캐미칼리포트
코오롱플라스틱, Squeak noise 분석을 통한 고객지원 강화
작성자 : 취재부
2020-07-30 |
조회 : 1450
- 국제 규격인 독일 VDA에서 제정한 마찰 시험 표준을 기준으로 진행
코오롱플라스틱㈜은 엔지니어링 플라스틱을 전문 생산, 판매하는 회사로, 7개 소재군*을 판매하고 있다. 본 기사는 최근 대두되고 있는 플라스틱 소재의 소음 이슈 대응을 위한 코오롱플라스틱㈜의 고객지원 및 연구에 관한 내용이다.
* KOCETALⓇ(POM), KOPAⓇ(PA), SPESINⓇ(PBT), KOPETⓇ(PET), KOPELⓇ(TPC-ET), KompoGTeⓇ(LFT), KompoGTeⓇ(Composite)
지속적인 자동차 제조기술의 발달로 과거 차량에 문제인 NVH(Noise, Vibration, Hardness) 이슈가 개선되고 있으나, 기존 NVH 소음에 묻혀서 들리지 않았던 이음(Annoying noise)이 들리기 시작하면서 기업들은 이러한 미세 소음 개선을 위해 노력하고 있다.
자동차에서의 이음은 BSR로 표현되며 B(Buzz)는 ‘웅웅’ 소리, S(Squeak)는 ‘끼익끼익’ 소리, R(Rattle)은 ‘달그락’ 소리를 의미한다. 이음은 소음만큼의 큰 데시벨은 아니지만, 개인에 따라서 귀에 거슬리는 소리가 될 수 있으며, 최근 자동차 및 전자기기에 대한 고객들의 감성지수가 중요해짐에 따라 이러한 이음 개선이 주요 관심 사항이 되었다.
아래의 [그림 1]과 같이 일정한 힘과 속도로 두 재질 간 접촉(마찰)이 지속적으로 발생할 경우 재질끼리 달라붙거나(Stick) 미끄러지는(Slip) stick-slip 현상이 발생하게 되며, 각 표면에서 수평적인 변위가 생길 때 두 소재의 결합과 분리가 반복되면서 소음이 발생하는 것이 이음 현상의 squeak noise이다. 일반적으로 이미 접촉되어 있거나, 외력에 의해 지속적으로 접촉이 발생하는 소재 및 부품에서 빈번하게 발생되는 소음 현상이다.
이러한 squeak noise의 경우 경향에 따라 이음 발생 여부가 달라지게 된다. Stick의 경향이 강할수록, 접촉면이 커질수록, 인접한 표면의 결합력(van der Waals)이 클수록, 표면 구조 간의 친화력이 클수록 이음 발생 가능성이 높아진다. 하지만 slip의 경향성이 강하면 인접 소재 간의 상대 변위가 크더라도 이음 현상을 억제할 수 있으며, 이러한 소재 개발을 위해 코오롱플라스틱㈜은 소재 분석과 연구에 집중하고 있다.
Stick-slip 현상과 squeak noise는 표준적인 규격의 조건으로 시험하여 각 재질 간의 결과를 정량화하여 임의 재질 간의 이음 발생 가능성 예측 및 예방에 이용할 수 있는 데이터베이스를 구축하는 것이 가능하다.
코오롱플라스틱㈜은 squeak noise(stick-slip) 평가를 국제 규격인 독일의 VDA(Verband der Automobilindustrie; 독일자동차공업협회)에서 제정한 마찰 시험의 표준을 기준으로 진행하고 있으며, 동소재, 가죽, 엔지니어링 플라스틱 등을 통해 상대 재질 별로 분석하여 각 소재가 가지는 소음 특성을 확인하고 데이터베이스를 구축 중이다.
또한, 코오롱플라스틱㈜은 상기의 결과를 [표 1]과 같이 Risk priority number(RPN)로 나타내고 1~10단계의 스케일로 표현하여 소재가 가지는 stick-slip의 경향성을 제공한다. RPN이 1~3 사이의 값이면 squeak noise 발생 인자로부터 안정하여 테스트 환경에서 Stick-Slip이 나타날 가능성이 없음을 의미하며, RPN이 6 이상이라면 가청 소음의 발생이 예상된다고 평가하고 있다.
[그림 2]는 KOCETAL® LW301 grade의 stick-slip 소음성을 분석한 결과이다. LW301은 SUS, Aluminum, 엔지니어링 플라스틱 등의 상대재에 저소음성이 우수한 것을 볼 수 있다. 이와 같이 코오롱플라스틱㈜은 각 소재의 상대재 별 소음성을 평가하고 있으며, 이러한 데이터를 바탕으로 고객에게 필요한 소재 정보를 제공함과 동시에 저소음성 소재 개발을 진행하고 있다.
코오롱플라스틱㈜은 이처럼 다양한 고객의 요구를 부합하기 위해 지속적으로 분석 및 연구를 진행하고 있으며, 소비자 중심의 분석 및 연구 개발을 통해 소재 개발뿐만 아니라 기술 서비스 제공, 분석 평가 지원 등의 total solution을 제공하고 있다.
