
린텍, 시트형 접착 솔루션 개발 … 다이셀, 금형 없이도 대면적 접합
이종 소재를 간단하게 접합할 수 있는 기술 개발이 확대되고 있다.
린텍(Lintec)은 고주파 유전 용착을 통해 고주파 웰더(접착기)로 용융시킬 수 있는 시트형 접착제 개발에 성공했다.
액상 접착제보다 공정 수를 대폭 줄였을 뿐만 아니라 고주파 전계를 여러 번 인가하면 벗겨내는 것도 간단해 자동차, 전자기기 분야에서 플래스틱이나 금속 부품을 리사이클하고자 하는 니즈가 확대되고 있는 최신 트렌드에 맞추어 새로운 접착 솔루션으로 제안할 방침이다.
이미 2019년부터 수요기업 평가를 진행하고 있으며 이종소재 접착 분야에서 용도 개척을 추진하고 있다.
고주파 웰더는 비접촉 가열을 통해 접착시키는 기기이며 주로 PVC(Polyvinyl Chloride)나 나일론(Nylon) 소재의 장식용 가공을 위해 사용하고 있다.
외부 압력이나 가열을 필요로 하는 액상 접착제, 히트씰 공법보다 미관을 깔끔하게 유지할 수 있고 좁은 면적에도 적용할 수 있다는 강점을 갖추고 있다.
린텍이 새롭게 개발한 시트형 접착제는 열 트리거로 이루어진 유전필러까지 포함한 영역에 고주파를 쏘아주면 발열하면서 바인더로 사용한 열가소성 수지를 용융시키고 부재끼리 접착되는 원리이며, 고접합강도와 핸들링성을 모두 갖추었을 뿐만 아니라 제조공정도 감축할 수 있는 것으로 알려졌다.
접착제에서만 열이 나와 내열성이 낮은 수지 부품에도 적용할 수 있고 접착층이 1분만에 냉각 및 고체화되기 때문에 액상 접착제에 필요한 에이징 공정을 생략할 수 있으며, 무용제계여서 휘발성 유기화합물(VOCs)이 발생하지 않으며 시트 형태를 바꾸는 것만으로 복잡한 형상에도 대응이 가능하다.
최근 일부 용도에서 양면테이프를 사용하는 등 액상 접착제를 대체하려는 움직임이 확대되고 있는 가운데 시트형 접착제는 양면테이프처럼 사용이 간편할 뿐만 아니라 일반적으로 접착이 어려운 것으로 알려진 수지에 대해서도 수십배에 달하는 접합강도를 나타낸다는 점을 강조하고 있다.
PE(Polyethylene), PP(Polypropylene) 등 저극성 올레핀계 소재에도 적용 가능하며 용도에 맞추어 커스터마이즈할 수 있는 베이스 그레이드를 다수 준비해 채용 확대에 대비하고 있다. 기존 웰더 가공기기에서 그대로 사용할 수 있고 떼어내는 것도 용이한 것이 특징이다.
특히, 이종소재 접합 부재는 박리 및 해체 방법이 따로 없어 현재는 분쇄 및 폐기하고 있으나 린텍이 제안하는 새로운 접착공법을 채용하면 해당 과제를 해결할 수 있다고 강조하고 있다.
자동차, 가전 부품에서 확대되고 있는 리사이클 니즈를 충족시킬 수 있을 것으로 예상하고 레저 분야에서도 용도 개척을 서두르고 있다.
일부에서는 전기자동차(EV)의 엔진 부품에 적용할 수 있다는 기대 아래 채용을 검토하고 있으며, 앞으로 경량화가 요구되는 용도에서 다양하게 활용될 것으로 기대되고 있다.
다이셀미라이즈(Daicel Miraizu)는 금형 없이 대면적으로 이종소재를 접합할 수 있는 공법을 개발했다.
금속 표면을 레이저로 처리해 복잡한 형태를 형성하는 기술과 후공정에서 금속의 전자유도가열을 조합함으로써 새로운 공법을 개발했다.
개발공법을 사용하면 수지 부재를 압접 및 용융시키기 위해 사용해온 금형이 필요 없고 대면적 대응도 가능해 자동차 구조재, 건축자재 등 새로운 용도를 개척해나갈 계획이다.
다이셀미라이즈가 활용한 기술은 다이셀폴리머(Daicel Polymer)가 2014년 개발한 금속‧수지 접합기술 DLAMP로 후공정 어플리케이션을 확충해 완성했다.
DLAMP 기술은 제1공정에서 금속 성형체 표면을 레이저로 처리하기 때문에 수백마이크로미터 수준으로 복잡한 요철 형상을 형성할 수 있는 것이 특징이다. 다만, 기존 후공정은 수지를 사출성형해 직접 접합시키는 방법에만 대응할 수 있으나 개발공법은 저항용접기 등 전자유도가열을 사용함으로써 금형을 없애도록 했다.
금속 가열 후 열가소성 수지와 압접하면 기존공법과 동일하게 앵커 효과로 견고한 직접 접합을 실현할 수 있으며 판상 성형체끼리 스팟 결합시킴으로써 대면적 부재 제조가 가능한 것으로 알려졌다.
금속과 CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic) 등 섬유 강화 수지로 제조한 판재를 접합시킬 수 있다는 점에서 자동차 외장소재를 포함해 이종소재 접합이 필요한 다양한 용도에서 활용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
현재의 금속‧수지 접합기술은 스마트폰용 소형 부품에 적용되는 사례가 많으며 자동차용은 경량화 니즈가 확대되면서 적용을 검토하는 수요기업들이 늘어나고 있으나 본격적인 시장 형성은 이루어지지 않고 있다.
그러나 최근 수년 동안 단순히 기존 접합법을 대체하는 수준에서 나아가 수요기업과 접합기술 보유기업이 기술을 설계단계부터 협력하는 흐름이 확대됨으로써 시장 형성 가능성이 높아지고 있다.
중장기적으로는 해체가 용이한 설계 실현이나 MR(Material Recycle)에 대응할 수 있는 기술 개발을 추진할 계획이다. (K)