(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2016년09월05일
(11) 등록번호 10-1653880
(24) 등록일자 2016년08월29일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B29D 30/08 (2006.01) B29D 30/38 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2014-0158110
(22) 출원일자 2014년11월13일
심사청구일자 2014년11월13일
(65) 공개번호 10-2016-0057554
(43) 공개일자 2016년05월24일
(56) 선행기술조사문헌
KR100976580 B1*
JP2009196161 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
한국타이어 주식회사
서울특별시 강남구 테헤란로 133 (역삼동)
(72) 발명자
배성렬
대전광역시 유성구 가정로 63 108동 1501호 (신
성동,럭키하나아파트)
(74) 대리인
김학제, 문혜정
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 전은재
(54) 발명의 명칭 스틸 코드 압연물 제조장치
(57) 요 약
본 발명은 스틸 코드 압연물에 제공되는 세장 섬유(elongated fiber)가 감긴 스풀을 고정하는 하나 이상
의 스풀 핀(spool pin)들; 상기 스풀 핀들을 지탱하는 1단 이상의 지지대를 포함하는 지지수단; 상기 스풀에 감
긴 세장 섬유를 풀어서 스틸 코드 압연물의 표면에 부착시키되, 사조에 일정한 장력을 가하여 파형이 부여된 사
조를 적용하는 파형 부여 수단; 및 상기 파형 부여 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
스틸 코드 압연물 제조장치에 관한 것으로, 본 발명의 장치에 의하면 타이어 제조에 있어서 에이입 불량을 획기
적으로 감소시켜 생산성을 향상시키고 타이어의 안정성을 향상시킬 수 있다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1653880
- 1 -
명 세 서
청구범위
청구항 1
스틸 코드 압연물에 제공되는 세장 섬유(elongated fiber)가 감긴 스풀을 고정하는 하나 이상의 스풀
핀(spool pin)들;
상기 스풀 핀들을 지탱하는 1단 이상의 지지대를 포함하는 지지수단;
상기 스풀에 감긴 세장 섬유를 풀어서 스틸 코드 압연물의 표면에 부착시키되, 사조에 일정한 장력을
가하여 파형이 부여된 사조를 적용하는 파형 부여 수단;
상기 파형 부여 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 코드 압연물
제조장치.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 파형 부여 수단은
상기 스풀에 감긴 세장 섬유가 풀릴 때 세장 섬유에 장력을 가하여 파형을 부여하는 상기 스풀 핀의 개수에 대
응하는 수의 장력 홀들;
상기 장력 홀들이 고정되고, 수평 방향으로 좌우로 이동되는 세장 섬유 위치 제어 수단; 및
상기 제어 수단의 제어에 따라서 상기 세장 섬유 위치 제어 수단을 구동하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으
로 하는 스틸 코드 압연물 제조장치.
청구항 3
제1항에 있어서, 상기 스풀 핀은 17개 내지 24개인 것을 특징으로 하는 스틸 코드 압연물 제조장치.
청구항 4
제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 스틸 코드 압연물 표면에 세장 섬유가 파형 또는 지그재그형으로 적
용되도록 상기 파형 부여 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 스틸 코드 압연물 제조장치.
청구항 5
제1항에 있어서, 상기 스풀 핀들은 2단으로 구성되고, 일정한 간격의 세장 섬유의 사조를 형성하기 위
해서 상하단의 스풀 핀들이 서로 교호로 형성되는 것을 특징으로 하는 스틸 코드 압연물 제조장치.
청구항 6
제1항에 있어서, 상기 장치는 파형 세장 섬유 사이의 간격이 50 mm 내지 80 mm가 되도록 스풀 핀 사이의 간격이
조정되는 것을 특징으로 하는 스틸 코드 압연물 제조장치.
청구항 7
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발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 스틸 코드 압연물 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중하중용 타이어의 반제품 제작[0001]
에 이용되는 타이어의 반제품 내부에 공기가 잔류함으로써 발생하는 불량을 해소할 수 있는 스틸 코드 압연물
제조장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 타이어는 원재료 즉, 천연고무와 합성고무 및 화학 재료들을 혼합하여 특정 물리적 성질을[0002]
갖는 컴파운드를 만드는 정련 공정, 컴파운드를 일정한 시트 형태의 반제품으로 만드는 압출, 압연 및 /재단 공
정, 반제품들을 성형하여 그린케이스를 만드는 성형 공정, 및 그린케이스를 가류시켜 완제품 타이어를 만드는
가류 공정을 거쳐서 제조된다.
한편, 완제품 타이어의 최종 가류 전 그린케이스는 인너라이너, 바디 플라이, 비드와이어, 에이 팩스,[0003]
벨트, 사이드 고무층, 트레드 고무층 등을 포함함 다양한 반제품들을 적층 성형하여 만들어진다.
타이어를 제조하는 공정이 여러 반제품들을 결합한 후, 가류기에서 가류를 하기 때문에 각 반제품들을[0004]
결합하는 과정에서 공기가 들어갈 여지가 있고, 실제로 반제품들의 조인트 단차 부위에 수 많은 에어 포켓들이
분포하게 된다. 그린케이스 내부에 분포된 에어는 가류 과정을 거치면서 각종 에어입(入) 불량을 발생시킨다.
도 3을 참조하면, 이러한 에어입 불량은 카카스와 인너라이너 사이(10), 트레드와 벨트 사이(20), 사이드월과
카카스 사이(30), 비드부(40) 등에 자주 발생한다.
이러한 에어입 불량은 그린케이스 내부의 분포된 에어가 가류 후 불룩 튀어나오는 현상으로서, 주로 반[0005]
제품들 접합부의 단차 부위에서 발생한다. 예를 들어, 인너라이너 접합부의 단차 부위와 바디 플라이가 붙지
않고 떠 있을 경우 여기에 에어 포켓이 형성되고 이런 상태의 그린케이스를 가류하게 되면 인너 에어 불량이 발
생하게 된다. 성형 접합부 및 재단 접합부도 마찬가지로 조인트 단차 부위의 에어 포켓에 의해 에어입 불량이
발생하게 된다. 이러한 에어입 불량의 경우 주행 중 사고 발생의 위험 요소가 되며, 외관 품질에 영향을 준다.
종래의 에어입 불량을 개선하기 위한 방법으로 성형 시 스티칭 압력을 증가시키는 방법, 압출물 압출[0006]
게이지를 높이는 방법, 반제품의 끝단차를 줄이는 방법 등이 사용되어 왔다.
특히 중하중용 타이어의 경우 압출물의 게이지 및 반제품 단차가 승용차에 비해서 커서 에어입 불량이[0007]
많이 발생하고 그만큼 더 문제가 될 수 있다. 상술한 기존의 방법들은 크기가 크고 승용차용 타이어 보다 많은
반제품들이 조립되는 중하중용 타이어에서의 에어 포켓이 발생하는 것을 해소하지 못하는 한계를 갖는다.
한편, 중하중용 타이어의 에어입 불량을 해결하기 위해서 작업자가 각종 반제품을 부착할 때마다 단차 부위를
핫 나이프로로 문질러 주는 방법이 사용되기는 하나 이 또한 작업자의 건강에 위해가 되고 생산성 하락의 원인
이 되고 있다.
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[0008]
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 스틸코드 압연[0009]
물을 이용한 타이어 반제품의 제조 시에 반제품 접합 부분의 에어 포켓을 제거할 수 있는 스틸코드 압연물 제조
장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 에어입 불량이 해소되어 품질이 향상된 타이어를 제공하는 것이다. [0010]
과제의 해결 수단
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 [0011]
스틸 코드 압연물에 제공되는 세장 섬유(elongated fiber)가 감긴 스풀을 고정하는 하나 이상의 스풀 핀(spool[0012]
pin)들;
상기 스풀 핀들을 지탱하는 1단 이상의 지지대를 포함하는 지지수단;[0013]
상기 스풀에 감긴 세장 섬유를 풀어서 스틸 코드 압연물의 표면에 부착시키되, 사조에 일정한 장력을[0014]
가하여 파형이 부여된 사조를 적용하는 파형 부여 수단;
상기 파형 부여 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 코드 압연물 제조장치[0015]
에 관한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상은 본 발명의 장치에 의해서 제조되는 스틸 코드 압[0016]
연물을 포함하는 타이어로서, 상기 타이어는 트레드부, 사이드월부, 인너라이너부, 벨트부 및 비드부 가운데 하
나 이상에 상기 스틸코드 압연물이 포함되고, 이러한 스틸 코드 압연물의 표면에 파형의 세장 섬유가 포함된 것
을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어에 관한 것이다.
발명의 효과
본 발명의 스틸 코드 압연물 제조 장치에 의해서 제조되는 스틸 코드 압연물은 파형의 세장 섬유를 포[0017]
함하여, 타이어의 반제품 시트 부착 시 발생하는 접합 단차부의 들뜸에 의한 에어 포켓을 배출함으로써 완제품
타이어에서 발생하는 에어입 불량을 방지할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 장치에 의하면 세장 섬유가 카카스 또는 벨트 재단물 방향과 교차하는 점이 많이 생겨[0018]
서 성형 및 가류 공정 시 타이어 내부의 에어 입 뭉침 현상을 더욱 더 효과적으로 해소하여, 타이어 품질 개선
효과를 가져온다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스틸 코드 압연물 제조장치의 개략정면도이다.[0019]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스틸 코드 압연물 제조장치의 개략측면도이다.
도 3은 타이어의 에어입 불량을 설명하기 위한 타이어의 단면개략도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지[0020]
식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현
될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설
명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조
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부호를 붙였다.
본 발명에서 "스틸 코드 압연물"이라는 용어는 생 스틸코드의 양면에 일정 두께의 고무를 토핑시키는[0021]
압연공정에 의해서 제조되는, 고무 속에 스틸코드가 심어져 있는 형태의 구조물을 의미한다.
본 발명에서 "세장 섬유(elongated fiber)" 라는 용어는 한 개 또는 복수의 필라멘트로 구성되는 가늘[0022]
고 긴 섬유를 의미하고, 한 가닥의 섬유이거나 여러 가닥의 섬유가 연사된 것을 포함한다.
본 발명에서 "파형 부여"라는 용어는 세장 섬유에 파형의 형상을 부여하는 것을 의미하는 것으로 파형[0023]
의 형상은 정현파와 같은 곡선 형상이나 지그재그 형상과 같은 형상을 모두 포괄하는 의미이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스틸 코드 압연물 제조장치의 개략정면도이고, 도 2는 본 발명의[0024]
일 실시예에 의한 스틸 코드 압연물 제조장치의 개략측면도이다.
본 발명의 일 실시예의 스틸코드 압연물 제조 장치는 [0025]
스틸 코드 압연물에 제공되는 세장 섬유(elongated fiber)가 감긴 스풀을 고정하는 하나 이상의 스풀[0026]
핀(spool pin)들(110, 111);
상기 스풀 핀들을 지탱하는 1단 이상의 지지대를 포함하는 지지수단(120);[0027]
상기 스풀에 감긴 세장 섬유를 풀어서 스틸 코드 압연물의 표면에 부착시키되, 사조에 일정한 장력을[0028]
가하여 파형이 부여된 사조를 적용하는 파형 부여 수단(130, 140); 및 상기 파형 부여 수단을 제어하는 제어 수
단(150)을 포함한다.
본 발명의 장치에 의해서 스틸 코드 압연물의 표면에 세장 섬유를 적용할 경우에, 별도의 캘린더링 등[0029]
의 공정을 거치지 않더라도 세장 섬유가 스틸 코드 압연물의 표면에 고착된다. 본 발명의 장치에 의하면 스틸
코드 압연물이 타이어 제조 공정에 이용되는 경우에, 성형 공정에서 스티칭 이후에 완전히 배출되지 않은 공기
가 세장 섬유를 통해서 빠져 나갈 수 있게 함으로써 잔류 공기에 따른 공기입 불량을 해소할 수 있다.
상기 파형 부여 수단은 상기 스풀에 감긴 세장 섬유가 풀릴 때 세장 섬유에 장력을 가하여 파형을 부여[0030]
하는 상기 스풀 핀의 개수에 대응하는 수의 장력 홀들(130); 상기 복수의 장력 홀들(130)이 고정되고, 수평 방
향으로 좌우로 이동되는 세장 섬유 위치 제어 수단(135); 및 상기 세장 섬유 위치 제어 수단(135)을 수평 방향
으로 좌우로 구동하는 구동수단을 포함한다.
상기 파형 부여 수단은 스풀 핀들(110, 111)로부터 풀려 나오는 각각의 세장 섬유의 장력을 조절하여[0031]
파형을 부여하는 것으로서, 장력 조절 장치는 공지의 여러 수단을 채용할 수 있다. 예를 들어 세장 섬유 위치
제어 수단(135)으로서 수평 롤러를 이용해서 각각의 장력 홀들(130)의 수평 위치를 좌우로 조절할 수 있다.
이와 같이, 세장 섬유에 파형을 부여하는 것은 세장 섬유 위치 제어 수단(135)을 좌우로 진폭을 가지면[0032]
서 움직여서, “S”자 형태의 파형을 부여어하거나, 도 2에서 복수의 장력 홀들(130)과 압연롤(20) 사이에 세장
섬유를 각각을 좌우로 움직이는 가이드 홀을 부착하여 파형을 부여할 수 있다.
상기 스풀 핀들(110, 111)은 17개 내지 24개일 수 있고, 이러한 스풀 핀들(110, 111)은 2단 이상의 다[0033]
단으로 구성될 수 있다. 일정한 간격(d)의 세장 섬유의 사조를 형성하기 위해서 상하단의 스풀 핀들(110, 11
1)이 서로 교호로 엇갈리게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 장치는 파형 세장 섬유 사이의 간격이 50 mm 내지 80 mm가 되도록 스풀 핀 사이의 간격이 조정될 수[0034]
있다. 상기 세장 섬유 사이의 간격이 50 mm 미만이면 에어 분산 효과 대비 제조가 어려워 생산성에 부정적인
영향을 줄 수 있고, 반대로 80 mm를 초과하면 에어 분산 효과가 미흡할 수 있다.
상기 파형 부여 수단은 상기 제어 수단의 제어에 따라서 세장 섬유를 파형 또는 지그재그형으로 만들기[0035]
위해서 상기 세장 섬유 위치 제어 수단을 수평 방향
좌우로 움직인다. 본 발명에서 파형의 형상은 특별히 제한되지 않고, 압연물 방향과 교차점을 되도록 많이 형[0036]
성할 수 있는 형상은 모두 가능하다. 예를 들어, 파형 사이에 파형이 부여되지 않은 일자형인 부분이 중간 중
간에 포함될 수도 있다.
본 발명에서 세장 섬유로는 면 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유, 탄소 섬유, 및[0037]
유리 섬유 등이 사용될 수 있고, 식별성을 위해서 고무제품과 상이한 색(예컨대, 백색)의 섬유를 사용할 수 있
등록특허 10-1653880
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다.
본 발명의 장치의 동작을 설명하면, 세장 섬유(10)가 감긴 스풀은 지지수단(120) 상의 스풀핀(110, 111)에 걸려[0038]
있다. 세장 섬유(10)는 스풀로부터 풀려서 각각의 가닥의 세장 섬유가 각각의 장력 홀(130)을 통해서 장력이
부여된 후 압연롤(20)에 감긴 압연물(200)에 적용된다. 이렇게 제조된 스틸코드 압연물은 다른 반제품들과 결
합한 후 가류하여 각 반제품들이 결합된 타이어를 제조하게 되면, 세장 섬유에 의해서 에어가 분산되어 단면
품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 이상에서 설명한 장치에 의해서 제조되는 스틸 코드 압연물을 적용한 타이어에[0039]
관한 것이다.
본 발명의 다른 양상의 차량용 공기입 타이어는 본 발명의 장치에 의해서 제조되는 스틸 코드 압연물을[0040]
포함하는 타이어로서, 상기 타이어는 트레드부, 사이드월부, 인너라이너부, 벨트부 및 비드부 가운데 하나 이상
에 상기 스틸코드 압연물이 포함되고, 이러한 스틸 코드 압연물의 표면에 파형의 세장 섬유를 포함한다.
상기 타이어는 에어 포켓으로 인한 문제가 심각한 중하중용 타이어일 수 있다. 이러한 타이어는, 도 3[0041]
에 도시된 바와 같이, 타이어의 내주를 구성하는 인너라이너(1), 상기 인너라이너(1)의 외주면에 적층되는 카카
스(2), 상기 카카스(2)의 외주면에 적어도 1층 이상 적층되는 벨트(3), 상기 벨트 (3)의 외주면에 적층되어 상
기 벨트(3)를 고정하는 풀 캡플라이(4), 상기 풀 캡플라이(4)의 외주면에 적층되어 실질적으로 지면에 접촉하는
트레드층(5), 타이어의 양쪽 측면을 구성하는 양쪽 사이드월(6), 그리고 휠에 결합되어 타이어 내부의 공기압을
유지하는 양쪽 비드부(7) 등을 포함한다.
상기 스틸 코드 압연물은 중하중용 타이어의 에어입 불량이 가장 많이 발생되는 트레드층(5), 사이드월[0042]
(6), 비드부(7)에 적용될 수 있다.
본 발명에서 상기 세장 섬유의 직경은 0.1~0.2 mm의 범위인 것이 바람직하지만, 섬유 소재에 따라서[0043]
0.1 mm 이하이거나 0.2 mm 이상이어도 좋다.
상기 세장 섬유는 타이어 제조 과정에서 반제품 결합 시 세장 섬유의 위치를 확인하기 위하여 고무 제품과 다른[0044]
색을 갖는 세장 섬유(예컨대, 백색)를 이용할 수 있다.
상기 세장 섬유는 면 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유, 탄소 섬유, 및 유리 섬유[0045]
로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
상기 파형은 정현파 형상의 파형 또는 지그재그형으로 형성되고, 각 파형 세장 섬유 사이의 간격은 50[0046]
mm 내지 80 mm로 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명을 기재된 구체예에 의거하여 상세하게 설명하였으나, 이는 단지 설명의 목적을 위한 것으로,[0047]
본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 자명한 것이므로, 이러
한 변형 및 수정도 첨부된 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
부호의 설명
10: 세장 섬유 200: 스틸코드 압연물[0048]
110, 111: 스풀 핀 120: 지지대
130: 장력 홀 135: 세장 섬유 위치제어수단
140: 구동수단 150: 제어부
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도면
도면1
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도면2
도면3
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