KR20040017151A

KR20040017151A - 대형규격 타이어 공정 중 몰드의 고온가류시 가류매체공급방법

Info

Publication number: KR20040017151A
Application number: KR1020020049287A
Authority: KR
Inventors: 김병호
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-02-26

Abstract

본 발명은 대형규격 타이어 공정 중 몰드의 고온가류시 가류매체 공급방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 금형온도(외부온도)를 적용 가능하면서 또한 최소 부위의 적정 가류온도를 유지할 수 있도록 고온수의 공급방식을 변경, 즉 가류매체 공급조건 및 그 방식을 명시하는 대형규격 타이어 공정 중 몰드의 고온가류시 가류매체 공급방법에 관한 것이다.

본 발명은 3단계로 나누어진다. 제 1단계는 압력이 15~25kg/cm²이고, 온도가 200~235℃인 스팀을 가류시작후 전체가류시간의 5 ~ 15%동안 제공이 되며, 제 2단계는 압력이 20~30kg/cm²이고, 온도가 150~200℃이 되도록 서로 다른 두 고온수 1과 2를 혼합하여 상기 제 1단계가 완료된 후 전체가류시간의 30~50%동안 제공되며, 압력이 20~30kg/cm²이고, 온도가 100~180℃인 고온수 1을 상기 제2단계가 완료된 후 전체가류시간의 35 ~ 65%동안 공급됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 고온의 가류외온을 적용함으로써 가류시간이 단축되며, 고온의 가류외온을 적용하면서도 고온수의 공급방식을 변경함으로써 최소 부위의 적정한계온도를 유지토록 함으로써 최상의 품질을 유지되며, 또한 가류시간 단축을 통한 생산성 향상 및 제조원가 절감의 효과를 가져온다.

Description

대형규격 타이어 공정 중 몰드의 고온가류시 가류매체 공급방법 {Provision system for curing meduum, on curing at high temperature in tire production process}

현재 대부분의 타이어 제조회사에서 적용하고 있는 타이어 가류기는 기계식(Mechanical)과 유압식(Hydraulic)이 있으며, 현재 몰드 내부(블래더 안)로 공급되는 열원매체로는 일반적으로 스팀(Steam), 질소가스(N₂gas), 고온수(Hot water) 등을 복합적으로 사용하고 있다. 즉, 증기 + 질소가스 또는 증기 + 고온수 방식을 이용하는 것이 타이어 공장의 일반적인 내부 열원 공급 방식이며, 특히 증기는 고온의 내부매체로 적용되며 가류시간 결정의 가류 이론이며, 상기와 같은 내용으로 출원되었던 미국공개특허(US 3943922:1976, 저압--고압, US3489833: 1970, 14KG, 7KG 언급, US 3579626: 1971, 초기 스팀 후반 질소 가스, 고온스 언급)들이 있다.

상기와 같이 타이어 가류시, 도1에 도시된 바와 같이 가류시간을 단축하는 방법으로는 블래다(10) 내부로 들어가는 내부매체의 공급조건을 변경하거나, 가류 블래더(10)의 게이지(두께)를 변경하는 방법 또는 블래더의 열전도도를 향상시키는방법 및 가류 금형(40)의 외부 온도를 상승시키는 방법이 있다. 미설명부호 20은 그린타이어이며 30은 챔버이다.

특히 가류 외온(금형온도)을 상승 시키는 방법에 있어서, 가류시간이 30분 미만인 작은 규격에서는 5℃ 상승시 약 0.5 ~ 1.0분을, 가류시간이 30분 이상인 규격에서는 1.0 ~ 3.0분의 가류시간을 단축할 수 있음은 일반적인 사실이다. 즉, 가류외온의 상승은 타이어 트래드 매쓰(Tire tread Mass)의 가류속도를 향상시킴으로써 전체적인 가류시간을 단축한다는 원리이다. 그러나 가류시간을 결정할 때는 '타이어 최소부위(가장 품질에 밀접한 부위)의 가류중 온도를 어떻게 설정하느냐'가 중요하며, 이러한 이유로 가류외온을 단독으로 조절할 수 없다.

일반적으로 타이어 가류공정에서의 고온수 가류 방식은 초기에 고온을 공급하기 위한 저압의 증기를 후반부에 냉각 및 내구성 향상을 위한 고압의 고온수를 사용하게 된다. 또한 후반부에는 공급되는 고압/저온의 고온수는 내구성을 향상시키는 역할을 하게 되는데 초기 고온의 증기와 후반부의 저온의 고온수가 만나게 되면 두 매체간의 상호 온도차이에 의해 응축수가 발생하여 블래다의 하부에 쌓이게 되며 이 결과 열전도도 개선 효과가 감소하게 된다. 또한 내부열원의 공급속도도 줄어드는 문제점이 발생한다.

또한 가류시간은 벨트부위의 가류중 최고 도달온도를 벨트의 성능에 맞도록 적정 한계온도를 설정하여 그 온도가 넘어서지 않도록 공급매체의 조건을 설정하고 있다. 그러나 고온의 가류외온을 적용하게 되면 타이어 내의 벨트층은 외온과 내온의 중간에 위치하게 되어 외온을 상승할수록 내온을 낮추어야 한다는 문제점이 발생하였다.

이에 본 발명은 고온의 가류외온을 적용시 언급된 문제점을 해결하기 위하여 제1단계(초기)에서는 가류속도를 향상할 수 있도록 저압/고온의 증기를, 제2단계(중간부)에서는 고온수의 전열효과 상승 및 응축수 제거를 위한 압력차를 이용한 순환방식을, 제 3단계(후반부)에서는 벨트부위의 온도상승을 적정온도 이하로 조절할 수 있도록, 즉 비순환식 고온수(공급 후 배출시까지 냉각 역할)를 공급하는 3단계 온도 조절 매체공급방식을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 타이어 가류용 몰드 및 몰드 내 안착된 타이어의 구조를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 내부매체 공급 개략도를 나타낸 도면.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

10 : 블래더 20 : 타이어

30 : 챔버 40 : 몰드

100 : 고온수 1 200 : 고온수 2

300 : 스팀(증기) 400 : 조절밸브

500 : 가류 금형 내부 600 : 회수장치

본 발명은 고온의 금형온도(외부온도)를 적용 가능하면서 또한 최소 부위의 적정 가류온도를 유지할 수 있도록 고온수의 공급방식을 변경, 즉 가류매체 공급조건 및 그 방식을 명시하여 가류시간을 단축하는데 그 특징이 있다.

상기 최소 부위의 의 적정 가류온도는 본사(금호타이어)타이어 내부의 Steel belt edge층에 접하는 고무의 한계온도로 규정하며, 가장 바람직하게는 140 ~ 160℃이다.

이를 도 2 및 표 1을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 내부매체의 공급 개략도이며, 표 1은 내부 가류온도를 3 단계로 설계한 고온가류용 가류 단계를 보여주고 있다. 도 2 및 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 대형규격 타이어 공정의 가류매체 공급은 3단계로 나누어진다. 제 1단계는 압력이 15~25kg/cm²이고, 온도가 200~235℃인 스팀을 가류시작후 전체가류시간의 5 ~ 15%동안 제공이 되며, 제 2단계는 압력이 20~30kg/cm²이고, 온도가 150~200℃이 되도록 서로 다른 두 고온수 1과 2를 혼합하여 상기 제 1단계가 완료된 후 전체가류시간의 30~50%동안 제공되며, 압력이 20~30kg/cm²이고, 온도가 100~180℃인 고온수 1을 상기 제2단계가 완료된 후 전체가류시간의 35 ~ 65%동안 공급됨을 특징으로 한다.

상기 가류기 내부에 공급되는 매체들은 조절밸브에 의해 조절이 된다. 즉, 제 1단계에서는 가류속도를 향상시키기 위해 가류시작후 전체 가류 시간 중 5 ~ 15% 동안 저압(15~25kg/cm²)이면서 고온(200~235℃)의 스팀(steam)만이 제공되며, 제 2단계는 압력이 고압(20~30kg/cm²)이고, 온도가 중온(150~200℃)이 되도록 서로 다른 두 고온수 1과 고온수 2를 혼합하여 상기 제 1단계가 완료된 후 전체가류시간의 30~50%동안 제공되며, 압력이 고압(20~30kg/cm²)이고, 온도가 저온(100~180℃)인 고온수 1을 상기 제2단계가 완료된 후 전체가류시간의 35 ~ 65%동안 공급된다.

상기 제 3단계에서 고압이면서 저온인 매체, 즉 고온수 2를 공급한 이유는 내구성을 향상시키고자 하는데 있다.

또한 제 2단계에서는 압력차가 있는 두 고온수를 제공하는 이유는 전열효과 상승 및 응축수 제거를 위한 것이다. 즉, 2종류의 고온수의 압력차에 의해 차가운 응축수가 밖으로 배출되고 항상 순수한 오리지널(original) 고온수의 공급온도를 유지하도록 하는 것이다.

상기 고온수 1은 고온수 2와의 압력차가 2 ~ 5kg/cm²를 갖도록 하며 가류 외온은 항상 140 ~ 165℃ 유지된다.

표 1. 내부 매체 공급 조건(단계)

가류 단계	공급 압력	공급 온도	할당 시간	공급 매체	가류 외온
제 1단계	저압 :15 ~ 25kg/cm²	고온 :200 ~ 235℃	5 ~ 15% 가류시각	증기	140 ~165℃
제 2단계	고압 :20 ~ 30kg/cm²	중온 :150 ~ 200℃	30 ~ 50% 가류시각	고온수 1 +고온수 2
제 3단계	고압 :20 ~ 30kg/cm²	저온 :100 ~ 180℃	35 ~ 65% 가류시각	고온수 1

Claims

대형규격 타이어 공정 중 몰드의 고온가류시 가류매체 공급방법에 있어서,

내부매체 공급은 압력이 15~25kg/cm²이고, 온도가 200~235℃인 스팀을 가류시작후 전체가류시간의 5 ~ 15%동안 제공되는 단계;

압력이 20~30kg/cm²이고, 온도가 150~200℃이 되도록 서로 다른 두 고온수 1과 2를 혼합하여 상기 제 1단계가 완료된 후 전체가류시간의 30~50%동안 제공되는 단계; 압력이 20~30kg/cm²이고, 온도가 100~180℃인 고온수 1을 상기 제 2단계가 완료된 후 전체 가류시간의 35 ~ 65%동안 공급되는 단계를 포함하며, 외류가온이 140 ~ 165℃임을 특징으로 하는 대형규격 타이어 공정 중 몰드의 고온가류시 가류매체 공급방법.
제1항에 있어서,

고온수 1는 고온수 2와의 압력차가 2 ~ 5kg/cm²임을 특징으로 하는 대형규격 타이어 공정 중 몰드의 고온가류시 가류매체 공급방법.