KR100506834B1

KR100506834B1 - 타이어 가류 방법

Info

Publication number: KR100506834B1
Application number: KR10-2002-0049285A
Authority: KR
Inventors: 김병호
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2005-08-11
Also published as: KR20040017149A

Abstract

본 발명은 타이어 가류공정에서 생산성 향상을 위해 가류시간을 단축할 수 있도록 가류 블래더의 게이지(두께) 감소 및 이 블래더에 적용 가능한 내부 가열매체(열원)의 공급조건에 관한 것이다.

본 발명에서는 블래더의 비드와 숄더의 두께가 4 ~ 8mm이며, 사이드와 센터의 두께가 3 ~7mm 임을 특징으로 하며 이에 적용가능한 가류매체의 공급방식은 2단계로 나누어지며, 제 1단계는 증기를 12 ~ 16kg/cm²의 압력으로 4 ~ 7분간 공급하며 제 2단계는 질소 가스를 20 ~ 30kg/cm²의 압력으로 2 ~ 11분간 공급함을 특징으로 한다.

상기와 같이, 고압의 내부 열원을 저압의 열원으로 변경함으로써 고압발생에 필요한 에너지 절감 및 보수비 절감의 효과가 발생하며 또한 종래의 발명의 블래더의 두께보다 적게 함으로써 생산성 향상되며, 증기 공급량(시간)을 보다 많이 갖는 단계를 개발함으로써 가류 안정성 확보되며, 또한 초기에 저온의 스팀을 공급함으로써 bare와 같은 불량 감소 및 품질 향상을 가져온다.

Description

타이어 가류 방법{Curing method of tire}

그린타이어를 탄성체로 가교함에 있어 가교(가류)는 가류시간, 가류온도, 가류압력의 3요소로 결정된다. 그 중의 온도는 몰드(타이어의 외형을 결정할 수 있도록 고안된 내벽에 특정형태가 각인된 금형)의 내/외부 온도와 실내온도 및 그린타이어의 온도로 나뉘어진다.

현재 몰드 내부(블래더 내부)로 공급되는 열원매체로는 일반적으로 증기(steam), 질소 가스(N₂ gas), 고온수(Hot water) 등을 복합적으로 사용하고 있다. 예를 들면, 증기 + 질소 가스 또는 증기 + 고온수 등의 방식들을 사용되어지고 있다. 특히 증기는 고온의 내부(열원)매체로 적용되며 가류시간 결정의 주요인이 된다. 또한 초기에는 5 ~ 10 kg/cm²의 저압을, 후반부에는 15 ~ 30kg/cm²의 고압을 적용하고 있다.

일반적으로 타이어 가류시 가류시간을 단축할 수 있는 방법은 도1를 참조로 하여 설명하면, 블래다 내부로 들어가는 내부매체의 공급조건을 변경하거나, 가류블래더(10)의 게이지(두께)를 변경하는 방법 또는 블래더(10)의 열전도도를 향상시키는 방법 및 가류 금형(40)의 외부온도를 상승시키는 방법이 있다. 미설명부호 20은 그린 타이어이며 30은 챔버이다.

특히 상기 가류시간 단축하는 방법 중 가류블래더의 게이지를 변경하는 방법에 있어서, 가류 블래더의 게이지를 다운(down) 시키면 가류시간을 단축할수 있음은 일반적인 사실이다. 즉, 전열량은 전열면의 두께와 반비례한다는 원리에서 시작된다. 그러나 가류시간을 결정할 때는 "타이어 최소부위(가장 품질에 밀접한 부위)의 가류중의 온도를 어떻게 설계하느냐" 가 관건이며, 이러한 이유로 가류 블래더의 두께를 단독으로 조절할 수 없다.

이에, 본 발명은 블래더 게이지 다운(두께 감소)을 적용가능하며, 이에 맞는 내부매체의 공급 조건 또는 방식을 제공하여 가류시간을 단축하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 가류시간을 단축하기 위해 블래더의 두께를 감소시키며 또한, 상기 가류기 블래더 내부에 적용가능한 내부매체의 공급조건을 제공하는 것을 특징으로 한다.

이를 , 도시된 도 2 및 표 1을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다. 도 2는 몰드내 안착된 그린 타이어와 그린타이어의 내부의 열원매체와의 사이에 팽창된 가류브레다를 보여준 도면이며 표 1은 종래의 발명과 본 발명에 따른 가류 블래더의 폭을 명시한 것이다.

표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 가류 블래더 두께는 기존의 블래더 두께보다 얇게 설계하였다. 즉, 타이어 블래더의 비드와 숄더의 두께를 6 ~ 10mm에서 4 ~ 8mm로 변경하였으며, 사이드와 센터의 두께를 5 ~ 9mmm에서 3 ~ 7mm로 변경을 하였다. 이는 가류시간을 단축시키기 위한 것이다.

표1. 종래의 블래더와 본 발명에 따른 블래더 두께 비교

(단위 : mm)

위치	종래의 기술(기준블래더)	본 발명(THIN BLADDER)
비드(상)	6 ~ 10	4 ~ 8
숄더(상)	6 ~ 10	4 ~ 8
사이드(상)	5 ~ 9	3 ~ 7
센터	5 ~ 9	3 ~ 7
사이드(하)	5 ~ 9	3 ~ 7
숄더(하)	6 ~ 10	4 ~ 8
비드(하)	6 ~ 10	4 ~ 8

상기와 같은 게이지(두께)를 가진 블래더에 적용 가능한 내부매체 공급 방식은 표 2 및 도 3에 나타난 바와 같다. 표 2는 종래의 발명과 본 발명에 적용되는 내부매체의 공급조건이며 도 2는 상기 표 2를 도표화 한 것이다.

보다 상세히 설명하면, 블래더의 내부에 공급하는 가류매체의 공급조건을 살펴보면 종래에는 초기(제 1단계)에는 증기(steam)를 16 ~ 20kg/cm²(P)의 압력으로 2 ~ 5분(T)간 공급하였으며 그 이후(제 2단계)에는 질소 가스(N₂ gas)를 20 ~ 30kg/cm²의 압력으로 4 ~ 13분간 공급하였다.

이에, 반해 본 발명에서는 상기 표 1과 같은 두께를 가진 블래더의 내부에 적용 가능한 내부매체 공급방식은 초기(제 1단계)에는 증기(steam)를 12 ~ 16kg/cm²(P')의 압력으로 4 ~ 7분(T')간 공급하였으며 그 이후(제 2단계)에는 질소 가스(N₂ gas)를 20 ~ 30kg/cm²의 압력으로 2 ~ 11분간 공급하였다.

상기와 같이 가류초기에 증기으로 가류시키는 시간을 2 ~ 5분(T)에서 좀더 길게 하여 4 ~ 7분(T')으로 하였다. 이는 최소 가류부위의 온도를 조절하면서 동시에 가류시간을 단축시키는 방법, 즉 블래다 내부로 들어가는 내부매체의 공급조건을 변경하거나, 가류블래더)의 게이지(두께)를 변경하는 방법 또는 블래더의 열전도도를 향상시키는 방법 및 가류 금형의 외부온도를 상승시키는 방법 중의 일부를 동시 조절 가능하도록 하기 위한 것이다.

표2. 종래의 발명과 본 발명에 따른 내부매체의 공급조건

가류조건			종래의 발명		본 발명
가류조건			압력	시간	압력	시간
내부매체	초기(제 1단계)	증기(steam)	16 ~ 20㎏/㎠	2 ~ 5 분	12 ~ 16㎏/㎠	4 ~ 7 분
	후기(제 2단계)	질소 가스	20 ~ 30㎏/㎠	4 ~ 13 분	20 ~ 30㎏/㎠	2 ~ 11 분
	전체가류시간		-	9 ~ 15 분	-	9 ~ 15 분

상기와 같은 증기의 시간을 조절하기 위해서는 열량 계산이 필요한데,

타이어 가류에 필요한 열량 Q = mCpT

(Q : 열량, m : 질량, Cp: 비열, T : 온도 ) 이다.

'증기 압력은 온도에 비례하다'는 원리로부터 현재의 공급 증기의 압력을 저압으로 바꾸면 된다.

다음은 종래의 발명 및 본 발명에 따른 blow test 결과이다. 여기서는 시험규격의 PTN은 기밀상 표기는 생략되며 규격(size)만을 명시한 것으로 175/70R13에서 175은 단면폭(mm)을, 70은 편평비를 나타내며, R은 래디알 구조를 의미하며, 13은 림 직경(인치)를 나타낸다.

표3. 종래의 발명 및 본 발명의 Blew test 결과

(단위 : 분)

		175/70R13		195/70R14		205/65R14
		종래의 발명	본 발명	종래의 발명	본 발명	종래의 발명	본 발명
Blowtest	B.P	7.0	6.3	7.5	6.8	8.0	7.3
	SAFETY TIME	2.0		2.0		2.0
	가류시간	9.0	8.3	9.5	8.8	10	9.3
	단축효과	0.7		0.7		0.7

상기 표3에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 Blew test 결과를 보면 종래의 발명보다 가류시간이 짧아졌음을 알 수 있다.

상기 Blew test는 가류시간을 결정하기 위하여 시험한 것으로 가류시간은 최소가류시간(가류되는데 필요한 시간)과 공정 여유 시간으로 설정한다.

상기 B.P(Blow Point)의 약자로 그린타이어의 기공이 사라지는, 즉 가류가 완료되는 시간을 의미한다.

상기 SAFETY TIME은 공정여유시간으로, 공정중 설계/제조 오차 등을 감안한 안정시간을 의미한다.

도 1은 타이어 가류용 몰드 및 몰드내 안착된 타이어의 구조도이다.

도 2는 몰드내 안착된 그린 타이어와 그린타이어의 내부의 열원매체와의 사이에 팽창된 가류브레다를 보여준 도면이다.

도 3은 종래의 발명과 본 발명의 내부매체의 공급 조건을 도표화한것이다.

Claims

타이어 가류 방법에 있어서,

비드와 숄더의 두께가 4 ~ 8mm이며, 사이드와 센터의 두께가 3 ~7mm 인 가류기 블래더 내부에 공급되는 가류매체는 증기를 12 ~ 16kg/cm²의 압력으로 4 ~ 7분간 공급하는 단계; 질소 가스를 20 ~ 30kg/cm²의 압력으로 2 ~ 11분간 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 타이어 가류 방법