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KR970005624B1 - 적층성형체의 성형방법 및 성형장치 - Google Patents

적층성형체의 성형방법 및 성형장치 Download PDF

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KR970005624B1
KR970005624B1 KR1019930017016A KR930017016A KR970005624B1 KR 970005624 B1 KR970005624 B1 KR 970005624B1 KR 1019930017016 A KR1019930017016 A KR 1019930017016A KR 930017016 A KR930017016 A KR 930017016A KR 970005624 B1 KR970005624 B1 KR 970005624B1
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KR
South Korea
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mold
air
skin member
mold surface
molding
Prior art date
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KR1019930017016A
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노부오 우스이
쥬니찌 스즈끼
히로유끼 시로죠까
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가사이 고교가부시키가이샤
가사이 다이끼찌
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Priority claimed from JP28795892A external-priority patent/JP2846193B2/ja
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Abstract

내용없음.

Description

적층성형제의 성형방법 및 성형방법
제1도는 본 발명의 원리에 의해 셩형된 자동차의 도어트림(door trim)의 외관도.
제2도는 제1도에 도시된 자동차의 도어트림의 구조를 나타낸 단면도.
제3도는 본 발명에 의한 성형방법의 제1실시예의 전체구조도.
제4도는 본 발명에 의한 적층성형체의 성형방법의 공정중 표피부재의 예열공정을 나타낸 단면도.
제5도는 본 발명에 의한 적층성형체의 성형방법의 공정중 몰드프레스 성형공정을 나타낸 단면도.
제6도는 본 발명에 의한 적층성형체의 성형방법의 공정중상형(upper die)과 성형체를 분리하는 공정을 나타낸 단면도.
제7도는 본 발명에 의한 성형방법의 제2실시예의 전체구조를 나타낸 단면도.
제8도는 본 발명의 방법의 제2실시예에 따른 표피부재의 예열공정을 나타낸 단면도.
제9도는 본 발명의 방법의 제2실시예에 따른면, 표피부재의 진공 성형 공정을 나타낸 단면도.
제10도는 본 발명의 의한 성형방법에 사용될 수 있는 공기송풍기구의 변형된 실시예를 나타낸 개략도.
제11도는 본 발명에 의한 성형방법에 사용될 수 있는 공기송풍기구의 변형된 실시예를 나타낸 개략도.
제12도는 본 발명의 의한 성형방법의 상형에 구비된 공기송풍기구의 변형된 실시예를 나타낸 개략도.
제13도는 본 발명의 의한 성형방법에 상형에 구비된 공기송풍공의 변형된 실시예를 나타낸 개략도.
제14도는 본 발명에 의한 성형방법의 제3실시예를 나타낸 단면도.
제15도는 제14도의 부분 확대 단면도.
제16도는 제15도에 도시된 플러그의 확대 사시도.
제17도는 제1형의 형면에 용융수지(molten resin)를 공급하는 공정을 나타낸 단면도.
제18도는 몰드프레스 성형공정을 나타낸 단면도.
제19도는 탈형공정을 나타낸 단면도.
제20도는 플러그의 변형된 실시예를 나타낸 제16도와 유사한 사시도.
제21도는 자동차 도어트림의 일반적인 구조를 나타낸 단면도.
제22도는 종래의 몰드프레스 성형방법를 나타낸 단면도.
제23도는 진공흡입을 이용하여 성형체를 하형(lower die)에 보존하는 종래의 성형방법를 나타낸 단면도.
제24도는 성형체의 언더컷부를 이용하여 성형체를 하형에 보존하는 종래의 성형방법를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 자동차 도어트림 11 : 수지코어부재
12 : 표피부재 20 : 성형방법
30 : 몰드프레스성형용 하형 31 : 핫러너
32 : 게이트 40 : 몰드프레스성형용 상형
41 : 승강장치 42 : 고정핀
43 : 공기송풍공 44 : 송풍 겸 진공공
50 : 사출성형기 51 : 노즐
60 : 공기송풍기구 61 : 고온공기발생기
62 : 송풍기 63 : 스위침밸브
64 : 진공펌프 (M) : 용융수지.
본 발명은 도어트림과 같은 자동차 내장품으로 사용하기에 적합한 적층성형체의 성형방법 및 장치에 관한 것이다.
자동차 차체판넬의 내부에 사용되는 자동차 도어트림(door trim), 리어코너 트림(rear corner trim) 등과 같은 자동차 내장의 종래 구조를 자동차 도어트림의 예를 들어 제21도를 참조하여 이하 설명한다.
이 자동차 도어트림(1)은, 원하는 윤곽으로 성형된 수지코어부재(2)와 이 수지코어부재(2)의 전면에 일체로 적층되어 적절한 쿠션능력을 갖는 표피부재(3)를 포함하는 적층성형체로 구성된다.
증가일로의 복잡한 입체형상의 요구 때문에, 현재 수지코어부재(2)는 전형적으로 우수한 성형성을 제공하는 몰드프레스 성형 방법에 의해 성형되고 있다.
전체 제조공정을 단순화하기 위해서, 종종 수지코어부재(2)의 몰드프레스 성형시, 표피부재(3)가 수지코어부재(2)에 일체로 결합된다.
특히, 제22도에 도시된 바와 같이, 표피부재(3)는 그 안에 구비된 고정핀(4a)에 의해 몰드프레스 성형용 상형(4)에 설치되고, 상형(4)과 하형(5) 사이에 소정의 간극(clearance)이 정해질 때까지 몰드프레스 성형용 상형(4)을 하강시킨 후, 수지재(7)는 사출성형기(6)로부터 핫러너(hot runner)(5a) 및 이 핫러너(5a)로부터 분기되는 복수의 게이트(5b)를 통하여 몰드프레스 성형용 하형(5)의 형면으로 공급된다. 그리고, 상형(4)과 하형(5)은 상호 조립 합형되어, 수지재(7)가 소정 형상을 가지는 수지코어부재(2)로 몰드프레스 성형됨과 동시에 표피부재(3)는 수지코어부재(2)의 전면에 일체로 결합된다.
그러나, 몰드프레스 성형에 의해 표피부재(3)와 수지코어부재(2)를 일체로 하고 적층성형체를 완성하는 종래의 이 방법은, 표피부재(3)가 몰드프레스 성형시에 수지코어부재(2)의 매우 복잡한 표면윤곽을 정확하게 따라갈 수 없고, 또 표피부재(3)의 어느 부위에서는 손상을 입을 수도 있다. 그러한 표피부재(3)의 손상은 수지재의 누출을 초래하고, 표피부재에 그러한 손상을 포함하는 성형체는 최종제품으로서 명백히 수용될 수 없다.
이 방법에 따르면, 몰드프레스 성형 단계가 종료된 후 상형(4)을 상승시킬 때 상형(4)과 성형체 사이에 진공이 형성되기 때문에, 상형(4)에 의해 성형체가 흡착되는 것을 방지하기 위한 방법으로서. 제23도에 도시된 바와 같이, 하형(5)에는 형조립체의 개형 후 진공흡입에 의해 하형(5) 위에 성형체를 보존하기 위해서 경우에 따라 진공흡입공이 설치된다.
또, 형조립체의 개형시 하형에 성형체를 보존하기 위한 방법으로서, 수지코어부재(2)에는 성형체를 하형(5)에 맞물리도록 함으로써 몰드프레스성형 단계 종료 후 하형에 의해 성형체를 보존할 수 있도록 제24도에 도시된 바와 같이, 수지코어부재(2)에 언더컷부(2a)가 마련될 수 있다. 이 경우에 있어서, 예를 들면, 클립 및 기타 죔쇠용 안착부로서 역할하는 공정 중에 손상을 입을 수 있다.
그러나, 제23도에 도시된 바와 같이, 진공흡입기구가 사용될 때, 사출형형기로부터 용융수지를 공급하기 위한 핫러너(5a)와 게이트(5b)가 설치되기 때문에, 진공흡입공(7)의 배치에 엄격한 제한이 있고, 진공흡입공용 배관의 설치에 상당한 작업을 요한다. 더욱이, 진공펌프와 같은 대형의 추가적인 장비가 요구되므로 비용이 상승되고, 성형재의 선택이 제한될 것이다.
제24도에 도시된 바와 같이, 수지코어부재에 언더컷부(2a)를 구비하는 방법에 따르면, 이들 언더컷부(2a)는 하형(5)으로부터 성형체를 분리시키기 위한 노력을 방해하고 하형으로부터 성형체를 분리시킬 때 성형체의 손상이나 변형의 가능성을 증가시키는 것과 같은 문제를 야기시키게 될 것이다. 또, 언더컷부(2a)는 수지코어부재(2)의 중량 증가를 초래하여 성형체의 중량을 감소하려는 희망에 역행하게 된다.
또한, 이들 종래의 방법에 있어서, 하형(5)의 성형체 보존력이 너무 약하여 형조립체의 개형 속도를 아주 느리게 유지해야 하므로, 전체 제조공정에 요하는 시간이 증가하는 경향이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 제1의 목적은 몰드프레스용 형조립체내의 용융수지를 소정형상으로 성형함으로써 제조된 수지코어부재와, 몰드프레스 성형 단계에서 수지코어부재와 일체로 결합될 표피부재를 포함하고, 형조립체의 구조를 단순화하는 것을 가능케하는 적층성형체의 몰드프레스 성형용 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은 몰드프레스 성형시 표피부재의 균열을 막을 수 있고, 따라서 그 균열에 의해 용융수지가 누출되는 것을 방지할 수 있는, 수지코어부재와 표피부재를 포함하는 적층성형체의 몰드프레스 성형방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3의 목적은 수지코어부재의 복잡한 외형윤곽을 정확하게 따르는 것을 가능케 하는, 수지코어부재와 표피부재를 포함하는 적층성형체의 몰드프레스 성형방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4의 목적은 각 성형공정에 요구되는 시간이 최소화될 수 있도록 성형체가 성형으로부터 쉽게 분리되는 것을 가능케 하는, 상형과 하형을 사용하는 적층성형체의 몰드프레스 성형방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은, 그 구성이 소정이 표면윤곽을 갖는 제1형면을 가지는 제1형과, 몰드프레스 성형용 캐비티로 되기 위해 상기 제1형면과 합형되어 몰드프레스 성형을 위한 공간을 한정하기 위해 적용되는 상기 제1형면과 거의 동일한 형상의 제2형면을 가지는 제2형을 포함하는 형조립체 제1형에 대해 제2형을 이동시킴으로써 형조립체를 개폐하는 구동수단 형조립체의 합형에 의해 최종적으로 수코어부재로 성형되는 용융수지를 제1형의 제1형면으로 공급하는 공급수단 표피부재가 제2형면을 지나 연장되도록 상기 표피부재를 상기 제2형에 설치하기 위해 상기 제2형에 구비되는 장착수단 및 상기 제2형면에 개구된 일단과 상기 제2형에 마련된 공기공을 개재하여 에어블로우수단에 연결된 타단을 가지고, 상기 제2형 내에 마련되는 적어도 하나 이상의 공기공을 개재하여 공기를 상기 제1형에 불어 넣기 위해 상기 제2형에 마련된 에어블로우수단을 가지고 수지코어부재와 표피부재를 포함하는 적층성형체의 성형방법를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명에 의한 성형방법에 있어서, 상기 표피부재는 열가소성을 지니고, 상기 에어블로우수단은 상기 공기공으로 고온공기를 공급하기 위한 수단을 포함할 수 있고, 그 고온공기의 온도가 요구되는 신율특성을 표피부재에 부여하도록 선택될 때, 표피부재는 몰드프레스 성형시 형면의 복잡한 윤곽의 형상을 쉽게 따를 수 있도록 예열되어 연화된다. 바람직하게는, 표피부재는 열가소성탄성중합체로 이루어진다.
한편, 상기 에어블로우수단에는 전환밸브수단을 개재하여 상기 공기공에 실온의 공기 또는 열풍을 선택적으로 불어 넣을 수 있도록 할 수 있으며, 상기 공기공에 진공흡입을 부여하기 위한 수단을 가지는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 상기 표피부재는 상기 제2형에 구비된 송풍 및 진공공으로부터 성형체에 고온공기가 공급되어 적절히 연화될 수 있을 뿐만 아니라, 표피부재는 제2형에 구비된 공기공으로부터 표피부재에 흡입을 가함에 의하여 제2형의 형면과 정확하게 일치하게 성형될 수 있다.
본 발명에 의한 상기 성형방법는, 소정의 표면윤곽을 갖는 제1형면을 가지는 제1형과, 몰드프레스 성형용 공간을 한정하기 위해 상기 제1형면과 상보적으로 들어맞는 상기 제1형면과 대략 동일한 형상의 제2형면을 가지는 제2형을 포함하고, 상기 제2형은 상기 제2형면을 에어블로우수단에 연통하게 하는 적어도 하나의 공기공을 구비하는 형조립체의 개형단계, 제2형의 제2형면 위에 표피부재를 설치하는 단계, 제1형의 제1형면 위에 용융수지를 공급하는 단계, 용융수지가 수지코어부재로 성형되고, 표피부재가 이 수지코어부재와 일체로 결합되도록 하기 위해서, 용융수지와 표피부재가 적어도 어느 정도의 가소성을 유지하는 동안 형조립체를 합형하는 단계 제2형면으로부터 적층성형체를 분리시키기 위해서 에어블로우수단을 사용하여 공기를 공기공으로 공급하는 단계 및 형조립체로부터 적층성형체를 끄집어 내기 위하여 형조립체를 개형하는 단계를 포함하는 본 발명의 방법을 실시함으로써 편리하게 사용될 수 있다.
따라서, 성형체는 상형으로부터 쉽게 분리될 수 있고, 전체 성형공정의 속도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제2형에 의한 성형체의 흡착으로 인한 성형체의 변형 및 손상 가능성을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 이 장치는, 소정의 표면윤곽을 갖는 제1형면을 가지는 제1형과, 제1형면과 조합하여 몰드프레스 성형용 공간을 한정하기 위해 적용되는 제2형면을 가지는 제2형을 포함하고, 이 제2형은 에어블로우수단을 갖는 제2형면을 통하는 적어도 하나의 공기공을 구비하는, 형조립체의 개형단계 제2형의 제2형면 위에 표피부재를 설치하는 단계 제1형의 제1형면 위에 용융수지를 공급하는 단계 표피부재를 연화시킬 수 있는 정도의 열풍을 에어블로우수단을 이용하여 공기공으로 공급하는 단계 용융수지 및 상기 표피부재가 적어도 그 가소성을 지니고 있는 동안에 상기 형조립체를 합형함으로써 상기 용융수지를 상기 수지코어부재에 성형하여 상기 표피부재를 상기 수지코어부재에 대해 일체로 결합시키는 단계 및 완성된 적층성형체를 상기 형조립체로부터 제거하기 위해 그 형조립체를 개형하는 단계를 포함하는 본 발명의 방법을 실시함으로써 또한 편리하게 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 한 성형방법은 상기 표피부재를 연화시킬 수 있도록 열풍을 상기 공기공내에 도입하는 단계 직후에, 진공펌퍼수단을 이용함으로써 상기 공기공에 대하여 부압(負壓)을 공급하고, 상기 표피부재를 상기 제2형의 상기 제2형면에 대하여 압착하는 단계를 더 포함한다. 그리고, 적층성형체를 분리하기 위해서 조합된 형조립체를 개형하는 단계 직전에 제2형의 제2형면으로부터 표피부재를 분리하기 위해서 에어블로우수단을 사용하여 열풍, 고온 또는 실온의 공기를 공기공으로 공급하는 단계를 더 포함한다.
따라서, 성형체는 상형으로부터 쉽게 분리될 수 있고, 전체 성형공정의 속도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제2형에 의한 성형체의 흡착으로 인한 성형체의 변형 및 손상 가능성을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예의 의하면, 공기공은 제2형면으로부터 통하는 복수의 공기개구를 포함하고, 이 공기개구는 실질적으로 제2형면에 전체에 걸쳐서 분포될 수도 있고, 상대적으로 복잡한 표면의 윤곽을 포함하는 제2형면의 제한된 부위에만 분포될 수도 있다. 이러한 공기개구의 존재로 인해 불필요한 자국 등이 남는 것을 방지하기 위해서, 각 공기개구는 그 최대측면 치수가 0.3㎜ 이하로 되는 것이 바람직하다. 이러한 공기공들은 제2형면으로 공기공을 연결하기 위한 복수의 구멍들을 갖는 플러그를 제2형면으로부터 통하는 공기공의 접속끝단에 접속함으로써 적절히 구비될 수 있다. 선택적으로, 플러그는 공기공의 접속끝단의 내원주면과 협력하여 공기공을 제2형면으로 연결하는 개구를 한정하기 위해서 플러그의 외원주면 주위에 구비된 복수의 축방향의 슬롯을 구비할 수 있다.
전형적으로 제1형은 하형으로 구성되고, 반면에 제2형은 하형을 향하여 그리고 그로부터 멀어지게 수직으로 이동될 수 있는 상형으로 구성된다.
용융수지 공급용 장치의 구비를 필요로 하는 하형과는 달리, 상형은 어떤 내부장치도 필요로 하지 않기 때문에, 상형에 송풍 또는 진공흡입용 배관의 설치는 그 배관 설치에 방해가 되는 어떠한 구조도 없으므로 별다른 문제없이 배관을 설치할 수가 있다. 또, 제2형으로 부터 성형체의 분리능력이 개선됨으로써 재료 및 성형체의 두께에 대한 제한이 해소될 수 있다. 표피부재는 제2형면의 표면윤곽에 정확하게 따를 수가 있기 때문에, 비교적 작은 두께의 수지코어부재의 성형이 가능하다. 더욱이, 표피부재는 제2형면에 의해 제공된 더 나은 지지로 인한 개선된 기계적 강도 및 제2형면과 표피부재 사이의 양호한 접촉으로 인한 개선된 열전도에 의해서 용융수지로부터의 압력과 열에 더 잘 보호될 수 있기 때문에, 용융수지의 온도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 몰드프레스 성형 단계에 관련되는 유동성과 압력을 증가시킬 수 있게 된다.
이하 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명의 방법에 의해 제조된 자동차의 도어트림의 외관도이고, 제2도는 자동차 도어트림의 구조를 나타낸 단면도이다. 제1도 및 제2도를 참조하면, 본 발명의 방법에 의해 제조된 자동차 도어트림은 일반적으로 소정의 형상으로 성형된 수지코어부재(11)와 수지코어부재(11)의 전면 위에 일체로 적층된 표피부재(12)로 구성된다.
특히, 수지코어부재(11)는 용해상태의 탤크와 콜리프로필렌 수지의 혼합물로 구성되는 용융수지를 소정 윤곽의 형면을 가지는 몰드프레스 성형용 형조립체에 공급 및 분배함에 의해 복잡한 윤곽의 형상으로 성형된다.
표피부재(12)는 특별한 적용예에 따라 많은 재료로부터 선택될 수 있다. 예를 들면, 표피부재(12)는 PVC시이트, 발포PVC시이트, 발포폴리에틸렌 층과 같은 발포폴리오레핀(polyolefin)층에 의해 적층된 PVC시이트 및 발포폴리우레탄층에 의해 저층된 PVC시이트와 같은 일체형 시이트로 구성될 수 있다.
그러나, 더욱 바람직하게는, 표피부재(12)는 스틸렌TPE, 오레핀 TPE 등과 같은 열가소성 탄성중합체로 구성될 때, 바람직한 성형성을 제공하는 40 내지 50℃의 계수 2.2만큼의 신율을 보일 것이다.
이하에서는 상기한 자동차 도어트림을 몰드프레스하기 위한 성형방법의 구조에 대해 설명하기로 한다.
제3도를 참조하면, 이 성형방법(20)는 소정의 표면윤곽의 형면을 가지는 몰드프레스 성형용 하형(30), 실질적으로 같은 형면을 가지고 하형 위에 위치하는 몰드프레스 성형용 상형(40), 수지코어부재(11)용 재료로 역할하는 용융수지를 하형(30)의 형면상 위로 공급하기 위한 재료공급기구 및 상형(40)에 설치되는 공기 송풍기구(60)를 포함하여 구성된다.
특히, 재료공급기구는 하형(30)에 연결되어 있는 사출성형방법(50)를 포함하며, 사출성형방법(50)의 노즐(51)로부터 사출되는 용융수지는 하형(30)을 지나는 핫러너(31)와 이 핫러너로부터 분기되는 복수의 게이트(32)를 경유하여 하형(30)의 형면에 분배 공급된다. 하형(30)위에 위치한 상형(40)은 승강장치(41)에 의해 수직으로 이동될 수 있게 적용되고, 표피부재(12) 설치용 고정핀(42)과 공기송풍공(43)을 구비한다. 공기송풍공(43)은 공기송풍기구(60)와 연결된다.
특히, 공기송풍기구(60)는 스위칭밸브(63)에 의해 선택적으로 공기송풍공(43)을 통해 공기가 공급되는 그러한 방법으로 고온공기제너레이터(62)와 공기송풍기(62)를 포함한다.
다음에 이 성형방법(20)의 사용에 의한 자동차 도어트림(10)의 몰드프레스 성형방법에 대해 설명한다.
먼저, 제4도에 도시된 바와 같이, 표피부재(12)는 고정핀(42)의 사용에 의해서 그 반대면이 아래로 향하게 상형(40)에 얹혀진다.
일단 표피부재(12)가 얹혀지면, 약 80℃의 고온공기가 고온공기 제너레이터(61)로부터 공기송풍공(43)을 경유하여 30초 동안 표피부재(12)를 향해 송풍되고, 표피부재(12)는 상기 예열공정에 의해 연화된다.
그리고 난 후, 상형(40)은 승강장치(41)의 작동에 의해 상형(30)과 하형(40) 사이에 약 30㎜의 간격이 한정될 때까지 하강되고, 상형(40)은 사출성형방법(50)로부터 사출되는 용융수지(M)가 핫러너(31)와 게이트(32)를 경유하여 하형의 형면의 소정 위치로 공급 분배되는 동안 더 하강하게 된다. 제5도에서, 일정한 압력을 포함하기 위해서 형조립체(30,40)의 조립합형에 의해서, 표피부재(12)는 수지코어부재(11)가 성형되는 동안에 수지코어부재의 전면과 일체로 결합된다 이때, 표피부재(12)는 예열되어, 양호한 신율특성을 가지므로, 균열없이 복잡한 표면윤곽의 형면을 쉽게 따를 수 있다.
따라서, 용융수지의 누출과 같은 수용할 수 없는 성형결과를 방지할 수 있다.
몰드프레스 성형공정의 종료후 및 형조립체를 개형하기 전에, 스위칭밸브(63)가 절환되어 공기송풍기(62)로부터 공급된 실온의 비가열공기가 공기송풍공(43)을 통해 성형체의 표면에 공급되고, 이 공급된 공기의 압력에 의해서 성형된 도어트림(10)이 상형(40)으로부터 이탈된다. 그러므로, 성형된 도어트림(10)은 하형(30)에 의해 안전하게 보존되고, 따라서, 상형(40)은 하형(30)으로부터 쉽게 떨어져 상승할 수 있게 되어 금형의 개형 속도를 빠르게 할 수 있다.
이와 같이 성형된 자동차 도어트림이 공급된 공기의 압력에 의해 형조립체로부터 쉽게 이탈되게 함으로써, 수지코어부재(11)에 존재할 수 있는 어떤 언더컷부도 변형 또는 손상되지 않을 것이다.
본 발명에 의하면, 공기송풍기구(60)는 몰드프레스 성형공정전에 표피부재(12)를 예열 및 연화시키기 때문에, 표피부재(12)의 성형성이 개선되고, 수용할 수 없는 성형결과가 방지될 수 있다. 또, 자동차 도어트림(10)과 같은 성형체의 표면에 공기송풍기(62)로부터 공기를 공급함으로써, 성형체의 분리가 더욱 쉽고 확실하게 실행될 수 있으며, 형조립체의 개형속도를 빠르게 할 수 있다. 그러므로, 성형싸이클타임은 감소될 수 있고, 성형체는 성형체의 언더컷부에서의 손상방지를 통해 더욱 양호하게 보호될 수 있다.
비록, 본 발명에서는 공기송풍공(43)이 상형(40)에 구비되고, 고온공기제너레이터(61)와 송풍기(62)를 포함하는 공기송풍기구(43)가 이들 공기송풍공(43)과 연결되는, 단순한 구조만을 포함하고 있지만, 공기송풍기구(60)는 표피부재(12)의 성형성을 효과적으로 개선시킬 수 있으며, 성형체가 형조립체로부터 쉽게 분리될 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명은 성형방법의 기능을 향상시킬 수 있다.
제7도는 본 발명에 의한 성형방법의 제2실시예를 나타내고, 제1실시예의 부품들에 해당하는 제2실시예의 부품들은 동일한 번호로 표시된다.
제7도를 참조하면, 진공 및 공기송풍공(44)은 상형(40)의 전형면에 걸쳐 구비되고, 이들 진공 및 공기송풍공(44)은 스위칭밸브(63)를 거쳐 진공펌프(64)와 공기송풍기(62) 및 고온공기제너레이터(61)와 연결되어 있다. 스위칭밸브(63)는 3공(three-port)스위칭밸브로 구성된다.
그러므로, 제8도에 도시된 바와 같이, 표피부재(12)가 고정핀(42)의 사용에 의해 상형에 얹혀진 후, 표피부재(12)가 연화될 수 있도록 고온공기 제너레이터(61)로부터 고온공기가 진공 및 공기송풍공(44)을 거쳐 표피부재(12)에 공급된다.
그리고, 제9도에 도시되어 있는 바와 같이, 표피부재(12)가 진공 및 공기송풍공(44)에 의해서 형면에 대해 진공성형되도록 스위칭밸브(63)는 절환되고 진공 및 공기송풍공(44)은 진공펌프(64)에 연결된다.
그리고 나서, 상하형(30,40)은 제1실시예에서와 같은 방법으로 상호합형되고, 수지코어부재(11)가 용융수지(M)를 몰드프레스 성형하는 이 공정에서 성형되는 동안 표피부재(12)는 수지코어부재(11)와 일체로 결합된다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 표피부재(12)가 상형(40)에 구비된 진공 및 공기송풍공(44)에 의하여 예열 및 연화되고, 상형(40)의 형면에 대한 흡입에 의하여 성형되기 때문에, 표피부재(12)의 신율이 양호하게 활용될 수 있고, 표피부재(12)가 상형(40)의 형면에 강하게 밀착된다. 그 결과, 표피부재(12)는 용융수지(M)의 열영향으로부터 상대적으로 자유롭게 되고, 이 열은 표피부재(12)로부터 상형(40)에 의해 쉽게 제거 될 수 있고, 용융수지는 양호한 성형성을 유지할 수 있도록 충분히 유동적이 될 수 있으며, 표피부재(12)는 그 외형불량으로부터 보호될 수 있다.
더욱이, 제품이 성형된 후 공기송풍기로부터 진공 및 공기송풍공(44)을 통하여 성형체에 공기를 공급함으로써, 성형체는 형조립체로부터 쉽게 분리될 수 있고, 성형공정에 요하는 시간이 감소될 수 있다.
또, 공기송풍기구(61)는 제10도 및 제11도에 도시되어 있는 바와 같이 표피부재(12)의 예열뿐 아니라 성형체가 몰드프레스 성형공정의 완료 후 형조립체로부터 쉽게 분리되는 것을 가능케 하는 고온공기 제너레이터(61)로부터의 고온공기를 사용함으로써 단지 고온공기 제너레이터(61)만으로 구성될 수 있다. 그렇게 함으로써, 공기송풍구(60)의 구조가 간단해질 수 있다.
또, 공기송풍공(43)은, 제12도에 도시된 바와 같이, 상형(40)의 형면의 매우 복잡한 부위에 한정될 수 있다.
또는, 공기송풍공(43) 또는 진공 및 공기송풍공(43)은, 제13도에 도시된 바와 같이, 상형의 형면 전체에 걸쳐서 분포될 수 있다. 즉, 그러한 배열은 성형체의 형상과 표피부재의 성질에 따라 자유롭게 변화될 수 있다.
제14도는 본 발명에 의한 성형방법(20)의 제3실시예를 나타낸 것으로, 제1실시예의 부품들에 해당하는 제3실시예의 부품들은 같은 숫자로 표시된다.
제14도에서, 본 성형방법의 주된 특징은 상형(40)에 공기송풍기구(60)가 설치된 것이다. 특히, 상형(40)은 공기송풍용 배관을 내부에 구비하고, 제15도 및 제16도에 도시되어 있는 바와 같이, 공기는 공기송풍배관(45) 및 공기송풍 플러그(47)에 마련된 복수의 공기공(48)을 거쳐서 하형으로 공급될 수 있다.
공기송풍배관(45)은 송풍기(65)와 연결되고, 각 공기송풍플러그(47)는 상형(40)의 적절한 위치에 마련된 대응홈(46)에 확실하게 고정된다.
본 발명에 의한 성형방법(20)는 상기한 구조를 구비하고, 본 발명의 방법은 자동차 도어트림(10) 성형공정을 일실시예로 하여 제17도 내지 제19도를 참고 하면서 이하에서 설명한다.
먼저, 제17도에 도시된 바와 같이, 상형(40)상에 표피부재(12)가 설치될 때, 표피부재(12)의 가장자리는 상형(40)에 구비된 고정핀(42)에 의해 끼워진다.
표피부재(12)의 설치단계가 종료될때, 사출성형방법(50)의 노즐(51), 핫러너(31) 및 게이트(32)를 거쳐서 하형(30)의 형면으로 용융수지(M)가 공급분배되는 동안, 승강장치(41)의 작동에 의해 상형(40)은 하강된다. 어느 정도의 압력이 가해지는 동안 몰드프레스 성형용 상하형을 조립한 결과로, 제18도에 도시된 바와 같이, 표피부재(12)가 수지코어부재(11)와 일체로 결합되는 동안에 수지코어부재(11)는 소정형상으로 몰드프레스 성형된다.
흡입압력은 40 내지 80㎏/㎠이다.
조합된 형조립체는 몰드프레스 성형공정의 완료 후 개형된다.
상형(40)에 구비된 송풍기(65)로부터 공급되어 공기송풍배관에 의해 인도된 공기송풍 플러그(47)의 공기공(48)을 거쳐서 상형(40)면의 형면과 표피부재(12)의 표면과의 사이의 틈으로 공급되며, 이 공기 송풍압은 상형이 부드럽게 상승되어 형조립체가 빨리 개형될 수 있도록 하형(30)의 형면에 몰드프레스 성형된 도어트림(10)을 밀어 낸다.
본 발명에 사용되는 공기송풍 플러그(47)는 150 내지 300℃ 범위의 용융수지 온도를 견딜 수 있는 한 금속이나 세라믹의 어떤 재료로도 제조될 수 있다.
공기공(48)은 표피부재(12)의 외형면상에 어떠한 자국도 남지 않게 하기 위해서 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 성형방법에 의하면, 상형에 공기송풍기구(60)의 설치를 특징으로 하는 그 구조로 인하여, 하형으로부터 적용되는 진공흡입에 의해 성형체를 보존하는 종래의 구조에 비해 공기송풍배관(45)의 배치가 자유롭게 선택될수 있고, 그리고, 공기송풍기구(60)는 진공흡입기구에 비해 경제성과 단순성의 장점을 갖는다.
또, 본 발명의 방법에 의한 공기송풍 기구는 매우 효과적이고, 이 경우에는 성형체가 자동차 도어트림(101)으로 구성되는 성형체가 하형(30)의 형면상에 안전하게 남게 되므로, 상형의 개형속도가 빨라질 수 있고, 하형(30)으로부터 도어트림(10)을 분리하는 속도 역시 빨라질수 있다. 따라서, 성형 공정에 요구되는 전체시간이 실질적으로 단축될 수 있고, 재료 및 제품 두께에 대한 제한이 해소될 수 있으며, 언더컷부에 대한 요구가 해소될 수 있어, 금형조립체의 제작이 단순화될 수 있고, 성형품의 증량은 감소될 수 있다.
제20도는 공기송풍기구(60)의 변형된 실시예의 요부를 나타낸 것으로, 이 경우에 있어서 공기송풍플러그(49)는 원통형의 외주면을 따라 축방향으로 연장된 복수의 슬릿(53)을 구비한다.
그러므로, 상형에 구비된 각 홈(46)에 플러그를 확실하게 고정하는 것만으로, 공기는 공기송풍 플러그(49) 주위에 구비된 슬릿(53)으로부터 성형체에 공급될 수 있다.
이 실시에 의하면, 상기한 실시예에서와 같은 방법으로, 상형(40)으로부터 성형체의 분리는 용이하게 될 수 있고, 실질적으로 공기송풍 플러그(49)에 구비된 슬릿(53)은 공기공(48)보다 실질적으로 더 쉽고 경제적으로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 장점을 제시할 수가 있다.
(1) 수지코어부재와 표피부재로 구성되는 적층성형체를 몰드프레스성형하기 위한 본 발명의 방법의 한 특징에 의하면, 공기송풍공으로부터 표피부재에 대해 고온공기공급을 하기 위해서 상형에 공기송풍기구가 구비되므로, 몰드프레스성형 공정중 표피부재는 상형면에 쉽게 일치될 수 있고, 성형체가 복잡한 윤곽의 형상을 갖더라도, 표피부재의 균열과 그러한 균열로부터의 수지재 누출을 피할 수가 있게 된다.
그러므로, 본 발명은 성형체의 형상 자유도를 높이고, 성형불량을 감소시킬 수 있는 장점을 제공한다.
(2) 수지코어부재와 표피부재로 구성되는 적층성형체를 몰드프레스성형하는 본 발명의 방법의 한 특징에 의하면, 상형에 진공 및 공기송풍공이 마련되어, 이 진공 및 공기송풍공을 거쳐서 표피부재에 대해 고운공기를 공급함으로써 표피부재가 필요한 신율특성을 가질 수 있고, 이들 진공 및 공기송풍공으로 진공을 걸어줌으로써 표피부재가 상형의 형면에 대해 진공성형될 수 있으므로, 표피부재의 성형성은 실질적으로 개선될 수 있고, 용융수지의 유동성 증가를 통해 성형체의 두께와 중량이 감소될 수 있다.
(3) 본 발명의 방법의 한 특징에 의하면, 상형으로부터 성형체의 분리를 용이하게 하기 위해 상형에 구비된 공기송풍기구를 사용함으로써 몰드프레스성형 단계의 종료 후에 상형으로부터 공기가 공급되고, 상형의 개형속도가 빨라질 수 있고, 하형에 설치된 분리핀의 상승속도가 증가될 수 있다.
그러므로, 전체 성형공정에 요하는 시간이 감소될 수 있으며, 생산성이 증가될 수 있다.
(4) 본 발명 방법의 한 특징에 의하면, 몰드프레스 성형공정 완료 다음, 상형으로부터 성형체가 쉽게 분리될 수 있도록 공기송풍공 또는 진공 및 공기송풍공을 거쳐서 공기를 공급하기 위해 상형에 구비된 공기송풍기구 또는 진공기구가 사용되고, 표피부재의 예열 및 진공성형을 위해 같은 기구가 사용되므로, 형조립체가 개형시 성형체의 흡착을 방지할 수 있도록 성형체가 상형으로부터 쉽게 분리될 수 있고, 형조립체의 개형속도가 빨라지는 경우에도, 성형체의 언더컷부는 손상되지 않는다.
그러므로, 전체성형공정에 요하는 시간은 감소될 수 있고, 성형체가 덜 손상된다
(5) 본 발명의 방법의 한 특징에 의하면, 상형으로부터 성형체의 분리를 용이하게 하기 위해 상형에 구비된 공기송풍기구를 사용함으로써 몰드프레스성형 단계의 종료 후 상형으로부터 성형체에 대해 공기가 공급되어, 수지코어부재에 언더컷부를 설치할 필요가 없게 되고 따라서, 그러한 언더컷부의 손상 및 변형을 피할 수 있고, 성형체의 중량이 감소될 수 있다 .
(6) 본 발명 방법의 특징에 의하면, 상형으로부터 성형체의 분리를 용이하게 하기 위해 상형에 구비된 공기송풍기구를 사용함으로써 몰드프레스성형 단계의 종료 후 상형으로부터 성형체에 대해 공기가 공급되어, 성형체의 재료와 두께에 대한 제한이 해소될 수 있고, 재료선택범위가 넓어질 뿐만 아니라 성형체의 형상 설계자유도가 증가될 수 있다.
(7) 적층 성형체의 성형방법의 한 특징에 의하면, 공기송풍공 또는 진공 및 공기송풍공을 상형에 설치하고 적어도 일부가 고온공기 제너레이터에 연결된 공기송풍기구 또는 진공기구에 이들을 연결시키는 것만으로, 표피부재의 성형성이 증가될 수 있고 형조립체의 개형시 성형체가 상형으로부터 더욱 쉽게 분리될 수 있기 때문에, 본 발명은 실질적으로 성형방법의 기능을 향상시키는 잇점을 제공한다.
(8) 본 발명의 성형방법에 의하면, 공기송풍배관 및 그 공기송풍배관과 통하는 공기송풍플러그를 상형에 구비하는 것을 특징으로 하고, 따라서, 그 구조가 형조립체에 진공흡입기구가 구비된 것을 포함하는 종래의 구조와 비교하여 더욱 간단하고 경제적인 구조이며, 그러므로, 상형에 배관을 마련함에 장애가 되는 어떠한 것도 필요하지 않기 때문에, 배관의 설계자유도는 진공흡입을 포함하는 종래구조에 비해 실질적으로 증가될 수 있다.
비록 본 발명은 특정실시예에 관해서 설명되었으나, 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 세부내용의 수정 변경이 가능하다.
예를 들면, 개시된 각 실시예에서 상형에 구비된 배관 또는 도관은 제한된 기능을 할 수 있는 것으로 설명되었으나, 그것은 단지 그러한 가능성을 설명하기 위한 목적일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 사상과 원리에 의하면, 표피부재를 연화시키고, 상형의 형면에 대해 표피부재를 흡착시키기 위하여, 표피부재에 진공흡입을 가하고, 상형의 형면으로부터 표피부재 또는 적층성형체 분리를 용이하게 하기 위해 고온, 실온 또는 심지어 저온의 공기를 공급하기 위해서, 상형에 구비된 배관과 도관을 이용하는 것이 가능하다.

Claims (18)

  1. 수지코어부재와 표피부재를 포함하는 적층성형체를 성형하기 위한 적층성형체의 성형방법에 있어서, 소정의 표면윤곽을 갖는 제1형면을 가지는 제1형(30)과 몰드프레스 성형용 공간을 정하도록 상기 제1형면과 상보적으로 들어맞도록 상기 제1형면과 거의 동일한 형상의 제2형면을 가지는 제2형(40)을 포함하는 형조립체(20)와 상기 제1형(30)에 대하여 상기 제2형(40)을 상대적으로 이동시킴으로써 상기 형조립체(20)를 개형 및 합형하는 구동수단(41)과 상기 형조립체(20)의 합형에 의해 최종적으로 상기 수지코어부재(11)로 성형되는 용융수지(M)를 상기 제1형(30)의 상기 제1형면으로 공급하는 공급수단(31,32,50,51)과 상기 표피부재(120가 상기 제2형면을 넘어 연장되도록 상기 표피부재(12)를 상기 제2형(40)에 설치하기 위해 상기 제2형에 구비된 장착 수단(42) 및 상기 제2형면에 개구된 일단고 상기 제2형(40)에 마련된 공기공(43,44)을 개재하여 에어블로우수단(60)에 연결되는 타단을 가지고, 상기 제2형(40) 내에 마련되는 적어도 하나 이상의 공기공(43,44)을 개재하여 공기를 상기 제1형(30)에 불어 넣기 위해 상기 제2형(40)에 마련된 에어블로우수단(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  2. 제1항에 있어서 상기 공기공(43,44)은 상기 제2형면에 열린 복수의 공기개구를 가지는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 공기개구는 상기 제2형면에 열린 상기 공기공(43,44)의 끝단부에 접속된 플러그(47)에 의해 한정되고, 상기 플러그(47)는 상기 공기공(43,44)을 상기 제2형면에 대하여 연통시키는 복수의 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 공기개구가 상기 제2형면에 열린 상기 공기공(43,44)의 끝단부에 접속되는 플러그(47)에 의해 한정되며, 상기 공기공(43,44)의 상기 끝단부 내주부와 협력함으로써 상기 제2형면을 상기 공기공(43,44)에 대하여 연통시키는 개구를 구분하도록 상기 플러그(47)가 상기 플러그의 외원주면에 마련된 복수의 축선방향 슬롯(52)을 가지는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 공기개구가 상기 제2형면의 전체에 걸쳐서 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 공기개구가 상기 제2형면의 영역에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 공기개구의 최대 횡방향 크기 치수는 0.3㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  8. 수지코어부재와 표피부재를 포함하는 적층성형체의 성형방법에 있어서, 소정의 표면형상을 갖는 제1형면을 가지는 제1형(30)과, 몰드프레스성형용 공간을 구분하도록 상기 제1형면과 상보적으로 들어맞는 상기 제1형면과 대략 동일한 형상의 제2형면을 가지는 제2형(40)을 포함하고, 상기 제2형(40)이 상기 제2형면을 에어블로우수단(60)에 연통하게 하는 적어도 하나의 공기공을 구비하는 형조립체(20)의 개형단계와 상기 제2형(40)의 상기 제2형면상에 표피부재(120)를 설치하는 단계와 상기 제1형(30)의 상기 제1형면상에 용융수지(M)를 공급하는 단계와 상기 용융수지(M)및 상기 표피부재(12)가 적어도 어느 정도의 가소성을 지니고 있는 동안에 상기 형조립체(20)를 합형하는 것에 의해, 상기 용융수지(M)를 상기 수지코어부재로 성형하여, 상기 표피부재(12)를 상기 수지코어부재(11)에 대하여 일체로 결합시키는 단계와 상기 에어블로우수단(60)을 이용함으로써 상기 공기공(43,44)에 공기를 도입하고, 상기와 같이 적층된 적층성형체(10)를 상기 제2형면으로부터 분리하는 단계 및 상기와 같이 완성된 적층성형체(10)를 상기 형조립체(20)로부터 제거하기 위해 그 형조립체를 개형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  9. 수지코어부재와 표피부재를 포함하는 적층성형체의 성형방법에 있어서, 소정의 표면윤곽을 갖는 제1형면을 가지는 제1형(30)과, 몰드프레스성형용 공간을 구분하도록 상기 제1형면과 상보적으로 들어맞는 상기 제1형면과 대략 동일한 형상의 제2형면을 가지는 제2형(40)을 포함하고, 상기 제2형(40)이 상기 제2형면을 에어블로우수단(60)에 연통하도록 적어도 하나의 공기공(43,44)을 구비하는 형조립체(20)의 개형하는 단계와 상기 제2형(40)의 상기 제2형면상에 표피부재(12)를 접착하는 단계와 상기 제1형(30)의 상기 제1형면상에 용융수지(M)를 공급하는 단계와 상기 표피부재를 연화시킬 수 있는 온도의 열풍을 상기 에어블로우수단(60)을 이용함으로써 상기 공기공(43,44) 내에 도입하는 단계와 상기 용융수지(M) 및 상기 표피부재(12)가 적어도 그 가소성을 지니고 있는 동안에 상기 형조립체(20)를 합형함으로써, 상기 용융수지(M)를 상기 수지코어부재(11)에 성형하여 상기 표피부재(12)를 상기 수지코어부재(11)에 대하여 일체로 결합시키는 단계와 상기와 같이 완성된 적층성형체(10)를 상기 형조립체(20)로부터 제거하기 위해 그 형조립체(20)를 개형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 적층성형체의 성형방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 표피부재(12)를 연화시킬 수 있도록 열풍을 상기 공기공(43,44)내에 도입하는 단계 직후에, 진공펌퍼수단(64)을 이용함으로써 상기 공기공(43,44)에 대하여 부압(負壓)을 공급하고, 상기 표피부재(12)를 상기 제2형(40)의 상기 제2형면에 대하여 압착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  11. 제10항에 있어서, 완성된 적층성형체(10)를 상기 형조립체(20)로부터 제거하기 위해 그 형조립체(20)를 개형하는 단계 직전에, 상기 에어블로우수단(60)을 이용함으로써 상기 공기공(43,44)에 대하여 열풍을 불어 넣어 상기 제2형(40)의 상기 제2형면으로부터 상기 표피부재(12)를 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  12. 제10항에 있어서, 완성된 적층성형체(10)를 상기 형조립체(20)로부터 제거하기 위해 그 형조립체(20)를 개형하는 단계 직전에, 상기 에어블로우수단(60)을 이용함으로써 상기 공기공(43,44)에 대하여 실온의 바람을 불어 넣어 상기 제2형(40)의 상기 제2형면으로부터 상기 표피부재(12)를 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  13. 제9항에 있어서, 완성된 적층성형체(10)를 상기 형조립체(20)로부터 제거하기 위해 그 형조립체(20)를 개형하는 단계 직전에 상기 에어블로우수단(60)을 이용함으로써 상기 공기공(43,44)에 대하여 실온의 공기를 불어 넣어 상기 제2형(40)의 상기 제2형면으로부터 상기 표피부재(12)를 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 표피부재가 열가소성탄성중합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 에어블로우수단(60)이 상기 공기공(43,44)에 열풍을 불어 넣는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 에어블로우수단(60)이 상기 기공(43,44)에 실온의 공기 또는 열풍을 선택적으로 불어 넣는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 에어블로우수단(60)이, 전환밸브수단(63)을 개재하여 상기 공기공(43,44)에 실온의 공기 또는 열풍을 선택적으로 불어 넣는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형장치.
  18. 제15항 내지 제17항의 어느 한 항에 있어서, 진공 흡인을 상기 공기공(43,44)에 부여하기 위한 수단(64)을 가지는 것을 특징으로 하는 적층성형체의 성형방법.
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