KR101286520B1 - 공기입 타이어의 제조 방법 - Google Patents

공기입 타이어의 제조 방법 Download PDF

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요코하마 고무 가부시키가이샤
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Abstract

열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머(elastomer) 조성물로 이루어지는 필름(22)의 외주(外周) 측에 카커스재(carcass材, 24)를 배치한 원통상체(圓筒狀體)의 폭 방향 양단부(兩端部)에 비드 링(25)을 외측에서 감합(嵌合)한 1차 성형체를 이송 보지형(保持型)의 내주면(內周面)에 흡인 보지하여, 강성(剛性) 내형(內型)(11)을 내삽(內揷)한 후, 흡인을 정지하여 강성 내형(11)의 외주면으로 이재(移載)하고, 강성 내형(11) 상에서 카커스재(24)의 폭 방향 양단부를 턴업(turnup)하고, 1차 성형체의 외주면에 다른 타이어 구성 부재를 적층하여 성형한 그린 타이어(G)를 강성 내형(11)과 함께 가류(加硫) 금형의 내부에 배치 후, 가류 금형을 소정 온도로 가열하고, 필름(22)을 내주 측으로부터 인플레이트(inflate)시켜 그린 타이어(G)를 가류하는 것과 함께, 필름(22)을 타이어 내주면에 밀착 접합시켜 이너층으로 한다.

Description

공기입 타이어의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING PNEUMATIC TIRE}
본 발명은, 공기입 타이어의 제조 방법에 관한 것이고, 더 자세하게는, 경량이고 또한 우수한 공기 투과 방지 성능을 가지는 이너층을 가지며, 유니포미티(uniformity)가 우수한 공기입 타이어를 효율 좋게 제조할 수 있는 공기입 타이어의 제조 방법에 관한 것이다.
금속제의 강성(剛性) 내형(內型)의 외주면(外周面)에 그린 타이어를 성형하고, 성형한 그린 타이어를 강성 내형과 함께, 가류(加硫) 금형의 내부에 배치하여 가류를 행하는 공기입 타이어의 제조 방법이 여러 가지 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조). 이와 같은 강성 내형을 이용하는 제조 방법에 의하면, 종래 사용하고 있던 고무제의 블래더(bladder)가 불필요하게 되어, 성형한 그린 타이어를 성형 드럼으로부터 떼어내는 등의 공정을 생략할 수 있다. 또한, 블래더를 이용하여 제조한 경우에 비하여, 가류한 타이어 내주면(內周面)을, 정도(精度) 좋게 소정 형상으로 형성하는 것이 가능해진다고 하는 이점이 있다.
그렇지만, 가류 중에 그린 타이어는 가류 금형에 의하여 외측으로부터 압압(押壓, 내리누르는 것)되게 될 뿐이기 때문에, 그린 타이어의 내주면에 작용하는 압압력은 작아진다. 그 때문에, 예를 들어, 타이어 내주면에 타이어 구성 부재의 볼륨에 치우침이 있어도, 이 치우침을 충분히 시정하는 것이 어렵고, 가류한 타이어의 유니포미티를 향상시키는 데에는 한계가 있었다.
또한, 그린 타이어의 내주면이 강성 내형의 외주면으로 압압되면, 가류한 타이어의 내주면에, 강성 내형을 구성하는 분할체와 분할체의 틈이 자국이 되어 남기 때문에, 외관 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있었다.
또한, 그린 타이어의 이너층(최내주면(最內周面))에는, 주로 부틸 고무가 이용되고 있지만, 이 이너층과 강성 내형의 외주면을 용이하게 박리시키기 위하여 박리제의 도포 등의 추가 작업이 필요하였다.
나아가서는, 부틸 고무로 이루어지는 이너층에서는, 충분한 공기 투과 방지 성능을 확보하기 위하여, 어느 정도의 두께가 필요하게 되기 때문에 타이어를 경량화하는 데에는 불리하였다. 그 때문에, 공기 투과 방지 성능이 우수한 것과 함께 경량의 이너층이 요구되고 있었다.
특허 문헌 1 : 일본국 공개특허공보 특개2001－88143호 특허 문헌 2 : 일본국 공개특허공보 특개2003－340824호
본 발명의 목적은, 경량이고 또한 우수한 공기 투과 방지 성능을 가지는 이너층을 가지며, 유니포미티가 우수한 공기입 타이어를 효율 좋게 제조할 수 있는 공기입 타이어의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 공기입 타이어의 제조 방법은, 열가소성 수지 또는 열가소성 수지에 엘라스토머(elastomer)를 블렌드한 열가소성 엘라스토머 조성물로 이루어지는 필름의 외주 측에 적어도 카커스재(carcass材)를 배치한 원통상체(圓筒狀體)의 폭 방향 양단부(兩端部)에 비드 링을 외측에서 감합(嵌合)한 1차 성형체를 성형하고, 이 1차 성형체를 이송 보지형(保持型)의 내주면에 흡인 보지한 상태로 하여, 복수의 분할체로 구성되는 원통상의 강성 내형을, 이 1차 성형체에 내삽(內揷, 내부에 삽입하는 것)한 후, 이송 보지형에 의한 흡인을 정지하여 1차 성형체를 강성 내형의 외주면에 이재(移載, 실어 이송하는 것)하고, 이어서, 이 강성 내형 상에서 상기 카커스재의 폭 방향 양단부를 턴업(turnup)하는 것과 함께, 이 1차 성형체의 외주면에 다른 타이어 구성 부재를 적층하여 그린 타이어를 성형하고, 이 그린 타이어를 강성 내형과 함께 가류 장치에 설치된 가류 금형의 내부에 배치하여, 상기 강성 내형 및 가류 금형을 소정 온도로 가열하고, 상기 필름을 내주 측으로부터 여압(與壓)하여 인플레이트(inflate)시켜 그린 타이어를 가류하는 것과 함께, 이 필름을 타이어 내주면에 밀착 접합시키고, 이어서, 가류한 타이어를 가류 장치로부터 꺼내고, 이 가류한 타이어로부터 강성 내형을 떼어내는 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 상기 1차 성형체를 이송 보지형의 내주면에 흡인 보지할 때에, 1차 성형체의 외주 측에 이송 보지형을 배치하고, 1차 성형체의 내주 측으로부터 여압하면서, 이송 보지형에 의하여 1차 성형체를 외주 측으로부터 흡인할 수도 있다. 상기 그린 타이어를 가류할 때에, 예를 들어, 상기 필름을 내주 측으로부터 0.01MPa ~ 3.0MPa의 압력으로 여압하여 인플레이트시킨다. 또한, 예를 들어, 상기 가류 금형의 내부로부터 외부로 공기를 흡인하면서, 가류 금형의 내부에 배치한 그린 타이어를 가류한다.
본 발명의 공기입 타이어의 제조 방법에 의하면, 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머 조성물로 이루어지는 필름의 외주 측에 적어도 카커스재를 배치한 원통상체의 폭 방향 양단부에 비드 링을 외측에서 감합한 1차 성형체를 성형하고, 이 1차 성형체를 이송 보지형의 내주면에 흡인 보지한 상태로 하여, 복수의 분할체로 구성되는 원통상의 강성 내형을, 이 1차 성형체에 내삽한 후, 이송 보지형에 의한 흡인을 정지하는 것에 의하여, 내주면의 필름을 상처 입히는 일 없이 1차 성형체를 원활하게 강성 내형의 외주면으로 이재할 수 있다.
이어서, 이 강성 내형 상에서 상기 카커스재의 폭 방향 양단부를 턴업하는 것과 함께, 1차 성형체의 외주면에 다른 타이어 구성 부재를 적층하여 그린 타이어를 성형하고, 이 그린 타이어를 강성 내형과 함께 가류 장치에 설치된 가류 금형의 내부에 배치하여, 상기 강성 내형 및 가류 금형을 소정 온도로 가열하고, 상기 필름을 내주 측으로부터 여압하여 인플레이트시켜 그린 타이어를 가류하기 때문에, 타이어 구성 부재의 미가류 고무가 가류 금형의 내주면을 향하여 압압되는 것에 의하여 둘레 방향으로 유동하여, 타이어 구성 부재의 볼륨에 치우침이 있어도 그 치우침이 시정된다. 이것에 의하여, 제조하는 타이어의 유니포미티를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
이와 같이 필름을 종래의 블래더로서 기능시키는 것과 함께, 그린 타이어의 가류 시에는, 필름을 타이어 내주면에 밀착 접합시켜 타이어의 이너층으로 한다. 이 필름은 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머 조성물로 형성되어 있기 때문에, 부틸 고무로 이루어지는 종래의 이너층에 비하여 경량이고 가스 배리어성이 좋아, 제조한 타이어는, 경량이고 또한 우수한 공기 투과 방지 성능을 얻을 수 있다.
또한, 성형한 그린 타이어를 강성 내형과 함께, 가류 금형의 내부에 설치하기 때문에, 종래와 같이, 성형 드럼으로부터 그린 타이어를 떼어내는 작업이 불필요하게 되어, 그린 타이어를 가류 금형 내부의 소정의 위치에 배치하는 것도 용이하게 된다. 나아가서는, 이너층으로 되는 필름은, 타이어 내주면과 강성 내형의 외주면과의 박리재(材)로서도 기능하기 때문에, 박리제의 도포 등의 추가 작업도 불필요하게 된다. 이와 같이 작업 공수를 삭감할 수 있기 때문에 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
도 1은 1차 성형체를 성형하는 공정을 예시하는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A－A단면도이다.
도 3은 도 1의 카커스 고정 링에 간격 조정판을 연결한 상태를 예시하는 종단면도이다.
도 4는 1차 성형체에 인플레이트 금형을 내삽하는 상태를 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 5는 1차 성형체를 외주 측으로 팽출 변형시키고 있는 상태를 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 6은 도 4의 인플레이트 금형의 내부 구조를 예시하는 종단면도이다.
도 7은 1차 성형체를 이송 보지형에 의하여 흡인 보지하는 공정을 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 8은 1차 성형체에 강성 내형을 내삽하는 공정을 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 9는 강성 내형의 정면도이다.
도 10은 도 9의 B－B단면도이다.
도 11은 1차 성형체가 이재된 강성 내형을 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 12는 강성 내형의 외주면에 그린 타이어를 성형한 상태를 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 13은 도 12의 그린 타이어를 가류하고 있는 상태를 예시하는 종단면도이다.
도 14는 도 13의 C－C단면도이다.
도 15는 도 14의 일부 확대도이다.
도 16은 가류한 타이어로부터 강성 내형을 떼어내는 공정을 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 17은 도 16의 다음의 공정을 예시하는 상반분 종단면도이다.
도 18은 본 발명에 의하여 제조된 공기입 타이어를 예시하는 자오선 반단면도이다.
이하, 본 발명의 공기입 타이어의 제조 방법을 도면에 도시한 실시예에 기초하여 설명한다. 덧붙여, 동일 부재에 관해서는, 가류 전과 가류 후에 있어서 동일한 부호를 이용한다.
도 18에, 본 발명에 의하여 제조된 공기입 타이어(21)를 예시한다. 이 공기입 타이어(21)는, 한 쌍의 비드 링(25)의 사이에 카커스재(24)가 가장(架裝, 적재되어 장착되는 것)되고, 카커스재(24)는, 비드 코어(25a)의 둘레에서 내측으로부터 외측으로 비드 필러(25b)를 사이에 두고 꺾여 있다. 카커스재(24)의 내주 측에는 타이 고무(23) 및 필름(22)이 적층되어 있다. 최내주의 필름(22)이 공기 투과를 방지하는 이너층이 되어 있고, 필름(22)과 카커스재(24)는, 개재하는 타이 고무(23)에 의하여 양호하게 접합되어 있다. 카커스재(24)의 외주 측에는 사이드 월부(26)를 구성하는 고무 부재, 트레드부(28)를 구성하는 고무 부재가 설치되어 있다.
트레드부(28)의 카커스재(24)의 외주 측에는 벨트층(27)이 타이어 둘레 방향 전 둘레에 걸쳐 설치되어 있다. 벨트층(27)을 구성하는 보강 코드는 타이어 둘레 방향에 대하여 경사하여 배치되고, 또한 적층된 상하의 벨트층(27)에서는, 서로의 보강 코드가 교차하도록 배치되어 있다. 본 발명에 의하여 제조되는 공기입 타이어(21)는, 도 18의 구조로 한정되는 것이 아니고, 다른 구조의 공기입 타이어를 제조할 때에도 적용할 수 있다.
이 공기입 타이어(21)는, 이너층을 종래의 부틸 고무로부터 필름(22)으로 대체하고 있는 점이 구조상의 큰 특징으로 되어 있다. 필름(22)의 두께는 예를 들어, 0.005mm ~ 0.2mm이다.
본 발명에서 사용되는 필름(22)은, 열가소성 수지 또는 열가소성 수지 중에 엘라스토머를 블렌드한 열가소성 엘라스토머 조성물로 구성되어 있다.
열가소성 수지로서는, 예를 들어, 폴리아미드계 수지〔예를 들어 나일론 6(N6), 나일론 66(N66), 나일론 46(N46), 나일론 11(N11), 나일론 12(N12), 나일론 610(N610), 나일론 612(N612), 나일론 6/66 공중합체(N6/66), 나일론 6/66/610 공중합체(N6/66/610), 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체, 나일론 66/PPS 공중합체〕, 폴리에스테르계 수지〔예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌이소프탈레이트(PEI), 폴리부틸렌테레프탈레이트/테트라메틸렌글리콜 공중합체, PET/PEI 공중합체, 폴리아릴레이트(PAR), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN), 액정 폴리에스테르, 폴리옥시알킬렌디이미드디산/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합체 등의 방향족 폴리에스테르〕, 폴리니트릴계 수지〔예를 들어 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리메타크릴로니트릴, 아크릴로니트릴/스티렌 공중합체(AS), 메타크릴로니트릴/스티렌 공중합체, 메타크릴로니트릴/스티렌/부타디엔 공중합체〕, 폴리(메타)아크릴레이트계 수지〔예를 들어 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리메타크릴산에틸, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌메틸아크릴레이트 수지(EMA)〕, 폴리비닐계 수지〔예를 들어 초산 비닐(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 비닐알코올/에틸렌 공중합체(EVOH), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리염화비닐(PVC), 염화비닐/염화비닐리덴 공중합체, 염화비닐리덴/메틸아크릴레이트 공중합체〕, 셀룰로오스계 수지〔예를 들어 초산셀룰로오스, 아세트산뷰티르산셀룰로오스〕, 불소계 수지〔예를 들어 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리불화비닐(PVF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 테트라플로로에틸렌/에틸렌 공중합체(ETFE)〕, 이미드계 수지〔예를 들어 방향족 폴리이미드(PI)〕 등을 들 수 있다.
엘라스토머로서는, 예를 들어, 디엔계고무 및 그 수소 첨가물〔예를 들어 NR, IR, 에폭시화 천연 고무, SBR, BR(고시스 BR 및 저시스 BR), NBR, 수소화 NBR, 수소화 SBR〕, 올레핀계 고무〔예를 들어 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM, EPM), 말레산 변성 에틸렌 프로필렌 고무(M-EPM)〕, 부틸 고무(IIR), 이소부틸렌과 방향족 비닐 또는 디엔계 모노머 공중합체, 아크릴 고무(ACM), 아이오노머, 함할로겐 고무〔예를 들어 Br-IIR, Cl-IIR, 이소부틸렌 파라메틸스티렌 공중합체의 브롬화물(Br-IPMS), 클로로프렌 고무(CR), 히드린 고무(CHC, CHR), 클로로술폰화 폴리에틸렌(CSM), 염소화 폴리에틸렌(CM), 말레산 변성 염소화 폴리에틸렌(M-CM)〕, 실리콘 고무(예를 들어 메틸비닐실리콘 고무, 디메틸실리콘 고무, 메틸페닐비닐실리콘 고무), 함유황 고무(예를 들어 폴리술파이드 고무), 불소 고무(예를 들어 비닐리덴플루오라이드계 고무, 함불소 비닐 에테르계 고무, 테트라플루오로에틸렌-프로필렌계 고무, 함불소 실리콘계 고무, 함불소 포스파젠계 고무), 열가소성 엘라스토머(예를 들어 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머) 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 열가소성 엘라스토머 조성물에 있어서, 열가소성 수지 성분 (A)와 엘라스토머 성분 (B)의 중량비는, 필름의 두께나 유연성의 밸런스로 적의(適宜) 결정된다. 예를 들어, 열가소성 수지 성분 (A)와 엘라스토머 성분 (B)의 합계 중량에 대한 열가소성 수지 성분 (A)의 중량 비율은, 10% ~ 90%가 바람직하고, 20% ~ 85%가 더 바람직하다.
본 발명에 이용하는 열가소성 엘라스토머 조성물에는, 상기 필수 성분 (A) 및 (B)에 더하여 제3 성분으로서, 상용화제 등의 다른 폴리머 및 배합제를 혼합할 수 있다. 다른 폴리머를 혼합하는 목적은, 열가소성 수지 성분과 엘라스토머 성분과의 상용성을 개량하기 위함, 재료의 필름 성형 가공성을 좋게하기 위함, 내열성 향상을 위함, 코스트 다운(down)을 위함 등이며, 이것에 이용되는 재료로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, ABS, SBS, 폴리카보네이트 등을 들 수 있다.
상기와 같은 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머 조성물로 이루어지는 필름(22)은, 고분자 사슬의 면 배향성이 우수하기 때문에 양호한 가스 배리어성을 가지고 있다. 이와 같이, 본 발명에 의하여 제조되는 공기입 타이어(21)에서는, 부틸 고무보다도 가스 배리어성이 우수한 필름(22)이 이너층이 되기 때문에, 종래의 공기입 타이어에 비하여 우수한 공기 투과 방지 성능을 얻을 수 있다.
게다가, 종래의 부틸 고무로 이루어지는 이너층의 두께는, 예를 들어, 0.5mm ~ 5.0mm이지만, 이 필름(22)의 두께는 0.005mm ~ 0.2mm 정도로 된다. 그 때문에, 이너층을 대폭으로 경량화할 수 있어, 공기입 타이어(21)의 경량화에 크게 기여한다.
이하에, 이 공기입 타이어(21)를 제조하는 순서를 설명한다.
우선, 도 1, 도 2에 예시하는 1차 성형 드럼(1)을 이용하여 1차 성형체(G1)를 성형한다. 1차 성형 드럼(1)은, 둘레 방향으로 분할된 복수의 세그먼트(segment, 1a, 1b)에 의하여 구성되고, 2종류의 각각의 세그먼트(1a, 1b)는 직경 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이것에 의하여, 1차 성형 드럼(1)은 확장 수축하는 원통체가 되어 있다. 세그먼트(1a, 1b)의 수는 이 실시예에서는 6개이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
1차 성형 드럼(1)의 폭 방향 양단부에는 고정 링(2)을 외측에서 감합하고, 각각의 세그먼트(1a, 1b)를 확경(擴徑) 이동시켜 1차 성형 드럼(1)을 원통상으로 한다. 이 원통상으로 한 1차 성형 드럼(1)의 외주면에 필름(22), 타이 고무(23) 및 카커스재(24)를 순서대로 적층하도록 배치하여 원통상체를 형성한다. 카커스재(24)는, 필름(22) 및 타이 고무(23)보다도 폭 방향 양측으로 돌출하고 있다.
미리 통상으로 형성된 필름(22)을 이용하는 경우는, 그 통상의 필름(22)을 1차 성형 드럼(1)에 외삽(外揷, 외부에 삽입하는 것)하여 원통상으로 한다. 띠 상(狀)의 필름(22)을 이용하는 경우는, 그 띠 상의 필름(22)을 1차 성형 드럼(1)의 외주면에 감아 원통상으로 한다. 후자의 경우는, 띠 상의 필름(22)과 타이 고무(23), 또는, 띠 상의 필름(22), 타이 고무(23) 및 카커스재(24)를 미리 적층하여 적층체를 형성하여 두고, 이 적층체를 1차 성형 드럼(1)의 외주면에 감아 원통상으로 할 수도 있다.
이어서, 카커스재(24)의 폭 방향 양단부의 외주 측에 비드 링(25)을 배치한 후, 카커스재(24)의 폭 방향 양단부의 외주 측에 카커스 고정 링(3)을 배치하여, 카커스재(24)의 폭 방향 양단부를 고정 링(2)과 카커스 고정 링(3)으로 끼워 고정한다. 각각의 비드 링(25)은, 카커스 고정 링(3)의 내측에 고정한다. 이와 같이 하여, 필름(22)의 외주 측에 적어도 카커스재(24)를 배치한 원통상체의 폭 방향 양단부에 비드 링(25)을 외측에서 감합한 1차 성형체(G1)를 성형한다.
이어서, 도 3에 예시하는 바와 같이, 각각의 카커스 고정 링(3)을 간격 조정판(4)에 의하여 연결한다. 간격 조정판(4)은, 볼트 등의 고정 부재를 이용하여 카커스 고정 링(3)에 장착한다.
이어서, 세그먼트(1a, 1b)를 축경(縮徑) 이동시켜, 원통상의 1차 성형체(G1)로부터 1차 성형 드럼(1)을 빼낸다. 이것에 의하여, 고정 링(2), 카커스 고정 링(3) 및 간격 조정판(4)에 의하여, 1차 성형체(G1)가 보지된 상태가 된다.
이어서, 도 4에 예시하는 바와 같이, 이 1차 성형체(G1)에 원통상의 인플레이트 금형(5)을 내삽한다. 인플레이트 금형(5)은, 도 4, 도 6에 예시하는 바와 같이, 코어부(5a)의 폭 방향 양측에 원반상(圓盤狀)의 사이드 플레이트(6)를 가지는 것과 함께, 코어부(5a)에는 둘레 방향으로 분할된 복수의 압압 플레이트(8)가 설치되어 있다. 압압 플레이트(8)의 수는 이 실시예에서는 5개이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
각각의 사이드 플레이트(6)는, 코어부(5a)에 설치된 실린더(6a)에 의하여 폭 방향으로 이동한다. 또한, 사이드 플레이트(6)의 외주 가장자리부에는, 팽창 수축하는 실(seal) 부재(7)가 설치되어 있다.
각각의 압압 플레이트(8)는, 코어부(5a)에 설치된 실린더(8a)에 의하여 직경 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 압압 플레이트(8)의 외주면은, 제조하는 타이어의 내주면의 프로파일과 거의 같은 형상으로 되어 있다.
1차 성형체(G1)에 인플레이트 금형(5)을 내삽한 후는, 실 부재(7)를 팽창시켜, 사이드 플레이트(6)에 의하여 비드 링(25)의 주변 부분(고정 링(2) 및 카커스 고정 링(3))을 단단히 고정한다. 그 후, 간격 조정판(4)을 카커스 고정 링(3)으로부터 떼어낸다.
이어서, 도 5에 예시하는 바와 같이, 각각의 실린더(6a)를 프리(free)로 하고, 각각의 실린더(8a)의 로드를 신장(伸長)시켜 압압 플레이트(8)를 1차 성형체(G1)의 내주면에 꽉 누르는 것과 함께, 내주 측으로부터 에어(a)를 주입하는 것에 의하여 약간 여압하여, 1차 성형체(G1)를 외주 측으로 팽출 변형시킨다. 이 때에, 각각의 비드 링(25)(사이드 플레이트(6))은 서로 근접하도록 이동한다.
이어서, 도 7에 예시하는 바와 같이, 1차 성형체(G1)의 외주 측에 이송 보지형(9)을 배치한다. 이송 보지형(9)에는 진공 펌프 등의 흡인 수단이 착탈(着脫) 가능하게 접속되어 있다. 이송 보지형(9)은, 폭 방향으로 2 분할된 분할형(9a)에 의하여 구성되어 있다. 이송 보지형(9)의 내주면은 환상(環狀)으로 형성되어 있고, 흡인 수단에 연통(連通)하는 다수의 흡인 구멍(10)이 형성되어 있다.
이어서, 1차 성형체(G1)의 내주 측으로부터 한층 더 에어(a)를 주입하여 여압하면서, 각각의 분할형(9a)을 조립한 이송 보지형(9)의 흡인 구멍(10)을 통하여, 공기(A)를 빨아들이는 것에 의하여 1차 성형체(G1)를 외주 측으로부터 흡인한다. 이것에 의하여, 1차 성형체(G1)를 이송 보지형(9)의 내주면에 흡인 보지한 상태로 한다. 그 후, 실린더(8a)의 로드를 수축시켜 압압 플레이트(8)를 후퇴시키고, 실 부재(7)를 수축시켜, 인플레이트 금형(5)을 1차 성형체(G1)로부터 빼낸다. 이송 보지형(9)에 의한 1차 성형체(G1)의 흡인은, 1차 성형체(G1)를 강성 내형(11)으로 이재할 때까지 계속한다.
이어서, 도 8에 예시하는 바와 같이, 원통상의 강성 내형(11)을, 이 1차 성형체에 내삽한다. 강성 내형(11)의 상세 구조에 관해서는 후술하지만, 둘레 방향으로 분할된 복수의 분할체(12) 중, 폭 방향으로 분할된 일방(一方) 측의 분할체(12)를 최초로, 회전 기구(13)를 회동(回動, 정방향 역방향으로 원운동 함) 중심으로 하여 확경하도록 이동시키고, 다음으로 타방(他方) 측의 분할체(12)를 마찬가지로 이동시켜 환상으로 조립한다. 이와 같은 조립 동작에 의하여, 강성 내형(11)을 1차 성형체(G1)에 내삽한다.
그 후, 이송 보지형(9)에 의한 흡인을 정지하고 1차 성형체(G1)를 강성 내형(11)의 외주면으로 이재한다. 1차 성형체(G1)를 이재한 후, 이송 보지형(9)은, 각각의 분할형(9a)으로 분리시켜 1차 성형체(G1)로부터 떼어낸다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 1차 성형체(G1)를 이송 보지형(9)의 내주면에 흡인 보지한 상태로 하여 강성 내형(11)의 외주면으로 이재하기 때문에, 이너층으로서 기능하는 필름(22)을 상처 입히는 일 없이 원활한 이재 작업을 행할 수 있다.
강성 내형(11)은, 도 9, 도 10에 예시하는 바와 같이 원통상이고, 둘레 방향으로 복수로 분할된 분할체(12)로 구성되어 있다. 분할체(12)는, 나아가, 원통 둘레면을 폭 방향으로 2 분할하도록 구성되어 있다. 강성 내형(11)의 재질로서는, 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 금속을 예시할 수 있다.
이들 분할체(12)는, 대향하는 원반상의 지지 플레이트(15a, 15b)의 둘레 가장자리부에 회전 기구(13)를 통하여 고정되어 원통상으로 형성되어 있다. 즉, 원통 둘레면이 폭 방향으로 2 분할된 일방 측의 분할체(12)는, 대향하는 지지 플레이트(15a, 15b) 중, 일방 측의 지지 플레이트(15a)의 둘레 가장자리부를 따라 환상으로 배치되고, 원통 둘레면이 폭 방향으로 2 분할된 타방 측의 분할체(12)는, 타방의 지지 플레이트(15b)의 둘레 가장자리부를 따라 환상으로 배치되어 있다.
대향하는 지지 플레이트(15a, 15b)의 원 중심 위치에는 중심 축(14)이 관통하도록 고정되어 있다. 중심 축(14)과 한 쌍의 지지 플레이트(15a, 15b)는, 중심 축(14)의 외주면에 고정된 지지 리브(16)를 통하여 고정되어 있다. 원통상으로 형성되어 있는 복수의 분할체(12)로 이루어지는 강성 내형(11)은, 후술하는 바와 같이, 각각의 분할체(12)가 회전 기구(13)를 회동 중심으로 하여, 확경 및 축경하도록 이동한다.
이어서, 도 11에 예시하는 바와 같이 1차 성형체(G1)가 이재된 원통상의 강성 내형(11)은, 그린 타이어(G)를 성형하기 위하여, 중심 축(14)으로 축지되어 성형 장치 등에 장착된다.
이 강성 내형(11) 상에서 카커스재(24)의 폭 방향 양단부를 턴업하는 것과 함께, 이 1차 성형체(G1)의 외주면에, 사이드 월부(26)의 고무 부재, 벨트층(27), 트레드부(28)의 고무 부재 등, 다른 타이어 구성 부재를 적층하여 도 12에 예시하는 바와 같이 그린 타이어(G)를 성형한다. 이 그린 타이어(G)는, 트레드 패턴은 형성되어 있지 않지만, 제조하는 공기입 타이어(21)와 거의 같은 크기이고 같은 형상으로 성형되어 있다.
이어서, 도 13에 예시하는 바와 같이, 성형한 그린 타이어(G)를 강성 내형(11)과 함께 가류 장치(17)에 설치된 가류 금형의 내부의 소정 위치에 배치한다. 이 가류 금형은, 타이어 둘레 방향으로 분할된 복수의 섹터(18a)와, 상하의 환상의 사이드 플레이트(18b, 18b)로 구성되어 있다.
각 섹터(18a)를 재치(載置, 물건의 위에 다른 것을 올리는 것)하는 하부 하우징(17b)에는, 하측의 사이드 플레이트(18b)가 고정되어 있고, 섹터(18a)의 배면에는, 경사면을 가지는 백(back) 세그먼트(19)가 장착되어 있다. 상부 하우징(17a)에는, 경사면을 가지는 가이드 부재(20)와 상측의 사이드 플레이트(18b)가 고정되어 있다.
그린 타이어(G)를 보지한 강성 내형(11)의 중심 축(14)의 하단부를, 하부 하우징(17b)의 중심 구멍에 삽입한 후는, 상부 하우징(17a)을 하방(下方) 이동시킨다. 이 하방 이동과 함께 하방 이동하는 가이드 부재(20)의 경사면이 백 세그먼트(19)의 경사면에 당접(當接, 부딪는 상태로 접함)하여, 가이드 부재(20)의 하방 이동에 따라, 서서히 백 세그먼트(19)와 함께 섹터(18a)가 중심 축(14)을 향하여 이동한다. 즉, 확경한 상태에 있던 각 섹터(18a)가 축경하도록 이동하여 환상으로 조립된다. 그리고, 환상으로 조립된 섹터(18a)의 상측의 내주 가장자리부에는, 하방 이동하여 온 상측의 사이드 플레이트(18b)가 배치된다. 중심 축(14)의 상단부(上端部)는, 상부 하우징(17a)의 중심 구멍에 삽입된 상태가 된다.
이와 같이, 성형한 그린 타이어(G)를 강성 내형(11)과 함께, 가류 금형의 내부에 설치하기 때문에, 종래와 같이, 성형 드럼으로부터 그린 타이어(G)를 떼어내는 작업이 불필요하게 되어, 공정을 생략할 수 있다. 또한, 상부 하우징(17a), 하부 하우징(17b)의 중심 구멍은 소정의 정도로 형성되어 있기 때문에, 강성 내형(11)의 중심 축(14)을 삽입하는 것만으로 위치 결정이 가능하여, 그린 타이어(G)를 가류 금형 내부의 소정의 위치에 용이하게 정도 좋게 배치할 수 있다. 이것에 의하여, 생산성이 향상하여, 효율 좋게 공기입 타이어(21)를 제조할 수 있다.
이어서, 도 14에 예시하는 바와 같이, 강성 내형(11) 및 가류 금형을 소정 온도로 가열하고, 필름(22)의 내주 측으로부터 에어(a)를 공급하는 것에 의하여 여압하여, 필름(22)을 인플레이트시킨 상태로 하여 그린 타이어(G)를 가류한다. 공급하는 에어(a)로서는, 일반의 공기 또는 질소 가스 등을 예시할 수 있다. 또한, 필름(22)을 인플레이트시키는 압력은, 예를 들어, 0.01MPa ~ 3.0MPa 정도이다.
도 15에 예시하는 바와 같이, 인접하는 분할체(12)와 분할체(12)의 간극(間隙)으로부터 분출하는 에어(a)가, 분할체(12)의 외주면과 필름(22)의 내주면의 사이로 들어간다. 이것에 의하여, 타이어 구성 부재 중의 미가류 고무가, 섹터(가류 금형)(18a)의 내주면을 향하여 압압되고, 이것에 수반하여 섹터(18a)의 둘레 방향으로 유동한다. 따라서, 그린 타이어(G)의 타이어 구성 부재의 볼륨에 치우침이 있어도 그 치우침이 시정되어, 제조하는 공기입 타이어(21)의 유니포미티를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
덧붙여, 필름(22)의 내주 측으로부터 에어(a)를 공급하는 것에 의한 여압은, 각 섹터(18a) 및 상하의 사이드 플레이트(18b, 18b)를 조립한 후에 하여도 무방하고, 조립하기 전에 어느 정도 여압하여도 무방하며, 조립하면서 여압할 수도 있다.
이와 같이 종래의 블래더로서 기능하는 필름(22)은, 그린 타이어(G)의 가류와 함께, 타이어 내주면(필름(22)의 외주 측에 배치된 고무 부재)에 밀착 접합하여, 필름(22)을 이너층으로 한 공기입 타이어(21)가 제조된다.
필름(22)과 타이어 내주면의 접합력을 보다 강고하게 하기 위하여, 필름(22)의 외주면에 미리 접착층을 설치하여 둘 수도 있다. 타이 고무(23)는, 필름(22)의 외주 전면을 덮도록 배치할 뿐만 아니라, 필름(22)의 외주면의 일부를 덮도록 배치할 수도 있다. 필름(22)과 필름(22)의 외주 측의 부재와의 일정한 접합 강도를 확보할 수 있으면, 타이 고무(23)를 생략할 수도 있다.
본 발명에서는, 종래의 블래더를 이용하는 일이 없어, 블래더의 메인터넌스가 불필요하게 되기 때문에, 생산성을 향상시키는 데에는 유리하게 되어 있다.
강성 내형(11) 및 가류 금형은, 여러 가지의 열원에 의하여 가열할 수 있지만, 예를 들어, 강성 내형(11) 및 가류 금형에 매설한 전열체를 이용할 수 있다. 전열체에 의한 가열에서는, 정밀한 온도 컨트롤을 행할 수 있다. 또한, 강성 내형(11)에는 냉각 장치를 설치할 수도 있다.
이 가류 공정에서는, 그린 타이어(G)의 외주면은 섹터(18a)에 의하여 소정 형상으로 성형되고, 내주면은 인플레이트된 필름(22)에 의하여 필름(22)이 밀착하여 성형된다. 그 때문에, 종래의 고무제의 블래더를 사용한 제조 방법이나, 강성 내형의 외주면에 그린 타이어를 내리누르는 제조 방법과 같이, 가류한 공기입 타이어의 내주면에 불필요한 자국이 남는 일이 없어, 매끄러운 표면이 되기 때문에 외관 품질도 향상한다.
또한, 가류 금형의 내부로부터 외부로 강제적으로 공기(A)를 흡인하면서, 예를 들어, 진공 펌프에 의하여, 가류 금형의 외주면에 설치한 연통 구멍을 통하여 공기빼기 하여, 부압(負壓) 상태에서 그린 타이어(G)를 가류할 수도 있다. 이것에 의하면, 적층한 타이어 구성 부재 간의 공기나 타이어 구성 부재(고무 부재) 중의 공기를 제거할 수 있기 때문에, 제조한 공기입 타이어(21)에 에어가 들어가는 것에 기인하는 문제를 방지할 수 있어, 품질을 향상시킬 수 있다.
이어서, 가류한 공기입 타이어(21)를, 강성 내형(11)과 함께 가류 장치(17)로부터 꺼내고, 이어서, 이 가류한 공기입 타이어(21)로부터 강성 내형(11)을 떼어낸다. 강성 내형(11)의 떼어냄은, 우선, 도 16에 예시하는 바와 같이, 강성 내형(11)의 폭 방향 양측으로부터 각각의 분할체(12)의 회전 기구(13)를 보지하여, 각각의 회전 기구(13)와 지지 플레이트(15a, 15b)의 계합(係合, 걸어 맞춤)을 해제한다. 이 상태에서, 일방의 지지 플레이트(15a)를 중심 축(14)으로부터 떼어내고, 이 일방의 지지 플레이트(15a)와 중심 축(14)을 고정한 타방의 지지 플레이트(15b)를, 가류한 공기입 타이어(21)의 외측으로 이동시킨다.
이어서, 도 17에 예시하는 바와 같이, 폭 방향 일방 측(도 17에서는 우측)의 분할체(12)를, 회전 기구(13)를 중심으로 하여 원통상의 강성 내형(11)을 축경하도록 타이어 내측으로 회동시킨다. 그 후, 폭 방향 타방 측(도 17에서는 좌측)의 분할체(12)를, 회전 기구(13)를 중심으로 하여 원통상의 강성 내형(11)을 축경하도록 타이어 내측으로 회동시킨다. 이와 같이 분할체(12)를 타이어 내측으로 회동시키고 나서 공기입 타이어(21)의 외측으로 이동시켜 떼어낸다.
필름(22)은, 분할체(12)로부터 박리하기 쉽기 때문에, 부틸 고무를 이너층으로 한 공기입 타이어에 비하여 강성 내형(11)을 원활하게 떼어낼 수 있다. 이 필름(22)의 우수한 박리성에 의하여, 타이어 내주면과 강성 내형(11)(분할체(12))의 사이에 박리제를 도포하는 등의 추가 작업이 불필요하게 되기 때문에, 생산성을 향상시키는 데에는 더욱 유리하게 되어 있다.
덧붙여, 강성 내형(11)을 원통상으로 조립하는 데에는, 도 16, 도 17에서 예시한 강성 내형(11)을 분할하는 순서와 반대의 순서를 행하면 된다.
상기 설명한 것과 같이, 본 발명에서는, 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머 조성물로 이루어지는 필름(22)을 능숙하게 이용하여, 블래더, 타이어의 이너층, 강성 내형(11)(분할체(12))과의 박리재로서 기능시키고 있다. 이것에 의하여, 경량이고 또한 우수한 공기 투과 방지 성능을 가지는 이너층을 가지며, 유니포미티가 우수한 공기입 타이어(21)를 효율 좋게 제조하는 것이 가능하게 되어 있다.
상기 실시예에서는, 레이디얼(radial) 타이어를 제조하는 경우를 예로 하고 있지만, 본 발명은 바이어스(bias) 타이어를 제조하는 경우에도 적용할 수 있다.
1 : 1차 성형 드럼
1a, 1b : 세그먼트
2 : 고정 링
3 : 카커스 고정 링
4 : 간격 조정판
5 : 인플레이트 금형
7 : 실 부재
8 : 압압 플레이트
9 : 이송 보지형
9a : 분할형
10 : 흡인 구멍
11 : 강성 내형
12 : 분할체
17 : 가류 장치
18a : 섹터
18b : 사이드 플레이트
21 : 공기입 타이어
22 : 필름
23 : 타이 고무
24 : 카커스재
25 : 비드 링
26 : 사이드 월부
27 : 벨트층
28 : 트레드부
G1 : 1차 성형체
G : 그린 타이어

Claims (4)

  1. 열가소성 수지 또는 열가소성 수지에 엘라스토머(elastomer)를 블렌드한 열가소성 엘라스토머 조성물로 이루어지는 필름의 외주(外周) 측에 적어도 카커스재(carcass材)를 배치한 원통상체(圓筒狀體)의 폭 방향 양단부(兩端部)에 비드 링을 외측에서 감합(嵌合)한 1차 성형체를 성형하고, 이 1차 성형체를 이송 보지형(保持型)의 내주면(內周面)에 흡인 보지한 상태로 하여, 복수의 분할체로 구성되는 원통상의 강성(剛性) 내형(內型)을, 이 1차 성형체에 내삽(內揷)한 후, 이송 보지형에 의한 흡인을 정지하여 1차 성형체를 강성 내형의 외주면으로 이재(移載)하고, 이어서, 이 강성 내형 상에서 상기 카커스재의 폭 방향 양단부를 턴업(turnup)하는 것과 함께, 이 1차 성형체의 외주면에 다른 타이어 구성 부재를 적층하여 그린 타이어를 성형하고, 이 그린 타이어를 강성 내형과 함께 가류(加硫) 장치에 설치된 가류 금형의 내부에 배치하여, 상기 강성 내형 및 가류 금형을 소정 온도로 가열하고, 상기 필름을 내주 측으로부터 여압(與壓)하여 인플레이트(inflate)시켜 그린 타이어를 가류하는 것과 함께, 이 필름을 타이어 내주면에 밀착 접합시키고, 이어서, 가류한 타이어를 가류 장치로부터 꺼내고, 이 가류한 타이어로부터 강성 내형을 떼어내는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 성형체를 이송 보지형의 내주면에 흡인 보지할 때에, 1차 성형체의 외주 측에 이송 보지형을 배치하고, 1차 성형체의 내주 측으로부터 여압하면서, 이송 보지형에 의하여 1차 성형체를 외주 측으로부터 흡인하는 공기입 타이어의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그린 타이어를 가류할 때에, 상기 필름을 내주 측으로부터 0.01MPa ~ 3.0MPa의 압력으로 여압하여 인플레이트시키는 공기입 타이어의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가류 금형의 내부로부터 외부로 공기를 흡인하면서, 가류 금형의 내부에 배치한 그린 타이어를 가류하는 공기입 타이어의 제조 방법.
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