KR102591246B1 - 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형 - Google Patents

히팅 시스템을 구비한 타이어 금형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어 가류시 트레드부의 특정영역에 서로 다른 가류 온도 조건을 부여할 수 있는 타이어 금형에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 타이어 가류시 트레드부에 원주방향으로 서로 다른 가류 온도 조건을 부여하여 가류시 트레드 각 위치 별 컴파운드 물성을 다양하게 조절할 수 있음에 따라 타이어의 사용용도 및 환경에 따라 적절한 타이어를 생산할 수 있는 효과가 있다.

Description

히팅 시스템을 구비한 타이어 금형{TIRE MOLD WIHT HEATING SYSTEM}
본 발명은 타이어 가류시 트레드부의 특정영역에 서로 다른 가류 온도 조건을 부여할 수 있는 타이어 금형에 관한 것이다.
일반적으로 타이어는 여러 가지 고무 및 약품을 첨가하여 혼합시킨 고무를 압출, 압연공정 등을 통해 반제품화 한 후, 성형공정에서 각종 반제품을 접착하여 완성된 모양의 그린타이어를 형성한다.
그리고, 성형공정에서 완성된 그린타이어를 타이어 가류 금형에 넣어 내/외측에서 열과 압력증기를 가하는 가류공정을 거쳐 완성되는바, 이러한 그린타이어의 가류 목적은 고무로된 유연한 그린타이어를 열과 압력을 가해 유황과 다른 화학약품이 고무와 반응을 일으키게 하고, 이와 같은 화학반응에 의해 고무분자는 안정된 화합물이 되면서 탄성을 얻게 되고 가류몰드에 의해 타이어의 독특한 트레드 디자인을 얻기 위함이다.
여기서, 가류공정에서 사용되는 통상적인 가류기는 상측 사이드 몰드와 열원을 공급하는 상측 플레이트, 하측사이드 몰드와 열원을 공급하는 하측 플레이트, 타이어 트레드 디자인을 제공하는 트레드 몰드와 열원을 공급하는 센터 메커니즘으로 구성되어 있다.
즉, 타이어는 고무, 카본블랙, 유황 및 기타 첨가물을 혼합하여 압출시킨 배합고무를 코드나 비드와이어 등에 토핑(topping)하는 압연 공정 및 재단공정과 여러 가지 반제품을 조합하는 성형공정을 거쳐 그린케이스라고 하는 생타이어가 제조되고, 이어서 이 생타이어를 몰드(Mold)에 넣고 일정시간 동안 열과 압력을 가하면 배합되어 있던 고무와 유황이 반응하여 고무 분자간에 강력하고 견고한 결합이 일어나 탄성 및 인장강도가 증대되고 약품 및 온도에 대한 내성을 가진 타이어로 완성된다.
최근 타이어 산업에서 성능 향상을 위한 각 타이어 성능 개발에 박차를 가하고 있으며, 특히 타이어 상품 가치의 극대화를 위한 외관 향상에도 큰 관심이 모아지면서 이에 대한 해결책으로 몰드 표면 처리 기술이 급속도로 관심 받고 있다.
한편, 트레드-사이드월 가류 온도를 별도로 컨트롤 가능한 방식을 적용하여 각 부위의 최적화된 물성을 갖도록 금형 설계가 이루어져 있기 때문에 가류시 트레드부에 서로 다른 가류 온도 조건을 부여하여 가류시 트레드 각 위치 별 컴파운드 물성을 다양하게 조절할 수 없다는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제10-2017-0134870호(등록일 : 2017. 12. 07)
이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 타이어 가류시 트레드부에 원주방향으로 서로 다른 가류 온도 조건을 부여하여 가류시 트레드 각 위치 별 컴파운드 물성을 다양하게 조절할 수 있음에 따라 타이어의 사용용도 및 환경에 따라 적절한 타이어를 생산할 수 있는 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형을 제공한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예는, 지지플레이트에 이동가능하게 결합되어 타이어의 반경방향으로 확장 및 축소되는 섹터; 상기 섹터에 지지되어 상기 섹터를 따라 반경방향으로 확장 및 축소되어 트레드에 밀착되는 복수의 트레드몰드; 상기 트레드몰드에 결합되며 가류시 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도 조건을 부여하여 각 위치별 컴파운드 물성을 조절할 수 있도록 구성되는 히팅부; 상기 히팅부가 상기 트레드의 특정영역에 다른 온도 조건을 부여할 수 있도록 상기 히팅부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 타이어 가류시 트레드부에 원주방향으로 서로 다른 가류 온도 조건을 부여하여 가류시 트레드 각 위치 별 컴파운드 물성을 다양하게 조절할 수 있음에 따라 타이어의 사용용도 및 환경에 따라 적절한 타이어를 생산할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 일실시예에 의한 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형의 트레드몰드 및 히팅부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 트레드몰드 및 히팅부를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 트레드몰드 및 히팅부를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시에들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형을 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 일실시예에 의한 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형의 트레드몰드 및 히팅부를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 트레드몰드 및 히팅부를 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 트레드몰드 및 히팅부를 나타낸 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형(10)은, 지지플레이트(미도시)에 이동가능하게 결합되어 타이어(20)의 반경방향으로 확장 및 축소되는 섹터(100); 섹터(100)에 지지되어 섹터(100)를 따라 반경방향으로 확장 및 축소되어 트레드에 밀착되는 복수의 트레드몰드(200); 트레드몰드(200)에 결합되며 가류시 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도 조건을 부여하여 각 위치별 컴파운드 물성을 조절할 수 있도록 구성되는 히팅부(300); 및 히팅부(300)가 트레드에 서로 다른 온도 조건을 부여할 수 있도록 히팅부(300)를 제어하는 제어부(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형(10)의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 지지플레이트(미도시)는 타이어를 기준으로 양측에 구비되어 섹터(100) 및 트레드몰드(200)를 이동가능하도록 지지한다.
이어서, 섹터(100)는 다수개가 지지플레이트(미도시)에 이동가능하게 결합되어 타이어(20)의 반경방향으로 확장 및 축소된다.
즉, 섹터(100)는 타이어를 기준으로 양측에 구비된 지지플레이트(미도시)에 타이어의 반경방향으로 이동가능하게 결합되어, 트레드몰드(200)가 타이어(20)를 압착할 수 있도록 트레드몰드(200)와 함께 타이어(20)의 반경방향으로 확대 및 축소된다.
이어서, 트레드몰드(200)는 다수개가 섹터(100)에 지지되며 섹터(100)를 따라 반경방향으로 확장 및 축소되어 트레드에 밀착된다.
다수의 트레드몰드(200)는 가류시 타이어(20)의 트레드와 밀착되며, 밀착시 트레드를 둘러싸도록 각각이 원호형으로 형성된다.
이러한 트레드몰드(200)는 타이어(20)의 트레드 외주면 전체를 감싸도록 다수개가 타이어(20)의 원주방향으로 배치되며, 가류시 다수개가 섹터(100)와 함께 타이어(20)의 반경방향으로 이동되어 타이어(20)와 밀착된다.
또한, 트레드몰드(200)는 타이어(20)의 트레드와 밀착되는 내주면에 트레드를 형성하기 위한 다양한 패턴(210)이 형성된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 트레드몰드(200)의 구조를 좀더 구체적으로 설명하면, 트레드몰드(200)는 내주면에 앞서 설명한 패턴(210)이 형성되고 내측에 길이방향으로 후술할 히팅부(300)가 삽입되는 몰드결합부(220)가 관통형성된다.
계속해서, 히팅부(300)는 트레드몰드(200)에 결합되며 가류시 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도 조건을 부여하여 각 위치별 컴파운드 물성을 조절할 수 있도록 구성된다.
이러한 히팅부(300)는 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도 조건을 부여할 수 있도록 제어부(400)에 의해 제어된다.
이러한 히팅부(300)의 구조를 좀더 구체적으로 설명하면, 히팅부(300)는 어느 하나의 트레드몰드(200a)에 결합되어 제어부(400)에 의해 트레드몰드(200a)로 제1온도조건을 부여하는 제1히팅부(310), 어느 하나의 트레드몰드(200a)와 원주방향으로 서로 교번 배치되는 다른 하나의 트레드몰드(200b)에 결합되어 제어부(400)에 의해 트레드몰드(200b)로 제1온도조건과 서로 다른 제2온도조건을 부여하는 제2히팅부(320), 다른 하나의 트레드몰드(200b)와 원주방향으로 서로 교번 배치되는 또 다른 하나의 트레드몰드(200c)에 결합되어 제어부(400)에 의해 트레드몰드(200c)로 제1,2온도조건과 서로 다른 제3온도조건을 부여하는 제3히팅부(330)를 포함한다.
이처럼 본 발명의 일실시예에 의하면, 각각의 트레드몰드(200a,200b,200c)에 서로 다른 온도조건을 부여하는 제1히팅부(310), 제2히팅부(320) 및 제3히팅부(330)가 타이어(20)의 원주방향으로 교번 배치됨에 따라, 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도조건을 부여하여 각 위치별 컴파운드 물성을 조절할함으로써, 피치 크기 차이로 발생하는 이상 마모 및 과마모를 미연에 방지할 수 있다.
계속해서, 제어부(400)는 히팅부(300)가 트레드에 서로 다른 온도 조건을 부여할 수 있도록, 입력값에 따라 히팅부(300)를 제어한다.
이러한 제어부(400)의 구조를 좀더 구체적으로 설명하면, 제어부(400)는 제1히팅부(310)에 연결되어 제1히팅부(310)가 트레드몰드(200a)에 제1온도조건을 부여할 수 있도록 제1히팅부(310)를 제어하는 제1제어부(410), 제2히팅부(320)에 연결되어 제2히팅부(320)가 트레드몰드(200b)에 제2온도조건을 부여할 수 있도록 제2히팅부(320)를 제어하는 제2제어부(420) 및 제3히팅부(330)에 연결되어 제3히팅부(330)가 트레드몰드(200c)에 제3온도조건을 부여할 수 있도록 제3히팅부(330)를 제어하는 제3제어부(430)를 포함한다.
이처럼 본 발명의 일실시예에 의하면, 각각의 트레드몰드(200a,200b,200c)에 서로 다른 온도조건을 부여할 수 있도록 제1히팅부(310), 제2히팅부(320) 및 제3히팅부(330)를 제어하는 제1제어부(410), 제2제어부(420) 및 제3제어부(430)가 구비됨에 따라, 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도조건을 부여하여 각 위치별 컴파운드 물성을 조절할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 트레드몰드(500) 및 히팅부(600)를 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 히팅부(600)는 트레드몰드(500)의 외측에 결합되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 히팅부(600)는 자력을 통해 트레드몰드(500)와 결합되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명의 다른 실시예에 의한 트레드몰드(500)의 구조를 구체적으로 설명하면, 트레드몰드(500)는, 내주면에 트레드를 형성하기 위한 패턴(510)이 형성되며 섹터(100)를 따라 반경방향으로 확장 및 축소되어 트레드에 밀착되는 몰드본체(520) 및 몰드본체(520)의 외주면에 결합되며 히팅부(600)와 자력을 통해 결합되는 몰드마그넷(530)을 포함한다.
계속해서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 히팅부(600)의 구조를 구체적으로 설명하면, 히팅부(600)는, 트레몰드(500)에 기설정된 온도를 부여하는 히팅본체(610); 및 히팅본체(610)의 외측에 결합되어 트레드몰드(500)와 자력을 통해 결합되는 히팅마그넷(620);을 포함한다.
히팅본체(610)는 외주면이 섹터(100)와 결합되어 섹터를 따라 반경방향으로 확장 및 축소될 수 있도록 구성된다.
이러한 히팅본체(610)는 몰드본체(520)가 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도 조건을 부여할 수 있도록, 각각의 몰드본체(520)에 서로 다른 온도조건을 부여한다.
그리고, 히팅마그넷(620)은 히팅본체(610)의 내주면에 결합되어 자력을 통해 몰드본체(520)와 결합된다.
좀더 구체적으로, 히팅마그넷(620)은 히팅본체(610)의 내주면에 결합되어 자력을 통해 몰드마그넷(530)과 결합된다.
여기서, 히팅마그넷(620)과 몰드마그넷(530)은 자력을 통해 결합될 수 있도록 서로 다른 자성을 가질 수 있다.
이처럼 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 트레드몰드(500)에 어느 하나의 자성을 갖는 몰드마그넷(530)이 구비되고, 히팅부(600)에 다른 하나의 자성을 갖는 히팅마그넷(620)이 구비되어 트레드몰드(500)와 히팅부(600)가 자력을 통해 결합됨에 따라, 필요에 따라 트레드몰드(500)와 히팅부(600)를 용이하게 탈부착 할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 트레드몰드(700)와, 히팅부(800)를 나타낸 도면이다.
이러한 트레드몰드(700)와 히팅부(800)의 구조를 좀더 구체적으로 설명하면, 먼저, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 트레드몰드(700)는, 내주면에 타이어(20)의 트레드를 형성하기 위한 패턴(710)이 형성되고, 외주면에 히팅부(800)와 결합되는 돌기(720)가 트레드몰드(700)의 폭방향(W)으로 돌출형성된다.
여기서, 돌기(720)는 히팅부(800)와 결합시 히팅부(800)와 경방향으로 분리되지 않도록, 어느 한쪽 측면 또는 양측면에 상향 경사지게 형성되는 경사면(721)이 형성된다.
도면들에서는 돌기(720)의 양측면에 경사면(721)이 형성된 예를 도시하였다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 히팅부(800)는, 홈, 돌기 구조로 트레드몰드(700)와 결합된다.
이러한 히팅부(800)의 구조를 좀더 구체적으로 설명하면, 히팅부(800)는 외주면이 섹터(100)와 결합되고, 내주면에 트레드몰드(700)와 결합되는 홈(810)이 폭방향(W)으로 함몰형성된다.
좀더 구체적으로, 홈(810)은 트레드몰드(700)에 돌출형성된 돌기(720)와 결합된다.
여기서, 홈(810)은 돌기(720)와 결합시 트레드몰드(700)와 경방향으로 분리되지 않도록, 어느 한쪽 측면 또는 양측면에 상향 경사지게 형성되는 테이퍼면(811)이 형성되는데, 도면들에서는 홈(810)의 양측에 테이퍼면(811)이 형성된 예를 도시하였다.
여기서, 테이퍼면(811)은 돌기(720)가 홈(810)에 삽입되는 경우 경사면(721)과 밀착된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 히팅부(800)는 돌기(720)가 홈(810)에 폭방향(W)으로 삽입되는 경우, 홈(810)으로부터 돌기(720)가 폭방향(W) 일측으로 이탈되지 않도록 홈(810)의 일측에 돌출형성되는 스토퍼(820)를 더 포함한다.
이처럼 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 돌기(720), 홈(810)을 통해 트레드몰드(700)를 히팅부(800)에 용이하게 결합할 수 있으며, 결합시 경사면(721) 및 테이퍼면(811)에 의해 트레드몰드(700)와 히팅부(800)가 경방향으로 의도치않게 분리되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 트레드몰드(700)를 히팅부(600)에 결합하는 경우 돌기(720)가 스토퍼(820)에 걸림됨으로써 트레드몰드(700)가 히팅부(800)로부터 폭방향(W) 일측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 트레드몰드(700)와 히팅부(800)를 신속하고 간편하게 조립 및 분리할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예들에 의하면, 타이어(20) 가류시 트레드에 원주방향으로 서로 다른 가류 온도 조건을 부여하여 가류시 트레드 각 위치 별 컴파운드 물성을 다양하게 조절할 수 있음에 따라 타이어(20)의 사용용도 및 환경에 따라 적절한 타이어를 생산할 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시에에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며 , 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형
20 : 타이어
100 : 섹터
200 : 트레드몰드
210 : 패턴
220 : 몰드결합부
300 : 히팅부
310 : 제1히팅부
320 : 제2히팅부
330 : 제3히팅부
400 : 제어부
410 : 제1제어부
420 : 제2제어부
430 : 제3제어부
500 : 트레드몰드
510 : 패턴
520 : 몰드본체
530 : 몰드마그넷
600 : 히팅부
610 : 히팅본체
620 : 히팅마그넷
700 : 트레드몰드
710 : 패턴
720 : 돌기
721 : 경사면
800 : 히팅부
810 : 홈
811 : 테이퍼면
820 : 스토퍼

Claims (5)

  1. 지지플레이트에 이동가능하게 결합되어 타이어의 반경방향으로 확장 및 축소되는 섹터;
    상기 섹터에 지지되어 상기 섹터를 따라 반경방향으로 확장 및 축소되어 트레드에 밀착되는 복수의 트레드몰드;
    상기 트레드몰드에 결합되며 가류시 트레드에 원주방향으로 서로 다른 온도 조건을 부여하여 각 위치별 컴파운드 물성을 조절할 수 있도록 구성되는 히팅부; 및
    상기 히팅부가 상기 트레드에 서로 다른 온도 조건을 부여할 수 있도록 상기 히팅부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 히팅부는, 홈, 돌기 구조로 상기 트레드몰드와 결합되되,
    상기 트레드몰드는,
    외주면에 상기 히팅부와 결합되며 어느 한쪽면 또는 양측면에 상향 경사지게 형성되는 경사면이 형성된 돌기가 폭방향으로 돌출형성되고,
    상기 히팅부는,
    내주면에 상기 돌기와 결합되되 상기 돌기와 결합시 상기 트레드몰드와 경방향으로 분리되지 않도록 어느 한쪽면 또는 양측면에 상향 경사지게 형성되어 상기 경사면과 밀착되는 테이퍼면이 형성된 홈과,
    상기 홈으로부터 상기 돌기가 폭방향 일측으로 이탈되지 않도록 상기 홈의 일측에 돌출형성되는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히팅부는 상기 트레드몰드의 외측에 결합되는 것을 특징으로 하는 히팅 시스템을 구비한 타이어 금형.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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