초록 ▼

1. 최종목표
층간열융착 접합소재의 지지층을 천연섬유인 Wood Flour를 보강재로 기질고분자를 PP로 하는 고강도, 고강성 복합재료의 설계와 동시에 내열내구 및 자외선 특성이 우수한 표면층 소재를 열융착 소재인 2-Layer 층간 열융착 접합소재를 개발한다. 지지층소재의 고강도, 고강성 소재의 최적 배합기술확보, 표면층소재의 자동차 사용 환경 및 대기환경조건을 고려 열화조건을 최소화하는 조성개발을 통해 일체화 소재를 개발하고 내환경적 가속조건을 설정하여 내구성 확보 배합기준 및 제조기술을 개발한다. 마지막으로 일체화된 소재

1. 최종목표
층간열융착 접합소재의 지지층을 천연섬유인 Wood Flour를 보강재로 기질고분자를 PP로 하는 고강도, 고강성 복합재료의 설계와 동시에 내열내구 및 자외선 특성이 우수한 표면층 소재를 열융착 소재인 2-Layer 층간 열융착 접합소재를 개발한다. 지지층소재의 고강도, 고강성 소재의 최적 배합기술확보, 표면층소재의 자동차 사용 환경 및 대기환경조건을 고려 열화조건을 최소화하는 조성개발을 통해 일체화 소재를 개발하고 내환경적 가속조건을 설정하여 내구성 확보 배합기준 및 제조기술을 개발한다. 마지막으로 일체화된 소재의 성형성 확보를 통해 간이, 양상성형 조건설정 및 정형화된 기준을 마련하여 최종 층간 열융착 접합 2-Layer 소재를 통한 자동차용 Package-Tray 부품을 개발한다.

2. 개발내용 및 결과
가. 지지층 소재
지지층 소재는 고강도, 고강성 구조를 구현하기 위하여 최적 Wood Flour Volume-FracUon을 위한 방안 진행 후 50%의 함량이 가장 적합한 결과로 판단하고 추가적인 강도, 강성 개선을 위하여 연구 문헌조사에서 제시한 NaOH 전처리를 통한 방안과 자체 개발 고안한 Wood Flour와 PP 계면 결합력 향상을 위한 상용화제 처방에 따른 방안을 연구하였다. 그 결과 화학적 전처리 방안은 1%농도 30 분간 처리하였을 때 가장 우수한 기계적 성능을 확보하였지만 추가적인 환경오염의 가능성이 있어 개발내용에서는 제외하였다. 상용화제의 처방은 우수한 효과를 나타내었으며, 가격경쟁력 향상을 위하여 자체 개발 제조하는 방안으로 제조되었다. 그 결과 5wt%일 때, 가장 우수한 기계적 특성을 나타냈다.

나. 표면층 소재
표면층 소재의 개발은 자동차의 사용 환경, 우리나라의 기후조건을 고려하여 내열, 내광, 내후성능을 강화하고 내스크래치, 내마모성능을 향상하는 방안으로 설계 개발하였다. 표면층 소재는 지지층과 동일한 Polymer를 이용하여 열열화(내열성시험 등), 자외선열화(UV Chamber, Weathering Test)에 대한 조건으로 첨가조제의 함량에 따른 특성을 비교분석하여 산화방지제 및 자외선 첨가제의 기준을 7,000PPm으로 설정하였으며 자동차 기준에 만족 및 사업목표보다도 상위하는 결과를 얻었다.

다. 시제품 제작 및 공인기관 인증, 가속 내환경 시험
층간 열융착소재를 당사 PILOT 설비를 통한 생산조건, 기타조건 등을 고려 및 검증하고, 당사 설비 특허장비 3-Layer 설비를 이용하여 최종 시제품을 제작하였다. 그 결과 자체, 공인기관에서 자동차 품질관리기준 및 세계 수준보다도 우수한 특성을 확인 검증하였다. 개발된 소재를 통해 가속내환경 시험을 내열, 내한, 내습, 열충격, 내열사이클 시험을 통해 치수안정성 및 화학적 상태, 표면상태가 우수하다는 것을 확인하였다.

라. 부품개발(간이성형 및 양산금형 성형)
간이성형을 통해 층간 열융착 소재의 성형상 문제점, 성형조건 등을 사전에 발굴하여 Package-Tray 양산 금형 Test를 진행하였다. 그 결과 간이금형에서 재료의 열손실, 압력, Bending 등 문제점이 발굴되었으며, 금형의 Clearance 조절 및 Shaft 등 설치를 통해 양질의 제품을 얻는 조건을 정형화 하였다. 그러므로 층간열융착 접합소재의 자동차용 Package-Tray 부품이 개발완료 되었다.

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
- 기술적 기대효과
소재기술과 성형기술의 조합으로 기술적 측면에서는 선행 특허 기술의 Upgrade로 2-Layer 뿐만아니라 5-Layer까지 소재를 구성 할 수 있다. 또한, 제품의 품질력의 Database가 확보되어 천연섬유 보강 복합재의 다양한 제품으로의 전개를 통해 또 다른 기술공법이 창출 될 수 있다.

- 경제적 기대효과
복합재료의 구성으로 인한 Resin의 사용양의 감소로 에너지 자원의 절약과 동시에 재활용이 가능함으로 인한 자원의 재순환, 가격 경쟁력을 형성 할 수 있다. 정책적으로도 자동차 분야에 천연섬유의 활용이 증가추세에 있어 연구개발에 대한 Database 및 응용 연구개발에 대한 비용도 절감된다.

4. 적용분야
자동차 부품소재 (Rear Shelf, Package-Tray, Seat Back, Door Trim, Filler 류 등)

(출처 : 생산기술사업화 지원사업 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 2생산기술사업화 지원사업(현장맞춤형 기술개발 부문) 최종보고서 ... 3최종보고서 초록 ... 4목차 ... 6그림목차 ... 7표목차 ... 10제1장 서론 ... 11 제1절 개발기술의 개요 ... 11 제2절 관련 기술 현황 ... 12제2장 기술개발내용 및 방법 ... 17 제1절 기술개발 목표 ... 17 제2절 세부 개발내용 및 방법 ... 21제3장 결과 및 사업화 계획 ... 98 제1절 성과 요약 ... 98 제2절 기대 효과 ... 104 제3절 개발 기술을 적용한 제품화, 양산·마케팅 전략 및 계획 ... 106Reference ... 109끝페이지 ... 112