[iR52 장영실상] 페인트칠 안하니 긁힘·변색문제 걱정 없어

LG화학·현대자동차 '친환경 無도장 소재'

왼쪽부터 임명준 LG화학 책임연구원, 최민진 현대차 책임연구원, 이경실 책임연구원, 최석조 LG화학 책임연구원.

자동차에서 색상은 멋을 살려주는 중요한 요소다. 도료를 바르는 '도장' 작업으로 자동차 소재에 색을 입히는데, 이 과정에서 휘발성 유기화합물이나 발암물질 등 유해물질이 배출된다. 따라서 정화 과정이 필수다. 또 자동차 도장은 긁히거나 햇빛에 색이 변하는 등 손상에 취약하다. 이 때문에 업계에서는 아예 무(無)도장 소재 개발에 나섰다. 소재 자체에 색이 있어 별도의 도장이 필요 없다.

2023년 제42주 차 IR52장영실상 수상 제품으로 LG화학과 현대자동차가 개발한 무도장 소재가 선정됐다. 제품명은 '페인트 프리(Free) 피아노 블랙 색상 구현이 가능한 내충격 자동차 외장 부품용 에이에스에이(ASA)'다.

무도장 소재는 긁힘에 의해 색이 벗겨지거나 햇빛에도 쉽게 변하지 않는다. 임명준 LG화학 책임연구원은 "전 세계 정부가 친환경 정책을 시행함에 따라 자동차 소재의 무도장화는 자동차 업계의 전체적 흐름이 됐다"며 "무도장 소재가 지속적으로 개발되고 있다"고 말했다.

다만 기존에 개발되거나 양산된 소재는 성능 문제를 겪었다. 충격에 약하다는 문제가 제기된 것이다. 특히 저온에서 소재가 깨지는 문제가 발생했다. 임 책임연구원은 "개발한 소재는 영하 30도에서도 깨지지 않는다"며 "충격을 견디는 성질인 '내충격성' 역시 기존 소재보다 약 6배 높다"고 설명했다. 또 흠이 잘 생기지 않는 성질을 뜻하는 '내스크래치성'이 높다. 기존 소재의 내스크래치성은 94%인 반면, 이들이 개발한 소재는 98%였다. 열을 견디는 능력도 뛰어나 81도에서도 변형되지 않는다. 기존 소재는 한계 온도가 74도 정도라는 게 연구팀 설명이다.

비결은 무도장 소재 재료로 쓰이는 ASA다. 임 책임연구원은 "기존 소재는 PMM이라는 재료를 주로 사용했는데, 이 소재는 충격에 취약하다"며 "내충격성이 높은, 새로운 무도장 소재 재료를 발굴한 것"이라고 말했다.

현대차는 공동으로 소재 개발에 참여했다. 소재를 개발한 후 부품을 개발하고 양산 차량에도 적용했다. 주로 흑색을 내는 소재에 활용된다. 현대차의 브라질 수출용 차량 'HB20'의 라디에이터 그릴, 최근 새로 출시된 싼타페의 사이드미러 등에 적용됐다. 개발한 소재는 차종을 확대해 적용할 계획이며 문 가니시, 스포일러 등에 쓰일 예정이다.

[고재원 기자]