일본산업뉴스요약

머티리얼 X -- 제 1부 상식을 깨다 (하)
자동차 소재 간의 배틀 로얄
독일 Evonik; 나사가 필요 없는 접착제, 일신제강; 수지에 이은 새로운 강판

제품의 조립에 꼭 필요한 용접 및 나사 조이기. 언젠간 이와 같은 공정은 생산 라인에서 없어질지도 모른다. 독일의 정밀 화학업체 에보닉과 메르세데스 벤츠가 공동 개발한 접착제는 서로 다른 소재를 보다 더 강력하게 접착시킬 수 있다.

에보닉의 접착제는「공중합(共重合)나일론계」로 불리는 고분자 화합물 가루이다. 정전기를 통해 이 가루를 알루미늄 등의 금속 위에 도포하고, 같은 폴리아미드계 수지를 그 위에 덮어 가열. 금속과 수지가 각각의 표면에 있는 분자와 반응해 강력하게 결합하게 되는 구조이다.

-- 경량화에 도움 --
나사에 필요한 구멍이 필요 없고, 넓은 면적을 접착할 수 있기 때문에 뒤틀림에도 강하다. 에보닉과 Daicel의 합병회사 Daicel-Evonik(도쿄)의 무다 테크니컬센터 소장은「디자인의 자유도가 훨씬 높아진다」라고 말한다.

이미 벤츠가「A클래스」의 부품으로 채택, 나사 조이기 등의 금속 접합 기술과 비교해 20%의 경량화되었다. 프론트 그릴의 보강재료로 사용될 경우, 강성(剛性)이 20~25% 향상, 21% 경량화를 이룰 수 있다는 것도 실험을 통해 증명. 일본 자동차 제조사들이 채택을 확대하도록 박차를 가하고 있다.

미국 에너지부의 예측에 따르면, 자동차 생산에 사용되는 소재 중, 2015년에 중량 대비 70% 이상을 차지하고 있던 철의 비율은 2030년에는 40%대로 하락. 수지나 알루미늄 등의 비철금속재료로 대체될 것이다. 이렇듯 계속되는 경량화 흐름 속에 철강 제조사들도 변혁에 도전하고 있다.

고베(神戶)제강소의 핵심 연구거점, 고베 종합기술연구소(고베 시). 이곳의 자동차 솔루션센터에는 많은 자동차 제조사 기술자들이 견학을 위해 방문하고 있다. 그들의 방문 목적은 분해 전시장에 있는 미국 GM의「Cadillac CT6」.

세로로 절반으로 나뉘어 전시된 고급승용차의 단면을 기술자들은 뚫어지게 응시한다. 소재 마다 색깔로 분류된 스티커를 보면, 외부에서 볼 수 있는 거의 모든 부품에 알루미늄이 사용되었다는 사실을 바로 알 수 있다. 「이런 사용법도 있었구나」. 기술자들로부터 놀라움의 탄성이 새어 나왔다. 고베제강은 국내외의 약 20여 개 회사와 각각 자동차 경량화 연구에 돌입했다.

철강제조사인 고베철강이 자동차의 골격 표본까지 제작해 철 이외의 소재 연구에 주력하게 된 배경에는 가솔린자동차보다 무게가 나가는 전기자동차(EV)의 등장이 있다. 어느 자동차 제조사 대표는「유럽이나 중국에서는 빠른 속도로 EV가 보급되고 있다. 경량화를 위한 서로 다른 소재의 결합이 중요해질 것이다」라고 말한다.

고베제강이 철 이외의 소재에도 관심을 가지게 된 것은 철강과 알루미늄을 동시에 생산하는 세계에서 유일한 제조사인 것과 무관하지 않다. 경량화로 이어지는 알루미늄의 수요는 일본과 중국 등에서는 2025년에 현재의 6~7배, 선행되고 있는 미국에서도 2~3배 증가할 것이라는 데이터도 있다. 「철강, 알루미늄, 용접재료를 보유한 제조사로서 여러 가지 제안이 가능하다. 앞으로의 시대에 이와 같은 메리트는 크다」라고 가와사키 사장은 강조한다.

-- 일신제강 수지에 이은 새로운 강판 --
경량화의 흐름에도 철의 가능성을 철저하게 추구하는 자세를 굽히지 않는 일본 최대 철강회사 신일철주금(新日鉄住金). 그룹 내의 일신제강(日新製鋼)은 라이벌인 수지와의 공존을 통해 철을 판매한다 라고 하는 기발한 아이디어를 내놓았다.

올 2월, 일신제강이 수지와의 접합이 쉽도록 표면을 특수 처리를 한 강판「프라 타이트」개발에 성공했다고 공표하자, 소재기업으로부터의 문의가 쇄도했다. 철강제조사측으로부터의 이 이례적인 제안에 큰 충격을 받은 기업들의 문의는 100건을 넘었다고 한다.

「이렇게 간단히 서로 붙는구나!」. 한 플라스틱 제조기업은 일신제강의 이번 신제품에 놀라움을 금치 못했다. 적은 공정으로 서로 다른 재료를 접합시켜 최종적으로 제품을 얇게 만들 수 있게 되는 방법은 접착제 등의 기존 방법과 비교해 비용이 낮아지게 될 가능성이 많다고 한다.

이 기발한 구상이 나오기 시작한 것은 2000년대 중반. 신일제강은 국내 용광로 제조사 중에서 규모가 가장 작은 기업이다. 「대기업과 차별화되지 않으면 살아남을 수 없다」. 이러한 냉혹한 현실이 발상을 제품화하는데 큰 도움이 되었다. 「발상 자체는 어느 회사나 가지고 있었지만, 우리회사이기 때문에 제품화까지 갈 수 있었다」. 개발전략 센터장의 다케쓰 집행위원은 이렇게 회상했다. 일신제강은 향후, 프라 타이트를 간판 상품으로 키워나갈 계획이다.

-- 수지에서 유리로 --
대체되는 것은 철에서 비철이라는 일방 통행은 아니다. 철 이외의 소재 간에도 시장을 차지하기 위한 경쟁이 늘어나고 있다.

독일의 벤츠가 2016년에 발매한「E클라스」. 인테리어 중심부에는 2개의 대형 디스플레이가 배치, 속도계와 회전계, 내비게이션 등, 모든 것을 한꺼번에 볼 수 있도록 되어있다. 이 차량 디스플레이를 감싸고 있는 것은 기존의 카 내비게이션에서 주류이던 수지가 아닌, 아사히(旭)글라스의 유리이다.

스마트폰 커버 글라스용으로 개발된「Dragon Trail」기술을 응용한 것으로, 일반 유리보다 6배 이상의 강도를 가지고 있어, 5층 창문에서 떨어뜨려도 깨지지 않는다. 지금까지 구미(歐美) 제조사의 30개 이상의 차종에 납품. 차량용 유리로는 독보적인 입지를 구축했다.

4월에는 케힝(京浜)공장(요코하마)에서 입체 가공된 차량 유리의 양산을 개시. 2018년 전반까지 생산 능력을 단번에 4배로 끌어올릴 계획이다. 에가시라 차량유리 사업부장은「커넥티드카 시대를 맞아 자동차 제조사들의 수요는 늘어나고 있다」라고 웃으며 말했다.

미즈호은행 사업조사부의 무토 소재팀 차장은「자동차산업을 대표하는 수직 통합 모델에서는 소재는 소재, 가공은 가공이라는 역할이 나뉘어져 줄곧 자신들의 영역에 안주해왔다」라고 지적한다. 기존의 틀을 깨고 과감하게 도전하는 기업만이 소재 간의 경쟁에서 이길 수 있을 것이다.

  -- 연재 끝 --