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지구온난화로 자동차 산업에도 격변기가 찾아왔습니다. 세계 각국은 나날이 자동차에 대한 환경 규제를 강화하고 있는데요. 자동차 산업에 대한 환경 규제가 유독 엄격할 수밖에 없는 이유는 자동차에서 배출되는 ‘배기가스’ 때문입니다. 배기가스의 주요 성분인 이산화탄소, 질소산화물 등은 지구환경을 오염시키고 기후변화를 일으키는 주원인이기도 하죠. 

친환경 차량을 만들기 위해 ‘화석 연료 사용’을 줄이는 일은 앞으로 반드시 해결해야 할 과제입니다. 그리고 화석 연료 사용을 줄이기 위해서는 ‘이것’을 줄이는 작업도 꼭 필요한데요. 그 정체는 바로 차량의 ‘무게’입니다. 자동차의 ‘무게’와 ‘친환경’이 도대체 어떤 관련이 있는 것인지, 줌인한화에서 자동차 소재의 경량화를 ‘Zoom-in’ 해보겠습니다.

자동차 산업에서 차량의 무게를 줄이려고 하는 이유는 ‘연비’를 개선하기 위함입니다. 연비는 자동차의 단위 연료당 주행 거리의 비율로, 쉽게 말해 연료를 얻은 차량이 얼마나 멀리 갈 수 있는지를 의미하죠. 적은 연료로 더 먼 거리를 운행할 수 있다면, 당연히 환경에 긍정적일 수밖에요.

이 연비를 높이기 위해 가장 중요한 요소 중 하나가 바로 차량의 ‘무게’를 줄이는 일입니다. 잠시 눈을 감고 상상해볼까요? 요즘처럼 뜨거운 햇빛이 비치는 오후, 등에는 노트북, 지갑, 두꺼운 책 등이 들어있는 무거운 백팩을 메고 양손에도 한가득 짐을 들고 오르막길을 올라가고 있습니다. 이럴 때, 여러분의 심정은 어떨까요? 당장이라도 들고 있는 짐을 하나라도 내려놓고 싶다는 생각이 드실 겁니다.

자동차 역시 마찬가지입니다. 몸이 무거워지면 같은 운동 능력을 갖추고 있어도 더 멀리 나아갈 수 없게 되죠. 차체가 무거울 경우 같은 거리를 운행하기 위해 더 많은 연료가 필요하고, 반대로 무게가 줄어들면 자연스럽게 연료 소비를 줄일 수 있게 됩니다. 실제로 1,500kg의 승용차 기준으로 무게가 약 10% 감소하면 연비가 5% 이상 높아진다는 연구 결과가 있는데요. 연비가 감소하면 이산화탄소, 질소산화물, 탄화수소 등의 오염물질 발생을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제동거리가 줄어 안전한 운전 환경을 만들 수 있게 됩니다.

이쯤 되니 한 가지 궁금증이 생기실 겁니다. 경량화가 좋은 건 알겠는데, ‘가벼운 차량은 튼튼하지 않은 거 아냐?’라는 의문이 들기 충분하죠. 사실 이러한 의문은 자동차 산업에서 가벼우면서도 튼튼한 소재를 개발하기 위해 노력하는 이유이기도 한데요. 이미 세계 자동차 시장에서는 무겁고 가공하기 어려운 강철 강판 대신, 알루미늄과 탄소 섬유 등을 활용한 경량화 신소재가 다양하게 활용되고 있습니다.

그렇다면 현재 세계 자동차 시장에서 경량화 소재로 가장 많이 사용되고 있는 것은 무엇일까요? 정답은 바로 플라스틱에 유리섬유 등의 충진재를 배합해 만든 ‘플라스틱 복합 소재’입니다. 한화솔루션은 자체 생산하는 플라스틱 복합 소재를 통해 차량 경량화에 크게 기여하고 있는데요. 한화솔루션의 경량화 기술이 담긴 대표 소재가 제조되는 과정을 먼저 영상을 통해 만나보실까요?

한화솔루션/첨단소재 부문의 대표적인 자동차 소재인 ‘SuperLite’와 ‘StrongLite’를 만나보셨는데요. 영상으로는 담지 못한 이야기를 좀 더 소개해드리겠습니다.

▲SuperLite 시트 제작 공정

첫 번째로 보신 SuperLite는 저중량 강화 열가소성 플라스틱(LWRT, Low Weight Reinforced Thermoplastics)으로 현재 세계 시장점유율 1위를 차지하고 있는 소재입니다. 낮은 기압에서 열성형이 가능한 점이 특징인데요. 중량 대비 우수한 강도와 소음흡수 기능을 가지고 있어 차량의 헤드라이너, 언더바디 등에 주로 활용됩니다.

▲SuperLite를 가공해 차량의 헤드라이너를 제작하고 있다

영상에서 보신 것처럼 공정 과정이 비교적 단순한 것도 특징 중 하나인데요. 단순한 공정 과정으로 빠르고 정확하게 제품 양산이 가능하고, 조립성 또한 뛰어나 매우 견고합니다. 그리고 또 하나, 친환경을 위해 꼭 필요한 경량화인 만큼 자동차 소재를 만들 때도 친환경적인 방식을 도입해야겠죠? SuperLite의 제조 공정에는 유해 물질을 발생하지 않는 열가소성 수지가 사용되며, 접착제를 전혀 사용하지 않아 더욱더 친환경적입니다.

▲고강도 플라스틱 소재인 StrongLite로 제작한 부품의 충돌 테스트를 시행하고 있다

다음으로 만나본 ‘StrongLite’는 이름에서 느껴지듯이 매우 단단한 소재입니다. 유리 섬유 강화 열가소성 플라스틱(GMT, Glass Fiber Mat Reinforced Thermoplastics)의 종류로 2009년부터 10년이 넘는 세월 동안 줄곧 세계 GMT 시장의 70%를 점유한 압도적 1위 브랜드죠. StrongLite가 이처럼 전 세계 시장의 주목을 받은 이유는 스틸과 같은 단단한 강도를 지니고 있으면서도 중량을 20~25% 수준으로 줄인 혁신적인 기술력 덕분입니다.

▲폴리프로필렌 수지에 유리섬유 매트가 강화재로 보강되어 판상 형태로 제작되는 StrongLite

StrongLite의 경우, 친환경 소재인 폴리프로필렌 수지(PP)에 유리섬유 매트를 강화재로 보강해 결합력이 매우 뛰어난 것이 특징인데요. 의자, 카페트, 식기 등의 제품에 활용되는 PP의 특성을 지니고 있어 디자인 자유도가 높습니다. 이렇게 공정 작업을 마친 StrongLite는 차량의 하부를 보호하고 소음을 줄이는 언더커버와 고강도 플라스틱 범퍼 등에 적용되어 차량 경량화에 도움을 주고 있습니다.

자동차 경량화와 환경 보호에 기여하고 있는 한화솔루션의 대표적인 자동차 소재들, 어떻게 보셨나요? 

한화솔루션은 현재 자동차용 경량복합소재 글로벌 No.1 브랜드, 세계 LWRT 시장 No.1 브랜드로, 세계 속에서 차량 배기가스 배출량을 줄이기 위한 힘과 기술력을 보태고 있습니다. StrongLite 소재는 세계 최대 규모의 연간생산량인 52,000t을 생산하고 있는데요. 이 외에도 BuffLite, CFRTPC, IntermLite 등의 경량복합소재를 지속적으로 연구∙개발하며 세계 자동차 경량화 트렌드와 친환경 산업을 선도하기 위해 노력하고 있습니다.

차량의 견고함은 물론이고, 환경과 안전까지 생각하는 솔루션을 제시하고 있는, 한화솔루션! 이들의 결코 가볍지 않은 용기와 도전에 줌인한화에서도 응원의 마음을 보내봅니다. 오늘 한화저널에서 준비한 줌인한화는 여기까지입니다. 다음 시간에는 어떤 사업장으로 ‘Zoom-in’ 할지, 앞으로도 많은 기대 부탁드려요!