지난 9월17일 한강 고수부지의 한 선상카페에서 열린 신형쏘나타 발표회.4년간의 개발 과정을 거쳐 모습을 드러낸 현대자동차의 주력 중형차답게 혁신적인 디자인을 채택,참석자들의 호응을 얻었다. 눈꼬리를 한껏 치켜올린 헤드램프와 난(蘭)을 형상화한 유선형 몸체는 참석자들의 눈을 사로잡기에 충분했다.

하지만 발표회장 한켠에 서있던 삼성토탈 복합소재팀 연구원들의 시선은 신형쏘나타의 파격적인 헤드램프도,미끄러질 듯 잘빠진 몸체도 아닌 다른 곳에 고정돼있었다. 관심있게 지켜보지 않으면 그냥 스쳐 지나기 쉬운 사이드실 몰딩(side sill molding) 부분이었다. 사이드실 몰딩은 자동차의 앞바퀴와 뒷바퀴 사이의 앞 · 뒤 문짝을 떠받치는 2m가량 길이의 얇은 지지대다.


◆'1㎏을 줄여라'

삼성토탈 복합소재팀이 독자 개발한 신소재 나노복합PP(폴리프로필렌)로 만든 신형쏘나타의 사이드실 몰딩은 기존 범용 복합PP로 만든 것보다 20% 가볍다. 차 양쪽 사이드실 몰딩 무게가 4.5㎏에서 3.5㎏으로 1㎏ 감소한 것.신형쏘나타의 총 중량을 감안할 때 1㎏은 경미해 보이지만,하나의 부품에서 무게를 20% 낮춘 것 자체가 혁신적인 일이라고 자동차 전문가들은 설명한다. 이춘수 현대차 고분자재료팀 연구원은 "수백개에 달하는 자동차 외형부품 하나마다 10~20%씩만 무게를 줄인다면 그 효과는 엄청나다"며 "1㎏의 무게 차이가 자동차 회사간 경쟁력 격차를 벌리는 변수"라고 설명했다.

삼성토탈이 2년9개월의 연구기간을 거쳐 국내 처음으로 상용화한 나노복합PP가 자동차 경량화를 앞당기는 대체 소재로 주목받고 있다. 복합PP는 합성수지인 PP에 탈크(돌가루) 등 무기질 재료를 섞어 강도를 끌어올린 플라스틱이다. 범퍼 등 외부충격에 노출돼 있는 자동차 내 · 외장재에 가장 많이 쓰인다. 나노복합PP는 일반 복합PP에 나노(nano · 10억분의 1)기술을 접목,상대적으로 무거운 탈크 대신 나노 크기의 클레이(진흙)를 PP입자에 뿌리듯 발라 만든다. 복합PP와 같은 강도를 유지하면서 무게는 20~30% 가벼운 게 특징이다. 기존 복합PP보다 가격이 1.5배 비싼 고부가가치 제품이다.

◆전자소재로 쓰임새 확대

삼성토탈 복합소재팀은 2006년 말부터 나노복합PP 연구를 진행하며 제품 수요처를 물색하다 지금의 사업파트너인 현대차 고분자재료팀을 만나게 됐다. 때마침 신형쏘나타의 경량화 연구를 진행하던 현대차 고분자재료팀에 나노복합PP는 매력적인 소재였다. 신형쏘나타의 내 · 외장재에 들어가는 복합PP는 총 50여㎏.현대차는 이 중 부품단위당 경량화 효과가 가장 큰 사이드실 몰딩에 우선 나노복합PP를 적용하기로 결정했다.

어려움도 많았다. 사이드실 몰딩의 길이가 2m에 달해 부품 전체의 강도를 골고루 유지하고,온도 변화에 따른 변형을 막는 데 삼성토탈과 현대차 연구팀 모두 수많은 시행착오를 거쳤다.

현대차는 이런 경험을 바탕으로 신형쏘나타의 내 · 외장재 부품은 물론 다른 차종에도 나노복합PP 적용을 확대해나갈 방침이다. 이에 따라 삼성토탈이 지난 9월부터 현대차에 공급하고 있는 나노복합PP 규모(연간 1500t)도 점차 늘어날 전망이다.

이정호 기자 dolph@hankyung.com