타이어의 고무는 어떤 과학적 원리로 만드는 건가요?
고무라는 것은 어떻게 채취해서 고무라는 물질을 만드는 건가여? 타이어에 고무는 일반 고무랑 화학적 차이가 있는지
문득 궁금하여 문의 드립니다
6개의 답변이 있어요!안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
고무는 주로 고무나무의 수액에서 추출되어 만들어집니다. 고무나무의 수액은 나무를 베어서 나오는 액체로 이를 채취하여 가열하면 수증기가 발생하고 이를 냉각시켜 고무 물질을 얻을 수 있습니다. 이 과정에서 고무 물질은 더 단단해지고 탄성이 높아집니다.
일반 고무와 타이어의 고무는 화학적으로 다릅니다. 타이어의 고무는 내구성과 탄성을 높이기 위해 다양한 첨가제가 첨가되어 있습니다. 예를 들어 타이어의 고무에는 탄소 블랙이 첨가되어 내구성을 높이고 실리카가 첨가되어 마찰력을 줄여 연비를 높이는 역할을 합니다. 그리고 타이어의 고무에는 고무 물질 외에도 나일론 폴리에스터 등의 강화재료가 첨가되어 내구성을 높이는데 기여합니다.
고무의 채취와 타이어의 고무 제조 과정은 매우 복잡하고 정교한 과정이며 다양한 과학 기술이 사용되어야 합니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
타이어의 고무는 주로 천연고무와 합성고무로 만들어집니다.
천연고무는 브라질리아나라에서 자생하는 하나의 나무인 라텍스 트리에서 얻어집니다. 라텍스 트리의 껍질을 벗겨는 작업을 거쳐 액체 상태인 라텍스를 얻은 후, 이를 수축제와 함께 반복적으로 교반하여 고형 상태로 만듭니다. 이렇게 만들어진 천연고무는 타이어 제작에 적용됩니다.
합성고무는 석유 등의 화학 원료를 이용하여 합성하는 고무로, 다양한 종류의 합성고무가 있습니다. 이러한 합성고무는 천연고무와 비슷한 물리적 특성을 가지고 있으며, 보다 다양한 용도에 적용됩니다.
타이어의 고무 제조 과정에서는 천연고무와 합성고무를 혼합하여 사용하는 경우가 많습니다. 고무에 첨가제를 혼합하여 특정한 물리적 특성을 부여하고, 이를 가열하거나 압축하여 형태를 만듭니다. 이렇게 만들어진 고무를 타이어의 본체나 트레드등의 부분으로 사용합니다.
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.
일반적으로 사용되는 고무와 타이어에 사용되는 고무는 서로 다릅니다. 기본적으로 두 종류의 고무 모두 천연 고무나 합성 고무를 기반으로 하지만, 그들의 제조 과정과 사용되는 첨가제가 다릅니다.
1. 천연 고무: 천연 고무는 고무나무에서 추출된 라텍스로 만들어집니다. 이 라텍스는 여러 가공 과정을 거쳐 탄력 있고 유연한 고무로 변환됩니다. 일반적인 용도로 사용되는 고무 제품에는 이 천연 고무가 많이 사용됩니다.
2. 합성 고무 :합성 고무는 석유 기반의 화학물질로 만들어지며, 다양한 특성을 가진 고무를 생산할 수 있습니다. 합성 고무는 천연 고무보다 더 다양한 화학적, 물리적 특성을 조절할 수 있어 타이어 제조에 주로 사용됩니다.
3. 타이어 제조 과정 :
- 원료 혼합: 천연 고무 또는 합성 고무에 황, 탄소 블랙, 방청제, 가소제 등의 여러 화학 물질을 추가하여 혼합합니다.
- 캘린더링: 혼합된 고무를 롤러를 통해 일정한 두께의 시트로 만듭니다.
- 구조물 조립: 강화재, 벨트, 내외부 라이너 등 다른 구성 요소와 함께 조립합니다.
- 가황 :고무에 열과 압력을 가하여 황과 반응시켜 탄력성과 내구성을 강화합니다.
타이어의 고무는 내구성, 마모 저항성, 온도 변화에 대한 저항성, 그리고 도로 조건에 따른 특성이 중요하기 때문에, 이에 맞춰 특별히 설계되고 제조됩니다. 반면 일반적인 용도로 사용되는 고무 제품은 이러한 까다로운 요구 사항이 없어 상대적으로 간단한 공정을 거치게 됩니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
타이어의 고무는 일반적으로 천연고무와 합성고무를 혼합하여 사용합니다. 천연고무는 탄성이 우수하지만 내열성이 부족하고, 합성고무는 내열성이 우수하지만 탄성이 부족하기 때문입니다. 타이어의 고무는 화학적 차이는 없지만, 천연고무와 합성고무의 비율에 따라 탄성과 내열성의 성능이 달라집니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
자동차 타이어를 잘라보면 그 절단면의 구조가 매우 복잡함에 놀란다. 울퉁불퉁한 최외부 트레드(타이어의 접지부분)는 고무이지만 그 밑층을 보면 흔히 우리가 타이어 코드라 부르는 부분이 있다.
천을 겹겹이 접합시킨 이 부분은 하중을 견디는 중요한 역할을 하며 계속되는 굴곡운동에도 타이어의 골격을 그대로 유지하는 능력을 지니고 있다. 나일론, 폴리에스테르, 케블라 등 합성섬유가 많이 사용되며 레이온도 쓰이고 있다.
놀랍게도 가는 철사를 꼬아서 만든 강철 코드도 쓰인다. 이 코드를 어떤 모양으로 겹겹구조를 만들었는지에 따라 몇 가지로 분류된다. 겹이 서로 엇갈려 대각선을 이루도록 되어있기도 하고(belted bias-ply), 타이어 원주에 직각으로 둥근 모양 (radial-ply)도 있다. 각각 래디얼 타이어1), 바이어스 타이어2) 로 부른다. 이들은 모두 타이어-코드 사이의 보강을 최대한으로 늘리기 위한 디자인이다.
물론 이 코드들은 고무로 입혀 코드들 사이에 접착되어 있으며 맨 바깥층과 트레드간의 접착은 특히 중요하다. 강철코드와 고무 질 사이의 접착을 증강시키기 위해 강철사 표면을 황동 특수 코팅을 하는 등 여러 기술이 동원된다.
물론 타이어는 바퀴 종류와 사용목적 (자전거용으로부터 승용차, 버스, 대형트럭, 모터사이클, 비행기 용에 이르기까지) 에 따라 트레드, 코드를 포함한 타이어 전체의 디자인이 다르다.
