KR100537294B1 - 타이어 성형기용 블래더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 반제품을 조립하여 그린 타이어를 제조하는데 사용되며, 내부에 가해진 공기압에 의해 팽창된 후 고무 반제품 시이트를 서로 접착시키기 위해 밀어주며 고무와 접촉하는 턴업 부위에 블래더 고무와의 접촉면으로부터 유리 섬유와 실리콘 고무가 순차적으로 적층된 구조를 갖는 보강섬유층을 도입하여 보강한 타이어 성형기용 블래더를 제공하는 바, 이와같은 블래더는 내마모성 등 기계적 물성이 보강되고 실리콘 고무로 인한 이형성이 부여되어 타이어 성형 블래더의 평균 수명이 연장되고 또한 수명 향상으로 인해 교체 손실을 감소시킬 수 있으며 액상 이형제를 도포할 필요가 없어져 이형제를 도포 및 건조하는 데 따른 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고 원가를 절감할 수 있으며 이형제 사용으로 인해 반제품에 발생하던 불량도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

타이어 성형기용 블래더{Tire bladder}

본 발명은 타이어 성형기용 블래더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어 반제품 고무 시이트를 조합하여 타이어 그린 케이스를 제공하는 데 사용되어지는 타이어 성형기용 블래더에 관한 것이다.

타이어 그린 케이스 제조 과정을 살피면, 성형 드럼 상에 인너 라이너를 귄취시키고, 인너라이너 상면에 카카스를 부착시킨다. 이어 링 형상의 비드부를 카카스의 양측에 삽입시킨 후, 내부에 공기압을 가해 부풀리면서 턴업하여 양 끝단의 카카스와 비드부를 카카스에 부착시키는 과정을 거치는 바, 이 과정 중에 블래더가 사용되어진다.

이때, 팽창하여 턴업되는 블래더 부위는 반제품 고무와 점착되고 변형율이 높기 때문에 마모, 마멸 등이 타 부위에 비해 조기에 발생되어 수명이 저하되는 원인이 되며, 이같은 과정을 반복함에 따라 반제품 고무와의 점착 현상이 발생됨으로써 액상의 이형제를 일정 주기로 도포 및 건조해야 하므로 타이어의 품도 및 생산성 저하를 유발하는 원인이 되기도 하였다.

이와같은 문제점을 해결하기 위해 내부에 가해진 공기압에 의해 팽창된 후 고무 반제품 시이트를 서로 접착시키기 위해 밀어주며 고무와 접촉되는 블래더의 부위를 보강하는 방법이 강구되었는데, 일예로서 블래더의 상기 부위에 별도의 고무 시이트를 덧붙여서 보강하는 방법, 일방향으로 이루어져 있으며 고무로 편 토핑 처리된 나일론 또는 폴리에스터 등으로 이루어진 유기 직물 코드를 덧대는 방법, 또는 나일론과 폴리우레탄 혼용으로 이루어진 탄성 직물 섬유 코드를 덧붙이는 방법 등이 있어 왔다.

이 중 별도의 고무 시이트를 덧붙여서 보강한 블래더의 단면을 도 1에 도시하였다. 도 1에서 보면 반제품 고무를 밀어주는 블래더의 부위에 보강용 고무 시이트(1)를 부착하였다.

물론 블래더 고무 상에 직물코드를 덧대는 방법을 사용하면, 기존에 비해 월등히 점착성과 보강성이 향상되어 수명 등의 성능이 증가되었다. 그러나, 사용 초기에는 그 효과가 있으나, 반복 사용에 의해 노화되는 경우 코드지 사이로 고무가 노출되기 시작하면서 동일한 점착현상이 발생하였고, 코드지가 탈리 또는 파괴되어 수명이 다하기도 하였다.

한편, 다른 방법으로는 턴업되는 블래더 고무 표면 상에 고상의 실리콘 고무를 코팅시키는 기술도 있었다. 이 기술은 기존 방법보다 월등히 성능이 우수한 블래더를 제공하였다. 하지만, 고무 표면 상에 직접 코팅하는 경우에도 기계적 마찰에 의해서나 접착이 약한 부위에서 실리콘 고무가 마모 또는 탈리되면 코드를 덧대는 경우와 동일한 문제가 발생되었다.

이에 따라 블래더의 성능을 개선시키기 위해서는 내부에 가해진 공기압에 의해 팽창된 후 고무 반제품 시이트를 서로 접착시키기 위해 밀어주며 고무와 접촉되는 블래더의 부위에 보강성과 이형성을 동시에 부여해야 할 필요성이 있다.

이에 본 발명자는 내부에 공기압을 가해 팽창되어 고무와 직접 맞닿는 블래더의 부위를 보강하여 보강성과 이형성을 동시에 부여할 수 있는 다른 방법을 모색하던 중, 이 부위에 고상의 실리콘 고무가 일면에 코팅된 고강도의 유리 섬유를 보강한 결과, 블래더 고무에 내마모성 등과 같은 기계적 물성을 보강하는 역할을 하면서 실리콘 고무가 이형성을 부여하여 이형성도 우수함을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 보강성과 이형성을 만족시킬 수 있도록 턴업 부위가 보강된 타이어 성형기용 블래더를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 성형기용 블래더는 타이어 반제품을 조립하여 그린 타이어를 제조하는 데 사용되며, 내부에 가해진 공기압에 의해 팽창된 후 고무 반제품 시이트를 서로 접착시키기 위해 밀어주며 고무와 접촉하는 턴업 부위에 보강섬유층을 갖는 것으로서, 상기 보강섬유층은 블래더 고무와의 접촉면으로부터 유리 섬유와 실리콘 고무가 순차적으로 적층된 구조를 갖는 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 턴업 부위를 보강한 타이어 성형기용 블래더에 관한 것이다.

본 발명의 턴업 부위가 보강된 블래더는 도 2에 나타낸 바와 같이, 턴업 부위에 유리 섬유(11) 및 실리콘 고무(12)가 적층된 보강섬유층을 갖는다.

유리 섬유는 내마모성능과 내마멸성능이 뛰어난 고강도의 섬유로서, 유리 섬유와 블래더 고무간의 접착은 고무 표면에 고무 시멘트를 도포한 다음, 유리 섬유의 블래더 고무와의 접착면에 실란 처리를 한 후 가열 경화하는 방법으로 수행될 수 있다.

이때, 유리 섬유는 이형성이 뛰어난 고상의 실리콘 고무를 나이프 코팅법으로 코팅하여 사용한다. 이때 고상의 실리콘 고무는 유리 섬유 코팅용으로 상업화되어 있는 것을 사용하면 유리 섬유와의 양호한 접착력을 보인다.

구체적으로, 코팅되는 실리콘 고무는 유리 섬유와 접착이 용이한 타입으로서, 상온 경화 또는 가열 경화 후 쇼어 A 경도가 30 이상이고, 인장강도가 20kgf/㎠ 이상이며 신장율이 100%인 것이 바람직한 바, 상업적으로 실용화된 것으로는 동양실리콘(주)의 DSE 463을 들 수 있다.

유리 섬유는 한쪽 방향으로만 배열되어 있는 바, 팽창시 유리 섬유 사이로 매트릭스를 형성하는 고무가 팽창하는 역할을 하며 유리 섬유는 내마모성 등 기계적 물성을 보강하는 역할을 수행한다.

그리고, 본 발명에 따라 유리 섬유 상에 실리콘 고무가 코팅된 구조로 보강하게 되면 블래더 사용에 따른 기계적 마찰 등에 의해 유리 섬유 표면에 코팅된 실리콘 고무가 탈리된다 하더라도 유리 섬유가 노출되면서 관련 문제의 발생을 2차적으로 억제하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 기존의 블래더에 비해 수명 등 제반 성능에 있어서 월등히 향상된 성능을 제공할 수 있게 된다.

이와같이 실리콘 고무가 코팅된 유리 섬유 보강층은 두께가 0.1~1mm 정도로서, 블래더의 전체 프로파일에 특별한 영향을 미치지 않는 정도로 얇다.

본 발명에 따라 턴업 부위가 보강된 블래더를 제조하는 방법을 살피면, 통상의 방법에 따라 제조된 블래더 고무 시이트의 턴업 부위에 고무 시멘트를 도포한 다음, 일면은 실란으로 표면처리되어 있으며 나머지 일면은 실리콘 고무로 코팅되어 단일 방향으로 배향된 유리 섬유의 실란 처리된 면을 부착한다. 그 다음 통상의 방법과 동일하게 가류기에 투입하여 가류를 실시하면 블래더를 제조할 수 있다.

본 발명의 보강섬유층 구조는 실질적으로는 블래더에만 한정되는 것은 아니며, 유사하게 동적으로 움직이며 유사한 문제를 유발하는 고무 부품에 상기 유리 섬유를 통한 기계적 보강과 이형성의 보강을 필요로 하는 경우에도 해당될 수 있음은 물론이다. 또한, 유리 섬유 외에 보강을 목적으로 상기에 언급한 직물 코드 표면에 상기 이형 물질을 처리한 경우 또한 포함된다 할 것이다.

이의 일예로서, 대한민국 특허공개 제1999-024837호에 개시된 바와 같은 타이어 성형용 비드 록킹 장치 표면에 그린 타이어 비드부와 맞닿은 부위의 보강에도 적용 가능하다. 이 경우 액상 이형제 사용에 따른 비드 오염 방지 효과 및 실리콘 고무 하측의 보강섬유로 인한 수명 향상 효과를 확인할 수 있었다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

통상의 방법에 따라 제조된 블래더 고무 시이트의 턴업 부위에 고무 시멘트를 도포하였다. 여기에, 일면은 실란으로 표면처리되어 있으며 나머지 일면은 실리콘 고무(동양실리콘(주) 제품, DSE463, 유리 섬유 코팅용 실리콘 고무)로 코팅되어 단일 방향으로 배향된 유리 섬유의 실란 처리된 면을 부착하였다. 그 다음 통상의 방법과 동일하게 가류기에 투입하여 가류를 실시하여 블래더를 제조하였다. 이때 유리 섬유 및 실리콘 고무의 총 두께는 0.4mm 이었다.

이와같이 얻어진 블래더를 사용하여 PCR용 승용차 타이어인 165/70R13S 규격을 대상으로 시험 생산하였다.

그에 따른 평균 수명, 턴업 부위 마모에 의한 교체율, OE maker U/F 합격률 및 액상 이형제 사용 시점을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

비교예 1

상기 실시예 1과 같은 방법으로 타이어 생산 시험을 수행하되, 다만 블래더로서 보강이 전혀 되지 않은 일반 블래더를 대상으로 수행하였다. 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

비교예 2

상기 실시예 1과 같은 방법으로 타이어 생산 시험을 수행하되, 다만 통상의 블래더 고무 시이트 상에 보강 섬유(폴리에스터 직물 코드)만을 보강한 블래더를 대상으로 수행하였다. 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

	실시예 1	비교예 1	비교예 2
평균수명(10개의 평균수명, 회)	11000	3700	5300
턴업 부위 마모에 의한 교체율(%)	20	80	60
U/F 합격률(%)	98	93	95
액상 이형제 사용 시점	사용말기 극소량	타이어 10회당 1회 도포	타이어 2000회 사용후

상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1에 따라 보강된 블래더는 각 10개의 평균 수명이 11000회, 비교예 1의 경우 3700회, 비교예 2의 경우 5300회 이었으며, OE maker U/F 합격률은 동일 기준에서 비교예 1, 2에 비해 각각 5%, 3% 상승하는 결과를 나타냄을 알 수 있다. 이와같은 결과는 실리콘 고무 사용에 따른 점착 현상 방지에 의해 팽창 등의 변형시 타이어 변형이 적어진데서 기인한 것으로 해석된다.

또한, 실시예 1의 블래더의 경우 수명이 향상됨으로 인해 교체 손실이 감소되고, 액상 이형제를 도포하지 않아도 되므로 이형제 도포 및 건조에 따른 시간을 줄일 수 있게 되어 타이어 생산성 향상, 원가절감, 이형제 사용시 반제품에 스며듦으로 인해 발생하던 불량 감소 등의 효과를 얻을 수 있음을 보여주고 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 턴업 부위에 내마모성능과 내마멸성능이 뛰어난 고강도의 유리 섬유를 보강하고 그 상부에 실리콘 고무를 코팅한 보강섬유층을 도입한 경우 내마모성 등 기계적 물성이 보강되고 실리콘 고무로 인한 이형성이 부여되어 타이어 성형 블래더의 평균 수명이 연장되고 또한 수명 향상으로 인해 교체 손실을 감소시킬 수 있으며 액상 이형제를 도포하는 과정을 생략할 수 있어 이형제 도포 및 건조에 따른 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고 원가를 절감할 수 있으며 이형제 사용으로 인해 반제품에 발생하던 불량도 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 방법에 따라 블래더의 턴업 부위에 고무 시이트를 덧댄 예를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명에 따라 블래더의 턴업 부위에 유리 섬유와 실리콘 고무가 순차적으로 적층된 구조를 갖는 보강섬유층을 도입한 예를 도시한 것이다.

*도면 주요부호의 설명*

1 - 고무 시이트

11 - 유리 섬유, 12 - 실리콘 고무

Claims (4)

1. 타이어 반제품을 조립하여 그린 타이어를 제조하는데 사용되며, 내부에 가해진 공기압에 의해 팽창된 후 고무 반제품 시이트를 서로 접착시키기 위해 밀어주며 고무와 접촉하는 턴업 부위에 보강섬유층을 갖는 타이어 성형기용 블래더에 있어서,

   상기 보강섬유층은 블래더 고무와의 접촉면으로부터 유리 섬유와 실리콘 고무가 순차적으로 적층된 구조를 갖는 것임을 특징으로 하는 타이어 성형기용 블래더.
2. 제 1 항에 있어서, 보강섬유층은 두께가 0.1~1mm인 것임을 특징으로 하는 타이어 성형기용 블래더.
3. 제 1 항에 있어서, 보강섬유층은 블래더 고무와 접착되는 유리 섬유의 일면이 실란으로 표면처리된 것임을 특징으로 하는 타이어 성형기용 블래더.
4. 제 1 항에 있어서, 실리콘 고무는 상온 경화 또는 가열 경화 후 쇼어 A 경도가 30 이상이고, 인장강도가 20kgf/㎠ 이상이며 신장율이 100%인 것임을 특징으로 하는 타이어 성형기용 블래더.