고무 소재에 '카본 블랙' 첨가… 타이어 강도 10배 ↑
자동차 속도·압력 등 안전성과 직결… 내열성·내마모성·강성 등 향상 효과
자동차 속도·압력 등 안전성과 직결… 내열성·내마모성·강성 등 향상 효과
[디지털타임스 김은 기자] 일상 속에서 당연하다고 생각하며 한 번도 이유에 대해 고민해 보지 않는 것들이 있습니다. 콜라는 검다고 하던지 유리는 충격을 가하면 깨진다는 것과 같이 특정 소재와 제품 물질을 대표하는 특징에 대해 당연하게 받아들이고 있습니다.
타이어도 마찬가지입니다. 우리는 일상생활에서 다양한 용도로 차량을 사용하고 있는데 차를 이동할 수 있게 해주는 핵심적인 부품이 타이어입니다. 그렇다면 차의 디자인과 색상은 다양한데 차량에 사용하는 모든 타이어는 검은색일까요?
자동차 부품 중에서 유일하게 달리는 노면과 맞닿는 부품이 타이어입니다. 타이어는 차체의 무게를 지탱하는 것은 물론 엔진의 동력과 브레이크의 제동력을 노면에 전달해 실제 차량이 주행할 수 있도록 하는 중요한 역할을 하는 부품입니다. 핵심적인 기능을 하는 부품인 만큼 타이어에 작은 문제라도 생기면 매우 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 실제 통계에 따르면 타이어의 문제로 인한 자동차 사고 10건당 사망자 수는 1.3명으로 일반 교통사고보다 5배 이상 많습니다. 타이어 이상의 경우 일반 추돌이나 기능고장에 의한 사고보다 훨씬 충격이 크기 때문입니다. 이 때문에 안전운행을 위해선 타이어의 공기압, 마모도 등 타이어의 상태를 타이어 관련 기본 상식을 바탕으로 수시 점검하는 것이 중요합니다.
타이어가 까만 이유는 무엇일까요? 대부분 타이어는 사실상 전부 까맣다고 할 수 있습니다. 타이어는 기본적으로 고무를 소재로 하고 있습니다. 이 고무의 경우 물렁거리고 신축성이 뛰어난 특징이 있습니다. 하지만 단순히 고무만을 사용했을 땐 차체의 무게와 빠른 속도와 압력을 견뎌야 하는 견고함이 부족할 수 있습니다. 이를 보완하기 위해 카본 블랙이라는 화학첨가물을 추가합니다. 카본 블랙이란 탄소를 원료로 한 흑색염료를 의미합니다. 이 카본 블랙은 고무와 섞여 내열성, 내마모성, 강성, 내노화성 등을 향상하는 역할을 합니다. 실제 이런 카본 블랙과 고무의 만남은 강도를 약 10배 정도까지 높여주기 때문입니다. 이런 기능적인 안정성을 위해 첨가하는 카본 블랙이 결국 타이어를 까맣게 만드는 이유입니다. 카본 블랙의 함유도가 높아질수록 타이어의 강도 역시 상승해 까말수록 더 튼튼한 타이어라고 볼 수 있습니다.
타이어의 변신은 없을까요? 실제 타이어의 검은색은 몇 차례 변화의 기회를 맞이하기도 했습니다. 다양한 색상을 지닌 타이어가 출시되기도 했었습니다. 하지만 결국 위에서 말했듯 카본 블랙의 사용을 위해서라도 안정감을 선택한 다른 타이어 제조업체가 모두 까만 타이어를 만들면서 사실상 까만 타이어가 시장을 점령했습니다. 대신 카레이싱에서 드래프트를 통해 발생하는 연기에 착안해 감성을 자극할 수 있는 색 연기가 나는 타이어를 만들기도 했습니다. 이밖에 타이어에 펑크가 나도 일정 속도로 달릴 수 있는 런플랫 타이어, 바람을 넣지 않아도 되는 비공기압식 유니 소재 타이어 등 경제성과 편의성을 개선한 다양한 타이어 상품이 나오고 있습니다. 소재 역시 다양해져 천연고무뿐만 아니라 실리카와 특수 합성 고무가 섞이고 콩이나 감자 같은 식물 추출성분으로 제조하는 시도도 이어지고 있습니다. 하지만 사실상 아직도 합성고무(SBR)가 타이어 시장에서 가장 널리 사용되고 있는 소재라는 것은 변함이 없습니다.
합성고무는 높은 탄성과 강성을 지니고 있어 타이어가 지녀야 하는 내마모성은 물론 반발탄성, 기계적 특성이 우수하기 때문입니다. 이러한 합성고무는 타이어뿐 아니라, 기기 작동을 위한 벨트, 호스, 신발 등 다양한 분야에서 사용되고 있는 고기능성 소재입니다. 최근에는 자동차의 핵심부품인 타이어는 그 역할에 따라 필요한 기능적인 부분을 소재의 기술로 적용하는 시도가 나오고 있습니다.
김은기자 silverkim@
도움말=LG화학
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