KR101901399B1

KR101901399B1 - 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어

Info

Publication number: KR101901399B1
Application number: KR1020160091013A
Authority: KR
Inventors: 나재봉; 박세홍; 김기만
Original assignee: 넥센타이어 주식회사; 한국바스프 주식회사
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2018-09-28
Also published as: KR20180009272A

Abstract

본 발명의 일 실시예는 이소시아네이트 성분을 포함하는 제1반응물과, 적어도 폴리올 성분 및 발포제를 포함하는 제2반응물을 마련하는 단계; 상기 제1반응물 및 상기 제2반응물을 혼합하여 폴리우레탄 혼합물을 생성하는 단계; 상기 폴리우레탄 혼합물을 타이어 부재의 내벽에 발포하는 단계; 및 상기 발포된 폴리우레탄 혼합물을 경화시켜 상기 타이어 부재의 내벽을 따라 배치되는 흡음부재를 형성하는 단계;를 포함하는, 타이어의 제조 방법을 제공한다.

Description

타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어{Method for manufacturing tire and tire manufactured using the same}

본 발명의 실시예들은 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어에 관한 것이다.

전기자동차 출현 등과 더불어 최근에는 자동차 품질 향상을 위해 승차감 향상 및 실내 소음뿐만 아니라 타이어에 의해 발생되는 외부 소음에 대한 저감화의 요구가 점점 커지고 있다. 이 중에서 공기입 타이어는 내부 공간(cavity)에서 기인되는 소음이 차량의 실내에서 날카로운 피크를 가지는 음으로 발생하기 때문에 운전자에게 불쾌감을 주며 승차감을 감소시키게 된다.

이러한 타이어 공명 소음을 저감시키기 위해 종래에는 타이어의 내부면에 흡음 성능을 가진 특수 스펀지를 장착하거나, 림에 장착할 수 있는 환상체를 배치하여 내부 공간을 변형시키기도 하며, 휠 표면에 모피 등의 재질을 부착하는 방법이 제안되고 있다. 그러나, 타이어 내부에 흡음 성능을 가진 특수 스펀지를 장착하거나 휠 표면에 이물질을 부착하는 경우, 타이어와 휠 제조 후 별도의 공정이 추가되어 비용이 증가할 뿐만 아니라 제조된 타이어와 휠의 보관이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 원주 전체로 부착하는 경우 중량 증가로 인하여 타이어의 성능이 저하될 수 도 있다.

본 발명의 실시예들은 흡음부재를 타이어 내벽에 형성하여 공정을 간소화할 수 있는 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리우레탄 혼합물을 상기 타이어 부재의 내벽에 발포하는 단계는, 상기 폴리우레탄 혼합물을 제공하는 발포기의 발포헤드를 상기 타이어 부재의 내벽을 향하도록 배치하는 단계; 상기 폴리우레탄 혼합물의 발포를 시작하는 단계; 상기 타이어 부재를 일정한 속도로 회전시키는 단계; 및 상기 타이어 부재의 일회전 후 상기 폴리우레탄 혼합물의 발포를 마무리하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡음부재를 형성하는 단계 이후, 상기 폴리우레탄 혼합물의 발포가 시작 및/또는 마무리되는 부분의 상기 흡음부재를 트리밍(trimming)하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 타이어 부재를 일정한 속도로 회전시키는 단계에 있어서, 상기 타이어 부재가 일회전하는데 걸리는 제1시간은 상기 폴리우레탄 혼합물이 경화되는 제2시간의 2배 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 타이어 부재를 일정한 속도로 회전시키는 단계는 상기 타이어 부재를 5 내지 20 RPM의 저속으로 회전시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리우레탄 혼합물을 상기 타이어 부재의 내벽에 발포하는 단계는, 상기 타이어 부재의 내벽에 배치되는 성형틀을 준비하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 성형틀은 상기 폴리우레탄 혼합물의 발포가 시작 및/또는 마무리되는 부분에 고정 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 성형틀은 상기 타이어 부재의 내부 전체에 원주방향을 따라 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 성형틀의 단면폭은 상기 타이어 부재의 단면폭(TSW) 대비 60% 내지 70%의 폭일 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 타이어의 제조 방법을 이용하여 제조된 타이어를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡음부재의 두께는 상기 타이어 부재의 단면높이 대비 20% 내지 70%일 수 있다..

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어는 폴리우레탄 혼합물을 직접 타이어의 내벽에 발포하는 공정을 통해, 흡음부재를 따로 제작하여 부착하는 공정이 필요없어 제조 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법은 전술한 조성물을 갖는 제1반응물 및 제2반응물을 통해 접착력 및 흡음능력이 뛰어난 고분자 형태의 폴리우레탄 폼의 흡음부재를 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 타이어의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어의 제조 방법 중 폴리우레탄 혼합물을 발포하는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어의 제조 방법을 이용하여 제조된 타이어를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어와 비교실시예에 따른 타이어의 주파수 대역에 따른 소음지수를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 타이어의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법을 도시한 순서도이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 타이어의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.

도 1를 참조하면, 우선, 제1반응물 및 제2반응물을 마련한다(S11).

여기서, 제1반응물은 이소시아네이트(isocyanate) 성분을 포함할 수 있다. 제1반응물은 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI)의 사용 없이, 카르보디이미드 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Carbodiimide Methylene Diphenyl diisocyanate; CMDI), 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Monomeric Methylene Diphenyl Diisocyanate; MMDI), 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Polymeric Methylene Diphenyl Diisocyanate; PMDI)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1반응물은 제1반응물의 전체 중량 대비 카르보디이미드 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Carbodiimide Methylene Biphenyl Isocyanate; CMID)의 5 내지 70 중량%, 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Monomeric Methylene Biphenyl Isocyanate; MMID)의 4 내지 70 중량% 및 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Polymeric Methylene Biphenyl Isocyanate; PMID)의 10 내지 80 중량%를 포함할 수 있다.

모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MMID)가 4 중량% 미만이거나, 카르보디이미드 메틸렌 디페널 디이소시아네이트(CMDI)가 5 중량% 미만인경우에는 닫힌 셀의 과다 발생으로 생산성이 저하되며, 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MMDI)가 70 중량% 초과이거나, 카르보디이미드 메틸렌 디페널 디이소시아네이트(CMDI)가 70 중량% 초과인경우에는 열린 셀의 과다 발생으로 폼이 생성되지 않아 불량율이 상승한다. 또한, 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI)가 10 중량% 미만인 경우에는 인열 강도가 급격히 저하되며, 80 중량% 초과인 경우에는 경도가 급격히 상승한다. 이러한 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)를 제외한 이소시아네이트 성분을 포함하는 제1반응물을 이용하는 경우, 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)를 포함하는 경우에 비해 상대적으로 고분자 구조를 갖추어 폴리우레탄 폼의 지지력을 높일 수 있다.

한편, 제2반응물은 적어도 폴리올(polyol) 성분 및 발포제를 포함할 수 있다.

일반적으로, 폴리우레탄 폼을 제조하기 위해서는 폴리올 성분이 최소 60 중량% 이상 사용되며, 단일 폴리올만을 사용하지는 않고, 제품의 특성 및 생산 여건에 맞게 다양한 종류의 폴리올을 사용한다. 폴리올은 개시제와 프로필렌 옥사이드(PO)와 에틸렌 옥사이드(EO)의 화학적 결합으로 생성된다. 글리세롤 또는 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 1,2,6-헥세인트리올, 인산, 트리이소프로판올아민의 개시제를 사용하게 되면 하이드록실기(-OH)가 세 개 존재하는 트리올이 생성된다. 이때, PO/EO의 캡핑(capping) 정도에 따라 OH-V가 결정되는데, 이는 화학 결합된 폴리올의 분자량과 관련이 있으며, 본 발명의 폴리올 성분은 OH-V가 10 내지 60 mgKOH/g일 수 있다.

구체적으로, 일 실시예의 폴리올 성분은 OH-V가 20 내지 40 mgKOH/g, 20 내지 50 mgKOH/g, 20 내지 60 mgKOH/g, 10 내지 30 mgKOH/g으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 폴리올 성분을 포함할 수 있다. 조성측면에서 OH-V가 20 내지 40 mgKOH/g인 제1폴리올은 전체 폴리올 성분 중량 대비 40 내지 75 중량%일 수 있는데, 제1폴리올이 40 중량% 미만인 경우 반발 탄성율이 현저히 감소되며, 75 중량% 초과인 경우에는 경도 저하가 발생된다. 또한, OH-V가 20 내지 50 mgKOH/g인 제2폴리올은 전체 폴리올 성분 중량 대비 10 내지 40 중량%일 수 있으며, 10 중량% 미만인 경우 진동 전달률이 높아지고, 40 중량%초과인 경우 영구 압축 줄음율이 저하된다. 또한, OH-V가 20 내지 60 mgKOH/g인 제3폴리올은 전체 폴리올 성분 중량 대비 5 내지 30 중량%일 수 있으며, 5 중량% 미만인 경우 진동 전달률이 상승하고, 30 중량% 초과인경우 탄성과 영구 압축 줄음율이 저하된다. 또한, OH-V가 10 내지 30 mgKOH/g인 제4폴리올은 전체 폴리올 성분 중량 대비 3 내지 40 중량%일 수 있으며, 3 중량% 미만인 경우 경도가 지나치게 낮고, 40 중량% 초과인 경우 경도가 높아 안락성이 떨어진다.

발포제는 폴리올 성분 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부일 수 있으며, 1 중량부 미만인 경우 발포 비율이 낮아져 유구되는 시트의 밀도를 맞추기 어렵고, 5 중량부 초과인 경우 과다 발포로 인하여 물성이 저하된다.

한편, 제2반응물은 경화성 촉매, 발포성 촉매, 가교제, 쇄연장제 및 정포제를 더 포함할 수 있다.

경화성 촉매는 트리에틸렌 디아민, 디메틸 피페리딘 등이 사용가능하며, 발포성 촉매는 트리에틸아민, N,N'-디메틸 사이클로헥실 아민 등이 사용가능하나, 이에 제한되지 않는다. 대부분의 생산 조건에서는 탈형하는 시간이 존재하는데, 이러한 제한된 시간 범위 내에서 제품의 생산을 종결하기 위해서는 경화성 촉매는 최대 3 중량부, 발포성 촉매는 최대 2중량부 내에서 사용될 수 있다. 구체적으로, 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 경화성 촉매는 0.1 내지 3 중량부일 수 있으며, 발포성 촉매는 0.1 내지 2 중량부 일 수 있다. 경화성 촉매가 0.1 중량부 미만이거나, 발포성 촉매가 0.1 중량부 미만인 경우 모두 경화성이 저하되어 생산성이 떨어진다. 또한, 경화성 촉매가 3 중량부 초과이거나, 발포성 촉매가 2 중량부 초과인 경우 흐름성이 저하되어 가공 불량이 발생할 수 있다.

폴리올 성분 100 중량부에 대하여, OH-V가 1500 내지 2500 mgKOH/g인 제1쇄연장제는 1 내지 10 중량부이며, OH-V가 500 내지 1500 mgKOH/g인 제2쇄연장제는 0.1 내지 1 중량부일 수 있다. 제1쇄연장제가 1중량부 미만인 경우 인장 및 인열이 저하되고, 10중량부 미만인 경우 닫힌 셀 발생이 과다하여 생산성이 급격히 저하될 수 있다. 또한, 제2쇄연장제가 0.1 중량부 미만인 경우 첨가되는 효과가 미미하며, 1중량부 초과인 경우 흐름성이 저하된다.

가교제는 폴리올 성분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부일 수 있으며, 0.1 중량부 미만인 경우 첨가되는 효과가 미미하며, 5 중량부 초과인 경우 흐름성이 저하되어 불량율이 상승한다.

정포제는 폴리올 성분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부일 수 있으며, 0.1 중량부 미만인 경우 폴리우레탄 폼이 형성되지 않고, 3 중량부 초과인 경우 닫힌 셀의 과다 발생으로 생산성이 저하된다.

다시 도 1을 참조하면, 다음, 전술한 제1반응물 및 제2반응물을 혼합하여 폴리우레탄 혼합물을 생성한다. 도시하지 않았지만, 제1반응물 및 제2반응물은 발포기 내에 투입되어 발포가 시작되기 직전에 혼합될 수 있다(S13).

다음, 도 1 및 도 2a를 참조하면, 폴리우레탄 혼합물을 타이어 부재(10)의 내벽(3)에 직접 발포한다(S15). 구체적으로, 폴리우레탄 혼합물을 제공하는 발포기의 발포헤드(H)는 타이어 부재(10)의 내벽(3)을 향하도록 배치된다.

도 2b를 참조하면, 발포헤드(H)는 일정한 위치에 고정된 상태에서 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포를 시작한다. 이때, 타이어 부재(10)를 일정한 속도로 회전시키면, 폴리우레탄 혼합물(20)은 타이어 부재(10)의 내벽을 따라 도포된다. 폴리우레탄 혼합물(20)은 제1반응물과 제2반응물이 혼합되면 겔(gel) 상태였다가 일정시간이 경과되면 경화되어 고체 상태인 폴리우레탄 폼이 될 수 있다. 폴리우레탄 혼합물(20)이 경화되기 전 타이어 부재(10)가 180도 회전하는 경우에는 겔 상태의 폴리우레탄 혼합물(20)이 중력에 의해 타이어 부재(10)의 내벽(3)에 안착되지 못하고 떨어질 수 있다. 이러한 이유로, 일 실시예에 있어서 타이어 부재(10)가 일회전하는데 걸리는 제1시간은 겔(gel) 상태의 폴리우레탄 혼합물(20)이 경화되는 제2시간의 2배 이상인 저속으로 회전하여야 한다. 또한, 타이어부재(10)는 폴리우레탄 혼합물(20)을 균일한 두께로 발포하기 위하여 일정한 속도로 회전할 수 있다. 일 실시예는 타이어부재(10)를 5 내지 20 RPM의 저속으로 회전시킬 수 있다.

다음, 도 2c를 참조하면, 타이어 부재(10)의 일회전 후 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포를 마무리한다. 이후, 발포된 폴리우레탄 혼합물(20)을 경화시켜 타이어 부재(10)의 내벽을 따라 배치되는 흡음부재(23)를 형성한다(S17).

한편, 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포가 마무리되는 부분은 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포가 시작되는 부분과 중첩될 수 있다. 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포가 시작 및/또는 마무리되는 부분(S)에 형성된 흡음부재(23)는 이러한 중첩에 의하여 의도치 않은 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 흡음부재(23)의 균일성이 떨어져 소음을 저감시키기 위한 흡음부재(23)의 기능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 일 실시예는 흡음부재(23)의 균일성을 확보하기 위하여, 흡음부재(23)를 형성하는 단계 이후, 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포가 시작 및/또는 마무리되는 부분의 흡음부재를 트리밍(trimming)하는 공정을 더 포함할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어의 제조 방법 중 폴리우레탄 혼합물(20)을 발포하는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 타이어의 제조 방법은 타이어 부재(10)의 내벽에 배치되는 성형틀(100)을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 성형틀(100)의 단면폭(w2)은 타이어 부재(10)의 단면폭(TSW, w1) 대비 60% 내지 70% 폭을 가질 수 있다. 이러한 성형틀(100)을 통해 형성된 흡음부재 또한, 타이어 부재(10)의 단면폭(TSW, w1) 대비 60% 내지 70% 폭을 가질 수 있다. 한편, 성형틀(100)은 폴리우레탄 혼합물(20)이 부착되지 않도록 표면에 이형제가 도포될 수 있다.

다른 실시예에 따른 제1성형틀(100)은 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포가 시작 및/또는 마무리되는 부분에 배치될 수 있다. 이때, 제1성형틀(100)은 타이어 내벽(3)의 일 영역에만 배치되는 부분 성형틀일 수 있다. 제1성형틀(100)은 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포가 시작 및/또는 마무리되는 부분에 고정 배치되어 타이어 부재(10)와 함께 회전될 수 있다. 제1성형틀(100)은 폴리우레탄 혼합물(20)의 발포가 시작 및/또는 마무리되는 부분의 폴리우레탄 혼합물(20)을 일정한 형상으로 고정시켜주므로, 의도치 않은 형상의 흡음부재(23)의 형성을 최소화할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 또 다른 실시예로서, 제2성형틀(100')은 타이어 부재(10)의 내부 전체에 원주 방향을 따라 배치될 수 있다. 제2성형틀(100') 또한, 단면폭이 타이어 부재(10)의 단면폭 대비 60% 내지 70% 폭을 가질 수 있다. 타이어 부재(10)의 내부 전체에 배치되는 제2성형틀(100')을 통해, 흡음부재(23)는 일정한 너비를 갖는 형상으로 형성될 수 있다.

전술한 공정을 갖는 타이어의 제조 방법은 폴리우레탄 혼합물(20)을 직접 타이어의 내벽에 발포하는 공정을 통해, 흡음부재를 따로 제작하여 부착하는 공정이 필요없어 제조 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법은 전술한 조성물을 갖는 제1반응물 및 제2반응물을 통해 접착력 및 흡음능력이 뛰어난 고분자 형태의 폴리우레탄 폼의 흡음부재를 형성할 수 있다. 또한, 성형틀(100)을 이용하여 흡음부재를 형성함으로써, 일정한 단면폭을 갖는 흡음부재를 타이어 부재(10)의 내벽에 직접 제조할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어의 제조 방법을 이용하여 제조된 타이어를 개략적으로 도시한 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어는 전술한 실시예들에 의해 제조될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 타이어 내부 전체에 배치되는 성형틀을 이용하여 제조되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 전술한 타이어의 제조 방법을 이용하여 제조된 타이어는 타이어부재(10) 및 흡음부재(23)를 포함할 수 있다.

타이어부재(10)는 트레드부(1)와 사이드월부(2)를 포함할 수 있다. 트레드부(1)는 지면과 접하는 영역을 가질 수 있다. 트레드부(1)는 노면 등으로부터의 충격, 외상으로부터 타이어를 보호하는 역할을 한다. 도면에 도시된 바와 같이 트레드부(1)의 표면에는 타이어의 배수성 향상을 위해 그루브에 의해 구획되는 다수개의 블록들이 형성될 수 있다. 상기한 트레드부(1)를 중심으로 타이어의 폭 방향을 따라 양측으로 사이드월부(2)가 위치할 수 있다. 사이드월부(2)는 트레드부(1)의 양 단부로부터 연장되어 타이어의 측면을 형상하는 부분으로 주행 중 지속적으로 반복되는 수축 및 팽창작용을 견디며, 내측면에 위치하는 바디플라이(미도시)를 보호할 수 있다.

흡음부재(23)는 폴리우레탄 폼으로 이루어질 수 있다. 흡음부재(23)를 형성하는 폴리우레탄 폼은 이소시아네이트 성분을 포함하는 제1반응물과, 적어도 폴리올 성분 및 발포제를 포함하는 제2반응물을 혼합하여 형성될 수 있다. 흡음부재(23)는 전술한 성분을 포함하는 제1반응물 및 제2반응물을 이용하여 형성되므로, 별도의 접착제 없이 타이어 부재(10)의 내벽(3)에 부착될 수 있다.

흡음부재(23)의 단면폭은 성형틀의 단면폭(w2)과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 흡음부재(23)의 단면폭(w2)은 타이어 부재의 단면폭(TSW, w1) 대비 60% 내지 70%의 폭일 수 있다. 흡음부재(23)의 단면폭(w2)이 타이어 부재의 단면폭(w1) 대비 60% 미만인 경우에는 소음 저감 효과가 감소되고, 흡음부재(23)의 단면폭(w2)이 타이어 부재의 단면폭(w1) 대비 70% 초과인 경우에는 흡음부재로 인하여 타이어 전체 중량이 증가되어 타이어 성능이 저하될 수 있다. 한편, 흡음부재(23)의 두께(H2)는 타이어 부재(10)의 단면 높이(H1) 대비 20% 내지 70%일 수 있다. 흡음부재(23)의 두께(H2)가 타이어 부재(10)의 단면 높이(H1) 대비 20% 미만인 경우에는 소음 저감 효과가 감소되고, 흡음부재(23)의 두께(H2)가 타이어 부재(10)의 단면 높이(H1) 대비 70% 초과되는 경우에는 흡음부재로 인하여 타이어 전체 중량이 증가될 뿐만 아니라 타이어 내부 공간이 줄어들어 타이어 성능을 저하시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어와 비교실시예에 따른 타이어의 주파수 대역에 따른 소음지수를 나타낸 그래프이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어는 전술한 타이어 제조 방법에 의해 제조되어 흡음부재를 포함하고, 비교실시예에 따른 타이어는 흡음부재를 포함하지 않는다.

도 5를 참조하면, 100 내지 125 Hz의 주파수 대역(A)에서의 실시예에 따른 타이어는 비교실시예에 비해 약 2dB(A) 저감되었고, 200 내지 250 Hz의 주파수 대역(B)에서의 실시예에 따른 타이어는 약 10dB(A) 저감되었음을 개략적으로 확인할 수 있다. 또한, 250 내지 300 Hz의 주파수 대역(C)에서의 실시예에 따른 타이어는 비교실시예에 비해 약 4dB(A) 저감되었음을 알 수 있다. 이를 통해, 전술한 타이어의 제조 방법에 의해 제조된 타이어는 타이어 부재(10) 내벽에 직접 발포된 폴리우레탄 폼으로 형성된 흡음부재를 통해 소음을 저감시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법은 직접 폴리우레탄 혼합물을 타이어 부재의 내벽에 발포함으로써, 흡음부재를 따로 제조하고 접착제를 이용하여 타이어 내부에 부착하는 여러 공정을 생략할 수 있어 제조 공정을 간소화할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 타이어 부재
1 : 트레드부
2 : 사이드월부
3 : 타이어 부재의 내벽
20 : 폴리우레탄 혼합물
23 : 흡음부재

Claims

타이어 부재를 마련하는 단계;
이소시아네이트 성분을 포함하는 제1반응물과, 적어도 폴리올 성분 및 발포제를 포함하는 제2반응물을 마련하는 단계;
상기 제1반응물 및 상기 제2반응물을 혼합하여 폴리우레탄 혼합물을 생성하는 단계;
상기 폴리우레탄 혼합물을 상기 타이어 부재의 내벽에 발포하는 단계; 및
상기 발포된 폴리우레탄 혼합물을 경화시켜 상기 타이어 부재의 내벽을 따라 배치되는 흡음부재를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 폴리우레탄 혼합물을 상기 타이어 부재의 내벽에 발포하는 단계는,
상기 폴리우레탄 혼합물을 제공하는 발포기의 발포헤드를 상기 타이어 부재의 내벽을 향하도록 배치하는 단계;
상기 타이어 부재의 내벽에 배치되는 성형틀을 준비하는 단계;
상기 폴리우레탄 혼합물의 발포를 시작하는 단계;
상기 타이어 부재를 일정한 속도로 회전시키는 단계; 및
상기 타이어 부재의 일회전 후 상기 폴리우레탄 혼합물의 발포를 마무리하는 단계;를 포함하고,
상기 성형틀은 상기 폴리우레탄 혼합물을 수용하는 바디부 및 상기 바디부의 일단부의 양측에 구비되는 한 쌍의 거치부를 구비하고,
상기 한 쌍의 거치부는 상기 타이어 부재의 폭방향에 대하여 상기 바디부로부터 연장되어 상기 바디부를 상기 타이어 부재의 내벽 상에 안착시키고,
상기 바디부의 타단부는 상기 일단부보다 상기 타이어 부재의 내벽에 인접하게 배치되는, 타이어의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 흡음부재를 형성하는 단계 이후, 상기 폴리우레탄 혼합물의 발포가 시작 및 마무리되는 부분 중 적어도 한 부분의 상기 흡음부재를 트리밍(trimming)하는 단계;를 더 포함하는 타이어의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 타이어 부재를 일정한 속도로 회전시키는 단계에 있어서, 상기 타이어 부재가 일회전하는데 걸리는 제1시간은 상기 폴리우레탄 혼합물이 경화되는 제2시간의 2배 이상인, 타이어의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 타이어 부재를 일정한 속도로 회전시키는 단계는 상기 타이어 부재를 5 내지 20 RPM의 저속으로 회전시키는, 타이어의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 성형틀은 상기 폴리우레탄 혼합물의 발포가 시작 및 마무리되는 부분 중 적어도 한 부분에 고정 배치되는, 타이어의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 성형틀은 상기 타이어 부재의 내부 전체에 원주방향을 따라 배치되는, 타이어의 제조 방법.
제7항에 있어서,
상기 성형틀의 단면폭은 상기 타이어 부재의 단면폭(TSW) 대비 60% 내지 70%의 폭인, 타이어의 제조 방법.
제1항, 제3항 내지 제5항, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 타이어의 제조 방법을 이용하여 제조된 타이어.
제10항에 있어서,
상기 흡음부재의 두께는 상기 타이어 부재의 단면높이 대비 20% 내지 70%인, 타이어.