KR100550427B1 - 타이어의 가류방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 가류방법에 관한 것으로, 그 목적은 가열매체의 공급방식을 달리하여 그린타이어(Green Tire)의 가류시간을 최대한 단축시키고자 함에 있다.

본 발명에 따른 타이어 가류방법은, 가열매체(스팀)의 온도와 압력을 적어도 한 단계 이상, 바람직하게는 2~3단계로 변화시켜 공급함으로써, 타이어의 가류시간을 단축시키는 것이다.

타이어, 가류, 스팀, 가류시간, 가류온도

Description

타이어의 가류방법{Method for Curing Tire in Dome-Type Cure Press}

도 1은, 타이어의 가류방식을 설명하기 위한 가류기의 개략 구성도로서, 도 1a는 플래튼 형식의 가류기이고, 도 1b는 돔 형식의 가류기의 구성도이다.

도 2는, 돔 형식의 가류기에 대한 상세한 구성도이다.

도 3은, 종래의 가류방법에서 외부온도와 몰드 및 그린타이어 표면의 온도변화를 나타내는 그래프이다.

도 4는, 종래 및 본 발명의 가류방법에 따른 그린타이어 표면의 온도변화를 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 몰드(Mold)

2 ... 플래튼(Platen)

3 ... 돔 챔버(Dome Chamber)

4 ... 그린타이어(Green Tire)

5 ... 블래더(Bladder)

본 발명은 타이어의 가류방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 가열매체의 공급방식을 달리하여 그린타이어(Green Tire)의 가류시간을 최대한 단축시키는 타이어의 가류방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어용 가류기(Cure Press)는, 금형 몰드(Mold)의 가열방식에 따라 플래튼 형식(Platen-Type)과 돔 형식(Dome-Type)의 가류기로 대별된다. 전자는 금형 몰드를 가열할 때 플래튼(2)으로 열원(주로 스팀)을 공급하여, 도 1a에 도시된 바와 같이, 몰드(1)의 상/하측 단면을 가열함으로써 원하는 온도로 가류하는 방식이다. 반면, 후자는 일정 형식의 돔 챔버(Dome Chamber, 3)에 스팀(Steam)을 공급하여, 도 1b에 도시된 바와 같이, 몰드(1) 전면, 즉 상/하/좌/우측면을 가열하는 방식이다.

도 2는, 도 1b의 가류기에 대한 상세 구성을 보이고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 돔 형식의 가류기에서 타이어의 가류는, 블래더(Bladder, 5)를 팽창시켜 돔 챔버(3) 내의 몰드(1) 에 그린타이어(4)를 위치시킨 후, 가류가 진행되는 동안 설정온도(스팀 압력의 포화 수증기 온도), 예컨대 약 150℃의 온도에 맞는 스팀을 돔 챔버(3) 내부로 일괄적으로 공급하다가 가류가 중단되면 배출하게 된다.

이러한 타이어의 가류방법에 있어, 그린타이어의 가류시간을 결정하는 인자는 많은 데, 그 중 하나는 외부온도의 그린타이어 표면에 대한 전달속도이다. 외부 온도를 상승시키면 가류시간을 단축할 수 있음은 공지의 사실이다. 상기 전열속도는 온도에 비례한다는 원리에서 가류시간을 결정할 때는 타이어 전체 부분 중에서 최소 가류부위(가장 늦게 가류되는 부위)의 가류도 및 가류 최고온도를 기준으로 설정된다. 이 때문에, 가류 중 온도를 어떻게 설계하는냐 하는 점이 중요하나, 외부 온도를 상승시킴에 있어서는 한계성을 지니게 된다.

예컨대, 몰드 내에서 타이어가 가류되는 동안 벨트 부위의 온도가 한계온도를 넘어서지 않도록 조절하여야 한다. 왜냐하면, 타이어는 고무와 섬유질(Fabric Cord)와 강선(Steel Cord)으로 구성되어 있기 때문에, 각각의 성질에 따라 일정 한계온도를 넘어서면 각각의 물성이 급속히 하락한다. 즉, 가류 중 벨트층(즉, 스틸)의 온도가 150℃를 넘어서면, 고무와 스틸의 분리가 140℃ 이하 대비 약 30% 이상 빨리 진행되기 때문에, 심각한 품질 문제가 수반될 수 있다. 이러한 이유로 몰드의 온도를 임의로 상승할 수 없기 때문에 온도를 상승시킴에 있어 한계성을 가진다.

또한, 일정한 온도로 몰드를 가열할 때, 몰드의 온도는 가열매체(예컨대, 스팀)를 공급하면, 설정온도까지 도달하는 데 불과 몇 분밖에 걸리지 않지만, 그린타이어의 표면에 전달되는 시간은 20~ 30분이 걸린다.

도 3은, 돔 형식의 가류기에서 공급되는 스팀의 포화온도에 따른 몰드 및 그린타이어의 온도변화를 나타내고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 가류방법에서 돔 챔버에 설정압력의 스팀을 공급하면, 몰드는 설정온도에 도달하는 시간이 무척 짧지만, 그린타이어의 표면 온도는 몰드 및 몰드 전/후의 경계층 전열 조건에 의해 가류가 끝나기 직전까지 도달하지 못함을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 종래의 가류방법에서는, 그린타이어의 설정온도의 한계성과, 그린타이어의 표면에 도달하는 느린 전열속도로 인하여 타이어의 가류시간을 단축시키는 것이 쉽지 않았다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 가류방법과는 달리, 가류 설정온도를 그대로 유지한 상태에서 가열매체의 공급을 다단계로 조절하여 공급함으로써, 타이어의 품질을 기존과 동등 이상으로 유지하면서도 그린타이어의 가류시간을 최대한 단축시킬 수 있고, 이에 따라 타이어의 생산성도 높일 수 있는 새로운 타이어의 가류방법을 제공함에 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 타이어 가류방법은, 그린타이어에 가열매체를 공급하여 타이어를 가류하는 방법에 있어서, 상기 가열매체의 온도와 압력을 적어도 한 단계 이상으로 달리하여 공급하여 가류하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 타이어 가류방법에서는, 그린타이어의 한계온도를 넘어서지 않는 범위 내에서 최대한 그린타이어에 도달하는 전열속도를 증가시키기 위하여 그린타이어에 공급되는 가열매체를 다단계 방식으로 공급하여 가류한다. 즉, 본 발명의 가류방법은, 상기 가열매체의 온도와 압력을 적어도 한 단계 이상으로 달리하여 가열매체를 공급하여 가류한다. 바람직하게는, 상기 가열매체의 온도와 압력을 2~3단계로 변화시켜 가열매체를 공급하는 것이다.

구체적으로 본 발명에서는 하나의 가류방식으로서, 전체 가류 시간에 대하여 일정 부분 동안은 기존의 가열매체 공급 온도보다 높은 온도에서 가열매체를 공급하여 그린타이어의 가열을 촉진시킨 다음, 이후에는 기존보다 상대적으로 저온과 저압으로 가열매체를 공급하여 그린타이어가 한계온도를 넘어서지 않도록 온도 상승을 방해해 주는 것이다. 예컨대, 가류 시작에서부터 가류 진행 60% 정도까지는 155~ 180℃의 온도에서 5~ 9Kg의 압력으로 가열매체를 공급한 후, 그 후에는 130~ 140℃의 온도에서 2~ 3Kg의 압력으로 가열매체를 공급하는 것이다.

다른 가류방식으로서, 전체 가류 시간에 대하여 일정 부분 동안은 기존의 가열매체 공급 온도보다 높은 온도에서 가열매체를 공급하여 그린타이어의 가열을 촉진시킨 다음, 기존과 동일한 압력과 온도로 가열매체를 공급하여 전단계의 고온으로부터 가열되는 가열속도를 줄여주고, 이후에는 기존보다 상대적으로 저온과 저압으로 가열매체를 공급하여 그린타이어가 한계온도를 넘어서지 않도록 하는 것이다. 예컨대, 가류 시작에서부터 가류 진행 40% 정도까지는 155~ 180℃의 온도에서 5~ 9Kg의 압력으로 공급한 후, 그 이후부터 가류 진행 60% 정도까지는 140~ 155℃의 온도에서 3~ 5Kg의 압력으로 공급하고, 가류 진행 60% 이후에는 130~ 140℃의 온도에서 2~ 3Kg의 압력으로 공급하는 것이다.

이러한 본 발명의 타이어 가류방식은, 어떠한 가류기에도 적용 가능하지만, 특히 돔 형식의 가류기에 의한 가류에 더욱 적합하다.

또한, 본 발명에서 가열매체로는 스팀을 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

[실시예]

돔 형식의 가류기에서 표 1과 같은 조건으로 스팀을 공급하여 그린타이어를 가류하였다. 이때, 타이어는 M사의 11R22.5 PR04를 사용하였다.

하기 표 1에서 가류시간에서의 "%" 단위는, 전체 가류시간을 백분율로 나타낸 것이다. 예컨대, 가류시간이 10분일 경우 10%는 1분이 경과했을 경우를 의미한다.

가류시간 (%)	종래방법		발명예1		발명예2
	단계	공급조건	단계	공급조건	단계	공급조건
10	1단계	150℃×4Kg	1단계	170℃×7Kg	1단계	170℃×7Kg
20
30
40
50			2단계	150℃×4Kg
60
70			3단계	135℃×2.5Kg	2단계	135℃×2.5Kg
80
90
100

상기와 같은 조건에 따른 가류방법에서 그린타이어 표면의 온도변화를 측정하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.

또한, 각각의 가류조건에 따른 최적 가류시간을 비교하여, 단축된 가류시간의 결과를 표 2에 나타내었다.

구분	가류시간(분)	단축시간(분)	내구력	시험본수(n)
종래예	50	0	80:00	3
발명예1	46	-4	81:00
발명예2	48	-2	80:00

상기 표 2 및 도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 가류방법에 의하면, 종래보다 가류시간을 단축할 수 있음을 알 수 있었다.

한편, 가류된 각 타이어 완제품에 대하여 미국의 주행시험 표준 ECER-54에 의거하여 각 단계별 규정된 속도로 주행한 내구력 결과를 표 2에 함께 나타내었다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 가류방법에 의하면, 종래보다 가류시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 타이어 주행시험 결과에서도 종래와 동등 이상의 품질을 보여주고 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 설명하였지만, 본 발명의 기술사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 개량이 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 가류시간의 진행 정도나 가열매체의 온도와 압력을 다소 변화시킬 수도 있다. 그러나, 이러한 변형예 및 개량도 본 발명에 속한다는 것을 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 타이어 가류방법에 의하면, 종래와 동등 이상의 품질을 유지하면서도 가류시간을 단축시킬 수 있어, 타이어의 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론 제조원가 절감에도 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 그린타이어에 가열매체의 온도와 압력을 적어도 한 단계 이상으로 달리하여 공급하여 가류하는 타이어의 가류방법에 있어서,

   상기 가열매체는, 가류 시작에서부터 가류 진행 60% 정도까지는 170℃의 온도에서 7Kg의 압력으로 공급한 후, 그 후에는 135℃의 온도에서 2.5Kg의 압력으로 공급하는 것을 특징으로 하는 타이어의 가류방법.
3. 그린타이어에 가열매체의 온도와 압력을 적어도 한 단계 이상으로 달리하여 공급하여 가류하는 타이어의 가류방법에 있어서,

   상기 가열매체는, 가류 시작에서부터 가류 진행 40% 정도까지는 165~ 175℃의 온도에서 6.5~ 7.5Kg의 압력으로 공급한 후, 그 이후부터 가류 진행 60% 정도까지는 145~ 155℃의 온도에서 3.5~ 4.5Kg의 압력으로 공급하고, 가류 진행 60% 이후에는 130~ 140℃의 온도에서 2~ 3Kg의 압력으로 공급하는 것을 특징으로 하는 타이어의 가류방법.

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