타이어는 왜 검은색일까?

 

 

타이어는 자동차나 바이크 등의 바퀴를 둘러싸고 있는 고무이다.

타이어는 땅에 맞닿는 유일한 부품으로 굉장히 중요한 부품 중 하나이다.

공기압 차이로 사고나 날 수도 있고 승차감이나 안정성에도 큰 영향을 미친다. 

 

 

고무 타이어의 역사

 

초기 바퀴는 나무나 쇠로 만들었는데 1848년 스코틀랜드의 발명가 "로버트 W. 톰슨"이 쇠바퀴에 고무를 붙여 만든 것이 최초이다.

그 이후 지금과 같은 튜브형식으로 된 타이어는 1888년 "존 보이드 던롭"이 맨 처음 만들었다. 그러나 자동차에 사용한 것이 아닌 자전거 바퀴에 사용했다.

존 보이드 던롭은 아들이 자전거 경주 우승을 위해 타이어에 물을 넣었고 이후 공기를 넣어 만들었다. 그리고 이 타이어로 아들은 진짜로 우승했다.

 

자동차용으로 완성한 사람은 "앙드레 미슐랭"으로 바퀴에 교체할 수 있는 튜브형 고무 타이어를 만들었다.

1895년 자동차 경주에서 처음으로 이 타이어를 사용했다. 수십 차례 펑크가 났지만 통고무 타이어보다 뛰어난 승차감(충격을 흡수하는 역할)과 성능(통고무 타이어보다 가볍고 접지력이 좋아짐)을 발휘했다.

 

1903년 미국의 화학자 "찰스 굿이어" 가황고무 제조법을 발견해 타이어를 한층 더 발전시켰다.

1905년 타이어 내부에 강철을 사용해 강도를 향상한 타이어가 만들어졌고

1931년 미국 듀퐁사가 합성 고무의 공업화에 성공시켜 큰 발전으로 이어졌다.

1941년 레이온 코드가 개발되어 내구성을 높였다.

레이온 소재 : 목재펄프로 부터 만들어지며 열을 견디는 성질이 매우 뛰어난 소재

 

1949년에는 튜브를 사용하지 않고 타이어에 직접 공기를 넣는 튜브리스 타이어가 개발되었다.

이후 나일론 코드의 사용으로 발전했고

1958년 레디얼 타이어가 개발되었다.

 

 

타이어 소재

 

일반적으로 고무에 카본을 섞어 만든다. 어떤 재료를 어떻게 배합하느냐에 따라 단단함의 정도, 온도에 따른 변형, 유연성 등 여러 가지 형태의 성질이 변한다. 2000년대 이후에는 실리카와 대부분 팜유인 실물성 오일이다. 실리카는 우천 시 접지력을 높이면서 회전 저항을 줄임으로써 연비를 향상시키고 식물성 오일은 저온에서 타이어의 유연성을 유지하는 등의 역할을 한다.

타이어는 쓰임새나 종류에 따라 다른데 트레드뿐만 아니라 소재의 차이도 굉장히 크다.

 

 

타이어는 왜 검은색일까?

 

타이어는 합성 고무와 천연고무가 주원료인데 고무는 특성이 말랑하고 마찰에 의해서 쉽게 마모된다. 그래서 고무로만 타이어를 만들게 되면 자동차 운행 중 땅과의 마찰로 생기는 열기와 압력에 의해 쉽게 마모되고 파손되기 쉽다.

이런 부분들을 보완하고자 카본블랙(Carbon black)이라는 재료를 넣어 만든다.

카본블랙 : 석유나 천연가스, 타르를 불완전 연소시켜 만든 그을음을 가공하여 만든 검은색의 미세한 탄소분말이다.
페인트나 물감, 잉크 등 다양한 곳에 검은색을 내기 위해 염료로도 사용된다.

 

카본블랙은 고무와 결합을 하게 되면 화학반응을 일으키며 내열성, 강성, 마모성 등이 좋아지게 된다.

 

1910년 굿리치(BFGoodrich)라는 타이어 업체에서 고무에 카본블랙을 첨가해 강도와 내구성이 좋아지는 것을 발견한 이후 타이어의 핵심 첨가물이 되었다.