KR102603335B1 - 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 차량 내장재의 일부를 구성하는 기재; 상기 기재에 장착되는 복사 히터; 상기 기재와 상기 복사 히터 사이에 개재되는 단열부; 및 상기 복사 히터와 상기 기재를 감싸는 원단;을 포함하고, 상기 기재는, 내부에 복수개의 단열기공이 형성되는 것을 특징으로 함으로써, 공기에 의해 소재의 열전도율을 낮춤으로써 단열 성능을 향상시켜 복사 히터의 열 손실을 최소화하고 전력 소모량을 감소시킨다.

Description

복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법 {CAR INTERIOR MATERIAL HAVING RADIATION HEATER CAR AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 차량 내장재의 발열장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기에너지에 의해 발열하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
차량에서 공조 시스템에 의한 히팅 방식은 차량 실내의 온도를 높이는 데 상당한 시간이 소요되므로 복사열을 이용하는 히터가 병행적으로 사용되고 있다.
더욱이 내연기관 엔진을 사용하지 않는 전기 자동차의 경우 엔진열을 이용할 수 없기 때문에 전기를 에너지원으로 하는 복사 히터가 적용되고 있다.
특히, 최근, 복사 히터를 차량 내장재(슈라우드, 도어트림, 필러트림, 콘솔, 헤드라이너, 크래시패드, 러기지트림 등)에 장착하여 사용하기 위한 기술 개발이 활발하다.
이러한 복사 히터의 열원체로서 열선을 이용하는 선상 발열체와 필름 형태(플렉시블한 면 형태)를 가지는 발열층을 이용하는 면상 발열체가 있다.
그러나 선상 발열체는 열선을 내장한 열선 패드를 이용하므로 면상 발열체에 비해 두께가 두꺼워질 수밖에 없고 차량에 적용할 경우 복잡한 형상의 곡면에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 선상 발열체보다는 면상 발열체가 폭넓게 사용되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 복사 히터를 구비한 차량 내장재를 개략적으로 나타내는 일측 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 복사 히터를 구비한 차량 내장재는, 차량 내장재의 일부를 구성하는 기재(1)의 상면에 단열부(3)가 적층 부착되고, 상기 단열부(3)의 상면에 복사 히터(2)가 적층 부착되고, 상기 복사 히터(3)의 상면에 원단(4)(상기 원단(4)은 상기 복사 히터 및 상기 기재를 감싸는 구조로 형성될 수 있음)이 적층 부착된 구조를 가진다.
상기 단열부(3)는 상기 복사 히터(2)의 하면 측으로 열이 손실되는 것을 막기 위해 구비되는데, 상기 복사 히터(2)의 열 손실은 차량의 에너지 효율과 직결되므로 이를 감소시키기 위한 기술이 요구되고 있다. 특히, 내연기관 자동차에서 전기 자동차로 자동차 산업의 패러다임의 변화함에 따라 상기 복사 히터(2)를 전기 자동차에 확대 적용하기 위해서는 열 손실을 최소화하여 배터리의 난방 전력 사용 효율을 높일 필요가 있다.
그러나, 종래의 상기 단열부(3)는 단순히 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 등을 사용하여 발포 사출성형 방식에 의하여 상기 기재(1)와 상기 복사 히터(2)의 사이에 충진되어 형성되므로, 상기 복사 히터(2)의 열 손실을 감소시키는 효과가 크지 않았다.
즉, 상기 단열부(3)는 상기 기재(1)와 상기 복사 히터(2)의 사이에 꽉찬 형태를 가지며 완전하게 채워진 상태로 제조되므로 상기 복사 히터(2)의 하면으로 방출되는 열을 상기 단열부(3)가 온전히 전달받게 되고, 상기 단열부(3) 자체의 열전도율에 따라 상기 기재(1)로 열 전달이 이루어질 수 밖에 없어 단열 효과에 한계가 있었다.
상기 복사 히터(2)의 열 손실은 작동 후 설정온도에 도달하는 시간이 그 만큼 더 소요되어 사용자에게 불편을 초래하게 된다.
대한민국등록특허 제10-1864637호(2018.05.30 등록)
전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 소재(기재 및 단열부)의 열전도율을 낮춤으로써 단열 성능을 향상시켜 복사 히터의 열 손실을 최소화하고 전력 소모량을 감소시키는 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 전력 소모량을 감소시켜 배터리 전력 사용 효율을 높일 수 있어 전기 자동차에의 적용 가능성을 향상시키는 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 열 손실의 감소를 통해 열 효율을 높임으로써 작동 시점부터 설정 온도에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있어 사용자의 만족감을 향상시키는 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재는 차량 내장재의 일부를 구성하는 기재; 상기 기재에 장착되는 복사 히터; 상기 기재와 상기 복사 히터 사이에 개재되는 단열부; 및 상기 복사 히터와 상기 기재를 감싸는 원단;을 포함하고, 상기 기재는, 내부에 복수개의 단열기공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 기재는, 내부에 상기 단열기공이 형성되도록 제 1 발포금형을 이용하여 발포 사출성형 방식으로 제조되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 1 발포금형은, 발포 사출성형 중에 설정 거리만큼 형개하도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 단열부는, 그 몸체에 복수개의 공기홈이 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 단열부는, 그 상면에 상기 공기홈이 상기 복사 히터의 하면과 연통되는 구조로 복수개 형성되는 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 단열부는, 상기 공기홈이 허니컴 구조로 형성되는 것이 보다 더 바람직하다.
한편, 상기 단열부는, 그 상면에 상기 공기홈이 상기 복사 히터의 하면과 연통되는 구조로 복수개 형성되도록 포밍코어핀을 구비하는 제 2 발포금형을 이용하여 발포 사출성형 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법은, 차량 내장재의 일부를 구성하는 기재와, 상기 기재에 장착되는 복사 히터와, 상기 기재와 상기 복사 히터 사이에 개재되는 단열부, 및 상기 복사 히터와 상기 기재를 감싸는 원단을 포함하는 차량용 내장재를 제조하기 위한 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법에 있어서, 제 1 발포금형을 이용하여 상기 기재의 내부에 복수개의 단열기공이 형성되도록 상기 기재를 발포 사출성형하도록 구성되는 기재 성형 단계; 및 제 2 발포금형을 이용하여 상기 기재 성형 단계에서 상기 단열기공이 형성된 상기 기재를 인서트물로 하여 상기 단열부를 발포 사출성형하도록 구성되는 단열부 성형 단계;를 포함한다.
이 경우, 상기 기재 성형 단계는, 용융수지를 캐비티에 주입 후 상기 제 1 발포금형을 설정 거리만큼 형개시키는 방식에 의해 상기 기재에 상기 단열기공을 형성하도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 단열부 성형 단계는, 상기 단열부의 상기 단열기공을 형성하기 위해 그 캐비티면에 포밍코어핀을 구비하는 상기 제 2 발포금형을 이용하도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법은, 상기 복사 히터를 상기 기재와 상기 단열부의 결합 구조물에 장착하도록 구성되는 복사 히터 장착 단계; 및 상기 복사 히터와 상기 기재를 상기 원단으로 감싸도록 구성되는 원단 감싸기 단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법은 공기에 의해 소재(기재 및 단열부)의 열전도율을 낮춤으로써 단열 성능을 향상시켜 복사 히터의 열 손실을 최소화하고 전력 소모량을 감소시킨다.
또한, 본 발명에 의한 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법은 전력 소모량을 감소시켜 배터리 전력 사용 효율을 높일 수 있어 전기 자동차에의 적용 가능성을 향상시킨다.
또한, 본 발명에 의한 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법은 열 손실의 감소를 통해 열 효율을 높임으로써 작동 시점부터 설정 온도에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있어 사용자의 만족감을 향상시킨다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 복사 히터를 구비한 차량 내장재를 개략적으로 나타내는 일측 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재를 개략적으로 나타내는 일측 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절개하여 단열부의 구조를 개략적으로 나타내는 일측 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 기재 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 6은 도 4에 도시된 단열부 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
또한, 어떤 구성이 다른 구성에 "연결", "접속" 또는 "결합"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결', '직접적으로 접속' 또는 '직접적으로 결합'되어 있는 경우 만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 연결', '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 접속' 또는 '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 결합'되는 경우도 있을 수 있음을 의미한다. 반면에, 어떤 구성이 다른 구성에 "직접 연결", "직접 접속" 또는 "직접 결합"되어 있다고 할 때는, 중간에 다른 구성이 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, "전", "후", "상", "하", "좌", "우", "일 단", "타 단", "양 단" 등과 같은 방향성 용어가 사용될 때 이는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 예시적으로 사용되는 것이므로 제한적으로 해석되어서는 안 되고, "제 1", "제 2"등의 용어가 사용될 때 이는 각 구성을 구별하기 위한 용어로서 제한적으로 해석되어는 안 된다.
본 발명의 실시예의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 사람에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 도면에서 실시예와 설명과 관계없는 부분에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재를 개략적으로 나타내는 일측 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절개하여 단열부의 구조를 개략적으로 나타내는 일측 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서 흐름도이고, 도 5는 도 4에 도시된 기재 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념도이며, 도 6은 도 4에 도시된 단열부 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재는 기재(10), 복사 히터(20), 단열부(30) 및 원단(40)을 포함한다.
상기 기재(10)는 차량 내장재의 일부를 구성하는 부품으로, 차량 내장재에서 상기 복사 히터(20)가 장착되는 부분을 의미한다.
상기 기재(10)는 내부에 복수개의 단열기공(11)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 기재(10)는 내부에 상기 단열기공(11)이 형성되도록 제 1 발포금형(100)을 이용하여 발포 사출성형 방식으로 제조되는 것이 바람직하다. 이때, 발포 사출성형 방식의 사출재료는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리아미드(Polyamide, PA) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 발포금형(100)은, 발포 사출성형 중에 설정 거리(d)만큼 형개하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 발포금형(100)의 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 기재(10)는 내부에 형성되는 복수개의 상기 단열기공(11)에 의해 열전도율을 낮출 수 있기 때문에 단열 성능이 높아져 상기 복사 히터(20)의 열 손실을 감소시키게 된다.
상기 복사 히터(20)는 상기 기재(10)에 장착되는 구성으로, 차량 배터리의 전기에너지에 의해 발열되는 필름 형태의 히터이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복사 히터(20)는 베이스부(21), 상기 베이스부(21)의 상면에 형성되는 전극부(22), 상기 전극부(22)에 의해 전원을 인가받아 발열하는 발열부(23), 및 상기 발열부(23)를 덮는 커버레이(14)를 포함한다.
상기 베이스부(21)는 필름 형태로 제조되고, 그 상면에 상기 전극부(22), 상기 발열부(23) 및 커버레이(24)가 적층 형성되는 구성이다. 상기 베이스부(21)는 그 하면이 차량 내장재(예: 상기 도어트림)를 구성하는 기재(10) 및/또는 단열부(30)에 접착층을 매개로 부착될 수 있다.
상기 베이스부(21)는 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN) 등의 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전극부(22)는 양극과 음극을 포함하고, 상기 베이스부(21)의 일면에 에칭(Etching) 공법에 의해 패턴 형태로 형성된다. 이때, 상기 전극부(22)는 히터 구조물의 제어부(미도시) 및/또는 전원부(미도시)와 연결되어 전원을 공급받고 제어될 수 있다.
상기 발열부(23)는 양 단이 상기 전극부(22)의 양극과 음극에 각각 접촉되어 전기적으로 연결되도록 구성된다. 이를 통해, 상기 발열부(23)는 상기 전극부(22)에 전원이 인가되면 상기 전극부(22)의 양극과 음극을 전기적으로 연결하는 저항체로 작용하여 발열하게 된다.
상기 발열부(23)는 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 등의 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 발열부(23)는 구리, 은 등의 도전성 물질의 페이스트를 도포하여 제조할 수도 있을 것이다.
상기 커버레이(24)는 상기 발열부(23) 뿐만 아니라 상기 베이스부(21)의 일부(상기 전극부(22)의 일부를 포함할 수도 있음)를 덮도록 적층 개재되는 구조를 가질 수 있으며, 접착층을 매개로 각 구성에 적층될 수 있다. 상기 커버레이(24)는 그 일면에 상기 원단(40)이 부착될 수 있다.
상기 커버레이(24)는 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN) 등의 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단열부(30)는 상기 기재(10)와 상기 복사 히터(20) 사이에 개재되는 구성으로, 상기 복사 히터(20)의 열에 의해 상기 기재(10)가 손상되는 것을 방지하고 상기 기재(10)로의 열 전달로 인한 상기 복사 히터(20)의 열 손실을 감소시키는 역할을 수행한다. 상기 단열부(30)는 상기 기재(10)의 상면에 적층 개재되거나 함입 개재된다. 이때, 상기 단열부(30)는 그 상면에 상기 복사 히터(20)가 적층된 구조를 가진다.
상기 단열부(30)는 그 몸체에 복수개의 공기홈(31)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 단열부(30)는 그 상면에 상기 공기홈(31)이 상기 복사 히터(20)의 하면과 연통되는 구조로 복수개 형성되는 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 단열부(30)는 상기 공기홈(31)이 허니컴 구조로 형성되는 것이 보다 더 바람직하다. 즉, 상기 공기홈(31)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 육각기둥 형상으로 형성되고 상기 공기홈(31) 복수개가 서로 인접하게 형성되어 허니컴 구조를 이루게 된다. 허니컴 구조는 수직 응력을 지지하는데 높은 강성을 지닌 구조이므로, 상기 단열부(30)는 상기 복사 히터(20)를 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
한편, 상기 단열부(30)는 그 상면에 상기 공기홈(31)이 상기 복사 히터(20)의 하면과 연통되는 구조로 복수개 형성되도록 포밍코어핀(221)을 구비하는 제 2 발포금형(200)을 이용하여 발포 사출성형 방식으로 제조될 수 있다. 이때, 발포 사출성형 방식의 사출재료는 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 2 발포금형(100)의 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 단열부(30)는 그 상면에 형성되는 복수개의 상기 공기홈(31)에 의해 열전도율을 낮출 수 있기 때문에 단열 성능이 높아져 상기 복사 히터(20)의 열 손실을 감소시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 단열부(30)는 상기 복사 히터(20)의 하면으로 방출되는 열이 상기 공기홈(31)의 공기로 열 전달이 이루어져 상기 단열부(30)의 몸체를 구성하는 고체보다 열전도율이 낮은 공기에 의해 열전도에 따른 열 손실을 감소시키게 된다. 아울러, 상기 단열부(30)의 상기 공기홈(31)은 상기 복사 히터(20)의 하면과 연통되므로 상기 공기홈(31)의 공기가 상기 복사 히터(20)의 하면에 직접 접촉하게 됨에 따라, 특히, 상기 공기홈(31)의 공기와 접촉하는 상기 복사 히터(20)의 하면 부분의 열 손실을 더욱 감소시키게 된다.
상기 원단(40)은 상기 복사 히터(20)와 상기 기재(10)를 감싸는 구성이다.
상기 원단(40)은 연성의 재질로 된 직물이나 가죽 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 원단(40)은 상기 복사 히터(20)와 상기 기재(10)를 감싸는 강성의 소재로 된 판재로 대체될 수도 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법은 차량 내장재의 일부를 구성하는 상기 기재(10)와, 상기 기재(10)에 장착되는 상기 복사 히터(20)와, 상기 기재(10)와 상기 복사 히터(20) 사이에 개재되는 상기 단열부(30), 및 상기 복사 히터(20)와 상기 기재(10)를 감싸는 상기 원단(40)을 포함하는 차량용 내장재를 제조하기 위한 방법이다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법은 전술한 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재를 제조하기 위한 방법이다.
본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법은 기재 성형 단계(S10) 및 단열부 성형 단계(S20)를 포함한다.
이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법은 복사 히터 장착 단계(S30) 및 원단 감싸기 단계(S40)를 더 포함할 수 있다.
이하, "사출성형"이라는 용어는 "압출성형"에 대비하여 사용되고, "발포성형"이라는 용어는 발포 공정을 포함하는 "발포 사출성형"을 의미하며, 발포 공정이 없는 "일반 사출성형"과 대비하여 사용된다.
발포 사출성형 방법은 이미 상용화되어 있는 주지의 화학적 발포 사출성형 방법과 물리적 발포 사출성형 방법이 있다. 화학적 발포 사출성형 방법은 용융수지와 반응하여 가스를 발생시키는 화학발포제를 사용하여 수지 중에 기포를 형성시키는 기술이고, 물리적 발포 사출성형 방법은 용융수지에 물리적 발포제라고 할 수 있는 초임계가스(N2, CO2)를 혼입하여 내부에 다공성 구조를 형성하는 기술이다.
이하의 상기 기재 성형 단계(S10) 및 상기 단열부 성형 단계(S20)는 모두 발포 사출성형 방법이 적용되는데, 이때 발포 사출성형 방법은 위의 두 가지 방법이 모두 적용될 수 있다. 이하의 상기 기재 성형 단계(S10)와 상기 단열부 성형 단계(S20)를 구별하기 위해 상기 기재 성형 단계(S10)에 사용되는 금형을 상기 제 1 발포금형(100)이라고 하고, 상기 단열부 성형 단계(S20)에 사용되는 금형을 상기 제 2 발포금형(200)으로 명명한다.
상기 기재 성형 단계(S10)는 상기 제 1 발포금형(100)을 이용하여 상기 기재(10)의 내부에 복수개의 상기 단열기공(11)이 형성되도록 상기 기재(10)를 발포 사출성형하도록 구성된다.
상기 기재 성형 단계(S10)에 사용되는 상기 제 1 발포금형(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 고정금형(110) 및 이동금형(120)을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 기재 성형 단계(S10)는 용융수지(사출재료)를 캐비티에 주입 후 상기 제 1 발포금형(100)을 설정 거리(d)만큼 형개시키는 방식에 의해 상기 기재(10)에 상기 단열기공(11)을 형성하도록 구성되는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는, 상기 기재 성형 단계(S10)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 고정금형(110)과 상기 이동금형(120)을 형폐한 상태에서 용융수지를 캐비티에 주입하고, 사출 후 기 설정된 소정시간이 경과하면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 이동금형(120)을 설정 거리(d)만큼 형개시킨다. 이와 같이 사출 후 상기 이동금형(120)을 미세형개하여 캐비티 내에 용융수지가 도피할 수 있는 공간을 마련해 줌으로써, 캐비티 내의 발포 공간을 확장시켜 수지 내에 기포, 즉 복수개의 상기 단열기공(11)이 형성된 상기 기재(10)를 얻을 수 있게 된다. 즉, 상기 기재 성형 단계(S10)는 미세 형개하는 코어백(Core Back) 방식이 적용된 상기 제 1 발포금형(100)을 이용하여 상기 단열기공(11)이 형성되는 상기 기재(10)를 성형한다. 미세 형개에 의한 코어백 방식의 발포 방법은 한국공개특허 제10-2014-0035945호 등을 통해 다수 공지되어 있는 바, 그 자세한 설명을 생략한다.
용융수지(사출재료)는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리아미드(Polyamide, PA) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단열부 성형 단계(S20)는 상기 제 2 발포금형(200)을 이용하여 상기 기재 성형 단계(S10)에서 상기 단열기공(11)이 형성된 상기 기재(10)를 인서트물로 하여 상기 단열부(30)를 발포 사출성형하도록 구성된다.
상기 단열부 성형 단계(S20)에서 사용되는 상기 제 2 발포금형(200)은 상부금형(210) 및 하부금형(220)을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 단열부 성형 단계(S20)는, 상기 단열부(30)의 상기 공기홈(31)을 형성하기 위해 그 캐비티면에 포밍코어핀(221)을 구비하는 상기 제 2 발포금형(200)을 이용하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 보다 상세하게는, 상기 하부금형(220)은 그 코어의 캐비티면에 상기 단열부(30)의 상기 공기홈(31)을 형성하기 위해 상기 포밍코어핀(221)이 다수개 형성되어 있다. 상기 포밍코어핀(221)은 보다 바람직하게는 육각기둥 형상으로 형성되어 상기 단열부(30)의 상기 공기홈(31)을 허니콤 구조로 형성하도록 구성될 수 있다. 아울러, 상기 포밍코어핀(221)은 상기 하부금형(220)의 코어의 캐비티면에 외팔보 형상으로 형성되어 일단이 개방된 상기 공기홈(31)을 형성함에 따라 상기 공기홈(31)이 상기 발열체(20)의 하면과 연통되게 형성하도록 구성될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 단열부 성형 단계(S20)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 상기 기재 성형 단계(S10)에서 제조된 상기 기재(10)가 상기 상부금형(210)의 내부에 안착된 상태(물리적 인서트 방식으로 수행될 수 있음)로 수행되며, 이 때, 상기 제 2 발포금형(200)은 인서트물을 진공 흡착시키는 흡기시스템을 구비하여 상기 상부금형(210)의 내측벽에 상기 기재(10)를 흡착시키도록 구성될 수 있다. 이어 상기 단열부 성형 단계(S20)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 기재(10)가 상기 상부금형(210)에 인서트되어 안착된 후 상기 상부금형(210)과 상기 하부금형(220)이 형폐된 상태에서 캐비티로 용융수지를 주입하여 상기 단열부(30)를 성형한다.
용융수지(사출재료)는 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 복사 히터 장착 단계(S30)는 상기 기재 성형 단계(S10)와 상기 단열부 성형 단계(S20)를 수행한 후 상기 복사 히터(20)를 상기 기재(10)와 상기 단열부(30)의 결합 구조물에 장착하도록 구성된다.
예를 들어, 상기 복사 히터 장착 단계(S30)는 상기 복사 히터(20)의 상기 베이스부(21)의 그 하면을 차량 내장재(예: 상기 도어트림)를 구성하는 기재(10) 및/또는 단열부(30)에 접착층을 매개로 부착하는 방식으로 구성될 수 있다.
상기 원단 감싸기 단계(S40)는 상기 복사 히터 장착 단계(S30)를 수행한 후 상기 복사 히터(20)와 상기 기재(10)를 상기 원단(40)으로 감싸도록 구성된다.
예를 들어, 상기 원단 감싸기 단계(S40)는 상기 원단(40)을 상기 복사 히터(20)와 상기 기재(10)에 접착층을 매개로 부착하는 방식으로 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 원단(40)은 연성의 재질로 된 직물이나 가죽 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법은 공기에 의해 소재(기재 및 단열부)의 열전도율을 낮춤으로써 단열 성능을 향상시켜 복사 히터의 열 손실을 최소화하고 전력 소모량을 감소시키고, 전력 소모량을 감소시켜 배터리 전력 사용 효율을 높일 수 있어 전기 자동차에의 적용 가능성을 향상시키며, 열 손실의 감소를 통해 열 효율을 높임으로써 작동 시점부터 설정 온도에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있어 사용자의 만족감을 향상시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.
본 발명은 복사 히터를 구비한 차량 내장재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 차량 내장재와 관련된 산업 분야에 이용 가능하다.
10: 기재
11: 단열기공
20: 복사 히터
21: 베이스부
22: 전극부
23: 발열부
24: 커버레이
30: 단열부
31: 공기홈
40: 원단
100: 제 1 발포금형
110: 고정금형
120: 이동금형
200: 제 2 발포금형
210: 상부금형
220: 하부금형
221: 포밍코어핀
S10: 기재 성형 단계
S20: 단열부 성형 단계
S30: 복사 히터 장착 단계
S40: 원단 감싸기 단계

Claims (11)

  1. 차량 내장재의 일부를 구성하는 기재;
    상기 기재에 장착되는 복사 히터;
    상기 기재와 상기 복사 히터 사이에 개재되는 단열부; 및
    상기 복사 히터와 상기 기재를 감싸는 원단;을 포함하고,
    상기 기재는 내부에 복수 개의 단열기공이 형성되고,
    상기 단열부는 그 몸체의 상면에 상기 복사 히터의 하면과 연통되는 복수 개의 공기홈이 형성되고,
    상기 공기홈이 허니컴 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재는,
    내부에 상기 단열기공이 형성되도록 제 1 발포금형을 이용하여 발포 사출성형 방식으로 제조되는 것을 특징으로 하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 1 발포금형은,
    발포 사출성형 중에 설정 거리만큼 형개하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 단열부는,
    그 상면에 상기 공기홈이 상기 복사 히터의 하면과 연통되는 구조로 복수개 형성되도록 포밍코어핀을 구비하는 제 2 발포금형을 이용하여 발포 사출성형 방식으로 제조되는 것을 특징으로 하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재.
  8. 차량 내장재의 일부를 구성하는 기재와, 상기 기재에 장착되는 복사 히터와, 상기 기재와 상기 복사 히터 사이에 개재되는 단열부, 및 상기 복사 히터와 상기 기재를 감싸는 원단을 포함하는 차량용 내장재를 제조하기 위한 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법에 있어서,
    제 1 발포금형을 이용하여 상기 기재의 내부에 복수개의 단열기공이 형성되도록 상기 기재를 발포 사출성형하도록 구성되는 기재 성형 단계;
    제 2 발포금형을 이용하여 상기 기재 성형 단계에서 상기 단열기공이 형성된 상기 기재를 인서트물로 하여 상기 기재의 내부에 상기 단열부를 발포 사출성형하도록 구성되는 단열부 성형 단계;
    상기 단열부 성형 단계 이후에 수행되고, 상기 복사 히터를 상기 기재와 상기 단열부의 결합 구조물에 장착하도록 구성되는 복사 히터 장착 단계; 및
    상기 복사 히터와 상기 기재를 상기 원단으로 감싸도록 구성되는 원단 감싸기 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기재 성형 단계는,
    용융수지를 캐비티에 주입 후 상기 제 1 발포금형을 설정 거리만큼 형개시키는 방식에 의해 상기 기재에 상기 단열기공을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 단열부 성형 단계는,
    상기 단열부의 상기 단열기공을 형성하기 위해 그 캐비티면에 포밍코어핀을 구비하는 상기 제 2 발포금형을 이용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복사 히터를 구비한 차량 내장재 제조 방법.
  11. 삭제
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