탄소배출을 줄이기 위한 노력! 현대자동차 저온 경화 기술 개발

현대자동차가 자동차 도장 공정에서 에너지 소비를 획기적으로 줄여 탄소배출 저감효과를 극대화할 수 있는 새로운 도장 기술을 공개했습니다.

자동차 도장 공정은 크게 전처리, 하도도장, 중도도장, 상도도장 등 네 단계를 거쳐 완성됩니다. 이 과정에서 고온 처리를 통해 입혀진 도료를 단단하게 굳히는 공정을 ‘경화 공정’이라고 합니다. 현대차는 기존 140℃에서 20분 동안 이뤄지던 상도 경화 공정을 90℃에서 20분 동안 진행하면서도 동일한 도장 품질을 유지하는 도료 기술을 개발했습니다.

기존 도료에는 약 140℃ 이상에서만 경화되는 멜라민이 함유돼 있었지만, 현대차가 새로 개발한 도료에는 멜라민 대신 90℃ 이상에서 경화되는 이소시아네이트 성분을 적용했습니다. 50℃나 더 낮은 온도에서 경화되는 새로운 도료 활용으로 온도를 과도하게 높일 필요가 없어지게 됨에 따라 생산과정에서의 에너지 소모를 크게 절감할 수 있게 됩니다.

실제로 도장 공정은 자동차 제조 공정 가운데 가장 많은 에너지(약 43%)를 사용하고 그에 따른 탄소 배출도 가장 많은 공정으로 꼽힙니다. 이번 도료 기술이 상용화될 경우 이 부문에서 탄소 배출과 가스 사용량을 각각 40%가량 절감할 수 있을 것으로 회사 측은 예상하고 있습니다.

특히 이 기술을 국내외 모든 현대차 공장에 적용하면 한 해 동안 자동차 제조 공정 중 배출되는 이산화탄소 중 1만6,000여 톤을 저감할 수 있습니다. 이는 소나무 2백만 그루, 면적 기준 1,600만㎡ 산림에 해당되는 탄소량으로, 현대차는 이를 통해 환경문제 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

저온 경화 기술은 탄소 저감뿐만 아니라 도장 품질 향상에도 큰 효과를 도모할 수 있습니다. 기존 고온 경화 공정에는 차체와 재질이 다른 플라스틱 범퍼나 펜더 등은 적용하기 어려워 협력사에서 도장된 채로 받아서 조립했지만 저온 경화 공정을 적용하면 복합재로 이뤄진 부품도 한 번에 도장 및 경화가 가능하다고 합니다.

따라서 차체와 범퍼, 펜더 등의 색상이 달라지는 문제를 최소화할 수 있을 것으로 보이며 다양한 재질이 적용될 PBV나 UAM 등 미래 모빌리티의 도장에도 광범위하게 기술이 활용될 것으로 보입니다. 현대차는 울산 5공장에 이 기술을 시범 적용해 제네시스 G80를 시험 생산했으며, 지속적으로 운행 및 모니터링하면서 기술의 본격 적용 가능성을 평가할 예정입니다.

현대차 관계자는 “이번에 공개한 저온 경화 기술은 현대차가 단순히 차를 판매한다는 개념을 넘어 차의 생산 단계에서부터 만들어낼 수 있는 가치를 고려한 기술이라는 점에서 의의가 있다”라며, “도장 공정에서 에너지 소모를 획기적으로 저감하는 기술 개발을 통해 현대차의 2045년 탄소중립 목표에 한 발 다가갈 수 있을 것”이라고 말했습니다.

저온 경화 도장은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 도료의 성분을 변경하는 방법입니다. 기존의 도료는 휘발성 용제에 섞여 있는 형태로 되어 있습니다. 이 용제는 도료의 건조 속도를 높이는 역할을 하지만, VOC를 배출하는 원인이 됩니다. 저온 경화 도장은 이러한 용제를 물을 사용하거나, 덜 휘발성인 용제를 사용하는 등의 방법으로 도료의 VOC 배출량을 줄입니다. 이번에 현대자동차에서 선택한 방법입니다.

두 번째는 도장 공정을 개선하는 방법입니다. 기존의 고온 경화 도장 공정은 도료를 얇게 칠하고, 여러 번 건조하는 방식으로 진행됩니다. 하지만 저온 경화 도장은 도료를 두껍게 칠하고, 한 번에 건조하는 방식으로 진행합니다. 이를 통해 도료의 건조 속도를 높이고, 도장 공정의 에너지 소비량을 절감할 수 있습니다.

저온 경화 도장은 환경 보호와 에너지 효율성 측면에서 중요한 기술입니다. 특히 최근에는 탄소 중립과 ESG 경영의 중요성이 강조되면서 저온 경화 도장의 개발과 보급이 더욱 활발해지고 있습니다.

저온 경화 도장의 주요 장점은 다음과 같습니다.

• 도료의 VOC 배출량을 줄일 수 있습니다.
• 도장 공정의 에너지 소비량을 절감할 수 있습니다.
• 도장 품질을 향상시킬 수 있습니다.
• 도장 공정을 단순화할 수 있습니다.

저온 경화 도장은 아직 개발 초기 단계에 있지만, 빠르게 발전하고 있습니다. 앞으로 저온 경화 도장 기술이 더욱 보급되면 자동차, 가구, 건축 등 다양한 분야에서 환경 보호와 에너지 효율성 향상에 기여할 것으로 기대됩니다.

저온 경화 도장 기술의 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 에폭시 수지 기반의 저온 경화 도료
• 폴리우레탄 수지 기반의 저온 경화 도료
• 분말 도료 기반의 저온 경화 도료

이러한 저온 경화 도료는 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 자동차 산업에서는 자동차의 외관 도장, 내장 도장, 차체 보수 도장 등에 사용되고 있습니다. 가구 산업에서는 가구의 표면 도장, 내장 도장 등에 사용되고 있습니다. 건축 산업에서는 건물의 외벽 도장, 내벽 도장, 바닥 도장 등에 사용되고 있습니다.

자동차가 우리 생활에 매우 중요하게 쓰이고 있는 만큼 이런 기술적인 부분에 대한 연구도 꾸준히 이루어져 환경이 조금이라도 덜 파괴되는 쪽으로 기술이 발달되어 갔으면 하는 바램입니다.

 

사실 이런 부분에 반기를 든 기업이 있습니다. 바로 테슬라입니다. 테슬라는 사이버트럭에 색상을 한가지로 통일하고 소재의 변화를 통해서 도장작업이 필요없는 차량을 개발한 것입니다. 하지만 유니콘차라는 별명처럼 2023년이 지나가기 전에 만나볼 수 있을지는 미지수 입니다. 이미 발표한지 여러해가 지났으며 예약대기자수만 190만명이 넘어서고 있는 실정입니다.

당장에 실현가능한 기술로 환경을 지키고자 하는 현대차의 노력을 응원합니다.