● SK케미칼 슈퍼엔지니어링 플라스틱 PCT, 자동차 소재로 첫 상업화 성공
- 세계 두 번째 상업화 성공 PCT소재•••국내 첫 자동차용 커넥터 소재 적용
- 280 ℃ 고온 견디고 전기 절연성 높아•••자동차용 전자 장비 부품에 안성맞춤
SK케미칼이 자체 개발한 슈퍼엔지니어링 플라스틱 PCT를 자동차 소재로 처음 상업화 하는데 성공했다.
SK케미칼(대표 김철 사장)은 슈퍼엔지니어링 플라스틱 PCT(Polycyclo hexylene dimethylen –eterephthalate, 폴리시크로 헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트) 소재가 국내 완성품 자동차•부품 업체의 표준 소재로 등록돼 올해 출시될 양산차의 차량용 커넥터에 적용된다고 31일 밝혔다.
SK케미칼이 2012년 세계 두 번째로 상업화에 성공한 PCT 소재 스카이퓨라가 차량용 커넥터 소재에 적용된 것은 이번이 처음이다. 커넥터는 전자 부품이나 전선을 전기적으로 연결하는 부품으로 기존 차량용 커넥터에는 주로 PBT, PA 등의 플라스틱 소재가 사용됐다. 기존 소재를 대체해 PCT가 차량용 커넥터로 적용된 이유는 우수한 내열성과 전기적 특성 때문이다.
일반적으로 커넥터를 제조할 때는 납땜을 통해 플라스틱 회로 기판에 핀을 직접 접합하는 표면 실장 기술(SMT: Surface Mounting Technology)을 사용한다. 이 과정에서 발생하는 온도는 230 ℃ 이상이다.
그러나 자동차 산업에도 중금속인 납(Pb)을 사용하지 않는 친환경 제조 방식이 도입되면서 SMT도 무연(Lead-free) 방식으로 바뀌고 있다. 무연 방식의 SMT공정에서는 최고 온도가 260 ℃까지 상승해 기존 소재보다 더 높은 내열성을 가진 슈퍼엔지니어링 플라스틱 도입이 요구되고 있다. SK케미칼의 스카이퓨라는 녹는점이 285℃ 이상으로 내열도가 뛰어나 핀이 많은 커넥터를 만들어도 제품의 변형 없이 안정적으로 제조가 가능하다.
또한, PCT는 우수한 절연 효과를 나타내는 CTI(Comparative Tracking Index) 테스트에서 가장 높은 ’제로(0)등급’을 받았다. CTI는 전극 사이를 인위적인 오염 상태로 만들어 오염 물질에 의해 전기가 통과하는지 확인하는 시험이다. PCT 소재로 회로 기판이나 커넥터를 만들 경우 핀이나 전극 사이가 오염돼도 높은 절연성을 유지해 고전압에서도 오작동 발생 확율을 줄일 수 있어 전기•전자 부품 소재로 적합하다.
SK케미칼 한태근 EP사업팀장은 “최근 전기차 뿐 아니라 일반 차량에도 전자 장비 사용이 증가하고 있어 차량용 커넥터의 수요가 늘고 있다”며 “세계적으로 연간 6~7만 톤 규모로 추산되는 자동차 커넥터용 플라스틱 시장에서 SK케미칼은 향후 3년 내 전체 시장의 5% 이상을 스카이퓨라로 대체해 나갈 것” 이라고 했다. SK케미칼이 이 번에 자동차용 커넥터 소재로 적용한 PCT는 테레프탈산(TPA)과 사이클로헥산 디메탄올(CHDM)을 화학적으로 결합해 만든 슈퍼엔지니어링 플라스틱으로 세계에서 두 번째로 상업화에 성공한 공로를 인정 받아 2013년 산업통상부 장관상과 10대 신기술 인증을 받은 바 있다.
일반적으로 열에 약한 플라스틱의 본질적인 특성을 개선한 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic)보다 열과 내화학성이 강해 금속을 대체할 수 있는 물성을 가진 소재를 슈퍼엔지니어링 플라스틱이라고 한다. PCT는 내열성뿐만 아니라 높은 내화학성과 전열성을 갖추고 있어 다양한 산업 용도에 적용될 수 있다.
한편, PCT는 현재 차량용 커넥터 외에도 LED 디스플레이의 핵심 소재인 LED 반사판(Reflector)의 주용도로 사용되고 있다.
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SK케미칼 구성원이 국내 최초로 슈퍼엔지니어링 플라스틱 PCT로 만든 차량용 커넥터를 선보이고 있다.
[용어 설명]
* 커넥터
Connector, 전기, 전자 분야에서 전기적 접속(Electrical connection)을 유지하는 장치
* PBT
Poly(butylene terephthalate), DMT 또는 TPA와 1,4-butandiol로 중합하여 얻어지는 Polyester의 한 종류. 결정화 속도가 빠르고, 성형가공성 및 물성이 우수하며, G/F를 보강제로 사용하여 Compounding 제품으로 많이 사용됨.
* CTI 테스트(Comparative tracking index)
UL에서 실시하는 UL746A 규격으로 평가하는 시험 방법이며, 오염된 물질 표면의 절연 정도를 측정한다. 0~5 등급으로 구분되며 0등급이 가장 높은 절연성을 나타낸다. 최근 회로 기판의 소형화, 박막화에 따라 전기 회로간 거리는 짧아지고 있으며 이에 따라 오염 상태에서 회로의 파손이 쉽게 일어날 수 있다. 안정적인 플라스틱 소재를 회로 기판 등에 사용함으로써 좀 더 안전하고 내구성을 지닌 제품을 만들 수 있다.
* 표면 실장 기술(SMT: Surface Mounted Components)
제한되어 있는 인쇄 회로 기판에 많은 전자부품을 집적시키는 패키징 기술 중 하나로 인쇄 회로 기판에 전자 부품을 직접 접합하는 기술이다. 사람이 납땜하기 힘든 부품들을 기계로 자동 배치해 납땜을 한다.
* LED 리플렉터
LED Reflector, LED 발광체에 측 후면에 위치하여 LED로부터 발생된 빛을 반사(Reflect)하여 발광 방향에 대한 광효율을 증대시킬 목적으로 사용됨.