이 직경이 큰 비교예 4(1.0mm), 및 비교예 5(1.5mm)에 따른 차량용 패널의 경우, 보호테이프가 있었음에도 불구하고 수지 넘침 현상은 발견되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 타공패턴의 직경이 0.5mm 초과 1.0mm 미만일 때 조명패턴의 휘도가 높으면서도 수지넘침이 발견되지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 일 구현예에 따른 차량용 패널은 특정 조건을 충족시켜 타공패턴을 포함하는 타공패턴부와 입체패턴이 음각되어 있는 도광판을 제조하므로, 조명편차가 없는 균일한 조명패턴을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전원 OFF 시에는 타공 패턴만, 조명 ON 시에는 다양한 로직을 갖는 패턴이 발광되어 금속부품의 감성품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
1 : 차량용 패널
10 : 패널본체; 100 : 타공패턴부; 150 : 투명부
20 : 조명부; 200 : 도광판; 250 : 광원

Claims (15)

  1. 상하 관통하는 형태의 복수의 타공패턴을 포함하는 타공패턴부, 및
    상기 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 형성된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 포함하는 패널본체; 및
    상기 패널본체의 내면에서 발광이 이루어지도록 위치한 조명부;를 포함하고,
    상기 조명부는 상기 패널본체의 대응되는 위치에 구비되어, 배면에 복수의 입체패턴이 음각되어 있는 도광판; 및
    상기 도광판의 측부에 구비된 광원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타공패턴부는 알루미늄 시트, 구리시트, 및 SUS 시트로 이루어진 군으로부터 선택된 금속시트인 것인 차량용 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속시트의 두께는 0.2mm 내지 0.8mm인 것인 차량용 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타공패턴의 직경은 0.5mm 초과 1.0mm 미만인 것인 차량용 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명부는 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate); PMMA), 폴리카보네이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트 클리콜 복합재(polycarbonate/Polyethylene Terephthalate Glycol; PC/PETG), 및 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PC/ABS 복합재로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수지를 포함하는 것인 차량용 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입체패턴은 타공패턴과 대응되는 위치에 구비되어, 상기 도광판의 배면에서 상면을 향하여 일정한 경사각도로 경사지게 함입된 것인 차량용 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 입체패턴의 직경은 타공패턴의 직경보다 0.05mm 초과 0.3mm 미만의 범위만큼 더 큰 것인 것인 차량용 패널.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 경사각도는 30℃ 내지 70℃인 것인 차량용 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광원의 빛이 도광판으로 입사되어 입체패턴을 통해 반사되고, 반사된 빛은 패널본체에 조사되며, 조사된 빛은 투명부의 볼록층을 투과하면서 타공패턴의 형태에 따라 조명패턴이 발광되는 것인 차량용 패널.
  10. 금속시트를 프레스 타공하여 상하 관통하는 형태의 타공패턴을 복수로 형성시켜 타공패턴부를 제조하는 단계;
    상기 타공패턴부 상면에 보호테이프를 부착시키는 단계;
    상기 보호테이프가 부착된 타공패턴부를 시트 프레스 성형하는 단계;
    상기 타공패턴부의 하면에서 인서트 사출하여, 타공패턴부 하면에 위치하는 플레이트층과 상기 복수의 타공패턴의 관통 내부에 구비된 복수의 볼록층을 포함하는 투명부를 타공패턴부와 일체로 형성시켜 패널본체를 제조하는 단계;
    상기 보호테이프를 제거하는 단계; 및
    상기 패널본체와 대응되도록 조명부를 위치시키는 단계를 포함하고,
    상기 조명부는 상기 패널본체의 대응되는 위치에 구비되어, 배면에 복수의 입체패턴이 음각되어 있는 도광판; 및 상기 도광판의 측면에 구비된 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프레스 타공은 복수의 타공 핀으로 타공을 수행하여 금속시트 내 복수의 타공패턴을 형성시키는 것인 차량용 패널의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 타공 핀의 직경은 0.5mm 초과 1.0mm 미만인 것인 차량용 패널의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 보호테이프의 인장강도는 30N/cm 이상인 것인 차량용 패널의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 보호테이프의 점착강도는 3N/cm 이상인 것인 차량용 패널의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 보호테이프의 신율은 30% 내지 200%인 것인 차량용 패널의 제조방법.
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