KR100318042B1 - 타이어 트레드용 전도성 고무 식입장치 및 그에 의해제조된 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 트레드에 전도성 고무를 식입하는 장치에 관한 것으로, 특히 타이어용 트레드 압출물의 이송로 상에 설치된 실린더형 절단기와 그 안에 설치된 로드 및 절단기를 지지하는 절단기 가이드를 포함하여 이루어진 전도성 고무 식입장치를 사용하여 카본블랙이 함유되지 않은 타이어의 트레드 부분에 불연속적으로 전도성 고무를 식입할 수 있게 한 것이다.

Description

타이어 트레드용 전도성 고무 식입장치 및 그에 의해 제조된 타이어 {A Conductible Rubber Planting Device For Tire Tread And A Tire Thereby}

본 발명은 타이어 트레드에 전도성 고무를 식입하는 장치에 관한 것으로, 특히 비전도성으로 된 타이어 트레드의 표면에 카본블랙과 같은 전도성을 가지는 고무를 부분적으로 식입하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는 차의 발진, 가감속, 정지, 조종 등 자동차의 성능발휘에 중요한 역할을 하는데, 타이어는 거친 노면과의 마찰과 그로 인한 고열발생, 고속회전, 엄청난 충격과 하중 등 심한 사용환경하에 놓인다. 타이어는 위와 같이 격심한 사용환경에 견디기 위한 강도와 또 쉽게 마모되지 않고 오래 견디기 위한 내마모성을 필요로 하는데, 이를 위해 타이어는 천연고무와 합성고무에 각종 보강제와 충전제(充塡劑)가 혼합되어 만들어진다. 내마모성능을 향상시키는 방법은 입자경이 매우 작은 카본블랙을 보강제로 사용할 수 있다. 그런데 타이어의 보강제로 쓰이는 카본블랙은 그 함량이 늘어나면 타이어의 내마모성은 향상되나 트레드 고무의 발열이 크게 상승하여 고속 내구성 및 연비성능의 저하를 가져오게 되는 단점이 있다.

또한 카본블랙을 보강제로 사용하면 타이어의 색깔이 검은색으로 될 수 밖에 없어 수요자의 다양한 기호를 충족시키기 어렵다는 한계가 있다. 그리하여 최근에는 카본블랙의 함량을 줄이고 실리카의 함량을 늘리는 경향을 나타내고 있으며, 타이어 트레드의 보강제로서 카본블랙을 아예 사용하지 않고 전부 실리카를 사용하는타이어도 출현하고 있다. 타이어의 트레드에 카본블랙을 사용하지 않고 실리카를 사용하면 타이어의 색깔을 검은색 일색에서 다양한 색깔을 나타낼 수 있기 때문이다. 또 타이어 트레드에 실리카를 많이 쓰면 구름저항이 적어져 연비를 상승시킬 수 있으며 연료절약형 자동차를 만들 수 있다. 이것은 공기오염의 방지에도 도움을 주므로 장차 이러한 경향은 더욱 강화될 것이다.

타이어의 트레드 보강제로서 카본블랙을 사용하면 타이어의 정전기 문제는 발생하지 않는다. 그런데 타이어 트레드 구성성분으로 카본블랙을 사용하지 않고 실리카를 많이 사용하면 타이어의 정전기 발생에 대한 문제점이 생긴다. 타이어의 트레드 부분에 전도체인 카본블랙이 포함되어 있지 않으므로 정전기가 발산되지 않기 때문이다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 타이어 트레드 부분에 전도체인 카본블랙이 함유된 고무를 타이어의 트레드에 부분적으로 박아 넣는 기술이 안출되었다. 즉, 타이어 트레드의 고무 보강제 또는 충전제로서 카본블랙을 완전 대체하여 실리카를 사용한 타이어 트레드에서 발생하는 정전기 문제를 해결하기 위하여 타이어 트레드의 일정부분에 카본블랙으로 조성된 고무를 연속적으로 투입하는 방법을 사용하였다. 즉, 타이어의 정전기 발생문제를 해결하기 위해 타이어의 원주방향으로 도전성 고무 조성물의 띠를 두른 것이었다.

도 4는 전도성 고무가 식입된 타이어의 단면도로서, 트레드(410) 부분에 전도성 고무(420)가 연속적으로 투입된 상태를 나타낸다.

그런데 실리카만을 보강제로 사용한 트레드의 일정부위에 카본블랙을 충전한 고무를 연속적으로 투입함으로써 카본블랙 함유고무와 실리카만을 함유한 고무 사이에 물성의 불균일화가 발생하여 트레드 부위의 내마모성과 내뜯김성에 불균일을 초래하는 문제점이 있었다.

그래서 도전성 고무를 최소화한 방법이 모색되었다. 즉, 트레드에 전도성 고무를 불연속적으로 점점이 박아넣어 정전기 발생문제를 해소하는 방법이 개발되었다.

이에 본 발명의 목적은 위와 같이 타이어의 정전기 발생문제를 해결하는 방법을 구현하는 장치로서 전도성 고무를 타이어의 트레드 부분에 식입하는 장치를 제공하기 위한 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사출된 타이어 트레드의 표면에 구멍을 뚫어 전도성 고무를 심어넣는 장치로서, 상하로 운동하면서 전도성 고무와 압출된 타이어 트레드를 소정의 크기로 잘라내는 천공기와 천공기 내부에서 상하로 작동하면서 잘려진 전도성 고무와 트레드 부분을 밀어 내려 잘려진 트레드 부분을 밀어 내리면서 그 구멍에 전도성 고무를 밀어넣는 로드를 포함하여 이루어진 타이어 트레드에 전도성 고무를 식입(植入)하는 장치이다.

이 전도성 고무를 식입하는 장치에는 전도성 고무를 공급하는 수단으로서 추가로 롤러 또는 컨베이어가 구비되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전도성 고무 식입장치가 타이어 트레드 압출물 이송로 상에 설치된 상태의 개념적인 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 전도성 고무 식입장치의 개략적인 단면도,

도 3은 트레드 압출물 이송로 상에서 본 발명에 전도성 고무 식입장치를 사용하여 전도성 고무를 트레드 압출물에 식입한 상태의 평면도,

도 4는 종래의 띠형태의 전도성 고무가 타이어의 트레드 부분에 투입된 상태의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

110 : 트레드 압출물 112 : 압출기

114 : 전도성 고무 식입장치 116 : 전도성 고무

116a : 전도성 고무 절단부 118 : 절단날

120 : 절단기 122 : 로드

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전도성 고무를 식입하는 장치가 트레드 압출물의 이송로 위에 설치된 개념적인 측면도이다. 타이어의 트레드를 형성하게 될 트레드 압출물(110)이 압출기(112)를 통해 압출되어 나오고, 그 트레드 압출물의 이송로 상에 전도성 고무 식입장치(114)가 설치되어 있다. 전도성 고무 식입장치(114)는 트레드 압출물(110)에 일정한 구멍을 뚫음과 동시에 전도성 고무(116)를 그 구멍 크기와 같게 잘라내어 트레드 압출물(110)에 밀어 넣게 되어 있다.

도 2는 상기 전도성 고무 식입장치(114)의 개념적인 확대 단면도로서, 본 발명에 따른 전도성 고무 식입장치(114)는 상하로 작동하면서 하부 끝에 절단날(118)이 형성된 실린더형 절단기(120)와 이 실린더형 절단기(120) 속에서 절단기에 의해 절단된 전도성 고무 절단부(116a)를 밀어 내리는 로드(122)를 포함하여 이루어져 있다. 상기 실린더형 절단기(120)에는 이를 지지하는 가이드(124)가 설치되면 보다 안정된 작업이 가능해진다.

상기 실린더형 절단기(120)는 아래로 내려 오면서 먼저 전도성 고무(116)를 절단하고 더 내려와서는 트레드 압출물(110)을 전도성 고무 절단부(116a)와 같은 크기로 절단한다. 그와 동시에 실린더형 절단기(120)의 안쪽에 설치된 로드(122)가 내려와서 전도성 고무 절단부(116a)를 밀어 내린다. 상기 절단기(120)와 로드(122)의 작동은 일반적인 작동수단인 모터나 유압 또는 공압 등의 수단에 의하면 된다.

절단된 전도성 고무 절단부(116a)는 로드(122)에 의해 밀려 내려 오면서 절단기에의해 절단된 트레드 압출물 절단부(110a)를 밀어내면서 그 자리에 박히게 된다. 이로써 전도성 고무의 식입과정은 완료된다.

절단과 전도성 고무의 밀어넣음을 완료하면 실린더형 절단기(120)와 로드(122)는 다음 작업을 위해 다시 원래의 위치로 복귀하고 전도성 고무는 일정한 거리만큼 진행되어 전도성 고무 식입장치(114)로 공급된다.

실린더형 절단기(120)와 로드(122)의 작동은 거의 동시에 이루어지는데, 엄밀하게 살펴보면, 절단작업 단계에서는 절단기(120)가 먼저 하강하여 전도성 고무(116)와 트레드 압출물(110)을 자르고 나서 로드(122)가 하강하여 전도성 고무 절단부(116a)를 밀어내린다. 로드(122)가 전도성 고무 절단부(116a)를 밀어내려 전도성 고무가 트레드 압출물(110)에 박히고 나서는 절단기(120)가 로드(122)보다 먼저 상승하기 시작한다. 로드(122)가 먼저 상승하고 절단기(120)가 나중에 상승하면 트레드 압출물(110)에 박혔던 전도성 고무가 절단기(120)에 끼여 되돌아 빠져 나올 가능성이 있다.

그러나 트레드 압출물(110)이 진행중이기 때문에 절단기(120)나 로드(122)는 아주 빠른 속도로 작업을 완료하여야 한다. 따라서 실제 트레드 압출물의 이송로에서 절단기(120)와 로드(122)의 동작은 순식간에 일어나며 동시에 작동하는 것처럼 보이게 된다.

도 3은 트레드 압출물(110)에 전도성 고무 절단부(116a)가 박혀 있는 상태를 상부에서 바라본 평면도이다. 이러한 트레드 압출물(110)로 타이어를 만들게 되면지면과 접촉하는 타이어의 원주방향 표면에 일정한 간격으로 전도성 고무가 존재하게 된다.

본 발명에 따른 전도성 고무 식입장치로 트레드에 전도성 고무를 손쉽게 박아 넣을 수 있다. 그리하여 종래 연속적인 띠 형태의 카본블랙 함유고무를 투입한 타이어에서 발생하는 카본블랙 함유고무와 실리카만을 함유한 고무 사이에 물성의 불균일화로 인한 트레드 부위의 내마모성과 내뜯김성에 불균일을 초래하는 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (3)

1. 타이어용 트레드 압출물의 이송로 상에 설치된 실린더형 절단기와 그 안에 설치된 로드를 포함하여 이루어진 전도성 고무 식입장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 식입장치에는 전도성 고무를 공급하는 수단이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 전도성 고무 식입장치.
3. 타이어용 트레드로서 제1항의 전도성 고무 식입장치에 의해 전도성 고무가 식입된 트레드를 사용하여 제조된 타이어.