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Nikkei X-TECH_2023.7.19

도요타, 재활용을 전망한 내장용 접착제 첫 채택
향후 트렌드가 될까

도요타자동차는 내부 도어 트림의 일부에 사용하는 접착제로 리조낵(Resonac, 도쿄)이 개발한 핫멜트 접착제를 채택했다. 접착제의 베이스재를 도어 트림의 구성재와 동일하게 함으로써 기존에는 재활용하지 못하고 폐기 처리했던 도어 트림의 어퍼부를 물질 재활용(Material Recycle)이 가능하도록 한다. 5대째 신형 ‘프리우스’에 채택했다.

자동차 업계에서는 수지나 배터리를 중심으로 폐차 후에 재활용하려는 움직임이 일어나고 있다. 한 국내 자동차업체 기술자는 “앞으로 규제에 따라 재활용재 사용이 의무화될 가능성이 있다”라고 말한다.

이어 “재활용 대처는 바로 시작할 수 있는 것이 아니다. 규제가 시작된 뒤에 준비해서는 늦는다”라고 덧붙인다. 그래서 신차 제조 단계부터 폐차 후 재활용을 내다보고 재료를 선별해 두는 작업이 중요해진다.

도요타가 신형 프리우스에 채택한 핫멜트 접착제는 미래의 재활용을 내다보고 실행한 대처 중 하나다. 도어 트림 어퍼부의 기재층에 표피층을 붙이는 공정에서 사용한다.

표피층과 기재층은 모두 올레핀계 수지인 폴리프로필렌(PP)제이다. 이번에 접착제의 베이스 폴리머를 도어 트림 구성 재료와 동일한 올레핀 계열로 만들어 물질 재활용을 용이하게 했다.

접착제를 합성고무나 우레탄과 같은 도어 트림 구성 재료와는 별개의 재료로 만들면 재활용 공정이 늘어난다. “구성 재료와 다른 재료의 접착제를 사용하면 재활용할 때 기재와 표피, 접착제를 분리하지 않으면 안 된다”(Resonac 기능재료사업본부 니시다(西田) 수석 매니저). 재활용의 어려움이 과제였다.

이번 접착제는 올레핀계로, 기재와 표피에 맞췄기 때문에 접착제로 붙인 채로 분쇄해서 물질 재활용을 할 수 있다고 한다. 회수부터 분쇄, 열용융 재펠릿화(Re-pelletization)까지 물질 재활용 공정을 간소화했다.

제조 공정의 단축이나 환경 오염 물질의 배출 저감의 관점에서도 핫멜트 접착제를 채택하는 것에는 효과가 있다.

국내 대부분의 자동차에는 반응계 용제형 접착제를 사용하고 있다고 한다. 반응계 용제형 접착제는 내열성이나 내구성이 뛰어나지만 완전히 경화되기까지 시간이 걸리고 제조 공정이 길어진다. 또한 용제에서 휘발성 유기화합물(VOC)이 배출되기 때문에 환경이나 사람에게 부담이 된다.

이에 반해 핫멜트 접착제는 열가소성 폴리머를 주성분으로 하고 있어 용제를 사용하지 않아도 되므로 반응계 용제형 접착제에 비해 환경 부담을 줄일 수 있다. 화학물질배출파악관리촉진법(PRTR법)이나 중국의 VOC 규제에 대응할 수 있다고 한다.

도어 표피제의 접합 공정은 반응계 용제형 접착제를 사용하면 일반적으로 6공정이 필요하다. 반면에 Resonac의 핫멜트 접착제를 사용하면 3공정까지 줄일 수 있다.

구체적으로 삭감할 수 있는 공정은 다음과 같다. 핫멜트 접착제는 상온에서는 고체이며, 가열을 통해 용해된다. 그리고 그것을 냉각시켜 고체화/접착한다. 용제가 포함되지 않은 접착제이므로 도어 표피재를 붙이기 전에 용제를 건조시키는 공정이 필요 없다.

조건에 따라서는 붙이기 전의 열처리도 필요 없게 된다. 또한 접합 후에는 접착제가 냉각되면 접착하기 때문에 용제형 접착제에서 필요한 양생공정을 단축할 수 있다.

비용은 일반적인 용제형 접착제와 비교하면 비싸다고 한다. 단, 용제형 접착제는 일반적으로 스프레이로 도포한다. 스프레이의 경우는 불필요한 양이 새어 나오는 등 효율적이지 않다. 반면에 핫멜트 접착제는 롤코터(Roll Coater)식을 이용한다.

복수의 롤러를 조합해 최적의 도공면을 얻을 수 있어 분무식보다 접착제의 낭비를 줄일 수 있다고 한다. “부착 공정을 단축할 수 있는 것은 물론 접착제의 낭비도 줄일 수 있기 때문에 전체 제조공정에서 보면 비용을 낮출 수 있다”(니시다 매니저).

신형 프리우스에서 도요타 최초로 채택한 이번 접착제. 도요타에서는 다른 차종에 채택하는 것도 검토하고 있다. 도요타 이외의 자동차 업체에도 제안하고 있는 단계라고 한다. 이번에 개발한 접착제처럼 재활용을 전망하고 선택한 재료가 폐차 후의 재활용 문턱을 낮추는 효과로 이어질 것으로 기대된다.

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