KR20180088060A - 자동차용 내장재의 제조방법 및 자동차용 내장재 - Google Patents

자동차용 내장재의 제조방법 및 자동차용 내장재 Download PDF

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KR20180088060A
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Abstract

순차적으로 쌓여진 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 한번에 프레스 성형하여 천연 목재층, 접착층, 치수 안정 보강층이 적층된 다층 구조의 상부 성형물을 형성하는 단계; 상기 상부 성형물에 대하여 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 절삭 공정을 수행하는 단계; 상기 절삭 공정이 수행된 상부 성형물의 하부에 인서트 사출 성형을 이용하여, 하부 성형물을 형성하면서, 상부 성형물과 일체화 시키는 단계; 및를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법;
사출 공법을 이용하여 하부 성형물을 형성하는 단계; 별도로, 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 순차적으로 적층한 후, 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 커팅하여, 상부 성형물 구성 재료를 정재단하는 단계; 및 하부 성형물 위에 접착제를 도포한 후, 정재단된 상기 상부 성형물 구성 재료를 순차적으로 적층하여, 프레스 공법을 이용하여, 압력을 가한 후, 상부 성형물과 하부 성형물을 일체화시키는 단계;를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법; 및,
상기 각 제조방법에 의해 제조된 자동차용 내장재;를 제공한다.

Description

자동차용 내장재의 제조방법 및 자동차용 내장재{MANUFACTURING MEHTOD OF INTERIOR MATERIALS AND INTERIOR MATERIALS}
자동차용 내장재의 제조방법 및 자동차용 내장재에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 내장재로써 쎈터페시아, 계기판 마감재, 도어 가니쉬, 콘솔박스 부위에 수지성형부품이 사용되고 있고, 가전 제품의 표면 마감재로 수지성형품이 널리 이용되고 있다.
특히, 자동차 내부 운전석 및 조수석 주변에 장착되는 대시보드(dash board) 및 오디오데크, 기어변속부, 에어백, 도어잠금 및 창문개폐부 등에는 각종의 제어부 및 편의장치들이 설치되는 바, 각종 제어장치 및 편의장치의 외곽과 내장재 사이의 틈새에는 내장재 마감 패널이 설치되어 내장재를 마감 처리하게 되고, 이러한 내장재는 차량의 실내에 대한 감성 품질을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다.
이와 같이 자동차용 내장재는 자동차 내부의 미감에 상당한 영향을 미치게 되므로, 자동차가 고급화, 개성화되는 흐름에 있어서 외관상 미적인 요구가 점점 높아지고 있는 실정이다.
이에 따라 최근에는 외관상 세련미 및 고급 질감을 얻기 위하여 천연 목재 등의 천연 소재를 적용한 자동차용 내장재에 대한 요구가 증가하고 있는 실정이다.
본 발명의 일 구현예에서, 우수한 생산 효율 및 우수한 곡면 성형성을 동시에 구현하는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서도, 우수한 생산 효율 및 우수한 곡면 성형성을 동시에 구현하는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 우수한 생산 효율 및 우수한 곡면 성형성을 동시에 구현하는 자동차용 내장재를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서도, 우수한 생산 효율 및 우수한 곡면 성형성을 동시에 구현하는 자동차용 내장재를 제공한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예에서,
순차적으로 쌓여진 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 한번에 프레스 성형하여 천연 목재층, 접착층, 치수 안정 보강층이 적층된 다층 구조의 상부 성형물을 형성하는 단계;
상기 상부 성형물에 대하여 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 절삭 공정을 수행하는 단계;
상기 절삭 공정이 수행된 상부 성형물의 하부에 인서트 사출 성형을 이용하여, 하부 성형물을 형성하면서, 상부 성형물과 일체화 시키는 단계; 및
를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서,
사출 공법을 이용하여 하부 성형물을 형성하는 단계;
별도로, 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 순차적으로 적층한 후, 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 커팅하여, 상부 성형물 구성 재료를 정재단하는 단계; 및
하부 성형물 위에 접착제를 도포한 후, 정재단된 상기 상부 성형물 구성 재료를 순차적으로 적층하여, 프레스 공법을 이용하여, 압력을 가한 후, 상부 성형물과 하부 성형물을 일체화시키는 단계;
를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 자동차용 내장재의 제조방법으로 제조된 자동차용 내장재를 제공한다.
상기 자동차용 내장재의 제조방법 및 상기 자동차용 내장재는 우수한 생산 효율 및 우수한 곡면 성형성을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 자동차용 내장재의 개략적인 단면도이다.
본 명세서에서, 소정의 구현예 또는/및 이에 포함된 소정의 구성 요소가 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에서, 이하에서 기재의 상부 (또는 하부) 또는 기재의 상 (또는 하)에 임의의 구성이 형성되거나 위치한다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되거나 위치하는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어로서 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 하기에 기재된 구현예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법의 공정 흐름도를 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에서, 순차적으로 쌓여진 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 한번에 프레스 성형하여 천연 목재층, 접착층, 치수 안정 보강층이 적층된 다층 구조의 상부 성형물을 형성하는 단계(S1); 상기 상부 성형물에 대하여 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 절삭 공정을 수행하는 단계(S2); 및 상기 절삭 공정이 수행된 상부 성형물의 하부에 인서트 사출 성형을 이용하여, 하부 성형물을 형성하면서, 상부 성형물과 일체화시키는 단계(S3);를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공한다.
선택적으로, 상기 단계(S3)에 이어서, 일체화된 상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물 전체에 대하여 트리밍 공정을 수행하는 단계(S4)를 더 수행할 수 있다.
종래 천연 목재, 소위, 리얼우드를 포함하는 자동차의 내장재는 곡면 성형성이 어려운 목재의 성질상 내충격성 등의 물성을 보강하기 위하여 목재와 사출물 사이에 알루미늄 등과 같은 금속 박판 등을 포함하여 3차원적인 곡면 성형이 가능하도록 하고 있다. 이러한 곡면 성형은 밀링 커터를 포함하는 밀링 머신을 이용한 밀링 공정을 통해 수행하고 있는데 밀링 공정은 작업 시간이 너무 많이 소요되어 생산 효율 및 경제성이 낮은 문제가 있다.
한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 레이저 기기를 이용한 곡면 성형을 시도하였으나, 금속 박판 등으로부터 스파크 등이 심하게 발생하여 작업을 원활히 진행할 수 없었다.
이에, 본 발명의 일 구현예에서는, 상기 제조방법이 상기 상부 성형물 내에 금속 박판 등을 제거하면서 상기 치수 안정 보강층을 포함하여 밀링 머신이 아닌 레이저 기기 등을 이용하여 절삭을 수행할 수 있고, 이와 같이 밀링 머신에 의한 밀링 공정이 생략됨에 따라 작업 시간이 효과적으로 단축될 수 있으므로 곡면 성형성 또한 우수한 수준으로 구현하면서도 우수한 생산 효율 및 우수한 경제성을 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 제조방법에서, 순차적으로 쌓여진 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 한번에 프레스 성형하여 천연 목재층, 접착층, 치수 안정 보강층이 적층된 다층 구조의 상부 성형물을 형성할 수 있다. 즉, 상기 상부 성형물은 예를 들어, 프레스 기기에, 천연 목재, 접착 시트, 및 치수 안정 보강재를 순차적으로 쌓으면서 넣은 후 프레스 성형하여 형성할 수 있고, 이때 상기 천연 목재의 성형과 동시에 상기 접착 시트가 용융되면서 성형되는 천연 목재의 하부에 상기 치수 안정 보강재가 부착될 수 있으며, 그에 따라 천연 목재층, 접착층, 치수 안정 보강층이 적층된 다층 구조의 상부 성형물이 형성될 수 있다.
상기 천연 목재층은 천연 목재로부터 준비되는 것으로, 예를 들어, 물푸레나무, 호두나무 등을 얇게 켠 베니어(veneer)를 포함할 수 있고, 일부는 천연 목재를 집성하여 절단하여 제작한 집성 베니어도 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
상기 프레스 성형은 실온에서 수행하는 콜드 프레스(cold press) 방식, 약 110℃ 내지 약 150℃의 온도에서 수행하는 핫 프레스(hot press) 방식, 또는 이들 모두에 의해 수행할 수 있고, 압력 조건은 특별히 제한되지 아니하고, 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 변경될 수 있다.
상기 시트상 또는 필름상의 접착제는 폴리우레탄, 폴리아마이드, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 페놀, 멜라민, 요소, 에폭시, 폴리에스터, 폴리비닐알코올, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무, 알키드, 아세틸셀룰로오스 및 니트로셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 접착제로부터 준비될 수 있다.
상기 치수 안정 보강층은 이종 소재 적층에 따른 소재 고유의 각기 다른 물성적 거동을 안정적으로 유지 가능하게 하는 추가적인 치수안정 효과를 구현함과 동시에, 내부 층간 박리 강도의 향상으로 인해 기계적 물성을 더욱 높일 수 있다.
상기 치수 안정 보강층은 마이크로 섬유를 포함하는 부직포, 직포, 시트, 매트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 형성할 수 있고, 구체적으로는 부직포를 이용하여 형성할 수 있다.
상기 마이크로 섬유는 예를 들어, 전기방사 방법으로 형성될 수 있고, 이 기술분야에서 공지된 조건 및 방법에 따라 형성될 수 있으며, 특별히 제한되지 아니한다.
상기 마이크로 섬유로부터 형성되는 상기 부직포 등은 수분 흡수력이 없는 합성미세섬유들이 랜덤하게 적층된 구조로 되어 있으므로 우수한 치수 안정 보강성을 구현할 수 있다.
상기 마이크로 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리우레탄 섬유, 아크릴 섬유, 폴리올레핀 섬유, 셀룰로오스 섬유 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 섬유로부터 준비될 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 부직포 또는 상기 직포의 인열 저항(tear resistance)은 약 3 N/cm 이상으로 형성될 수 있고, 바람직하게는 약 3 N/cm 내지 약 15 N/cm로 형성될 수 있다. 상기 인열 저항은 ASTM D1004-13의 측정 규격에 따라 측정할 수 있다.
상기 범위 내의 인열 저항을 가짐으로써 우수한 치수 안정 보강성을 구현할 수 있다.
상기 치수 안정 보강층은 약 40g/m2 내지 약 200g/m2의 평량으로 형성할 수 있다.
상기 범위 내의 평량으로 형성함으로써 상기 상부 구조물의 중량을 지나치게 증가시키지 않으면서 우수한 치수 안정성을 구현할 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 상부 성형물에 대하여 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 절삭 공정을 수행할 수 있고, 구체적으로는 상기 레이저 기기를 이용하여 절삭할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 상기 상부 성형물은 금속 박판 등의 금속 재질의 물질을 포함하지 않으므로 상기 커팅기, 상기 펀칭기, 상기 레이저 기기 등에 의해 절삭을 수행할 수 있고, 그에 따라 종래 필수적으로 수반되었던 밀링 공정을 생략할 수 있는 이점이 있다.
상기 상부 구조물은 금속을 포함하는 금속층을 포함하지 않을 수 있다.
상기 상부 구조물은 상기 치수 안정 보강층을 포함하여 상기 금속층을 포함하지 않고서도, 우수한 곡면 성형성을 구현할 수 있고, 예를 들어, 프레스 성형 또는 절삭 공정시 상기 천연 목재층에 크랙 또는 일부 파손 등이 발생하는 현상을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 상기 상부 성형물 또는 상기 하부 성형물에 대하여 밀링 커터를 구비한 밀링 머신에 의해 밀링 공정을 수행하는 단계를 포함하지 않을 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 치수 안정 보강층을 포함하면서 상기 초음파 커팅기 또는 레이저 기기 등을 이용하여 미리 절삭을 수행하여 보다 짧은 시간 내에 원하는 형상으로 가공할 수 있으므로 작업 시간이 너무 많이 소요되어 생산성을 저하시키는 원인이었던 밀링 공정을 생략할 수 있다.
상기 밀링 커터는 접촉식 절삭을 수행하는 절삭 공구 중 하나를 의미할 수 있다.
상기 절삭 공정을 수행하는 단계에서, 상기 레이저 기기를 이용하여 절삭하는 경우, 레이저 커팅 공법은, 비접촉식 커팅 방식이므로, 접촉시 커팅공법 보다 더 간편히, 신속하게 절삭할 수 있는 장점이 있으며, 금속층이 존재하지 않으므로, 커팅시 발생하는 스파크 발생으로 인한 커팅 문제로부터 자유롭다.
상기 제조방법에서, 상기 절삭 공정이 수행된 상부 성형물의 하부에 인서트 사출 성형을 이용하여, 하부 성형물을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 상부 성형물을 인서트 사출 성형 금형에 넣고, 상기 상부 성형물의 하부에 용융 열가소성 수지를 투입하여 사출 성형할 수 있으며, 그에 따라 상기 상부 성형물의 하부에 상기 하부 성형물이 부착되어 형성될 수 있다.
상기 하부 성형물은 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 카본 섬유, 유리 섬유, 베크라이트(Bakelite), 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
상기 하부 성형물은 자동차용 내장재의 최하부에 배치되는 것으로 자동차용 내장재로서 주요 기능인 탈부착을 용이하게 하면서, 기계적 물성과 일차적인 치수안정 효과를 구현할 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물 전체에 대하여 트리밍 공정을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이, 종래 트리밍 공정의 전 단계인 밀링 공정이 생략되므로 상기 트리밍 공정만으로 마무리 과정이 진행될 수 있어, 생산 효율이 효과적으로 향상될 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 상부 성형물의 상부에 표면 코팅을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있고, 상기 표면 코팅은 예를 들어, 상기 트리밍 공정 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. .
상기 표면 코팅은 무광, 반광, 유광 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 타입으로 수행할 수 있고, 예를 들어, 실리카 입자 등의 소광성 입자를 포함하거나 또는 표면에 요철을 형성하여 광택도를 조절할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 표면 코팅은 수성계 도료, 유성계 도료, 합성수지계 도료, 천연수지계 도료, 섬유소계 도료 및 금속 또는 금속산화물계 도료로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 도료를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 수성계 도료는 용제로 물을 사용하여 희석시키는 도료로서, 비닐 에멀젼, 밀크 카제인, 규산 소다 및 금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 유성계 도료는 용제로 유기용제를 사용하여 희석시키는 도료로서, 보일유, 아마인유, 수지 바니시, 오일 바니시 및 오일 에나멜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 합성수지계 도료는 합성수지를 착색제로 포함하는 도료로서, 폴리우레탄, (불포화)폴리에스터, 아크릴산, 아크릴레이트, 에폭시, 페놀, 멜라민, 요소, 폴리이소시아네이트, 에나멜 및 프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 천연수지계 도료는 천연수지를 착색제로 포함하는 도료로서, 래크(lac) 바니시, 댐머(damer) 바니시 또는 속건니스 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 섬유소계 도료는 섬유소를 착색제로 포함하는 도료로서, 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스 또는 벤질셀룰로오스 등을 포함할 수 있으며, 금속 또는 금속산화물계 도료는 금속 또는 금속산화물을 착색제로 포함하는 도료로서, 게르마늄(Ge), 산화하프늄(HfO2), 불화마그네슘(MgF2), 산화마그네슘(MgO2), 이산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO), 이산화티타늄(TiO2), 산화티타늄(Ⅲ)(Ti2O3), 산화탄탈룸(Ⅴ)(Ta2O5), 산화이트륨(Y2O3), 황화아연(ZnS) 및 이산화지르코늄(ZrO2), 니켈-크롬(50Ni-50Cr)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법의 공정 흐름도를 개략적으로 나타낸다.
상기 제조방법은 사출 공법을 이용하여 하부 성형물을 형성하는 단계(S1); 별도로, 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 순차적으로 적층한 후, 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 커팅하여, 상부 성형물 구성 재료를 정재단하는 단계(S2); 및 하부 성형물 위에 접착제를 도포한 후, 정재단된, 상부 성형물 구성 재료를 순차적으로 적층하여, 프레스 공법을 이용하여, 압력을 가한 후, 상부 성형물과 하부 성형물을 일체화시키는 단계(S3);를 포함할 수 있다.
상기 제조방법은 상기 상부 성형물 내에 금속 박판 등을 제거하면서 상기 치수 안정 보강층을 포함하여 밀링 머신이 아닌 초음파 커팅기 또는 레이저 기기 등을 이용하여 절삭을 수행할 수 있고, 이와 같이 밀링 머신에 의한 밀링 공정이 생략됨에 따라 작업 시간이 효과적으로 단축될 수 있으므로 곡면 성형성 또한 우수한 수준으로 구현하면서도 우수한 생산 효율 및 우수한 경제성을 구현할 수 있는 이점이 있다.
선택적으로, 상기 단계(S3)에 이어서, 일체화된 상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물 전체에 대하여 트리밍 공정을 수행하는 단계(S4)를 더 수행할 수 있다.
상기 제조방법에서, 순차적으로 쌓여진 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재에 대하여 초음파커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 절삭 공정을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 천연 목재, 상기 시트상 또는 필름상의 접착제 및 상기 치수 안정 보강재를 순차적으로 쌓아 놓고, 이들의 한 쪽 끝단 또는 양 끝단을 소정의 고정 수단에 의해 고정시키고, 상기 레이저 기기 등에 의해 절삭 공정을 수행할 수 있다. 상기 고정 수단은 이 기술 분야에서 공지된 종류를 사용할 수 있고, 예를 들어, 테이핑, 고정홀, 집게 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
상기 상부 성형물은 금속 박판 등의 금속 재질의 물질을 포함하지 않으므로 상기 커팅기, 상기 펀칭기, 상기 레이저 기기 등에 의해 절삭을 수행할 수 있고, 그에 따라 종래 필수적으로 수반되었던 밀링 공정을 생략할 수 있는 이점이 있다.
상기 상부 구조물은 금속을 포함하는 금속층을 포함하지 않을 수 있다.
상기 상부 구조물은 상기 치수 안정 보강층을 포함하여 상기 금속층을 포함하지 않고서도, 우수한 곡면 성형성을 구현할 수 있고, 예를 들어, 프레스 성형 또는 절삭 공정시 상기 천연 목재층에 크랙 또는 일부 파손 등이 발생하는 현상을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 상기 상부 성형물 또는 상기 하부 성형물에 대하여 밀링 커터를 구비한 밀링 머신에 의해 밀링 공정을 수행하는 단계를 포함하지 않을 수 있다. 상기 밀링 커터는 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
전술한 바와 같이, 상기 치수 안정 보강층을 포함하면서 상기 레이저 기기 등을 이용하여 미리 절삭을 수행하여 보다 짧은 시간 내에 원하는 형상으로 가공할 수 있으므로 작업 시간이 너무 많이 소요되어 생산성을 저하시키는 원인이었던 밀링 공정을 생략할 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 절삭 공정을 수행한 이후 상기 순차적으로 쌓여진 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 인서트 사출 금형에 넣을 수 있다.
또한, 상기 인서트 사출 금형 내에서 프레스 성형을 수행하여 천연 목재층, 접착층, 치수 안정 보강층이 적층된 다층 구조의 상부 성형물을 형성하면서 인서트 사출 성형을 수행하여 상기 상부 성형물의 하부에 하부 성형물을 형성함으로써 상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물을 일체로 형성할 수 있다.
즉, 상기 인서트 사출 금형 내에서 프레스 성형과 인서트 사출 성형을 동시에 수행하여 상기 상부 성형물을 형성하면서 상기 상부 성형물의 하부에 상기 하부 성형물을 부착시키면서 형성할 수 있고, 그에 따라 상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물을 한 번의 공정으로 일체로 형성할 수 있다.
상기 천연목재층, 상기 접착층, 및 상기 치수 안정 보강층은 일 구현예에서 전술한 바와 같다. 또한, 상기 하부 성형물도 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물을 일체로 형성하는 단계에서, 상기 프레스 성형 및 상기 인서트 사출 성형시 온도 및 압력 조건은 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 변경될 수 있고, 특별히 한정되지 아니한다.
상기 제조방법에서, 상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물 전체에 대하여 트리밍 공정을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이, 종래 트리밍 공정의 전 단계인 밀링 공정이 생략되므로 상기 트리밍 공정만으로 마무리 과정이 진행될 수 있어, 생산 효율이 효과적으로 향상될 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 상부 성형물의 상부에 표면 코팅을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 표면 코팅은 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 자동차용 내장재의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 일 구현예 또는 다른 구현예에서 전술한 제조방법으로 제조된 자동차용 내장재를 제공한다.
상기 자동차용 내장재 (100)는 상부 성형물 (110) 및 하부 성형물 (120)을 포함할 수 있고, 상기 상부 성형물은 순차적으로, 천연 목재층 (111), 접착층 (112) 및 치수 안정 보강층 (113)이 적층된 적층체를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 적층체를 한 개 또는 복수 개로 포함할 수 있다.
상기 천연 목재층 (111), 상기 접착층 (112) 및 상기 치수 안정 보강층 (113)은 일 구현예에서 전술한 바와 같다. 또한, 상기 하부 성형물도 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
일 구현예 또는 다른 구현예에서 전술한 각 제조방법에 따라, 상기 자동차용 내장재는 상기 하부 성형물이 형성되기 이전에 레이저 기기 등을 이용한 절삭 공정에 의해 미리 원하는 형상으로 가공되어 상기 하부 성형물이 형성된 이후 별도의 밀링 공정을 수행할 필요가 없으므로 제조 시간이 더욱 단축되어 우수한 생산 효율 및 우수한 경제성을 구현할 수 있고, 이와 동시에 금속 박판 등을 제거하는 대신 상기 치수 안정 보강층을 포함하여 곡면 성형성 또한 우수한 수준으로 구현할 수 있다.
상기 자동차용 내장재는 크래쉬 패드, 대쉬 보드, 도어 트림, 도어 가니쉬, 콘솔박스 또는 시트백일 수 있으나, 이에 제한되지 아니한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
실시예 1
프레스 설비 내에 물푸레 나무 수종으로부터 준비한 천연 목재인 우드 베니어, 폴리우레탄 핫멜트계 접착시트, 및 부직포를 순차적으로 적층한 후, 140℃의 온도에서 30 Bar의 압력으로 200초 동안 열압착하여 상부 성형물을 형성하였다.
이어서, 상기 상부 성형물에 대하여 레이저 커팅 설비를 이용하여 레이저 빔을 조사함으로써 절삭 공정을 수행하여 원하는 형상으로 미리 가공하였다.
또한, 이어서, 상기 원하는 형상으로 가공된 상부 성형물을 인서트 사출 설비 금형 장착 후, 상기 상부 성형물을 사출물에 고정한 후, 후방사출(back injection) 방식으로 ABS 재질의 수지를 투입하여 인서트 사출 성형함으로써 하부 성형물을 형성하는 동시에, 상부 성형물과 하부 성형물을 합체하였다.
상기 성형물의 완성된 후, 필요시, 성형물 전체에 대하여 트리밍을 실시한 후, 성형물 표면에, 칼라링, 도장 공정을 추가 실시하여, 자동차용 내장재을 제조하였다.
실시예 2
사출 공법을 이용하여 하부 성형물을 형성한 후, 별도로, 상부 성형물 구성 재료 (천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재)를 순차적으로 적층한 후, 초음파커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 커팅하여, 상부 성형물 구성 재료를 정재단하는 하였다. 하부 성형물 위에 접착제를 도포한 후, 정재단된, 상부 성형물 구성 재료 (천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재)를 순차적으로 적층하여, 프레스 공법을 이용하여, 압력을 가한 후, 상부 성형물과 하부 성형물을 일체화 시켰으며, 필요시, 성형물 전체에 대하여 트리밍 공정을 수행하였다. 상기 성형물의 완성된 후, 성형물 표면에, 칼라링, 도장 공정을 추가 실시하여, 자동차용 내장재을 제조하였다.
비교예 1 (상부 성형물 내에 금속 박판이 포함되고, 제조 과정에서 밀링 공정이 포함된 경우)
프레스 설비 내에 물푸레 나무 수종으로부터 준비한 천연 목재인 우드 베니어, 폴리우레탄 핫멜트계 접착시트, 및 부직포를 순차적으로 적층한 후, 열압착하여 상부 성형물을 형성하였다. 가공된 상부 성형물을 인서트 사출 설비 금형 장착 후, 상기 상부 성형물을 사출물에 고정한 후, 후방사출(back injection) 방식으로 ABS 재질의 수지를 투입하여 인서트 사출 성형함으로써 하부 성형물을 형성하는 동시에, 상부 성형물과 하부 성형물을 합체하였다. 이후, 합체된 성형물 표면에 칼라링 및 도장(코팅)을 진행하였다.
이어서, 성형물을 정재단하기 위하여, 성형물 전체에 대하여 밀링 머신을 이용하여 밀링 공정을 수행하여 자동차 내장재을 제조하였다.
비교예 2 (상부 성형물 내에 금속 박판이 포함되고, 제조 과정에서 레이저에 의한 절삭 공정이 포함되며, 밀링 공정은 포함되지 않은 경우)
상기 비교예 1과 동일한 조건 및 방법으로 성형물을 제작하였다.
이어서, 최종 제품 형상으로 정재단하기 위한 공정인 밀링 공정을 적용하는 대신에, 비접촉식 절삭 공법인, 레이저 기기를 사용하여, 절삭 공정을 수행하려고 하였으나, 스파크가 심하게 발생하여, 진행할 수가 없음을 확인하였다.
실험예
상기 실시예 1-2 및 상기 비교예 1-2에 따른 각 자동차용 내장재의 제조 시간 및 외관을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
평가 방법
실험예 1: 제조 시간
측정방법: 상기 실시예 1, 2 및 상기 비교예 1-3에 따른 각 자동차용 내장재를 제조하는데 소요된 전체 시간을 상대적으로 표기하여, 제조 소요 시간이 길면 X, 제조 소요 시간이 짧으면 O 로 표기하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 2: 곡면 성형성
측정방법: 상기 실시예 1-2 및 상기 비교예 1-2에 따른 각 자동차용 내장재에 대하여 육안으로 곡면 성형성을 평가하였고, 구체적으로, 각 우드 베니어의 표면 상에 크랙 등의 손상이 발생한 경우 곡면 성형성이 열등한 것으로 평가하여 “Ⅹ”로 표시하였고, 이러한 손상이 전혀 발생되지 않은 경우 곡면 성형성이 우수한 것으로 평가하여 “○”로 표시하였다.
제조 시간 (시간) 외관
실시예1 ◎ O
실시예2 ○ ○
비교예1 △ ○
비교예2 제조불가 제조불가
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따른 각 자동차용 내장재는 제조 시간이 짧아 생산 효율이 더욱 우수함을 명확히 예상할 수 있고, 이와 동시에 곡면 성형성이 모두 우수하였다.
반면, 비교예 1은 제조 시간이 너무 길어 생산 효율 및 경제성이 현저히 낮음을 명확히 예상할 수 있고, 비교예 2의 경우 레이저에 의한 절삭 공정 수행이 불가능하였다.
100: 자동차용 내장재
110: 상부 성형물
111: 천연 목재층
112: 접착층
113: 치수 안정 보강층
120: 하부 성형물

Claims (12)

  1. 순차적으로 쌓여진 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 한번에 프레스 성형하여 천연 목재층, 접착층, 치수 안정 보강층이 적층된 다층 구조의 상부 성형물을 형성하는 단계;
    상기 상부 성형물에 대하여 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 절삭 공정을 수행하는 단계;
    상기 절삭 공정이 수행된 상부 성형물의 하부에 인서트 사출 성형을 이용하여, 하부 성형물을 형성하면서, 상부 성형물과 일체화 시키는 단계; 및
    를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법.
  2. 사출 공법을 이용하여 하부 성형물을 형성하는 단계;
    별도로, 천연 목재, 시트상 또는 필름상의 접착제, 및 치수 안정 보강재를 순차적으로 적층한 후, 초음파 커팅기, 펀칭기, 레이저 기기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 커팅하여, 상부 성형물 구성 재료를 정재단하는 단계; 및
    하부 성형물 위에 접착제를 도포한 후, 정재단된 상기 상부 성형물 구성 재료를 순차적으로 적층하여, 프레스 공법을 이용하여, 압력을 가한 후, 상부 성형물과 하부 성형물을 일체화시키는 단계;
    를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 치수 안정 보강재는 부직포, 직포, 시트, 매트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 형성하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부직포 또는 상기 직포의 인열 저항(tear resistance)은 3 N/cm 이상으로 형성되는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 치수안정보강재 구성 성분은 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리우레탄 섬유, 아크릴 섬유, 폴리올레핀 섬유, 셀룰로오스 섬유 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 섬유로부터 준비되는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시트상 또는 필름상의 접착제는 폴리우레탄, 폴리아마이드, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 페놀, 멜라민, 요소, 에폭시, 폴리에스터, 폴리비닐알코올, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무, 알키드, 아세틸셀룰로오스 및 니트로셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 접착제로부터 준비되는 자동차용 내장재의 제조방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하부 성형물은 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 카본 섬유, 유리 섬유, 베크라이트(Bakelite), 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 재질로 형성되는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상부 성형물의 상부에 표면 코팅을 수행하는 단계를 더 포함하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 표면 코팅은 수성계 도료, 유성계 도료, 합성수지계 도료, 천연수지계 도료, 섬유소계 도료 및 금속 또는 금속산화물계 도료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 도료를 이용하여 수행하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    일체화된 상기 상부 성형물 및 상기 하부 성형물 전체에 대하여 트리밍 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 자동차용 내장재의 제조방법으로 제조된 자동차용 내장재.
  12. 제11항에 있어서,
    크래쉬 패드, 대쉬 보드, 도어 트림, 도어 가니쉬, 콘솔박스 또는 시트백인 자동차용 내장재.
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