KR100546426B1 - 몰드-인 성형용 걸림부재 및 이를 구비하는 수지성형체의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 몰드-인 성형용 걸림부재는, 상면에 걸어맞춤 요소를 구비하는 기판과, 이 기판의 후면에 결합된 발포 합성수지층을 포함한다. 상기 발포 합성수지층은, 기판의 적어도 양 측면 가장자리를 너머서 바깥쪽으로 연장하는 돌출 가장자리부 (밀봉부) 를 구비한다. 또한, 상기 발포 합성수지층은, 그 두께가 1 내지 10 mm 이고, 초기 압축계수가 0.02 내지 1.0 MPa 이다. 상기 몰드-인 성형용 걸림부재는, 걸림부재와 몰드에 형성된 리세스간의 틈새를 통하여 성형 수지가 유입하는 것을 확실히 방지한다.

걸림부재, 걸어맞춤 요소, 기판, 발포 합성수지층, 몰드

Description

몰드-인 성형용 걸림부재 및 이를 구비하는 수지성형체의 제조방법{MOLD-IN FASTENING MEMBER AND PROCESS FOR PRODUCING MOLDED RESIN ARTICLE HAVING THE SAME}

도 1 은 본 발명에 따른 몰드-인 성형용 걸림부재의 일 예를 나타내는 개략 단면도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 몰드-인 성형용 걸림부재의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.

도 3 은 몰드에 형성된 리세스에 끼워맞춰진 종래의 걸림부재를 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 기판 2 : 걸어맞춤 요소

3 : 발포 합성수지층 4 : 리세스

5 : 밀봉부 6 : 숄더

7 : 페라이트-함유 층 8 : 자석

9 : 단위 걸림부재

본 발명은, 자동차 시트의 쿠션 및 사무용 의자의 쿠션과 같은 수지성형체의 표면에 부착되는 몰드-인 성형용 걸림부재에 관한 것이다. 걸림부재가 부착된 수지성형체는, 직물과 같은 장식재료를 걸림부재를 통하여 수지성형체의 표면에 부착함으로써, 시트 등으로 제조된다.

최근, 자동차 시트의 제조를 위한 새로운 성형법이 제안되고 있다. 이 성형법은, 상면에 다수의 걸어맞춤 요소를 구비하고 배면에 다수의 장착 요소를 구비하는 걸림부재, 즉 평평한 걸림장치 테이프를 몰드내의 소정 위치에 위치시키는 단계; 몰드내에 발포 수지를 주입하는 단계; 및 장착 요소가 수지성형체에 매설되어 이 수지성형체와 상기 평평한 걸림장치 테이프가 일체적으로 결합하고 또한 상기 걸어맞춤 요소가 외면에 노출되도록, 상기 발포 수지를 팽창시키는 단계와 관련이 있다(소위 몰드-인 성형법). 수지성형체의 외형을 따라서는, 시트 커버의 배면상의 걸어맞춤 요소와 상기 평평한 걸림장치 테이프의 걸어맞춤 요소간의 걸어맞춤 기능에 의해, 시트 커버 (장식재료) 가 덮힌다.

몰드-인 성형법에서는, 걸어맞춤 요소를 구비하는 걸림부재의 표면을 리세스의 바닥에 대면시킨 상태에서 걸림부재를 몰드의 소정 위치에 형성된 리세스에 끼워맞춤으로써 걸림부재를 몰드내의 적소에 고정시키고, 이후에, 상기 걸림부재의 위치를 유지하면서 몰드내에 수지를 주입하여 성형을 실시한다. 걸림부재를 몰드의 리세스에 끼워서 몰드-인 성형법을 실시함에 있어서는, 몰드내에 주입하는 액체의 발포 성형 수지 (이하, "수지" 로 약칭함) 가 걸림부재와 몰드의 리세스간의 틈새를 통하여 걸림부재의 측방으로 유입하게 되므로, 걸어맞춤 요소가 수지에 묻히게 된다. 수지에 묻힌 걸어맞춤 요소는 더이상 걸어맞춤 기능을 갖지 못하기 때문에, 걸림부재와 몰드의 리세스간의 틈새를 통한 수지의 유입을 저지하여야 한다. 더 상세히는, 걸림부재는 보통은 신장된 직사각형 형상, 즉 테이프와 같은 형상을 가지기 때문에, 걸림부재의 측면 가장자리와 리세스, 특히 리세스의 숄더 사이의 틈새에서, 그리고 걸림부재의 길이 가장자리와 리세스의 가장자리 (숄더) 사이의 틈새에서 성형 수지의 유입이 발생된다. 리세스내에 고정된 걸어맞춤 요소가 상기와 같은 유입된 수지에 의해 묻혀버리기 때문에, 수지성형체의 표면에 노출되어야할 걸어맞춤 요소가, 이를 덮고 있는 수지때문에 더이상 노출되지 않는다.

도 3 에는, 상술한 문제점을 해결하기 위한 종래의 방법이 도시되어 있다. 걸림부재 (A) 는 평평한 걸림장치 테이프 (E), 강 스트립 (F), 및 커버 필름 (G) 을 포함한다. 평평한 걸림장치 테이프 (E) 는 기판 (B) 을 구비하는데, 이 기판은 상면에 다수의 걸어맞춤 요소 (C) 를 구비하고 배면에 다수의 장착 요소 (D) 를 구비한다. 걸어맞춤 요소 (C) 아래의 강 스트립 (F) 은 몰드-인 공정중에 몰드의 바닥에 매설된 자석 (J) 에 자기 부착된다. 커버 필름 (G) 은, 몰드-인 공정중에 성형 수지 성분이 걸어맞춤 요소 (C) 의 측방으로 유입되지 않도록 하기 위해, 강 스트립 (F) 과 걸어맞춤 요소 (C) 를 전체적으로 덮고 있다. 커버 필름 (G) 의 외부 둘레는 평평한 걸림장치 테이프 (E) 의 둘레에 접착제 또는 가열밀봉에 의해 일체적으로 결합된다.

걸림부재 (A) 는, 그 걸어맞춤 요소가 리세스의 바닥에 대면한 상태로, 몰드 의 바닥에 배치된 자석 (J) 에 의해 강 스트립 (F) 에 작용된 자력에 의해 몰드의 리세스 (K) 내에 고정된다. 이후, 몰드내에는 발포 수지가 주입되어, 장착 요소 (D) 가 안에 매설된 쿠션과 같은 성형체가 제조된다. 몰드에서 성형체를 꺼낸 이후에, 커버 필름 (G) 과 강 스트립 (F) 을 제거하여, 평평한 걸림장치의 걸어맞춤 요소 (C) 를 성형체의 표면상에 노출시킨다.

그러나, 전술한 몰드-인 성형법에 있어서는, 성형체의 제조후, 강 스트립 (F) 과 커버 필름 (G) 을 제거하여 폐기물로서 처리하여야 한다. 더욱이, 걸어맞춤 표면상의 필름 잔류물이 혹시라도 걸어맞춤 요소의 노출을 방해하여 걸어맞춤력이 저감되고 외관이 불량해질 수 있기 때문에 커버 필름 (G) 을 제거함에 있어 상당한 주의력이 필요하며, 이 때문에 제거작업이 까다로와 진다. 따라서, 제거작업에 노동력이 많이 소요될 뿐만 아니라, 강 스트립 (F) 을 제거하는데 있어서는 손가락이나 손을 다칠 위험성이 있다.

일본 특허공개공보 1-113214 및 5-16173 호에는, 상호 결합된 평평한 걸림장치와 발포 수지를 포함하는 걸림부재가 개시되어 있다. 전자의 공보에서는, 가요성의 발포체, 및 걸어맞춤 요소를 구비하는 평평한 걸림장치가 자기 필름을 통하여 상호 결합되는데, 평평한 걸림장치에 대면하는 상기 자기 필름의 표면은 평평한 걸림장치의 둘레 주위에 노출되어 있다. 자기 필름은 몰드의 리세스 숄더에 설치된 자석에 그 노출된 둘레 표면이 자기 부착되며, 이로써 틈새의 형성을 방지하고 있다. 그러나, 자기 필름은 가요성의 발포체와 평평한 걸림장치 사이에 배치되기 때문에, 자력이 약하여 걸림부재의 전체 부분을 리세스에 효율적으로 끼울 수 없거나 또는 끼우는 것이 곤란하다. 또한, 리세스 숄더의 좁은 공간에 자석을 설치하는 것이 곤란하여, 상기의 제시된 방법은 그 실시가 어렵다.

후자의 공보에서는, 평평한 걸림장치, 및 이 평평한 걸림장치의 것보다 폭과 높이가 상당히 큰 발포체가 상호 결합하여 걸림부재를 형성하는데, 이 걸림부재는 몰드에 형성된 상승벽에 의해 둘러싸인 중공의 공간 안에 삽입된다. 그러므로, 걸림부재의 크기가 상당히 커서, 그 취급이 곤란하다. 또한, 상승벽에 대한 접촉저항이 큰 발포체를 구비하는 걸림부재를 제 위치에 삽입하는 것이 용이하지 않다.

일본 특허공개공보 7-148007 호에는 기판을 구비하는 몰드-인 성형용 걸림부재가 개시되어 있는데, 이 기판은, 걸어맞춤 요소를 정면에 구비하고, 또한 측면 가장자리부로부터 상승하여 길이방향을 따라 연장한 끼워맞춤 요소를 후면에 구비한다. 끼워맞춤 요소의 헤드부는, 걸림부재의 측면 가장자리와 몰드의 리세스 사이에 틈새가 형성되지 않도록, 측면 가장자리로부터 바깥쪽으로 돌출한다.

상기 걸림부재는 리세스 안에 푸쉬 방식으로 삽입되기 때문에 끼워맞춤 요소와 리세스의 측벽간의 기밀한 접촉을 확보하기 위해서는 세심한 주의가 필요하다. 만일 끼워맞춤이 느슨하면, 갭이 형성되어 수지가 리세스 안으로 유입하게 된다. 또한, 상기의 제시된 방법은 직선형 형상을 가지는 걸림부재의 제조에만 적용될 수 있을 뿐이고, 곡선형 형상을 가지는 걸림부재의 제조에는 실질적으로 적용이 불가능하다.

본 발명은, 전술한 문제점들을 감안하여 이루어진 것으로, 걸림부재의 단부와 몰드에 형성된 리세스간의 틈새를 통해 성형 수지가 유입하는 것을 효과적이면서도 용이하게 방지하고, 또한 여러 가지의 형상으로 형성될 수 있는 몰드-인 성형용 걸림부재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명의 또다른 목적은, 상기 걸림부재를 구비하는 수지성형체의 제조방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은, 상면에 걸어맞춤 요소를 구비하는 기판과, 이 기판의 후면에 결합된 합성수지제의 발포 합성수지층을 포함하고, 이 발포 합성수지층은 기판의 적어도 양 측면 가장자리를 너머서 바깥쪽으로 연장하는 돌출 가장자리부 (밀봉부) 를 구비하고, 또한 발포 합성수지층은 그 두께가 1 내지 10 mm 이고, 초기 압축계수가 0.02 내지 1.0 MPa 인 몰드-인 성형용 걸림부재를 제공한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 걸림부재는 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 및 폴리아미드 수지와 같은 열가소성 수지로 제조되는데, 성형성의 양호면에서 폴리올레핀 수지가 바람직하다. 또한, 걸림부재를 가요적으로 만들기 위해서는, 바람직하게는, 폴리프로필렌 수지와 같은 가요성이 우수한 열가소성 수지가 사용된다.

도 1 에는 본 발명에 따른 몰드-인 성형용 걸림부재의 일 예가 도시되어 있다.

이 걸림부재는 예컨대, 신장된 직사각형 형상, 즉 테이프와 같은 형상이며, 기판 (1) 을 갖는데, 이 기판은 당해 기판의 표면에 일체로 형성된 다수의 걸어맞 춤 요소 (2) 를 구비한다. 걸어맞춤 요소는 버섯 형상, 화살촉 형상, 및 갈고리 형상과 같은 임의의 적절한 형상이어도 된다. 걸림부재의 폭과 길이는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 폭은 바람직하게는 4 내지 50 mm, 더 바람직하게는 5 내지 40 mm, 좀더 바람직하게는 8 내지 20 mm 이고, 길이는 바람직하게는 10 내지 200 cm, 더 바람직하게는 15 내지 70 cm 이다. 기판의 두께는 보통 0.2 내지 1.0 mm, 바람직하게는 0.3 내지 0.7 mm 이다. 걸어맞춤 요소의 높이는 바람직하게는 1 내지 10 mm, 더 바람직하게는 1.5 내지 6 mm 이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

걸어맞춤 요소는 기판의 폭에 따라 하나의 열 (row) 로 또는 복수의 열로 배치된다. 기판상에서의 걸어맞춤 요소의 밀도는 바람직하게는 30 내지 100 개/cm² 이다. 기판의 후면은, 발포 합성수지층 (3) 이 결합되기 때문에 실질적으로 평평한 것이 바람직하다. 기판과 발포 합성수지층간의 접착력을 향상시키기 위해, 기판의 후면을 거칠게 만들 수도 있다.

본 발명의 걸림부재는, 전술한 열가소성 수지를 소정 형상의 슬릿을 가지는 노즐을 통하여 용융압출하여, 길이방향으로 연장하는 연속적인 돌기 열 (rows) 을 표면에 가지는 테이프를 형성하고, 각각의 연속 돌기를 작은 간격으로 절단하고, 이후에, 테이프를 길이방향으로 신장시켜 테이프의 표면상에 다수의 걸어맞춤 요소를 형성함으로써 제조될 수도 있다.

도 2 에는, 본 발명에 따른 몰드-인 성형용 걸림부재의 또다른 예가 도시되 어 있다.

도 2 는 곡선형의 몰드-인 성형용 걸림부재의 평면도를 도시한 것으로, 각각 직사각형 형상을 가지는 복수의 단위 걸림부재 (9) 는, 간격을 두고서 배치된 곡선형의 일련의 단위 걸림부재를 형성하도록, 곡선형의 발포 합성수지층 (3) 에 결합하고 있다. 도 2 의 단위 걸림부재는, 그 길이가 바람직하게는 0.3 내지 10 cm, 더 바람직하게는 1 내지 5 cm 여서 길이가 더 짧다는 것을 제외하고는, 도 1 의 걸림부재와 구조가 동일하다. 본 발명에서는, 길이가 다른 단위 걸림부재를 복수개 조합하여 사용할 수도 있다.

도 2 의 발포 합성수지층 (3) 은, 그 위에 소정 갯수의 단위 걸림부재를 충분히 배치할 수 있는 정도의 길이를 가지는 곡선형의 형상으로 제조된다. 이 발포 합성수지층 (3) 은, 그 적용에 따라 결정되는 것이기는 하지만, 바람직하게는 그 길이가 5 내지 100 cm 이고, 곡률반경이 100 내지 1,000 mm 이다. 여기서 언급하는 곡선형의 형상은 도 2 에 도시된 포물선 형상은 물론이고, 디자인에 요구되는 다른 비선형의 형상도 포함한다.

단위 걸림부재의 측면 및 길이방향 가장자리와 발포 합성수지층간의 상대위치는 도 1 의 걸림부재의 그것과 동일하다. 인접한 단위 걸림부재들간의 간격은 주로 곡률반경에 좌우된다. 곡률반경이 크면, 즉 곡선이 완만하면 간격이 작다. 곡률반경이 작으면, 즉 곡선이 급격하면 바람직하게는 간격이 크다. 바람직하게는, 간격은 0 내지 10 mm 이다.

곡선형의 발포 합성수지층은 걸림부재가 쉽게 변형되기 때문에 그 취급이 곤 란할 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 발포 합성수지층은 바람직하게는 그 상부표면에 적어도 하나의 선형 보강부재 또는 밴드 보강부재를 구비한다. 선형 보강부재 또는 밴드 보강부재는 적절한 강도와 강성을 가지며, 걸림부재의 취급성을 향상시킴과 동시에 발포 합성수지층의 보강성능을 향상시킨다. 선형 보강부재는 플라스틱 와이어나 봉, 또는 섬유 스트랜드일 수 있다. 밴드 보강부재는 플라스틱 필름이나, 직물 또는 부직포의 가느다란 스트립일 수 있다.

본 발명의 몰드-인 성형용 걸림부재에 있어서는, 기판의 후면에 발포 합성수지층이 배치되는 바, 즉 상기 후면은 걸어맞춤 요소를 갖지 않는다. 기판 및 발포 합성수지층은 바람직하게는 접착제에 의해 일체적으로 결합된다. 발포 합성수지층은 기판에 견고하게 결합되는데, 그 이유는 발포 합성수지층은, 당해 발포 합성수지층에 성형 수지가 부분적으로 함침되어 경화함으로써, 수지성형체에 일체적으로 결합되기 때문이고, 또한 기판의 노출된 걸어맞춤 요소가 장식재료의 루프요소와 걸어맞춤되기 때문이다. 이 때문에, 바람직하게는 2액 접착제 또는 수분-응결 핫멜트 접착제가 사용된다. 발포 합성수지층과 기판간의 접착력을 향상시키기 위해, 기판의 후면을 거칠게 하여 장착효과를 얻어낼 수도 있다.

발포 합성수지층은 여러 가지의 합성수지로 제조될 수 있는데, 바람직하게는, 수지성형체가 폴리우레탄으로 제조된 발포 쿠션이기 때문에 폴리우레탄 수지로 제조될 수도 있다.

발포 합성수지층, 예컨대 발포 폴리우레탄층은, 이소시안산염과 폴리올과의 혼합용액을 70℃에 유지된 몰드내에 주입하여, 몰드를 폐쇄하고, 상기 용액을 몰드 내에 10분간 유지한 다음, 몰드를 개방하여 최종 발포체를 제거함으로써 제조될 수 있다.

본 발명자 등의 견지에서, 발포 합성수지층의 두께는 1 내지 10 mm 이어야 한다. 두께가 1 mm 보다 작으면, 발포 합성수지층의 양 측면 돌출 가장자리부에서의 밀봉부 (도 1 의 도면부호 5) 의 두께가 작아져 걸림부재와 리세스의 숄더간에 틈새가 형성되는 것을 방지할 수 없게 된다. 두께가 10 mm 를 초과하면, 발포 합성수지층이 두꺼워지기 때문에, 그 취급성 및 가공성이 나빠지며, 리세스에 대한 끼워맞춤 작업이 어려워진다.

본 발명의 걸림부재는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 걸어맞춤 요소 (2) 가 리세스 (4) 내에 삽입되고, 발포 합성수지층의 돌출 가장자리부에서의 밀봉부 (5) 가 리세스의 숄더 (6) 상에 놓이도록 하여, 몰드내에 위치된다. 걸림부재를 위치시킨 상태에서 몰드내에 성형 수지를 주입하게 되면, 발포 합성수지층이 수지의 중력에 의해 압축되어 밀봉부가 리세스의 숄더에 대해 밀접하게 가압되며, 이로써 틈새의 형성을 방지하게 된다. 이러한 현상을 연구한 결과, 본 발명자 등은 발포 합성수지층이 0.02 내지 1.0 MPa 의 초기 압축계수를 가질 필요가 있음을 발견하였다. 초기 압축계수가 0.02 MPa 보다 작으면, 발포 합성수지층이 수지의 하중 이외의 힘에 의해서도 쉽게 변형되어, 틈새의 형성을 방지할 수 없게 된다. 초기 압축계수가 1.0 MPa 를 초과하면, 발포 합성수지층의 변형이 곤란해지며, 그 결과 발포 합성수지층과 리세스의 숄더간의 접촉이 불량해져, 틈새의 형성을 방지할 수 없게 된다.

여기서 언급하는 초기 압축계수는 다음의 방법으로 측정한다. 40 mm ×50 mm ×50 mm 의 크기를 가지는 합성수지 발포체의 시험편을 30 mm/분의 속도로 압축하여 압축하중 휨곡선을 얻는다. 1 mm 변형지점에서의 곡선의 기울기를 초기 압축계수로 정한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 몰드-인 성형용 걸림부재는, 걸어맞춤 요소를 구비하는 기판과, 이 기판에 결합된 발포 합성수지층을 포함한다. 기판과 발포 합성수지층이 견고하게 결합되기 때문에, 발포 합성수지층 자체는 걸림부재의 접착강도의 측정시에 부서진다. 걸림부재의 임의의 부분에서 발생되는 이러한 부서짐은 실용적 목적에서 바람직하지 않으므로, 가장 약한 발포 합성수지층이 25 내지 1,000 N 의 경도를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 경도를 갖는 발포 합성수지층은 충분한 강도를 나타내며, 사용시에 부서짐을 피할 수 있다. 발포 합성수지층의 경도는 JIS K6401 에 따라 측정된다.

본 발명자 등의 추가 연구에 따라, 발포 합성수지층을 보강하고 그 부서짐을 회피하기 위해, 발포 합성수지층의 표면중 기판에 결합되는 표면상에 직물, 부직포 및 필름과 같은 얇고 질긴 평평한 재료를 부착할 수도 있다. 이렇게 보강된 걸림부재를 몰드내에 위치시킬때, 보강재료는 리세스의 숄더와 접촉하게 된다. 그러므로, 발포 합성수지층의 밀봉효과를 저감시키지 않도록 하기 위해서는 보강재료는 충분한 가요성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 보강재료로서는 바람직하게는 부직포, 특히 건식의 부직포가 사용되는데, 그 이유는 이러한 직물이 보강효과도 높고 또한 발포 합성수지층과 리세스의 숄더간의 틈새의 형성을 방지하는데 효과적이기 때문이다. 보강재료의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 5 mm 이다. 부직포의 경우, 리세스의 숄더와의 밀접한 접촉이 달성되기 때문에, 섬유의 미세도는 바람직하게는 1 내지 10 dtex 이다. 액체 수지의 침투가 가능하다면, 기판과 접촉하는 표면의 반대쪽에 있는 발포 합성수지층의 표면에 부직포 및 직물과 같은 보강재료를 부착할 수도 있다. 이 경우에는, 액체 수지가 발포 합성수지층에 침입하는 것이 방해받지 않도록 하기 위해, 접착제를 표면 전체에 대하여 보다는 표면에 흩뿌리거나 선형으로 적용하는 것이 바람직하다. 발포 합성수지층은, 또한, 단섬유 또는 입자를 포함하는 성형 수지를 이용하여서도 보강된다.

더욱이, 발포 합성수지층은 일 표면으로부터 다른 표면으로 연장하는 관통공을 형성함으로써 보강될 수도 있다. 성형 수지가 관통공에 진입하여 경화되면, 발포 합성수지층은 복수의 경화된 수지 기둥에 의해 보강된다. 관통공의 크기 및 밀도는 발포 합성수지층의 특성을 감안하여 적절히 선택할 수 있다. 이러한 실시형태는, 경화된 수지가 또한 기판을 수지성형체에 결합시키는 효과를 갖기 때문에 바람직하다.

본 발명의 몰드-인 성형용 걸림부재는 수지성형체의 제조를 위해 몰드에 형성된 직선형 또는 곡선형의 리세스에 끼워맞춰진다. 이후, 성형 수지, 보통은 팽창가능한 액체 수지가 몰드내에 주입되고 발포 및 경화되어, 표면에 걸림부재가 일체적으로 결합된 수지성형체가 얻어진다. 그러므로, 걸림부재는 리세스에 용이하게 그리고 확실히 끼워맞춰지는 것이 바람직하다.

본 발명의 걸림부재에 있어서는, 발포 합성수지층은 적어도 폭방향에 있어, 바람직하게는 폭방향과 길이방향 모두에 있어 기판의 가장자리를 너머서 바깥쪽으로 연장하는 적당한 길이의 돌출 가장자리부를 갖는다. 이 돌출 가장자리부는 리세스의 숄더상에 놓여 소기의 밀봉효과를 달성하므로, 밀봉부로서 기능한다. 돌출 가장자리부의 길이는 제한되는 것은 아니며, 리세스 숄더의 폭에 따라 적절히 결정하면 된다. 리세스 숄더의 폭은 보통 약 2 내지 5 mm 이므로, 돌출 가장자리부의 길이는 이에 상응하도록 결정한다. 돌출 가장자리부의 길이가 리세스 숄더의 폭보다 훨씬 작으면, 숄더에서의 밀봉이 불완전하게 된다. 돌출 가장자리부의 길이가 훨씬 길어서 리세스 숄더를 너머서 연장하게 되면, 성형 수지에 의해 돌출 가장자리부 (밀봉부) 에 가해진 상승력에 의해 밀봉성능을 잃을 수도 있다. 그러므로, 몰드-인 성형용 걸림부재의 돌출 가장자리부는, 바람직하게는 숄더의 표면 전체를 거의 덮는 치수를 가지며, 더 바람직하게는 숄더와 실질적으로 동일한 폭을 갖는다. 더 상세하게는, 돌출 가장자리부의 폭은 바람직하게는 약 숄더폭±2 mm, 더 바람직하게는 약 숄더폭±1 mm 이다. 돌출 가장자리부가 숄더와 실질적으로 동일한 폭을 갖는다고 하는 것은, 돌출 가장자리부가 숄더의 표면 전체를 실질적으로 덮고, 숄더를 너머서 2 mm 이상은 연장하지 않는다는 것을 의미한다.

몰드-인 성형용 걸림부재를 도 1 과 같이 신장된 직사각형 형상으로 하는 경우, 이에 대응하는 단 하나의 리세스만을 사용한다. 일련의 단위 걸림부재를 구비하는 도 2 의 곡선형 몰드-인 성형용 걸림부재의 경우에는, 일련의 단위 걸림부재가 단일의 신장된 곡선형 리세스에 동시에 끼워맞춰지거나 또는 각 단위 걸림부 재에 대응하여 곡선형으로 배열된 각각의 단위 리세스에 끼워맞춰진다. 단일의 신장된 곡선형 리세스를 사용하게 되면, 비록 끼워맞춤 작업은 용이할지라도, 단위 걸림부재들간의 틈새를 통하여 수지가 리세스내에 흘러들어가는 것을 완전하게 방지하지 못할 수도 있다. 단위 걸림부재들을 각각의 단위 리세스에 끼워맞추는 방식은, 각 단위 걸림부재와 각 단위 리세스와의 밀접한 접촉을 얻을 수 있으므로 유리할 수 있다. 그러나, 끼워맞춤 작업에 시간이 많이 소요되고 각 단위 걸림부재의 위치를 정확히 조절하여야 하므로, 제조비가 증가한다. 본 발명에 있어서는, 이러한 장단점을 감안하여 리세스 형상을 적절히 선택할 수 있다.

몰드-인 성형용 걸림부재는 리세스에 프레스 방식으로 끼워지며, 밀봉효과는 발포 합성수지층과 리세스의 숄더간의 마찰력에 의해 얻어진다. 본 실시형태에서는, 발포 합성수지층에 결합되는 기판의 측면 단부 및 길이방향 단부에 걸어맞춤 요소의 돌출부와 동일한 방향으로 연장하는 돌출부가 형성될 수도 있다. 이 돌출부는 끼워맞춤 가이드로서 작용하여 끼워맞춤의 안정성을 확보해준다.

걸림부재의 끼워맞춤 작업을 좀더 용이하게 하기 위하여, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 기판의 표면에 페라이트-함유 층 (7) 을 설치하고 리세스의 바닥에 자석 (8) 을 설치할 수도 있다. 이러한 구성에 따르면, 페라이트-함유 층과 자석간의 자력에 의하여 리세스 숄더에서의 끼워맞춤과 밀봉이 더 완전하게 달성된다. 페라이트-함유 층을 기판의 표면에 배치함으로써, 페라이트-함유 층과 자석간의 거리가 줄어든다. 결과적으로, 자력이 향상되어 더 우수한 밀봉효과가 도출된다. 곡선형 걸림부재 및 곡선형 리세스에도 이와 유사한 구조가 적용가능하다. 전술 한 종래의 기술에서는, 평평한 걸림장치 (기판) 와 연성의 발포체간에 자기부재가 배치되기 때문에, 자기부재와 자석간의 거리가 커서 자력이 약화된다. 반대로, 전술한 본 발명에서는 높은 밀봉효과가 얻어진다.

페라이트-함유 층은 임의의 공지된 방법에 의하여 제공될 수 있고, 바람직하게는, 예컨대 페라이트 입자를 함유하는 접착수지를 침상 코팅장치 (needle coater) 에 의해 걸어맞춤 요소의 열 (rows) 사이에 적용함으로써 제공될 수도 있다.

본 발명의 몰드-인 성형용 걸림부재는 자동차 시트와 같은 수지성형체의 제조용으로 사용된다. 성형 수지로서는, 바람직하게는 팽창가능한 폴리우레탄 수지가 사용되기는 하지만, 이것에 제한되는 것은 아니며 다른 수지도 사용이 가능하다. 성형후에는, 걸어맞춤 요소에 의해 걸림부재와 합체된 수지성형체의 표면에 직물과 같은 장식재료를 부착하여, 덮혀진 제품을 형성한다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예들을 참조하여 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

실시예 1

폴리프로필렌 수지를 성형하여, 폭 8.5 mm, 두께 0.5 mm, 길이 200 mm 의 기판과, 이 기판의 길이방향에 있는 높이 2.5 mm, 폭 0.2 mm 의 다수의 걸어맞춤 요소를 포함하는 걸림부재를 형성하되, 다수의 걸어맞춤 요소는 기판의 길이방향을 따라 3열로 기판의 표면에 배치하여 60 개/cm² 의 밀도로 기판의 표면으로부터 수직 으로 융기되도록 하였다. 걸어맞춤 요소의 형상은 버섯형상으로 하고, 그 헤드부는 기판의 폭방향으로 펴지게 하였다.

걸림부재의 표면에는, 평균입자크기가 1.8 ㎛ 인 페라이트 입자를 90 중량% 함유하는 평균두께 0.5 mm 의 페라이트-함유 아크릴 수지층을, 침상 코팅장치를 이용하는 방법 (침의 내경: 1.0 mm) 에 의해 형성하였다.

발포 합성수지층으로서는, 폭 20 mm, 두께 4 mm, 길이 220 mm 이고, 초기 압축계수 0.2 MPa, 경도 150 N 인 폴리우레탄 발포체를 사용하고, 이 발포 합성수지층을 페라이트-함유 층이 구비된 기판에 수분-응결 핫멜트 접착제 (HiBon #4830 : Hitachi Kasei Polymer Co., Ltd. 로부터 입수가능함) 를 통하여 폭방향 및 길이방향으로 서로 동등하게 정렬되도록 하여 결합함으로써, 본 발명에 따른 몰드-인 성형용 걸림부재를 얻었다.

상기 몰드-인 성형용 걸림부재를, 걸어맞춤 요소가 리세스내에 위치하도록 하여 몰드의 신장된 직사각형 리세스 (내부 치수: 폭 10 mm, 깊이 7 mm, 길이 205 mm) 에 끼워맞추고, 기판을 너머서 바깥쪽으로 연장하는 발포 합성수지층의 돌출 가장자리부를 리세스의 숄더 (폭: 4 mm) 상에 놓아두어, 리세스의 바닥에 매설된 자석과 기판상에 형성된 페라이트-함유 층간의 자력에 의해 걸림부재의 걸어맞춤 표면이 밀봉되도록 하였다. 이후에, 몰드내에 폴리우레탄 수지를 주입 및 발포하여, 걸림부재를 구비하는 수지성형체를 얻었다.

수지성형체의 걸어맞춤 요소는 발포 수지로 덮히지 않고서 그 외부 표면이 완전히 노출되었다. 또한, 발포 합성수지층은, 걸림부재가 수지성형체에 견고 하게 결합되도록 하여 수지성형체에 부분적으로 매설되었음이 확인되었다.

실시예 2

기판과 발포 합성수지층간에, 폭 20 mm, 길이 220 mm, 두께 2 mm 이고 섬유의 미세도가 4 dtex 인 부직포를 보강재료로서 접착제를 통하여 개재시킨 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 하여 몰드-인 성형용 걸림부재 및 이 걸림부재를 구비하는 수지성형체를 제조하였다. 걸림부재의 걸어맞춤 요소는 발포 수지로 덮히지 않고서 수지성형체의 외부 표면이 완전히 노출되었다. 또한, 발포 합성수지층은, 걸림부재가 수지성형체에 견고하게 결합되도록 하여 쿠션에 부분적으로 매설되었음이 확인되었다.

실시예 3

실시예 1 과 동일한 방법으로 제조된 걸림부재를 절단하여, 각각 길이가 20 mm 인 15개의 단위 걸림부재로 하였다. 이 단위 걸림부재를, 초기 압축계수 0.2 MPa, 폭 20 mm, 두께 4 mm, 곡률반경 400 mm, 길이 400 mm 인 곡선형의 발포 합성수지층에 1 내지 3 mm 의 간격으로 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 접착 결합하여 곡선형의 몰드-인 성형용 걸림부재를 얻었다.

그 다음에, 각각의 단위 걸림부재를 제 위치에 수용하도록 배치한 곡선형의 리세스 (폭 9 mm, 길이 390 mm, 깊이 3 mm, 숄더 폭 4 mm, 곡률반경 400 mm) 를 가지는 몰드를 준비했다. 리세스의 바닥에는 자석을 매설하였다.

다음으로, 실시예 1 과 동일한 절차를 행하여, 몰드-인 성형용 걸림부재를 몰드에 형성된 리세스에 끼워맞추어, 걸림부재를 구비하는 고성능의 수지성형체를 제조했다.

실시예 4

실시예 2 에서 사용한 보강 부직포를 실시예 3 에서 사용한 발포 합성수지층에 접착 결합한 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 하여 고성능의 폴리우레탄 성형체를 제조했다.

비교예 1

두께 0.5 mm, 초기 압축계수 0.2 MPa, 경도 150 N 의 발포 폴리우레탄 수지층을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 절차를 반복하였다. 걸어맞춤 요소가 발포 수지에 의해 부분적으로 덮혀서, 걸어맞춤력이 저감된 것으로 나타났다.

비교예 2

두께 12 mm, 초기 압축계수 0.2 MPa, 경도 150 N 의 발포 폴리우레탄 수지층을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 절차를 반복하였다. 걸어맞춤 요소는, 곡선형 리세스에서의 걸림부재의 밀봉효과가 불충분하여 발포 수지에 의해 부분적으로 덮혔다.

비교예 3

두께 4 mm, 초기 압축계수 0.01 MPa, 경도 15 N 의 발포 폴리우레탄 수지층을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 절차를 반복하였다. 발포 수지가 걸어맞춤 표면에 유입되지는 않았으나, 박리 테스트 결과, 인장 시험기에 의해 500 mm/분의 인장속도로 측정했을 때의 걸림부재와 발포 합성수지층간의 접착 력이 500 g 으로 작은 것으로 나타났다.

비교예 4

두께 4 mm, 초기 압축계수 1.5 MPa, 경도 1000 N 의 발포 폴리우레탄 수지층을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 절차를 반복하였다. 걸어맞춤 요소는, 곡선형 리세스에서의 걸림부재의 밀봉효과가 불충분하여 발포 수지에 의해 부분적으로 덮혔다.

이상, 전술한 바와 같이, 본 발명의 몰드-인 성형용 걸림부재는 몰드에 형성된 리세스에 용이하게 그리고 정확하게 끼워맞춤되며, 또한 몰드-인 성형용 걸림부재와 리세스간에 밀봉이 확보되므로, 걸어맞춤 표면에 성형 수지가 유입되는 것이 확실히 방지된다. 몰드-인 성형용 걸림부재는 수지성형체에 견고하게 매설된다. 또한, 몰드-인 성형용 걸림부재는 직선형 형상이거나 또는 곡선형 형상이어도 되므로, 디자인의 범위가 넓은 제품에 적용이 가능하다.

또한, 본 발명의 몰드-인 성형용 걸림부재를 시트 쿠션의 제조에 이용하는 경우에는, 시트 커버가 입혀져 쿠션에 고정됨으로써 시트 커버가 쿠션에 밀접하게 끼워맞춰지므로, 편안한 느낌의 시트를 제공할 수 있다. 더욱이, 몰드-인 성형용 걸림부재는 생산성, 안전성, 및 가공성을 향상시킨다.

Claims (12)

1. 상면에 걸어맞춤 요소를 구비하는 기판과, 이 기판의 후면에 결합된 발포 합성수지층을 포함하고, 이 발포 합성수지층은 기판의 적어도 양 측면 가장자리를 너머서 바깥쪽으로 연장하는 측면 돌출 가장자리부를 구비하고, 또한 상기 발포 합성수지층은 그 두께가 1 내지 10 mm 이고 초기 압축계수가 0.02 내지 1.0 MPa이고, 경도가 25~1,000N으로 되어 있는 몰드-인 성형용 걸림부재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 몰드-인 성형용 걸림부재가 신장된 직사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 몰드-인 성형용 걸림부재가 곡선형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 몰드-인 성형용 걸림부재의 곡선형 윤곽을 따라 복수의 단위 걸림부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 발포 합성수지층의 상부표면상에 적어도 하나의 선형 보강부재 또는 밴드 보강부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 선형 보강부재 또는 밴드 보강부재가 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 몰드-인 성형용 걸림부재가 상기 기판의 전방표면상에 페라이트-함유 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 발포 합성수지층은, 걸림부재의 양 길이방향 가장자리를 너머서 바깥쪽으로 연장하는 길이방향 돌출 가장자리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 발포 합성수지층은 폴리우레탄 수지로 제조되고, 상기 발포 합성수지층의 상기 측면 돌출 가장자리부는 몰드에 형성된 리세스의 대응하는 측면 숄더의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 발포 합성수지층은 폴리우레탄 수지로 제조되고, 상기 측면 돌출 가장자리부 및 길이방향 돌출 가장자리부 각각은, 몰드에 형성된 리세스의 대응하는 측면 숄더 및 길이방향 숄더 각각의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 발포 합성수지층에는 상면으로부터 후면으로 연장하는 복수의 관통공이 설치되는 것을 특징으로 하는 몰드-인 성형용 걸림부재.
12. 걸림부재를 구비하는 수지성형체의 제조방법으로서,

    걸어맞춤 요소가 몰드에 형성된 리세스에 끼워맞춰지고 발포 합성수지층의 적어도 측면 돌출 가장자리부가 상기 리세스의 대응하는 측면 숄더상에 놓이도록, 청구항 1 에 기재된 바와 같은 몰드-인 성형용 걸림부재를 몰드내에 위치시키는 단계;

    상기 몰드내에 성형 수지를 주입하는 단계; 및

    상기 걸림부재와 상기 리세스간에 틈새가 형성되는 것을 방지하기 위하여 상기 측면 돌출 가장자리부를 상기 성형 수지의 하중하에 가압하면서 상기 수지를 경화시키는 단계; 를 포함하는 걸림부재를 구비하는 수지성형체의 제조방법.

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