KR102113248B1

KR102113248B1 - 프리포머

Info

Publication number: KR102113248B1
Application number: KR1020130110229A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 시미즈
Original assignee: 스미토모 고무 코교 카부시키카이샤
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2020-05-21
Also published as: JP2014094452A; CN103802295B; JP5844242B2; CN103802295A; KR20140059121A

Abstract

본 발명은, 하단에서 상단까지 충분한 폭으로 칸막이 벽형 단면 영역이 형성된 트레드를 압출 성형할 수 있는 프리포머를 제공한다.
본 발명의 프리포머는, 트레드용 고무 재료를 압출 성형하기 위해 사용되는 프리포머로서, 도전성 고무가 유동하는 도전성 고무 유로가 중앙부에 마련되고, 트레드 고무가 유동하는 트레드 고무 유로가 도전성 고무 유로의 양측 근방에 마련되어 있으며, 트레드 고무 유로의 도전성 고무 유로측의 측면이, 도전성 고무 유로와 직각을 이루는 연직면에 대하여, 70°~80°하류측을 향하여 경사져 형성되어 있고, 도전성 고무 유로의 압출구측의 선단이, 트레드 고무 유로의 압출구측의 선단보다, 5 ㎜~15 ㎜ 하류측으로 돌출하여 마련되어 있는 프리포머이다.

Description

프리포머{PREFORMER}

본 발명은, 타이어의 제조에 있어서 사용되는 트레드 압출 성형용의 프리포머에 관한 것이다.

타이어의 제조에 있어서는, 타이어에 도전성 성능을 확보하여 차량에 축적된 정전기를 대지로 내보내기 위해, 카본 배합의 도전성 고무를 이용하여 형성된 칸막이 벽형 단면 영역이, 트레드 고무에 형성되어 있다(예컨대, 특허문헌 1).

이러한 트레드는, 일반적으로, 압출 성형에 의해 제작되고, 압출기 본체의 선단부에 구비된 다이 플레이트의 상류측에 프리포머를 배치하여, 트레드 고무와 도전성 고무 각각을 프리포머의 직사각형의 압출구로부터 압출하며, 압출된 트레드 고무 및 도전성 고무가 다이 플레이트까지 이동하는 동안에 일체화시켜, 도 2에 나타내는 바와 같은 사다리꼴 형상의 압출구가 마련된 다이 플레이트로부터 압출함으로써 제작된다(예컨대, 특허문헌 2, 특허문헌 3).

종래의 프리포머를 이용한 트레드의 제조에 대해서, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 프리포머(10)를 상면에서 본 모식도이고, 도면 부호 12는 도전성 고무 유로, 도면 부호 13은 트레드 고무 유로이다.

트레드 고무 유로(13)에는, 흰 화살표 X 및 X' 방향으로부터 압출기(도시하지 않음)에 의해 압출된 트레드 고무가 공급된다. 또한, 도전성 고무 유로(12)에는, 흰 화살표 Y 방향으로부터 압출기(도시하지 않음)에 의해 압출된 도전성 고무가 공급되도록 되어 있다.

트레드 고무 유로(13)에 공급된 트레드 고무, 및 도전성 고무 유로(12)에 공급된 도전성 고무 각각은, 프리포머에 마련된 각 압출구로부터, 프리포머(10)와 다이 플레이트(도시하지 않음) 사이에 형성되어 있는 공간에 압출된다.

이 공간은, 상기한 다이 플레이트의 압출구의 형상에 맞추어, 서서히 치수가 작아지도록 형성되어 있다. 이 때문에, 압출된 트레드 고무는 중심 방향으로 눌리면서 다이 플레이트의 압출구를 향하여 이동하며, 도중에 도전성 고무와 합류하여 일체화된 후, 다이 플레이트의 압출구로부터 압출된다.

특허문헌 1: 일본 특허 제2944908호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2000-318016호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2012-81716호 공보

그러나, 종래의 프리포머에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 도전성 고무 유로(12)와 트레드 고무 유로(13)는 서로 평행하게 배치되고, 트레드의 형상에 따라서는, 프리포머(10)로부터 압출된 도전성 고무와 트레드 고무가 합류하였을 때, 도전성 고무가 중심 방향으로 눌리면서 이동하는 트레드 고무의 압력에 압도되어 얇아져, 충분히 칸막이 벽형 단면 영역이 형성되지 않는 경우가 있다.

이와 같이 충분히 칸막이 벽형 단면 영역을 형성할 수 없던 트레드를 도 4 및 도 5에 나타낸다. 도 4는 도전성 고무(22)가 상단(접지면)까지 도달하지 않는 예이고, 도 5는 도전성 고무(22)는 상단까지 도달하고는 있지만 상단에 노출되는 폭(D)이 1 ㎜ 미만으로 작은 예이다. 또한, 도 4, 도 5에 있어서, 도면 부호 20a는 트레드(20)의 상단이고, 도면 부호 20b는 트레드(20)의 하단이다.

그래서, 본 발명은, 하단에서 상단까지 충분한 폭으로 칸막이 벽형 단면 영역이 형성된 트레드를 압출 성형할 수 있는 프리포머를 제공하는 것을 과제로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은,

트레드용 고무 재료를 압출 성형하기 위해 사용되는 프리포머로서,

도전성 고무가 유동하는 도전성 고무 유로가, 중앙부에 마련되고,

트레드 고무가 유동하는 트레드 고무 유로가, 상기 도전성 고무 유로의 양측 근방에 마련되어 있으며,

상기 트레드 고무 유로의 상기 도전성 고무 유로측의 측면이, 상기 도전성 고무 유로와 직각을 이루는 연직면에 대하여, 70°~80°하류측을 향하여 경사져 형성되어 있고,

상기 도전성 고무 유로의 압출구측의 선단이, 상기 트레드 고무 유로의 압출구측의 선단보다, 5 ㎜~15 ㎜ 하류측으로 돌출하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프리포머이다.

본 발명에 따르면, 하단에서 상단까지 충분한 폭으로 칸막이 벽형 단면 영역이 형성된 트레드를 압출 성형할 수 있는 프리포머를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 프리포머를 상면에서 본 모식도이다.
도 2는 다이 플레이트에 마련된 트레드의 압출구의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 일반적인 프리포머를 상면에서 본 모식도이다.
도 4는 종래의 프리포머를 이용하여 성형된 트레드의 단면 형상의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 종래의 프리포머를 이용하여 성형된 트레드의 단면 형상의 다른 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시형태에 기초하여, 도면을 참조로 설명한다.

1. 프리포머

도 1은 본 실시형태에 따른 프리포머(1)를 상면에서 본 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 프리포머(1)는, 기본적으로는 상기한 종래의 일반적인 프리포머와 동일한 구조를 갖지만, 트레드 고무 유로(3)의 도전성 고무 유로(2)측의 측면(P)이, 도전성 고무 유로(2)와 직각을 이루는 연직인 측면(Q)에 대하여, 70°~80°(각도 A) 하류측을 향하여 경사져 형성되어 있는 점과, 도전성 고무 유로(2)의 압출구측의 선단이, 트레드 고무 유로(3)의 압출구측의 선단보다, 5 ㎜~15 ㎜ (거리 B) 하류측으로 돌출하여 마련되어 있는 점에서 크게 상이하다.

2. 트레드의 압출 성형 방법

종래와 마찬가지로, 도전성 고무 및 트레드 고무는, 각각의 압출기로부터 압출되어, 흰 화살표 X, X' 및 Y 방향으로부터 도전성 고무 유로(2), 트레드 고무 유로(3)에 공급된 후, 프리포머에 마련된 각 압출구로부터, 프리포머(10)와 다이 플레이트(도시하지 않음) 사이에 형성되어 있는 공간에 압출된다.

그러나, 본 실시형태에 있어서는, 상기한 바와 같이, 트레드 고무 유로(3)의 도전성 고무 유로(2)측의 측면(P)이, 도전성 고무 유로(2)와 직각을 이루는 연직인 측면(Q)에 대하여, 70°~80°하류측을 향하여 경사져 형성되어 있기 때문에, 트레드 고무는 압출구로부터 도전성 고무와는 멀어지는 방향으로 압출력을 받으면서 압출된다.

이 때문에, 프리포머(10)와 다이 플레이트(도시하지 않음) 사이에 형성되어 있는 공간에 압출된 트레드 고무는, 다이 플레이트의 압출구를 향하여 이동하는 도중, 종래보다 늦은 시점에서 도전성 고무와 합류하게 된다. 그 결과, 합류한 도전성 고무와 트레드 고무의 다이 플레이트의 압출구까지의 이동 거리가 짧아지기 때문에, 트레드 고무가 도전성 고무에 압력을 부여하는 시간이 짧아져, 트레드 고무가 도전성 고무에 부여하는 압력의 영향을 저감시킬 수 있다.

그리고, 도전성 고무 유로(2)의 압출구측의 선단이, 트레드 고무 유로(3)의 압출구측의 선단보다, 5 ㎜~15 ㎜ 하류측으로 돌출하여 마련되어 있기 때문에, 프리포머(10)와 다이 플레이트(도시하지 않음) 사이에 형성되어 있는 공간에 압출된 도전성 고무는, 종래보다 강한 힘으로 압출된다.

그 결과, 상기 공간에 있어서, 도전성 고무가 트레드 고무와 합류하여도, 도전성 고무가 트레드 고무의 압력에 압도되지 않아, 도전성 고무의 상부가 트레드 고무에 압입되는 것이 억제되어, 상단까지 충분히 칸막이 벽형 단면 영역이 형성된 트레드를 얻을 수 있다. 그리고, 본 실시형태를 적용하는 데 있어서는, 실리카 배합을 변경할 필요가 없기 때문에, 목표 형상대로의 트레드를 제작할 수 있다.

또한, 각도 A가 70°미만으로 지나치게 작은 경우에는, 트레드 고무가 외측으로 지나치게 확장되어 도전성 고무와의 거리가 커지기 때문에, 다이 플레이트에 도달할 때까지 도전성 고무와 충분히 일체화할 수 없어, 트레드의 완성 형상이 불균일해지고, 목표 형상대로의 트레드를 제작할 수 없다.

한편, 각도 A가 80°를 넘어 지나치게 큰 경우에는, 도전성 고무와의 거리가 종래와 거의 다르지 않기 때문에, 트레드 고무의 도전성 고무에 대한 압력을 경감할 수 없어, 상단까지 충분한 폭의 칸막이 벽형 단면 영역이 확보된 트레드를 제작할 수 없다.

또한, 거리 B가 5 ㎜ 미만으로 작은 경우에는, 도전성 고무를 압출하는 힘이 종래와 거의 다르지 않기 때문에, 트레드 고무의 도전성 고무에 대한 압력을 충분히 경감할 수 없다. 한편, 15 ㎜ 이상으로 지나치게 큰 경우에는, 종래에 비해서 충분히 큰 힘으로 압출할 수 있기 때문에, 충분한 폭의 칸막이 벽형 단면 영역이 확보된 트레드를 제작할 수 있지만, 그 도전(導電) 효과는 한계에 다다르게 된다. 또한, 칸막이 벽형 단면 영역의 폭이 지나치게 커지면, 완성 형상이 불균일해져, 목표 형상대로의 트레드를 제작할 수 없다.

[실시예]

다음에, 실시예에 의해, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

1. 트레드의 제작

표 1에 나타내는 각도 A 및 거리 B의 프리포머(1)를 이용하여, 각각 5 로트분의 압출 성형을 행하여, 실시예 및 비교예 1~4의 트레드를 제작하였다.

2. 평가

얻어진 각 트레드에 대해서, 칸막이 벽형 단면 영역의 형성 상황, 구체적으로는, 도전성 고무의 트레드 하단에서 상단까지의 도달률(％) 및 상단에 있어서의 도전성 고무의 폭(㎜)을 측정하였다.

또한, 압출 성형품의 완성 형상에 대해서, 목표 형상에 대한 어긋남량을 측정하여, 비교예 1을 100으로 한 지수로 평가하였다.

결과를 표 1에 나타낸다.

	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	실시예
A (°)	90	80	60	75	75
B (mm)	0	0	10	20	10
트레드 하단에서 상단까지의 도전성 고무의 도달률 (%)	70	90	100	100	100
트레드 상단에 있어서의 도전성 고무의 폭 (mm)	0	0	1.7	1.4	1.3
프리포머 가공 비용	100	105	105	115	110
압출 성형품(트레드) 완성 형상	100	100	90	95	110

표 1로부터, 각도 A, 거리 B가 각각 본 발명에서 규정하는 70°~80°, 5 ㎜~15 ㎜에 들어맞는 실시예에서는, 도전성 고무의 트레드 하단에서 상단까지의 도달률은 비교예 1의 70％와 비교하여 100％이며, 도전성 고무의 폭은 1.3 ㎜로 충분한 크기로 칸막이 벽형 단면 영역이 형성되어 있다. 그리고, 완성 형상도 비교예 1과 비교하여 악화되어 있지 않다. 이것은, 각도 A, 거리 B를 적절하게 설정함으로써, 도전성 고무가 트레드 고무의 압력에 압도되지 않아, 하단에서 상단까지 충분한 폭으로 칸막이 벽형 단면 영역을 형성시킬 수 있어, 더 나아가 목표 형상대로 양호한 완성 형상에 이른 것으로 생각된다.

이에 비하여, 각도 A만을 80°로 하고 거리 B를 0 ㎜으로 한 비교예 2에서는, 도전성 고무의 트레드 하단에서 상단까지의 도달률은 비교예 1과 비교하여 90％까지 상승하고, 완성 형상도 비교예 1과 비교하여 악화되어 있지 않지만, 도전성 고무의 폭은 0 ㎜로 충분히 칸막이 벽형 단면 영역이 형성되어 있지 않다. 이것은, 각도 A가 적절하게 설정되었기 때문에 도전성 고무의 트레드 하단에서 상단까지의 도달률은 얻어졌지만, 거리 B가 지나치게 작았기 때문에 트레드 고무의 도전성 고무에 대한 압력을 충분히 경감할 수 없어, 충분한 칸막이 벽형 단면 영역을 형성시킬 수 없었던 것으로 고려된다.

그리고, 각도 A를 60°, 거리 B를 10 ㎜로 한 비교예 3에서는, 도전성 고무의 트레드 하단에서 상단까지의 도달률은 100％이며, 도전성 고무의 폭은 1.3 ㎜로 충분한 크기로 칸막이 벽형 단면 영역이 형성되어 있다. 그러나, 완성 형상은 비교예 1과 비교하여 90으로 악화되어 있다. 이것은, 거리 B가 적절하게 설정되었기 때문에 충분한 칸막이 벽형 단면 영역을 형성시킬 수 있었지만, 각도 A가 지나치게 작았기 때문에, 완성 형상이 불균일해지게 된 것으로 고려된다.

또한, 각도 A를 75°, 거리 B를 20 ㎜로 한 비교예 4에서는, 도전성 고무의 트레드 하단에서 상단까지의 도달률은 100％이며, 도전성 고무의 폭은 1.4 ㎜로 충분한 크기로 칸막이 벽형 단면 영역이 형성되어 있다. 그러나, 완성 형상은 비교예 1과 비교하여 95로 악화되어 있다. 이것은, 각도 A가 적절하게 설정되었기 때문에 충분한 크기로 칸막이 벽형 단면 영역을 형성시킬 수 있었지만, 거리(B)가 지나치게 크기 때문에, 완성 형상이 불균일해지게 된 것으로 고려된다.

이상으로부터, 적절한 각도 A 및 거리 B를 갖는 프리포머를 이용함으로써, 충분한 폭의 칸막이 벽형 단면 영역이 형성된 양호한 완성 형상의 트레드를 제작할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

다음에, 각각의 예에 있어서의 프리포머의 가공 비용을 산출하여, 비교예 1을 100으로 한 지수로 평가하였다. 결과를 표 1에 아울러 나타낸다. 표 1로부터, 실시예에 있어서의 비용의 상승은 10％에 머물러 있어, 조금의 비용 증가로 트레드의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 실시형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 본 발명과 동일 및 균등의 범위 내에서, 상기 실시형태에 대하여 여러 변경을 부가하는 것이 가능하다.

1, 10 : 프리포머 2, 12 : 도전성 고무 유로
3, 13 : 트레드 고무 유로 6 : 다이 플레이트
7 : 다이 플레이트의 압출구 20 : 트레드
20a : 트레드의 상단 20b : 트레드의 하단
22 : 도전성 고무
A : 트레드 고무 유로의 도전성 고무 유로측의 측면과 도전성 고무 유로와 직각을 이루는 연직면이 이루는 각도
B : 도전성 고무 유로의 압출구측의 선단과 트레드 고무 유로의 압출구측의 선단의 거리(단차)
D : 트레드의 상단에 있어서의 도전성 고무의 폭
X, X' : 트레드 고무 유동 방향
Y : 도전성 고무 유동 방향

Claims

트레드용 고무 재료를 압출 성형하기 위해 사용되는 프리포머로서,
도전성 고무가 유동하는 도전성 고무 유로가, 중앙부에 마련되고,
트레드 고무가 유동하는 트레드 고무 유로가, 상기 도전성 고무 유로의 양측에 인접하여 마련되어 있으며,
상기 트레드 고무 유로의 상기 도전성 고무 유로측의 측면이, 상기 도전성 고무 유로와 직각을 이루는 연직면에 대하여, 70°~80°하류측을 향하여 상기 트레드 고무 유로가 좁아지도록 경사져 형성되어 있고,
상기 도전성 고무 유로의 압출구측의 선단이, 상기 트레드 고무 유로의 압출구측의 선단보다, 5 ㎜~15 ㎜ 하류측으로 돌출하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프리포머.