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Nikkei X-TECH_2023.7.10

첨단기술 뉴스 플러스
체감온도 -2℃의 자동차 유리 전용 필름 제조 기술 개발
도레이, 2025년도 양산화 목표

화학 대기업 도레이(TORAY)는 차열성(遮熱性)이 우수하면서도 유리 수준의 투명성을 확보한 자동차 유리 전용의 새로운 폴리에스테르제 필름의 제조 기술을 개발했다.

2025년의 양산화를 목표하고 있다. 기존의 자외선 차단유리 등과 비교해 햇빛에 의한 피부 온도 상승을 막아 피부가 타는 듯한 따끔한 느낌 등을 억제할 수 있다고 한다. 게다가 차내에 침입하는 열을 억제해 여름철의 냉방 소비에너지를 줄일 수 있기 때문에 전기자동차(EV)에서는 항속거리의 연장을 기대할 수 있다.

-- 체감온도 -2℃, EV 항속거리 5.5% 연장 --
도레이가 실시한 실험에 의하면, 개발한 필름을 붙인 유리는 기존의 자외선 차단유리와 비교해 최대 약 2℃, 아무런 조치도 하지 않은 유리에 비해 약 3.5℃, 피부의 표면온도(체감온도) 상승을 억제할 수 있었다고 한다.

게다가 닛산자동차의 EV ‘LEAF’(2020년식, 배터리 용량 40kWh)의 앞유리에 개발한 필름을 붙여 실시한 주행 테스트에서는 냉방 소비전력을 27% 삭감할 수 있었고, 시가지 주행에서 5.5%의 항속거리 연장 효과를 확인했다. 참고로 주행 테스트에서는 WLTC 모드로 주행하며, 평균시속은 18.9km, 최고시속은 56.5km였다. 외기 환경은 기온 30℃로 습도 50%, 일사 조건은 850W/㎡였다.

교외와 고속도로 주행에서의 항속거리 증가는 각각 3.1%와 1.9%였다. 시가지 주행과 비교해 냉방 소비전력에 대한 모터의 소비전력이 상대적으로 커서 항속거리의 연장 효과가 작아졌다.

높은 전파 투과성도 특징이다. 향후 자동차의 커넥티드 서비스에서 활용될 것으로 예상되는 5G에 사용하는 전파(28GHz)를 필름에 투과시키는 실험에서는 약 99%의 투과율을 보였다. 이번에 개발한 필름과 동등한 차열성을 갖는 금속 증착 유리의 투과율은 0.7%라고 한다.

-- 두께 5nm, '분자 레벨'의 적층 배열 --
새로 개발한 필름은 도레이가 이전부터 전개하고 있는 ‘PICASUS’ 라인업에 추가될 예정이다. PICASUS는 두께 수백 nm가량의 수지 필름을 적층해 빛의 반사/투과의 파장 영역을 제어하는 기능성 필름이다. 이번에 개발한 필름에서는 적외선 영역에서 반사되는 빛의 파장 폭을 보다 긴 파장 영역까지 넓혀 차열성을 높였다.

반사하는 파장 영역을 넓히기 위해서는 필름의 적층 수를 늘려야 한다. 다만, 기존의 적층 기술로 적층 수를 늘려 나가면 가시광 영역의 반사율도 증대해 필름이 물드는 등 투명성이 떨어지게 된다.

그래서 도레이는 보다 얇게 ‘분자 레벨의 두께로’ 적층할 수 있도록 적층 장치를 개량했다. 최소 두께 5nm의 새로운 적층 배열을 고안하여 가시광 반사를 억제하면서 적외선을 반사하는 영역을 넓히는 나노 적층 필름을 개발했다. 자동차 앞유리에 대응하는 롤 폭 1.6m 이상의 크기를 제조하는 기술을 확립하고 양산화 전망을 세웠다.

현재 도레이는 유리 제조사 등 고객에게 샘플을 제공해 실제 차량 탑재를 목표로 한 제품 평가를 진행하고 있다.

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