KR200358342Y1 - 사출성형프레스에서의타이어의가류블래더제조용몰드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사출성형 프레스에서의 타이어의 가류블래더 제조용 몰드에 관한 것으로, 몰드의 엔드코어(22)에는 고무뱅크부(32)가 형성되고 분사노즐(16)로부터 엔드코어 분사구멍(23)까지는 고무유동 유도관(31)이 형성되어서, 분사노즐(16)로부터 사출된 고무의 유동이 개선되어 몰드의 수명을 향상시키며, 상하몰드와 코어 몰드 사이의 공간을 신속하게 채우게 되어 기포자국 및 유동흔적의 생성을 억제하고, 궁극적으로 우수한 블래더의 제조에 의해서 타이어의 외관불량을 감소시키는 효과가 있게 된다.

Description

사출성형 프레스에서의 타이어의 가류블래더 제조용 몰드

본 고안은 사출성형 프레스를 사용하여 타이어를 가류할 때 사용되는 블래더를 제조하기 위해 사용되는 몰드의 구조에 관한 것으로, 특히 분사노즐로부터 고무가 사출될 때 몰드의 엔드코어에 유도관을 형성하고 엔드코어 노즐의 각도와 구멍 직경을 변경시켜서, 고무의 유동성을 향상시키며, 블래더 및 타이어의 제조불량을 감소시키고, 블래더의 수명을 향상시키는 사출성형 프레스에서의 타이어의 가류블래더 제조용 몰드에 관한 것이다.

타이어는 고무와, 카본블랙, 유황 및, 기타 고무용 약품을 혼합한 배합고무를 압출하거나, 이 배합고무를 코드, 비드와이어 등에 토핑(Topping)하는 압연공정을 거쳐 재단된 여러 가지 반제품을 조합하는 성형공정 후, 그린케이스라고 하는 생타이어가 얻어진다. 이 생타이어를 가류기내의 몰드에 넣고 열과 압력을 가하여 일정시간 동안 가류하면 타이어로 완성되는데, 상기 그린케이스의 내부에서 몰드쪽으로 압력을 가할 때, 가압매체의 누출을 막고 가압매체가 그린케이스와 직접 접촉되지 않도록 하기 위해서, 블래더를 통해 가압 및 가열을 하게 된다.

이 블래더의 소재로는 부틸고무라고 하는 이소부틸렌-이소프렌고무나, 그 말단을 할로겐화시킨 폴리머에 카본블랙, 레진, 산화아연, 가공유 등을 배합한 배합고무가 사용된다.

이러한 배합고무를 사용하여 블래더를 완성하기 위해서 과거에는, 배합고무를 압출하여 재단한 후 도우넛 형태로 성형한 다음, 이를 압축프레스에 설치된 상하몰드의 분할면에 넣고, 아래몰드가 상승할 때의 압력으로 상하몰드와 코어몰드 사이의 공간에 고무가 채워지면서 일정시간 동안 가열 및 가압함으로써 블래더를 제조하는 압축성형법이 사용되었으나, 이 방법은 많은 공정이 필요하게 되고, 상하로 분리된 채로 몰드의 각 부분이 작동하게 됨으로써 블래더 각 부분의 치수편차가 커지게 되어, 블래더의 정밀도가 떨어져 타이어의 균일성이 저하되는 문제점이 있었다.

근래에는, 상하부 사이 및 코어몰드를 가압하여 고정한 후 몰드의 상부에서 고무를 고압으로 강제주입시키는 사출성형법을 사용하고 있다.

그러나, 압축성형법과는 달리 이 사출성형법으로 블래더를 가류할 때에는 "기포자국"이라는 불량한 형상이 많이 생성되는 한편, 블래더의 종방향으로는 "유동흔적"이라는 줄무늬가 발생하는 경우가 많으며, 이들은 블래더를 사용함에 따라 성장하여 블래더의 수명을 저하시키고, 타이어 내면의 외관에도 영향을 미치게 되는문제점이 있다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로, 사출성형 프레스를 사용하여 블래더를 제조하기 위해 사용되는 몰드가 엔드코어에는 고무뱅크부와, 분사노즐로부터 엔드코어 분사구멍까지는 고무유동 유도관이 형성된 구조로 이루어져서, 높은 치수정밀도를 유지하고 몰드의 수명을 향상시키며, 분사노즐로부터 사출된 고무가 유동에 장애를 일으키지 않고, 상하몰드와 코어몰드 사이의 공간을 신속하게 채움으로써 고무유동이 개선되어 기포자국 및 유동흔적의 생성을 억제하면서 불량한 블래더의 제조를 감소시키는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 사출성형 프레스의 헤드부의 단면도이고,

도 2는 사출성형 프레스용 몰드의 단면도,

도 3은 도 2의 부분확대도,

도 4a는 사출성형할 때 생기는 기포자국 및 유동흔적의 원인에 대한 설명도,

도 4b는 사출성형할 때 생기는 유동흔적의 형상을 나타낸 절개사시도,

도 5는 본 고안에 따른 몰드의 제 1실시예의 평면도,

도 6은 도 5의 A-A'선 단면도,

도 7은 본 고안에 따른 몰드의 제 1실시예로서, 도 5의 B-B'선 단면도 및 부분확대도,

도 8은 본 고안에 따른 몰드의 제 2실시예로서, 도 7에 상응하는 단면도,

도 9는 종래 몰드로서, 도 7에 상응하는 단면도이다.

16 : 분사노즐 22 : 엔드코어

23 : 엔드코어 분사구멍 24 : 엔드코어와 코어몰드 사이의 틈새

25 : 코어몰드 30 : 상하몰드와 코어몰드 사이의 공간

31 : 고무유동 유도관 32 : 고무뱅크부

33 : 굴곡부 40 : 유동흔적

41 : 공동부 42 : 계면접합점

a : 엔드코어 분사구멍의 하부타원의 장축길이

b : 엔드코어 분사구멍의 상부직경

d : 엔드코어 분사구멍의 각도

h : 고무유동 유도관의 높이

w : 고무유동 유도관의 폭

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 몰드의 엔드코어에는 고무뱅크부가 형성되고 분사노즐로부터 엔드코어 분사구멍까지는 고무유동 유도관이 형성되어 있는데, 구체적으로 상기 분사구멍의 각도는 20°초과에서 45°미만이고, 엔드코어 분사구멍 하부타원의 장축길이는 이 분사구멍 상부직경의 2배 이상에서 5배이하, 엔드코어 분사구멍의 상부직경은 2mm 이상에서 5mm 이하, 엔드코어의 고무유동 유도관은 폭과 높이가 각각 2mm 이상에서 5mm 이하로 이루어져 있다.

이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 고안의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하는 바, 모든 도면에서 기능적으로 동일한 부분들에 동일한 참조부호를 부여한다.

도 1은 사출성형 프레스의 헤드부의 단면도를 도시하는 바, 이 헤드부는 압출부(10)와 사출부(17)를 구비하는데, 이는 호퍼(11)와, 스크류 온도제어부(12), 스크류(13), 첵밸브(14), 온도센서(15), 분사노즐(16), 실린더(18),스트로우크(19) 및, 사출온도제어부(20)로 이루어져 있으며, 도 2와 도 3은 사출성형 프레스용 몰드의 단면도와 부분확대도인데, 이 몰드는 몰드접합부(21)와, 엔드코어(22), 엔드코어 분사구멍(23), 코어몰드(25), 엔드코어와 코어몰드 사이의 틈새(24), 코어몰드의 스팀챔버(26), 위몰드(27), 아래몰드(28), 상하몰드의 스팀챔버(29), 상하몰드와 코어몰드 사이의 공간(30)으로 이루어져 있다.

이상과 같이 구성된 이들의 작용에 대해 설명하자면, 먼저 상기 스크류(13)가 회전함에 따라 일정한 양의 배합고무가 호퍼(11)를 거쳐 스크류 온도제어부(12)를 통과한 후, 소정의 온도로 첵밸브(14)를 지나 스트로우크(19)에 채워지면서 실린더(18)를 후진시켜 스트로우크(19)에 고무가 완전히 채워지면, 스크류(13)의 회전이 정지된다. 분사시작의 신호에 의해 첵밸브(14)가 차단되면서 실린더(18)가 전진하면, 스트로우크(19)내의 고무는 사출온도제어부(20)를 거쳐 분사노즐(16)을 통과하고, 이 분사노즐(16)에 결합된 몰드접합부(21)에 의해 지지된 채로 엔드코어와 코어몰드 사이의 틈새(24)를 통과하여 엔드코어 분사구멍(23)을 거쳐서, 상하몰드와 코어몰드 사이의 공간(30)으로 주입되어 블래더로 형성된다.

한편, 도 4a와 도 4b는 각각 사출성형할 때 생기는 기포자국 및 유동흔적의 원인에 대한 설명도와 이 유동흔적의 형상을 나타낸 절개사시도이다. 비오엠(BOM: Bag-O-Matic) 블래더의 경우에는, 도 9에 도시된 종래 몰드의 단면도에서와 같이, 분사노즐(16)을 통과한 고무가 얇은(1 ~ 2mm) 엔드코어와 코어몰드 사이의 틈새(24)를 통과하여 다시 좁은 엔드코어 분사구멍(23)을 통과해야 하는데, 고무유동에 장애가 발생하게 되며, 특히 엔드코어 분사구멍(23)의 방향이 수직으로 되어있어 고무유동이 굴곡부(13)에 의해 심한 장애를 받는다. 또, 각 부분들을 통과할 때 마찰 열이 발생하여 각 엔드코어 분사구멍(23)으로부터 사출된 고무들 사이의 계면에 유동흔적(40)이 생기게 된다.

또한, 측면방향으로의 유동흔적(40)의 생성은 엔드코어 분사구멍(23)에서의 단위시간 당 고무토출량이 적게 되어 몰드에 공동(空洞)부(41)가 형성되고, 각각의 엔드코어 분사구멍(23)에서 토출된 고무는 몰드내에서 압력이 가해지지 않은 상태로 유동이 진행되어서, 각 구멍에서 사출된 고무간에 계면이 형성됨과 더불어 계면접합점(42)에 상기 공동부(41)의 공기가 혼입되어 기포자국을 형성하게 된다.

이들을 해결하기 위해서는 엔드코어와 코어몰드 사이의 틈새(24)를 크게 확장시키면 되는데, 이러한 경우에 코어몰드(25)와 엔드코어(22)에 흔들림이 발생하여 블래더의 정밀도가 저하되고 몰드가 조기에 손상될 우려가 있다.

본 고안에 따른 몰드의 제 1실시예가 도 5 내지 도 7에 도시되어 있는 바, 도 5는 이의 평면도이고, 도 6은 도 5의 A-A'선 단면도이며, 도 7은 도 5의 B-B'선 단면도 및 부분확대도이다. 몰드의 엔드코어(22)에는 고무뱅크부(32)가 형성되고 분사노즐(16)로부터 엔드코어 분사구멍(23)까지는 고무유동 유도관(31)이 형성된 구조로 이루어져 있는데, 특히 도 7에 도시된 몰드의 부분확대도를 참조하면, 엔드코어 분사구멍(23)의 각도(d)를 20°초과에서 45°미만으로 하고, 엔드코어 분사구멍(23)의 하부타원의 장축길이(a)를 이 엔드코어 분사구멍(23)의 상부직경(b)의 2배 이상 및 틈새(24)의 높이(h)보다 크게 해야 하며, 엔드코어 분사구멍(23)의 상부직경(b)은 2mm 이상에서 5mm 이하로, 엔드코아(22)의 고무유동 유도관(31)은폭(w)과 높이(h)가 각각 2mm 이상에서 5mm 이하로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조로 하면, 분사노즐(16)을 통과한 고무는 상기 고무뱅크부(32)를 채우면서 고무 유동 유도관(31)을 따라 엔드코어 분사구멍(23)으로 유동하게 되는데, 마찰에 의한 고무유동의 장애가 크게 감소되어 상하몰드와 코어몰드 사이의 공간(30)을 신속하게 채우게 되고, 이에 따라 기포자국 및 유동흔적(40)의 생성을 억제하게 된다.

한편, 도 8은 본 고안에 따른 몰드의 구조의 제 2실시예를 도시한 단면도로서, 전체적으로는 전술한 제 1실시예와 유사하나, 제 1실시예에서의 고무뱅크부(32)가 완만하게 경사지면서 고무유동 유도관(31)과 이어지도록 형성되어서, 각 부분들은 한층 더 마찰에 의한 고무유동의 장애를 감소시키게 되고, 몰드의 수명을 향상시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 분사노즐로부터 사출된 고무의 유동이 개선되어 몰드의 수명을 향상시키며, 상하몰드와 코어몰드 사이의 공간을 신속하게 채우게 되어 기포자국 및 유동흔적의 생성을 억제하고, 높은 치수정밀도를 유지하는 우수한 블래더를 제조하면서 이의 수명을 향상시키게 되는 한편, 궁극적으로 블래더에 의한 타이어의 외관불량을 감소시키는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 몰드의 엔드코어(22)에는 고무뱅크부(32)가 형성되고 분사노즐(16)로부터 엔드코어 분사구멍(23)까지는 고무유동 유도관(31)이 형성되되, 상기 엔드코어 분사구멍(23)의 각도(d)는 20°초과에서 45°미만이고, 엔드코어 분사구멍(23)의 하부타원의 장축길이(a)는 이 엔드코어 분사구멍(23)의 상부직경(b)의 2배 이상에서 5배 이하, 엔드코어 분사구멍(23)의 상부직경(b)은 2mm 이상에서 5mm 이하 및, 상기 엔드코어(22)의 고무유동 유도관(31)은 폭(w)과 높이(h)가 각각 2mm 이상에서 5mm 이하로 되어 있는 사출성형 프레스에서의 타이어의 가류블래더 제조용 몰드.