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핵심기술
바이오 복합소재를 이용한 소음성능 향상 및 저비용 고급화 자동차용 언더바디 유니화 제품 기술 개발

최종목표
언더커버는 주행 중에 차량 하부에서 튀는 이물질로부터 엔진을 포함하는 엔진룸의 부품을 안전하게 보호하기 위해 장착되는 부품이며 보호기능 이외에도 주행 중 차량의 떨림에 의한 소음과 진동을 흡수하는 기능을 가지도록 설계되어 있음. 이러한 부품으로는 엔진룸 언더커버, 사이드 언더커버, 리어 언더커버, 플로어 언더커버, 디플렉터 등과 같이 총 5가지로 분류되고 있으며, 본 기술개발에서는 엔진룸 언더커

핵심기술
바이오 복합소재를 이용한 소음성능 향상 및 저비용 고급화 자동차용 언더바디 유니화 제품 기술 개발

최종목표
언더커버는 주행 중에 차량 하부에서 튀는 이물질로부터 엔진을 포함하는 엔진룸의 부품을 안전하게 보호하기 위해 장착되는 부품이며 보호기능 이외에도 주행 중 차량의 떨림에 의한 소음과 진동을 흡수하는 기능을 가지도록 설계되어 있음. 이러한 부품으로는 엔진룸 언더커버, 사이드 언더커버, 리어 언더커버, 플로어 언더커버, 디플렉터 등과 같이 총 5가지로 분류되고 있으며, 본 기술개발에서는 엔진룸 언더커버와 플로어 언더커버를 Target으로 하고 있음. 기존의 자동차용 언더커버의 이슈사항을 극복하기 위해 기존 폴리우레탄 발포 패드의 NVH 성능을 구현할 수 있는 유니소재 제조 기술 개발과 이를 통한 부품의 경량화 및 NVH 성능을 향상시켜 연비향상에 기여할 수 있는 자동차용 언더바디 모듈부품을 개발하고자 함. 또한 성형과 동시에 완제품을 생산할 수 있도록 공정을 단순화시키고, 재질의 단순화를 통해 폐기단계에서 뿐만 아니라 제조단계에서도 자원의 재활용이 원활할 수 있도록 하고자 함

개발내용 및 결과
o 소음성능 향상을 위한 언더바디 모듈용 제품설계 기술개발
- 소음성능 극대화를 위한 취약구간 두께 및 형상변경
o 유니소재를 이용한 언더바디 모듈용 프레스 금형설계 및 금형제작 기술개발
o Try Out 실시에 따라 발생된 문제점 개선방안 수립 및 금형수정
- 바이오 복합소재의 용이한 제품성형을 위한 제품형상 변경
- 제품성형시 취약구간에서 발생되는 품질문제 제거를 위한 금형수정
o 유니소재를 이용한 언더바디 모듈품의 제품화 기술개발
- 패턴의 종류에 따른 강성연구 및 시험편 금형제작
- 바이오 복합소재의 표면, 치수, 성형성 향상을 위한 제품화 개발
- 내장 트림류 또는 휠가드 등에 용도전개를 위한 유효성 검증 및 개선
o 언더바디 모듈용 기재의 고강도, 고강성 경량 바이오 복합소재 개발
- 천연섬유 보강재의 길이조합 및 함량에 따른 차음소재 강성확보
- 고경도 경질 EPDM 함량에 따른 충격성능 확보
o 내구성 향상을 위한 배합기준 확보 및 Recycling 소재 기술개발
- Reclcle 방법에 따른 기계적 성능비교
o Low-Melting PET 및 Hollow PET의 Web 제조기술 및 혼섬기술개발
- 양산 품질을 고려한 내환경, 내스크레치, 흡음 PET 부직포 개발
o Pitch Hi-Velour 공법을 활용한 이종 섬유 PET Web의 Bulky 성능향상 기술개발
- PET 섬유 Denier 및 함량변화를 통한 흡음성능 확보
- PET 부직포 제작공정에 따른 고흡음성 부직포 공정개발
o 언더바디 모듈용 복합 PET 부직포/친환경 바이오 복합소재의 라미네이팅 기술개발
o 바이오 복합소를 이용한 언더바디 모듈품의 성형기술 개발
- 바이오 복합소재의 열처리 공정 최적화를 통한 생산성 극대화 연구
- 최대 생산성 향상을 위한 바이오 복합소재의 압축성형 공법개발
- 바이오 복합소재에 따른 품질 안정화를 위한 공정 안정화 시험
- 가공조건에 따른 바이오 복합소재의 최적 물성도출
o 유니소재 물성평가 및 언더바디 모듈 시제품의 신뢰성평가
o 유니소재화 제품 개발을 위한 평가 가이드라인 적용 및 컨설팅
o 유니소재화 기술의 가치평가를 통한 사업화 가능여부 검토

기술개발 배경
o 현재 자동차에 적용중인 언더커버 부품의 경우에는 소음성능향상을 위해 PP 복합소재 또는 GMT 소재를 사용하여 사출성형후 polyurethane (PUR) 발포 패드 또는 Glass Wool을 부착하지만, 패드 부착 작업공수와 그로 인해 부품중량이 증가하게 됨
o 현 언더커버 제조 기술에서 보완해야할 점을 정리해 보면 다음과 같음
- 다양한 소재의 적용으로 인해 재질의 단일화가 이루어지지 않아, 재활용이 용이하지 않음
- 사출성형 후 추가적으로 흡·차음재를 부착하는 추가공정 발생함(공정의 단순화 필요)
- 사출품 그 자체의 무게뿐만 아니라 흡·차음재의 추가적인 부착으로 인해 경량화가 필요함
- 흡·차음재를 사용한다고 하나 플라스틱 자체의 특성으로 인해 소음성능에 대한 개선이 필요함
o 자동차 중량이 10 % 경량화 되는 경우 연비가 6 ~ 8 % 증가하게 되므로, 미국, 일본, 유럽의 선진국의 경우 PP계 소재개발을 통한 기존 기술을 대체한 자동차 언더커버 부품으로 활발히 적용하고 있으며, 국내 시장에서도 다양한 자동차용 부품을 생산하고 있으나 아직 경량화 및 소음성능 향상에 있어 더 많은 개발이 필요한 실정임
o 이와 같이 산업 환경변화 속에 국내 자동차 부품소재의 선진기술 종속화 탈피를 위해 세계수준의 제품을 순수 국내 자체기술로 개발하여 지속적인 수요증가가 예상되는 자동차 Under Cover용 PP계 복합 흡음소재의 개발이 시급함
- 향후 자동차 부품소재 기술 자립화 및 수입대체 가능
- 고기능성 경량 자동차 부품 소재의 국산화 기술개발을 통한 다양한 용도전개 가능 (Engine Cover, Dash Insulation 등)

핵심개발 기술의 의의
o 본 기술개발에서 흡·차음 성능을 동시에 가질 수 있는 유니소재화의 개발을 통해 소재의 단일화 및 공정을 단순화 (부착을 위한 작업공수 삭제) 할 수 있음. 또한 이를 바탕으로 PP계 소재를 활용한 소재기술과 자동차 산업 기술의 융‧복합화로 연관 기술에 대한 네트워크 구축과 기술경쟁력을 향상시킬 수 있을 것으로 예상됨. 또한 소재 기술의 첨단화로 타 산업 부품소재로의 용도 전개가 예상됨
o 외국 업체의 기술은 국내보다 조금 우월한 상태이나 기술이 전시 로열티를 요구하여 가격경쟁에서 뒤처지므로 기술우월의 효과가 상실되고 있음
o 기존의 사출성형품이나 GMT 제품의 경우에는 소음을 개선시키기 위하여 성형품에 폴리우레탄 발포 패드 또는 Glass Wool을 부착하는 공정을 시행하고 있으나, 개발제품의 경우에는 소재자체에서 소음특성을 가지고 있기 때문에 공정축소가 되며 이로 인해 비용절감이 발생될 수 있음
o 제품성형 후 발생되는 Scrap을 활용하여 다른 제품으로의 접목이 가능하고, 흡음재를 분리할 필요가 없이 기존의 이종부품간 체결구조에서 유니소재를 통해 단일부품으로 개선함에 따라 재활용 시 분리는 훨씬 용이해질 것으로 예상됨

적용 분야
o 본 기술개발은 흡·차음 일체형 소재로 자동차용 내장 소재부품인 Luggage-Side, Trunk-Lid, Trunk Partition Upper, Under-Tray 등 내장소재 부품으로 응용이 가능하며, 소재생산, 부품성형까지 공정단축으로 이어지며 품질안정성 및 가격 경쟁력의 향상을 도모할 수 있음
o 향후 국내 기술개발을 통해 제품 양산으로 이어질 경우, 엔진룸 언더커버 뿐만 아니라, 차량 하부용 언더커버 및 휠가드 부품, 내장트림류 외에도 경량성과 흡·차음 성능이 우수하여 건축자재 및 생활용품, 산업자재로서의 확대 적용이 가능할 것이며, 흡·차음 성능 개선을 통해 소비자의 감성품질을 향상시킬수 있을 것으로 판단됨
• 자동차용 내·외장부품 분야
→ Target 제품 : 언더바디 모듈 부품
→ 확대적용 가능품 :
① 엔진룸류 (Hood pad, Engine cover 등)
② 휠가드류
③ 그 외 다수의 자동차 내·외장부품

대응규제/환경성
o EU, 미국, 일본 등 선진국뿐만 아니라 국내 또한 전 산업에 걸쳐 친환경 제품의 에코디자인 및 자원순환성 향상을 요구하는 다양한 제도와 법률의 제·개정이 확대 및 강화되고 있음.때문에 재활용이 용이한 설계, 수거 및 재활용, 유해물질 사용제한 등의 목적으로 환경규제가 제정·시행 중이며 이를 만족하지 못할 경우 무역규제의 수단으로 등장할 가능성이 매우 큼
- 국외 : EU (ELV, ErP, WEEE, RoHS etc.), 일본 (재활용 촉진법, 화심법 등), 중국 (WEEP, 자동차 리사이클법 등)
- 국내 : 자동차 자원순환법 (환경부 시행 中)
o (EU에서 제정한 85 % Recycling, 95 % Recovery에 대한 재활용 규제를 국제적으로 시행) 본 연구개발 소재는 열가소성수지의 기반소재 및 바이오섬유 보강 소재로, 소재 및 부품 생산시 발생되는 Scrap을 재가공을 통해 Under-Cover는 물론 용도 전개형 소재부품으로 100 % Recycle이 가능하며, 원가경쟁력 확보 및 폐기물 발생 억제 가능함
o 전과정평가 수행결과, 엔진룸 언더커버 제품은 제품중량 증가로 인해 환경영향이 증가하는 결과를 보이며, 플로어 언더커버제품은 부직포 사용량 증가에 의한 자원고갈 영향 증가를 제외하고는 모든 환영영향범주에서 개선됨
o 유니소재화 적용에 따른 경량화와 연비개선
- 유니소재화 적용에 의한 경량화 측면이 가장 중요한 환경영향 개선 요인
- 1차년도 개선제품 대비 3차년도 개선제품의 중량이 늘어남으로 인해 원료물질 자체의 환경영향 저감 보다 중량 증가에 의한 휘발유 사용량 증가가 더 큰 영향을 미치는 것을 확인함
o 흡음성능 확보를 위한 부직포 재질변경에 의한 환경성 개선
- 1차년도, 2차년도에 연구한 유니소재화 제품의 경우, 흡음성능 확보를 위해 부직포를 적용하였으나 해당 물질의 환경영향이 높아 일부 환경영향범주 (산성화, 부영양화, 오존층파괴)에서 기존제품 대비 환경영향이 증가함
- 적용 부직포의 재질 변화 (polyester 계열 → PET 계열)를 꾀함으로써 부직포 사용에 의한 환경영향 증가를 적절히 억제하는 결과를 도출함
o 온실가스 개선 목표 달성 여부
- 온실가스 개선 목표 달성을 위해 CO₂ 발생량 (ton)에 대한 개선목표치를 설정하고, 엔진룸 언더커버와 플로어 언더커버의 연차별 최종 개선률을 확인함 (제품 10만개당 연간 배출량 기준)
- 유니소재화로 개선한 제품은 목표치 대비 개선률이 상향한 결과를 도출함

( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 15
• 목차 ... 18
• 제 1 장 서론 ... 19
• 제 1 절 과제의 개요 ... 19
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 (기술개발 내용 및 방법) ... 24
• 제 1 절 최종목표 및 평가방법 ... 24
• 제 2 절 연차별 개발내용 및 개발범위 ... 29
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 62
• 제 4 절 유형적 발생품 (연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 63
• 제 3 장 결과 ... 64
• 제 1 절 연구개발 최종결과 ... 64
• 1. 연구개발 추진일정 ... 64
• 2. 연구개발 추진실적 ... 71
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형성과 ... 217
• 4. 정량적 목표 대비 실적표 ... 225
• 5. 환경성 개선실적 ... 226
• 제 2 절 연구개발 추진체계 ... 228
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진내역 ... 228
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 230
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 231
• 제 4 장 사업화 계획 ... 232
• 제 1 절 시장현황 및 전망 ... 232
• 제 2 절 사업화 계획 ... 238
• 끝페이지 ... 243