Toyota는 인테리어의 도어 트림 일부에 사용하는 접착제에 Resonac이 개발한 핫 멜트 접착제를 적용했다. 접착제의 베이스재를 도어 트림 구성재료와 동일하게 적용함으로써 기존에 재활용하지 못하고 폐기처리했던 도어 트림의 어퍼 부분을 물질 재활용(Material Recycle)이 가능하도록 한다. 5세대 신형 《Prius》에 적용했다.

▲ Toyota 신형 《Prius》

자동차업계에서는 수지와 배터리를 중심으로 폐차 후의 재활용을 목표로 하는 움직임이 확대되고 있다. 일본 자동차 메이커의 한 기술자는 “앞으로 규제에 따라 재활용재 사용이 의무화될 가능성이 있다”고 설명했다.

나아가 “재활용 대응은 바로 이루어지지 않는다. 규제가 시작되고나서 준비하면 제때 대응할 수 없다”고 덧붙였다. 여기서 중요해지는 것이 바로 신차 제조 시부터 폐차 후 재활용을 고려한 재료를 선택하는 것이다.

▲ 신형 《Prius》의 도어 트림.
올레핀계열 핫 멜트 접착제를 적용함으로써 물질 재활용이 용이하도록 했다.

Toyota가 신형 《Prius》에 적용한 핫 멜트 접착제는 향후 재활용을 고려한 선행적인 대응 중 하나다. 도어 트림의 어퍼부분 베이스재 층에 표피층을 부착하는 공정에서 사용한다. 표피층과 베이스재층은 모두 올레핀계열 수지인 PP제다.

이번에 접착제의 베이스 폴리머를 도어 트림의 구성 재료와 동일한 올레핀계열을 사용함으로써 물질 재활용이 용이하도록 했다.

▲ 도어 트림의 어퍼부분 구성. 접착제를 올레핀계열을 사용함으로써 물질 재활용이 용이하도록 했다.

접착제를 합성 고무나 우레탄과 같은 도어 트림의 구성 재료와 다른 재료를 사용하면, 재활용 시에 공정이 증가하게 된다고 한다. Resonac 기능 재료사업본부 수지재료사업부 수지재료영업부의 니시다 히로유키(西田博之) Chief Assistant Manager는 “다른 재료를 사용한 접착제를 적용하면 재활용 시에 베이스재와 표피, 접착제를 분리해야만 한다”고 설명했다. 재활용이 어렵다는 점이 해결과제였다.

니시다 매니저는 “이번에 사용된 접착제는 올레핀계열이며 베이스재, 표피와 동일한 소재를 사용함으로써 접착제로 접착한 채로 분쇄하여 물질 재활용을 할 수 있다”고 설명했다. 회수부터 분쇄, 열 용융 재펠릿화까지 물질 재활용 공정을 간소화했다. 제조 공정의 단축과 환경 오염물질 배출 저감의 관점에서도 핫 멜트 접착제를 적용하는 것이 효과가 있다.

니시다 매니저는 “일본 자동차의 대부분이 반응계열 용제형 접착제를 사용하고 있다”고 설명했다. 반응계열 용제형 접착제는 내열성과 내구성은 뛰어나지만 완전히 경화되기까지 시간이 소요되기 때문에 제조공정이 길어진다. 그와 더불어 용제에서 휘발성 유기화합물(VOC)을 배출하기 때문에 환경과 사람에게 부담이 된다.

이와 달리 핫 멜트 접착제는 열 가소성 폴리머가 주성분이기 때문에 용제를 사용하지 않아도 되므로, 반응계열 용제형 접착제에 비해 환경에 대한 부담을 저감할 수 있다. 화학물질 배출 파악관리촉진법(PRTR법)과 중국의 VOC 규제에 대응할 수 있다고 한다.

도어 표피제의 접착 공장은 반응계열 용제형의 접착제를 사용하면 일반적으로 6개 공정이다. 이와 달리 Resonac의 핫 멜트 접착제를 사용하면 3개 공정으로 단축할 수 있다. 구체적으로 저감할 수 있는 공정은 다음과 같다. 핫 멜트 접착제는 상온에서는 고체이며, 가열하면 용융된다. 이를 냉각함으로써 고체화 및 접착한다.

용제를 포함하지 않는 접착제이기 때문에 도어 표피재를 접착하기 전에 용제를 건조시키는 공정이 불필요하다. 조건에 따라서는 접착 전 열처리도 필요하지 않게 된다. 나아가 접착 후에는 접착제가 냉각되면 접착되기 때문에 용제형 접착제에서 필요했던 양생 공정을 단축할 수 있다.

니시다 매니저는 비용에 대해 “일반적인 용제형 접착제와 비교하면 비용이 높다”고 설명했다. 다만, 용제형 접착제는 일반적으로 스프레이로 도포한다. 스프레이를 사용하면 끝부분까지 깔끔하게 뿌리려고 해도 모서리 부분 등에서는 튀어나오기 때문에 많은 양을 뿌리게 되고, 낭비가 발생하여 효율적이지 않다.

그와 달리 핫 멜트 접착제는 롤 코팅(Roll Coating)방식을 사용한다. 여러 개의 롤러를 조합하여 최적의 도공면을 얻을 수 있으며, 스프레이를 사용했을 때보다 접착제의 낭비를 저감할 수 있다고 한다.

니시다 매니저는 “접착 공정을 단축할 수 있다는 점과 더불어 접착제의 낭비도 저감할 수 있기 때문에 제조공정 전체에서는 비용을 줄일 수 있다”고 설명했다.

▲ 핫 멜트 접착제와 용제형 접착제를 사용했을 때의 공정. 핫 멜트 접착제는 3개 공정으로 단축할 수 있다.

신형 《Prius》에서 Toyota로서는 처음으로 핫 멜트 접착제를 적용했다. Toyota에서는 다른 차종에 대한 전개를 검토하고 있다고 한다. 니시다 매니저는 “Toyota 이외의 자동차 메이커에도 제안하고 있는 단계”라고 설명했다. 앞으로 이와 같은 재활용을 고려한 재료가 폐차 후 재활용의 허들을 낮추는 효과로 이어질 것이라고 기대하고 있다.