타이어 유통기한에 따른 안전도 평가 시험
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2007-08-24 17:54:04 |
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오늘은 지난번에 언급한 유통기한이 지난 타이어의 위험성에 대한 실험적 고찰을 이야기 하겠습니다. 타이어는 주 재료가 고무로 이루어져 있습니다. 따라서, 여러 항목의 고무층 재료 시험을 수행하여 그 성능을 살펴보고 있는데, 유통 기한에 따른 재료 시험의 변화를 말씀드리겠습니다.
이호근 교수(대덕대학 자동차학부)
고무층(Tread) 재료시험
보존기간의 경과가 타이어 고무재료에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 각 제품별 伸張率, 引張强度 및 고무/벨트층 간의 附着力 등 세가지 요소의 성능변화를 평가합니다.
타이어의 주재료인 고무층의 伸張率 및 引張强度 변화는 벨트층과의 接着强度나 고속내구성능에 영향을 줄 수 있으므로, 보존기간에 따른 재질 특성 변화를 파악 할 필요가 있습니다. 평가에서는 고속주행 시 타이어 내부 온도 상승에 영향을 미치는 트레드(Tread)와 사이드월(Side Wall) 부위의 고무시편에 대해 미국재료시험표준(American Society for Testing & Materials)에 의거 보존기간 경과에 따른 고무특성 변화를 평가합니다.
伸張率 시험결과
伸張率은 고무재료의 파단 직전까지의 늘어나는 정도를 평가하는 시험으로 타이어의 제동성능 및 내구성능에 영향을 줄 수 있는 인자 중 하나입니다. 伸張率(Elongation)을 구하는 계산식은 시편의 초기길이(L0, mm)에서 절단시의 길이(Lb, cm2)까지 伸張되는 비율로 아래와 같이 나타냅니다.
Eb(%) = [(Lb - L0)/L0]*100
伸張率의 경우, 타이어 고무재질 특성이 어느 정도를 만족해야 한다는 국제 규격은 없으나 引張强度와 함께 타이어 안전 성능에 영향을 미치는 평가 항목 중 하나입니다. 보존기간에 따른 제품별 타이어 고무재료의 伸張率 시험결과, 국산의 경우 보존기간 3년 이상 경과 시 6% 정도 伸張率이 떨어졌으며 5년 경과 시는 25%, 7년 경과 시는 30%가 떨어져 고무재질의 伸張率이 보존기간 3년 이상 경과 시 급감하는 것으로 나타났습니다.
미국산의 경우도 3년 경과 시는 3% 정도 수준으로 伸張率 저하가 발생되었으나 5년 경과 시는 20%로 급감 하였습니다. 마찬가지로 동남아산의 경우도 5년 경과 시 평균 25%에서 최고 30%까지 伸張率 감소가 발생하는 것으로 나타났습니다.
引張强度 시험결과
고무의 인장시험은 고무시편이 절단될 때의 강도를 측정하는 시험으로 그림 2에 그 장치가 나타나 있습니다. 引張强度(Tensile Strength)의 정의는 다음과 같습니다. 引張强度(Tensile Strength)는 시편 절단 시 걸리는 최대하중(F, kgf)을 단면적(A, mm2)으로 나눈 값입니다.
Tb = F/A
국산 및 미국산의 引張强度 증가율은 3년 경과 시는 2% 내지 4% 정도에 불과하나, 5년 경과 시는 15% 정도, 7년 경과 시 20% 정도 증가하는 것으로 평가 됩니다. 대만산의 경우는 保存期間 經過에 따라 최고 30%까지 引張强度가 증가하는 것으로 평가 되었습니다. 보존기간 경과에 따른 引張强度를 측정한 결과, 제품별 차이는 있지만 3년 이상 경과하면 고무재료의 引張强度가 급격히 증가하는 현상이 발생합니다. 즉, 고무가 더 단단해 진다는 뜻입니다. 앞션 신장률의 경우 고무가 유연성을 유지하고 얼마나 잘 늘어나느냐는 지표이고, 고무가 단단해 지며, 신장률이 줄어들고 인장강도가 증가하는 것입니다.
고무/벨트층 附着力 시험결과
고무층과 벨트의 附着力 시험은 고속내구에서 고무층 분리 사고에 영향을 미치는 평가시험으로 고무재료의 伸張率이나 引張强度 변화와 밀접한 연관을 가지고 있는 평가 항목 입니다. 본존기간 1년 경과 제품을 대상으로 고무층 附着力 성능 평가결과, 동남아산의 기본 附着强度가 국산이나 미국산 대비 50% 수준으로 고속내구 품질 성능이 상대적으로 떨어질 것으로 예상됩니다.
보존기간 경과에 따른 附着力 감소 현상이 전 제품에서 발생 했으며 5년 이상 경과 시 국산은 16%, 미국산은 14%, 동남아산은 평균 20% 정도 고무층과 벨트의 接着强度가 1년 경과 제품 대비 떨어지는 것으로 평가 되었습니다.
타이어 고무재질 시험 결과, 제품별 차이는 있지만 보존기간 경과에 따라 引張强度는 증가하고 伸張率은 감소하는 경화현상이 발생 하였으며, 특히 보존기간이 3년 이상 경과 시 고무와 벨트층 간의 附着力이 현저히 저하되어 고속내구성능 저하에 영향을 줄 것으로 판단됩니다. 특히 동남아산의 경우 고무재료 자체의 伸張率이나 引張强度가 국산이나 미국산 대비 떨어지는 것으로 평가 되었습니다.
이호근 교수(대덕대학 자동차학부)
고무층(Tread) 재료시험
보존기간의 경과가 타이어 고무재료에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 각 제품별 伸張率, 引張强度 및 고무/벨트층 간의 附着力 등 세가지 요소의 성능변화를 평가합니다.
타이어의 주재료인 고무층의 伸張率 및 引張强度 변화는 벨트층과의 接着强度나 고속내구성능에 영향을 줄 수 있으므로, 보존기간에 따른 재질 특성 변화를 파악 할 필요가 있습니다. 평가에서는 고속주행 시 타이어 내부 온도 상승에 영향을 미치는 트레드(Tread)와 사이드월(Side Wall) 부위의 고무시편에 대해 미국재료시험표준(American Society for Testing & Materials)에 의거 보존기간 경과에 따른 고무특성 변화를 평가합니다.
伸張率 시험결과
伸張率은 고무재료의 파단 직전까지의 늘어나는 정도를 평가하는 시험으로 타이어의 제동성능 및 내구성능에 영향을 줄 수 있는 인자 중 하나입니다. 伸張率(Elongation)을 구하는 계산식은 시편의 초기길이(L0, mm)에서 절단시의 길이(Lb, cm2)까지 伸張되는 비율로 아래와 같이 나타냅니다.
Eb(%) = [(Lb - L0)/L0]*100
伸張率의 경우, 타이어 고무재질 특성이 어느 정도를 만족해야 한다는 국제 규격은 없으나 引張强度와 함께 타이어 안전 성능에 영향을 미치는 평가 항목 중 하나입니다. 보존기간에 따른 제품별 타이어 고무재료의 伸張率 시험결과, 국산의 경우 보존기간 3년 이상 경과 시 6% 정도 伸張率이 떨어졌으며 5년 경과 시는 25%, 7년 경과 시는 30%가 떨어져 고무재질의 伸張率이 보존기간 3년 이상 경과 시 급감하는 것으로 나타났습니다.
미국산의 경우도 3년 경과 시는 3% 정도 수준으로 伸張率 저하가 발생되었으나 5년 경과 시는 20%로 급감 하였습니다. 마찬가지로 동남아산의 경우도 5년 경과 시 평균 25%에서 최고 30%까지 伸張率 감소가 발생하는 것으로 나타났습니다.
引張强度 시험결과
고무의 인장시험은 고무시편이 절단될 때의 강도를 측정하는 시험으로 그림 2에 그 장치가 나타나 있습니다. 引張强度(Tensile Strength)의 정의는 다음과 같습니다. 引張强度(Tensile Strength)는 시편 절단 시 걸리는 최대하중(F, kgf)을 단면적(A, mm2)으로 나눈 값입니다.
Tb = F/A
국산 및 미국산의 引張强度 증가율은 3년 경과 시는 2% 내지 4% 정도에 불과하나, 5년 경과 시는 15% 정도, 7년 경과 시 20% 정도 증가하는 것으로 평가 됩니다. 대만산의 경우는 保存期間 經過에 따라 최고 30%까지 引張强度가 증가하는 것으로 평가 되었습니다. 보존기간 경과에 따른 引張强度를 측정한 결과, 제품별 차이는 있지만 3년 이상 경과하면 고무재료의 引張强度가 급격히 증가하는 현상이 발생합니다. 즉, 고무가 더 단단해 진다는 뜻입니다. 앞션 신장률의 경우 고무가 유연성을 유지하고 얼마나 잘 늘어나느냐는 지표이고, 고무가 단단해 지며, 신장률이 줄어들고 인장강도가 증가하는 것입니다.
고무/벨트층 附着力 시험결과
고무층과 벨트의 附着力 시험은 고속내구에서 고무층 분리 사고에 영향을 미치는 평가시험으로 고무재료의 伸張率이나 引張强度 변화와 밀접한 연관을 가지고 있는 평가 항목 입니다. 본존기간 1년 경과 제품을 대상으로 고무층 附着力 성능 평가결과, 동남아산의 기본 附着强度가 국산이나 미국산 대비 50% 수준으로 고속내구 품질 성능이 상대적으로 떨어질 것으로 예상됩니다.
보존기간 경과에 따른 附着力 감소 현상이 전 제품에서 발생 했으며 5년 이상 경과 시 국산은 16%, 미국산은 14%, 동남아산은 평균 20% 정도 고무층과 벨트의 接着强度가 1년 경과 제품 대비 떨어지는 것으로 평가 되었습니다.
타이어 고무재질 시험 결과, 제품별 차이는 있지만 보존기간 경과에 따라 引張强度는 증가하고 伸張率은 감소하는 경화현상이 발생 하였으며, 특히 보존기간이 3년 이상 경과 시 고무와 벨트층 간의 附着力이 현저히 저하되어 고속내구성능 저하에 영향을 줄 것으로 판단됩니다. 특히 동남아산의 경우 고무재료 자체의 伸張率이나 引張强度가 국산이나 미국산 대비 떨어지는 것으로 평가 되었습니다.
