구조용 접착제 기술 이노베이션 … 전처리 생략해 코스트 감축

3M이 구조용 접착제 시장에서 이노베이션을 일으키고 있다.
3M은 일반적으로 접착이 어렵다는 평가를 받는 나일론(Nylon) 전용 접착제를 출시하고 나일론-나일론 뿐만 아니라 다른 수지나 금속과도 전처리 없이 고강도로 접촉시키는데 성공했다.
과거 점착 메모지와 셀로판 테이프 상용화를 이끌었던 접착 노하우를 활용했으며, 그동안 접착력 때문에 나일론을 사용하기 어려웠던 용도에서 나일론 투입을 지원함으로써 자동차 경량화 등 전방산업 혁신을 견인할 것으로 기대하고 있다.
제조업은 이미 자동차부품 제조공정에 적용된 사례와 같이 경량화를 목적으로 금속 부품을 수지 부품으로 전환하는 움직임이 가속화되고 있고 부품끼리 접합시키는 방식 역시 기술자가 필요한 용접이나 볼트, 리벳을 사용하는 기존 방식에서 접착제 사용으로 변화하고 있다.
3M은 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene) 등 접착이 어려운 수지를 위해 구조용 접착제 Scotch-Weld를 공급하고 있으나 나일론만은 Scotch-Weld로도 접착이 어려웠고 오랜 기간 과제를 해결하지 못했다.
PA(Polyamide) 66, PA6, PA11, PA12 등 나일론은 고강도, 내열성, 내약품성 특징을 갖추어 광범위한 용도에서 사용되고 있으나 접착 전에 플라즈마 처리를 통한 표면 개질이 필요하고 높은 접착력이 요구돼 전처리 공정에 부담을 느끼는 수요기업들이 난접착 소재로 취급하고 있다.
3M은 미국 연구소를 중심으로 해외법인들과 연계하며 Scotch-Weld Nylon Bonder DP8910NS를 개발했다.
Nylon Bonder DP8910NS는 PA66에 대한 전단접착강도가 IPA(Isopropyl Alcohol) 탈지만으로 6.3MPa에 달하는 등 구조용 접착제로서 충분한 성능을 갖추고 있다.
또 25.5MPa 수준으로 알루미늄과 접착이 가능하고 다른 수지와도 접착할 수 있으며 충격강도, 박리접착강도 역시 우수한 것으로 평가되고 있다.
경화 상태 신축률은 79.0%로 열팽창계수가 서로 다른 소재를 접합할 때 일그러지는 것을 완화할 수 있으며 유리전이온도(Tg)가 섭씨 138도에 달해 나일론 접착제에 요구되는 내열성이 우수할 뿐만 아니라 고온환경에서도 높은 수준으로 접착강도를 유지할 수 있다.
아울러 상온경화로 경화속도가 빠르기 때문에 생산성 향상 효과도 기대하고 있다.
기존 수요기업들은 Nylon Bonder DP8910NS 채용을 통해 전체 코스트 감축 효과를 누릴 수 있으며 플라즈마 처리 등 전처리용 설비와 경화설비 도입이 필요 없다는 점에서 나일론 채용을 주저하던 신규 수요기업들도 긍정적으로 검토할 것으로 예상된다.
나일론 접착제 기술 개선은 3M이 제2차 세계대전 전부터 미국 공군 항공기에 접착제를 공급했고 1910년대부터 사포에 접착제를 적용했을 뿐만 아니라 자동차 도장용 마스킹 테이프, 셀로판 테이프 등 세계 최초의 상품을 잇달아 출시했을 만큼 충분한 접착 노하우를 갖추었기 때문에 가능했던 것으로 파악된다.
3M은 2026년까지 난접착 소재용 접착제 매출을 현재의 3배로 확대하는 것을 목표로 하고 있으며 범용적으로 사용되는 PP, PE용 접착제 뿐만 아니라 나일론 접착제도 매출 확대 효과가 상당할 것으로 기대하고 있다. (강윤화 책임기자)