스크랩 타이어의 역사

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서인도 제도의 원주민들이 고무나무에서 추출해 사용하던 고무가 세계로 퍼진 것은 15세기 말 콜롬부스 일행에 의해서이다. 유럽으로 전해진 고무는 17세기 중엽 프랑스에서 고무를 녹이는 화공약품인 에테르의 발견과 19세기의 유황가열법, 영국에서 납사의 우수한 용해성이 발견되면서 응용범위를 확대, 각 산업과 생활용품에 중요한 소재로 등장했다.

이 고무가 바퀴에 이용된 것은 영국의 RW 톰슨에 의해서였다. 이것은 증기자동차용으로 통고무를 쇠바퀴 표면에 붙인 것이었는데 1848년에 특허를 냈다.

고무의 탄력과 공기압력을 응용한 오늘날과 같은 타이어가 처음 등장한 것은 그로부터 40년 후인 1888년. 영국의 수의사였던 윌리엄 던롭에 의해서였다. 그는 자기가 타고 다니던 쇠바퀴 자전거에 고무를 입히고 그 속에 공기를 집어 넣었다. 이때까지 딱딱한 바퀴에 익숙해 있었던 사람들에게 던롭이 시도한 고무 타이어는 일대 혁신으로 받아들여 졌다.

이것을 자동차용으로 완성한 사람은 바로 프랑스의 E.미쉐린이었다. 그는 1895년 파리-보르도 간을 달리는 자동차 경주에 처음으로 이 타이어를 선보였는데 22 차례나 펑크가 났지만 이제껏 사용해 왔던 통고무 타이어 보다는 뛰어난 성능을 발휘했다.

1905년에는 이 타이어의 비드부분에 강철을 사용, 이제까지보다 휠씬 강한 타이어가 만들어졌고 1912년에는 면 블록을, 1915년에는 보강제로서 면 코드가 사용되어 수명과 성능이 획기적으로 개선되었다.1931년 미국 듀퐁사는 합성 고무의 공업화에 성공하게 되면서 이를 계기로 천연고무에 의존하던 타이어 공업은 질과 양에서 일대 전기를 맞는다. 그리고 10년 후, 타이어 성능을 몇 배나 끌어 올리는 레이온 코드가 개발되었고 1949년에는 튜브를 사용하지 않고 타이어에 직접 공기를 집어 넣는 튜브리스 타이어가 개발되어 승용차 및 경트럭의 주행성, 안전도 향상에 크게 기여했다.

이어서 나일론 코드의 사용으로 발전을 거듭하더니 1958년 지금까지의 타이어와는 구조가 크게 다른 레이디얼 타이어가 개발됨으로써 오늘날 사용하고 있는 고성능 타이어가 일반화되기에 이르렀다.

  타이어의 개요

1. 타이어의 개요

바퀴는 휠과 타이어로 되어 있다. 휠은 타이어와 같이 자동차의 전중량을 분담 지지하며 제동 및 구동시의 회전력, 노면에서의 충격, 선회시의 원심력이나 자동차가 기울어 졌을 때 생기는 옆방향의 힘등에 견디고 또한 가벼워야 하는데 일반적으로 바퀴는 허브(Hub), 디스크(Disc), 림(Rim), 타이어로 되어 있다.
타이어는 휠에 끼워져 일체가 되어 회전하며, 노면에서의 충격을 흡수함과 동시에 제동, 구동 및 선회시 노면과의 사이에서 미끄럼을 일으키지 않아야 한다.

2. 타이어의 기능

  1) 자동차의 하중을 지탱하는 기능
  2) 구동력/제동력을 노면에 전달하는 기능
  3) 노면으로부터의 충격을 완화하는 기능
  4) 자동차의 진행방향을 전환/유지하는 기능

  타이어의 구조

1) 트레드(Tread)
타이어의 가장 바깥 부분은 접지면이어서 고무를 많이 붙여 사용하는데 이 부분을 트레드(Tread)라 하고 이 부분은 노면에서 미끄러짐을 방지하고 열의 발산을 위해 여러 가지 패턴으로 홈이 파져 있다. 내충격성 /내마모성이 뛰어난 재질을 사용한다.

2) 쇼울드(Shoulder)
타이어의 어깨부분에 해당되는 부분으로 트레드와 사이드 홀사이에 위치하며, 구조상 두께가 가장 두꺼우며 주행 중 타이어 내부에서 발생한 열을 쉽게 발산시킬 수 있는 구조로 설계된다.

3) 사이드 월(Side Wall)
쇼울드부와 비드부 사이에 해당하는 부분으로 카카스(Carcass)를 보호하고 유연한 굴신운동을 함으로써 승차감을 향상시키는 기능을 한다. 

4) 카카스(Carcass)/보디 플라이
카카스(Carcass) 또는 플라이는 타이어 내부의 고압공기에 견디고 뼈대가 되는 중요한 부분으로 레이온이나 나일론 코오드를 몇층 엇비슷하게 감은 층을 말한다.

5) 벨트(Belt)
트레드와 카카스사이에 원주방향으로 놓여진 강력한 보강대로 직물층(코드층)으로 되어 있다.  카카스를 강하게 죄여 트레드부의 강성을 높이는 기능을 한다.

6) 비이드(Bead)
비이드(Bead)는 림과 접촉하게 되는 타이어의 내면부분으로 림과 밀접한 접촉을 하고 또 늘어나지 않도록 강철선으로 보강되어 있다. 
 

  타이어의 분류

1. 구조에 따른 분류

■ 바이어스 타이어

바이어스 타이어의 카카스는 1 프라이(Ply)씩 서로 번갈아 코드의 각도가 다른 방향으로 엇갈려 있어 코드가 교체하는 각도는 지면에 닿는 부분에서 원주방향에 대해 40˚전후로 되어 있다. 이 타이어는 오랜 기간의 연구성과에 의해 전반적으로 안정된 성능을 발휘하고 있다.

■ 래디얼 타이어
카카스를 구성하는 코드가 타이어의 원주방향에 대해 직각으로 즉, 타이어의 측면에서 보면 원의 중심에서 방사상(Radial)으로 비드에서 비드를 직각으로 배열한 상태이고 구조의 안정성을 위하여 트레드 고무층 바로 밑에 원주방향에 가까운 각도로 코드를 배치한 벨트로 단단히 조여져 있다. 래디얼 구조의 타이어는 이 벨트의 효과에 의해 트레드부의 강성을 높이고 있는 것과 카카스도 코드가 래디얼 구조인 것에 의해 고속 타이어로서의 성능을 발휘한다.

■ 튜브리스 타이어 :
튜브리스 타이어는 자동차의 고속화에 따라 고속주행 중 펑크 사고의 위험에서 운전자와 차를 보호하고자 하는 목적으로 개발. 이 타이어는 튜브를 사용하지 않는 대신, 타이어의 내면에 공기투과성이 적은 특수고무(인너 라이너)를 붙여 타이어와 림으로부터 공기가 새지 않도록 되어 있고 주행 중에 못에 찔려도 공기가 새지 않도록 되어 있고 주행 중에 못에찔려도 공기가 급격히 빠지지 않는 특징이 있다.

※ 튜브리스 타이어의 장점
   ① 공기압의 유지가 좋다.
   ② 못 등에 찔려도 급속한 공기누출이 없다.
   ③ 타이어 내부의 공기가 직접 림에 접촉되고 있기 때문에
      주행 중의 열발산이 좋다.
   ④ 튜브 불림 등의 튜브에 의한 고장이 없다.
   ⑤ 튜브조립이 없으므로 작업성이 향상된다.

※ 튜브리스 타이어의 단점
   ① 타이어의 내측, 비드부에 흠이 생기면 분리 현상이 일어난다.
   ② 타이어와 림의 조립이 불완전하거나, 림 후랜지 부위에
    ·변형이 있으면 공기누출을 일으키는 일이 있다. 특히
· ③ 포장도로를 주행할 경우 노면의 돌 등에 의해 림 후랜지 부분이
      손상을 입어 공기누출을 일으킬 경우가 있기 때문에 주의할
      필요가 있다.

■ 레이디얼 플라이 타이어(Radial Fly Tire)

보통 타이어는 카아카스 코오드가 사선방향으로 들어있으나 레이디얼 타이어는 코오드 방향이 휘일의 반지름 방향과 일치되는 구조로 되어 있다. 이 타이어는 선회시 옆 방향으로 미끄러짐과 고속 주행시 미끄러짐에 의한 회전 손실이 적고 또한 트레드가 얇아 방열성이 좋으나 브레이커층의 강성이 높음으로 저속주행시에는 어느 정도 승차감이 저하된다.

2. 계절에 따른 분류

■ 여름용 타이어(Summer Tire) :
눈이 오지 않는 시기(봄, 여름, 가을)에 사용하는 타이어로써 고속주행에 따른 소음 및 승차감, 조종안정성을 우선으로 하여 일반적으로 가장 널리 사용되고 있는 타이어

■ 올시즌용 타이어(All Season Tire) :
적설기간이 짧은 지역에서 여름용과 겨울용 타이어를 교체하는 어려움을 해소하기 위하여 개발된 타이어로 사계절 구분없이 사용될 수 있는 타이어.

3. 패턴에 의한 분류

타이어의 트레드(지면과 첩촉하는 부분)에는 타이어를 제외하고는 다양한 형상이 있다. 이러한 형상은 도로정비의 발전에 따라 차량의 고급화, 고성능화, 그리고 장거리와 등 용도가 다양해지면 점점 복잡하게 되고 있다.

■ 커프와 사이프(Kerf와 Sipe)
커프 및 사이프는 어느 것이나 트레드 형상의 일부라고 말할 수 있다. 이것들이 트레드에 조각되어 있는 목적은 제동 성능을 좋게 하거나 옆미끄럼 방지의 효과를 올리기 위해서이고, 특히 젖은 포장 노면에서는 이 성능이 발휘되어야한다.

■ 커프(Kerf)
타이어의 트레드면에 얇은 흠을 넣도록 설치한 것으로, 타이어의 가류용 금형(몰드)에 칼 모양의 것을 장치하여 가류하게 된다.

■ 사이핑(Sipping)
일부 지역에서 보다 강력한 제동력을 얻고 싶을 때 가류가 끝나 완성된 타이어를 사이핑 머신에 걸어 가공한다. 가공방법은 타이어의 횡방향만을 절단하고 그 간격은 1mm 정도까지 된다.