자동차 차체 용 고무소재의자동차 차체 용 고무소재의자동차 차체 용 고무소재의자동차 차체 용 고무소재의Body SealingBody SealingBody SealingBody Sealing

내화학성 향상 기술지원내화학성 향상 기술지원내화학성 향상 기술지원내화학성 향상 기술지원

2006. 10. 312006. 10. 312006. 10. 312006. 10. 31

지원기관지원기관지원기관지원기관 :::: 자동차부품연구원자동차부품연구원자동차부품연구원자동차부품연구원

지원기업지원기업지원기업지원기업 :::: 주 이화인더스주 이화인더스주 이화인더스주 이화인더스( )( )( )( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

Agency for TechnologyAgency for TechnologyAgency for TechnologyAgency for Technology

and Standards,and Standards,and Standards,and Standards,

Ministry of Commerce,Ministry of Commerce,Ministry of Commerce,Ministry of Commerce,

Industry and energyIndustry and energyIndustry and energyIndustry and energy

- 2 -

별지 제 호 서식별지 제 호 서식별지 제 호 서식별지 제 호 서식[ 9 ][ 9 ][ 9 ][ 9 ]

관리번호:

종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서

사 업 명 자동차 차체 용 고무소재의 내화학성 향상 기술지원Body Sealing

지원책임자소속 환경소재연구센터:

성명 윤 주 호:지원기간

부터2005. 11. 01.

까지2006. 10. 31.

사업비 규모

총 백만원182

지원기관의

참여연구원

윤 주 호

이 일 수

김 윤 각

정 부 출 연 금 :

기업부담금현금 :

현물 :

백만원91.0

백만원54.6

백만원36.4

부품 소재종합기술지원사업운영요령 제 조의 규정에 의해 종합기술지원사업18ㆍ

수행에 대한 기술지원성과보고서를 제출합니다.

첨 부 기술지원성과보고서 부: 5

년 월 일년 월 일년 월 일년 월 일2006 10 312006 10 312006 10 312006 10 31

지 원 책 임 자지 원 책 임 자지 원 책 임 자지 원 책 임 자 :::: 윤 주 호윤 주 호윤 주 호윤 주 호

자동차부품연구원 원장자동차부품연구원 원장자동차부품연구원 원장자동차부품연구원 원장 :::: 유 영 상유 영 상유 영 상유 영 상

주 이화인던스 대표주 이화인던스 대표주 이화인던스 대표주 이화인던스 대표( )( )( )( ) :::: 이 순 희이 순 희이 순 희이 순 희

한국부품소재산업진흥원장 귀하한국부품소재산업진흥원장 귀하한국부품소재산업진흥원장 귀하한국부품소재산업진흥원장 귀하

- 3 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 자동차 차체 용 고무소재의 내화학성 향상 기술지원“ Body Sealing ”

지원기간 과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다( : 2005. 11.~2006. 10.) .

2006. 10. 31.2006. 10. 31.2006. 10. 31.2006. 10. 31.

지원기관 자동차부품연구원지원기관 자동차부품연구원지원기관 자동차부품연구원지원기관 자동차부품연구원::::

원 장원 장원 장원 장 유 영 상유 영 상유 영 상유 영 상

지원기업 주 이화인던스지원기업 주 이화인던스지원기업 주 이화인던스지원기업 주 이화인던스: ( ): ( ): ( ): ( )

대표이사대표이사대표이사대표이사 이 순 희이 순 희이 순 희이 순 희

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 :::: 윤 주 호윤 주 호윤 주 호윤 주 호

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 :::: 박 종 욱박 종 욱박 종 욱박 종 욱

〃〃〃〃 :::: 이 일 수이 일 수이 일 수이 일 수

〃〃〃〃 :::: 김 윤 각김 윤 각김 윤 각김 윤 각

〃〃〃〃 :::: 신 동 화신 동 화신 동 화신 동 화

- 4 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

과제고유번호 연구기간 2005. 11. 1 ~ 2006. 10. 31

연구사업명 부품소재종합기술지원사업

지원과제명 자동차 차체 용 고무소재의 내화학성 향상 기술지원Body Sealing

지원책임자 윤주호 지원연구원수

총 명: 5

내부 명: 3

외부 명: 2

총

사업비

정부 천원: 91,000

기업 천원: 91,000

계 천원: 182,000

지원기관명 자동차부품연구원 소속부서명 환경소재연구센터

지원기업 기업명 주 이화인더스 기술책임자 박 종 욱 이사: ( ) :

요약 연구결과를 중심으로 개조식 자 이내( 500 )보고서면

수

본 기술지원에서는 자동차의 차체부와 도어부에 재로 사용되는 고무를 내Sealing EPDM

화학성이 우수한 폴리올레핀계 소재로 대체하기 위한 성형공정개발지원 및 신소재 개발

지원함으로서 내화학성 내누수성 내소음방진성 내환경성이 우수한 자동차 재의, , , Sealing

성능을 향상시켜 적용함으로서 중소부품업체가 품질경쟁력을 확보할 수 있도록 지원하

였음

경도변화율 이하- : 5%

인장강도변화율 이하- 30%

인열강도 이하- : 25%

압축영구줄음률 이하- : 40%

노화성 이하- : 50%

오존시험 신장 시 에서 이상이 없음- : 20% 100Hr, 50pphm

유해물질 납 수은 가크롬 카드뮴이 없음- : , , 6 ,

연소속도 이하- : 60mm/min

색 인 어

각 개( 5

이상)

한 글 차체씰링재 신소재 열가소성고무 고무배합 난연성, , , ,

영 어Body Sealing, New Material, TPE, Rubber Mixing,

Flammability

- 5 -

기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

본 기술지원은 자동차의 차체부와 도어부의 재로 사용되던 소재의고Sealing EPDM : TPE

계 소재로 대체하기 위한 신소재개발을 통해 내화학성과 내환경성이 우수한 자동차

재 개발지원을 목표로 함Sealing

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

차체부 및 도어부용 폴리올레핀계 소재개발 기술지원-

경도 인장강도 신장율 영구변형 등 품질향상 기술지원- , , , ,

신소재의 노화 및 변형 최소화 기술지원-

를 만족하는 난연성평가 기술지원- FMVSS 302

유해물질분석 기술지원 및 내구성능평가 기술지원-

산업용소재 및 가전제품용 소재로의 적용성 확대 기술지원-

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

신소재

개발지원

기존 고무소재EPDM

사용

신규 신소재 개발로TPE

내구성향상기술 확보

품질평가

기술지원

물성변화율 로10~20%

품질불량 큼

물성변화율 이하로5%

품질균일화 확보

신소재 노화

및 변형오존노화 시간 이하80 오존노화 시간 이하100

난연성 평가 기준치 이하 이상 확보0mm/min

내구성평가시간 압축영구줄음율72

및 내열노화성 저하

시간 압축영구줄음율 및72

내열노화성 향상

기타 소재활용 고무소재로 활용전기전자 및 산업용 분야로의

활용성 확대

지원항목 번항목의 기술지원내용 및 범위를 근거로 지원실적을 항목별로 구분하1. 2※

여 기재

지원내용 지원항목별로 기술지원 뽄 상황을 비교하여 기재2. : ·

- 6 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명o : Class Run Seal, Fixed Class Seal

모 델 명o : PORTOR, SORENTO

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질미국

SANTOPRENE품질저하 동등품질

경쟁제품 대비 가격미국

SANTOPRENE동등가격 가격경쟁력10%

객관회 된 를 근거로 작성DATA※

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년20 / ( 64%)

인 건 비 절 감 백만원 년10 / ( 33%)

계 백만원 년30 / ( 100%)

공정개선 및 품질향상 등으로 인한 절감효과 반영※

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분 당해연도 매출 차년도 예상매출전년대바

증가비율비고

내 수 백만원 년200 / 백만원 년250 / 25%

수 출 천달러 년15 / 천달러 년20 / 33%

계 백만원 년215 / 백만원 년270 / 26

참고 적용제품 주요수출국 미국 일본 유럽) 1. : , ,

작성다시 환율기준 기준2. : 1 = 1,000＄ ￦

- 7 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

본 기술지원을 통하여 지원업체에서 얻을 수 있는 기술적 효과는 기존 자동차 Sealing

재로 사용되고 있는 fixed Window Seal, Flange Seal, Primary Seal, Class Run

등의 부품에 합성고무 를 사용하Channel, felt Line Seal, Body Seal, Door Seal EPDM( )

였으나 신소재인 폴리올레핀계 소재로 대체하여 내화학성과 내환경특성이 우수한 소재

개발을 통해 신차종에 적용시켜 활용할 예정이다 따라서 본 기술지원을 통해 고부가가.

치의 신소재 개발을 지원함으로서 자동차 전기전자분야 가전분야 산업용분야로의 신, , ,

소재적용 부품을 개발하여 수출활성화에 이바지 할 것으로 기대됨

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

신제품 개발 폴리올레핀계 신소재개발을 통한 자동차용 부품개발 기술지원으로 업:□

체의 독자기술확보 및 신시장개척에 큰 도움이 예상됨

공정 개선 신소재적용을 위한 생산공정개선 및 생산최적화 기술지원으로 생산성:□

향상이 기대됨

상용화 개발 자동차 신차출시후 적용부품 확대가 기대되며 매출액 증대가 예상됨:□

- 8 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( , )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

건수지 원 성 과

기술정보제공 건170 신소재관련 최신 기술자료 제공

시제품제작 건60 신소재 물성분석 및 내구신뢰성평가용 제작Sample

양산화개발 건4기아자동차 용 재SORENTO Class Run Sealing ,

현대자동차 용 시제품제작PORTER

공정개선 건2 고무생산공정 개선

품질향상 건10 내화학성개선 및 품질물성향상지원

시험분석 건250 기계적특성 표면특성 복합특성 등 시험분석, ,

수출 및 해외바이어발굴 건1 중국 신시장개척을 위한 관련 동향정보제공

교육훈련 건2 업체의 시제품평가 및 양산성배합기술 훈련

기술마케팅 경영자문/ 건1 중국 고무업계 동향분석 자료 제공

정책자금알선 건1 부품소재기술개발사업 및 신뢰성향상사업 소개

논문게재 및 학술발표 건 -

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건24 해당 홈페이지의 기술지원실적 Up-Load

지원기업 방문회수 건20 업체기술지원 및 관련업체 방문

기타 건

상기 세부지원실적에 대한 세부내용 첨부※

- 9 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

자동차용 재는 자동차의 내부 및 외부에 장착되는 기능성 부품으로 자동차의 내Sealing

외부에 노출되어 수요자의 눈에 드러나는 경우가 많은 부품이다 따라서 재는. Sealingㆍ

외관이 우수하여야 할 뿐 아니라 차종 및 구조에 적절한 단면과 소재 물성을 가져 고유

의 기능을 나타내어야 한다 그러므로 및 스폰지 재료의 압축영구변형 재질의 강. solid ,

도 변화량 등이 적어야 하며 등이 외부와 접촉시 내약품성 내오염성 내변형성body , , ,

내이행성 등의 오염이 없어야 한다 그러나 본 기술지원을 요청한 기업에서는 연간. 20

억원의 납품실적을 가지고 있으나 내화학성이 취약하여 타타상용차에서 이 제기된Claim

상태로 이를 해결하지 못하여 억원의 손실을 입고 있었으며 제품의 불량률 증가에 심1

각한 문제를 가지고 있어 이에 대한 기술지원을 요청하여 이문제를 해결하였다 또한.

대부분의 고무부품업체는 영세하여 전문인력 및 관련 장비를 구축하기가 어려운 상황이

므로 본기술지원사업을 통하여 국내 자동차부품업체의 최대 난제인 년 만 보장10 15 Mile

과 고신뢰성 고무부품개발에 많은 기술지원을 수행하였다 고무신소재개발을 통해 개발.

된 부품은 사용내구환경하에서도 부품 특성을 저하시키지 않는 특성이 필요한 자동차

및 기타 산업용제품으로 적용할 수 있는 고부가가치의 소재로 활용될 수 있어 산업계로

의 파급효과가 클 것으로 전망된다.

- 10 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )□□□□

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1.1.1.1.

논문게재 성과□

논문게재 세부사항

(9)

게재

년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술지명

(13)

Vol.

(No.)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

주1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13)

14)

15)

부처 사업 주관 부처 기재:

사업명 사업명 기재: ·

관리번호 관리번호는 기관에서 관리하는 과제관리번호임:

세부과제명 세부과제명을 기재:

연구책임자 연구책임자를 기재:

연구기관명 연구기관명을 기재:

과제시작년도 해당 세부과제의 시작년도 기재 예: ( , 2001)

과제종료년도 해당 세부과제의 종료 예정 년도 기재 예: ( ) ( , 2002)

게재년도 해당 논문의 학술지 게재 연도 기재:

논문명 해당 논문의 제목 기재:

저자 해당 논문의 저자를 기재하되 주저자 교신저자: , (first author.),

공동저자 둥 해당란에 기재(corresponding author), (co-author)

학술지명 해당 논문이 게재된 학술지명 기재 예: ( , Cell)

해당 논문이 게재된 학술지의 기재 예Vol.(No.): Volume(Number) ( , 114(4))

국내외 구분 학술지의 국내외 구분 예 국외: ( : )

구분 등재 학술지이면 그렇지 않으면 비 기재SCI : SCI ‘SCI’, ‘ SCI’

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2.2.2.2.

특허 성과□

출원된 특허의 경우o

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

- 11 -

등록된 특허의 경우o

특허 세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

주1)~8):

9)

10)

11)

12)

13)

※

과학기술연구개발성과의 주 와 동일‘ 1)~8)’

출원 등록 년도 해당 특허의 출원 또는 등록 연도 기재( ) :

특허명 해당 특허의 명칭을 기재:

출원 등록 인 해당 특허의 출원 또는 등록인 기재( ) :

출원 등록 국 해당 특허의 출원 또는 등록 국가명 기재 예 한국( ) : ( , )

출원 등록 번호 해당 특허의 출원 또는 등록 번호 기재( ) :

예 등록 제 호( , 0308920

특허이외의 지적재산권의 경우 상기 양식에 준용하여 기재

사업화 현황□

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액

합계

백만원( )

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

삼성전자

세탁기가스켓

주 이화( )

인더스이순희 35 4 25 31 54

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한 창11) 1. , 2.

업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입, 3. , 4.

고용창출 효과□

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업명 확장

명( )

(11)

합계

명( )

주9)

10)

창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입"2. "

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나 부

서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

- 12 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용□□□□

지원기업 현장방문 건지원기업 현장방문 건지원기업 현장방문 건지원기업 현장방문 건1. : 2()1. : 2()1. : 2()1. : 2()

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2005. 12. 22~23 신소재 배합설계 기술지원 출장신청 및 회의록

2 2006. 01. 05~06 신소재 물성평가 기술지원 ″

3 2006. 03. 24~25 고무배합첨가재 및 생산기술지원 ″

4 2006. 04. 12~13 차 시작품제작 및 물성평가 지원1 ″

5 2006. 06. 16~17 신소재 양산성평가 기술지원 ″

6 2006. 07. 14 시 제품의 내구신뢰성평가지원 ″

7 2006. 09. 28~29 생산공정개선 기술지원 ″

8 2006. 10. 12~13 차 시작품제작 및 물성평가 지원2 ″

9 2006. 10. 19~20 양산배합확정 및 실차평가 ″

10 2006. 10. 25~27 내구신뢰성평가 및 양산공정개선 지원 ″

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건2. : 1702. : 1702. : 1702. : 170

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2005. 12. 22 신소재 관련 논문자료제공TPE 자료제본

2 2006. 03. 24 신소재 기술동향 자료제공TPE ″

3 2006. 06. 16The Seminar on the Enhancement of International

Standardization Activites In Asia Pacific Region″

4 2006. 09. 08 고무분석 기술 자료제공 ″

5 2006. 10. 12 엘라스토머기술 자료제공 ″

6 2006. 10. 19 기술 자료제공Plastic Testing ″

7 2006. 10. 25 고무공학 기술동향 자료제공 ″

8 2006. 10. 25 자동차고무부품 기술동향 자료제공 ″

9 2006. 10. 26 중국 고무업계분석 및 투자자문 보고서 자료제공 ″

10 2006. 10. 26 한국실내환경전문가 양성교육 자료제공 ″

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시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건3. : 603. : 603. : 603. : 60

시험분석 건시험분석 건시험분석 건시험분석 건4. : 2504. : 2504. : 2504. : 250

기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건5. : 245. : 245. : 245. : 24

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목 차목 차목 차목 차

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

자동차용 고무부품의 개요자동차용 고무부품의 개요자동차용 고무부품의 개요자동차용 고무부품의 개요1.1.1.1.

가 자동차용 고무재료의 영향가 자동차용 고무재료의 영향가 자동차용 고무재료의 영향가 자동차용 고무재료의 영향....

나 환경규제 대응나 환경규제 대응나 환경규제 대응나 환경규제 대응....

다 경쟁력강화다 경쟁력강화다 경쟁력강화다 경쟁력강화....

라 차량 수명연장라 차량 수명연장라 차량 수명연장라 차량 수명연장....

자동차용 재의 개요자동차용 재의 개요자동차용 재의 개요자동차용 재의 개요2. Sealing2. Sealing2. Sealing2. Sealing

가 재의 역할가 재의 역할가 재의 역할가 재의 역할. Sealing. Sealing. Sealing. Sealing

나 재의 종류나 재의 종류나 재의 종류나 재의 종류. Sealing. Sealing. Sealing. Sealing

다 자동차용 재의 재료개발 추세다 자동차용 재의 재료개발 추세다 자동차용 재의 재료개발 추세다 자동차용 재의 재료개발 추세. Sealing. Sealing. Sealing. Sealing

자동차용 재 기술지원의 필요성자동차용 재 기술지원의 필요성자동차용 재 기술지원의 필요성자동차용 재 기술지원의 필요성3. Sealing3. Sealing3. Sealing3. Sealing

제 절 기술지원의 목표제 절 기술지원의 목표제 절 기술지원의 목표제 절 기술지원의 목표2222

최종목표최종목표최종목표최종목표1.1.1.1.

평가항목 및 평가방법평가항목 및 평가방법평가항목 및 평가방법평가항목 및 평가방법2.2.2.2.

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

기술지원의 범위 및 내용기술지원의 범위 및 내용기술지원의 범위 및 내용기술지원의 범위 및 내용1.1.1.1.

기술지원의 추진체계기술지원의 추진체계기술지원의 추진체계기술지원의 추진체계2.2.2.2.

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황1111

국내 기술개발 동향국내 기술개발 동향국내 기술개발 동향국내 기술개발 동향1.1.1.1.

제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황2222

국외 기술개발 동향국외 기술개발 동향국외 기술개발 동향국외 기술개발 동향1.1.1.1.

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제 장 기술지원 수행내용 및 결과제 장 기술지원 수행내용 및 결과제 장 기술지원 수행내용 및 결과제 장 기술지원 수행내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행내용제 절 기술지원 수행내용제 절 기술지원 수행내용제 절 기술지원 수행내용1111

자동차 재 배합설계지원자동차 재 배합설계지원자동차 재 배합설계지원자동차 재 배합설계지원1. Sealing1. Sealing1. Sealing1. Sealing

가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과....

나 유기과산화물 가교나 유기과산화물 가교나 유기과산화물 가교나 유기과산화물 가교....

다 가교다 가교다 가교다 가교. Phenol resin. Phenol resin. Phenol resin. Phenol resin

라 유황가교라 유황가교라 유황가교라 유황가교....

마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과. ,. ,. ,. ,

바 동적가교 에서의바 동적가교 에서의바 동적가교 에서의바 동적가교 에서의. TPE Morphology. TPE Morphology. TPE Morphology. TPE Morphology

사 동적 가교의사 동적 가교의사 동적 가교의사 동적 가교의. process. process. process. process

아 각종의 동적가교의 특징아 각종의 동적가교의 특징아 각종의 동적가교의 특징아 각종의 동적가교의 특징....

자동차용 재 제조공정 개선지원자동차용 재 제조공정 개선지원자동차용 재 제조공정 개선지원자동차용 재 제조공정 개선지원2. Sealing2. Sealing2. Sealing2. Sealing

물성평가 및 내구성 평가지원물성평가 및 내구성 평가지원물성평가 및 내구성 평가지원물성평가 및 내구성 평가지원3.3.3.3.

가 일반물성평가가 일반물성평가가 일반물성평가가 일반물성평가....

나 내열내구성평가나 내열내구성평가나 내열내구성평가나 내열내구성평가....

다 오존내구성 평가지원다 오존내구성 평가지원다 오존내구성 평가지원다 오존내구성 평가지원....

난연성평가 및 유해물질 평가지원난연성평가 및 유해물질 평가지원난연성평가 및 유해물질 평가지원난연성평가 및 유해물질 평가지원4.4.4.4.

가 난연성평가가 난연성평가가 난연성평가가 난연성평가....

나 유해물질 평가나 유해물질 평가나 유해물질 평가나 유해물질 평가....

내구실차 평가지원내구실차 평가지원내구실차 평가지원내구실차 평가지원5.5.5.5.

가 실차준비가 실차준비가 실차준비가 실차준비....

나 실차장착 평가결과나 실차장착 평가결과나 실차장착 평가결과나 실차장착 평가결과....

다 구조해석 평가결과다 구조해석 평가결과다 구조해석 평가결과다 구조해석 평가결과....

제 절 기술지원성과제 절 기술지원성과제 절 기술지원성과제 절 기술지원성과2222

시제품제조 및 평가지원시제품제조 및 평가지원시제품제조 및 평가지원시제품제조 및 평가지원1.1.1.1.

성형공정 요소기술지원성형공정 요소기술지원성형공정 요소기술지원성형공정 요소기술지원2.2.2.2.

일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원3.3.3.3.

기술정보제공 지원기술정보제공 지원기술정보제공 지원기술정보제공 지원4.4.4.4.

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제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도3333

기술지원 목표달성도기술지원 목표달성도기술지원 목표달성도기술지원 목표달성도1.1.1.1.

가 기술지원 목표달성도가 기술지원 목표달성도가 기술지원 목표달성도가 기술지원 목표달성도....

나 기대효과 및 파급효과나 기대효과 및 파급효과나 기대효과 및 파급효과나 기대효과 및 파급효과....

다 기술지원결과의 활용계획다 기술지원결과의 활용계획다 기술지원결과의 활용계획다 기술지원결과의 활용계획....

참 고 문 헌참 고 문 헌참 고 문 헌참 고 문 헌

부 록부 록부 록부 록

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그 림 목 차그 림 목 차그 림 목 차그 림 목 차

그림 자동차 재의 종류그림 자동차 재의 종류그림 자동차 재의 종류그림 자동차 재의 종류1 Sealing1 Sealing1 Sealing1 Sealing

그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도2 Sealing2 Sealing2 Sealing2 Sealing

그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도3 TOYOTA3 TOYOTA3 TOYOTA3 TOYOTA

그림 신소재 가공배합 설비그림 신소재 가공배합 설비그림 신소재 가공배합 설비그림 신소재 가공배합 설비4 TPE4 TPE4 TPE4 TPE

그림 고무공정과 공정의 비교그림 고무공정과 공정의 비교그림 고무공정과 공정의 비교그림 고무공정과 공정의 비교5 TPE ·5 TPE ·5 TPE ·5 TPE ·

그림 재 성형용 사출기의 구조그림 재 성형용 사출기의 구조그림 재 성형용 사출기의 구조그림 재 성형용 사출기의 구조6 Sealing6 Sealing6 Sealing6 Sealing

그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교7 EPDM TPE7 EPDM TPE7 EPDM TPE7 EPDM TPE

그림 기존 고무와 의 구성소재 비교그림 기존 고무와 의 구성소재 비교그림 기존 고무와 의 구성소재 비교그림 기존 고무와 의 구성소재 비교8 EPDM TPE8 EPDM TPE8 EPDM TPE8 EPDM TPE

그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도9 Sealing9 Sealing9 Sealing9 Sealing

그림 인장강도 및 신장률 시험기그림 인장강도 및 신장률 시험기그림 인장강도 및 신장률 시험기그림 인장강도 및 신장률 시험기10101010

그림 경도 시험기그림 경도 시험기그림 경도 시험기그림 경도 시험기11111111

그림 압축영구줄음률 시험기그림 압축영구줄음률 시험기그림 압축영구줄음률 시험기그림 압축영구줄음률 시험기12121212

그림 경도 시험결과그림 경도 시험결과그림 경도 시험결과그림 경도 시험결과13131313

그림 신장시의 인장탄성률 시험결과그림 신장시의 인장탄성률 시험결과그림 신장시의 인장탄성률 시험결과그림 신장시의 인장탄성률 시험결과14 100%14 100%14 100%14 100%

그림 인장강도 시험결과그림 인장강도 시험결과그림 인장강도 시험결과그림 인장강도 시험결과15151515

그림 신장률 시험결과그림 신장률 시험결과그림 신장률 시험결과그림 신장률 시험결과16161616

그림 인열강도 시험결과그림 인열강도 시험결과그림 인열강도 시험결과그림 인열강도 시험결과17171717

그림 압축영구줄음률 시험결과그림 압축영구줄음률 시험결과그림 압축영구줄음률 시험결과그림 압축영구줄음률 시험결과18181818

그림 소재의 표면분석 결과그림 소재의 표면분석 결과그림 소재의 표면분석 결과그림 소재의 표면분석 결과19 TPE SEM19 TPE SEM19 TPE SEM19 TPE SEM

그림 내열내구시험 장비그림 내열내구시험 장비그림 내열내구시험 장비그림 내열내구시험 장비20202020

그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과21212121

그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과22 100%22 100%22 100%22 100%

그림 내열내구시험전후의 인장강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장강도 변화율결과23232323

그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과24242424

그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과25252525

그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과26262626

그림 오존내구시험기그림 오존내구시험기그림 오존내구시험기그림 오존내구시험기27272727

그림 난연성시험장치그림 난연성시험장치그림 난연성시험장치그림 난연성시험장치28282828

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그림 유해물질분석장비그림 유해물질분석장비그림 유해물질분석장비그림 유해물질분석장비29 (ICP)29 (ICP)29 (ICP)29 (ICP)

그림 실차장착모형그림 실차장착모형그림 실차장착모형그림 실차장착모형30303030

그림 밀착강도시험 모습그림 밀착강도시험 모습그림 밀착강도시험 모습그림 밀착강도시험 모습31313131

그림 차체 재 굽힘변형해석 결과그림 차체 재 굽힘변형해석 결과그림 차체 재 굽힘변형해석 결과그림 차체 재 굽힘변형해석 결과32 Door Sealing32 Door Sealing32 Door Sealing32 Door Sealing

그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형33 Dealing33 Dealing33 Dealing33 Dealing

그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상34 Door Seal34 Door Seal34 Door Seal34 Door Seal

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표 목 차표 목 차표 목 차표 목 차

표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능1 Sealing1 Sealing1 Sealing1 Sealing

표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항2 Sealing2 Sealing2 Sealing2 Sealing

표 기본 배합조성표 기본 배합조성표 기본 배합조성표 기본 배합조성3333

표 가공조건표 가공조건표 가공조건표 가공조건4444

표 기존 고무와 의 물성수준 비교표 기존 고무와 의 물성수준 비교표 기존 고무와 의 물성수준 비교표 기존 고무와 의 물성수준 비교5 EPDM TPE5 EPDM TPE5 EPDM TPE5 EPDM TPE

표 자동차용 재의 생산공정도표 자동차용 재의 생산공정도표 자동차용 재의 생산공정도표 자동차용 재의 생산공정도6 Sealing6 Sealing6 Sealing6 Sealing

표 소재의 물성 시험결과표 소재의 물성 시험결과표 소재의 물성 시험결과표 소재의 물성 시험결과7 TPE7 TPE7 TPE7 TPE

표 내열노화시험후 물성 변화표 내열노화시험후 물성 변화표 내열노화시험후 물성 변화표 내열노화시험후 물성 변화8888

표 오존내구시험결과표 오존내구시험결과표 오존내구시험결과표 오존내구시험결과9999

표 난연성시험결과표 난연성시험결과표 난연성시험결과표 난연성시험결과10101010

표 고무의 중금속함량 시험분석 규격표 고무의 중금속함량 시험분석 규격표 고무의 중금속함량 시험분석 규격표 고무의 중금속함량 시험분석 규격11111111

표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격12 200512 200512 200512 2005

표 고무소재의 납 시험규격표 고무소재의 납 시험규격표 고무소재의 납 시험규격표 고무소재의 납 시험규격13131313

표 고무소재의 카드뮴 시험규격표 고무소재의 카드뮴 시험규격표 고무소재의 카드뮴 시험규격표 고무소재의 카드뮴 시험규격14141414

표 유해물질시험결과표 유해물질시험결과표 유해물질시험결과표 유해물질시험결과15151515

표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과16 Sealing16 Sealing16 Sealing16 Sealing

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제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

자동차용 고무부품의 개요자동차용 고무부품의 개요자동차용 고무부품의 개요자동차용 고무부품의 개요1.1.1.1.

지구의 환경변화에 따라 최근 자동차의 사용기간 연장과 신뢰성향상이 요구됨에 따

라 자동차 고무부품의 요구사항이 변화하게 되었다 특히 경량화 소형화로 엔진룸.

안에 고무 부품이 밀집되어 장착되므로 응력 및 열 부하가 증가하게 되어 고무재료

들은 내구수명 증가를 요구받게 되었다 또한 신뢰성 향상을 위한 실제 차량에서의.

시뮬레이션 을 통한 수명예측 기법의 적용이 예상되고 이에 따른 내구성(simulation)

이 강한 부품 및 재료 설계가 요구된다.

가 자동차용 고무재료의 영향가 자동차용 고무재료의 영향가 자동차용 고무재료의 영향가 자동차용 고무재료의 영향....

연비향상(1)

연비향상은 세계에너지 부족 및 원유 값의 상승으로 인해 꾸준히 연구 개발되는 과

제이다 이를 위하여 요구되는 고무부품의 특성은 경량화 및 부품의 소형화이다 또. .

한 소형자동차의 사용증가와 각종안전부품 증가 추세에 따른 엔진룸 공간의 협소화

이다 이에 따라 내구성 및 내열성이 요구된다 따라서 고무부품의 개발도 열. . TPE(

가소성고무 및 수지화에 의한 박육화로 개발을 하고 있고 내구성 향상 굴곡피로성) ( ,

압축영구줄음율 및 내열성 향상을 추구하고 있다) .

안전성 및 쾌적성 향상(2)

최근 안정성의 향상을 위한 각종부품의 장착이 크게 증가하고 있다 안전부품으로.

는 에어백 같은 부품이 대표적이다 이러한 부품의 채용 엔진의 고출력이 필ATS, .

요하게 되어 열부하증가를 가져오므로 고온 물리적 특성의 향상을 시키는 재료개발

이 필요하다.

쾌적성을 향상시키기 위해 방진고무부품류의 진동소음의 저감이 필요하며 또한 웨

더스트립의 밀봉성능 향상이 요구된다 진동소음 저감 효과를 나타내기 위해서는.

방진고무 부품의 저동배율 고감쇄화가 요구되는데 이를 만족시키기 위한 재료로,

고온에서 저동배율을 나타내는 방진고무 재료개발과 특성 변화가 적은 재료가 필요

하다 밀봉 성능향상을 위하여 노화에 따른 영구변형 저감을 방지하는 재료를 사용.

하여야 한다.

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나 환경규제 대응나 환경규제 대응나 환경규제 대응나 환경규제 대응....

환경에 대한 관심이 고조됨에 따라 자동차산업도의 대응은 선택이 아닌 필수가 되

었다 유해 배기 물질 저감의 요구에 따라 제어제품이 증가되고 연료의 투과성이.

적은 고무 부품이 필요하게 되었고 촉매사용증가에 따른 엔진룸의 온도가 올라가,

게 되었다 이에 따라 기체 투과성이 낮은 재료개발과 내열성이 높은 재료가 필요.

하게 되었다 특히 의 중금속 사용 규제 법규가 공표 되어 자동차 부품도 납 카EU ,

드뮴 수은 크롬이 포함되지 않는 재료를 사용하지 않으면 안되게 되었다 재활용, , .

률 규제도 점차 가혹해지고 있는 상황에서 많은 부품들이 재활용이 쉬운 부품으로

전환되어져야 하고 고무재료도 변경이 불가피하게 되었다 따라서 리사이클링이 가, .

능한 열가소성고무 재료로 변환 될 추세이며 리싸이클을 고려한 재료의 배합TPE( ) ,

설계가 필요하게 되었다.

다 경쟁력강화다 경쟁력강화다 경쟁력강화다 경쟁력강화....

자동차 경쟁력을 갖추기 위하여 부품의 기능향상과 원가절감을 하여야 한다 따라.

서 부품의 치수 및 종류의 표준화를 추진하여야 한다 이를 위하여 사용 환경에서.

의 고무재료 적합성을 판단 하여야하며 배합종류를 통합하는 추세이다 또한 국제.

화에 대응하여 고무부품의 현지화 생산은 증대되고 있다 이에 따른 고무재료의 변.

화로 고분자 종류의 통일 품질레벨 의 확보 즉 국제적 통용 고분자 재료의, (level) ,

사용이다 또한 시험법이 통일되어야 한다. .

라 차량 수명 연장라 차량 수명 연장라 차량 수명 연장라 차량 수명 연장....

현재 자동차의 수명연장 예 년 만 마일 만 의 보증 이 계속 요구되고 있( . 10 10 (16 km) )

기 때문에 고무부품들은 내구 신뢰성을 향상시켜야 한다 이에 따라 내구 신뢰성.

향상을 위한 재료를 개발하여야 하는데 예로는 의 재료가 폴리아크릴 에틸렌NBR ,

아크릴레이트 실리콘 불소실리콘 의 재료로 대체 되고 있다, , , HNBR .

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자동차용 재의 개요자동차용 재의 개요자동차용 재의 개요자동차용 재의 개요2. Sealing2. Sealing2. Sealing2. Sealing

가 재의 역할가 재의 역할가 재의 역할가 재의 역할. Sealing. Sealing. Sealing. Sealing

재는 자동차용 창틀 고무라고도 불리어지는 것으로서 자동차의 와Sealing body

등에 장착되어 차체 내 외부의 누수방지 외부소음 등으로부터 성을 부door , sealing

여하고 의 진동이나 의 요동을 방지하며 의 완충작용 등을 부여하body glass , body

므로서 자동차의 쾌적성과 안락성을 부여하는 자동차의 기능성 제품이다.

특히 재는 자동차의 종류 및 구조에 따라서 부품의 형상과 재료 기능이 달Sealing ,

라지므로 상태에 장착될 경우 설계상의 치수 및 상대 부품에 의한 영향이dynamic

완성차의 기능에 많은 영향을 주기 때문에 제품의 형상 구조특성이 아주 세밀하게,

검토되어야 한다.

외부 환경에 노출되어 있거나 나 의 틈새에 장착되어 상대적인 편main body door

차에 의하여 재는 가혹한 조건에 위치할 경우를 우리는 흔히 접할 수 있고Sealing ,

이런 미미한 문제가 자동차의 전체적인 기능 및 내구성을 저하시킬 수 있다.

나 재의 종류나 재의 종류나 재의 종류나 재의 종류. Sealing. Sealing. Sealing. Sealing

재는 적용 부위 및 용도에 따라Sealing Fixed Window Seal, Flange Seal, Primary

등으로 대별되고 종류 및 기능 구성에Seal, Class Run Channel, Belt Line Seal

대한 내용을 그림 에 나타내었다1 .

그림 자동차 재의 종류그림 자동차 재의 종류그림 자동차 재의 종류그림 자동차 재의 종류[ 1] Sealing[ 1] Sealing[ 1] Sealing[ 1] Sealing

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차체를 외부환경으로부터 밀봉 하는 부품으로 풍절음 누수(Sealing) (Wind Noise),

및 먼지 등이 차량 내에 유입되는 것을 차단한다 특히 차량의 문이나 트렁크 등의. ,

개폐 시 도어 필링 성이 씰링재의 기능이다 이러한 씰링재의 종류로(Door Feeling) .

는 차체와 문의 일차적인 밀봉 역할을 하는 차 씰 과 보조(Sealing) 1 (Primary Seal)

씰 로 을 보완하는 역할을 하는 차 씰 접촉면(Seal) Primary Seal 2 (Secondary Seal),

에 일정한 밀폐력 로 플랜지 커버 의 역할을 하는 플(Sealing Force) (Flange Cover)

랜지 씰 그리고 창문유리를 고정 및 밀봉하여 누수 소음 및 먼지 유(Flange Seal) ,

입을 차단하는 고정 창문씰 등이 있다 그 종류와 각 부품별 기능은 표 에 나타내. 1

었다.

그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도[ 2] Sealing[ 2] Sealing[ 2] Sealing[ 2] Sealing

표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능표 자동차용 재의 종류 및 주요 기능< 1> Sealing< 1> Sealing< 1> Sealing< 1> Sealing

구 분 주요 기능 부 품

Primary Seal

차체와 의 일차적인Door Sealing

와 샤시 공간의 누수 소음 및Door , Dust

차단

개폐 성 좌우Door Feeling

Door Side(A)

Body Opening(B)

W/Strip

Secondary Seal

보조 로 보완Seal Prinary Seal

상부에 도입으로 물 유입 방지Door Rain rail

하단 부위 으로 유입Door Edge Sealing Dust

방지

Drip Rail(C)

Lower Auxillary(D)

W/Strip

Flange Seall

고정부와 유동부간의 역할Sealing

누수 소음 및 차단, Dust

접촉면에 일정 로Sealing Force Flange

역할Cover

Hood to Cowl(E)

Lift Gate(F)

Trunk Lid(G)

W/Strip

Fixed Window Seal를 고정 및 하여 누수 소음Glass Sealing ,

및 유입 차단Dust

Wind Shield(H)

Fixed Quarter(I)

W/Strip

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다 자동차용 재의 재료개발 추세다 자동차용 재의 재료개발 추세다 자동차용 재의 재료개발 추세다 자동차용 재의 재료개발 추세. Sealing. Sealing. Sealing. Sealing

자동차용 재는 차체의 밀봉 시스템으로서 누수 및 소음에 대한 밀Sealing (Sealing)

봉 성이 좋고 차체부위의 완충을 해야 한다 재료에서는 내후성 내오존성이(Seal) . ,

좋아야하며 내오염성도 우수하여야 한다.

자동차용 재 재료의 기능적인 요구사항을 표 에 나타내었다 고무재료는Sealing 2 .

상기 기계적인 요구사항들의 대립을 최소화하면서 금속 조립체 내에서의 다양한 공

차를 보상해 줄 수 있는 재료이다 최근에는 내구성능 내후성 표면 을 미려하게. , ,

하는 노력들이 있으며 이는 재료의 개선 개발 공정의 개선 및 특수코팅제의 도입,

등 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항표 자동차용 재 재료의 기능적 요구사항< 2> Sealing< 2> Sealing< 2> Sealing< 2> Sealing

내후성 내산소 내오존성능 내한성 저흡습량, , ,

내구성가속화된 피로시험실시로 이 및 를 받을SEAL CYCLIC CLOSINC EffORT

때 견디는 정도를 보증.

내오염성 차체에 접촉및 이행성 오염이 없어야 함

마찰계수 되는 부위의 윤활성이 요구됨SLIDING

접착성 여러 조합부품과의 접착성이 요구됨

표면마무리 의 외관상 미적 만족을 요구SEAL

또한 최근에는 사용조건이 강화되어 공기역학적인 면을 고려하여 형상이 복잡하여

지고 재료는 내구성능과 품질향상이 요구되고 또한 장기적으로 소음발생을 억제하

는 기능을 요구하게 되었다 이에 따라 자동차용 재 장기밀봉성 내열성 및. Sealing ,

미끄러짐 성 개선에 대한 개발을 다음과 같이 추진하기도 한다(Slip) .

첫째 고무의 구조변경,

둘째 가류계의 개선,

셋째 신노화방지계의 도입,

넷째 특수약품 불소계 오일 등의 처방 등이다, ( ) .

현재 고무가 주로 사용되고 있으나 앞으로 점점 환경에 대한 규약이 강화되EPDM

어 소재를 열가소성고무로 대체될 전망이다 열가소성고무로 대체 시에는 다음의.

사항들이 장점으로 대두될 수 있다.

원가절감①

과 동일한 성능EPDM②

- 25 -

경량화③

재활용성④

양호한 표면⑤

디자인의 편리성 및 정확도㉧

이에 따라 열가소성고무 글래스런 이 개발 적용되는 상황이다 이는 성능(Class run) .

향상과 함께 공정의 단순화에 따른 원가절감 및 치수안정성 확보와 디자인의 정확

도를 기대할 수 있기 때문이다.

- 26 -

자동차용 재 기술지원의 필요성자동차용 재 기술지원의 필요성자동차용 재 기술지원의 필요성자동차용 재 기술지원의 필요성3. Sealing3. Sealing3. Sealing3. Sealing

자동차용 고무는 자동차 전 무게의 밖에 되지 않지만 자동차의 쾌적성 마감4~5% ,

성 개선 등을 위한 필수적인 부품임에도 불구하고 재활용이 불가능하(seal) , NVH

고 내열성 및 내가스 투과성의 한계 등으로 인해 수지로의 대체 및 열가소성고무,

로 점차 전환되어 가고 있다 또한 고무 원부자재의 인상과 맞물려 점차 가격(TPE) .

적 격차도 줄어들 뿐만 아니라 자동차의 각종 환경규제로 인해 새로운 소재 개발은

관련업계에서 꾸준히 진행되고 있다 그러나 고무대체 소재로 여겨지는 열가소성고.

무가 아직은 고무특성을 능가하지 못할 뿐만 아니라 열가소성고무의 재활용 면에,

서도 기대에 미치지 못하고 있으므로 향후에도 상당 부분은 고무부품 사용이 불가,

피할 것으로 여겨진다 따라서 새로운 고무대체 소재만이 아니라 고무재료 성능의.

향상도 중요하다고 여겨지며 이것은 고무원료 생산자 및 첨가제 생산자들의 각종,

원부자재 개발이 병행되어야 한다.

또한 고무가공업계에서는 고무업계가 지닌 낙후성을 탈피하여 고무배합 개발 고무, ,

가공공정의 최적화 고무 컴파운드의 표준화 및 원부자재 관리 표준화가 이루어져,

야 한다 이러한 노력이 연구와 개발 투자와 병행되어 지속적으로 이루어진다. (R&D)

면 취급 곤란하고 물성변화가 예측 불가능하게 다양한 분야 낙후된 분야라는 인식,

보다는 고성능화된 고무부품 분야라는 고유영역을 지킬 수 있을 것으로 기대된다.

자동차용 고무부품은 사용환경에 따른 성능 및 내환경특성이 취약하여 내열성 내,

한성 내오존성 내피로성 내진동성 등의 물성저하로 인한 누수 누유 크랙이 발생, , , , ,

되어 고품질 자동차 생산에 악영향을 끼치고 있어 그 대체소재 개발이 당면과제로

대두되고 있다 선진기술국인 유럽과 미국 일본 등의 부품업체에서는 이러한 문제. ,

를 해결할 수 있는 대체소재로서 즉 열가소성복합TPE(Thermo Plastic Elastomer)

재료를 개발하여 적용하고 있다 자동차부품에 소재로 적용할 수 있는 부품은. TPE

등이 있다 는Bumper, Air Intake Hose, Casket, Weather strip, CVJ Boot, . TPE

고전단력하에서 고무성분과 플라스틱수지를 블렌딩하는 기술로 고무성분이 가교되

면서 차원망상구조 를 형성하여 내열성 및 내환경특성이 우수한 고기능성 소3 (IPN)

재이다.

자동차 산업이 지속적인 성장을 이룸에 따라 소재개발에 대한 요구도 매우 커지고

있다 그 중 자동차 소재산업에서 가장 큰 개발 동향은 연비향상을 위한 경량화 소. ,

재의 회수율 과 환경규제이다 년 내에 자동차부품의 매립율을 이(recycle) . 2015 5%

내로 하는 규제 방안을 발표한 바 있다 비록 자동차 소재에서 고무 및 등이. PVC

차지하는 비중은 이하이지만 새로운 환경규제에 대응할 수 있는 대체소재개발10%

의 요구에 직면하고 있는 실정이다.

- 27 -

최근의 선진국 자동차 소재 개발동향은 가 자동차 플라스틱부품PP(Polypropylene)

의 소재의 주종으로 대두되고 있으며 소재의 단일화 모듈화의 경향에 따라서 를, PP

모제 로 하는 계 가 고무 및 소재의 대부분을 대체할 것(Matrix) polyolefin TPE PVC

으로 예상된다 의 주요한 특징으로는 자기보강성을 갖는다 가황공정이. TPE ① ②

불필요 배합이 간소화된다 가교고무와 의 중간의 물성을 갖는다. Plastic③ ④ ⑤

이 가능하다 등의 다섯가지를 들 수 있다 이러한 의 많은material recycling . . TPE

장점 때문에 년에는 전체 고무부품중 를 차지할 것으로 예상되고 있으며2002 6.5%

국제고무합성협회 년 예측보고 이의 대부분이 자동차용 부품 소재로 사용되( 1999 )

고 있다.

본 기술지원사업에서는 자동차의 차체부와 도어부에 재로 사용되는Sealing EPDM

고무를 내화학성이 우수한 폴리올레핀계 소재로 대체하기 위한 성형공정개발지원

및 신소재 개발지원으로 내화학성 내누수성 내소음방진성 내환경성이 우수한 자, , ,

동차 재의 성능을 향상시켜 적용함으로서 중소부품업체가 품질경쟁력을 확Sealing

보할 수 있도록 지원하는 것이 목표이다.

본 사업 요청기업인 주 이화인더스에서는 현재의 고무생산제품은 일본의( ) FABRIC

사와 년 기술제휴를 통해 생산하고 있지만 중소기업으로서 로얄티를 부담하기1997

가 어렵워서 자체기술보유를 위한 연구개발에 많은 투자를 계획하고 있으나 현실적

으로 전문인력확보와 전문장비를 갖추기가 곤란한 형편이었고 신제품개발에 있어

배합기술 성형공정기술 품질성능 평가기술 등의 기초기술이 취약하여 관련 전문가, ,

의 기술지원을 요청하여 사업을 수행하게 되었다.

- 28 -

제 절 기술지원의 목표제 절 기술지원의 목표제 절 기술지원의 목표제 절 기술지원의 목표2222

최종목표최종목표최종목표최종목표1.1.1.1.

본 기술지원은 자동차의 차체부와 도어부의 재로 사용되던 소재의 고무를Sealing EPDM

계 소재로 대체하기 위한 신소재개발을 통해 내화학성과 내환경성이 우수한 자동차TPE

재 개발지원을 목표로함Sealing

주요목표 세부목표 상세 예상목표

자동차 차체부 및

도어부의

내화학성이 우수한

성능향상기Sealing

술지원

폴리올레핀계o

소재기술지원

품질성능평가o

및 내구평가 지

원

신뢰성평가기o

술 지원

실차내구성능o

평가기술지원

경도변화율 이하5%■

인장강도변화율 이하: 30%■

인열강도 이하: 25%■

압축영구줄음률 이하: 40%■

노화성 이하: 50%■

오존시험 신장 시 에서: 20% 100Hr, 50pphm■

이상이 없을것

유해물질 납 수은 가크롬 카드뮴이 없: , , 6 ,■

을 것

연소속도 이하: 60mm/min■

평가항목 및 평가방법평가항목 및 평가방법평가항목 및 평가방법평가항목 및 평가방법2.2.2.2.

구 분 평가항목평가기준 평가방법

평가기관등( )기술지원전 기술지원후

내 용

경도-

인장강도-

인열강도-

노화성-

오존시험-

압축줄음률-

연소성-

유해물질-

10

35

35

60

80hr

45

65

-

이하5%

이하35%

이하25%

이하50%

이상100hr

이하40%

이하60

검출안됨

ASTM D848

ASTM D256

ASTM D638

ASTM D790

ASTM D1238

MS 210

MS 210

-

- 29 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

기술지원의 범위 및 내용기술지원의 범위 및 내용기술지원의 범위 및 내용기술지원의 범위 및 내용1.1.1.1.

자동차의 차체부와 도어부에 재로 사용되는 고무를 내화학성이 우수Sealing EPDM

한 폴리올레핀계 소재로 대체하기 위한 성형공정개발지원 및 신소재개발지원으로

내화학성 내누수성 내소음방진성 내환경성이 우수한 자동차 재의 성능을, , , Sealing

향상시켜 적용함으로서 중소부품업체가 품질경쟁력을 확보할 수 있도록 지원함

차체부 및 도어부용 폴리올레핀계 소재개발 기술지원-

경도 인장강도 신장율 영구변형 등 품질향상 기술지원- , , , ,

신소재의 노화 및 변형 최소화 기술지원-

를 만족하는 난연성평가 기술지원- FMVSS 302

유해물질분석 기술지원 및 내구성능평가 기술지원-

산업용소재 및 가전제품용 소재로의 적용성 확대 기술지원-

기술지원의 추진체계기술지원의 추진체계기술지원의 추진체계기술지원의 추진체계2.2.2.2.

- 30 -

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황제 절 국내 기술현황1111

국내 기술개발 동향국내 기술개발 동향국내 기술개발 동향국내 기술개발 동향1.1.1.1.

국내에서는 호남석유화학 년 후반 개발성공 을 필두로 화승 동일고무SK, (1990 ) R&A,

벨트 등에서 각각 일부 특성을 지닌 의 개발에 성공하였다 그러나 이러한 국TPE . ,

내 기술은 사의 소재 기술을 극복하는 수준은 아니며 이에 대한 지속적인 연AES ,

구가 계속되고 있다 국내에서 제조되는 는 가공기술 및 가교 기술의 열세로. TPE

인하여 사의 의 물성에 정도 수준이며 점진적으로 물성AES TPE(Santoprene) 80% ,

이 개선되고 있는 실정이다 그러나 기능성 의 개발은 매우 미비하여 거의 전. , ade

량을 외국에서 수입하고 있는 실정이다 국내외적으로 소재의 최근 개발동향은. TPE

기본적으로는 고무에 필적할 만한 수준의 영구압축 회복성 확보에 촛점을 맞추고

있으며 기능성 면으로는 와 의 결정성을 이용한 내열성 향상, Nanotechnology PP ,

환경친화성 난연 개발 수발포용 고주파 개발 등이grade , grade, weldable grade

선행기술이다 국내 완성차업체에서도 소재가 채용되기 시작하고 있으며 특히. TPE ,

내장재에서는 의 대체물로서 미국의 사 뿐만 아니라 국산PVC AES Santoprene TPE

를 적용하고 있거나 적용할 예정이다 그러나 국내에서 생산되는 는 일반, . , TPE

에 치중하고 있고 기능성 와 고무부품류 대체물로서의 는 발포성형grade grade TPE

가공기술과 소재성능기술의 부족으로 거의 대부분을 미국의 사에서 독점공급하AES

고 있으며 향후에도 독점적 위치를 지속적으로 고수할 것으로 예상된다 따라서, . ,

자동차용 부품 가공의 핵심기술중의 하나인 발포기술 가공기기 이에 적합한/ , TPE

소재개발과 고기능성 개발을 국내기술로 실현할 수 있다면 수입대체효과와 역TPE ,

수출도 가능할 것으로 기대된다 또한 이러한 신기술 에 의한 소재. (high-tech) TPE

및 가공기기의 개발 및 공급은 세계 자동차 부품소재시장에서 국내업체의 접유율

향상에 큰 기여를 할 것으로 예상된다.

- 31 -

제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황제 절 국외 기술현황2222

국외 기술개발 동향국외 기술개발 동향국외 기술개발 동향국외 기술개발 동향1.1.1.1.

미국의 사에서는 이라는 소재를 개발하여 일본의 미쯔비시자동AES Santoprene TPE

차 프랑스의 사 네델란드의 사의 자동차부품인, Fiat Punto , DMS Tailgate Seal,

부품에 적용하여 대당 의 경량화를 달성Interior Belt Line Seal, Body Seal 1 1.5Kg

하였으며 기존의 고무제품을 내열성 내압축영구줄음성 등이 우수한 소재EPDM , TPE

로 대체하여 개발하였다 또한 일본의 사에서는 기존의 재. Aisin Seiki PVC Roof

을 소재로 대체하여 내광택성 내후성 저팽창계수성 내충격성Top Moulding TPE , , , ,

내환경성 등이 우수한 소재를 개발하여 적용중이다 또한 일본의 삼정화학은TPE .

기존의 엔진룽주변의 고무호스를 내열성 고무호스로 대체할 수 있는 형상EPDM TPE

기억고무호스를 개발하여 양산 적용 하고 있다 그외에도 일본의 도요타자동차는.

라는 소재를 개발하여 의 재로 기존의 를TSOP TPE Instrument Panel Skin PVC Sheet

대체하는 신재료를 개발하여 재활용성이 우수한 재료를 양산 적용중이다.

자동차용 재는Sealing Fixed Window Seal, Flange Seal, Primary Seal, Glass Run

등의 부품에 사용되며 현재Channel, Belt Line Seal, Body Seal, Door Seal AES,

미쯔이화학 미쯔비시화학 주우화학공업 일본폴리올레핀 미쯔비시 우부흥, , , , MKV,

산 소화화성공업 등 일본의 자동차 계열사에서 폴리올레핀계 소재를 개, TOYOTA

발하여 적용중에 있으며 내화학성 및 내약품성이 우수하고 특히 외부환경에 대한

내환경성이 우수하여 신소재로 많이 채용되고 있다.

국제합성고무 생산자협회 본부 미 휴스톤 의 발표에 따르면 세계의 폴리lISRP ( )ㆍ ㆍ

올레핀계수지의 소비량은 년 기준 만 천톤의 수요를 예측하고 있다 그중2004 169 9 .

에서 자동차품에 사웅되는 시장규모는 조원 정도로 추산된다 따라서 본 기술지원1 .

을 통해 품질이 우수하며 신뢰성이 높은 폴리올레핀계 신소재개발을 지원하여 자동

차부품개발이 이루어지면 시장성장력이 큰 분야이다.

그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도그림 일본 자동차의 주요 고무소재 적용도[ 3] TOYOTA[ 3] TOYOTA[ 3] TOYOTA[ 3] TOYOTA

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제 장 기술지원 수행내용 및 결과제 장 기술지원 수행내용 및 결과제 장 기술지원 수행내용 및 결과제 장 기술지원 수행내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행내용제 절 기술지원 수행내용제 절 기술지원 수행내용제 절 기술지원 수행내용1111

자동차 재 배합설계지원자동차 재 배합설계지원자동차 재 배합설계지원자동차 재 배합설계지원1. Sealing1. Sealing1. Sealing1. Sealing

고무 가공기술은 년 가 가황 방법을 발명한 이후 놀라운 속도1839 C. Goodyear ,

로 인류의 일상생활을 윤택하게 하는데 지대한 영향을 미치고 있음은 주지의 사실

이며 그러한 근간은 고무 가공 기술의 발달에 있다 초기의 고무 산업은, . 2-roll

즉 을 이용한 배합이 그 주류를 이루고 있었으며 특히 년mill , open mill , 1835

에 의해 고무 배합용으로 이 처음으로 적용된 이후 근 세Edwin Chaffe roll mill 1

기 동안 이를 이용한 배합이 주류를 이루었으나 자동차의 대중화와 더불어 타이어

의 생산량이 증가하게 되었고 많은 량의 나 독성이 강한 가황 촉진제의 사용filler

량이 증가함에 따라 을 밀폐시킨 개념의 가 필연적으로 출연하게mill internal mixer

되었다.

동적가교란 열가소성 의 중에 다른 고무를 하여 혼련함으로써Plastic matrix blend

고무를 고도로 가교시켜 또한 그 가교 고무를 중에 하게 분산시키는 기matrix micro

술이다 동적가교에 의해서 제조된 는 종래의 와 비교하여 고온 압축영구줄. TPE TPE

음률 내열성 내유성 등의 특징을 개량할 수 있고 사출성형 압출성형 블로성형, , , ,

등이 가능하다 동적 가교가 처음으로 제안된 것은 년의 에 의한 염소. 1958 Gessler

화 계의 미국특허이다 특허로서는 으로 표현되었다 가황lIR/PP . “Dynamic Curing” .

제는 와 반응하기 쉬운 유기과산화물이 아니고 가교제를 썼matrix Dimethyl phenol

다 그러나 둥의 검토는 상이 많은 반경질의 조성범위까지였다. , Gessler Plastic .

년대가 되면 로부터 등 계에서 부분가교 의1970 Fisher EPDM/polyolefin(PP ) type

를 개발하였다 즉 계 인 의 기본기술을 개발한 것이다 이 특TPE . olefin TPE “TPR” .

허로서는 배합물을 반버리 로 혼련하여 동적가교 하고 있다 가교제의 종류와mixer .

량을 조절하여 고무성분을 의 범위로 검토하고 있다 과산화물량을 증10~90 wt% .

가시키면 함유율은 증가하고 팽윤도는 저하한다 그리고 과산화물이 지나치게Gel .

많으면 인장강도와 파단신율이 저하한다.

은 광범위한 고무와 의 동적환경에 관해서 총체적으로 연구하여Coran group Plastic

년에 특허를 출원하고 있다 등은 가교구조와 물성파의1975 . Coran Morphology,

상관이나 용융 상용화제의 효과 등 상세히 보고하고 있다 고무와 열가rheology, .

소성 의 용융상태에 있어서 이 충분히 존재하면 고무가 완전히 가교하더resin resin

라도 전체로서의 가공성은 저하하지 않는다 동적가교의 결과 얻어지는 생성물은.

탄성을 보유하면서 더구나 열가소성 같은 뛰어난 가공성을 갖고 있다 단Plastic .

지 이것은 고무와 의 비율이 어떤 범위내에서 일어날 수 있는 것인 것이다, resin .

반응후의 혼합물로서는 가황고무는 속에 분산되고 있는 것 같이 보인다 그러resin .

나 고무분이 지나치게 많으면 가황고무입자가 서로 접촉하여 아마 연속상을 형성,

하고 있다.

- 33 -

가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과가 동적가교에 있어서의 가교제의 효과....

여기에서는 계를 예로 들겠다 가황제는 및 의 양자에게 작용PP/EPDM . PP EPDM

화학반응 하거나 에만 선택적으로 작용하는 가지로 나누어진다 전자의 예( ) EPDM 2 .

로서 유기과산화물 후자의 예로서는 계 화합물 화합물 유, phenol resin , Quinone ,

황계 화합물 계 화합물을 들 수 있다, Bismaleimide .

나 유기과산화물 가교나 유기과산화물 가교나 유기과산화물 가교나 유기과산화물 가교....

계의 유기과산화물에 의한 및 에서의 반응을 살펴보면 유기과PP/EPDM EPDM PP

산화물은 가열에 의해 을 발생하여 중의 위치의 수소를 뽑을까Radical EPBM allyl ,

중 결합에의 부가반응을 일으켜 중에 을 발생시켜 가교반응을 진행2 EPDM Radical

시킨다 또한 유기과산화물의 은 중의 급탄소 급탄소로부터도. Radical EPDM, PP 2 , 3

수소 을 뽑아 발생한 에 의해 에서는 주쇄 분열을 야기하여 결과Radical Radical PP

로서 분자량이 저하한다 이것을 막기 위해서 가교조제 등이 쓰인. , (vinylbenzene)

다 이들은 을 주쇄분열이 생기기 전에 끼리 결. PP Radical, EFDM Radical Radical

합시켜 가교반응을 진행시키는 기능을 갖고 있다.

다 가교다 가교다 가교다 가교. Phenol resin. Phenol resin. Phenol resin. Phenol resin

폴리페놀수지는 금속화합물을 활성제로서 을 가교할 수가 있다 수지가EPDM phenol

활성제의 효과로 중의 불포화결합부에 부가반응하여 가교반응이 진행하는EPDM

기구가 제안되고 있다 수지가교를 쓰고 계의 을 실. phenol PP/EPDM blend EPDM

질상 거의 전부 에 불용이 될 때까지 가교 가능한 것으로 알려지고 있cyclohexane

고 얻어지는 동적가교물은 고온에서의 내압축영구줄음률 내유성이 우수하다,

라 유황가교라 유황가교라 유황가교라 유황가교....

유황에 의한 의 가교기구는 설과 설이 있지만 전자에 의하면 유황EPDM Radical Ion

은 분자로 구성되는 환상화합물로 가열하에 개환하여 로 되지만 유황8 diradical

은 과산화물이 생성하는 라디칼에 비교하여 활성이 온화하고 중의Radical EPDM

정도의 수소는 뽑지만 급탄소 급 탄소로부터 수소는 뽑지 않는다 유황계allyl , 2 , 3 .

화합물의 결점으로서는 이상한 냄새 착색 결합의 가교부분이 열안정, , Polysulfone

성에 모자람 등을 들 수 있다.

- 34 -

를 쓴 경우에 압축영구줄음률 내유성이 향상하고 있다는 것Dimethyl alkyl phenol ,

을 안다 유기과산화물로서는 주쇄의 개열이 일어나기 때문에 인장력이 다른 계와.

비교하여 낮다 이 에 의한 가교로서는 과 의 사이에 공. phenol resin EPDM PP graft

중합체가 생성하여 내부의 고무입자와 의 접착성을 올리고 있다고 생각된PP matrix

다.

마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과마 동적가교에 있어서의 충전제 가소제의 효과. ,. ,. ,. ,

동적가교물에 충전제나 가소제를 첨가하는 것으로 물성의 향상이 될 수 있다.

등의 보강성 충전제는 경도 모듈러스 영구신장의 값을 향상시키고carbon black , ,

신율 값을 저하시킨다 에서는 열가소성의 이 의 보강을 하기 때. TPE domain matrix

문에 보강성 충전제의 양은 적을수록 좋다 은 첨가하는 것에 의해 경도를 저하. Oil

시키고 가공성을 향상시킨다 결정화할 때 은 고무상에 흡착한다 그러나 어느정. Oil .

도 은 상의 인 영역에도 잔류한다고 생각되며 이것은 의Oil Plastic amorphous blend

탄성을 개량한다.

바 동적가교 에서의바 동적가교 에서의바 동적가교 에서의바 동적가교 에서의. TPE Morphology. TPE Morphology. TPE Morphology. TPE Morphology

동적가교의 는 용응혼련시에 대하여 부여하는 의 점도 전단속Morphology Polymer ,

도 표면 가료밀도 가황의 형식 배합제 충전제 가소제 의 영향을 받는다, energy, , , ( , ) .

계의 동적가교에 있어서 그 는 초기의 미가황 블랜드에서는EPDM/PP Morphology

고무입자가 중에 분산된 상 및 입자가 고무의 중에 분산된 상이PP PP matrix

의 농도에 따라서 존재한다 동적가교시에는 의 열가소성을 유지하기Polymer . blend

위해서 상전이가 일어날 필요가 있다 동적가교의 최초의 단계에서는 두개의 연속.

상이 생성하여 혼련 때의 가교의 정도에 의해 고무의 연속상이 확장하여 고분자의

조그만 입자로 된다 이러한 입자가 되면 은 이윽고 연속상이 된다. PP .

사 동적가교의사 동적가교의사 동적가교의사 동적가교의. process. process. process. process

동적가교 의 는 비 유체로서 취급되고 점도는 전단속도의 영TPE rheology Newton

향을 강하게 받는다 동적가교 는 높은 전단속도영역에서는 잘 유동하지만 낮. TPE

은 전단속도에서는 그다지 유동하지 않는다 즉 압출기나 을 쓴. , injection moulding

고전단 영역에서의 가공이 유효하다 기본적으로 동적가교는 가황제를 첨가할 수.

있는 를 설치한 연속적 혼련기를 써 흔련하는 분산 공정과 가황반응공side feeder ( )

정을 분리하면서 또한 연속적으로 하는 것이 일반적이다 부에서 열가소성. Hopper

수지와 미가황고무를 투입하여 가황제를 넣은 상류부분의 좋은 분산을 얻기 위한

혼련 영역과 균일한 가황반응을 하는 가교반응영역의 둘로 분리할 수 있다 필요한.

혼련조건은 각각의 부분에 의해 다르기 때문에 목적으로 해당한 형상을 선Screw

택하는 것이 바람직하다 가 형식이 된 축 압출기가 잘 이용된다. Screw segment 2 .

- 35 -

아 각종의 동적가교의 특징아 각종의 동적가교의 특징아 각종의 동적가교의 특징아 각종의 동적가교의 특징....

수많은 종류의 고무 플라스틱의 조합에 대하여 동적가교 가 제조가능하다 최- TPE .

근으로서는 촉매에 의해 새롭게 합성된 공중합체metallosen isobutylene ,

등도 도입되어 있다 동적가교의 조작순서로서는 밀폐식혼합기 중p-metyyl styrene .

에 산화아연 를 투입후 로 혼련을 하고PP, EPDM, , Stearic acid 180 ~190 PP℃ ℃

가 용해하고 나서 분후 및 를 첨가하여 그 초 후 유황을 투입한2~3 TMTD MBTS 30

다.

고무상중의 가황이 시작되면 는 증가하고 이윽고 일정 값에 달한다 그리고torque .

어떤 시간이 경과하면 약간 저하한다 가 일정 값에 달하고 나서 분 혼. Torque 2~3

련을 속행한 후 배출하여 로 약 두께의 로 한다 이것을 잘게, Open roll 2 m sheet .

재단하여 밀폐 혼합기에 투입후 분 혼련하여 시료전체의 균질화를 꾀한다 다시2 .

배출하여 에 걸어 두께의 를 성형한다 이 로부터Open roll 2 mm sheet . sheet 210"I

로 를 하여 가압하고 냉각후 꺼낸다press

열가소성 탄성체 는 기존고무가 나타내는 탄성을 지(Thermoplastic Elastome., TPE)

님과 동시에 수지의 가공성을 지니는 소재로써 자동차 부품 및 호스 씰(Hose),

가스켓 등의 응용분야에서 매년 이상의 성장률을 기록하고 있(Seal), (Casket) 5%

는 재료중의 하나이다 현재 상업적으로 자동차 고무부품과 같이 내유성 고온 특. ,

성 낮은 영구 압축 변형율 등의 물성이 요구되는 곳에 활용되는 제품의 경우,

계 및 계가 주로 사용되고 있다EPDM/PP NBR/PP .

자동차용 재는 차 외부로부터 유입되는 먼지 및 소음을 차단하기 위해 차체Sealing

를 밀폐시키기 위한 부품으로 비발포 고무 및 발포체 형태로 제조되며 사용재료로,

는 주로 내후성이 우수한 에틸렌 프로필렌 디엔 고무 가 사용되고 있다- (EPDM) .

그러나 이러한 경우 배합 혼련 가류와 같은 복잡한 생산 공정으로 인해 제품별 품, ,

질 산포가 크고 형상 유지에 어려움이 있어 제품 제조시 균일한 제품의 성형이 어

렵다 또한 에틸렌 프로필렌 디엔 고무 의 경우 가류 공정을 거치게 되면. - (EPDM)

화학적 내부 반응에 의해 재활용이 불가능하여 생산 공정시 발생되는 스크랩

부분과 폐차시 발생되는 재 부품의 소각 폐기로 환경적인 문제를(scrap) Sealing

야기하고 있다.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 성능적인 측면에서 고무와 유사한 특성을 지

니면서 가공성이 우수한 소재를 재 제조에, TPV(Thermoplastic Vulcanizate) Sealing

적용 하여 생산공정 단순화 및 재활용이 가능한 자동차 부품을 제조하는 방안을 검

토하였다.

표 에 기준 와 이축 압출기를 표준 조건으로 하여 여러 가지 실험을 행3,4 Recipe

하였다 기준 에서 비율 원료고무의 분자량 가교제. Recipe PP/EPDM blend , EPDM ,

의 종류 및 함량에 따라 물성 변화를 검토하였다.

- 36 -

일반적으로 비율에서 비율이 높아짐에 따라 탄성이 증가하PP/EPDM Blend EPDM

게 되고 가 향상된다 그러나 함량이 높아지면 인compression set . EPDM matrix PP

함량이 상대적으로 적어지게 되고 그로 인하여 가공성이 떨어지게 된다 따라서.

시스템에서는 적정 함량을 결정해야 하는 것이 소재 개발에 있어PP/EPDM blend

가장 중요 인자 중 하나이다.

그리고 원료고무 분자량은 의 물성에 영향을 미치는 인자인데 원료고무 분자량TPE

이 증가할수록 의 인장강도 및 탄성적 측면 이 우TPE , modulus (compression Set)

수하게 나타났다 이러한 결과는 분자량이 높은 원료고무의 함유량이 저분자량. Cel

에 비해 상대적으로 높기 때문이라고 판단된다.

표 기본 배합조성표 기본 배합조성표 기본 배합조성표 기본 배합조성< 3>< 3>< 3>< 3>

표 가공조건표 가공조건표 가공조건표 가공조건< 4>< 4>< 4>< 4>

압출온도 ( )℃ 190

압출 Rpm 250

Polymer Feed Rate (kg/hr) 5.0

Powder Feed Rate (kg/hr) 2.0

Oil Rpm 20

그림 신소재 가공배합 설비그림 신소재 가공배합 설비그림 신소재 가공배합 설비그림 신소재 가공배합 설비[ 4] TPE[ 4] TPE[ 4] TPE[ 4] TPE

- 37 -

자동차용 재 제조공정 개선지원자동차용 재 제조공정 개선지원자동차용 재 제조공정 개선지원자동차용 재 제조공정 개선지원2. Sealing2. Sealing2. Sealing2. Sealing

소재는 스티렌계 올레핀계 폴리부타디엔계 등과 같은 범용계와 폴리에스테르TPE , ,

계 우레탄계 폴리아미드계 등의 엔지니어링 플라스틱계 등 많은 종류가 있다, , TPE

는 일반적으로 열가소성 플라스틱과 동일한 성형기를 이용하여 가공할 수 있고 가

황공정이 필요 없어 가황고무에 비해 많은 장점을 가지고 있다 의 장점으로는. TPE

자기 보강성을 가지며 가황공정이 불필요하고 배합이 불필요하거나 간단, ,① ② ③

하고 가교고무와 플라스틱의 중간의 물성을 가지며 또한 재료의 재활용이, ,④ ⑤

가능하다는 것이다.

그림 고무공정과 공정의 비교그림 고무공정과 공정의 비교그림 고무공정과 공정의 비교그림 고무공정과 공정의 비교[ 5] TPE[ 5] TPE[ 5] TPE[ 5] TPE

일반적으로 올레핀계 의 경우 가황정도에 따라 물성 및 내열 내구성이 다르지TPE ㆍ

만 다른 종류의 와 같이 상온에서 가황고무의 특성을 나타낸다 한편 물 아세, TPE . ,

톤 산 등에 대한 내약품성은 양호하며 밀도가 낮아 제품의 경량화가 가능하다는,

장점이 있다.

올레핀계 는 로서 등의 올레핀계 수지와 에TPE hard segment PE, PP soft segment

는 등의 올레핀계 고무가 사용되고 있다 일반적으로 은EPDM, EPR . Tm 150~16

는 부근에 있다 제조 방법에는 여러 가지가 있지만 단순 블렌드5 , Tg -50~_60℃ ℃

형태 단순 동적가황에 의해 고무성분을 부분가교 또는 완전 가교하여 고무탄( TPO),

성을 부여한 가교 형태 와 등과 공중합한 형태 의 가지(TPV), PP a-olefin (R-TPO) 3

로 구분된다 올레핀계 수지와 이 복합된 것이 주류이고 원료의 복합비율에. EPDM

의해 대단히 유연한 제품에서 와 비슷한 강성의 제품까지 상품화되어 있다PP .

- 38 -

의 사출성형은 기본적으로 통상 플라스틱의 성형과 같이 종래의 사출 성형기를TPE

이용하여 같은 방법으로 성형할 수 있다 이것은 고무의 성형에 비하여 가황 바리. ,

다듬기 작업의 공정을 생략할 수 있고 또한 의 단축이나 스풀 런너의, cycle time ,

리사이클에 의해 대폭적인 원가절감을 가능하게 하고 있다 용도로는 주로 의. TPE

유연성 성을 요구하는 제품에 채용되고 있다 또한 부분적으로 연질성 성, seal . , seal

을 요구받는 제품에 관해서는 인서트 성형 색 성형도 채용되고 있다 이 경우 상, 2 . ,

용성이 좋은 수지끼리라면 접착제를 필요로 하지 않기 때문에 제품의 가격을 낮출

수 있다 이와 같이 사출성형의 용도는 다종다양하고 그 가공 기술도 발전하고 있.

다 동시에 재료에서는 고분자알로이의 기술에 따라 다양한 품질 요구 복잡한 제품. ,

설계에 대응할 수 있는 고기능 의 개발도 이루어지고 있다TPE .

자동차용 재 성형제조기술은 최근 사출성형 기술의 발달로 인하여 자동차용Sealing

의 제조를 과거의 수작업에서 탈피하여 일체rear door fixed glass weather strip

성형함으로써 공정의 단순화뿐만 아니라 유리와 사이의 이 없어 내수molding gap

성 내소음성이 향상되었으며 제품의 품질 안정성 및 가격경쟁력이 우수한 것으로,

평가되었다.

그림 재 성형용 사출기의 구조그림 재 성형용 사출기의 구조그림 재 성형용 사출기의 구조그림 재 성형용 사출기의 구조[ 6] Sealing[ 6] Sealing[ 6] Sealing[ 6] Sealing

본 기술지원을 통하여 시제품으로 제작한 은 비 바람 소음 등을 차폐할Glass Run , ,

수 있는 기능과 창유리의 습동성을 화보하는 기능이 요구되는데 종래는 을EPDM

기초로 하는 고무 및 그것에 윤활성을 주기위해 식모 또는 우레탄을 코팅한 것이

채택되어 있다 그러나 최근의 부품에서는 경량화 리싸이클성 생산효율 환경에의. , , ,

배려라는 수요자의 요구에 의해 에의 채택이 가속화되고 있다TPE .

그림 은 제조에 있어서 고무와 를 이용한 공정을 비교한 것7 Class run EPDM TPE

이다.

- 39 -

고무 압출 공정고무 압출 공정고무 압출 공정고무 압출 공정(a) EPDM(a) EPDM(a) EPDM(a) EPDM

압출 공정압출 공정압출 공정압출 공정(b) TPE(b) TPE(b) TPE(b) TPE

그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교그림 기존 고무와 의 제조 공정 비교[ 7] EPDM TPE[ 7] EPDM TPE[ 7] EPDM TPE[ 7] EPDM TPE

위의 제조공정에서 보듯이 고무에서 로 전환됨에 따라 가류 공정이 없어지고TPE

별도의 코팅 처리 공정이 없어져 공정 단축을 할 수 있으며 는 리싸이클이 가TPE

능하기 때문에 각 공정에서 재료의 을 회수하여 재사용할 수 있다는 장점이Scrap

있다 기존의 고무재질의 재와 신소재 재의 비교표를 그림. EPDM Sealing TPE Sealing

에 나타내었다8 .

그림 기존 고무와 의 구성소재 비교그림 기존 고무와 의 구성소재 비교그림 기존 고무와 의 구성소재 비교그림 기존 고무와 의 구성소재 비교[ 8] EPDM TPE[ 8] EPDM TPE[ 8] EPDM TPE[ 8] EPDM TPE

- 40 -

표 기존 고무와 의 물성수준 비교표 기존 고무와 의 물성수준 비교표 기존 고무와 의 물성수준 비교표 기존 고무와 의 물성수준 비교< 5> EPDM TPE< 5> EPDM TPE< 5> EPDM TPE< 5> EPDM TPE

성능구분 TPE 고무EPDM

재료구성 발포제TPV+ (H2O) 화학발포제EPDM+ (N2,CO2GAS)

제조공정 공정 제품압출 냉각(2 ) →공정 배합및혼련 압출(5 ) CURE→ → →

표면처리 냉각→

재활용여부 100%RECYCLE 일부가능

냄새 급( ) 급3~4 급2~3

화COLOR다양한 화가능COLOR

색선명도높음

화한계존재 화시COLOR ,COLOR

급격한물성저하초래

물

성

수

준

비중 0.5~0.6 0.6~0.7

압축하중 1.5~2.5kgf/100mm 25~4.0kgf/100mm

반복압축변형율 4~5% 5~7%

내구신뢰성평가결과 오염 및 내구성이상없음 오염 및 내구성이상없음

그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도그림 자동차용 재의 적용도[ 9] Sealing[ 9] Sealing[ 9] Sealing[ 9] Sealing

- 41 -

표 자동차용 재의 생산공정도표 자동차용 재의 생산공정도표 자동차용 재의 생산공정도표 자동차용 재의 생산공정도< 6> Sealing< 6> Sealing< 6> Sealing< 6> Sealing

공정순서

및 공정명

공정도시

기호참조 주요 사항

사용설비

및

계측기

해당

문서

규격( )sub main 도해 관리항목 규격 및 관리사항

원 부자재,

입고

부자재

물성치

계량( )

성적서 원재료:

성적서관리

별(lot )

-

원재료

성적서

기준

배합

평량( )

이물

혼입

분산

배합 표준준수 :

배합표에 준함.평량저울 배합표준

혼합 믹싱( )

검사

믹싱시간

비중

훈련시간 분: 20±5

전batch :

비중검사

니다+

로라배합표준

숙성

(cmb)시간

온도 상온:

시간 이상:24hr온도계

온도

측정

및Roller

리본작업( )두계

두께 : 10±5t

훈련시간 분:20±5로라기

작업

표준

사출성형

온도

시간

사출조건등

작업표준서 준수

사출

성형기

육안

작업

표준

공정순서

및 공정명

공정도시기호 참조 주요 사항 사용설

비 및

계측기

해당문서

규격( )sub main 도해 관리항목 규격 및 관리사항

공정검사 외관 치수

변색 기포 미성형등, ,

사용상

유해결점없 르것ㅇ

항목 회 일(CTQ :3 /1

실시)

온도,

저울,

경도기

검사일지

사 상 제거Burr유해결점없고

매끄러울것육안 사상일지

제품검사 외관미성형 이물질없Burr, ,

읅것육안 사상일지

포 장수량

라벨기록

부품영세표 부착

당 소형Box : 8ea

대형 6ea

육안표준공정

관리도

출하검사겉모양

경도 치수

유해결점 없을것

도면에준함

육안

경도계검사성적서

납품거래처이

동

납기 시간준수

발행Invioce

차량

이동

검사성적서

납품 전표

- 42 -

물성평가 및 내구성 평가지원물성평가 및 내구성 평가지원물성평가 및 내구성 평가지원물성평가 및 내구성 평가지원3.3.3.3.

가 일반물성평가가 일반물성평가가 일반물성평가가 일반물성평가....

기본배합조성으로 선정한 소재의 배합비율에 따라 우수한 기계적 물성을 얻을TPE

수 있는 과 를 결정하였고 적절한 과 의 비율을 결정하기 위하여EPDM PP , EPDM PP

와 의 를 으로 변량하여EPDM PP Ratio 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 Twin

를 이용하여 표 의 가공조건으로 압출하여 사출기를 이용하여 시Screw Extruder 4

험편을 제조한 후 물성을 비교하였다 그 결과를 표 에 나타내었다. 7 .

표 에서 알 수 있듯이 가 증량될수록 경도는 소폭 상승하였으나 인장강도는7 PP ,

모두 비슷한 결과를 보였다 이는 단순 의 경우 가 로 존재할 것으로. Blend PP Matrix

예상하였으나 그림 의 사진에서 가 이 되는 것을 관찰할 수 있, 19 SEM Matrix EPDM

었다 따라서 상기의 실험 조건에 의해 제조된 물에서 는 으로 존재. blend PP domain

하거나 부분적으로 에 상으로 존재하고 있는 것을 알 수 있다EPDM matrix Fibrer

따라서 물의 기계적 물성은 상기의 조건에서 에 의해 영향을 크게 받기Blend EPDM

때문에 유사한 인장강도와 신율을 나타낸 것으로 판단된다.

이 증량될수록 에서 높은 값을 나타내었으며 이EPDM Twin Screw Extruder Torque ,

러한 기계적 부하는 작업성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다 이는 가소성의.

함량이 상대적으로 낮아 시 가소화 능력이 감소하였기 때문이라 판단된PP Blend

다 작업성 및 물성을 고려할 때 및 가 가장 우수하였으나 의. 80/20 60/40 , 70/30

경우 상대적으로 높은 함량으로 신장 시 백화가 발생하여 으로 결정하였PP EH-3

다.

인장강도 및 신장률측정은 가황고무의 물리적시험방법 규격에 따라ASTM-D256( )

진행하였으며 측정에 이용된 시편은 시편절단기를 사용하여 아령형 호로 제작하였, 3

다 인장시험은 으로 상온에서 의 속도로 실험. UTM (United SfM-50) 500 mm/min

하였다 측정값은 개 의 평균값을 취하였다 인열시험은 규격. 5 sample . ASTM D638

에 따라 시편을 제조하여 상온에서 의 시험속도unnicked 90° angle 500 mm/min

로 측정하였으며 측정값은 개 의 평균값으로 선정하였다 시험장비를 그림5 sample .

에 나타내었다10 .

인장시험에 관계되는 몇가지 용어에 대한 개념을 살펴보면 인장강도는 인장시험중,

시편에 의해 유지하는 최대 인장력 인장탄성률은 비례적 한계에서 인장력의 비례,

에 해당하는 변형 즉 응력 변형의 곡선에서 낮은 변형에서의 직선의 기울기를 뜻, -

하며 신장율은 인장력에 의해 시편에 발생된 변형을 백분율로 표현한 것이다.

인장시험에 따른 인장응력 σ 인장탄성률 신장률t Et, ε 으로 표현하고 시험편에 걸t ,

린 하중을 시험편의 폭을 시험편의 두께를 늘어난 길이를P, b, t, dℓ 표점간의 거,

리를 ℓ이라고 할 때 다음식에서 구하였다.

- 43 -

그림 인장강도 및 신장률 시험기그림 인장강도 및 신장률 시험기그림 인장강도 및 신장률 시험기그림 인장강도 및 신장률 시험기[ 10][ 10][ 10][ 10]

제조된 시편의 경도는 에서 규정한 방식으로 경도시험기 를ASTM D848 (Shore A)

이용하여 측정하였다 시편의 두께는 로 하였으며 경도계로 누른 후 초 후. 10mm , 5

의 값을 측정하였다 측정값은 번의 실험결과의 평균값을 취하였다. 10 .

그림 경도 시험기그림 경도 시험기그림 경도 시험기그림 경도 시험기[ 11][ 11][ 11][ 11]

- 44 -

압축영구줄음률시험은 동적인 압축이나 전단력을 주는 부분에 이용되는 가류고무의

가열압축에 의한 잔류변형을 측정하기 위해 시험한다 시험편의 두께.

로하고 직경 약 의 직원주형으로 제작하였다 압축장치는12.70±0.13mm 29.0mm .

상하 장 또는 그 이상의 평평한 압축판과 압축판을 고정하는 볼트 너트와 스페이2 ,

서로 구성되어 있다 압축비율은 시험편 두께의 를 압축하여 에서 시. 25% 0"C 22「

간 방치한 후 다음식에 의해 계산하였다.

여기서 영구압축출음율CS : (%)

시험전 두께to : (mm)

시험편을 압축장치에서 끄집어 내어 분후 두께t1 : 30 (mm)

스페이서의 두께t2 : (mm)

그림 압축영구줄음률 시험기그림 압축영구줄음률 시험기그림 압축영구줄음률 시험기그림 압축영구줄음률 시험기[ 121[ 121[ 121[ 121

표 소재의 물성 시험결과표 소재의 물성 시험결과표 소재의 물성 시험결과표 소재의 물성 시험결과< 7> TPE< 7> TPE< 7> TPE< 7> TPE

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그림 경도 시험결과그림 경도 시험결과그림 경도 시험결과그림 경도 시험결과[ 13][ 13][ 13][ 13]

그림 신장시의 인장탄성률 시험결과그림 신장시의 인장탄성률 시험결과그림 신장시의 인장탄성률 시험결과그림 신장시의 인장탄성률 시험결과[ 14] 100%[ 14] 100%[ 14] 100%[ 14] 100%

- 46 -

그림 인장강도 시험결과그림 인장강도 시험결과그림 인장강도 시험결과그림 인장강도 시험결과[ 15][ 15][ 15][ 15]

그림 신장률 시험결과그림 신장률 시험결과그림 신장률 시험결과그림 신장률 시험결과[ 16][ 16][ 16][ 16]

- 47 -

그림 인열강도 시험결과그림 인열강도 시험결과그림 인열강도 시험결과그림 인열강도 시험결과[ 17][ 17][ 17][ 17]

그림 압축영구줄음률 시험결과그림 압축영구줄음률 시험결과그림 압축영구줄음률 시험결과그림 압축영구줄음률 시험결과[ 18][ 18][ 18][ 18]

- 48 -

그림 소재의 표면분석 결과그림 소재의 표면분석 결과그림 소재의 표면분석 결과그림 소재의 표면분석 결과[ 19] TPE SEM[ 19] TPE SEM[ 19] TPE SEM[ 19] TPE SEM

나 내열내구성평가나 내열내구성평가나 내열내구성평가나 내열내구성평가....

소재의 내열노화시험은 공기순환식 가열오븐에서 시험온도 시험시간TPE 150 ±2,℃

동안 처리한후 경도 인장강도 신장률 탄성율 인열강도 압축영구 줄음율을168hr , , , , ,

측정하였다 그 결과를 표 에 나타내었다. 8 .

표 내열노화시험후 물성 변화표 내열노화시험후 물성 변화표 내열노화시험후 물성 변화표 내열노화시험후 물성 변화< 8>< 8>< 8>< 8>

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그림 내열내구시험 장비그림 내열내구시험 장비그림 내열내구시험 장비그림 내열내구시험 장비[ 20][ 20][ 20][ 20]

그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과그림 내열내구시험전후의 경도변화율결과[ 21][ 21][ 21][ 21]

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그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인장탄성률 변화율결과[ 22] 100%[ 22] 100%[ 22] 100%[ 22] 100%

그림 내열내구시험그림 내열내구시험그림 내열내구시험그림 내열내구시험[ 23][ 23][ 23][ 23]

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그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 신장률 변화율결과[ 24][ 24][ 24][ 24]

그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과그림 내열내구시험전후의 인열강도 변화율결과[ 25][ 25][ 25][ 25]

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그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과그림 내열내구시험전후의 압축영구줄음률 변화율결과[ 26][ 26][ 26][ 26]

내열내구시험결과 경도변화는 정도 변화율을 보였고 인장탄성률은 의2~3% , 8~10%

변화를 보였다 인장강도 및 신장률은 변화율을 보였고 인열강도는. 3~5% -2~-5%

의 변화율을 보여 대체적으로 목표물성을 달성하였다.

- 53 -

다 오존내구성 평가지원다 오존내구성 평가지원다 오존내구성 평가지원다 오존내구성 평가지원....

이 시험은 대기중 오존에 의해 노화를 추측하기 위해 시험한다 인공적으로 오존을.

발생시켜 시험편을 신장시켜 폭로하여 노화를 촉진시킨후 크랙유무를 조사한다 시.

험편은 길이 폭 두께 의 시험편을 사용하거나 아령형 호 시60mm, 10mm, 2mm 1

험편을 사용한 다 시험조는 이상의 용적을 가지고 조내의 외부에서 입사광선. 100l

을 차단하고 오존에 내성이 있는 재질을 내장한다 온도는 로 조절 가능해야. ±2'c

한다 오존발생장치는 석영수온 등을 이용 일차부하전압을 변화시켜 오존을 발생시.

킨다 시험조건은 아래와 같다. .

오존농도- : 50±5 pphm

온 도- : 40±1"C

신 장 율- : 20%

시험시간- : 100hr

오존내구시험은 시험편에 균열이 보일때까지 장기간 방치한 후 시간 단위로 측정5

하여 그 시간을 수명시간으로 판단하였다 오존에 노출시 균열이 발생되기 시작하.

는 시간은 의 경우가 가장 우수하였다EH-5 .

표 오존내구시험결과표 오존내구시험결과표 오존내구시험결과표 오존내구시험결과< 9>< 9>< 9>< 9>

시료

시험항목EH-1 EH-2 EH-3 EH-4 EH-5

OZON TEST(Life Cycle 250hr 270hr 300hr 340hr 410hr

그림 오존내구시험기그림 오존내구시험기그림 오존내구시험기그림 오존내구시험기[ 27][ 27][ 27][ 27]

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난연성평가 및 유해물질 평가지원난연성평가 및 유해물질 평가지원난연성평가 및 유해물질 평가지원난연성평가 및 유해물질 평가지원4.4.4.4.

가 난연성평가가 난연성평가가 난연성평가가 난연성평가....

일반적으로 난연성시험은 스테인레스 스틸 재질의 사각형 상자(STAINLESS STEEL)

형태로 시험 중 불꽃이 외부로부터 바람의 영향을 받지 않도록 하며 앞면에는 연,

소 관측을 위한 내열 유리와 시험편 파지대가 들어갈 수 있는 개폐구 가스버너를,

장착할 수 있는 구멍이 있는 장비를 사용 한다 이 장비의 뚜껑은 몸체로부터.

떨어져 있고 바닥에는 직경이 인 구멍이 뚫려 있으며 공기순환을 위13mm , 19mm

하여 바닥으로부터 떨어져 있다 폭이 두께가 인 두개의 자10mm . 25mm, 10mm U

형 금속틀 예 알루미늄 로 구성되며 개구쪽 끝으로 부터 와 위치에( : ) 38mm 292mm

연소 측정선이 표시되어 있다 시험편 크기가 작거나 시험 중 휨이 생기는 시험편.

을 지지하기 위해 하부 틀에 간격의 내열철사 직경 니켈 크롬선25mm ( 0.2mm, - )

를 감아 사용할 수 있도록 흠이 파져 있다.

시험편의 표면이 아래를 향하도록 하여 자형 틀에 장착하고 시험편의 폭이U 50mm

이하여서 틀에 지지할 수 없을 때는 철사가 감겨 있는 다른 자형 틀을 사용하고U ,

길이가 보다 짧은 시험편은 자형 틀의 열린쪽 끝선에 시험편을 맞추어 장355mm U

착한다 시험편이 장착된 자형 틀을 수평이 되게 하여 시험장비 중앙의 지지대 위. U

에 놓는다 버너에 불을 붙이고 불꽃 높이를 로 조정한다 버너 노즐의. (38±1) mm .

중앙이 시험편 중앙 아래 위치에 오도록 한다 초 동안 시험편에(19±0.5) mm . 15

착화 되도록 하고 버너의 불을 끄고 불꽃의 선단이 첫번째 표시선 에 토달하(38mm)

면 시간 측정을 시작한다.

불꽃의 선단이 두번째 표시선 에 도달하면 시간 측정을 끝낸다 만약 불꽃(292mm) .

의 선단이 두번째 표시선에 도달하기 전에 꺼지면 그때까지의 시간과 첫번째 표시

선으로부터 재질이 타 들어간 거리를 측정한다 시험이 종료되면 잔류 불꽃을 끈다. .

연속하여 시험할 경우 자형 틀을 깨끗히 닦고 상온으로 냉각한 후 시험한다 연소U .

속도는 아래의 식에 따라 구한다.

연소속도B : (mm/min)

연소길이S : (mm)

불꽃이 타 들어가는데 걸린 시간T : S mm .

- 55 -

그림 난연성시험장치그림 난연성시험장치그림 난연성시험장치그림 난연성시험장치[ 28)[ 28)[ 28)[ 28)

표 난연성시험결과표 난연성시험결과표 난연성시험결과표 난연성시험결과< 10>< 10>< 10>< 10>

시료

시험항목EH-1 EH-2 EH-3 EH-4 EH-5

난연성(mm/min) 250hr 270hr 300hr 340hr 410hr

나 유해물질 평가나 유해물질 평가나 유해물질 평가나 유해물질 평가....

자동차 대당 구성되어 있는 재료는 크게 금속류가 비철금속 및 플라스틱류1 63%,

부품이 기타 정도 차지하고 있다 대부분 철계금속은 재활용이10~15%, 22~27% .

용이하고 경제성도 가지고 있어 전량 회수하여 사용하고 있지만 플라스틱과 고무소

재는 복합소재로 재활용을 하기 위해서는 선별분리와 회수를 효과적으로 하여야만

재활용이 가능하다 재활용시 가장 문제점으로 대두되는 것이 유해물질을 사전에.

제거해야 하는 것이다 자동차 유해물질 저감은 공정상 배출물 저감에 촛점을 두고.

사후 관리 에서 사전예방 으로 전환하고 있는 단(end of pipe) (pollution prevention)

계에 있으나 아직 제품상의 유해물질 규제 대응 및 기술개발은 미비한 실정이어서

이에 대한 연구개발이 시급하다.

최근들어 자원절약과 매립지 부족의 문제로 재활용 관련 법규가 대두됨에 따라 자

동차함유 유해물질의 매립 규제 및 회수와 관련된 법규가 강화되어 선진 자동차 제

조업체들은 오염자 부담원칙 및 생산자 책임원칙(pollutder pays principle)

에 따라 유해물질의 회수와 이를 최대한 저감시키기 위한(producer responsibility)

대체 기술개발을 진행해 나가고 있다 선진 자동차 제조업체들은 사용이 금지되어.

야 하는 유해물질 과 규제 대상 유해물질(restricted substances) (regulated

로 구분하여 유해물질사용부품의 선별과 작업 및 유해물질substances) Data Base

을 사용하는 재료 공정 부품의 선별과 재 설계를 하는 등 유해물질 관리를 철저히/ /

하고 있으며 가크롬의 경우 년 월 일부터 재료 공정 개발을 통해 유해물질6 2007 1 1 /

화를 추진하고 있다Zero .

- 56 -

자동차용 고분자재료에 사용되는 고무를 가황시킬 때 가황촉진재중에 일부 납성분

이 함유된 원소재를 사용하고 있다 이러한 고무의 가황시스템에서는 에필클로로히.

드린과 클로로술포네이트에틸렌중에 납이 함유되는데 엔진주변의 열적안정을 향상

시키기 위해 이중결합의 발생을 억제하고 물속에서의 압축이나 팽창을 저감시켜주

는 역할을 한다 특히 각종 고무호스류부품에 사용된다 납 사용량은 중량 로. . 4.7 %

보고되고 있으며 연료호스만의 납은 호스의 길이에 따라 차이가 있지만 대략

정도 사용된다4~40mg .

각종 고무류에 사용되는 유해물질함유 성분들은 유해물질이 없는 소재로 대체하거

나 납이 함유되지 않는 가황약품을 사용하여 가황시스템을 변경하는 것이 대안이

될 것이다 기술표준원에서는 의 폐차처리지침 및 전기 전자제품내. EU ELV( ) RoHS( ㆍ

유해 화학물질 제한지침 대응에 필요한 부품소재 중금속 분석방법 여종을 제정) 70

한바 있으며 년 월 새로이 종 로 제정되었다, ‘05 9 8 KS .

표 고무의 중금속함량 시험분석 규격표 고무의 중금속함량 시험분석 규격표 고무의 중금속함량 시험분석 규격표 고무의 중금속함량 시험분석 규격< 11>< 11>< 11>< 11>

순번 규격번호 규 격 명

1 ISO 123 샘플링Rubber-Latex -

2 ISO 1795 고무 및 고무원료의 샘플링

3 ISO 1601-2 고무의 납 분석 - AAS

4 ASTM D 297 고무 제품의 화학분석

5 ASTM D 1278 천연고무의 화학분석

6 ASTM D 1485 천연 고무의 시료채취 및 준비

7 ASTM D 3896 합성 고무의 시료채취

8 ASTM D 4004 고무의 금속함량 분석 - AAS

9 ASTM D 5774 합성 고무의 화학분석

10 ASTM D 6085 고무시험 샘플링

11 7JIS K 6225 화학시험용 고무 시료 준비

12 JIS K 638 샘플링Rubber-Latex -

13 KS M 6630 합성 고무 의 시험 방법Cr

14 KS M 6720 고무 제품의 위생 시험 방법

- 57 -

표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격표 년 신규로 제정된 자동차관련 부품의 유해물질분석 표준화 규격< 12> 2005< 12> 2005< 12> 2005< 12> 2005

규격번호 규 격 명

KSD1661 압전세라믹 분말의 납 정량 방법(PZT)

KSD1662 자동차 부품에 표면처리된 가 크로뮴 분석 방법6

KSM3211 플라스틱중의 납 정량 방법

KSM3717 자동차용 접착제중의 납 및 카드뮴 정량 방법

KSM3719 자동차용 접착제중의 수은 정량 방법

KSL2018 유리중의 납 및 카드뮴 정량 방법

KSL2019 유리중의 가 크로뮴 정량 방법6

KSL2100 전구 유리중의 수은 정량 방법

월초 고시10 자동차용 브레이크라이닝 및 패드중의 납 및 카드뮴 정량방법

표 고무소재의 납 시험규격표 고무소재의 납 시험규격표 고무소재의 납 시험규격표 고무소재의 납 시험규격< 13>< 13>< 13>< 13>

규격

내용ASTM D 4004 ISO 6401-2

측정장비 AAS AAS

기구 및

시약

hot plate, muffle furnace, HCI,

distilled deionited water (D.D.W.),

H2SO4 d= 1.83 g/L 95%(m/m),

H2O2= 1.10 f/L 30%(m/m)

hot plate, muffle furnace, HCI,

distilled deionized water (D.D.W.),

H2SO4 d= 1.83 g/L 95%(m/m),

H2O2= 1.10 f/L 30%(m/m)

정밀도 및

적용범위- -

ASTM D4004-93(1998) Standard test methods for Rubber-Determination of Metal

Content by flame Atomic Absorption Analysis (AAS)

ISO 6101-2:1997 Chemical - tests for raw and vulcanized rubber. Methods for

determination of lead Content. Atomic absorption spectrometry

방법은 시료 중 할로겐 원소를 함유하는 고무의 처리 방법이다 시ASTM D 4004 .

료의 분해는 질산과 황산을 첨가하고 회화시킨 후 건조시켜 원자흡수 분광광도기로

정량한다 규격을 응용할 수 있는데 이 방법은 카드뮴의 정량이지만. KS M 6720

혼합산의 사용을 바꾸어서 납의 침전이 생기지 않도록 하여 정량할 수 있다 또는.

건식 분해 방법을 사용하여 정량한다 방법 역시 할로겐 화합물을 함. ISO 6101-2

유하는 고무의 처리 방법이다 시료의 분해는 질산과 황산을 첨가하고 로. 550±20℃

회화시키고 용액으로 재에서 납을 용출하여 원자흡수 분광광도ammonium acetate

기로 정량한다 이 방법은 시료가 가공하지 않은 고무와 고무화합물 그리고 황을.

첨가하여 경화되거나 경화되지 않은 고무에 함유된 납 아연 구리 망간의 정량 한, , ,

다.

- 58 -

표 고무소재의 카드뮴 시험규격표 고무소재의 카드뮴 시험규격표 고무소재의 카드뮴 시험규격표 고무소재의 카드뮴 시험규격< 14>< 14>< 14>< 14>

규격

내용KS M 6720

측정장비 AAS

기구 및 시약 hot plate, glass filter, muffle furnace

정밀도 및 적용범위 -

고무 제품의 위생 시험 방법KS M 6720

방법은 킬달 플라스크에 시료를 넣고 질산과 황산을 첨가하고 회화시KS M 6720

킨다 그리고 시료용액을 건조시켜 원자흡수 분광광도기로 정량한다 규격은 분. . KS

해과정의 오차가 적고 분해된 용액에서 매트릭스의 제거를 위해 리간드로 NaEDC

를 사용한다 이때 추출을 위한 최적조건으로 시료용액의 와 추출율을 계산해야. pH

된다 또한 역추출을 하지 않고 유기용매를 불꽃 원자흡수 분광광도기로 직접 도입.

하므로 기기의 조건을 잘 설정해야 된다 또한 를 사용할 때는 직접 유기용매를. ICP

도입할 때 플라즈마 에 영향을 미치므로 역추출하는 조건을 설정한다 현재(Plasma) .

방법을 주로 사용하여 시험하지만 카드뮴의 휘발로 음의 오차를 유ASTM D 4004

발할 수 있다.

그림 유해물질분석장비그림 유해물질분석장비그림 유해물질분석장비그림 유해물질분석장비[ 29] (ICP)[ 29] (ICP)[ 29] (ICP)[ 29] (ICP)

표 유해물질시험결과표 유해물질시험결과표 유해물질시험결과표 유해물질시험결과< 15>< 15>< 15>< 15>

시료

시험항목EH-1 EH-2 EH-3 EH-4 EH-5

납 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨

수은 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨

카드뮴 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨

가크롬6 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨

- 59 -

내구실차 평가지원내구실차 평가지원내구실차 평가지원내구실차 평가지원5.5.5.5.

가 실차준비가 실차준비가 실차준비가 실차준비....

의 신소재는 의 함량이 높을 수록 전반적인 물성은 증가하였PP/EPDM Base TPE PP

지만 표면 백화현상이 발생하며 성형성이 우수한 조성비는 인 것으로 나타나EH-3

배합조성물중 으로 선정하여 최종 시제품을 제작하였다 시제품의 실차내구성EH-3 .

을 평가하기 위하여 차체모형에 장착하였다 자동차용 웨더스트립 글. (Weatherstrip)

래스런 의 경우 자동차 에 장착되어 자동차 의 이(Glass Run) door frame door glass

동 시 역할을 해주며 자동차 내부로 물 먼지 등의 이물질의 유입을 막아주guide ,

는 역할을 하는 기능 부품이며 부 및 부 부로 구성되어 있다Main Joint , Slip .

부 소재의 특징은 유리와의 밀착을 향상시키기 위해서 탄성을 요구한다 일반Main .

적으로 계 는 와 으로 구성되어 있기 때문에 탄성 역할을 만족하Olefin TPE PP EPDM

기 위해서 의 가교 밀도를 향상시켜야 한다 글래스런 에서 부EPOM . (Glass Run) Slip

의 역할은 창유리의 승하강시 부하를 적게 받게 하는 것이다 승하강을 원활하게.

하기 위해서는 부를 제조할 때 성을 부여할 수 있는 성분을 투입하는Coating Slip

것 이외에도 의 비율 조정만으로도 가능하다 부는 와PP/EPDM Blend . Joint Main

부를 연결하는 부위로 부와의 접착력 및 흐름성이 우수한 소재 특성을 보Main Main

유하여야 한다 적용 배합은 부 최종 배합을 기준으로 수지 성분인 폴리프로필. Main

렌 이 을 추가로 첨가하여 제조한 후 실차모형(Polypropylene) 30phr, Oil 15~20phr

에 장착하여 내환경복합시험기에 넣기 전에 의 밀착강도를 측정하고30point , 70℃

에서 방치한 후 꺼내어 같은 위치에서 밀착강도를 측정하였다 그림 에 실200hr . 30

차장착모형을 나타내었다.

그림 실차장착모형그림 실차장착모형그림 실차장착모형그림 실차장착모형[ 30][ 30][ 30][ 30]

- 60 -

나 실차장착 평가결과나 실차장착 평가결과나 실차장착 평가결과나 실차장착 평가결과....

자동차 부품에서 가장 중요한 것은 완제품의 성능이다 이에 웨더스트릴.

이 가져야 할 내구 특성 파악을 위해 다음과 같은 성능 평가를 진행(Weatherstrip)

하였다 평가에 사용된 기준은 국내외 자동차사에서 요구하는 시험방법을 기준으로.

그 결과 값을 비교하여 확인하였다 실험에 사용된 소재 및 고무소재에. TPE EPDM

대한 기본 물성을 확인하였다 노화특성의 경우 오븐 제품을 방치한 후. 70 (Oven)℃

이 경과한 후 꺼내어 노화특성전 물성 값과 비교하였으며 부 밀착강도200hr Main

변화를 관찰하였다.

글래스런 은 자동차 에 장착되어 승하강시(Glass Run) door frame door glass

역할을 하여 가 자동차 에서 이탈되는 것을 막아준다 또한guide glass door frame . ,

과 간의 기밀성을 유지하여 외부로부터 물 먼지 및 기타 이물질의door frame glass ,

유입을 막는 역할을 한다 따라서 지속적인 승하강시에도 형상의 변형이나. glass ,

마모가 발생이 적어야 한다 소재로 제조된 웨더스트립 의 밀착특. TPE (Weatherstrip)

성 파악하기 위해 실차에 사용되는 에 글래스런 을 장착한Door Frame (Glass Run)

후 시험하였다.

기본 내구 특성 평가 결과 소재로 제조된 글래스런 제품의 경우 전TPE (Glass Run)

체적으로 기존 에틸렌 프로필렌 디엔 고무 제품 대비 우수한 성능 나타내- (EPDM)

었다 그림 에 밀착강도시험모습을 나타내었으며 그결과를 표 에 나타내었다31 16 .

그림 밀착강도시험 모습그림 밀착강도시험 모습그림 밀착강도시험 모습그림 밀착강도시험 모습[ 31][ 31][ 31][ 31]

- 61 -

표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과표 자동차 재의 실차시험 밀착강도 측정결과< 16> Sealing< 16> Sealing< 16> Sealing< 16> Sealing

- 62 -

다 구조해석 평가결과다 구조해석 평가결과다 구조해석 평가결과다 구조해석 평가결과....

고무는 타 금속재료에 비하여 우수한 유연성과 가공성 및 탄성 등 재료특성을 가지

는 기계재료로 생산 원가가 저렴하여 기계산업에서 주요 소재로 인식이 확산되고

있다 이에 따라 자동차 산업 분야에서도 고무재료는 각종호스나 방진 고무류. , Oil

계통 벨트 및 류 등 자동차의 부품 중 약 여종에 사용되고 있으며seal , cover 200 ,

고무 재료의 적용 영역은 증가하고 있는 추세이다.

그러나 고무는 내식성 및 내압성이 부족하여 외경의 팽창 길이의 수축 및 비틀림,

변형과 같은 외형 변화가 빈번히 발생되어 부품 결함 생성의 위험이 크고 수명이

단축되기 쉽다 이러한 이유로 고무재료를 적용한 부품 개발 시 주어진 구동 환경.

에서 고무재료의 변형 특성을 면밀히 고찰하여 합리적인 부품 설계가 이루어져야

한다 그러나 대부분의 고무 부품설계는 설계자의 다년간의 설계 시행착오를 통하.

여 축적된 경험을 바탕으로 한 직관적인 설계 방식에 크게 의존하여 반복적인 부품

설계 제작 및 평가 과정을 거침으로써 시간 및 비용이 매우 크게 소모되어 왔다, .

최근 급격한 컴퓨터의 발전을 토대로 제조업 전반에 걸쳐 CAD

등을 도입하여(Computer-Aided-Design), CAE (Computer-Aided-Engineering)

설계 과정의 자동화가 확대되고 있으며 부품 설계과정의 시행착오를 최소화하기,

위한 유한요소해석 의 적용이 활발히 증가되고 있다 유(Finite Element Analysis) .

한요소해석은 기존의 경험기반적 설계 방식을 탈피하여 공학적 과학적 접근을 토,

대로 주어진 성형 및 구동환경에서의 부품의 변형 양상 및 응력 분포 등 다양한 정

보들에 대한 신뢰적인 예측 결과를 설계자에게 제공함으로써 합리적인 부품설계를

가능하게 한다 따라서 유한요소해석은 자동차 산업분야에서 부품 성형분야 충돌. , /

충격 분야 및 구조 안전 설계 분야 등 다양한 분야에 널리 적용되고 있다.

고무 재료는 큰 변형구간에서도 탄성의 성질을 보이는 초탄성 의 성(Hyperelastic)

질과 비선형 비압축성 및 대변형의 특성을 가지고 있다 따라서 자동차나 기계류, .

부품의 탄성 탄소성 변형 문제에 대한 유한요소해석은 적용된 역사가 매우 긴 반,

면에 고무 부품에 대한 해석은 재료의 특성으로 인한 해석의 어려움으로 인하여 유

한요소 해석 적용이 제한적으로 이루어져 왔다 그러나 최근 해석 기술이 발달과.

더불어 우수한 성능을 가지는 유한요소해석 프로그램들의 개발이 활발히 이루어지

면서 둥 상용 유한요소해석 프로그램을 적용한 고무NASTRAN, MARC, ABAQUS

부품 설계 사례가 증가하고 있다.

따라서 본 연구에서는 상용 유한요소해석 프로그램인 시스템을 사용하여 도MARC

어에 장착되어 있는 시일 에 대한 변형해석을 진행하여 구동 조건에서의 고(Seal)

무 시일의 변형 형상을 분석하였다.

- 63 -

그림 는 와 에 을 적용하는 구동 조건에서 의32 Roof B-pillar Door seal Door Seal

굽힘 반경을 로 설정하였을 때 유한요소해석으로부터 얻어진40 mm MARC Door

의 굽힘 변형해석 결과 예측된 변형 형상을 나타내고 있다 그림에서와 같이Seal .

유한요소해석이 진행되면서 해석 모델은 굽힘이 이루어지면서 초기 측면부에서 변

형이 심화되다가 최종 단계에서는 의 내측 중심부에서 변형이 최대화 되는 것Seal

을 알 수 있었다.

그림 차체 재 굽힘변형해석 결과그림 차체 재 굽힘변형해석 결과그림 차체 재 굽힘변형해석 결과그림 차체 재 굽힘변형해석 결과[ 32] Door Sealing[ 32] Door Sealing[ 32] Door Sealing[ 32] Door Sealing

그림 은 와 이 결합 시 굽힘에 의하여 해석으로부터 예측된 각 부분별33 Door Seal

변형 형상을 화대하여 나타낸 것으로 각 영역에서 굽힘으로 인하여 고무 형상의 변

화가 심화되는 것을 볼 수 있었다.

그림 는 그림 의 고무 부분에서 변형 해석으로 예측된 부위별 결함을 나34 33 seal

타낸 것으로 부품의 끝단에서 굽힘 및 주름 발생이 예측되었으며 하단 영역에서도

동일하게 굽힘이 다소 생성된 것을 알 수 있었다 또한 해석 과정에서 부품 변형이.

심화되어 고무 부품의 일부 영역에서 영역이 발생되어 부품 내 간섭self contact

이 발생된 것을 알 수 있었다.

- 64 -

그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상[ 33] Dealing[ 33] Dealing[ 33] Dealing[ 33] Dealing

그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함[ 34] Door Seal[ 34] Door Seal[ 34] Door Seal[ 34] Door Seal

- 65 -

그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상그림 해석으로부터 예측된 부분별 차체 재의 변형 형상[ 33] Dealing[ 33] Dealing[ 33] Dealing[ 33] Dealing

그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함그림 차체용 의 변형형상으로부터 예측된 부품형상 결함[ 34] Door Seal[ 34] Door Seal[ 34] Door Seal[ 34] Door Seal

- 66 -

제 절 기술지원성과제 절 기술지원성과제 절 기술지원성과제 절 기술지원성과2222

시제품제조 및 평가지원시제품제조 및 평가지원시제품제조 및 평가지원시제품제조 및 평가지원1.1.1.1.

본 기술지원사업에서 지원하여 개발된 신소재를 활용하여 각종 일반물성 내구TPE ,

성 실차평가를 위한 시험편제작 및 실차평가를 위한 재, Class Run Sealing ,

재 등을 건 성형하여 기존의 고무재질소Weatherstrip, Fixed Class Sealing 60 EPDM

재와 시제품간의 비교평가를 수행하여 기존 고무소재보다 우수한 물성을 갖EPDM

는 제품을 개발하도록 지원하였다.

성형공정 요소기술지원성형공정 요소기술지원성형공정 요소기술지원성형공정 요소기술지원2.2.2.2.

기존의 고무가공공정은 배합 숙성 사출 가황 성형 부품 등 단계의 과정6→ → → → →

을 거쳐 부품을 생산하는 공정이었으나 본 기술지원을 통해 개발된 신소재는TPE

혼합 사출 부품 등으로 단계 공정으로 단축하여도 우수한 물성을 갖게 되었3→ →

다 특히 소재의 장점으로는 자기 보강성을 가지며 가황공정이 불필요하. TPE ① ②

고 배합이 불필요하거나 간단하고 가교고무와 플라스틱의 중간의 물성을 가③ ④

지며 재료의 재활용이 가능하다는 것이다 따라서 를 활용하여. TPE Fixed⑤

Window Seal, flange Seal, Primary Seal, Class Run Channel, Belt Line Seal,

등의 자동차부품에 활용할 수 있는 기초를 확립할 수 있었Body Seal, Door Seal

다.

일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원일반물성 및 내구성 평가 시험분석지원3.3.3.3.

본 기술지원사업에서는 자동차부품연구원에서 보유하고 있는 고가의 장비인 만능재

료 시험기 오존시험기 난연성시험기 유해원소분석기 대형장기내구시험기 실차, , , , ,

내구시험기 구조해석 등을 활용하여 지원요청기업인 주 이화인더스에 건, S/W ( ) 250

의 시험분석을 제공하여 충분한 물성평가 및 내구평가를 수행할 수 있었다

기슬정보제공 지원기슬정보제공 지원기슬정보제공 지원기슬정보제공 지원4.4.4.4.

신소재 관련 최신 기술정보를 입수하여 요청기업에 건의 논문 특허 기술TPE 170 , ,

동향 자료를 제공하였다 상대적으로 기술정보입수가 용이하지 않은 중소기업에 자.

동차부품연구원에서 확보하고 있는 정보검색프로그램을 이용하여 자료를 검색하고

구입하여 제공하였으며 각종 기술전문서적을 제공하였다 특히 중국의 고무업체동.

향자료를 입수하여 제공함으로서 중국진출을 위한 기초자료로 활용하였다.

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제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도3333

기술지원 목표달성도기술지원 목표달성도기술지원 목표달성도기술지원 목표달성도1.1.1.1.

가 기술지원 목표달성도가 기술지원 목표달성도가 기술지원 목표달성도가 기술지원 목표달성도....

본 기술지원은 자동차의 차체부와 도어부의 재로 사용되던 소재의 고무를Sealing EPDM

계 소재로 대체하기 위한 신소재개발을 통해 내화학성과 내환경성이 우수한 자동차TPE

재 개발지원을 목표로함Sealing

주요목표 세부목표 상세 예상목표

자동차 차체부 및

도어부의

내화학성이 우수한

성능향상기Sealing

술지원

폴리올레핀계o

소재기술지원

품질성능평가o

및 내구평가 지

원

신뢰성평가기o

술 지원

실차내구성능o

평가기술지원

경도변화율 이하5%■

인장강도변화율 이하: 30%■

인열강도 이하: 25%■

압축영구줄음률 이하: 40%■

노화성 이하: 50%■

오존시험 신장 시 에서: 20% 100Hr, 50pphm■

이상이 없을것

유해물질 납 수은 가크롬 카드뮴이 없: , , 6 ,■

을것

연소속도 이하: 60mm/min■

구 분 평가항목평가기준

달성도(%)기술지원전 기술지원후

내 용

경도-

인장강도-

인열강도-

노화성-

오존시험-

압축줄음률-

연소성-

유해물질-

10

35

35

60

80hr

45

65

-

이하5%

이하35%

이하25%

이하50%

이상100hr

이하40%

이하60

검출안됨

100

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나 기대효과 및 파급쵸과나 기대효과 및 파급쵸과나 기대효과 및 파급쵸과나 기대효과 및 파급쵸과....

국내 고무 산업의 대부분은 신발 자동차 및 기계류의 실링 용으로 사용되, (sealing)

는 컴파운드 제품생산에 치중하고 있으며 대표적인 노동 집약적산업으로 업종의/ , 3D

하나로 분류할 수 있다 이러한 산업의 특성으로 인하여 고무산업은 저임금 국가. ,

중국 태국 말레이시아 등 로 공장을 이전하는 글로벌 아웃소싱의 대표적인 산업( , , )

이 되고 있다 국내에서의 소재의 지속적인 개발과 상용화는 장기적으로 공장TPE

자동화 단위 생산량의 우위를 확보할 수 있으며 이는 고무산업의 노동집약형 구조/ ,

를 기술집약형 구조로 전환할 수 있는 계기가 될 것이다 또한 환경친화적인 소재. ,

이기 때문에 를 중심으로 하는 환경 무역 장벽의 해소를 위한 핵심적인 소재로, EU

부각될 것이다 따라서 이의 국산화는 환경친화성 부품소재의 수입대체효과가 을.

것으로 예상된다.

고부가가치 신소재 개발로 선진기술경쟁력 확보TPEㆍ

재활용이 용이한 소재개발로 선진국의 환경규제에 능동적으로 대처할 수 있는 기ㆍ

술 확보

기존 고무부품을 대체하여 내열성 내압축영구줄음성 내오존성 내환경성 둥의, , ,ㆍ

물성 향상

신소재개발로 원소재의 수출판로 착보TPEㆍ

소재의 화를 통한 원가절감 및 보수비용 절감효과 기대Module A/Sㆍ

다 기술지원결과의 활용계획다 기술지원결과의 활용계획다 기술지원결과의 활용계획다 기술지원결과의 활용계획....

본 기술지원으로 개발된 자동차용 복합 는 국내 부품업체 뿐 만 아니라 선진국TPE

부품없체에도 수출이 가능한 품목이다 또한 기능성 제조기술은 자동차부품. , TPE

뿐만 아니라 전기전자용 소재 및 산업용 소재에도 응용이 가능하므로 적용폭을 확

대시켜 고부가가치를 이루게 되어 국내 부품소재산업을 한차원 끌어올리는 계기가

될 것이다.

특히 신소재는 자동차용 재인TPE Sealing Fixed Window Seal, Flange Seal,

등의 부Primary Seal, Class Run Channel, Belt Line Seal, Body Seal, Door Seal

품에 사용가능하며 기존에는 합성고무 를 사용하였으나 신소재인 폴리올레핀EPDM( )

계 소재로 대체하여 내화학성과 내환경특성이 우수한 소재개발을 통해 신차종에 적

용시켜 활용할 예정이다 따라서 본 기술지원을 통해 고부가가치의 신소재 개발을.

지원함으로서 자동차 전기전자분야 가전분야 산업용분야로의 신소재적용 부품을, , ,

개발하여 수출활성화에 이바지 할 것으로 기대된다.

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