
사빅, 자동차 외장재용 PC 출시 … 현대·기아, FRP 대비 경량화 성공
글로벌 복합소재 시장에서 무도장 기술 개발이 고도화되고 있다.
사빅(Sabic)은 4월 무도장으로 우수한 미관과 내구성을 구현할 수 있는 신제품 PC(Polycarbonate) 코폴리머 LNP ELCRES SLX1271SR을 공개했고, 자동차 외장부품 소재 착색(Material Coloring) 성형 솔루션으로 제안할 계획이다.
내마찰성, 내찰상성과 고광택 표면 마감이 특징이며 우수한 내후성과 지속적인 자외선 안정성, 양호한 기계적 특성을 갖추어 외장부품의 디자인을 장기간 유지 가능한 것으로 평가된다.
도장이 필요 하지 않아 친환경적이며 잠재적인 시스템 코스트 측면에서도 경쟁력이 뛰어난 것으로 알려졌다.
무도장으로 자동차 외장부품의 VOCs(휘발성 유기화합물) 배출량을 감축하는 동시에 PC·ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 등 기존 도장 솔루션에 필적하는 피아노 블랙 등 선명한 소재 착색 성형과 고광택 표면 마감을 통해 우수한 미관을 구현할 수 있다.
또 PC 자체가 자기보호층을 형성해 지속적으로 자외선을 흡수하므로써 다른 무도장 열가소성수지보다 최장 10년 이상 미관을 유지할 수 있는 것으로 알려졌다.
사빅은 강화 PMMA(Polymethyl Methacrylate) 및 PMMA․ASA(Acrylonitrile Styrene Acrylate) 혼합소재의 비교 테스트를 실시해 내열성이 섭씨 120도로 기존 아크릴(Acryl)계 수지의 80도보다 뛰어나며 기계적 성능, 광택, 색의 깊이도 우수함을 확인했다.
고광택, 불투명색 외에도 투명, 착색투명색 등 다양한 라인업을 갖추어 스포일러, 그릴, 외장거울·하우징 등 자동차 외장부품을 넘어 전자기기 하우징, 태양광 패널 등 실외 인프라 부품에도 적용할 계획이다.
현대자동차·기아는 6월 무도장 성형기술로 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 대비 복합소재를 경량화했다.
현대자동차·기아는 별도의 도장 공정 없이 매끄러운 표면이 유지되고 차체 강도를 확보할 수 있는 무도장 복합소재 성형기술을 개발했으며 최초로 현대자동차의 전동화 비즈니스 플랫폼 모델 ST1 카고 루프 스포일러에 적용했다.
기존 루프 스포일러는 제작 과정에서 자동차 제조공정 전체 에너지 소비량의 40%를 차지하는 차체 도장과 동일한 도장·샌딩 작업이 필요했으나, 무도장 복합소재는 도장공정 생략을 통해 생산 과정에서 탄소배출 저감을 극대화했을 뿐만 아니라 기존 소재인 FRP에 비해 무게가 20% 이상 가벼운 것으로 알려졌다.
무도장 성형기술은 컬러 원소재 안쪽에 열경화성 소재를 도포하는 공법으로 플래스틱 복합소재를 제조해 자동차 외관 부품을 생산할 수 있다. 일반 도장 공법을 적용한 것에 비해 높은 수준의 광택과 균일하고 다양한 발색 구현이 가능하다.
현대자동차·기아는 무도장 복합소재 기술이 성형 자유도가 높고 다양한 컬러를 구현할 수 있어 다품종 소량 생산이 필요한 부품에 적합한 것으로 평가하고 앞으로 후드 패널 등에도 적용해 수요기업의 다양한 요구를 충족할 계획이다.
페인트도 생산성 향상을 위해 무도장 시스템을 도입하고 있다.
KCC(대표 정몽진·정재훈)는 페인트 분야 최초로 인공지능(AI)을 활용한 무도장 조색 시스템을 개발했다.
실제 조색이나 도장하지 않고도 페인트 색상을 예측할 수 있는 AI 기반 공정 플랫폼으로, KCC가 수년간 축적한 색상 데이터 상관관계를 연구하고 데이터베이스를 설계해 도장 절차 없이 색상을 예측할 수 있는 알고리즘과 타깃 컬러 매칭 기능을 개발했다.
기존에는 페인트를 대량 생산하기 전 정확한 색상 구현을 위해 조색, 도장, 건조, 확인 과정을 반복하고 페인트가 액상 또는 건조한 상태일 때의 색상을 비교해 조정한 뒤 확인하는 과정이 필요했다.
무도장 조색 시스템을 안성공장 건축용 페인트 조색공정에 적용한 결과 평균 10시간 걸렸던 공정을 2.8시간으로 72% 가량 단축할 수 있었으며 핵심 기술인 액상 페인트 색상 값을 안정적으로 측정하는 기법, AI 기반의 컬러 매칭 방법을 제시하는 기술 특허 등록도 마쳤다.
KCC는 무도장 조색 시스템을 안성공장에 선제적으로 적용할 예정이며 건축용 페인트의 생산성이 11% 이상 개선되고 고온건조 과정에 투입된 에너지를 절약할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
앞으로 울산·전주 등 국내공장을 비롯해 중국, 인디아 등 해외법인으로 확대 적용하고 건축·자동차 페인트에서 다른 분야의 페인트까지 적용영역을 넓혀갈 계획이다.
김영수 KCC 자동차도료연구팀 상무는 “양산 적용 후에도 축적되는 데이터를 통해 기술 정확도와 정밀도를 향상해 생산성을 높일 것”이라며 “KCC 뿐만 아니라 수요기업들도 환경오염 저감을 실현할 수 있는 데이터 기반의 업무 플랫폼으로 확대할 계획”이라고 강조했다.
롯데케미칼은 글로벌 화학 메이저를 비롯해 약 4000여개 관련기업들이 참여한 차이나플라스 2024에서 롯데정밀화학과 스페셜티 솔루션(Specialty Solution)으로 친환경 무도장 소재를 선보였다.
롯데케미칼은 자동차 내장용 내열 ABS SR-0325LT, ABS LH-0300, PC/ASA WR-7250H, Luminous LX Series 등 다양한 무도장 제품군을 확보하고 있다.
또 모빌리티용 바이오 플래스틱 레미니센스(REMINISCENCE)로 2024 iF 디자인 어워드(iF International Forum Design)에서 수상했다.
레미니센스는 친환경 무도장 소재를 적용한 모빌리티 내장재 라이팅 솔루션으로 에코시드(ECOSEED) Bio-PET가 적용된 PC/PET 소재이며, 기존 친환경 소재에서 구현할 수 없는 반투명성을 구현했으며 외부 손상에 강하고 뛰어난 내광성으로 변색이 덜 되는 장점이 있는 것으로 알려졌다.
롯데케미칼과 재활용 PC 소재 개발에서 협력하고 있는 서연이화는 2024년 지속가능경영보고서를 통해 고순도 폐비닐 재활용 소재를 적용한 무도장 PP를 개발하고 있다고 밝혔다. (김진희 기자)