KR100339805B1 - 타이어용 튜브 고무의 가류 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어용 튜브 고무의 가류 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가류 초기에는 저압의 스팀을 공급하고, 가류 후기에는 보다 높은 고압의 스팀을 공급하는 것으로 이루어지는 가류 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따라서 타이어용 튜브 고무를 가류함으로써, 가류 시간을 단축하여 가류 생산성을 향상시킬 수 있고, 또한 튜브 고무와 밸브 베이스 고무 부위의 접착성을 향상시킬 수 있다.

Description

타이어용 튜브 고무의 가류 방법{A VALCANIZATION METHOD OF A TUBE RUBBER FOR A TIRE}

본 발명은 타이어용 튜브 고무의 가류 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가류 초기에는 저압의 스팀을 공급하고, 가류 후기에는 보다 높은 고압의 스팀을 공급하는 것으로 이루어지는 가류 방법에 관한 것이다.

일반적으로 튜브를 제조하기 위해서는, 우선 배합 고무를 튜브 압출용 컴파운드 롤을 통과시킨 다음, 압출구금을 통하여 일정한 길이로 절단한다. 이와 같이 절단된 압출물에 밸브를 부착하고 압착한 후 그린 튜브를 성형하고, 이때 성형을 위해 사용하는 도구로서는 홀더와 시편이 있으며, 이 시편에 고무를 부착하여 홀더로 조립하여 사용하게 된다.

가류 전의 성형 완료 된 튜브를 통상 그린 튜브라고 하며, 이러한 그린 튜브를 가류금형에 투입하기 전에 튜브 형상을 유지하는 단계로서 포오밍 단계를 채용한다. 상기와 같은 포오밍 단계를 거친 그린 튜브를 가류금형에 위치시키고, 가류금형을 닫은 다음 튜브 내부로 공기 또는 포화 스팀을 공급하여, 가류금형 내부에 형성되어 있는 챔버 내부로 포화증기가 공급되면서 가류가 진행된다.

이때 전체 튜브 고무의 가류 시간은 그린 튜브에서 두께가 가장 두꺼운 밸브 베이스 고무 부위에 의해 결정되는데, 이는 상기 밸브 베이스 고무 부위가 그 두께로 인하여 전열 속도가 가장 느리기 때문이다. 이러한 밸브 베이스 고무 부위가 가류 종료후 가류 열용량이 부족한 경우에는 상기 고무 내부에 공극이 발생하여 접착력이 떨어지며, 가류 시간의 지연이 발생하게 된다.

종래 기술에서는 그린 튜브를 가류하기 위해, 4 내지 7 ㎏/㎠인 저압의 스팀을 단독으로 채용하여 그린 튜브 내에 공급함으로써 튜브 밸브 베이스 고무 부위의 압착 정도가 낮았고, 또한 그린 튜브 내부로 공급되는 스팀의 온도가 151℃ 내지 169℃이므로 가류 시간 지연 현상이 발생하였다.

이에 본 발명은, 그린 타이어의 가류 초기에는 저압의 스팀을 공급하여 튜브 고무의 흐름 및 형상을 유지하고, 가류 후기에는 고압의 스팀을 공급하여 밸브 베이스 고무를 압착 가류함으로써 튜브 고무와 밸브 베이스 고무의 접착력 및 가류 생산성을 향상시키기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 열전쌍 시험기를 이용하여 1000-20 TR75A를 본 발명에 따라서 가류(실시예)하는 동안의 튜브의 온도를 측정한 결과이다.

도 2는 열전쌍 시험기를 이용하여 1000-20 TR75A를 종래 방법에 따라서 가류(비교예)하는 동안의 튜브의 온도를 측정한 결과이다.

본 발명은 타이어용 튜브 고무의 가류 방법에 있어서, 가류하고자 하는 튜브 내부에 저압 스팀을 공급하고, 이어서 고압 스팀을 공급하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법인 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 가류하고자 하는 통상의 그린 튜브를 가류금형에 위치시킨 다음 가류금형을 닫은 후, 상기 튜브 내부로 4 내지 7㎏/㎠의 저압 스팀을 공급한다. 이때, 저압 스팀의 공급시간은 0.5분 내지 1.5분이 바람직하다. 이와 같이 저압 스팀을 공급함으로써, 고무 흐름이 향상되어 그린 튜브의 두께를 균일화할 수 있다.

상기 저압 스팀 공급에 이어서, 고압 스팀을 공급하게 되는데, 이 고압 스팀 공급은 다음과 같은 3단계로 이루어진다.

우선 첫번째 단계는 11 내지 14 ㎏/㎠의 고압 스팀을 0.5 내지 1.0분 동안 상기 튜브 내부로 공급하는 것을 이루어진다.

이어서 제 2 단계는 상기와 같은 저압 스팀의 공급과 고압 스팀의 공급에 의한 온도차로 인해 발생하는 그린 튜브 내의 응축수를 제거하기 위한 강제 배기 단계로 이루어진다. 응축수는 상온의 미가류된 튜브가 가류금형 내에서 고온의 스팀으로부터 열을 빼앗음으로 발생하는 것으로 이때 발생하는 응축수의 강제 배기는 공급관과 배기관을 동시에 연 후 고압 스팀으로 순환하는 방법에 의해 제거될 수 있다. 상기 배기 시간은 0.2 내지 0.75분이 바람직하다.

계속해서, 제 3단계는 다시 11 내지 14 ㎏/㎠의 고압 스팀을 1 내지 2분 동안 공급하는 것으로 이루어진다.

이와 같은 고압 스팀 공급 단계 후, 상기 튜브 내부에 잔존 스팀을 제거하기 위한 배기 단계를 채용한다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명은 상기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예

대표규격 1000-20 TR75A를 가류하기 위하여, 가류금형에 위치시킨 다음 가류금형을 닫은 후, 상기 튜브 내부로 4 내지 7 ㎏/㎠의 스팀을 1.5분 동안 공급하였다. 이어서, 11 내지 14 ㎏/㎠의 스팀을 0.5분 동안 공급 한 후, 튜브 내부에서 온도차에 의해 발생된 응축수를 0.3분 동안 배기하였다. 계속해서 11 내지 14 ㎏/㎠의 스팀을 1.5분 동안 공급한 후, 그린 튜브 내에 잔존하는 스팀을 제거하기 위해서 2.0분 동안 배기하여 가류를 완성하였다. 이때 총 가류 시간은 5.8분 이었다.

비교예

대표규격 1000-20 TR75A를 가류하기 위하여, 가류금형에 위치시킨 다음 가류금형을 닫은 후, 상기 그린 튜브 내부로 4 내지 7 ㎏/㎠의 스팀을 5분 동안 공급하였다. 이어서, 그린 튜브 내에 잔존하는 스팀을 제거하기 위해서 2.0분 동안 배기하여 가류를 완성하였다. 이때 총 가류 시간은 7.0분 이었다.

시험예

·튜브 접착력 시험 : 고무 인장 시험기의 별도 기기 장치에 튜브 밸브를 끼우고 시험기의 집게를 50±2.5㎜의 속도를 이동시켜 튜브 고무와 밸브 베이스 고무를 분리시키고 이때의 최대 하중을 측정하였다. 실시예와 비교예에 대한 시험 결과를 다음 표 1에 나타냈다.

	실시예	비교예
튜브의 접착력	11.0 ㎏f/㎠	9.0 ㎏f/㎠

또한, 본 발명의 실시예 및 비교예의 튜브의 크라운, 사이드 및 베이스부의 고무경도, 인장강도, 300% 신장율에서의 인장응력 및 신장율 등의 물성 시험을 행하였다.

·고무경도 : 실시예 및 비교예의 시편을 스프링식 경도 시험기 촉침 밑에 수직되게 위치시키고, 시편의 위치를 조금씩 이동시켜 3회 이상 측정하였다. 이 결과를 다음 표 2에 나타냈다.

·인장강도, 신장율 및 300% 신장율에서의 인장응력 : 상기 물성은 가류고무가 절단될 때의 인장강도와 신장율 및 특정한 신장에 대한 응력을 시험하는 인장 시험법에 얻을 수 있다.

인장시험을 실시하기 위하여, 상온 시험시 가류된 실시예 및 비교예의 튜브를 24시간 이상 7일 이내에 아령형 3호 시편(두께:2 내지 3㎜)으로 제조하고, 인장시험 전 1시간 이상 표준 조건의 실온 중에 방치해 두고, 상기 시편의크램프(clamp) 이동속도는 500±25㎜/분으로 하여 시험하였다.

인장강도 = F/A

A : 시편의 단면적, F : 최대 하중

신장율 = (L1-L0)/L0 × 100

L0 : 표선거리, L1 : 절단시의 표선사이 길이

300% 신장율에서의 인장응력 = Fn/A

Fn : 특정한 신장률에서의 하중, A : 시편의 단면적

실시예 및 비교예 튜브의 크라운, 사이드 및 베이스부에 대한 인장강도, 신장율 및 300% 신장율에서의 인장응력을 다음 표 2에 나타냈다.

시험조건	실시예	비교예
	실온	노화	실온	노화
크라운부	고무경도	51	54	50	54
	인장강도	48	56	50	59
	신장율	610	530	580	500
	300% 신장율에서의 인장응력	92	89	90	86
사이드부	고무경도	53	52	53	53
	인장강도	48	55	49	57
	신장율	600	530	600	520
	300% 신장율에서의 인장응력	91	87	92	87
베이스부	고무경도	52	52	51	53
	인장강도	49	22	49	57
	신장율	610	240	610	490
	300% 신장율에서의 인장응력	92	88	92	83

노화조건 : 100℃ × 24시간

열이력 측정 시험 : 온도 측정기기인 열전쌍 시험기를 이용하여, 가류시의 튜브의 온도를 측정하였다. 실시예와 비교예에 대한 실험 결과를 각각 도 1과 2에 나타냈다.

상기 결과로부터 본 발명에 따른 실시예와 비교예의 총가류 시간을 비교하여 보면, 실시예의 가류 시간이 비교예의 가류 시간에 비하여, 1.2분의 단축됨을 알 수 있다.

또한, 표 1에 나타낸 바와 같이 비교예의 튜브 접착력에 비하여 본 발명에 의한 실시예의 접착력이 22.2%가 향상됨을 알 수 있다.

뿐만 아니라, 표 2에 나타낸 바와 같이 실시예와 비교예의 크라운, 사이드 및 베이스부의 물성 실험 결과, 실시예의 실온 및 노화 물성이 비교예와 동등 수준임을 알 수 있다.

또한, 실시예와 비교예의 가류시 온도 측정 결과를 각각 나타낸 도 1과 2를 비교하여 보면, 본 발명에 따른 실시예가 비교예에 비하여 가류 중 열이력이 향상되었음을 알 수 있다.

본 발명에 따라서 타이어용 튜브 고무를 가류함으로써, 가류 시간을 단축하여 가류 생산성을 향상시킬 수 있고, 또한 튜브 고무와 밸브 베이스 고무 부위의 접착성을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 타이어용 튜브 고무의 가류 방법에 있어서, 가류하고자 하는 튜브 내부에 저압 스팀을 공급하고, 이어서 고압 스팀을 공급하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고압 스팀을 공급하는 단계는 제 1 고압 스팀 공급 단계, 튜브 내부에 발생하는 응축수의 강제 배기 단계 및 제 2 고압 스팀 공급 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 저압 스팀은 4 내지 7㎏/㎣ 인 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 고압 스팀은 11 내지 14㎏/㎣인 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 저압 스팀은 0.5 내지 1.5분 동안 공급되는 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 고압 스팀은 0.5 내지 1.0분 동안 공급되는 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법.
7. 제 3항에 있어서, 상기 제 2 고압 스팀은 1.0 내지 2.0분 동안 공급되는 것을 특징으로 하는 타이어용 튜브 고무의 가류 방법.