자전거 이너 튜브: 부틸/라텍스/TPU, 튜블리스의 특성

이번 글에서는 자전거 이너 튜브 소재와 적용 그 중에서도 부틸/라텍스/TPU 튜브 그리고 튜블리스 타이어와 그 특성에 대해 살펴보려고 합니다.

오늘날 대부분의 자전거는 공기압 타이어를 사용합니다. 그 이유는 공기압 타이어가 과거의 공기를 넣지 않던 타이어와 비교할 때 더 나은 구름 저항, 편안함, 접지력, 조정 능력을 제공하기 때문입니다. 하지만 공기압 타이어의 장점들은 잘 알려져 있는데 반해 공기를 유지하는 방법은 여전히 발전 중입니다.

최근에는 튜블리스(튜브리스) 시스템이 인기를 얻고 있지만 고전적인 이너 튜브 방식은 여전히 많은 라이더들이 사용하고 있습니다. 고전적인 부틸 튜브부터 라텍스 튜브, TPU 튜브 등 다양한 이너 튜브가 라이더들이 그들의 목표에 도달할 수 있도록 제공되고 있습니다.

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비토리아 백서 by Ken Avery (Product Development SVP of Vittoria)

이번에 공개된 비토리아의 백서(화이트 페이퍼)를 통해 이너 튜브에 특정한 소재가 선택된 이유와 다양한 라이더에게 어떤 성능과 사용성을 제공하는지 그리고 어떤 제품을 선택해야 하는지 함께 확인해보겠습니다.

 

 

자전거 타이어와 이너 튜브의 역사

1800년대 중반에 페달로 구동되는 첫 자전거가 시장에 등장했습니다.

상업적으로는 라틴어로 Swift와 Foot을 의미하는 벨로시페데(Velocipede)로 알려져 있는 이 자전거들은 크랭크로 동작하는 휠의 발전으로 라이더들이 더 많은 땅을 커버할 수 있게 했습니다. 하지만 벨로시페디스는 극도록 불편했기에 결국 ‘본 셰이커’라는 다른 이름으로도 널리 알려지게 되었죠.

기계의 효율이 좋아졌음에도 불구하고 라이더들은 승차감을 향상시키기 위해 필사적이었습니다.

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시간이 흘러 1868년, 고체 고무 타이어가 등장했고 이는 훨씬 나은 승차감을 제공했습니다. 뒤를 이어 1887년에는 최초로 공기를 주입하는 공기주입식 타이어가 나타났고 이는 속도와 편안함 모두에서 눈에 띄는 이점을 제공했습니다.

그때처럼 오늘날의 라이더들은 이너 튜브 시스템이 제공하는 단순함과 유용성의 조화를 즐기고 있습니다. 대부분 간단하게 튜브라고 부르는 이너 튜브는 사용자들이 하중 및 사용에 따라 원하는대로 내부 공기압을 미세하게 조절할 수 있습니다. 펑처(펑크) 발생 시 튜브는 교체가 쉬우며 필요한 경우 패치를 부착할 수 있습니다. 또한 패치는 교체에 비해 상당히 저렴합니다.

이런 이유로 이너 튜브는 장기간 사용될 수 있었고 오늘날에도 널리 사용되고 있습니다. 이 백서에서 우리는 현대에 사용되고 있는 세 가지 유형의 튜브와 각각의 강점에 대해 자세히 살펴볼 것입니다.

 

튜블리스와 튜브

최근에는 튜브가 없는 튜블리스 타이어 시스템이 성능 면에서 주목, 인정 받고 있습니다. 튜블리스는 사이클링 분야에서의 다른 기술들과 마찬가지로 장점과 단점이 있지만, 튜블리스가 대세로 떠오르면서 튜블리스 라이더가 왜 이너 튜브를 가지고 있어야 하는지도 설명할 필요가 있습니다.

튜블리스 시스템의 장점부터 살펴보면 튜블리스는 이너 튜브를 제거하여 회전 중량과 마찰을 줄이는 동시에 내부에 투입한 액체 실란트의 도움으로 펑처에 대한 보호도 강화하고 있습니다. 펑처가 발생하는 경우 내부의 액체 실란트가 뚫린 (빈) 공간을 채워주는 경우가 많으며, 심지어 탑승자 본인도 모르게 펑처가 발생했지만 그것을 실런트 (실란트)가 채워주기도 합니다.

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튜블리스 타이어의 구조

이런 이유로 튜블리스 시스템이 사용하기 편리해 보일 수 있지만, 동시에 문제가 커져 타이어를 교체해야 할 경우에는 편리하다고 말하기 어렵습니다.

튜블리스 타이어는 일반 타이어에 비해 더 단단하게 결합되어야 하고 비드가 기밀하게 봉인되어 있어야 합니다. 간단하게 이너 튜브만 교체하면 되는 일반 클린처와 다르게 튜블리스 시스템은 라이딩 중 수리가 필요해진다면 문제가 발생합니다.

사용자가 고장난 튜블리스 타이어를 탈거할 경우에는 출되는 액체 실란트를 잘 관리할 수 있어야 하며, 그렇지 못한 경우에는 실란트로 주변이 오염될 수 있습니다. 또한 특정 튜블리스 타이어와 휠 세트의 조합에서는 처음 장착 시 고압 컴프레서가 필요할 수 있고, CO2 카트리지나 펌프로는 완전하게 설치가 어려울 수도 있습니다.

뿐만 아니라 타이어 펑크 여부와 관계 없이 실란트도 주기적으로 주입해야 합니다.

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실런트로 해결되지 않는 펑처가 발생한 튜블리스 타이어

튜블리스 시스템에서 나타나는 일반적인 문제점은 다음과 같습니다.

* 코너링 시의 부하 또는 충격으로 인한 비드에서의 공기 손실 (버핑)
* 림 테이프 문제
* 실란트의 제한적인 수명
* 실란트로는 해결되지 않는 큰 펑처
 

사이클리스트가 튜블리스 시스템에서 문제를 발견한 경우 가장 쉽게 이를 해결할 수 있는 방법은 안에 이너 튜브를 넣는 것입니다. 사실 대부분의 튜블리스 타이어는 이너 튜브를 장착해서 사용할 수 있으며, 그렇기 때문에 자전거 업계에서는 튜블리스 레디(TLR)라는 용어가 널리 쓰이게 되었죠.

사용성 면에서 볼 때 이러한 복잡한 이유 때문에 튜블리스 시스템은 특정 라이더들에게는 최적의 옵션이 될 수 없습니다. 예를 들어 유지보수의 편리함이 우선인 라이더라면 고전적인 클린처 시스템을 사용하는 것이 가장 좋을 것입니다. 통근용이라거나 복잡한 전기자전거라면 단순한 클린처 타이어는 문제 발생 시 훨씬 간단하게 처리할 수 있습니다.

좋은 소식은 당신이 더 우수한 성능을 원하지만 튜블리스 시스템은 싫은 라이더인 경우에도 다른 선택지가 존재한다는 것입니다. 바로 라텍스 튜브와 TPU 튜브인데 이러한 이너 튜브들은 부틸 고무 재질의 이너 튜브와 비교할 때 주목할 만한 성능상의 이점을 제공합니다.

다음 섹션에서는 튜브의 유형과 각 튜브의 장단점, 용도에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

 

이너 튜브의 소재의 특성: 부틸, 라텍스, TPU

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시간이 지남에 따라 타이어와 휠 치수가 변화한 것처럼 오늘날의 튜브 타입 선택은 성능과 편의성의 진화를 나타내기도 합니다.

기본적으로 모든 튜브는 외부 밸브를 사용하여 공기로 팽창시켜 타이어의 내부 체적을 채우는 탄성 블래더 형태로 설계됩니다. 오늘날 시장에서 일반적으로 쓰이는 세 가지 형태의 튜브는 부틸 고무, 라텍스, 열가소성 폴리우레탄(TPU)로 만들어집니다.

부틸과 라텍스 이너 튜브는 꽤 이전부터 존재했지만 TPU는 비교적 최근 등장해 라인업에 추가되었습니다. 이번 섹션에서는 각 재질의 특성과 활용성을 분석하고, 이너 튜브가 발전해온 방향에 대해 알아보겠습니다.

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1. 부틸 이너 튜브

오늘날 찾아볼 수 있는 가장 일반적인 형태의 이너 튜브는 이소부틸렌과 이소프렌을 결합하여 만든 합성 엘라스토머인 부틸 고무로 제작됩니다.

부틸 고무는 상당히 우수한 충격 흡수 특성을 나타내면서도 낮은 수분과 가스 투과성을 가져 내압을 유지하기 때문에 이너 튜브에 탁월한 소재라고 할 수 있습니다. 이 튜브들은 고전적인 검정 색상, 우수한 내구성, 저렴한 가격으로 알려져 있으며 현대에도 많은 라이더들이 선호합니다.

이러한 이유로 부틸 튜브는 상업적으로 가장 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어, 새로운 자전거를 구매할 경우 기본적으로 사용되는 튜브는 보통 부틸 고무 튜브이며, 자전거 샵/정비소에서 수리하는데 사용되는 튜브도 보통은 부틸 튜브입니다. 펑크가 났을 때 부틸 튜브는 저렴한 패치를 구해 쉽게 수리할 수도 있습니다.

그러나 부틸 튜브는 단순함과 사용성이 좋은데 반해 몇 가지 한계도 가지고 있습니다.

첫째, 가볍지 않고 성능 면에서 최고가 될 수 없습니다. 휠셋, 타이어, 튜브와 같은 회전 중량은 자전거의 무게에서 가장 중요한 부분이며, 튜블리스를 사용하거나 라텍스/TPU 튜브로 업그레이드 하는 가장 큰 이유가 바로 무게입니다.

둘째, 이를 피하기 위해 선택하게될 초경량 튜브는 무게를 줄이기 위해 매우 얇게 만들어져 있습니다. 따라서 내구성이 떨어지며 이것은 부틸 튜브의 장점인 우수한 내구성을 무효화하는 조건이 됩니다.

셋째, 부틸 고무의 탄성은 다른 재료에 비해 약간 떨어지며, 이는 튜브와 타이어 사이의 마찰을 증가시켜 구름 저항에 부정적인 영향을 미칩니다.

이러한 한계에도 불구하고 부틸 이너 튜브의 장점은 굉장하기 때문에 저렴한 생활용 자전거나 일반적인 사용에 있어서는 다른 재질의 튜브나 튜블리스 시스템으로 대체하기 어렵습니다. 만약 당신이 자전거로 출퇴근한다면 부틸 튜브는 최선의 선택일 것입니다. 저렴한 가격과 내구성, 사용성으로 인해 부틸 튜브는 가장 성공한 제품이 되었습니다.

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2. 라텍스 이너 튜브

자전거 산업 대부분의 경향과 마찬가지로 미래에 대한 힌트를 얻기 위해서는 과거를 돌아볼 필요가 있습니다. 라텍스는 천연 고무 재료로써 가장 초기의 이너 튜브 재질로 사용되었고 나무에서 액체 형태로 추출됩니다. 최종 제품은 다른 요소들을 포함하고 있지만, 기본적으로 라텍스는 천연 기반의 물질이라고 할 수 있습니다.

튜블리스가 메인스트림이 되고 있지만 최근까지도 라텍스는 고성능 타이어와 합쳐 올림픽과 그랜드 투어 등 다양한 대회에서 우승으로 그 성능을 증명했습니다. 라텍스의 본질적인 엘라스토머 특성은 자전거 이너 튜브로 사용될 때 성능상으로 최고의 이점을 제공합니다. 소개가 유연하기 때문에 타이어가 노면에 보다 잘 접촉할 수 있으며 전체적으로 구름 저항이 감소합니다.

라텍스의 유연함과 그로 인한 성능 향상에도 불구하고 라텍스 이너 튜브의 무게는 단점이 되지 않는데, 라텍스 이너 튜브는 일반적으로 가장 가벼운 초경량 이너 튜브와 비슷한 무게이기 때문입니다. 사실, 이는 라텍스 소재의 이너 튜브는 일반적으로 두께가 더 얇기 때문이며 이는 앞에 말한 유연성에 긍정적으로 기여합니다.

라텍스의 매우 탄력적인 특성은 또 다른 장점을 제공하는데 유연하고 탄력적이기 때문에 펑처 가능성을 줄여줄 수 있습니다. 라텍스 튜브는 부틸 튜브에 비해 유연하기 때문에 뚫릴 가능성이 조금이라도 적기 때문입니다.

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그러나 라텍스의 이러한 고탄성은 반대로 단점이 되기도 합니다. 바로 일반적인 패치를 사용할 수 없다는 것인데 펑크가 난 부분에 일반적인 패치를 접착하고 공기압을 채운다면, 튜브와 패치의 탄성이 다르기 때문에 제대로 펑처가 수리되지 않을 가능성이 높습니다. 라텍스 튜브의 가장 잘 알려진 단점 중 하나가 바로 이것입니다.

또한 라텍스는 우수한 승차감을 제공하지만 부틸 이너 튜브에 비해 공기 투과성이 크기 때문에 압력도 현저하게 빨리 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 하지만 대부분의 성능을 중시하는 매니아 층은 출발 전 공기압을 점검하기 때문에, 이렇게 자주 공기압을 보충해야 하는 부분은 큰 문제라기 보다는 사소한 불편함이라고 할 수도 있습니다.

요약하자면 라텍스 튜브는 일반적인 부틸 튜브와 비교할 때 더 우수한 구름성과 승차감을 제공하는 제품이라고 할 수 있습니다. 당신이 가성비보다는 고성능을 지향하는 라이더라거나 가진 휠셋이 튜블리스를 지원하지 않는 경우, 성능 면에서 라텍스 튜브는 쉽고 저렴하게 업그레이드할 수 있는 최고의 선택지입니다.

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3. TPU 이너 튜브

TPU는 이너 튜브에 있어 부틸과 라텍스에 비해 최근에 등장한 새로운 재료로 고성능을 원하는 사이클리스트에게 인기를 얻고 있습니다.

이유는 다양하지만 그 중 가장 중요한 것은 가벼운 무게와 우수한 구름성을 제공함과 동시에 펑크 방지 성능은 더 뛰어나기 때문입니다. 라텍스가 우수한 탄성을 통해 성능을 향상시켰다면 TPU는 이를 새로운 차원으로  끌어올렸다고 할 수 있습니다.

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부틸, 라텍스, TPU 이너 튜브의 무게 비교 (C) Vittoria

사실, 고탄성 TPU 재질은 부틸 또는 라텍스로 이전까지 도달하지 못한 수준으로 성능을 높임과 동시에 펑크 발생은 더욱 낮추고 이와 함께 공기압의 유지율은 높일 수 있습니다. 즉, 모든 부분에서 다른 재질보다 우수하다는 뜻입니다. 또한 부틸 및 라텍스 튜브와 마찬가지로 TPU 튜브도 패치를 부착할 수 있지만 이를 위해서는 전용 패치 키트가 필요합니다.

성능과 편의성 외에 TPU 이너 튜브는 수명에서도 장점을 제공합니다. TPU는 라텍스처럼 천연 소재는 아니지만 천연 소재가 아니기 때문에 환경 파괴를 줄일 수 있으며, 추후 다른 용도로 재활용도 가능해 수명이 다한 이후의 지속 가능성도 더 우수합니다.

TPU 이너 튜브는 튜브 자체의 가격은 높지만 중량, 특히 회전 중량을 줄이는 비교적 저렴한 방법이며, 다른 장비 업그레이드와 비교할 때도 가성비가 우수합니다. TPU 튜브로 변경하여 얻는 구름 저항의 가성비는 다른 업그레이드로는 불가능하다고 볼 수 있으며, 부틸 튜브에서 TPU로 변경하는 경우에는 더욱 그렇습니다.

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부틸, 라텍스, TPU 이너 튜브의 구름 저항 비교 (C) Vittoria

자전거는 시간이 지남에 따라 더 가볍고 효율적인 기계로 진화하고 있는데, TPU 이너 튜브는 튜브 쪽에서 이와 비슷한 궤도를 보여주고 있습니다. 결국 당신이 최고의 성능을 추구하는 라이더이고, 클린처의 단순함과 편의성, 유지보수성을 높이 평가하는 라이더라면 TPU 이너 튜브는 가장 합리적인 선택이라고 할 수 있을 것입니다.

TPU 튜브의 이러한 특성은 로드 바이크에서는 구름저항과 무게의 감소가 가장 큰 장점으로 작용할 것이며, 그래블이나 MTB에서는 우수한 내구성과 가벼움이 가장 큰 장점으로 작용할 것입니다. 또한 튜블리스를 사용하는 라이더라도 펑크 시 대책으로 작고 가벼운 TPU 튜브를 챙겨다니는 것은 좋은 생각입니다.

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부틸, 라텍스, TPU 이너 튜브의 내구성 비교 (C) Vittoria

지금까지 살펴본 것처럼 세 가지 이너 튜브 타입은 각각의 장단점을 가지고 있습니다. 부틸 튜브는 편의성과 저렴한 가격, 라텍스 튜브는 우수한 성능, TPU는 모든 면에서 우수하지만 가격은 단점이라고 할 수 있습니다.

다른 모든 것들처럼 자전거 세계 역시 멈추지 않고 진화하고 있습니다. 더욱 가벼운 무게와 높은 구름성은 불가능해 보일 수 있지만 제조사들은 꾸준히 여러 방법들을 시도하고 있습니다. 또 다른 차세대 이너 튜브가 탄생하면 팽창이나 공기 유지 및 펑크 저항성 등에서 추가적인 발전이 있을지도 모릅니다.

사실 모든 이너 튜브가 궁극적으로 ‘더 우수한 성능, 더 높은 편의성, 더 높은 안정성.’을 지향한다는 점은 동일합니다.

 

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