KR20230060334A - 차량용 내장재의 사출성형방법 - Google Patents

Abstract

차량용 내장재의 사출성형방법을 개시한다.
일 실시예에 따른 차량용 내장재의 사출성형방법은 연질의 수지로 마련되는 스킨층 및 상기 스킨층 내부에 경질의 수지로 마련되는 코어층을 구비하는 판부와, 상기 경질의 수지로 마련되어 상기 판부 배면으로부터 돌출하는 보스부를 구비하는 차량용 내장재의 성형방법에 관한 것으로, 상기 보스부의 구멍을 형성하기 위한 코어핀을 따라 슬라이딩 하는 슬리브핀을 상기 판부의 형상에 대응하는 캐비티 방향으로 전진시켜 상기 코어핀 둘레와 상기 캐비티 사이를 차단하는 사출준비단계; 상기 캐비티에 상기 캐비티의 체적보다 적은 체적의 상기 연질의 수지를 사출하는 1차 사출단계; 상기 코어핀 둘레와 상기 캐비티 사이가 통하도록 상기 슬리브핀을 후진시키면서 상기 캐비티가 충전되도록 상기 경질의 수지를 사출하여 상기 코어핀 둘레에 상기 보스부를 성형하는 2차 사출단계;을 포함할 수 있다.

Description

차량용 내장재의 사출성형방법{infection molding method of interior material for vehicle}

차량용 내장재를 사출 성형하는 차량용 내장재의 사출성형방법에 관한 것이다.

도어트림과 같은 차량용 내장재 중에는 연질의 수지로 마련되는 스킨층과, 경질의 수지로 마련되는 내부의 코어층이 다층 구조를 이루는 것이 있다.

경질의 코어층은 내장재의 강성이 확보되도록 하고, 연질의 스킨층은 내장재 표면에 부드러운 촉감을 제공할 수 있다.

이러한 내장재는 이중사출성형에 의해 제조될 수 있다. 이때는 연질의 수지와 경질의 수지를 금형 사이의 캐비티에 순차적으로 사출하는 공정이 적용될 수 있다.

한편, 차량용 내장재는 그 조립을 위해 배면에 보스가 돌출하도록 마련될 수 있다. 도어트림의 경우에는 보스에 체결되는 체결부재를 통해 도어패널에 조립될 수 있다.

그리고 이러한 보스는 체결부재의 체결강도를 고려하여 경질의 수지로 마련되는 것이 바람직하다.

그러나 연질과 경질의 수지를 이중사출 하는 내장재의 성형과정에서는 보스를 온전히 경질의 수지로 형성하는데 어려움이 생긴다.

연질의 표피층 내부에 위치하는 코어층과 보스부가 경질의 수지를 통해 마련되는 차량용 내장재를 이중사출 방식으로 용이하게 성형할 수 있는 차량용 내장재의 사출성형방법을 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 차량용 내장재의 사출성형방법은 연질의 수지로 마련되는 스킨층 및 상기 스킨층 내부에 경질의 수지로 마련되는 코어층을 구비하는 판부와, 상기 경질의 수지로 마련되어 상기 판부 배면으로부터 돌출하는 보스부를 구비하는 차량용 내장재의 성형방법에 관한 것으로, 상기 보스부의 구멍을 형성하기 위한 코어핀을 따라 슬라이딩 하는 슬리브핀을 상기 판부의 형상에 대응하는 캐비티 방향으로 전진시켜 상기 코어핀 둘레와 상기 캐비티 사이를 차단하는 사출준비단계; 상기 캐비티에 상기 캐비티의 체적보다 적은 체적의 상기 연질의 수지를 사출하는 1차 사출단계; 상기 코어핀 둘레와 상기 캐비티 사이가 통하도록 상기 슬리브핀을 후진시키면서 상기 캐비티가 충전되도록 상기 경질의 수지를 사출하여 상기 코어핀 둘레에 상기 보스부를 성형하는 2차 사출단계;을 포함할 수 있다.

상기 1차 사출단계는, 상기 연질의 수지를 상기 코어핀과 상기 슬리브핀의 단부를 덮도록 상기 캐비티에 사출하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 1차 사출단계는, 상기 캐비티 일측에서 타측방향으로 상기 코어핀과 슬리브핀 지나도록 상기 연질의 수지를 상기 캐비티에 사출하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 2차 사출단계는, 상기 경질의 수지를 상기 연질의 수지의 경화가 완료되기 전에 상기 캐비티에 사출하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 2차 사출단계 이후 사출된 상기 차량용 내장재를 냉각시키는 냉각단계; 상기 냉각된 상기 차량용 내장재를 상기 개방된 캐비티 외부로 취출하는 취출단계;를 더 포함하고, 상기 취출단계는, 상기 후진되어 있는 상태의 슬리브핀을 상기 보스부를 밀어내도록 전진시키는 것;을 포함할 수 있다.

일 실시예에 의한 차량용 내장재의 사출성형방법에 의하면, 연질의 표피층 내부에 위치하는 코어층과 보스부가 경질의 수지를 통해 마련되는 차량용 내장재를 이중사출 방식으로 용이하게 성형할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 차량용 내장재의 사출성형방법에 의해 사출성형 되는 차량용 내장재의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 차량용 내장재의 사출성형방법에 사용되는 성형장치의 구성도이다.
도 3의 도 2의 요부를 확대 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 상태에서 제1수지가 캐비티로 1차 사출된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 요부를 확대 도시한 것이다.
도 6은 도 4의 상태에서 슬리브핀을 후진시키면서 제2수지가 캐비티로 2차 사출되고 있는 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6의 요부를 확대 도시한 것이다.
도 8은 도 6의 상태에서 제2수지의 2차 사출이 완료된 상태를 나타낸 것이다.
도 9는 도 8의 요부를 확대 도시한 것이다.
도 10은 도 8의 상태에서 고정금형과 가동금형이 형개된 상태를 나타낸 것이다.
도 11은 도 9의 상태에서 성형이 완료된 차량용 내장재를 금형으로부터 취출하는 상태를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 차량용 내장재의 사출성형방법은 도어트림이나, 러기지 사이드 트림과 같은 차량용 내장재(1)를 사출성형하기 위한 것이다.

차량용 내장재(1)는 연질의 수지로 마련되는 스킨층(1a)과, 경질의 수지로 마련되는 내부의 코어층(1b)을 구비할 수 있다.

스킨층(1a)은 연질의 염화비닐과 같은 수지로 구성되어 차량용 내장재(1) 표면에 부드러운 촉감을 제공할 수 있다.

코어층은(1b) 폴리프로필렌이나 폴리아세탈 수지 등의 경질의 수지로 마련되어 차량용 내장재(1)의 강성이 확보되도록 할 수 있다.

차량용 내장재(1)는 스킨층(1a)과 코어층(1b)을 구비하여 두께방향으로 다층 구조를 이루게 되는 판부(2)와, 판부(2)의 배면에 돌출하도록 마련되는 보스부(3)를 구비할 수 있다.

보스부(3)는 차량용 내장재(1)의 조립시 패스너와 같은 체결부재의 체결을 위한 것으로, 도어트림의 경우에는 보스부(3)에 체결되는 체결부재를 통해 차량의 도어패널에 조립될 수 있다.

보스부(3)는 체결부재의 체결 강도를 고려하여 경질의 수지로 마련될 수 있다. 따라서 차량용 내장재(1)는 판부(2) 내측의 코어층(1b)과 보스부(3)가 경질의 수지로 마련되고, 판부(2)의 표면은 연질의 수지를 통해 구성될 수 있다. 연질의 수지와 경질의 수지는 각각 제1수지(a)와 제2수지(b)로 구분될 수 있다.

차량용 내장재(1)는 이중사출 방식으로 사출 성형될 수 있다. 도 2에는 일 실시예에 따른 차량용 내장재의 사출성형방법을 구현하기 위한 성형장치가 도시된다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 에 도시된 바와 같이, 성형장치는 고정금형(100)과 가동금형(200)을 구비한다. 고정금형(100)에는 고정형판(110)과 고정설치판(120)이 마련되고, 가동금형(200)에는 가동형판(210) 및 가동설치판(220)과 밀판(230) 및 이젝터(240) 등이 마련될 수 있다. 미설명 부호 130과 250은 스페이서 블록을 가리킨다.

고정금형(100)과 가동금형(200)이 형폐된 상태에서 고정형판(110)과 가동형판(210) 사이에는 판부(2)의 형상에 대응하는 캐비티(300)가 형성되고, 캐비티(300)는 고정금형(100)과 가동금형(200)이 형개된 상태에서 개방될 수 있다.

캐비티(300) 일측에는 캐비티(300)로 용융수지를 공급하기 위한 주입구(310)가 마련되고, 주입구(310)에는 핫러너 노즐(320,330)이 연결될 수 있다. 핫러너 노즐(320,330)은 한 쌍으로 구성되어 제1수지(a)와 제2수지(b)가 용융 상태에서 각각 주입구(310)로 안내되도록 할 수 있다. 주입구(310)는 용융수지가 캐비티(300)의 일측에서 타측방향을 따라 캐비티(300)에 사출되도록 캐비티(300)의 일 측방으로 위치되고, 한 쌍의 핫러너 노즐(320,330)은 주입구(310)의 전후방향으로 배치되어 제1수지(a)와 제2수지(b)를 주입구(310)에 교대로 안내할 수 있다.

가동형판(210)에는 캐비티(300)와 통하도록 연통홀(211)이 마련되고, 연통홀(211)은 보스부(3)의 외경에 대응하는 직경을 구비할 수 있다. 연통홀(211)에는 보스부(3) 내측의 구멍을 형성하기 위한 코어핀(410)과, 코이핀(410)을 따라 슬라이딩 하는 슬리브핀(420)이 마련될 수 있다.

코어핀(410)은 연통홀(211) 내에 고정되고, 슬리브핀(420)은 코어핀(410) 둘레에 끼워진 상태에서 코어핀(410)의 길이방향을 따라 슬라이딩 할 수 있다.

코어핀(410)은 가동설치판(220)을 통해 고정되고, 슬리브핀(420)은 가동형판(210)에 슬라이딩 하는 보조판(260)에 장착될 수 있다. 가동설치판(220)에는 보조판(260)의 슬라이딩을 위한 유압실린더(270)가 설치되고, 유압실린더(270)는 밀판(230)을 관통하여 보조판(260)에 연견될 수 있다.

가동형판(210)과 보조판(260) 사이에는 가동형판(210)에 대해 보조판(260)을 탄성 지지하는 제1탄성부재(510)가 마련될 수 있다. 제1탄성부재(510)는 스프링을 통해 마련될 수 있다.

따라서 유압실린더(270)를 통해 보조판(260)이 상승하면 슬리브핀(420)은 캐비티(300) 방향으로 전진하고, 이 상태에서 유압실린더(270)의 유압이 해제되면 보조판(260)이 제1탄성부재(510)의 복원력에 의해 하강함에 따라 슬리브핀(420)은 캐비티(300) 반대방향으로 후진할 수 있다.

가동형판(210)과 보조판(260) 사이에는 가동형판(210)에 대한 보조판(260)의 슬라이딩 동작을 안내하면서 보조판(260)의 이동범위를 제한하는 스토퍼(520)가 마련될 수 있다.

또 이젝터(240)에 의해 캐비티(300) 방향으로 이동하는 밀판(230)에 의해 슬리브핀(420)을 전진시킬 수 있도록 밀판(230)에는 제2탄성부재(530)가 마련될 수 있다. 제2탄성부재(530)는 가스스프링으로 마련될 수 있다. 따라서 보조판(260)은 제1탄성부재(510) 및 제2탄성부재(520)와 스토퍼(520)를 통해 승강 안전성을 보장받을 수 있게 된다.

다음은 이와 같이 구성되는 성형장치를 이용한 차량용 내장재(1)의 성형과정을 설명한다.

차량용 내장재(1)는 사출준비단계 - 1차 사출단계 - 2차 사출단계 - 냉각단계 - 취출단계를 순차적으로 거쳐 사출 성형 될 수 있다.

사출준비단계에서는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 슬리브핀(420)을 캐비티(300) 방향으로 전진시켜 코어핀(410) 둘레와 캐비티(300) 사이를 차단할 수 있다.

슬리브핀(420)은 코어핀(410)의 끝단부 둘레로 위치하도록 전진한 상태에서 코어핀(410) 둘레와 캐비티(300) 사이를 차단하고, 이에 따라 캐비티(300)로 사출되는 수지는 코어핀(410) 둘레의 연통홀(211)로 유동이 차단될 수 있게 된다.

이때 슬리브핀(420)은 유압실린더(270)에 의해 상승하는 보조판(260)을 통해 전진하게 되고, 제1탄성부재(510)는 상승하는 보조판(260)에 의해 가동형판(210)과의 사이에서 압축될 수 있다.

이 상태에서는 캐비티(300)에 캐비티(300)의 체적보다 적은 체적의 용융된 제1수지(a)를 사출하는 1차 사출단계를 수행할 수 있다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 이때는 제1수지(a)를 코어핀(410)과 슬리브핀(420)의 단부를 덮도록 캐비티(300)에 사출함으로써, 1차 사출단계 이후 수행될 2차 사출단계에서 제1수지(a)가 연통홀(211) 쪽으로 유동하는 것이 억제되도록 할 수 있다.

제1수지(a)는 캐비티(300)의 일측에서 타측방향으로 코어핀(410)과 슬리브핀(420)을 지나도록 캐비티(300)에 사출되어 1차 사출단계 이후 수행될 2차 사출단계에서 스킨층(1a)을 형성하는 제1수지(a)가 캐비티(300)에 고르게 분산되도록 할 수 있다.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 1차 사출단계 이후에는 코어핀(410) 둘레와 캐비티(300) 사이가 통하도록 슬리브핀(420)을 후진시키면서 캐비티(300)가 제1수지(a)와 제2수지(b)에 의해 충전되도록 용융된 제2수지(b)를 사출하여 코어핀(410) 둘레에 보스부(3)를 성형하는 2차 사출단계가 수행될 수 있다.

이때 캐비티(300)에 미리 사출되어 있던 제1수지(a)는 제2수지(b)에 밀려 주입구(310) 반대 측으로 유동하면서 캐비티(300)에 전체적으로 고르게 분산될 수 있게 된다.

제2수지(b)에 의한 제1수지(a)의 유동성이 확보되도록 2차 사출단계는 제1수지(a)의 경화가 완료되기 전 상태에서 이루어질 수 있다.

또 캐비티(300)에 사출되어 있는 제1수지(a)는 가동형판(210) 및 고정형판(100)에 인접하는 외측보다 내측의 경화 속도가 상대적으로 느려질 수 있다. 이에 따라 2차 사출단계에서 캐비티(300)로 사출되는 제2수지(b)는 캐비티(300)에 미리 사출되어 있는 제1수지(a) 내측을 관통하는 형태로 제1수지(a)를 통과할 수 있다. 따라서 제2수지(b)는 캐비티(300)의 내측공간을 따라 캐비티(300)의 일측에서 타측으로 유동하면서 코어층(1b)을 형성하고, 제1수지(a)는 캐비티(300)의 내측으로 유동하는 제2수지(b)에 밀려 캐비티(300)의 외측공간 쪽으로 유동하면서 스킨층(1a)을 형성할 수 있다.

또 캐비티(300)의 일측에서 타측으로 유동하는 제2수지(b)는 일부가 슬리브핀(420)의 후진에 의해 캐비티(300)와 연통하는 코어핀(410) 둘레의 연통홀(211) 쪽으로 유동하면서 보스부(3)를 형성할 수 있다. 따라서 보스부(3)는 코어층(1b)을 형성하는 경질의 제2수지(b)에 의해 코어층(1b)과 일체로 연결되도록 성형될 수 있다.

이러한 2차 사출단계에서 슬리브핀(420)은 판부(2) 배면으로 돌출하는 보스부(3)의 길이에 대응하는 길이만큼 후진함에 따라 코어핀(410) 둘레의 연통홀(211)에 유입되는 제2수지(b)에 의해 보스부(3)가 성형되도록 할 수 있다.

이때는 슬리브핀(420)의 후진을 위해 유압실린더(270)에 인가되어 있던 유압이 해제되고, 보조판(260)은 스토퍼(520)에 걸릴 때까지 제1탄성부재(510)의 복원력에 의해 하강하면서 슬리브핀(420)을 보스부(3)의 길이에 대응하는 길이만큼 캐비티(300)로부터 후진시킬 수 있다. 도 8과 도 9에는 2차 사출단계가 완료된 상태가 도시된다.

2차 사출단계에 의해 차량용 내장재(1)의 사출이 완료되면, 캐비티(300) 내부의 차량용 내장재(1)를 냉각하는 냉각단계와, 캐비티(300)를 개방시켜 냉각된 차량용 내장재(1)를 금형으로부터 취출하는 취출단계가 수행될 수 있다.

취출단계에서는 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 고정금형(100)과 가동금형(200)을 형개시켜 캐비티(300)를 개방시키고, 밀판(230)이 상승하도록 이적터(240)를 동작시킬 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상승 동작 하는 밀판(230)은 제2탄성부재(530)를 통해 보조판(260)을 상승시키고, 이에 따라 후진되어 있던 슬리브핀(420)은 다시 전진하면서 보스부(3)를 가동형판(210) 상부로 밀어낼 수 있다. 이에 따라 차량용 내장재(1)는 가동형판(210)으로부터 분리되면서 금형 외부로 취출될 수 있게 된다.

따라서 일 실시예에 따른 차량용 내장재의 사출성형방법에 의하면, 슬리브핀(420)을 차량용 내장재(1)의 취출은 물론, 보스부(3)가 경질의 수지를 통해 성형되도록 하는데 효과적으로 활용할 수 있게 된다.

1: 차량용 내장재 1a: 스킨층
1b: 코어층 2: 판부
3: 보스부 100: 고정금형
110: 고정형판 200: 가동금형
210: 가동형판 211: 연통홀
260: 보조판 300: 캐비티
310: 주입구 410: 코어핀
420: 슬리브핀

Claims (5)

1. 연질의 수지로 마련되는 스킨층 및 상기 스킨층 내부에 경질의 수지로 마련되는 코어층을 구비하는 판부와, 상기 경질의 수지로 마련되어 상기 판부 배면으로부터 돌출하는 보스부를 구비하는 차량용 내장재의 성형방법에 있어서,
   상기 보스부의 구멍을 형성하기 위한 코어핀을 따라 슬라이딩 하는 슬리브핀을 상기 판부의 형상에 대응하는 캐비티 방향으로 전진시켜 상기 코어핀 둘레와 상기 캐비티 사이를 차단하는 사출준비단계;
   상기 캐비티에 상기 캐비티의 체적보다 적은 체적의 상기 연질의 수지를 사출하는 1차 사출단계;
   상기 코어핀 둘레와 상기 캐비티 사이가 통하도록 상기 슬리브핀을 후진시키면서 상기 캐비티가 충전되도록 상기 경질의 수지를 사출하여 상기 코어핀 둘레에 상기 보스부를 성형하는 2차 사출단계;을 포함하는 차량용 내장재의 사출성형방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 사출단계는,
   상기 연질의 수지를 상기 코어핀과 상기 슬리브핀의 단부를 덮도록 상기 캐비티에 사출하는 것;을 포함하는 차량용 내장재의 사출성형방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 사출단계는,
   상기 캐비티 일측에서 타측방향으로 상기 코어핀과 슬리브핀 지나도록 상기 연질의 수지를 상기 캐비티에 사출하는 것;을 포함하는 차량용 내장재의 사출성형방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 사출단계는,
   상기 경질의 수지를 상기 연질의 수지의 경화가 완료되기 전에 상기 캐비티에 사출하는 것;을 포함하는 차량용 내장재의 사출성형방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 사출단계 이후 사출된 상기 차량용 내장재를 냉각시키는 냉각단계;
   상기 냉각된 상기 차량용 내장재를 상기 개방된 캐비티 외부로 취출하는 취출단계;를 더 포함하고,
   상기 취출단계는,
   상기 후진되어 있는 상태의 슬리브핀을 상기 보스부를 밀어내도록 전진시키는 것;을 포함하는 차량용 내장재의 사출성형방법.

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