솔베이 실리카 (Solvay Silica)는 지난 2월 10일부터 3일간 독일 쾰른 (Köln)에서 개최되었던 2015년 국제 타이어 기술 엑스포 (Tire Technology Expo 2015 )에서 고분산성 실리카 Efficium® (이하 Efficium® HDS )의 첫 선을 보였다고 밝혔다. Efficium® HDS 는 혁신적인 실리카 보강 충전재로 승용차와 트럭용 타이어 배합에서 혼련 및 압출 시 매우 높은 생산성을 보이며 부가적으로 실란화 반응과 배합설계에 있어서 유연성을 제공 한다.

그 동안 타이어 업계에서 고분산성 실리카는 에너지절약 및 고성능 타이어에 사용되는 대표적인 원료로 알려져 왔다. 솔베이의 Efficium® HDS 는 획기적인 고분산성 실리카로써 타이어의 핵심 성능인 회전 저항과 마모, 노면 접지력에서의 물성저하 타이어산업의 생산성과 경쟁력 향상은 도모하며 카본블랙을 대체한다.

진 프란시스 스핀들러, (Jean-Francis Spindler), 솔베이 실리카 R&I 이사는 “Efficium® HDS를 개발하는 동안 자사의 R&I 팀은 실리카를 타이어에 적용할 때 발생하는 모든 문제에 도전하며 그 답안을 모색에 만전을 기울였으며, Efficium® HDS의 장점을 분석하고 현장에서 그 장단점을 확인했다. 뿐만 아니라 승용차 및 대형트럭 타이어를 실제로 제조하여 주행테스트를 진행하여 그 결과를 확인했다 “ 라고 말했다.

Efficium® HDS는 승용차, 상용차 및 내구성을 요구하는 트럭용 타이어 등 넓은 범위에서 다양한 제품 응용이 가능한데, 이것은 낮은 무늬점도, 저온에서의 민감성, 압출 시 치수 안전성 및 미경화 고무의 저장 안정성을 가능하게 하는 고유의 특성이 있다.

진 프란시스 스핀들러 이사는 또한 “트럭 타이어용 Tread 배합물의 경우, Efficium® HDS는 혼련 및 압출에서 최대 30%까지 생산성을 향상시킴과 동시에 회전 저항 및 마모 성능을 충족시키거나 초과하는 경우도 있다.” 라고 덧붙였다.

타이어 제조 시 가장 큰 난점은 핵심 요구성능인 낮은 회전저항, 최적의 노면 접지력 및 저비용 고효율 생산성 등의 적절한 균형을 유지하는 것이다. 고분산성 실리카인 Efficium® HDS를 사용하면 이러한 난점을 해결하여 타이어의 생산성과 그 성능을 향상 시킴으로써 모든 이해 관계자를 만족시킬 것이다.

크리스티앙 레거 (Christian Léger) 솔베이 실리카 글로벌 영업 이사는 “우리는 엄격한 에너지 절약 및 안전조건을 충족하며 가격 경쟁력이 우수한 실리카에 대한 수요가 높은 타이어 제조 업계의 요구를 잘 알고 있으며, Efficium® HDS는 다른 실리카 원료에 비해 우수한 성능으로 고객의 요구조건을 만족시켜 줄 것으로 기대한다. “ 말했다. 또한 그는 “Efficium® HDS는 끊임없이 변화를 거듭하는 글로벌 타이어 업체의 요구 사항을 충족할 수 있는 독특하고 유연한 기술을 제공한다. “ 라고 덧붙였다.

주요 타이어 제조업체들이 현재 진행하고 있는 공정실험과 평가시험 이후에 예상되는 Efficium® HDS의 수요를 충족하기 위해, 솔베이는 사업 정책에 따라 세 개의 다른 생산기지를 중심으로 지속적으로 Efficium® HDS 제품을 전 세계에 공급하고 있다.

첨단 폴리아미드 솔루션 부문의 세계적인 선도 업체인 솔베이 EP (Solvay Engineering Plastic)는 중국 사천성 청두에서 11월 11부터 4일간 열린 친환경 자동차 경연대회인 챌린지 비벤덤 2014 (Challenge Bibendum 2014) 에서 Technyl®과 같은 금속 대체 솔루션을 소개했다고 밝혔다.

솔베이 EP는 청두에서 트렐레보그바이브라쿠스틱 社 (TrelleborgVibracoustic)가 Technyl® 수지로 성형한 혁신적인 PSA 푸조 시트로엥 (Peugeot Citroën) 차량용 엔진마운트를 공개하는 행사를 가질 예정이다. 2012년 이후 수 십만 개가 제작된 이 핵심 부품은 충돌 및 내피로 특성 등 부품에 요구되는 주요 특성들을 모두 만족하는 디자인을 찾기 위해 솔베이 EP의 최신 해석기법인 MMI Technyl® Design 을 활용하여 설계 최적화를 하였으며, 이를 통해 무게는 40% 정도, 생산 비용은 15%까지 낮출 수 있게 되었다.

솔베이 EP의 글로벌 자동차 시장 매니저인 알버트 후앙 (Albert Huang)은 “자유로운 설계, 보다 긴 금형 수명과 향상된 단열 특성, 그리고 소음 및 진동의 감소 등 열가소성수지인 폴리아미드로 만든 자동차 부품들은 그 부품의 제조 과정에서뿐만 아니라 실 사용에 이르기 까지 여러 장점들이 명백하게 검증되었기에, 당사의 금속 부품을 폴리아미드로 대체하고자 하는 전략은 자동차산업의 지속 가능한 성장에 보다 포괄적인 솔루션을 찾을 수 있도록 기여하고 있다.”라고 말했다. 또한 “솔베이 그룹의 수명 주기 평가 (Life Cycle Assessment) 전문가들로 구성된 팀에 의하면, Technyl 엔진 마운트와 약 60% 정도 부분적으로 재생 알루미늄을 사용하여 만든 엔진마운트를 환경경제효율성 측면에서 수명 주기 평가를 실시한 결과, 이러한 금속 대체 작업은 자동차 주행거리에 따른 탄소배출량을 줄일 수 있는 상당한 잠재력을 있다는 사실을 알 수 있었다.” 라고 덧붙였다. 이 연구 과정에는 원재료 추출, 생산, 부품 제조 및 사용 수명 등을 비롯해 자원 고갈 및 주요 에너지 활용, 그리고 온실 가스 배출 및 용수 소비 등에 이르는 모든 지표가 포함되며, 이를 통해 각각 분석해 보면 25%에서 75%에 이르는 환경적인 이점이 있다는 사실을 보여주고 있다. (표 1 참고).

이러한 환경적인 이점은 원재료 사용량을 최소화하면서 최적 설계를 가능케한 솔베이의 MMI Technyl® Design 서비스 로서 실현되었다. 솔베이의 기술지원 서비스 포트폴리오는 광범위한 재료 데이터베이스에 기초하고 있으며, 신뢰도 높은 성형 시뮬레이션, 멀티-스케일 모델링, 그리고 다양한 구조해석 지원 등을 통해 경량화된 구조 강성 부품을Technyl® 수지로 최적화하여 제조할 수 있게 했다. 또한 차이나 플라스 2014 (Chinaplas 2014)에서는 유리섬유가 40%나 강화된 Sinterline Technyl 파우더를 소개하기도 하였다. 레이저 소결 (SLS, Selective Laser Sintering) 공법에 사용되는Sinterline Technyl 파우더는 다른 일반적인 폴리아미드 재료로는 만들 수 없는 기계적 및 열적 성능을 만족하는 기능성 시제품을 신속하게 제작할 수 있게 하였으며, 이로 인해 시장 출시 기간의 단축이 실현되었다. 사출성형 및 다양한 성형공법에 대한 전문적인 기술지원과 탁월한 부품성능평가 지원은 친환경적으로 금속 부품을 Technyl으로의 성공적인 대체를 도와주는 또 다른 기술지원 패키지이다.

솔베이 엔지니어링 플라스틱스(Solvay Engineering Plastics, 솔베이 EP)는 중국 사천성 청두에서 11월 11부터 4일간 열린 친환경 자동차 경연대회인 챌린지 비벤덤 2014 (Challenge Bibendum 2014) 에서 도심에서의 복합 운송 이동성을 높이기 위해 프랑스의 스쿠터 생산업체인 클리퍼 (Kleefer)가 솔베이 EP 와 긴밀한 협조하에 개발한 접이식 전자 스쿠터인 버드-e (Bud-e)를 선보였다고 밝혔다.

유선형으로 설계된 스쿠터의 페어링 부품은 솔베이 EP 의 다양한 Sinterline™ Technyl® 소재 중 업계 최초인 유리섬유강화 폴리아미드6 파우더를 사용하여 레이저 소결 (Selective Laser Sintering, 이하 SLS) 공법으로 제작되었다. 이 기술은 자유로운 설계를 실현했을 뿐만 아니라 현재의 알루미늄 소재 대비 현격한 중량 감소와 비용 절감 효과를 동시에 만족하는 완벽한 기능 부품 생산을 실현했다. 해당 부품은 SLS 공정 이전에 다중 스케일 모델링 개념을 구조 해석에 접목하여 개발한 솔베이 EP 의 MMI Technyl® 설계로 최적화되었다.

프랑스 리옹에 본사를 둔 클리퍼 는 도심 에서의 이동의 편리성을 추구하는 시장에서 혁신적으로 가벼운 전기 차량을 개발 및 상업화하고 있으며, 2년 전 설립 이후 솔베이 EP 와 긴밀하게 협력 관계를 유지하고 있다. 클리퍼의 안토인 시리에 (Antoine Cirier)CEO는 “버드-e 는 새롭고 보다 환경 친화적 스쿠터라는 개념에 맞게 첨단의 시제품 제작 기술과 소량 생산에 적합한 방식의 결과물이며, 이는 점점 더 혼잡해지는 전세계 도시에서 개인의 이동성 향상에 크게 기여를 할 것으로 보인다.” 라고 말했다.

또한 솔베이 EP의 도미니크 지아노타 (Dominique Giannotta) Sinterline 프로그램 책임자는 “솔베이 EP의 Sinterline 파우더는 3D로 설계된 모델과 컴퓨터 시뮬레이션 검증을 위한 아주 효과적인 도구로 입증되었으며, 특별한 외관 표면처리 없이도 필요한 성능 평가를 완벽하게 할 수 있는 수준의 신뢰성이 있는 프로토 타입을 제공한다. 이러한 유리섬유강화 Sinterline 파우더는 소량 또는 중간 정도 수량의 양산 부품 제조에 매우 이상적이다.”라고 덧붙였다.

버드-e에는 2시간 만에 완전히 충전 가능한 분리식 플러그인 리튬 배터리 팩이 장착되어 있으며 이 배터리 팩이 장착된 초소형 스쿠터는 최대 25km/h의 속도로 20km 정도 주행이 가능하다. 정면 허브 모터, 내관통(puncture-proof) 공기압 타이어(Æ 200 mm) 및 신뢰성 있는 제동 장치가 포함되어 있는 이 스쿠터는 1초 만에 접었다 펼 수 있으며 솔베이 EP 의 고성능 PA 기술이 접합된 클리퍼가 독자 개발한 최초의 ‘개인용 교통 수단’ 이다. 이 전기 스쿠터는 2015년부터 상용화될 예정이다.

솔베이 그룹의 솔베이 엔지니어링 플라스틱스(Solvay Engineering Plastics)가 독일에 본사를 두고 있는 세계적인 고품질 자동차 시스템 공급 업체인 말레 그룹 (MAHLE)과 손잡고 Technyl® 폴리아미드 수지를 사용한 오일 필터 모듈을 개발 및 생산하고 있다고 밝혔다.

말레 그룹 (MAHLE Filter System GmbH)의 오일 필터 시스템(Oil Filtration Syste)부문의 랄프 키엠렌 (Ralf Kiemlen) 부문장은 “오늘날의 자동차 개발에 있어 신뢰할 수 있는 오일 관리 (Oil Management) 가 무엇보다 중요한데, 이는 윤활유가 적절하게 공급 및 정화되고 열적 관리가 잘 되도록 해야 한다는 말이다. 이제 고성능 오일 필터 모듈의 개발 및 생산 능력은 말레의 핵심 경쟁력 중 하나로 자리 잡아 왔으며, Technyl® 과 같은 고 기능성 플라스틱의 사용으로 부품 통합과 기능 통합을 꾀할 수 있게 되어 보다 폭 넓고 자유로운 설계가 가능하게 되었다. ”라고 말했다.

현재15개 이상의 말레의 오일필터모듈에 Technyl® 폴리아미드수지가 적용되어 양산 중에 있다. 모든 제품은 주요 OEM 규격에 따른 장기 내부동액(글리콜)성능 시험 등을 포함한 엄격한 장기내구성시험을 거쳤으며, 고객과 긴밀히 협력하여 모든 규격을 완벽하게 검증했다. 키엠렌 부문장은 “솔베이의 풍부한 경험과 탁월한 부품평가능력이 플라스틱 오일필터모듈에 요구되는 성능을 입증하는 데 절대적인 역할을 했다” 라고 덧붙였다.

대부분의 솔베이의 테스트벤치는 OEM 및 주요 자동차 시스템 공급업체들과의 긴밀한 협력 하에 개발되고 있다. 프랑스 리옹에 위치한 솔베이 엔지니어링 플라스틱스의 Technyl® 혁신센터 내에 설치되어 있는 본 오일필터모듈 테스트 벤치는 최대 135°C의 고온의 부동액과 정압의 미션오일이 작동하는 상태에서 최대 6개 부품을 한 번에 시험할 수 있다. 이러한 새로운 오일필터모듈 테스트 벤치는 대용량의 부동액 및 오일 순환 시험이 가능할 뿐만 아니라, 높은 압력과 온도에서도 시험을 수행할 수 있도록 설계, 제작되었다.

솔베이 엔짖니어링 플라스틱스의 로렌트 피렛 (Laurent Perret ), 어플리케이션 연구소 책임자는 “솔베이는 수 년에 걸쳐 다양한 혁신 프로젝트들을 통해 말레社를 지원해 오고 있으며, 주요 OEM업체 들이 요구하는 수많은 조건들을 모두 충족 시킬 수 있는 부품 평가를 위래 지속적인 역량 확대를 해 나가고 있습니다. 이 테스트 벤치는 열 관리 부품의 더욱 효율적인 개발을 위해 지원하는 첨단 지원 패키지의 일부이며, 2015년 2월까지 150°C의 부동액(글리콜)은 최대 10 bar까지, 그리고 오일의 경우엔 최대16 bar까지 두 개 유체에 맥동하는 압력을 가할 수 있게 함으로써 더욱 가혹한 조건에서 피로내구 성능을 평가할 수 있는 수준으로 테스트 벤치가 업그레이드될 예정이다.” 말했다.

이와 더불어 솔베이 엔지니어링 플라스틱스는 오일 모듈에서 뿐만 아니라 다른 자동차 부품의 필수 테스트 지원 항목 중의 하나인 진동시험은 -35°C ~ +180°C의 온도 챔버가 장착되어 있으면서 5 ~ 2,000 Hz의 주파수 범위를 시험할 수 있는 전용 셰이커로 기술 서비스를 제공한다. 또 다른 시험장비로는 최대 30kN의 하중하에서 인장과 저속충돌시험을 할 수 있는 다이나믹 인장 시험기, 그리고 최대 220°C의 뜨거운 공기에 맥동하는 압력을 가하여 고온 고압 하에서의 피로특성을 평가하는 테스트 벤치 등을 통해 터보 엔진 관련 부품들의 내구성평가 지원 도 함께 제공하고 있다
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솔베이 엔지니어링 플라스틱스의 강력한 성형 평가 및 부품 성능평가 설비들은 신개념 CAE 시뮬레이션인 MMI Technyl® Design과 3D Printer로 보다 빠른 시제품을 제작할 수 있게 한 Sinterline™ Technyl® Powder등과 더불어 보다 포괄적이고 차별화된 Technyl® Force 제품과 서비스 솔루션을 제공하고 있다.