KR950005706B1 - 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩 방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법
제1도는 자동차 도어 판넬의 구성부분을 도시한 본 발명의 일체로 된 다색 판넬의 간략도.
제2도는 본 발명의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체중 몰드의 단면도.
제3도는 분리 또는 "몰드-업(mold-up)"상태의 제2도의 몰드에 밀봉된 종래의 분말상자의 단면도.
제4도는 분말이 떨어진 또는 "몰드가 거꾸로된(mold-inverted)"상태의 제3도의 분말상자와 몰드를 도시한 단면도.
제5도는 분리 또는 "몰드-업"상태의 제2도의 몰드에 밀봉된 본 발명의 분말상자의 확대 부분 단면도.
제6도는 분말이 떨어진 또는 "몰드가 거꾸로된"상태의 제5도의 분말상자 또는 몰드를 도시한 확대 부분 단면도.
제7도는 "몰드-업"상태로 복원된 분말상자와 몰드를 도시한 확대 부분 단면도.
제8-11도는 본 발명의 몰딩방법중 여러작업단계 동안의 몰드 부분의 확대 부분 단면도.
본 발명은 개선된 플라스틱 쉘(shell)에 관한 것으로서, 내부 도어(door) 판넬 또는 계기판넬과 같은 자동차 트림(trim) 부품과 다색 플라스틱 쉘에 이용하는데 특히 적합한 이와같은 제품을 만들기 위한 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법에 관한 것이며, 다수의 색조를 갖는 이와같은 제품을 제조하기 위하여 가공 플라스틱 분말에 필요한 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법에 관한 것이다.
자동차 산업은 폴리염화비닐을 함유한 도어판넬과 같은 내부트림 구성부분을 사용하기 시작했다. 예컨대, 미국 특허 제3,123,403호에 기술된 트림 구성부분을 참조하시오. 특히 자동차 내부 설계에 있어서 가장 바람직한 스타일링(styling)과 색깔, 입자효과에 광범위하게 적용하는 이런 형(型)의 구조로 인하여 주로 이런 구성성분의 수용이 이루어져 왔다.
통상적인 기술은 건식 열가소성 분말입자로 미리 성형한 오톨도톨한 비닐 쉘을 포함하며, 이 분말입자는 분말상자로부터 가열된 쉘 몰드에 가해져서 일체로 된 연속 다색 쉘을 형성한다.
자동차의 실내장식을 향상시키기 위하여, 두 개의 분리된 플라스틱 쉘 부분으로 구성된 내부 도어판넬과 다른 부분들이 준비되어 왔다.
다색(多色) 플라스틱은 또한 색 필라펜트를 제조하는데 사용하는 것으로 알려져 있다. 이와같은 제조는 1962년 8월 14일 발행된 염색얀을 만드는 방법에 대한 미국특허 제3,049,397호에 기술된 바와같이 2색얀을 만들기 위하여 격실된 방적헤드(spinning head)의 사용을 포함한다.
1962년 4월 3일 발생된 미국특허 제3,028,283호는 색띠 같은 분리 구슬을 가진 다색 부분으로 된 골프그립을 기술하고 있다.
다색 열가소성 바닥 재료에 대한 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법이 1986년 5월 14일 발생된 미국특허 제3,383,442호에 기술되어 있다.
본 출원에 대해 공통 양수인을 갖는 1985년 12월 31일 발행된 미국특허 제4,562,025호에는 쉘 부분들이 그들의 모서리를 공통파단선에서 접착시킨 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법을 기술하고 있다.
본 발명의 일반적인 목적은 향상된 일체로 된 비닐 스킨 쉘을 제공하는 것이며, 이 쉘은 다수의 다른 색조를 갖는 부분 및/또는 스트립(strips)으로 구성되고, 자동차 내부 판넬부분으로 사용하기에 적당하다.
본 발명의 다른 목적은 일체로된 다색 비닐 스킨 쉘(skin shell) 같은 것을 만들기 위한 향상된 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 일체로 된 다색 비닐 스킨 쉘 같은 것을 만들기 위한 향상된 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 가열된 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체를 제공하는 것이며, 이 몰드는 오목표면들과 교번하는 일정 간격의 다수의 볼록표면들을 갖고 있고, 분말상자는 볼록표면들을 피복하고 오목표면에 포함된 쉘 부분들을 피복하기 위하여 격실의 분말을 쉘부분에 일체적으로 연결하여 가열된 몰드의 오목표면과 협력하도록 분말격실 사이에 형성한 예정된 형태의 다수의 댐들 또는 디바이더(dams or dividers)들을갖는다.
본 발명의 또다른 목적은 가열된 몰드와 2개의 분말상자 배치를 포함하는 일체로 된 다색 비닐 스킨 쉘의 제조방법을 제공하는 것이며, 이 몰드는 교번하여 정위치 된 볼록표면과 오목표면을 갖게 형성되어서 제1분말상자가 쉘을 형성하기 위해 전체표면을 피복하는 분말층을 제공한 후, 볼록 표면의 쉘 조작들이 제거되고, 이후 제1분말상자가 다수의 댐들 또는 디바이더들을 갖는 제2분말상자로 교체되어서 댐들이 몰드의 오목표면들과 협력하여 간격을 제공함으로써 댐들 사이의 격실내의 다른 색 분말이 이미 제거된 볼록표면을 피복하고 선택적으로 형성된 댐의 자유단부를 지나서 유동하게 하여 몰드의 오목표면구역내에 잔존하는 쉘 조각들의 인접 모서리 부분에 일체적으로 고정하게 한다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 참조 댐들 또는 디바이더들에 말단부를 제공하는 것이며, 이 말단부는 각 댐의 외측에 각 댐 폭의 약 2/3인 테이퍼 측면을 갖고 있고, 두개의 인접 격실로부터 "뒤섞인"또는 혼합분말을 재피복하기 위해 중앙 중공부분으로 들어가도록 테이퍼측면 사이에 개구부를 갖고 있다.
이러한 목적들과 장점들은 다음의 도면들과 설명을 참조하면 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 제조방법과 제품은 내부 도어판넬, 콘솔 및 계기판넬과 같은 전형적인 자동차 부품용으로 얇은 벽을 갖는 플라스틱 쉘의 제조와 관련하여 주어질 것이다.
제1도는 일체로된 다색 내부 플라스틱 쉘(10)로 만든 전형적인 자동차 도어판넬을 도시한다. 쉘(10)은 폴리염화 비닐로 만드는 것이 바람직하며, 자동차 암레스트(arm rest)에 관하여 1964년 3월 3일 발행된 미국 특허 제3,123,403호에 기술된 몰드 제조방법으로 제조한 폴리우레탄폼(12)을 쉘(10)에 부착하여 지지된다. 내부 보강 삽입물(14)은 조인트(16)에서 외부 도어 쉘(18)에 연결되어 창문(22)을 승강시키기 위한 창문 승강기구(도시되지 않음)를 위한 내부공간을 형성한다.
본 발명에 따라서, 쉘은 일체로된 플라스틱 부분이며, 첫번째 색을 가지며 건식 주조 플라스틱으로 만든 일체로된 하부판넬(24), 두번째 색을 가지며 건식 주조 플라스틱으로 만든 암레스트 부분(28)을 포함하는 중간판넬(26), 그리고 패널(24, 26)들 또는 다른 구성부분들의 색을 대조 또는 보색하는 상부판넬(30)을 갖는다. 예컨대, 상부판넬(30)은 의자, 헤드라이너(headliners) 크래쉬패드(crachpad)와 같은 내부색과 대조 또는 보색하기 위하여 적색, 청색, 황색 또는 엷은 다갈색으로 할 수 있다. 하부판넬(24)은 색의 영향을 적게 받는 장식 특성의 짙은 보색으로 착색될 수 있다. 중간판넬(26)은 하부판넬(24)과 상부판넬(30) 색의 보색이 될 수 있다.
제2-6도를 참조하여, 분말 몰딩 제조라인이 선택적으로 가열된 몰딩(32)를 포함하여 간략히 도시하였다.
다수의 볼록표면(34)은 몰드(32)내에 형성되어 이들 표면사이에 교번하게 오목표면(36)을 갖고 각 오목표면(36)을 인접 볼록표면(34)과 상호 연결하는 정반대로 배치된 벽부분(38, 40)을 갖고 있다. 종래의 분말상자(42)는 적당한 조정장비를 이용하여 몰드(32)에 대해 상승 및 하강위치 사이에서 조작하였다. 또한 분말상자(42)는 상수 개방단부(44)를 포함하며, 이 단부(44)는 몰드(32)의 개구부(46) 평명구역을 덮기 위한 모양으로 형성되어 있다.
클램프장치(48)는 분말상자(42)가 제4도에 도시한 "몰드가 거꾸로된"위치로 상승하여 몰드 캐비티가 아랫방향으로 향할 때 분말상자(42)를 몰드(32)에 결합 및 밀봉시킨다.
결합되었으므로, 분말상자(42)와 몰드(32)의 내부는 분말상자(42)내에 분말을 갖는 밀봉체계를 형성한다.
본 발명의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법에 따라서, 분말상자(42)와 같은 규격인 분말상자(50)(제5도)에는 다수의 댐들 또는 디바이더(52)들이 설치되고, 각각의 댐들 또는 디바이더들의 폭은 이들이 함께 정렬되는 각각의 오목표면(36)의 폭보다 훨씬 크고 이들 사이에 일정간격을 주기 위하여 오목표면(36)과 협력하는 길이를 갖고 있다. 특히, 각 댐(52)의 말단부는 대향 테이퍼측면(54)을 포함하며 각각의 테이퍼측면은 댐폭의 약1/3 외측으로 뻗어 있다. 각 댐의 1/3중앙부는 이후 기술하는 목적을 위하여 일정 깊이의 중공(中空)부분으로 유입하는 개구부(56)를 구성한다. 각 테이퍼측면(54)은 이후 기술하는 목적을 위하여, 개구부에 있는 각각의 테이퍼측면(54)의 모서리에서의 간격(62)보다 오목표면(36)의 인접 각벽부분(38, 40)과 테이퍼측면(54) 사이에 훨씬 큰 간격(60)을 갖는다.
본 발명의 몰딩방법이 관련된 범위안에서, 상자 내부에 댐들 또는 디바이더(52)들을 전혀 갖고 있지 않은 완전히 개방된 분말상자(42)(제3도)는 제일 먼저 사용되어야 한다.
완전히 개방된 분말상자(42)이므로, 단지 한가지 색의 플라스틱 분말이 상자내에 들어 있다. 몰드-업 상태로 분말상자를 클램프장치(48)에 의하여 가열된 몰드(32)에 결합시킨후, 180도 회전시켜 일정시간동안 몰드가 거꾸로 되고, 플라스틱 분말은 몰드의 오목·볼록표면들 전체를 피복한다. 몰드-업 상태로 회전시켜 몰드를 분말상자(42)에서 제거시키면, 제8도에 도시된 바와같이 몰드는 얇은 피복층 또는 쉘(66)을 갖는다.
제2단계로서, 스트립(68)들이 제9도에 도시된 바와같이 볼록표면(34)들로부터 제거되고 제6도에 도시된 바와같이 오목표면(36)이 쉘부분(70)들과 정렬된다.
다음 단계를 위하여, 각 격실(72)내에 여러색의 플라스틱 분말을 갖고 있는 분말상자(50)과 관련 댐(52)들을 몰드-업 상태로 가열된 몰드(32)에 결합된다. 몰드가 거꾸로된 상태로 회전하여, 여러색의 분말이 각 볼록표면(34)위로 떨어진다. 제6도에 도시된 바와같이, 각 분말들은 먼저 인접 간격(60)을 통하여 흐르고 다음 간격(62)을 지나서 각각의 색분말이 개구부(56)의 아래에 놓인다.
몰드-업 상태(제7도)로 되돌아오자마자, 볼록표면(34)에 부착하지 못한 초과분말은 테이퍼측면(54)에 인접한 공간으로부터 각 격실(72)의 바닥속으로 떨어져서, 다음 싸이클에 다시 사용될 수 있다. 몰드-업 상태로 회전하는 동안, 개구부(56)에 인접한 다른 색 분말부분은 쉘로우간격(shallow clearance)에 의해 방지되어 각 중공부분(58)으로 떨어지게 되고, 이것에 의해 "뒤섞인"혼합분말은 자동진공설비와 같은 적당한 방법으로 제거될 수 있다.
완성된 다색 비닐 스킨 쉘은 제7도의 몰드(32)로부터 제거된 후 나타나는 바와같이 제11도에 도시되어 있다.
상기에 기술한 방법으로 일체적으로 제조하여 몰드(32)에서 제거한 비닐 스킨 쉘은 쉘부분(70) 사이에 다수의 다른 색부분(74, 76, 78)들을 포함하고, 제1도의 내부 도어판넬 쉘(10)의 각 패널(24, 26, 30)들을 제조할 수 있다.
본 발명의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법과 함께 사용하기 위한 적당한 몰드 가열 방법의 예는 1980년 8월 12일 발행된 미국특허 제4,217,325호에 기술된 바와같이 가열 및 냉각된 공기 또는 오일 가열 및 냉각 유동에 의한 몰드 온도조절을 포함한다. 적당한 열가소성 플라스틱 분말은 분말의 충진 및 귀환단계 동안 분말상자(42)로부터 중력에 의해 쉽게 유동하는 건식 분말형태의 성형 폴리 염화비닐 및 관련 비닐 레진을 포함한다. 부품, 플라스틱재료 및 몰드 제조방법의 전형적인 예는 다음과 같이 구성된다.
PVC(폴리염화비닐)분말 몰딩 제조방법으로 제조한 부품의 예는 약 6ft3의 몰드체적을 갖는 도어판넬 쉘을 포함한다. PVC레진, 가소제, 안정제, 방출제(release agents) 및 색 안료(顔料)는 고농도 믹서로 혼합하여 각각의 필요한 색의 유동가능한 건조분말을 제조한다. 이 제조방법은 공업계에서 건조-혼합(dry-blending)으로서 알려져 있다.
다양한 혼합물의 성분은 완성제품 및 쉬운 가공에 필요한 특성을 제공하기 위해 형(型) 및 비율에 대해 선택할 수도 있다. 물리적 성질은 유사제품을 제조하는데 또한 사용하는 플라스틱용액(plastisol)으로 얻어진 성질과 크게 다르지 않을 것이나, 복잡한 형상으로 제조할 때 부적합한 방울(drips)들을 형성하여 흐르는 고유의 결점을 지니고 있다.
가공 특성은 플라스틱 분말을 용융시킬 때 치밀화(緻密化)가 몰드 표면내에 새긴 입자마크 및/또는 스티치(stiches)와 같은 상세한 것을 완전히 재생시키는 것이다.
몰드예열온도 섭씨 121.1-232.2도(화씨 250-450)의 범위일 수도 있다. 완성제품의 두께는 분말이 몰드와 접촉하고 몰드온도와 관련한 소요시간에 좌우된다. 따라서, 몰드의 특정구역이 다른 구역보다 낮은 예열을 갖게 할 수 있다면, 특정구역내에 훨씬 얇은 쉘을 몰딩할 수 있을 것이다. 그러므로, 몰드-충전 시간에 대해 1-10초 이상의 매우 유연한 범위의 시간이 이용되어 왔다.
공식에 의하면, 분말의 완전 용해 또는 융해는 몰드 온도가 섭씨 176.7-232.2도(화씨 350-450도)에 도달할 때 일어날 수 있다. 용해후 몰드는 손상없이 쉘을 용이하게 제거할 수 있는 온도로 냉각된다.
특히, 본 발명의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법은 크고, 길고, 얇은-벽을 갖는 일체로된 다색(多色) 쉘을 제조하기 위하여 몰드표면 위로 열가소성 분말 재료를 평평하게 전부 분해시킬수 있게 한다.
본 발명의 몰딩용 몰드와 분말상자 조립체 및 그의 몰딩방법의 실시예가 도시되고 기술되는 동안, 이 분야의 전문가들은 본 발명의 범주내에서 다양한 변화 및 수정이 이루어질 수도 있다는 것을 알아볼 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 클램프장치(48)에 의해 함께 결합시킨 몰드(32)와 분말상자(50)조립체에 있어서, 이 몰드는 오목표면내에 유지되는 비닐 쉘(10) 부분과 함께 다수의 교번하는 볼록표면(34)과 오목표면(36)을 구성하고, 분말상자는 댐(52)이 설치된 하우징, 댐사이에 격실(72)을 제공하여 각 격실에 열가소성 분말을 각각 유지하는 격실, 정렬된 각 오목표면과 일정간격을 제공하는 길이를 갖게 조정된 각 댐, 그리고 각 오목표면의 세로 중앙부분에 인접한 각 댐의 단부에 형성된 중공부분(58)으로 구성되는 몰드와 분말상자 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 각 댐(52)은 정렬된 각 오목표면(36)의 폭보다 훨씬 큰 폭을 갖는 분말상자.
  3. 제2항에 있어서, 각 댐(52)의 말단부는 각 오목표면의 벽부분에 인접하여 형성된 대향 테이퍼측면 및 댐폭의 약1/3외측부에 뻗어 있는 각 테이퍼측면(54)을 포함하고, 이 측면 사이에 중공부분(58)을 갖는 분말상자.
  4. 제3항에 있어서, 각 테이퍼측면(54)과 인접 오목표면(36)의 벽(38, 40) 부분 사이의 간격(60)은 각 테이퍼측면(54)의 내부모서리와 오목표면의 바닥 부분 사이의 간격보다 훨씬 큰 분말상자.
  5. 다색 플라스틱 비닐 쉘(10)의 몰딩방법에 있어서, (a) 몰드(32)내에 교번하는 볼록표면(34)과 오목표면(36)을 갖는 가열된 몰드(32)를 제공하고, (b) 열가소성 분말을 함유한 분말상자(42)를 제공하고, (C) 분말을 볼록표면과 오목표면 위로 떨어뜨려 피복하게 하기 위하여 몰드의 개방단부와 분말상자를 결합시켜서 이 결합된 조립체를 회전시키고, (d) 조립체를 "몰드-업"상태로 회전시키고 분말상자(42)를 몰드로부터 제거하고, (e) 볼록표면으로부터 비닐 쉘 스트립(68)을 제거하여, 오목표면내에 쉘 부분을 남기고, (f) 댐이 상기에 결정된 관계대로 각 오목표면과 정렬 및 제거를 적합하게 하여, 댐(52) 사이의 격실(72)의 다른 색 열가소성 분말을 유지하기에 적합하게 상자안에 댐을 형성한 제2분말상자를 제공하고, (g) 각 볼록표면위로 각 분말을 떨어지게하여 댐과 각 오목표면 사이의 간격으로 유동하게 하기 위하여 제2분말상자를 가열된 몰드(32)에 결합하여 이 조립체를 회전시키고, (h) 이 조립체를 몰드-업 상태로 회전시켜서, 제2분말상자를 제거하고 몰드로부터 일체가 된 다른색 부분의 쉘을 제거하여 만드는 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩방법.
  6. 제5항에 있어서, 각 댐(52)이 조립체가 몰드-업 상태로 회전할 때, 두가지 다른색 혼합분말의 수용을 방지하는 중앙의 중공부분(58)을 포함하는 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩방법.
  7. 제6항에 있어서, 각 댐(52)의 말단부를 각 오목표면(36)의 인접 벽(38, 40) 부분에 형성한 대향 테이퍼측면과 테이퍼측면 사이에 상기 중공부분(58)을 갖고 각 테이퍼측면(54)이 댐폭의 약1/3의 측부에 각각 연장한 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩방법.
  8. 제7항에 있어서, 각 테이퍼측면(54)과 오목표면(36)의 인접 벽 부분 사이의 간격(60)을 각 테이퍼측면의 내부 모서리와 오목표면의 바닥부분 사이의 간격(62)보다 훨씬 크게한 다색 플라스틱 비닐 쉘의 몰딩 방법.
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