》 EPP 소재의 바디패널로 만들어진 토요타 콘셉트 카(출처: http://www.designboom.com)
에너지 절감과 탄소배출감소를 위해 필수적인 자동차 경량화를 위해 가벼우면서도 튼튼한 첨단 소재들이 전 세계적으로 개발•연구되고 있지요. 자동차 범퍼를 설계할 때에도 이제 철강재료 대신에 가벼운 플라스틱 소재로 대체되고 있는데요. 오늘은 충격 에너지는 흡수하면서 안전성과 경량화까지도 책임지고 있는 기특한 소재, 한화첨단소재의 'EPP'에 대해서 알려드리고자 합니다.
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차량 충격을 흡수하는
EPP(Expanded Polypropylene)
》 한화첨단소재 EPP 브랜드 '버프라이트(BuffLite)'
‘EPP(Expanded Polypropylene)’는 발포폴리프로필렌이라고 하는데요. 한화첨단소재의 EPP 브랜드 명은 '버프라이트(BuffLite)'입니다. 일반적으로 범용 포장재로 가장 널리 사용되고 있는 재료입니다. EPP는 스티로폼과 달리 위생용기에도 쓰이는 폴리올레핀 계열의 ‘PP(Polypropylene)’ 소재를 발포해 만든 친환경 소재인데요. 가벼우면서도 충격에 강하며, 복잡한 형상의 성형이 가능하고 화학처리와 부식에 영향이 없어 전자제품 포장 및 자동차 부품, 구조물 등 고가 제품의 포장재와 산업용 자재로 널리 활용되고 있습니다.
EPP의 등장
발포체의 역사!
》 EPP 발포체(출처: IDTC. International Design rend Center)
그렇다면 EPP는 언제부터 사용하기 시작했을까요? 인공적으로 만들어진 최초의 발포체는 독일에서 천연고무를 이용한 라텍스 폼이었는데요. 이후 합성고무 라텍스가 발포체 원료로 사용됐습니다. 제2차 세계대전 이후 PE(Polyethylene), PP(Poly propylene), PVC(Polyvinyl Chloride), PU(Poly Uretanae) 등이 등장했지요. 이 재료들은 충격 시 에너지 흡수, 전자기차폐, 흡음 및 소음진동방지 등의 목적으로 자동차와 전자제품 등에 사용되고 있는데요. 발포기술이 점점 발전되면서 'EPP(Expanded Polypropylene)'와 'EPS(Expanded Polystyrene)'가 등장해 자동차에 들어가는 철강재료를 대체하게 되었습니다.
한화첨단소재는 지난 2009년 EPP를 독자 기술로 개발하는데 성공했는데요, 95년부터 일본 카네카(KANEKA)사와 기술제휴를 통해 국내에서 EPP를 생산해오다, 약 3년간의 자체 연구개발과정을 거쳐 EPP 발포제 공정과 제품 국산화에 성공했습니다.
환경오염물질 배출을 최소화하는
친환경 소재, EPP
》 EPP 발포체(출처: http://charliemcbride.co.uk)
화학적 발포제를 사용하지 않고 물리적(무가교성)으로 발포한 EPP 발포제는 플라스틱 물질 중에서 소각 시에 공해를 유발하는 환경오염물질 배출을 최소화 할 수 있는 물질로 인식되어 있어 각국의 환경규제에 대처할 수 있다는 점에서 큰 장점을 가지고 있습니다. 또한 재사용이 가능해 미국 플라스틱 공인협회(SPI)로부터 재활용에 적합한 완충 포장재 ‘Recycle Mark’를 사용할 수 있고, 독일 재활용 법령에도 적합한 단일소재 발포제입니다. 그 외에도 어떤 장점들을 가지고 있는지 살펴볼까요?
1. 열에 강하다
2. 반복충격에 대한 완충기능이 뛰어나다
3. 높은 강도와 내구성으로 경량화가 가능해 스틸 소재 대체가 가능하다
4. 재활용이 가능한 친환경 소재다
5. 기계유나 용제, 가솔린 등에 쉽게 연화되지 않아 내약품성이 우수하다
6. 칼이나 열선을 이용한 커팅, 접착, 프레스 가공 등 2차 가공이 용이하다
7. 인체에 무해하다
EPP로 만든 친환경차!
토요타 미.위(Me.We) 콘셉트카
》 EPP로 보디패널을 만든 토요타 콘셉트카(출처: http://www.designboom.com)
2013년 토요타는 미.위(Me.We) 컨셉트카를 공개했는데요. 바로 이 컨셉트카는 ‘EPP’로 보디패널을 만들어 ‘친환경차’로 단번에 주목받았습니다. 프랑스 가구 디자이너인 장 마리 마소(Jean-Marie Massaud)가 디자이너로 참여해 깜찍하면서도 매우 실용적인 차로 눈길을 끌었죠. 디자이너인 마소는 현대인, 경제, 그리고 환경의 변화에 타깃을 둔 ‘Anti-Crisis(위헙-방지) 차’ 라고 설명했습니다.
무게를 낮추기 위해 EPP와 튜불라 알루미늄 섀시를 사용했다고 하는데, 덕분에 차량 무게는 750kg에 불과하다고 합니다. 재미있는 것은 보디패널을 교체할 수 있어, 픽업, 컨버터블, 오프로더 등 다양한 보디로 변형이 가능하다는 점이에요. 보디패널은 100% 재활용가능하며, 보디패널의 무게는 단 14kg이랍니다. 친환경 경량화소재를 이용해 만든 미래형 자동차로, 앞으로 미래 자동차 산업에 새로운 비전을 제시한 것이라고 할 수 있을 것 같습니다.
자동차 경량화 부품시장을 선도해가는
한화첨단소재!
》 세종시에 위치한 한화첨단소재 경량복합소재개발센터
한화첨단소재는 자동차 고강도 초경량 부품소재 분야에서 특화된 기술력을 보유하고 있는데요, EPP 외에도 GMT, LWRT, SMC, LFT 등 다양한 자동차용 경량복합소재를 생산하고 있습니다. GMT와 LWRT는 앞서 소개 드린 바 있는데요. 바로 세계시장 점유율 1위의 자동차용 경량복합소재입니다.
연비규제 강화에 따른 차량 경량화가 세계 자동차 산업의 메가트렌드로 떠오른 지금 한화첨단소재는 해외 생산거점을 넓혀나감과 동시에, 지난 7월 신축한 경량복합소재개발센터를 중심으로 자동차용 열가소성ㆍ열경화성 복합소재 연구와 신규 어플리케이션 설계, 성형기술 개발 경쟁력 확보, 신소재와 신공법 개발에 연구역량을 집중하고 있습니다.
발포 EPP/EPS의 충격특성에 관한 실험적 연구. 김한국,김병준,정광영,전성식.2013년
EPP를 적용한 자동차 초경량 Rear Seat Cushion 개발에 관한 연구. 울산대학교 자동차선박기술대학원 이종엽. 2011년
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