Toyota Boshok이 가볍고 강도가 높은 CNF(Cellulose Nano Fiber) 강화수지를 사용한 자동차 내장부품 도어트림을 시험 제작했다.
내장부품에 요구되는 강성을 확보하면서 중량을 기존 PP(Polypropylene) 베이스에 비해 13% 감축한 것으로 알려졌다.
앞으로는 무거운 배터리를 싣는 전기자동차(EV) 보급이 확대될 것으로 예상됨에 따라 부품을 경량화할 수 있는 소재 및 기술에 관심이 집중되고 있다.
이에 따라 Toyota Boshok은 2020년대 중반 상업생산을 목표로 내충격성을 보완하기 위한 연구개발(R&D)에 박차를 가하고 있다.
CNF는 무게가 강철의 약 5분의 1에 불과한 반면 강도는 5배 이상 높은 특징이 있으며 볼펜, 스피커, 화장품, 종이기저귀 등으로 적용범위가 서서히 확대되고 있다.
최근에는 수지와 복합해 높은 강도 및 경량성을 부여할 수 있는 자동차부품용으로 주목받고 있다.
Toyota Boshok은 일본 환경성이 CNF를 이용해 자동차 경량화 기술을 개발하기 위해 마련한 컨소시엄 NCV(Nano Cellulose Vehicle) 프로젝트에 참여해 PP에 CNF를 10% 혼합한 수지를 활용한 연구개발을 진행하고 있다.
최근 도어의 철판 부분을 감싸 안쪽 내장패널인 도어트림을 약 200℃에서 사출성형하는 방식으로 시험제작에 성공했다.
도어트림은 외력에 따라 찌그러지지 않는 강성과 내충격성 양립이 요구된다.
시험제작제품은 PP만 사용한 성형제품에 비해 굴곡탄성률이 1.6배 향상됐으며 도어 무게가 1290g로 190g 줄어든 것으로 알려졌다.
이에 따라 강성 및 경량화 효과는 검증됐으나 충격성능 개선을 시작으로 실내공기 품질에 관한 휘발성 유기화합물(VOCs), 코스트 평가 등 기술적인 과제가 아직 많은 것으로 파악되고 있다.
Toyota Boshok은 오래전부터 식물 베이스 소재를 활용해 자동차부품을 개발해왔다.
생육이 빠르고 이산화탄소(CO2) 흡수능력이 뛰어난 일년생 식물 케냐프를 이용한 섬유는 약 20년 이상에 걸쳐 자동차부품에 적용하는 기술을 개발해 도요타자동차(Toyota Motor)의 하이브리드자동차(HV) SAI 및 고급 승용차 렉서스(Lexus)를 중심으로 10개 차종에 채용됐다.
CNF는 2007년 무렵부터 자동차부품용 적용에 착안해 장기간에 걸쳐 가능성을 검토·실험하고 있다.