KR102343891B1

KR102343891B1 - 타이어 반제품 제조용 압출 장치

Info

Publication number: KR102343891B1
Application number: KR1020210059503A
Authority: KR
Inventors: 이영진
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2021-12-29
Anticipated expiration: 2041-05-07

Abstract

본 발명은 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 관한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치는 복수 개의 층으로 이루어지는 타이어 반제품을 제조하기 위한 압출 장치로서, 상기 타이어 반제품의 층수보다 많은 복수 개의 원료 공급로를 구비하는 압출기 및 상기 압출기로부터 원료를 공급받아 소정의 형상으로 압출하는 압출 금형을 포함하고, 상기 압출 금형은 상기 압출기의 출구 측에 인접하게 배치되며, 상기 복수 개의 원료 공급로와 각각 대응되도록 상기 복수 개의 원료 공급로와 동일한 개수의 헤드 채널을 구비하는 헤드부 및 상기 헤드부의 일측에 배치되며, 상기 헤드부에서 압출되는 원료를 적층하는 프리포머부를 포함한다.

Description

타이어 반제품 제조용 압출 장치{EXTRUSION APPARATUS FOR MANUFACTURING TIRE SEMI PRODUCT}

본 발명은 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 압출 금형의 형상을 변경하여 전체 설비를 변경하지 않고도 생산성을 높일 수 있는 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 관한 발명이다.

정련 공정을 거친 원재료는 압출 공정을 거치면서 트레드 또는 사이드월 형태의 반제품이 된다. 압출 공정은 트레드나 사이드월의 형상에 대응되도록 미리 제조된 압출 금형(extrusion mold)을 이용해 원재료를 압출시켜, 소정의 폭과 게이지(gauge)를 갖는 반제품으로 제조한다.

한편 압출 공정에 이용되는 압출기(extruder)는 제조하고자 하는 반제품에 포함되는 고무의 종류 또는 층수에 따라 duplex(2층), triplex(3층), quadruplex(4층) 및 quintuplex(5층) 등으로 나뉠 수 있다. 압출기는 고무 수량에 대응되는 원료 공급로를 구비하며, 작업자는 각각의 원료 공급로를 통해 고무를 투입하여 반제품 압출을 실시한다.

압출 공정의 생산 능력은 이와 같은 압출기의 성능(압력, 온도 및 속도)에 따라 결정되는데, 한번 도입된 압출기를 교체하는 것은 비용과 시간이 많이 들기 때문에 설비를 증설하지 않고 압출 생산 능력을 높일 수 있는 방안이 요구된다.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.

일본 등록특허공보 제5412175호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로 압출 설비를 증설하지 않고도, 압출기에서 사용하지 않는 스크루를 이용할 수 있도록 압출 금형의 형상을 변경하여 생산 능력을 향상시킬 수 있는 타이어 반제품 제조용 압출 장치 및 이를 이용하는 타이어 반제품 제조방법을 제공한다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치는 복수 개의 층으로 이루어지는 타이어 반제품을 제조하기 위한 압출 장치로서, 상기 타이어 반제품의 층수보다 많은 복수 개의 원료 공급로를 구비하는 압출기 및 상기 압출기로부터 원료를 공급받아 소정의 형상으로 압출하는 압출 금형을 포함하고, 상기 압출 금형은 상기 압출기의 출구 측에 인접하게 배치되며, 상기 복수 개의 원료 공급로와 각각 대응되도록 상기 복수 개의 원료 공급로와 동일한 개수의 헤드 채널을 구비하는 헤드부 및 상기 헤드부의 일측에 배치되며, 상기 헤드부에서 압출되는 원료를 적층하는 프리포머부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 헤드부는 제1 고무를 압출하며, 하나 이상의 제1 헤드 압출구를 구비하는 제1 헤드 채널, 제2 고무를 압출하며, 상기 제1 헤드 채널의 아래에 배치되고, 하나 이상의 제2 헤드 압출구를 구비하는 제2 헤드 채널 및 제3 고무를 압출하며, 상기 제2 헤드 채널의 아래에 배치되고, 하나 이상의 제3 헤드 압출구를 구비하는 제3 헤드 채널을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 프리포머부는 상기 제3 헤드 채널에서 배출되는 제3 고무 상에 상기 제1 헤드 채널에서 배출되는 제1 고무 및 상기 제2 헤드 채널에서 배출되는 제2 고무를 하나의 층으로 적층할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 제1 헤드 채널은 서로 이격하여 배치되어 상기 제1 헤드 압출구를 구획하는 한 쌍의 제1 압출 가이드를 포함하고, 상기 제1 헤드 압출구의 폭은 상기 제2 헤드 압출구의 폭보다 좁을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 한 쌍의 제1 압출 가이드는 상기 압출기에서 배출되는 제1 고무가 유입되고, 상기 제1 헤드 압출구를 향해 제1 각도로 연장되는 제1 가이드면 및 상기 제1 가이드면의 일단에서 상기 제1 헤드 압출구를 향해 상기 제1 각도보다 작은 제2 각도로 연장되며, 일단부가 서로 이격하여 상기 제1 헤드 압출구를 구획하는 제2 가이드면을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 제1 고무 및 상기 제2 고무는 서로 동일한 종류의 고무이고, 상기 제1 헤드 압출구의 총 단면적은 상기 제2 헤드 압출구의 총 단면적보다 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 프리포머부는 상기 제1 헤드 채널에서 압출되는 제1 고무가 유입되는 제1 유입구, 상기 제2 헤드 채널에서 압출되는 제2 고무가 유입되는 복수 개의 제2 유입구, 상기 제3 헤드 채널에서 압출되는 제3 고무가 유입되는 제3 유입구 및 상기 제1 유입구, 상기 제2 유입구 및 상기 제3 유입구가 합류하여, 상기 제1 고무, 상기 제2 고무 및 상기 제3 고무를 하나의 형상으로 압출하는 프리포머 압출구를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 복수 개의 제2 유입구는 스플리터에 의해 서로 이격하여 한 쌍 배치되고, 상기 제1 유입구는 하방으로 경사져 연장되며, 상기 한 쌍의 제2 유입구의 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 프리포머부의 일측에 배치되며, 상기 프리포머부에서 압출되는 원료를 소정의 형상으로 재차 압출하는 최종 압출부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치에 있어서 상기 압출기는 상기 원료로서 트레드 쿠션 고무를 공급하는 1개의 원료 공급로와 캡 트레드 고무를 공급하는 2개의 원료 공급로를 구비하는 3중(triplex) 압출기이고, 상기 타이어 반제품은 이루어지는 트레드 쿠션 고무와 상기 트레드 쿠션 고무 위에 배치되는 캡 트레드 고무로 이루어져 2개의 층을 형성할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 트레드 반제품 제조용 압출 장치는 압출기를 교체하거나 압출기의 구조를 변경하지 않고도, 압출 금형을 변경하여 반제품의 압출 성능을 개선할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 트레드 반제품 제조용 압출 장치는 제조하고자 하는 반제품을 형성하는 고무의 종류 또는 층수가 압출기의 원료 공급로에 비해 적은 경우, 사용하지 않는 압출기의 원료 공급로를 이용할 수 있어 반제품의 압출 성능을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1의 A를 확대한 단면을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드부를 나타낸다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 헤드 채널을 나타낸다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리포머부를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 제조용 압출 장치(1; 이하 '압출 장치'라고도 함)를 나타내고, 도 2는 도 1의 A를 확대한 단면을 나타내고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드부(100)를 나타내고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 헤드 채널(110)을 나타내고, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리포머부(200)를 나타낸다.

보다 구체적으로 도 2는 도 1의 A 영역에 대한 원료의 이동 방향 단면을 나타내고, 도 4는 헤드부(100)를 정면에서 바라본 상태를 나타낸다. 또한 도 5 및 도 6은 각각 제1 헤드 채널(110)을 상면과 정면에서 바라본 상태를 나타내며, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면을 나타낸다. 또한 도 8 및 도 9는 각각 프리포머부(200)를 정면과 배면에서 바라본 상태를 나타내고, 도 10은 도 8의 Ⅹ에 따른 단면을 나타낸다.

도 1 내지 도 10을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 장치(1)는 타이어 반제품(tire semi product, 이하 '반제품(S)'라고도 함)을 제조하기 위한 장치이다. 여기서 반제품(S)은 트레드(tread)나 사이드월(sidewall)의 반제품으로서 성형 드럼에 부착하여 가류 공정을 진행하기 전 상태의 제품을 의미한다.

일 실시예로 반제품(S)은 트레드 반제품으로서 서로 다른 종류의 고무가 복수 개의 층으로 적층되어 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 반제품(S)은 한 개의 층으로 이루어진 트레드 쿠션(tread cushion) 고무 위에 캡 트레드(cap tread) 고무가 한 층 적층되어, 2개의 층으로 이루어질 수 있다.

다만 반제품(S)을 구성하는 고무의 층수 또는 적용 부위는 특별히 한정하지 않는다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 반제품(S)은 2개의 서로 다른 종류의 고무로 이루어진 트레드 반제품인 경우를 중심으로 설명한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 압출 장치(1)는 압출기(10), 압출 금형(20) 및 컨베이어(30)를 포함할 수 있다.

압출기(10)는 외부에서 반제품(S)의 원료를 공급받아 압출 금형(20)으로 전달할 수 있다. 이를 위해 압출기(10)는 하나 이상의 호퍼(hopper; 2) 및 하나 이상의 원료 공급로(3)를 구비할 수 있다. 예를 들어 각각의 호퍼(2)로 공급된 반제품(S)의 원료는 스크류(screw) 등을 통해 원료 공급로(3)를 따라 압출 금형(20)을 향해 이동한다.

여기서 원료는 반제품(S)의 원료로서 다양한 종류의 고무 또는 기타 화합물일 수 있다.

일 실시예로 압출기(10)는 복수 개의 호퍼(2) 및 이와 동일한 개수로 구비되는 복수 개의 원료 공급로(3)를 구비할 수 있다. 예를 들어 원료 공급로(3)의 개수는 반제품(S)의 층수보다 많은 수일 수 있다. 즉 반제품(S)이 서로 다른 고무가 2층으로 적층되어 형성될 경우, 원료 공급로(3)의 개수는 3개 이상일 수 있다. 보다 구체적으로 압출기(10)는 서로 다른 3종류의 고무를 압출할 수 있는 3중(triplex) 압출기로서, 3개의 호퍼(2) 및 그에 대응되는 3개의 원료 공급로(3)를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 반제품 압출 장치(1)는 이와 같이 반제품(S)을 구성하는 고무의 종류 또는 층수가 압출기(10)의 원료 공급로(3)의 개수보다 적은 경우에도, 압출기(10)의 원료 공급로(3)를 모두 가동함으로써 반제품(S) 생산 능력을 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

압출 금형(20)은 압출기(10)에서 압출되는 원료를 공급받아 소정의 형상으로 압출할 수 있다. 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 압출 금형(20)은 압출기(10)의 출구(원료 공급로(3)의 출구)에서 토출되는 원료를 공급받아, 이를 적절한 형상으로 압출할 수 있다. 압출 금형(20)에서 압출되는 원료의 형상 및 크기 등은 특별히 한정하지 않으며, 제조하고자 하는 반제품(S)에 따라 적절히 선택될 수 있다. 압출 금형에 대해서는 후술한다.

컨베이어(30)는 압출 금형(20)에서 압출된 반제품(S)을 다음 공정으로 이송한다. 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 컨베이어(30)는 압출 금형(20)의 출구 측과 인접하게 배치되어, 압출된 반제품(S)을 성형 드럼에 부착하기 위한 공정으로 이송할 수 있다.

일 실시예로 컨베이어(30)의 일측에는 반제품(S)의 상태를 검사하기 위한 검사 장치 등이 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 금형(20)은 헤드부(100) 및 프리포머부(200)를 포함할 수 있다.

헤드부(100)는 압출기(10)의 출구 측에 인접하게 배치되며, 압출기(10)의 원료 공급로와 각각 대응되도록 동일한 개수의 헤드 채널을 구비할 수 있다. 헤드부(100)의 헤드 채널 개수는 특별히 한정하지 않으며, 제조하고자 하는 반제품(S)의 형상에 따라 적절히 선택될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 헤드부(100)가 3개의 헤드 채널을 구비하는 경우를 중심으로 설명한다.

예를 들어 헤드부(100)는 압출기(10)가 3개의 원료 공급로(3)를 구비하는 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이 각각의 원료 공급로와 대응되도록 제1 헤드 채널(110), 제2 헤드 채널(120) 및 제3 헤드 채널(130) 등 3개의 헤드 채널을 구비할 수 있다.

일 실시예로 제1 헤드 채널(110)은 제1 고무를 압출하며, 하나 이상의 제1 헤드 압출구(111)를 구비하고, 제2 헤드 채널(120)은 제2 고무를 압출하며, 제1 헤드 채널(110)의 아래에 배치되고, 하나 이상의 제2 헤드 압출구(121)를 구비하고, 제3 헤드 채널(130)은 제3 고무를 압출하며, 제2 헤드 채널(120)의 아래에 배치되고, 하나 이상의 제3 헤드 압출구(131)를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 헤드 채널(110) 내지 제3 헤드 채널(130)은 제2 헤드 채널(120)이 3개의 헤드 채널 중 높이 방향으로 중간에 배치되며, 제1 헤드 채널(110)은 제2 헤드 채널(120)의 위에, 제3 헤드 채널(130)은 제2 헤드 채널(120)의 아래에 배치될 수 있다.

제2 헤드 채널(120)은 일측이 압출기(10)의 출구와 연결되며, 타측이 압출 금형(20)과 연결될 수 있다. 이에 따라 압출기(10)에서 토출된 원료(예를 들어 제2 고무)가 제2 헤드 채널(120)로 유입되어 제2 헤드 압출구(121)를 통해 압출될 수 있다.

일 실시예로 제2 헤드 채널(120)은 한 쌍의 제2 압출 가이드(122)를 구비할 수 있다. 한 쌍의 제2 압출 가이드(122)는 제2 헤드 채널(120)의 저면에 서로 이격하여 배치되며, 일단이 제2 헤드 압출구(121)를 구획할 수 있다.

일 실시예로 한 쌍의 제2 압출 가이드(122)는 제2 고무의 유동 단면적이 제2 헤드 압출구(121)를 향해 점차 넓어지도록 제2 헤드 압출구(121)를 향해 점차 벌어지도록 배치될 수 있다.

도 3에는 제2 헤드 채널(120)의 형상만을 나타냈으나, 제3 헤드 채널(130)도 제2 헤드 채널(120)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다. 예를 들어 제3 헤드 채널(130)도 일측이 압출기(10)의 출구와 연결되며 타측이 압출 금형(20)과 연결될 수 있다. 또한 압출기(10)에서 토출된 원료(예를 들어 제3 고무)가 제3 헤드 채널(130)로 유입되어 제3 압출 가이드(132)가 구획하는 제3 헤드 압출구(131)를 통해 압출될 수 있다.

제1 헤드 채널(110)은 일측이 압출기(10)의 출구와 연결되며, 타측이 압출 금형(20)과 연결될 수 있다. 이에 따라 압출기(10)에서 토출된 원료(예를 들어 제1 고무)가 제1 헤드 채널(110)로 유입되어 제1 헤드 압출구(111)를 통해 압출될 수 있다.

일 실시예로 제1 고무는 제2 고무와 동일한 종류일 수 있다. 보다 구체적으로 제1 고무 및 제2 고무는 반제품(S)의 캡 트레드 고무의 원료이고, 제3 고무는 반제품(S)의 트레드 쿠션 고무의 원료일 수 있다.

일 실시예로 제1 헤드 채널(110)은 한 쌍의 제1 압출 가이드(112)를 구비할 수 있다. 한 쌍의 제1 압출 가이드(112)는 제1 헤드 채널(110)의 저면에 서로 이격하여 배치되며, 일단이 제1 헤드 압출구(111)를 구획할 수 있다.

일 실시예로 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 헤드 압출구(111)의 폭은 제2 헤드 압출구(121)의 폭보다 좁을 수 있다. 즉 원료의 이동 방향으로 제1 헤드 압출구(111)의 총 단면적은 제2 헤드 압출구(121)의 총 단면적보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제1 헤드 채널(110) 및 제2 헤드 채널(120)에서 압출되는 제1 고무 및 제2 고무가 원활히 압출되어 하나의 층을 형성할 수 있다.

일 실시예로 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 헤드 압출구(121) 및 제3 헤드 압출구(131)의 폭은 서로 동일하며, 압출 금형(20)의 폭 방향으로 동일한 위치에 배치될 수 있다. 또한 제1 헤드 압출구(111)의 폭은 제2 헤드 압출구(121)의 폭의 1/8일 수 있다.

일 실시예로 제1 헤드 압출구(111)는 폭 방향으로 제2 헤드 압출구(121) 및 제3 헤드 압출구(131)의 중심선 상에 배치될 수 있다. 즉 제1 헤드 압출구(111), 제2 헤드 압출구(121) 및 제3 헤드 압출구(131)의 폭 방향 중심은 동축으로 배치될 수 있다.

일 실시예로 제1 헤드 채널(110)은 한 쌍의 제1 압출 가이드(112)를 포함할 수 있다. 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 제1 압출 가이드(112)는 제1 헤드 채널(110)의 저면에 서로 이격하여 배치되며, 일단이 제1 헤드 압출구(111)를 구획할 수 있다.

일 실시예로 한 쌍의 제1 압출 가이드(112)는 제1 고무의 유동 단면적이 제1 헤드 압출구(111)를 향해 점차 넓어지도록 제1 헤드 압출구(111)를 향해 점차 벌어지도록 배치될 수 있다.

일 실시예로 제1 압출 가이드(112)는 제1 가이드면(112a) 및 제2 가이드면(112b)을 포함할 수 있다.

제1 가이드면(112a)은 한 쌍의 제1 압출 가이드(112)의 일측에 서로 마주 보도록 배치될 수 있다. 또한 제1 가이드면(112a)은 압출기(10)에서 배출되는 제1 고무가 유입되고, 제1 헤드 압출구(111)를 향해 제1 각도(θ1)로 연장될 수 있다.

일 실시예로 한 쌍의 제1 가이드면(112a)의 사이에는 제1 경사면(113)이 배치될 수 있다. 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 경사면(113)은 상방을 향해 소정의 각도로 기울어진 형상을 가질 수 있다.

제2 가이드면(112b)은 한 쌍의 제1 압출 가이드(112)의 타측에 서로 마주 보도록 배치될 수 있다. 또한 제2 가이드면(112b)은 제1 가이드면(112a)의 일단에서 제1 헤드 압출구(111)를 향해 제1 각도(θ1)보다 작은 제2 각도(θ2)로 연장되며, 일단부가 서로 이격하여 제1 헤드 압출구(111)를 구획할 수 있다.

일 실시예로 한 쌍의 제2 가이드면(112b)의 사이에는 제2 경사면(114)이 배치될 수 있다. 제2 경사면(114)은 하방을 향해 소정의 각도로 기울어진 형상을 가질 수 있다.

이와 같은 형상의 제1 가이드면(112a) 및 제2 가이드면(112b)을 배치함으로써 제1 고무가 소정의 형상을 갖고 병목 현상 없이 원활히 압출되도록 할 수 있다.

프리포머부(200)는 헤드부(100)의 일측에 배치되며, 헤드부(100)에서 압출되는 원료를 적층할 수 있다. 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 프리포머부(200)는 원료의 이동 방향으로 헤드부(100)의 앞에 배치되며, 제1 헤드 채널(110), 제2 헤드 채널(120) 및 제3 헤드 채널(130)에서 압출되는 제1 고무, 제2 고무 및 제3 고무를 하나의 형상으로 형성할 수 있다.

일 실시예로 프리포머부(200)는 제1 헤드 채널(110)에서 배출되는 제1 고무 및 제2 헤드 채널(120)에서 배출되는 제2 고무를 하나의 층으로 하여, 제3 헤드 채널(130)에서 배출되는 제3 고무 상에 적층할 수 있다.

일 실시예로 프리포머부(200)는 제1 유입구(210), 제2 유입구(220), 제3 유입구(230) 및 프리포머 압출구(240)를 포함할 수 있다.

제1 유입구(210)는 제1 헤드 채널(110)에서 압출되는 제1 고무가 유입될 수 있다. 예를 들어 도 2 및 도 8 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 유입구(210)는 제1 헤드 채널(110)과 대응하도록 배치되며, 하방으로 경사져 배치될 수 있다. 또한 제1 유입구(210)는 후술하는 한 쌍의 제2 유입구(220)의 사이에 배치될 수 있다.

이에 따라 제1 헤드 채널(110)에서 유입된 제1 고무는 제1 유입구(210)를 통해 하방으로 이동하며, 제2 헤드 채널(120)에서 유입되어 제2 유입구(220)를 통해 이동하는 제2 고무와 함께 후술하는 프리포머 압출구(240)에 의해 하나의 형상으로 압출될 수 있다.

제2 유입구(220)는 제2 헤드 채널(120)에서 압출되는 제2 고무가 유입될 수 있다. 예를 들어 제2 유입구(220)는 제2 헤드 채널(120)과 대응하도록 배치되며, 스플리터(250)에 의해 이격하여 한 쌍 배치될 수 있다. 여기서 스플리터(250)는 하방으로 연장되는 제1 유입구(210)의 일면으로서 제2 고무는 스플리터(250)와 접촉하면서 양 방향으로 분리되어 이동할 수 있다.

일 실시예로 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2 유입구(220)는 압출 금형(20)의 폭 방향으로 제1 유입구(210)보다 넓은 단면적을 가질 수 있다.

일 실시예로 도 10에 나타낸 바와 같이, 제2 유입구(220)는 원료의 이동 방향을 따라 단면적이 점차 넓어질 수 있다. 이에 따라 제1 유입구(210) 및 제2 유입구(220)에서 압출되는 제1 고무 및 제2 고무의 압출 속도를 적절히 제어하여, 제1 고무 및 제2 고무가 단차지거나 분할되는 일 없이 하나의 층을 이루도록 할 수 있다.

제3 유입구(230)는 제3 헤드 채널(130)에서 압출되는 제3 고무가 유입될 수 있다. 예를 들어 제3 유입구(230)는 제3 헤드 채널(130)과 대응하도록 배치되며, 상방으로 경사져 배치될 수 있다.

일 실시예로 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 제3 유입구(230)는 압출 금형(20)의 폭 방향으로 제2 유입구(220)보다 좁은 단면적을 가질 수 있다. 이에 따라 제1 유입구(210) 및 제2 유입구(220)를 통해 압출되는 제1 고무 및 제2 고무와 제3 유입구(230)를 통해 압출되는 제3 고무의 압출 속도를 적절히 제어하여, 이들이 서로 하나의 형상을 이루도록 할 수 있다.

프리포머 압출구(240)는 제1 유입구(210), 제2 유입구(220) 및 제3 유입구(230)의 선단에 배치되며, 이들이 합류하는 영역일 수 있다. 이에 따라 제1 유입구(210), 제2 유입구(220) 및 제3 유입구(230)에서 압출된 각각의 원료는 프리포머 압출구(240)를 통과하면서 하나의 형상으로 압출될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 금형(20)은 최종 압출부(300)를 더 포함할 수 있다.

최종 압출부(300)는 원료의 이동 방향으로 프리포머부(200)의 앞에 배치될 수 있다. 최종 압출부(300)는 프리포머부(200)에서 압출된 원료를 재차 압출하여, 최종적인 형상을 갖는 반제품(S)을 압출할 수 있다. 최종 압출부(300)의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 압출하고자 하는 반제품(S)의 형상에 따라 적절히 선택될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 장치(1)는 압출기(10)의 원료 공급로와 반제품(S)을 이루는 고무의 층수가 다른 경우, 새로운 압출 장치(1)를 도입하거나 압출 장치(1)의 구조를 변경하지 않고도 반제품(S) 생산 능력을 향상시킬 수 있다.

보다 구체적으로 반제품이 트레드 쿠션 고무와 캡 트레드 고무 2개의 층으로 이루어지고, 압출기가 서로 다른 종류의 고무를 배출하도록 3개의 원료 공급로를 구비하는 3중 압출기인 경우, 종래에는 압출기의 3개의 원료 공급로 중 하나의 원료 공급로를 사용하지 않고 휴지 상태로 둘 수밖에 없다. 이러한 상황에서 반제품의 생산 능력을 향상시키기 위해서는 압출기에서 고무를 압출하는 속도 또는 용량을 향상시켜야 하나, 이는 압출기 고유의 성능으로서 압출기 자체를 변경하지 않는 한 한계가 명백하다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 장치(1)는 압출기(10)의 구조를 개선하지 않고도 압출 금형(20)의 형상을 변경함으로써 압출 장치(1)의 반제품(S) 생산 능력을 향상시킬 수 있다.

보다 구체적으로 압출기(10)에 있어서 사용하지 않는 원료 공급로(3)에 대응되도록 압출 금형(20)의 형상을 변경함으로써, 보다 많은 양의 원료를 압출할 수 있다. 특히 반제품(S)이 트레드 쿠션 고무와 캡 트레드 고무로 이루어지는 경우, 일반적으로 트레드 쿠션 고무의 압출 속도 또는 압출 용량은 크게 문제되지 않으며, 캡 트레드 고무의 압출 속도 또는 압출 용량이 반제품(S)의 전체 압출 성능을 결정한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 장치(1)는 압출기(10)의 2개의 원료 공급로(3)를 이용해 캡 트레드 고무를 압출하여, 전체적인 반제품(S) 압출 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 장치(1)는 헤드부(100)에 있어서 제1 헤드 채널(110)의 제1 헤드 압출구(111)의 단면적을 제2 헤드 압출구(121)의 단면적보다 작게 형성함으로써, 제1 헤드 압출구(111) 및 제2 헤드 압출구(121)에서 압출되는 제1 고무 및 제2 고무가 서로 단차지거나 분할되지 않고 하나의 층을 형성할 수 있도록 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 장치(1)는 프리포머부(200)에 제1 제1 유입구(210)가 하방으로 경사지고, 제2 유입구(220)의 사이에 위치하도록 구성함으로써 제1 헤드 채널(110) 및 제2 헤드 채널(120)에서 압출된 제1 고무 및 제2 고무를 하나의 형상으로 용이하게 형성할 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

1: 타이어 반제품 제조용 압출 장치
10: 압출기
20: 압출 금형
100: 헤드부
200: 프리포머부
300: 최종 압출부

Claims

트레드 쿠션 고무와 상기 트레드 쿠션 고무 위에 배치되는 캡 트레드 고무로 이루어져 2개의 층을 형성하는 타이어 반제품을 제조하기 위한 압출 장치로서,
트레드 쿠션 고무가 공급되는 1개의 트레드 쿠션 고무 공급로 및 동일한 캡 트레드 고무가 공급되며 서로 구분되는 2개의 캡 트레드 고무 공급로를 구비하는 3중(triplex) 압출기; 및
상기 압출기로부터 원료를 공급받아 소정의 형상으로 압출하는 압출 금형;을 포함하고,
상기 압출 금형은 상기 압출기의 출구 측에 인접하게 배치되며, 상기 2개의 캡 트레드 고무 공급로에 각각 대응되는 제1 헤드 압출구 및 제2 헤드 압출구를 구비하는 제1 헤드 채널 및 제2 헤드 채널과 상기 트레드 쿠션 고무 공급로에 대응되는 1개의 제3 헤드 압출구를 구비하는 제3 헤드 채널을 포함하는 헤드부; 및
상기 헤드부의 일측에 배치되며, 상기 헤드부에서 압출되는 원료를 적층하는 프리포머부;를 포함하고,
상기 프리포머부는
상기 제1 헤드 채널에서 압출되는 캡 트레드 고무가 유입되는 제1 유입구;
상기 제2 헤드 채널에서 압출되는 캡 트레드 고무가 유입되며, 서로 이격하여 배치되는 2개의 제2 유입구;
상기 제3 헤드 채널에서 압출되는 트레드 쿠션 고무가 유입되는 제3 유입구; 및
상기 2개의 제2 유입구 사이에 배치되어, 상기 제2 유입구로 유입되는 캡 트레드 고무를 2개로 분할하여 배출하는 스플리터;를 포함하고,
상기 제1 유입구는 입구가 상기 제2 유입구의 입구보다 상방에 위치하고, 출구가 상기 제2 유입구의 출구와 동일한 높이에 배치되며, 하방으로 경사져 연장되며, 상기 한 쌍의 제2 유입구의 사이에 배치되고,
상기 제1 유입구로 유입된 캡 트레드 고무는 경사로를 따라 하방으로 이동하여, 상기 한 쌍의 제2 유입구 사이로 유입되어 2개로 분할된 캡 트레드 고무의 사이로 유입된 후 프리포머 압출구를 통해 1개의 층으로 압출되어 배출되는, 타이어 반제품 제조용 압출 장치.
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제1 항에 있어서,
상기 프리포머부는 상기 제3 헤드 채널에서 배출되는 트레드 쿠션 고무 상에 상기 제1 헤드 채널 및 제2 헤드 채널에서 배출되는 캡 트레드 고무를 하나의 층으로 적층하는, 타이어 반제품 제조용 압출 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 헤드 채널은 서로 이격하여 배치되어 상기 제1 헤드 압출구를 구획하는 한 쌍의 제1 압출 가이드를 포함하고,
상기 제1 헤드 압출구의 폭은 상기 제2 헤드 압출구의 폭보다 좁은, 타이어 반제품 제조용 압출 장치.
제4 항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1 압출 가이드는
상기 압출기에서 배출되는 제1 캡 트레드 고무가 유입되고, 상기 제1 헤드 압출구를 향해 제1 각도로 연장되는 제1 가이드면; 및
상기 제1 가이드면의 일단에서 상기 제1 헤드 압출구를 향해 상기 제1 각도보다 작은 제2 각도로 연장되며, 일단부가 서로 이격하여 상기 제1 헤드 압출구를 구획하는 제2 가이드면;을 포함하는, 타이어 반제품 제조용 압출 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 헤드 압출구의 총 단면적은 상기 제2 헤드 압출구의 총 단면적보다 작은, 타이어 반제품 제조용 압출 장치.
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삭제
제1 항에 있어서,
상기 프리포머부의 일측에 배치되며, 상기 프리포머부에서 압출되는 원료를 소정의 형상으로 재차 압출하는 최종 압출부를 더 포함하는, 타이어 반제품 제조용 압출 장치.
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