KR100241127B1 - 자동차용 내장재의 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어트림, 패키지, 인스트루먼트 패널 등과 같은 각종 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것으로서, 종래에는 프레스기로 기재와 표피지를 소정형태의 내장재로 성형할 때 기재이면에 브라켓트나 리브를 일체로 성형할 수가 없어 후변형이 잘되고, 별도 성형된 브라켓트를 기재 이면에 눌러 붙이는 것을 작업공정이 많으면서도 브라켓트가 약한 충격에도 잘 떨어져 나가 불량품 발생률이 높았다. 그리고 대형의 저압사출기를 이용한 성형방식은 기재와 리브, 브라켓트를 일체로 성형할 수는 있니만 사출 성형시의 높은 압력이 표피지 전체에 작용하여 표피지의 포옴층이 상당히 눌려 얇아짐에 따라 내장재의 촉감이 부드럽지 못하여 중대형의 고급 승용차량에는 사용할 수가 없으며, 고가인 대형의 저압사출기와 그 금형 구입비가 상당히 많이 소요되어 원가상승의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 판재형태이면서 나긋 나긋하게 가열된 경질의 기재(30)와 그 표면의 표피지(40)를 프레스기의 상/하 금형(20)(10)으로 눌러 접합하면서 소정형태로 성형하는 프레스 성형공정을 수행한 직후 프레싱 상태를 그대로 유지한 상태에서 열이 잔류되어 있는 기재(30)의 저면으로 기재(30)와 동일한 재질이나 융착 가능항 재질의 사출액을 국부적 부위에만 공급하여 기재(30) 저면에 브라켓트와 리브를 일체로 사출성형하는 공정을 일련적으로 수행토록한 것으로서, 본 발명은 가격이 저렴한 일반 프레스기와 소형 사출기만으로도 작업이 가능하므로 종래처럼 수십억에 달하는 고가의 대형 저압사출기와 그 금형 설비 등을 구비하지 않아도 됨에 따라 원가절감의 효과가 높고, 종래보다 품질이 뛰어난 내장제를 저렴한 가격에 제공할 수 있어 품질과 가격경쟁력이 높은 효과가 있다.

Description

자동차용 내장재의 성형방법

본 발명은 자동차의 각종 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서, 특히 내장재를 구성하는 기재와 표피지를 프레스 성형하였을 때 표피지의 촉감이 부드러우면서도 저렴한 가격의 일반 프레스기와 소형사출기를 이용하여 기재 이면에 브라켓트와 리브를 견고하게 일체로 성형할 수 있도록 함으로써 내장재의 생산원가를 상당히 줄일 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

일반적으로 자동차의 도어트림 및 패키지, 인스트루먼트 판넬, 트렁크, 인너필러 등과 같은 내장재는 주로 피.피(P.P), 우드화이버(WOOD FIBER), 우드스톡(WOOD STOCK) 등의 재질로 성형되는 경질의 기재와; 이면에 피.피 폼(P.E FOAM)이 부착되어 상기 기재의 표면에 융착되는 화학섬유의 표피지로 구성되며, 상기 기재의 이면에는 내장재를 차체에 손쉽게 장착하기 위한 경질의 브라켓트가 설치된다.

그리고 상기와 같은 내장재의 성형방식은 현재 일반 프레스기를 이용한 생산방식과 대형의 저압 사출기를 이용한 생산방식으로 구분되어 사용되고 있다.

이중 일반 프레스기를 사용한 제조방식은 평판형의 기재와 표피지를 눌러 융착할 때 기재 이면에 브라켓트가 동시 융착되게 하는 방식으로 제조하기도 하고, 또는 상기 기재와 표피지를 먼저 프레스기로 융착하여 소정의 내장재 형태로 성형한 다음 기재 이면에 브라켓트를 고주파 등의 장비로 후 부착하는 방식으로 제조하기도 한다.

상기의 프레스기를 이용한 종래의 내장재 성형방법중 기재와 표피지 및 브라켓트를 동시에 융착하는 방식을 예로들어 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 프레스방식으로 기재를 성형하는 경우는 제2(a)도 및 제2(b)도에서와 같이 소정형태로 미리 제조한 브라켓트(5)를 프레스기의 하금형(1)에 형성한 브라켓트 홈에 미리 장착한다. 그후 소정온도로 예열된 평판형 기재(3)를 하금형(1)위에 놓고 그 위에 표피지(4)를 올려 놓은 상태에서 상금형(2)을 하강시켜 내리 눌르면 표피지(4)가 기재(3) 표면에 융착될 때의 압력에 의해 기재(3) 이면의 일부가 브라켓트(5)의 플랜지(5a)에 형성된 사방의 구멍(5b)속으로 들어가 채워지면서 브라켓트(5)와 기재(3)가 서로 부착된 상태를 유지하게 되는 것이다.

그런데 상기와 같이 프레스기를 이용하여 기재와 표피지를 융착하면서 브라켓트를 동시에 또는 별도로 부착하는 방식은 브라켓트(5)를 별도 제조하는 공정과 기재(3)에 부착하기 위해 하금형(1)의 정위치에 일일이 장착하여야 하는 등 작업공정이 많고 까다로운 문제점이 있다.

또한 브라켓트(5)의 얇은 플랜지(5a)의 구멍(5b)속으로 기재(3)일부가 얕게 매입되어 부착되는 것이므로 약한 충격에도 브라켓트(5)가 기재(3) 이면에서 잘 떨어져 불량품 발생률이 높으며, 프레스방식으로는 기재(3)의 테두리가 휘청거리는 것을 방지하기 위한 리브를 성형할 수 없어 기재의 후변형이 잘되는 문제점이 있다.

그리고, 저압사출기를 이용한 성형방식은 제3도에서와 같이 하금형(1)에 브라켓트와 리브를 사출성형할 수 있는 성형홈(6)(7)외에 다수의 사출공을 형성한 것으로서, 이는 기재(3)성형시 기재(3) 이면에 브라켓트와 리브를 동시에 성형할 수가 있으므로 프레스방식에 비해 작업공정이 단순하면서도 성형된 기재(3)가 후변형되는 것을 효과적으로 방지할 수가 있다.

하지만 상기한 저압사출기는 도어트림이나 인스트루먼트 판넬과 같이 상당한 크기의 내장재용 기재 전체를 사출하기 위해 하금형(1)에 형성한 수많은 사출공으로 균일한 압력을 보낼 수 있는 고가의 대형이어야 하고, 그 금형비가 상당히 비싸서 이를 구입 설치하는데 따르는 설비 비용이 상당히 많이(몇십억씩) 소요되므로 영세한 국내의 중소기업들에게는 상당한 설비비 부담을 주고 있으며, 설사 설치한다고 하더라도 결국 그 설비 비용이 생산원가에 그대로 반영되어 채산성이 떨어지므로 결국 자동차용 내장재의 생산가격이 상승하여 경쟁력이 떨어지게 된다.

특히 대형의 저압사출기를 이용한 성형방식은 기재와, 리브, 브라켓트를 일체로 성형할 때 표피지를 동시에 고압으로 눌러 압착하는 것이므로 표피지에 필요이상의 압력이 작용하여 제4(a)도 상태에서 제4(b)도 상태와 같이 표피지(4)의 포옴층(4a)이 눌려 내려앉아 얇아지게 되며, 이로인해 결국 완성된 내장재의 촉감이 나쁘고 부드럽지 못하여 중대형의 고급 승용차량에는 사용할 수가 없는 문제점이 있다.

그리고, 핫멜트프레스 성형시 브라켓트와 리브를 동시에 일체로 성형시키는 방법이 일본 공개특허 평1-160603호 ‘자동차용 내장부품의 심재구조’(이하 선행발명 이라 칭함)에 의해 공지되어 있는데, 이는 성형용 하형의 요부에 일일이 매번 브라켓용 프리프레그를 올려 놓아야 하고, 그 후 상기 프리프레그 위로 심재(기재)를 만들기 위한 소재인 섬유매트를 올려 놓고 상기 요부에 끼워지는 철부가 구비된 성형용 상형의 프레스압으로 눌러서 섬유매트를 먼저 이면에 브라켓트가 구비된 소정형태의 심재(기재)로 성형하는 공정을 선행하여야만 한다.

또한, 선행발명은 상기 공정이 완료되면 이면에 브라켓이 부착되면서 소정 형태로 성형된 심재를 빼내어 다른 프레스기의 하금형으로 옮겨 놓고 그 위에 표피재를 올려 놓은 후 프레스압으로 다시 눌러 접착하는 공정을 수행하여야만 되므로 그 작업공정이 매우 다공정이면서 복잡하고 까다로워 생산성이 상당히 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 판재형태로 성형된 기재 표면과 표피지의 접합공정을 가격이 저렴한 일반 저용량의 프레스기로 수행할 때 그 기재 이면에 브라켓트와 리브가 일체로 사출 성형될 수 있도록 하므로서 저렴한 설비비용만으로 생산원가를 상당히 낮출 수 있는 자동차 내장재의 성형방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 판재 형태로 성형된 기재와 표피지를 가격이 저렴한 일반 프레스기의 상/하 금형 사이에 놓고 프레스압으로 눌러 소정형태로 성형하면서 서로 접착할 때 하금형에 형성한 사출구멍을 통해 사출액이 공급되어 기재 이면에 브라켓트와 리브가 일체로 사출 성형되도록 함으로써 달성되는 것이다.

이러한 본 발명은 가격이 저렴한 일반 프레스기로 기재와 표피지를 서로 접착하면서 소정형태로 성형할 때 기재 이면에 융착될 수 있는 소재의 사출액을 국부적인 부위에만 주입하여 사출 성형하는 것이므로 저렴한 가격의 소형사출기로도 제조가 가능한 것이며, 표피지와 기재가 성형될 때 기재 이면에 브라켓트와 리브가 일체로 형성되는 것이므로 작업공정이 신속 간편하여 상기 목적을 효과적으로 달성할 수가 있다.

제1도는 종래의 프레스장치에 의해 성형된 일반적인 도어트림을 보인 사시도.

제2(a)도는 별도 성형된 브라켓트를 하금형에 장착하여 표피지와 기재의 융착성형시 기재 이면에 부착시키는 종래의 성형방법을 보인 일부확대 횡단면도.

제2(b)도는 제2(a)도에 의해 성형된 내장재의 구성 일부를 보인 요부횡단면도.

제3도는 종래의 대형 저압사출기를 이용하여 기재 이면에 브라켓트 및 리브를 일체로 성형하면서 표피지를 융착하는 방식을 보인 요부 횡단면도.

제4(a)도는 제3도의 성형방법으로 성형할 때 표피지의 포옴층이 눌리기전의 두께를 보인 단면도.

제4(b)도는 제3도의 성형방법에 의해 표피지 이면의 포옴층이 저압사출시의 압력으로 눌려서 얇아진 상태를 보인 단면도.

제5(a)도 내지 제5(c)도는 본 발명에 의해 내장재를 성형하는 과정을 예시한 요부 횡단면도.

제6도는 본 발명에 의해 기재이면에 브라켓트와 리브가 일체로 성형된 도어트림을 예시한 이면 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 하금형 11 : 브라켓트홈

12 : 리브홈 13 : 사출공

30 : 기재 31 : 브라켓트

32 : 리브 40 : 표피지

41 : 포옴층

이하 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법과 그 작용을 내장재중 도어트림을 실시 예로 들어 도시한 별첨의 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의해 자동차용 내장재를 성형하는 방법은 먼저 소정온도로 예열된 상태의 기재(30)와 표피지(40)를 프레스기의 상/하 금형(20)(10)으로 눌러 접착하면서 소정의 내장재 형태로 성형한 직후 상당량의 열이 잔류되어 있는 상기 기재(30) 이면에 곧바로 기재(30)와 동일 재질 또는 동일 재질이 아니더라도 서로 융착될 수 있는 재질의 사출액을 공급하여 브라켓트(31)와 리브(32)가 부분적으로 사출 성형되게 한 것으로서, 이하에서는 본 발명에 의해 내장재를 제조하는 과정을 공정별로 상세히 설명하기로 한다.

[제1공정(프레스 성형공정)]

판재형태로 성형된 상태에서 나긋 나긋하게 소정온도로 가열된 경질의 기재(30)를 표피지(40)와 함께 제5(a)도에서와 같이 하금형(10)위에 올려 놓은 후 상금형(20)을 하강시켜 제5(b)도와 같이 표피지(40)와 기재(30)를 서로 접합하면서 소정형태로 성형하는데, 이러한 공정은 종래의 일반적인 프레스 성형방식과 같다고 할 수 있다.

[제2공정(사출 성형공정)]

상기와 같이 기재(30)와 표피지(40)를 서로 접합하면서 소정형태로 성형한직후 그 프레싱 상태를 그대로 유지한 상태에서 제5(c)도에서와 같이 하금형(10)의 유입관(14)과 연결관 사출공(13)을 통해 하금형(10)의 브라켓트홈(11)과 리브홈(12)으로 상기 기재(30)와 동일한 재질 또는 동일한 재질이 아니더라도 상기 기재(30)와 융착이 가능한 재질의 사출액을 공급한다.

이때 상금형(20)은 표피지(40)와 기재(30)를 눌러 소정형태로 성형하는 공정을 그대로 유지하고 있고, 기재(30)는 상당량의 열이 그대로 잔류된 상태이므로 소형사출기의 그리 높지 않은 압력에도 이면의 브라켓트홈(11)과 리비홈(12)에 채워진 사출액이 기재(30) 이면에 보다 수월하게 융착되면서 제6도에서와 같이 이면에 브라켓트(31)와 리브(32)가 일체로 사출 성형한다.

이러한 본 발명의 사출방법은 종래의 대형 저압사출기로 사출할 때처럼 기재와 표피지의 전면적 전체에 고르게 작용하는 사출압력이 필요한 것이 아니라 브라켓트홈(11)과 리브홈(12)이 성형되는 국부적인 부위에만 작용하는 사출압력이 필요한 것이기 때문에 본 발명은 기재(30)표면에 융착되는 표피지(40)의 포옴층(41)이 과다하게 눌려질 우려가 없어 표피지(40)의 촉감을 보다 양호한 상태로 유지시킬 수 있음에 따라 보다 고품질의 내장재를 제공할 수가 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 기재(30)와 표피지(40)를 서로 접합하면서 소정의 내장재 형태로 성형하는 제1공정 상태를 그대로 유지시킨 상태에서 곧바로 소정온도의 열이 잔류되어 있는 기재(30) 이면의 국부적인 부위에만 다수의 브라켓트(31)와 리브(32)를 일체로 사출 성형하는 것이므로 가격이 저렴한 일반 프레스기와 소형 사출기만으로도 작업이 가능한 것이다.

따라서, 종래처럼 수십억에 달하는 고가의 대형 저압사출기와 그 금형 설비 등을 구비하지 않아도 되므로 그만큼 내장재의 생산원가를 상당히 낮출 수 있는 것이며, 특히 종래의 고가 저압사출기로 생산하는 것보다 품질이 뛰어난 고품질의 내장재를 저렴한 가격에 제공할 수가 있어 품질경쟁력과 가격경쟁력이 높은 효과가 있다.

Claims (1)

1. 판재형태이면서 나긋 나긋하게 가열된 경질의 기재(30)와 그 표면의 표피지(40)를 프레스기의 상/하 금형(20)(10)으로 눌러 서로 접합하면서 소정형태로 성형하는 프레스 성형공정을 수행함에 있어서, 상기의 프레스 성형공정 직후 프레싱 상태를 그대로 유지한 상태에서 열이 잔류되어 있는 기재(30)의 저면으로 기재(30)와 동일한 재질이나 융착 가능한 재질의 사출액을 국부적 부위에만 공급하여 기재(30) 저면에 브라켓트와 리브를 일체로 사출성형하는 공정을 일련적으로 수행토록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.

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