우리 생활 속에서 자동차는 떼려야 뗄 수 없는 소비재입니다. 최초의 증기 자동차가 발명된 1769년, 사람이 타고 다닐 수 있었던 자동차가 발명된 1801년, 내연기관 자동차가 발명됐던 1885년과 현재는 많은 게 달라졌습니다. 자동차는 대표적인 이동 수단입니다. 하지만 현재, 자동차는 단순히 이동 수단으로 기능만을 담당하지는 않으며, 그 자체로 사용자의 개성을 드러내는 아이템입니다. 이러한 이유로 자동차의 디자인은 점점 더 중요해지고 있습니다. 이렇게 변화된 디자인 트렌드에 맞춰 자동차용 플라스틱 소재에 요구되는 특성도 빠르게 변화하고 있습니다.
자동차 외장용으로 쓰이는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재의 경우 자외선, 수분, 화학물질 등 외부 환경에 꾸준히 노출될 경우 색이 변하거나 크랙(무질서, 무방향을 띠는 균열을 말함)이 발생할 수 있습니다. 이런 이유로 사출 후에 도장 공정을 거쳐 표면을 보호할 수 있도록 합니다. 반면 ASA(Acrylic Styrene Acrylonitrile)는 ABS와 비교했을 때 내후성(외부 환경에 의해 변색, 크랙 등 소재 특성 변화에 견디는 성질)이 뛰어나 자외선, 수분 등에 의한 변색이 잘 발생하지 않기 때문에 무도장 외장재 용도에 주로 사용됩니다.
그럼, ASA는 어떤 특징을 지닌 소재일까요? ASA는 Acrylic Styrene Acrylonitrile 공중합체의 약자로 열가소성 수지입니다. 충격을 잘 견디며 가공하기 쉽고 내후성, 화학적 물질이나 처리에 견디는 힘인 내화학성이 우수한 고기능성 플라스틱입니다. 오랜 시간 동안 실외에서 사용해도 물성과 외관의 변화가 적어 사이드미러나 라디에이터 그릴 등 자동차 외장재나 데코 시트, 창틀 등에 폭넓게 쓰입니다.
그동안 자동차 외장재로 쓰이는 플라스틱에는 무도장, 저광택 특성이 요구되었습니다. 그러나 최근 디자인 트렌드의 변화로 고광택 외장재가 새로이 각광 받고 있습니다. 이런 고광택 외장재 사양에는 주로 뛰어난 광택과 착색성을 지닌 PMMA(Polymethyl Methacrylate, 폴리메틸메타크릴레이트)가 주로 사용되었습니다. 하지만 PMMA는 내충격성, 내화학성이 비교적 약하고 가격 또한 높다는 단점을 가져 ASA와 MMA(Methyl Methacrylate, 메틸메타크릴레이트)를 이용해 기존에 사용되던 PMMA와 유사한 물성을 유지하면서도 내충격성과 내화학성을 개선한 고광택 ASA 소재가 개발되었습니다.
자동차 내장재와 외장재에 쓰이는 플라스틱은 깊이감을 가진 검은색 색상이 요구되기 때문에 검은색 도료를 이용해 도장 과정을 거쳐 색상을 구현합니다. 도장 과정을 거치지 않은 ABS나 ASA는 PMMA와 비교했을 때 깊이감이 부족하였으나, 고광택 ASA는 소재 자체의 착색성이 뛰어나 깊이감을 가진 검은색을 구현이 가능하고 광택 역시 PMMA와 대등한 수준으로 재현할 수 있습니다. 이렇듯 고광택 ASA가 가진 여러 특성 중 하나는 바로 색상 및 광택 구현입니다.
고광택 ASA 소재의 특성 중 또 다른 하나는 바로 내후성입니다. 내후성은 외부 환경에 재료를 장기간 노출했을 때 재료의 성능 저하(변색, 크랙 등)가 잘 일어나지 않는 저항성을 가리킵니다. 즉, 내후성이 뛰어난 소재일수록 자외선, 수분 등 외부 환경에 노출되어도 물성의 변화가 거의 없어 외장 용도에 적합하다고 할 수 있습니다.
고광택 ASA의 또 다른 특성은 내화학성입니다. 내화학성은 화학적 물질이나 처리에 견디는 정도를 말합니다. 플라스틱 제품은 화학약품에 매우 취약한 성질을 지니고 있습니다. 자동차 부품용 소재의 경우, 워셔액이나 연료, 부동액 등 쉽게 노출될 수 있기에, 화학물질에 대한 내화학성을 지니고 있어야 합니다. 화학 약품을 떨어뜨린 뒤 일정 시간이 지난 다음 크랙 여부를 관찰하는 실험에서 고광택 ASA는 PMMA와 대비해 우수한 내화학성을 보였습니다.
플라스틱이 외부에서 가해지는 충격을 견디는 성질, 내충격성을 비롯해 흠이 잘 생기지 않는 성질인 내스크래치성에서도 고광택 ASA는 뛰어난 결과를 보여주었습니다. PMMA와 비교한 내충격성, 내스크래치성 테스트에서 고광택 ASA는 유사한 수준의 결과를 보여주었습니다.
이러한 특성들을 종합적으로 판단했을 때, 고광택 ASA는 자동차 외장재로 적합한 소재임을 알 수 있습니다.
우리의 삶이 변화할수록 그에 따라 요구되는 소재의 특성도 변합니다. 고광택 ASA의 경우 자동차 외장재에 대한 디자인 트렌드, 고객의 니즈(Needs)가 반영되어 만들어진 소재입니다. 탁월한 착색성, 자동차 외장 용도의 필요 조건인 내후성, 내화학성 등이 종합적으로 고려된 고광택 ASA는 향후 자동차 시장에 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 생각됩니다.
이처럼 변화하는 우리의 삶에 따라 필요한 소재의 특성도 달라집니다. 산업 및 업계 종사자들이 연구와 소재를 개발을 꾸준히 해야 하는 이유입니다. 우리가 살아가는 삶은 계속 변화하며 그에 따라 요구되는 소재도 늘 변화합니다. 변화를 주시하며 연구와 개발을 매진할 때, 소재가 가진 미래 가치가 더욱 빛을 발할 것입니다.
내용 출처 : LG화학 테크센터 <폴리머 인사이트> 2018 봄호 P.30 고광택 ASA 소재 소개
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