TUBALL™ 응용

탄소나노튜브(CNT)는 뛰어난 특성을 보유하고 있습니다.
강철의 100배 이상 고강도
1000°С 열 안정성
100만 배 종횡비
구리보다 5배 가벼움 최고의 전도체 중 하나
농구코트 2 CNT 1g의 표면 면적 개

이렇듯 독보적인 특성을 갖춘 단일벽탄소나노튜브(SWCNT)는 전기화학전력원, 타이어 및 고무제품, 투명전도성필름(TCF), 고분자복합재 등 다양한 산업분야에서 사용되는 소재를 개선하는 최초의 범용 첨가제입니다.

엘라스토머: 타이어 및 고무제품

자동차 타이어는 고무제품 중 가장 대량으로 생산되는 공업제품입니다.

2012년 세계 타이어 시장 규모는 1500억 달러였으며, 그 중 러시아 타이어 시장은 80억 달러를 상회했습니다. 앞으로 6년 간 타이어 시장의 성장세는 지속되어 매년 평균 8%의 증가율을 유지할 것입니다. 한편, '그린 타이어', 즉 실리카를 기반으로 한 친환경 타이어 시장의 비중이 가파르게 증가하면서 주요 트렌드로 부각되고 있습니다. 2018년경 실리카 타이어가 전체 타이어 시장의 1/3을 점유할 것으로 전망되고 있습니다.

타이어의 주요 특성

타이어의 품질을 결정하는 주요 특성인 내마모성, 연비, 트랙션 컨트롤(TCS) 등은 대부분 트레드(tread) 소재에 따라 좌우됩니다.

새로운 솔루션을 개발하기 어려운 이유는 한 가지 요소를 개선하게 되면 다른 두 가지 핵심 요소가 악화된다는 데 있습니다.

하지만, 트레드 제조용액에 CNT를 첨가한다면 모든 주요 특성이 현격하게 개선되는 효과를 창출할 수 있습니다. . 한 가지 더 중요한 것은, 이 때 사용되는 CNT의 양이 0.1%, 0.01%이기 때문에 타이어의 기본 생산공정을 바꿀 필요가 없다는 것입니다.

OCSiAl의 성과

OCSiAl 사는 공개형주식회사 “Nijnekamskshina”와 협업하여 '그린 타이어'의 내구성을 향상시키고자 TUBALL® 제품을 첨가해 타이어 트레드 고무용액을 개선하는 프로젝트를 진행하고 있습니다.

'그린 타이어'는 낮은 회전저항력(Rolling resistance), 높은 접지력을 보유하는 반면 기존 타이어 대비 내구성이 현저하게 떨어진다는 점이 특징적입니다. 하지만 TUBALL®을 기반으로 한 TUBALL® TIRER 첨가제를 사용하게 되면 이러한 단점이 보완되는 동시에 모든 성능이 향상되는 효과를 달성할 수 있습니다.

당사는 카본블랙/실리카/Buna 고무를 바탕으로 완성된 특수 포뮬러를 적용해 TUBALL® TIRER를 제작 및 사용하여 타이어의 세 가지 핵심 성능을 동시에 향상시킬 수 있었습니다.

TUBALL® 0.03% 첨가 시 타이어의 모든 성능이 동시에 개선되었습니다:

  • 내구성(마모율↓): +6%
  • 연비:+9.6%
  • 트랙션 컨트롤: +2.5%

KAMA-EURO 195/65/R15 with TUBALL® TIRER

테스트에 사용된 ‘그린 타이어’는 KAMA-EURO 195/65/R15이며, 테스트는 스페인의 테스트 전용 트랙 Applus IDIADA에서 실시되었습니다. 실시한 테스트는 다음과 같습니다.

  • 승차감(drive comfort) 및 핸들링(drive control)에 대한 주관적 평가
  • 차내외부 소음 평가
  • 마른 노면과 젖은 노면에서의 제동거리 평가
표준 타이어
Kama - Euro195/55 R15
TUBALL®
첨가 후

직선주행 안정성

7,2

7,6

스티어링 컨트롤(Steering control)

6,8

7,0

동적 안전성/안정성
(Active safety/stability)

6,6

7,1

젖은 노면에서의 트랙션 컨트롤

6,9

7,2

주행 시 승차감

6,5

6,8

종합평가

6,9

7,2

제품을 첨가한 타이어는 다수의 비교대상 타이어 대비 높은 수치를 나타내고 있습니다. 종합평가 결과 'acceptable' 등급에서 'good' 등급으로 한 단계 상승했습니다.

*테스트의 목적: Volkswagen Polo 승용차에 탑재된 타이어의 주행 시 승차감 및 제어력 평가. 모든 평가는 주관적이었음(평균 수치로 산출되지 않았음). 항목별로 중요성의 차이가 있었기 때문에 각 항목 별로 다양한 평가를 검토하였음. 평가는 10점 만점제로 실시되었음.

고무 제품

OCSiAl은 세계 4대 타이어 및 공업용 고무 제품 메이커(NDA 체결에 따라 회사명이 공개되지 않음)와 파트너십을 맺고 있습니다.

타이어 산업과는 달리 공업용 고무제품은 광범위하기 때문에 기계적 특성의 개선과 더불어 고무제품 내 정전기가 축적되지 않도록 하는 전기 전도성 또한 향상시켜야 합니다.

Каучук с TUBALL

Electrical conductive sample of EPDM with TUBALL®. OCSiAl, 2014.

당사가 실시한 테스트에 따르면, TUBALL® 제품을 첨가했을 때 비교대상이었던 타사의 MWCNT를 첨가한 고무 제품보다 전기 전도성이 4배 증가했고, 첨가양은 2배 낮았습니다.


Competitor

TUBALL®

체적저항(Volume resistance) 9.70 1.32
비저항(Specific resistance) 4.74 1.18

TUBALL in styrene-butadiene resin (SBR). SEM image. OCSiAl, 2014.

TUBALL®의 타이어 및 고무제품 응용 관련 사항은 gurevich.gs@ocsial.com(Grigory Gurevich 부사장 e-mail)으로 문의 바랍니다.

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