KR102352124B1

KR102352124B1 - 공기입 타이어 제조 방법

Info

Publication number: KR102352124B1
Application number: KR1020200082011A
Authority: KR
Inventors: 오현환
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-01-19
Also published as: KR20220004321A

Abstract

본 발명은 공기입 타이어 및 공기입 타이어의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면에 접촉될 수 있는 트레드, 휠의 림에 계합될 수 있게 제공되는 비드, 상기 트레드와 상기 비드를 연결하는 사이드월 및 공기입 타이어의 폭방향에 있어서 상기 트레드의 양단에 배치되는 제1 색상고무스트립을 포함하는 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

Description

공기입 타이어 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입 타이어 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 공기입 타이어의 사이드부에 다양한 색이 표시될 수 있는 타이어 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

자동차는 일상 생활에서 중요한 교통수단으로 주행 안전성, 승차감, 소음 등 많이 성능적인 측면이 요구된다. 그러나, 근래에는 성능적인 측면뿐만 아니라 외관에 대한 디자인 또한 소비자들의 선택에 대한 지표가 되어 가고 있다.

자동차의 타이어는 차량의 한 부품으로 외관은 매우 단순하지만 수많은 기능을 가지고 있다.

타이어의 카카스부(carcass)는 타이어에 있어 골격이 되는 중요한 부분으로 타이어 코드지로 된 포층 전체를 카카스라고 하는데, 타이어 내부의 공기압 및 하중, 충격에 견디는 역할을 한다.

타이어의 사이드부는 타이어의 측면부로서, 숄더부와 비드부 사이에 해당하는 부분으로 카카스를 보호하고 유연한 굴신 운동을 함으로써 승차감을 향상시키는 역할을 하는데, 이 부분에는 타이어의 종류, 규격, 구조, 패턴, 제조회사, 상표명 등 여러가지 문자가 표시되어 있다.

이와 같이 타이어의 사이드부는 구조에 막대한 영향을 주는 카카스 코드(carcass cord)를 보호하는 목적과 함께 타이어의 디자인에 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.

종래의 타이어는 타이어의 외관 향상을 위하여 사이드부에 백테를 삽입시켜 타이어를 제조하여 왔으나, 사이드부의 한쪽에만 백테를 삽입하여 사용하기 때문에 차량색상과 유사한 색상을 사용할 수 없어 타이어 외관의 디자인 효과가 거의 없는 실정이다.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에서 발명된 것으로서, 공기입 타이어의 사이드부에 색상이 있는 고무스트립을 적용하여, 공기입 타이어의 외관을 향상시킬 수 있는 공기입 타이어의 성형 방법 및 이에 따른 공기입 타이어를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 노면에 접촉될 수 있는 트레드; 휠의 림에 계합될 수 있게 제공되는 비드; 상기 트레드와 상기 비드를 연결하는 사이드월; 및, 공기입 타이어의 폭방향에 있어서, 상기 트레드의 양단에 배치되는 제1 색상고무스트립을 포함하는 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 색상고무스트립으로부터 상기 공기입 타이어의 반경 방향으로 소정 거리 이격되어 상기 사이드월에 배치된 제2 색상고무스트립을 더 포함할 수 있다.

또한, 타이어의 원재료를 배합하는 정련 공정; 상기 정련공정 후의 배합된 고무를 트레드 반제품 및 사이드월 반제품을 포함하는 반제품으로 제조하는 압연 및 압출 공정; 상기 압연 및 압출 공정 후의 반제품을 일정한 크기로 자르는 재단 공정; 상기 재단 공정 후의 반제품을 정해진 크기로 성형하는 성형 공정; 상기 성형 공정으로 만들어진 성형 제품에 열과 압력을 가하여 탄성을 부여하는 가류 공정을 포함하고, 상기 성형 공정은 상기 트레드 반제품의 단부에 상기 제1 색상고무스트립을 부착하고, 사이드월 반제품이 상기 제1 색상고무스트립을 덮도록 성형하는 공정을 포함하고, 상기 가류 공정 이후에, 상기 제1 색상고무스트립은 적어도 일부의 상기 사이드월 반제품을 제거함으로써 외부에 노출될 수 있는 공정을 더 포함하는 공기입 타이어 제조 방법이 제공될 수 있다.

상기 고무는 사이드월 고무를 포함하고, 상기 압연 및 압출 공정은 사이드월 고무에 상기 제2 색상고무스트립을 추가하는 공정을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 색상고무스트립과 상기 제2 색상고무스트립은 서로 상이한 색을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 공기입 타이어의 트레드 및 사이드월에 색상을 적용하여 외관 디자인을 한층 더 업그레이드 시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 있어서, 공기입 타이어의 반제품이 적층된 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 공기입 타이어의 단면도이다.
도 3 및 4는 TOS(tread over side) 방식의 성형 공정을 적용하기 위해 색상고무스트립을 추가하는 일례를 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어 및 이에 대한 제조 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(10)는 공기 수용부를 형성하기 위한 이너라이너(1), 노면에 접하는 트레드(2), 트레드(2)의 거동을 최소화하여 내마모성을 높이고 타이어 중앙부의 급격한 변형을 막기 위해 적어도 하나 이상의 층을 포함하는 벨트(3), 트레드(2)를 중심으로 타이어의 폭 방향을 따라 양측으로 제공되고 타이어 측면을 보호하는 사이드 월(7), 트레드부(2)의 내측에 구비되어 공기입 타이어의 형태유지에 기여하는 카카스(4), 공기입 타이어를 림에 고정하기 위한 강성을 제공하는 비드(6) 및 비드(6)의 상측에 마련되는 에이펙스(5)를 포함할 수 있다.

트레드(2)의 내주면에는 적어도 한 층 이상의 벨트(3)가 구비될 수 있다. 벨트(3)는 공기입 타이어(10)의 골격 역할을 하는 카카스(4)와 트레드(2) 사이에 구비될 수 있다.

벨트(3)은 특수한 코드지로 구비되어 외부의 충격을 완화시킬 수 있으며, 트레드(2)에서 발생한 크랙이나 외상이 카카스(4)에 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다.

벨트(3)의 내주면에는 카카스(4)가 구비될 수 있다. 카카스(4)는 공기입 타이어(10)의 골격을 형성하기 위해 구비되며, 금속이나 합성섬유 등을 사용하여 제작될 수 있다. 다시 말해, 카카스(4)은 공기입 타이어(10) 내부의 코드(cord)층을 가리키는 것으로 하중을 지지하고 충격을 흡수하는 역할을 하기 때문에 굴신운동에 대한 내피로성에 강한 재질로 구비될 수 있다.

카카스(4)의 내주면에는 이너라이너(1)가 구비될 수 있다. 이너라이너(1)는 공기입 타이어(10) 내부에 채워진 공기의 압력을 유지하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 이너라이너(1)는 공기 밀폐성이 우수한 고무층으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 이너라이너(1)는 밀도가 높은 부틸 고무 등으로 구비될 수 있다.

비드(6)는 하나 이상의 와이어, 코드, 코어 등을 포함할 수 있다. 비드(6)는 공기입 타이어(10)를 림에 장착시키는 역할을 하며, 원형의 링 형상을 가질 수 있다.

에이펙스는 비드(6)의 상측에 마련되어 비드의 흐트러짐을 최소화 할 수 있도록 비드가 받은 충격을 완화시키는 역할을 한다.

사이드월(7)은 트레드(2)와 비드(6)를 접속한다. 사이드월(7)은 트레드부(2)가 노면으로부터 받는 충격을 탄성 변형하여, 충격을 흡수하며, 공기입 타이어(10)의 굴신 운동의 저항성이나 내구성, 주행 안정성을 확보하는 역할을 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(10)는 공기입 타이어(10)의 폭방향에 있어서, 트레드(2)의 양단에 배치되는 제1 색상고무스트립(8) 및 제1 색상고무스트립(8)으로부터 공기입 타이어(10)의 반경 방향으로 소정 거리 이격되어 사이드월(7)에 배치된 제2 색상고무스트립(9)을 더 포함할 수 있다.

제1 색상고무스트립(8)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기입 타이어의 원주방향에서 보았을 때 그 단면 형상이 대략 삼각형 형상으로, 트레드(2)의 본체에 접촉하는 제1 면(8-1), 외부로 노출되는 제2 면(8-2), 및 사이드월(7)과 접하는 제3 면(8-3)으로 형성될 수 있다.

제1 면(8-1)은 트레드(2)와 사이드월(7)의 내측면의 경계선을 따라 연속될 수 있다. 제2 면(8-2)은 이에 접하는 사이드월(7)의 외측면과 연속되며, 그 경계선에서 연속적인 곡면을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제2 면(8-2)와 이에 접하는 사이드월(7)은 서로 동일한 곡률을 가질 수 있다. 또한, 제2 면(8-2)은 제2 색상고무스트립(9)의 외측면과도 연속적인 곡면을 형성할 수 있다.

제3 면(8-3)의 전체 또는 일부는 사이드월(7)의 트레드 바디의 외측 표면(노면에 접촉되는 표) 측의 단부에 의해 커버될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같은 공기입 타이어를 제조하기 위한 제조 방법은 타이어의 원재료를 배합하는 정련 공정; 상기 정련공정 후의 배합된 고무를 반제품으로 제조하는 압연 및 압출 공정; 상기 압연 및 압출 공정 후의 반제품을 일정한 크기로 자르는 재단 공정; 상기 재단 공정 후의 반제품을 정해진 크기로 성형하는 성형 공정; 및 상기 성형 공정으로 만들어진 성형 제품에 열과 압력을 가하여 탄성을 부여하는 가류 공정을 포함할 수 있다.

공기입 타이어의 정련 공정, 압연 및 압출 공정, 재단 공정, 성형 공정 및 가류 공정은 일반적으로 알려진 방법이므로 각 공정에 대한 자세한 설명은 생략하고, 타이어 제조 과정에서 타이어에 색상이 추가되는 방법을 중심으로 설명한다.

먼저, 압연, 압출 및 재단 공정을 거친 반제품은, 이너라이너(inner liner)(1), 트레드(tread)(2), 벨트(belt)(3), 카카스(carcass)(4), 에이펙스(apex)(5), 비드(bead)(6), 사이드월(side wall)(7), 제1 색상고무스트립(8) 및 제2 색상고무스트립(9)을 포함할 수 있다.

압연, 압출 및 재단 공정을 거친 반제품들은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 소정의 위치에 적층될 수 있다. 부연하면, 카카스(4)의 상면에 비드(6)가 배치되고, 카카스(4)의 하면에 이너라이너(1)가 배치될 수 있다. 또한, 이너라이너(1)의 하면에 사이드월(7)이 배치되고, 벨트(3)의 상면에 트레드(2)가 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 공정은, 타이어 제조 시 타이어의 사이드월(sidewall)이 트레드(tread)의 단부를 덮는 성형 방식(이하, SOT(side over tread) 방식)을 사용한다.

부연하면, 일반적인 타이어 제조공정 상 각각의 반제품을 조합하여 완제품 타이어를 만드는 가류 공정의 전단계인 그린케이스를 성형하는 공정을 거치게 된다. 이때 타이어를 성형하는 방식은 크게 본 발명의 일실시예와 같이, 타이어의 측면의 사이드월이 트레드의 끝부분을 덮는 SOT(side over tread) 방식과, SOT방식과 반대로, 트레드의 끝 부분이 사이드월의 끝 부분을 덮는 TOS(tread over side) 방식이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 성형 공정은 SOT 방식에 따라 실행되며, 종래와 동일한 방식으로 압출된 트레드 압출물 상단에 색상고무스트립을 부착하는 공정이 추가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 성형 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 색상고무스트립(8)을 반제품으로 압출된 트레드(2)의 좌우 양단에 부착하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 사이드월(7)이 제1 색상고무스트립(8)을 얇게 덮어주는 성형 방식을 이용한다.

이후, 가류 공정을 거치고, 제1 색상고무스트립(8)은 사이드월(7)의 적어도 일부를, 예를 들어, 그라인딩(grinding)하여, 제거함으로써 외부에 노출될 수 있다.

또한, 사이드월(7)에 부착되는 제2 색상고무스트립(9)은 압출 공정시에, 사이드월 반제품용 고무에 색상고무스트립 반제품용 고무를 소정의 위치에 배치하여 함께 압출할 수 있다.

사이드월(7)에 부착되는 제2 색상고무스트립(9)의 위치는 완성된 타이어의 측면에 있어서, 색상을 표시하고자 하는 위치를 고려하여 조절될 수 있다. 도 1에서는, 사이드월(7)의 중간부분에 제2 색상고무스트립(9)이 마련되는 일례를 도시하고 있으며, 성형 공정을 마친 완성된 타이어의 경우, 도 2에 도시된 바와 같은 위치에 제2 색상고무스트립(9)이 배치되게 될 수 있다.

이와 같은 공정을 통해, 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 제1 색상고무스트립(8)이 부착되게 되며, 트레드(2)에 부착된 제1 색상고무스트립(8)과 사이드월(7)에 부착된 제2 색상고무스트립(9)을 그라인딩을 통해 노출시키면서 외관 디자인을 아름답게 설계할 수 있다.

또한, 제1 색상고무스트립과 제2 색상고무스트립은 원하는 외관 디자인에 따라, 다양한 색상을 구비할 수 있다. 이러한 제1 색상고무스트립과 제2 색상고무스트립은 트레드 바디와 사이드월부와 다른 색상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 색상고무스트립과 제2 색상고무스트립은 검은색 이외의 색상일 수 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 타이어 제조 방법의 효과에 대하여 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 성형 방식은 SOT 방식을 적용함에 따라, 트레드 압출 방식은 종래와 동일하며, 트레드 압출물 상단에 색상고무스트립만 추가하면 되므로, 공정상 적용하기가 수월하게 된다.

종래에 사용하던 사이드월 압출물에 색상고무스트립을 추가하는 방식과 함께 트레드 압출물 상단에 색상고무스트립을 부착하여 SOT 방식으로 성형하게 되면 색상고무스트립은 트레드 압출물과 사이드월 압출물에 부착되게 된다. 이렇게 성형된 그린케이스를 가류를 하게 되면 사이드월에 문자 또는 원하는 위치에 색을 구현할 수 있으며, 트레드의 숄더 데코(Shoulder deco) 위치에도 색을 구현할 수 있다. 이와 같이, 타이어의 측면을 디자인할 수 있어 소비자에게 매력적으로 보여줄 수 있다.

특히, SOT(side over tread) 방식으로 성형을 할 수 있어 종래의 방식으로는 적용을 하기 어려운 트레드 데코 부분에 색을 적용하여 외관 디자인을 한층 더 업그레이드 시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 달리, TOS 방식의 성형 방식의 경우, 트레드에 색상고무스트립을 부착하고자 할 경우에는, 압출된 트레드의 표면에 색상고무스트립을 부착해야 하므로, 공정상 어려움이 따른다. 또한, TOS 방식의 성형 방식의 경우, 트레드 압출물의 표면에 색상고무스트립을 부착하지 않고, 트레드를 압출할 때 색상고무스트립을 포함하여 압출하는 방식을 고려할 수 있다. 그러나, 이 경우에도, 도 3에 도시된 바와 같이, 캡트레드(Cap Tread) (21), 하부트레드(Under Tread)(23), 윙스트립(Wing Strip)(22)을 동시에 압출하는 종래의 공정을, 도 4에 도시된 바와 같이, 캡트레드(Cap Tread) (21), 하부트레드(Under Tread)(23), 윙스트립(Wing Strip)(22) 뿐만 아니라 색상고무스트립(24)을 포함한 4종류의 고무를 동시 압출하는 공정으로 변경해야 하기에 때문에 공정상 어려움이 있다.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1: 이너라이너(inner liner)
2: 트레드(tread)
3: 벨트(belt)
4: 카카스(carcass)
5: 에이펙스(apex)
6: 비드(bead)
7: 사이드월(side wall)
8: 제1 색상고무스트립
8-1: 제1 면
8-2: 제2 면
8-3: 제3 면
9: 제2 색상고무스트립
10: 공기입 타이어

Claims

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노면에 접촉될 수 있는 트레드부, 휠의 림에 계합될 수 있게 제공되는 비드부, 상기 트레드부와 상기 비드부를 연결하는 사이드월부를 포함하고, 상기 트레드부는 타이어의 폭방향 양단에 제 1 색상고무스트립을 포함하고, 상기 사이드월부는 상기 제 1 색상고무스트립에서 타이어의 반경 방향으로 소정 거리 이격된 위치에 배치된 제 2 색상고무스트립을 포함하는 공기입 타이어를 제조하기 위한 공기입 타이어 제조 방법에 있어서,
타이어의 원재료를 배합하는 정련 공정;
상기 정련공정 후의 배합된 고무를 트레드 반제품 및 사이드월 반제품을 포함하는 반제품으로 제조하는 압연 및 압출 공정;
상기 압연 및 압출 공정 후의 반제품을 일정한 크기로 자르는 재단 공정;
상기 재단 공정 후의 반제품을 정해진 크기로 성형하는 성형 공정; 및
상기 성형 공정으로 만들어진 성형 제품에 열과 압력을 가하여 탄성을 부여하는 가류 공정을 포함하고,
상기 성형 공정은 상기 트레드 반제품의 단부에 상기 제1 색상고무스트립을 부착하고, 사이드월 반제품이 상기 제1 색상고무스트립을 덮도록 성형하는 공정을 포함하고,
상기 가류 공정 이후에, 상기 제1 색상고무스트립은 적어도 일부의 상기 사이드월 반제품을 제거함으로써 외부에 노출될 수 있는 공정을 더 포함하는
공기입 타이어 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 고무는 사이드월 고무를 포함하고,
상기 압연 및 압출 공정은 사이드월 고무에 상기 제2 색상고무스트립을 추가하는 공정을 더 포함하는
공기입 타이어 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 색상고무스트립과 상기 제2 색상고무스트립은 서로 상이한 색을 가지는
공기입 타이어 제조 방법.