KR101736213B1 - 타이어 제조방법 - Google Patents

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KR101736213B1
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윤용준
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Abstract

본 발명은 타이어 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펑크가 났을 시, 내부에 코팅된 우레탄에 의해 효과적으로 대응되는 튜브리스 타이어의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 타이어 제조방법은, 타이어를 예열하는 제 1 단계, 젤 타입의 폴리우레탄 및 경화제를 혼합한 폴리우레탄을 상기 타이어의 내주면에 도포하는 제 2 단계, 상기 타이어를 회전시켜, 상기 타이어의 내주면에 상기 폴리우레탄을 코팅하는 제 3 단계, 상기 타이어 중심홀에 휠 형태의 허브가 삽입되는 제 4 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 타이어 제조방법은, 타이어의 펑크가 났을 시, 자동으로 펑크를 메꿔주는 공기주입식 타이어를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 타이어 제조방법은, 타이어에 허브(휠)을 효과적으로 결합할 수 있어 공정효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

타이어 제조방법{Manufacturing method of tires}
본 발명은 타이어 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펑크가 났을 시, 자동으로 펑크를 메꿔주는 공기 주입식 튜브리스(tubeless) 타이어의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 타이어는 펑크가 났을 시, 튜브를 갈거나 떼우는 형태로 보완하여 불편함이 있었다.
또한, 폼필드 타이어의 경우에는 펑크에는 강하나 쿠션감이 떨어지는 문제점이 있었다.
이에 따라 펑크를 예방 및 방지할 수 있는 공기 주입식 타이어가 필요한 실정이다.
이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, '타이어 코팅제 조성물'가 대한민국 등록특허 제10-0934567호에 개시되고 있으나, 이는 타이어의 외부에 피복을 실시하여 심미감을 높이고 오염을 방지할 수 있으나 타이어의 손상을 통한 펑크 등에는 대비할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0934567호 (2009.12.21)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 타이어에 펑크가 났을 시, 자연스레 펑크부위에 스며들어 바람이 빠지는 것을 방지할 수 있는 코팅이 실시된 타이어를 제조하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 타이어에 허브(휠)를 쉽게 결합하여 공정 효율을 높일 수 있는 타이어 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 타이어 제조방법은, 타이어를 예열하는 제 1 단계, 젤 타입의 폴리우레탄을 상기 타이어의 내주면에 도포하는 제 2 단계, 상기 타이어를 회전시켜, 상기 타이어의 내주면에 상기 폴리우레탄을 코팅하는 제 3 단계, 상기 타이어 중심홀에 휠 형태의 허브가 삽입되는 제 4 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 타이어 제조방법은, 타이어의 펑크가 났을 시, 자동으로 펑크를 메꿔주는 공기주입식 타이어를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 타이어 제조방법은, 타이어에 허브(휠)를 효과적으로 결합할 수 있어 공정효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 타이어 제조방법의 제 1 단계를 구체화한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전장치에 타이어가 결합된 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 허브의 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 허브와 타이어의 결합되는 형태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 허브의 결합상태를 나타낸 것이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 타이어(A) 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어(A)를 예열하는 제 1 단계(S10), 젤 타입의 폴리우레탄을 상기 타이어(A)의 내주면에 도포하는 제 2 단계(S20), 상기 타이어(A)의 회전시켜, 상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 코팅하는 제 3 단계(S30), 상기 타이어(A) 중심홀에 휠 형태의 허브가 삽입되는 제 4 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 상기 제 1 단계(S10)는, 타이어(A)를 예열한다.
낮은 온도에서는 타이어(A)의 유동이 적어져 가공 중에 손상될 위험이 있고, 하기의 폴리우레탄을 도포 및 코팅하는 과정에서 보다 효율적으로 접착 및 코팅이 이루어지게 하기 위해, 30~50℃의 온도로 예열하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 설정된 온도에서 하기의 제 3 단계의 폴리우레탄 코팅이 실시됨으로 인해, 접착성을 높일 수 있고, 상기 폴리우레탄이 젤 타입으로 경화되기 위한 물성(점도)을 확보할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 제 2 단계(S20)는, 젤 타입의 폴리우레탄을 상기 타이어(A)의 내주면에 도포한다.
구체적으로, 상기 제 2 단계(S20)는, 제 2-1 단계(S21) 내지 제 2-4단계(S24)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 제 2-1 단계(S21)는, 상기 타이어(A)의 내주면을 세척하고, 표면이 균질해 지도록 처리를 하는 전처리 과정을 실시한다.
상기 타이어(A)는 일반적인 제조 공정을 통해 제조 시, 내주면에 이형제 등이 도포되어 있거나 다양한 이물질이 형성되어 있으므로, 이를 제거하지 않으면, 하기의 과정에서 폴리우레탄을 코팅했을 때, 코팅된 상기 폴리우레탄이 박리되는 등의 결함이 발생될 수 있다.
따라서 상기 이형제 및 이물질을 제거 하고, 표면을 매끄럽게 하여 하기의 폴리우레탄의 코팅이 원활해지도록 하기위해 상기 전처리 과정을 실시한다.
다음으로, 상기 제 2-2 단계(S22)는, 상기 타이어(A)의 내주면에 프라이머를 도포한다.
상기 프라이머를 도포함으로 인해, 상기 타이어(A) 내주면의 표면을 균일하게 하고 하기에서 폴리우레탄을 코팅 시, 상기 타이어(A)의 내주면과 밀접하게 접촉면을 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 제 2-3 단계(S23)는, 상기 타이어(A)의 내주면에 접착제를 도포한다.
이는, 상기 폴리우레탄을 상기 타이어(A)의 내주면에 보다 용이하게 접착시켜 박리되지 않도록 하기 위함이다.
상기 제 2-4 단계(S24)는, 상기 접착제가 도포된 상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 도포한다.
이때, 상기 폴리우레탄은 경화제와 혼합하여 도포하고, 상기 타이어(A)의 내주면 전체에 고르게 분포 될 수 있도록 도포한다.
이때, 하기의 코팅과정에서 상기 타이어(A)의 회전에 의해, 상기 폴리우레탄이 원심력에 의해 퍼지면서, 상기 타이어(A)의 내주면에 전체적으로 분포될 수 있도록 5~25mm의 두께로 도포되는 것이 바람직하다.
이는, 하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 초기의 상기 폴리우레탄 도포 두께가 5mm미만이면, 상기 타이어(A)의 내주면 전체에 고른 코팅이 이루어지지 않을 수 있고, 25mm를 초과하면, 상기 폴리우레탄의 과사용으로 인해, 건조가 원활히 이루어지지 않아 두께가 있는 층이 다중으로 형성되어, 고르게 코팅될 수 없기 때문이다.
다음으로, 상기 제 3 단계(S30)는, 상기 타이어(A)를 회전시켜, 상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 코팅한다.
상기 제 3 단계(S30)는, 상기 제 2 단계(S20)에서 도포된 상기 폴리우레탄을 상기 타이어(A)의 내주면에 고르게 퍼트리며 경화시켜 코팅하는 단계이다.
구체적으로, 상기 제 3 단계(S30)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 타이어(A) 중심홀의 일측 원주면을 따라 고정할 수 있는 고정척(50)이 마련되는 회전장치(70)를 이용하여 상기 타이어(A)의 중심홀 타측을 개방시킨 상태에서 회전시킨다.
이때 노출된 상기 타이어(A)의 중심홀 타측을 통해 열을 주입하여 상기 폴리우레탄이 열에 직접적으로 노출된 환경에서 건조시킨다.
상기 고정척(50)에 의해, 상기 타이어(A)의 내측에 직접적으로 열풍건조를 실시할 수 있는 공간을 확보할 수 있고, 다양한 형상 및 크기의 타이어(A)에 유연하게 대응하여, 상기 타이어(A)에 상기 폴리우레탄 코팅을 위한 회전 및 열풍건조를 실시할 수 있다.
또한, 상기 열은 열풍기를 이용하여 60~100℃의 열을 가하여 경화 시킨다.
상기와 같이 구성됨으로 인해, 상기 폴리우레탄의 경화 시, 열손실을 최소화 하여 열효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 타이어(A)가 상기 회전장치(70)에 의해 외형의 변화 없이 안정적으로 고속 회전됨으로 인해, 상기 폴리우레탄이 원심력에 의해 상기 타이어(A)의 내주면에 고르게 분포되어 코팅될 수 있다.
이때, 상기 타이어(A)의 회전은, 200~1000(rpm)으로 고속회전 시키는 것이 바람직하다.
이는 상기 타이어(A)의 회전속도가 200rpm 미만이면, 상기 폴리우레탄의 코팅이 고르게 분포되지 못하고, 완전히 퍼지지 못해 불규칙적으로 두께가 형성되는 부분이 형성되어, 코팅 효율이 떨어지기 때문이다.
또한, 상기 타이어(A)의 회전속도가 1000rpm을 초과하면, 원심력에 의해 상기 타이어(A)의 모형이 변하게 되어 마찬가지로 상기 폴리우레탄의 코팅효율이 떨어지게 된다.
다음으로, 상기한 바와 같이, 상기 타이어(A)를 회전시키는 동시에 상기 타이어(A)의 절개된 면을 통해 내주면에 직접적으로 열을 가하여, 상기 폴리우레탄을 경화시킨다.
젤 타입의 상기 폴리우레탄이 상기와 같이 구성되는 공정에 의해서 상기 타이어(A)의 내주면에 코팅되어, 상기 타이어(A)에 펑크가 발생했을 때, 상기 폴리우레탄이 펑크가 발생된 틈에 스며들게 되어 상기 타이어(A)의 바람이 빠지는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 폴리우레탄의 코팅 두께가 2.5~3.5mm 일 때, 타이어의 펑크 시, 바람이 빠지는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 제 4 단계(S20)는, 상기 타이어(A) 중심홀에 휠 형태의 허브가 삽입된다.
구체적으로, 상기 허브는, 도 4에 도시된 바와 같이, 인사이드허브(10), 아웃사이드허브(20), 팩킹부재(30)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 인사이드허브(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 타이어(A)의 중심홀에 일측으로 삽입된다.
다음으로, 상기 아웃사이드허브(20)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 타이어(A)의 중심홀에 타측으로 삽입된다.
상기 인사이드허브(10) 및 아웃사이드허브(20)의 결합 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 결합면이 밀폐될 수 있도록 상기 결합면 내주면을 따라 밀착되게 구성되는 링형태의 팩킹부재(30)가 삽입된다.
상기 허브는, 상기 인사이드허브(10), 아웃사이드허브(20), 팩킹부재(30)를 동시에 관통하는 복수개의 스터드볼트에 의해 결합되는 것이 바람직하다.
기존에 일체로 형성된 허브는 타이어(A)와 허브가 헛도는 것을 방지하도록 마찰력을 높이기 위해 억지끼움 형태로 서로 결합하였고, 이를 통해, 소재의 손상이 발생되는 경우가 빈번했다.
또한, 억지끼움 형태로 상기 타이어(A)와 일체로 형성된 허브를 결합하게 되면, 상기 타이어(A)가 비틀려지며 상기 타이어(A)의 내주면에 형성된 상기 폴리우레탄 코팅면이 손상될 가능성이 높아진다.
따라서 상기와 같이, 양측에서 결합가능한 허브의 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 인사이드허브(10) 및 아웃사이드허브(20) 중 어느 하나에, 외주면을 관통하는 공기주입홀(40)이 마련되고, 상기 공기주입홀(40)은, 상기 팩킹부재(30)와 겹치지 않게 마련된다.
상기 팩킹부재(30)에 의해 상기 공기주입홀(40)의 구멍이 막힐 수 있기 때문으로, 상기 팩킹부재(30)와 겹치지 않는 부분이라면 어떠한 곳이라도 상기 공기주입홀(40)이 마련될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 제 2 단계(S20)에서 상기 폴리우레탄을 도포하는 두께에 따른 코팅 상태를 실시예 및 비교예를 이용하여 실험 후, 그 결과를 나타낸다.
<실시예 1>
상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 5mm의 두께로 도포 후, 고속 회전을 통한 코팅 후, 도포 상태를 나타낸 것이다.
<실시예 2>
상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 10mm의 두께로 도포 후, 고속 회전을 통한 코팅 후, 도포 상태를 나타낸 것이다.
<실시예 3>
상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 20mm의 두께로 도포 후, 고속 회전을 통한 코팅 후, 도포 상태를 나타낸 것이다.
<실시예 4>
상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 25mm의 두께로 도포 후, 고속 회전을 통한 코팅 후, 도포 상태를 나타낸 것이다.
<비교예 1>
상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 3mm의 두께로 도포 후, 고속 회전을 통한 코팅 후, 도포 상태를 나타낸 것이다.
<비교예 2>
상기 타이어(A)의 내주면에 상기 폴리우레탄을 30mm의 두께로 도포 후, 고속 회전을 통한 코팅 후, 도포 상태를 나타낸 것이다.
　 초기 폴리우레탄 도포 두께(mm) 도포 상태 코팅 후,
폴리우레탄
도포두께
(mm)
비교예 1 3 코팅상태 불량(전체 도포 안됨) 2.1
실시예 1 5 코팅상태 양호 2.7
실시예 2 10 코팅상태 우수 2.9
실시예 3 20 코팅상태 우수 3.0
실시예 4 25 코팅상태 양호 3.2
비교예 2 30 코팅상태 불량(과사용으로 두께 불균형) 3.7
실험결과, 상기 폴리우레탄을 상기 타이어(A)의 내주면에 도포 시, 5~25mm 도포했을 때, 상기 타이어(A)의 회저을 통한 코팅 시, 상기 타이어(A)의 내주면 전체에 양호한 코팅이 실시되는 것을 확인하였다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S10 : 제 1 단계(타이어 예열)
S20 : 제 2 단계(폴리우레탄 도포)
S30 : 제 3 단계(폴리우레탄 코팅)
S20 : 제 4 단계(허브삽입)
S21 : 제 2-1 단계(전처리)
S22 : 제 2-2 단계(프라이머 도포)
S23 : 제 2-3 단계(접착제 도포)
S24 : 제 2-4 단계(폴리우레탄 도포)
A : 타이어 10 : 인사이드허브
20 : 아웃사이드허브 30 : 팩킹부재
40 : 공기주입홀 50 : 고정척
60 : 모터 70 : 회전장치

Claims (4)

  1. 타이어를 예열하는 제 1 단계;
    젤 타입의 폴리우레탄을 상기 타이어의 내주면에 도포하는 제 2 단계;
    상기 타이어를 회전시켜, 상기 타이어의 내주면에 상기 폴리우레탄을 코팅하는 제 3 단계;
    상기 타이어 중심홀에 휠 형태의 허브;가 삽입되는 제 4 단계;를 포함하고,
    상기 제 2 단계에서는,
    젤 타입의 상기 폴리우레탄을 5mm 내지 25mm 두께로 도포하고,
    상기 허브는,
    상기 타이어의 중심홀에 일측으로 삽입되는 인사이드허브;
    상기 타이어의 중심홀에 타측으로 삽입되는 아웃사이드허브;
    상기 인사이드허브 및 아웃사이드허브의 결합 시, 결합면이 밀폐될 수 있도록 상기 결합면 내주면을 따라 밀착되게 구성되는 링형태의 팩킹부재;로 구성되어, 상기 타이어의 내주면에 형성된 상기 폴리우레탄 코팅이 일그러지지 않도록 상기 타이어에 상기 허브를 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 타이어 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는,
    상기 타이어 중심홀의 일측 원주면을 따라 고정할 수 있는 고정척;이 마련되는 회전장치를 이용하여 상기 타이어의 중심홀 타측을 개방시킨 상태에서 회전시키고,
    상기 타이어 중심홀의 타측을 통해 열풍을 주입하여 상기 폴리우레탄이 열풍에 직접적으로 노출된 환경에서 건조시키는 것을 특징으로 하는 타이어 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 타이어의 내주면을 세척 및 표면을 균질하게 전처리하는 제 2-1 단계;
    상기 타이어의 내주면에 프라이머를 도포하는 제 2-2 단계;
    상기 타이어의 내주면에 접착제를 도포하는 제 2-3 단계;
    상기 타이어의 내주면에 상기 폴리우레탄을 도포하는 제 2-4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는,
    상기 타이어의 내주면의 온도가 60~100℃에서 코팅이 실시되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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