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Kafe 바로가기주관연구기관 | 현대자동차(주) Hyundai Motor Company |
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연구책임자 | 조현철 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2015-04 |
과제시작연도 | 2014 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
과제관리전문기관 | 한국산업기술평가관리원 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology |
등록번호 | TRKO201600017060 |
과제고유번호 | 1415135015 |
사업명 | 글로벌전문기술개발(주력,신산업) |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 폴리우레탄.유니소재.비공기 타이어.친환경 타이어. |
□ 최종목표
기존 고무 타이어 대비 환경부하의 획기적 개선이 가능한 유니소재 비공기 타이어를 개발하여 전기자동차에 적용하기 위한 원천기술을 확보함
- 물질재생 화학적 재활용율 95%이상 달성
- 제조공정 50% 감축
- 제조환경 유해물질 배출량 30%이상 개선 (3kg/ton 이하)
- 타이어 구름저항계수 25%이상 개선 (7.5 이하)
- 타이어&휠 중량 20% 이상 개선 (11.1kg 이하)
- 실차 주행성능 100kph 이상
□ 개발내용 및 결과
비공기 타이어용 우레탄 조
□ 최종목표
기존 고무 타이어 대비 환경부하의 획기적 개선이 가능한 유니소재 비공기 타이어를 개발하여 전기자동차에 적용하기 위한 원천기술을 확보함
- 물질재생 화학적 재활용율 95%이상 달성
- 제조공정 50% 감축
- 제조환경 유해물질 배출량 30%이상 개선 (3kg/ton 이하)
- 타이어 구름저항계수 25%이상 개선 (7.5 이하)
- 타이어&휠 중량 20% 이상 개선 (11.1kg 이하)
- 실차 주행성능 100kph 이상
□ 개발내용 및 결과
비공기 타이어용 우레탄 조성물의 최적화와 경량 중력주조 휠을 개발하여 “우레탄 유니소재 활용 친환경 비공기 타이어”시제품을 제작하였고 이의 성능을 검증한 결과 최종 목표를 달성하였다.
- MDI와 PTMEG/PCL 원료를 활용하여 50MPa 이상의 고강성을 가지는 폴리우레탄 프리폴리머를 신규로 합성하였다. 산화방지제 및 대전방지제등의 첨가제들을 조합하여 내환경성의 확보가 가능한 최종 조성물을 개발하였다.
- 우레탄 소재와 알루미늄 휠의 접착을 위해 그래핀을 분산시킨 우레탄계 접착제를 합성하였다. 알루미늄과 우레탄의 접착성을 향상시키기 위해 다양한 조건에서의 접착력 평가가 이루어졌고 이를 통해 최적의 접착 공정이 설계되었다.
- 경량 알루미늄 휠 개발을 위해 중력주조를 활용하였다. 중력주조의 경우 용탕의 응고방향을 조절하여 림부의 강성 향상이 가능하였고 이를 통한 박육화 설계를 실시하였다.
- 비공기 타이어 개발 위해 승차감의 향상이 가능한 Top load방식의 스포크 구조를 설계하였다. 우레탄 주형을 통한 타이어 제작을 위해 제조공정을 신규로 설계하였으며, 파일롯트 시스템을 구성하여 시제품을 제작하였다. 전체 제조공정의 유해물질 배출량은 기존 고무타이어 대비 획기적으로 감소하였다.
- 제작된 시제품의 성능을 다양한 방법으로 검증하였다. 그 결과 기존 공기압 타이어 대비 구름저항계수가 25% 이상 향상되는 등 목표를 달성하였으며, 신뢰성 검증을 위한 다양한 평가법들이 개발되어 표준화 제정되는 실적을 달성하였다.
□ 기술개발 배경
기존 공기압 타이어는 여러 층의 고무와 보강재들의 복합체로 구성되어 복잡하고 유해한 제조공정을 거쳐 제조되며 폐기 시 재활용이 매우 곤란한 문제점이 있다.
국제사회에서는 환경규제를 대폭적으로 강화하고 있고, 해외선진업체에서는 선행기술을 확보하여 후발업체의 시장진입의 장벽으로 이를 활용하고 있다. 이에 환경 친화적이면서 경제성 있는 제품을 개발하여 환경규제에 능동적으로 대처할 수 있는 기술 개발이 필요하였다.
□ 핵심개발 기술의 의의
우레탄 비공기 타이어 기술은 해외 선진업체에서도 선행적으로 연구되고 있는 기술로서, 본 과제에서는 원료 소재의 합성, 계면 접착 기술의 확보, 비공기 타이어 구조 설계, 경량 중력주조 휠 제작 기술, 신뢰성 평가법 개발, 표준화의 전 과정을 섭렵하여 근본 원천기술의 확보가 가능하였다. 또한, 재사용을 위한 해체기술 및 물질재활용을 염두에 둔 소재, 제품을 설계하여 향후 상품화에 대한 완성도를 향상시킨 것에 큰 의의가 있다.
이와 같이 개발된 우레탄 비공기 타이어는 기존 공기압 타이어 대비 차량 1대 생산/판매 마다 약 700kg의 환경 부하 저감 효과가 있는 것으로 예상되어, 친환경 기술의 의의가 매우 크다고 할 수 있다.
개발된 기술은 100% 국내 기술로 향후 제품의 판매 및 응용기술의 해외수출에도 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
□ 적용 분야
전기자동차용 저구름저항 타이어 및 산업용 차량, 방위산업, 항공 우주 산업에 확대 응용 적용이 가능할 것으로 판단됨
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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