KR20150081037A - 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법 - Google Patents

차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기재, 발포층 및 스킨층이 함께 형성되는 발포 내장재의 외표면에 스티치 형상을 구현시키는 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법은, 목형에 스티치(Stitch)가 구현된 가죽을 감싸기를 하여 기초 몰드를 제작하고, 상기 기초 몰드를 기초로 메인 몰드를 제작하며, 상기 메인 몰드를 기초로 MCP(Micro Channel Plate)액을 도포한 후 MCP를 형성시키고, 하부금형 내에 순차적으로 수지를 충진하고 상기 MCP를 위치시키며, 발포 수지를 충진하고 기재를 삽입한 후 상부금형을 조립하여 발포시켜 상기 가죽의 스티치 형상을 그대로 스킨층에 전사하여 성형시키는 것으로서 제품(발포 내장재)의 스킨층에 스티치 형상을 구현할 수 있다.

Description

차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법{METHOD FORMING STITCH ON FOAMED INTERIOR MATERIAL SURFACE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기재, 발포층 및 스킨층이 함께 형성되는 발포 내장재의 외표면에 스티치 형상을 구현시키는 공법에 관한 것이다.
차량에는 다양한 형태의 발포 내장재가 형성된다. 발포 내장재로서 암레스트, 헤드레스트, 도어 프레임 인너커버 및 크래쉬 패드를 예로 들 수 있다.
이러한 차량용 발포 내장재는 차량의 고급화에 부응하여 내장 고급화에 추세있다.
내장 고급화의 추세에 따른 일환으로 내장재의 스킨을 가죽 소재를 사용하여 스킨의 연결부를 스티치(Stitch) 공법에 의해 재봉을 하여 미려한 외관을 제공하게 되는 데, 대한민국 공개특허공보 10-2013-0064888에 '수축에 따른 변형을 방지하는 자동차 내장재용 스티치 공법'이 개시되어 있다.
하지만, 가죽 스킨에 실재로 재봉을 하는 것은 내장재의 고급화 및 미려한 외관을 제공하는 데 있어서는 좋지만, 일일이 재봉을 한다는 것 자체에 공정시간 및 그에 따른 비용 상승의 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 전주금형을 이용하여 스킨의 표면부를 고급화 재질로 성형하는 기술(대한민국 공개특허공보 10-2004-0042678)과 스킨의 표면부의 질감을 성형으로 표현할 수 있는 공법들이 개시되어 있다.
하지만 종래의 전주금형을 이용하여 스킨의 표면부를 개선하고 표면 재질의 질감을 표시하는 데에는 일정한 한계가 존재하고 그 품질 자체도 매우 저하되어 상품으로서의 가치가 떨어지며, 니켈 전주금형은 그 제조비가 매우 높다는 문제도 제기된다.
대한민국 공개특허공보 10-2013-0064888 대한민국 공개특허공보 10-2004-0042678
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 제안된 것으로서, 차량용 발포 내장재의 스킨을 MCP(Micro Channel Plate) 금형으로 성형 사출하여 스킨 상의 구현된 스티치(Stitch)를 실제 제봉시의 스티치와 같은 품질이 될 수 있는 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법을 제공하고자 한다.
또한, 차량용 발포 내장재의 스킨과 폼 형성을 일체 성형 공법으로 제작하여 제조 시간과 제조 비용의 감축할 수 있는 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법은, 목형에 스티치(Stitch)가 구현된 가죽을 감싸기를 하여 기초 몰드를 제작하고, 상기 기초 몰드를 기초로 메인 몰드를 제작하며, 상기 메인 몰드를 기초로 MCP(Micro Channel Plate)액을 도포한 후 MCP를 형성시키고, 하부금형 내에 순차적으로 수지를 충진하고 상기 MCP를 위치시키며, 발포 수지를 충진하고 기재를 삽입한 후 상부금형을 조립하여 발포시켜 상기 가죽의 스티치 형상을 그대로 스킨층에 전사하여 성형시키는 것으로서 제품(발포 내장재)의 스킨층에 스티치 형상을 구현할 수 있다.
여기서, 상기 차량용 발포 내장재는 발포 공정상에서 폼(Foam)층과 스킨(Skin)층이 일체로 성형될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법은, 목형을 제작하여 가죽 감싸기를 수행하는 목형제작 및 가죽 감싸기 단계; 상기 목형에 감싸진 가죽 위에 성형시켜 기초 몰드를 제작하는 기초몰드 제작단계; 상기 기초 몰드를 기초로하여 메인 몰드를 제작하는 메인몰드 제작단계; 상기 메인 몰드 표면 상에 MCP액을 도포하여 MCP를 제작하는 MCP제작 단계; 하부금형 내부에 수지를 충진하고 상기 MCP를 안착시키며, 상기 MCP 상면으로 발포 수지를 충진시키고, 기재가 안착된 상부금형(21)을 조립하여 발포하는 발포 단계; 및 발포 성형이 완료된 후, 상기 상하부 금형으로부터 제품을 탈형하는 탈형 단계;를 포함하는 공정으로 제품 스킨에 스티치 형상을 구현할 수 있다.
상술한 구성에 의하면, 차량용 발포 내장재의 스킨을 MCP(Micro Channel Plate) 금형으로 성형 사출하여 스킨 상의 구현된 스티치(Stitch)를 실제 제봉시의 스티치와 같은 품질이 보장될 수 있고, 차량용 발포 내장재의 스킨과 폼 형성을 일체 성형 공법으로 제작하여 제조 시간과 제조 비용의 감축할 수 있는 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법의 메인 몰드 제작 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법의 MCP를 이용한 코어 제작 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법의 발포 공정도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법에 있어서 폼(Foam)과 스킨의 일체 성형 공법의 공정도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법에 의해 제작된 차량용 암레스트의 시제품이다.
이하에서는 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법의 메인 몰드 제작 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법의 MCP를 이용한 코어 제작 공정도이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법의 발포 공정도이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 공법에 따라 스티치(Stitch)가 구현된 발포 내장재를 제작하는 공정은 크게 몰드를 제작하는 공정(도 1), MCP(Micro Channel Plate) 제작 공장(도 2) 및 발포 공정(도 3)으로 구분될 수 있다.
몰드 제작 공정을 도 1를 참조하여 설명한다.
목형(11)을 사전에 제작한다(A1).
그리고, 제작된 목형(11)에 가죽(12)을 감싸기 하며(A2), 가죽(12)에는 발포 내장재에 구현될 스티치(Stitch) 봉재가 실재 존재하며, 이 실제 스티치를 이후 성형에 의해 성형물로 그대로 제품에 표현하도록 한다.
합성수지재를 목형(11) 위에 가죽(12) 감싸진 형태 위에 성형시켜 기초 몰드(13)를 형성한다(A3).
형성된 기초 몰드(13) 내부에 이형재(14)를 도포한다(A4).
다시 합성수지재의 메인 몰드(15)를 충진시키고(A5), 경화후 기초 몰드(13)로부터 메인 몰드(15)를 분리한다(A6).
이렇게 제작된 메인 몰드(15)는 가죽(12)의 표면 및 스티치 형상을 그대로 전사된 상태가 된다.
메인 몰드(15)에 MCP를 구현시키는 공정을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1의 공정에서 제작된 메인 몰드(15) 표면 상에 MCP액(16)를 도포한다(B1). 여기서, MCP액은 Al 합금을 용융하여 액체 상태에서 분사되어 MCP 금형으로 제작된다.
분사된 용융상태의 MCP액(16)은 메인 몰드(15) 표면에 안착되어 얇은 형태의 막이 형성되고 경화된 막은 MCP(17)을 형성시킨다(B2).
형성된 MCP(17)는 메인 몰드(15)로부터 분리되며(B3), MCP(17)는 가죽(12)의 표면 및 스티치 형상을 그대로 전사한 상태를 유지한다.
도 2의 공정에서 제작된 MCP(17)를 이용하여 발포 내장재의 표면에 스티치 성형을 형성시키는 과정을 도 3을 참조하여 설명한다.
하부금형(19) 내부에 에폭시와 같은 수지(18)를 충진시킨다(C1).
그리고, 가죽(12)의 표면 및 스티치 형상이 그대로 전사되어 있는 MCP(17)를 하부금형(19) 내부로 안착시켜 하부 몰드(20)를 형성시킨다(C2).
MCP(17) 상면으로 발포 수지(23)를 충진시키고, 그 위에 코어(기재, 22)를 올려 놓은 후, 상부금형(21)을 정렬시킨다(C3).
하부금형과 상부금형(19, 21)을 조립시킨 후 일정한 온도와 압력으로 발포 성형한다(C4).
발포 성형이 완료된 후, 하부금형(19) 및 상부금형(21)을 분리한 후, 제품(24)을 탈형한다(C5).
탈형된 제품(24)은 기재(24a), 기재(24a)의 표면에 형성된 폼층(24b) 및 폼층(24b)의 표면에 형성된 스킨층(24c)으로 이루어진다.
특히, 스킨층(24c)의 표면에는 가죽(12) 표면에 형성된 스티치 형상이 그대로 표현되어 성형되며, 발포 성형과정에서 폼층(24b)과 스킨층(24c)이 일체로 성형된다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법에 있어서 폼(Foam)과 스킨의 일체 성형 공법의 공정도이다.
제품(35)의 폼층(35b)과 스킨층(35c)을 일체로 성형시키는 공법의 구현원리는 발포시 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)의 발열 반응으로 인한 폼 내부의 높은 온도로 저 비점물인 물리적 발포제(폴리 우레탄)가 휘발되면서 발포압에 의해 금형 표면에 폴리우레탄 수지가 응축됨으로 내부의 낮은 밀도의 폼층과 외부의 높은 밀도의 스킨층이 형성되는 원리를 이용한다.
먼저 발포 금형(31, 32) 내부에 기재(33)를 장착시키고 여기서 상부금형(32) 측에 기재(33)를 장착시킨다(D1).
하부금형(31) 내측에 이형재를 도포한다(D2).
이형재가 도포된 하부금형(31) 내부에 폴리 우레탄(34)을 주입하여 충진시킨다(D3).
하부금형(31)과 상부금형(32)을 조립하여 일정 조건으로 발포 성형 과정을 거친다(D4).
이후 발포 공정이 종료된 후 상부금형(32)을 분리하여 제품(35)을 탈형한다(D5).
탈형된 제품(35)은 폴리올과 이소시아네이트의 발열 반응과 발포압에 의해 낮은 밀도의 폼층(35b)과 높은 밀도의 스킨층(35c)이 일체로 성형된다.
상술한 바와 같이, 도 1 내지 도 4와 같은 공정으로 인해 본 발명의 제품은 폼층과 스킨층이 일체로(동시에) 형성될 수 있고, MCP를 통해 가죽 표면의 스티치 형상을 그대로 전사시켜 성형함으로써 실제 가죽 제품의 스티치 형상과 동일한 스티치 성형을 구현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제품으로서는 자동차용 발포 내장재가 이에 포함되며, 특히 자동차용 암레스트, 자동차용 헤드 레스트, 도어 프레임의 인너 커버 및 자동차용 크래쉬 패드 등이 이러한 공법으로 제작이 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법에 의해 제작된 차량용 암레스트의 시제품이다.
(A)는 도 1 내지 도 4의 공법에 의해 구현 성형된 본 발명의 제품(41)으로서 자동차용 암레스트를 나타낸 것이다.
(B)는 (A)의 단면 A-A를 도시한 것으로서, 기재(41a), 폼층(41b) 및 스킨층(41c)이 구현되어 있으며, 특히 폼층(41b)과 스킨층(41c)은 도 4와 같은 공정에 의해 일체로 성형되고, 스킨층(41c)의 표면은 도 1 내지 도 3과 같은 공정에 의해 그 표면에 스티치 형상이 그대로 성형된다.
(C)는 (A)의 스티치 부분의 확대도이며, (D)는 (A)의 스티치 부분을 더 확대한 도면이다. 도시된 바와 같이, 실제 스티치를 구현한 가죽 제품과 같이 스킨층(41c)과 스티치 형상(42)이 그대로 성형되어 구현되어 있어 자동차용 내장 고급화가 성형 제품으로서 구현이 가능하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11 : 목형 12 : 가죽
13 : 기초 몰드 14 : 이형재
15 : 메인 몰드 16 : MCP액
17 : MCP 18 : 수지
19, 31 : 하부금형 20 : 하부 몰드
21, 32 : 상부금형 22, 33 : 기재(코어)
23 : 발포 수지 24, 35, 41 : 제품
24a, 35a, 41a : 기재 24b, 35b, 41b : 폼층
24c, 35c, 41c : 스킨층 42 : 스티치(Stitch) 형상

Claims (3)

  1. 목형에 스티치(Stitch)가 구현된 가죽을 감싸기를 하여 기초 몰드를 제작하고, 상기 기초 몰드를 기초로 메인 몰드를 제작하며, 상기 메인 몰드를 기초로 MCP(Micro Channel Plate)액을 도포한 후 MCP를 형성시키고,
    하부금형 내에 순차적으로 수지를 충진하고 상기 MCP를 위치시키며, 발포 수지를 충진하고 기재를 삽입한 후 상부금형을 조립하여 발포시켜 상기 가죽의 스티치 형상을 그대로 스킨층에 전사하여 성형시키는, 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량용 발포 내장재는 발포 공정상에서 폼(Foam)층과 스킨(Skin)층이 일체로 성형되는, 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법.
  3. 목형을 제작하여 가죽 감싸기를 수행하는 목형제작 및 가죽 감싸기 단계;
    상기 목형에 감싸진 가죽 위에 성형시켜 기초 몰드를 제작하는 기초몰드 제작단계;
    상기 기초 몰드를 기초로하여 메인 몰드를 제작하는 메인몰드 제작단계;
    상기 메인 몰드 표면 상에 MCP액을 도포하여 MCP를 제작하는 MCP제작 단계;
    하부금형 내부에 수지를 충진하고 상기 MCP를 안착시키며, 상기 MCP 상면으로 발포 수지를 충진시키고, 기재가 안착된 상부금형(21)을 조립하여 발포하는 발포 단계; 및
    발포 성형이 완료된 후, 상기 상하부 금형으로부터 제품을 탈형하는 탈형 단계;를 포함하는, 차량용 발포 내장재의 스티치 형상 구현 공법.
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