그동안 자동차 특허 동향과 관련하여 자동차 제어, 하이브리드, 조명 기술 그리고 인휠 모터 구동 기술의 특허 출원 동향을 살펴보았고, 중간에 간단하게 특허 관련 지식을 전달할 목적으로 특허권 권리범위를 해석하는 내용을 게재하였다. 이번 호에서는 가장 최근은 물론 지속적으로 매스컴에 발표되고 있는 자동차 브레이크 관련 기술 특허 출원 동향을 살펴본다.

에어백은 자동차 사고발생 시 승객보호를 위해 사용되는 대표적인 안전장치 가운데 하나로 1970년대부터 승용차에 설치되기 시작하였다. 최근에는 탑승자의 위치 및 충돌 정도에 따라 에어백 팽창 정도를 제어할 수 있는 어드밴스드 에어백 시스템이 적용되는 등 기술이 날로 발전되고 있다. 그러나 일본의 자동차 에어백 제조업체인 다카타에서 제조된 에어백 인플레이터(팽창 장치)의 경우 에어백 전개 시 비정상적인 압력 증가로 인해 에어백 인플레이터 하우징의 손상과 함께 금속파편이 튀어 탑승객에게 상해를 입히는 현상이 발생하였다.

이로 인해 현재까지 총 14명이 사망(미국 10명, 말레이시아 4명)하고 100여명이 부상당했으며, 1억개가 넘는 역사상 최대 규모의 리콜 시행과 약 11조 4천억원에 달하는 리콜 비용이 소요될 것으로 관측되고 있다.

에어백 인플레이터 파손 원인
다카타 에어백 전개시 발생하는 과도한 압력 상승은 조사 초기 에어백 주 추진체(일종의 화약)로 사용되는 질산암모늄 (PSAN : Phase Stabilized Ammonium Nitrate)의 과다사용 및 공정상의 문제로 인한 습기 유입이 주로 지적되었다. 하지만 최근에는 규격에 맞게 제작된 인플레이터에서도 장기간에 걸친 온도변화에 따라 습기가 유입되고, 건조제가 없는 형식의 질산암모늄 사용 에어백 전체에서 과도한 압력상승을 발생시킬 수 있는 것으로 조사되었다. 질산암모늄은 수분에 매우 민감한 물질로, 장시간 온도변화와 습기유입에 의해 질산암모늄의 결정구조를 오스트발트 숙성에 따라 작은 입자에서 큰 입자로 변화시키게 된다.

에어백 전개시 바깥 표면부터 중심부로 층층이 연소되어야 하는 질산암모늄은 결정구조 변화에 따라 질산암모늄 사이에 작은 기공이 발생하게 되고, 이곳으로 유입된 고온의 가스로 인해 과도한 질산암모늄이 동시에 폭발하여 마치 디젤 노킹과 같은 과도한 압력상승이 발생하게 되는 것이다. 과도한 압력상승은 에어백 인플레이터의 철제 하우징(Housing)을 손상시키고 금속파편 등이 탑승객에게 상해를 입히게 된다.

다카타 에어백 리콜 현황 - 미국
미국 교통부 고속도로교통안전국(NHTSA)에서는 다카타 에어백 파손현상과 관련하여 2013년과 올해 두 단계로 대규모 리콜을 실시하였다. 첫번째 단계는 2000년대 생산초기 미국 및 멕시코 공장에서 생산된 운전석 및 조수석에 장착된 인플레이터가 해당되며, 에어백 제조 공정상 관리소홀 등의 원인으로 리콜이 시행되었다. 2013년도부터 미국에서만 3,380만대를 리콜하였으며, 전세계적으로 5,300만대의 자동차를 리콜 중에 있고, 국내에서도 수입차를 포함하여 6개사 48개 차종 5만여대를 리콜조치 중에 있다.

두번째 단계는 건조제가 없는 형식의 질산암모늄을 사용한 운전석 및 조수석에 대한 리콜이다. 이 단계에 해당하는 리콜 에어백은 제작시에는 정상적으로 점화되고 압력이 발생하지만, 차량에 장착된 후 수년이 경과된 후부터는 온도변화와 습기유입에 따라 인플레이터 주 추진체인 질산암모늄이 손상되어 설계된 것보다 더 급격히 점화되고 파열현상을 가져오는 결함이 나타난다. 이러한 원인으로 인해 다카타는 2016년 5월 4일 미국 도로교통안전국(NHTSA)과 건조제가 없는 형식의 인플레이터에 대하여 추가적인 리콜계획을 <표 1>과 같이 발표하였다.

추진제 손상은 고온다습한 조건에서 더욱 빠르게 진행되며, 지역에 따라 통상 6~25년 사이에 걸쳐 이루어질 것으로 예측하고 있다. 따라서 <표 2>와 같이 고온다습한 지역으로 설정된 A 구역에 대한 리콜 조치가 선제적으로 진행될 계획이며, B, C 구역은 점차적으로 진행될 것이다.

또한, 에어백 장착 기간이 오래된 연식의 차량을 우선적으로 리콜하는 등 지역별 기후와 에어백 장착 기간에 따른 계획이 시행될 것이다. 미국의 경우 건조제 없는 인플레이터 결함으로 인하여 3,500~4,000만개의 인플레이터가 추가로 리콜할 계획이며, 세계적으로는 6,880만개로 확대되고 있다. 하지만 일부 자동차 제작사에서는 건조제 없는 인플레이터를 사용했음에도 불구하고 안전문제가 없다고 주장하면서 안전시험을 통하여 리콜여부를 결정하겠다는 제작사들도 있어, 향후 조사결과가 주목되고 있다.

다카타 에어백 리콜 현황 - 국내
국내의 경우도 자동차 운전자 및 동승자의 안전을 위하여 <표 3>에 있는 건조제가 없는 형식의 다카타 에어백 인플레이터에 대한 리콜계획을 제작사들에게 받아 조치를 신속히 실시하고 있다. 특히, 다카타가 미국에 제출한 고온다습한 구역 기준에 따른 일정에 맞춰 선제적인 조치가 이루어 질 수 있도록 노력하고 있다.

국내의 경우 건조제가 없는 형식의 인플레이터가 장착된 2011년식 이전 자동차는 국내 및 수입자동차를 포함하여 약 22만대가 해당되며, 결함 가능성이 있는 인플레이터에 대하여 교체하도록 하고 있다. 다만 전세계적인 대규모 리콜로 인하여 인플레이터 교체부품의 수급문제가 있어 리콜시정조치에 어려움이 있으며, 제작사별 수급계획에 따라 리콜을 실시하고 있거나 실시할 계획이다.

향후 전망
다카타는 에어백 분야에서 전세계 시장점유율 22%를 차지하는 2위 업체였으나 이번 일로 사게히사 회장이 사임하게 되었다. 경영난에 빠진 다카타는 에어백 결함으로 막대한 수습 비용이 필요하여 5개사 후보기업으로부터 스폰서를 받기위하여 제안서를 받았다고 블롬버그 등에 보도되고 있는 상황이다.

세계적인 리콜사태를 촉발한 다카타는 에어백을 부풀리는 팽창장치로 다른 제작사들이 사용하지 않는 질산암모늄을 위험성을 감수하면서 경제적인 논리로 도입을 한 것으로 보인다. 그러나 이번사태로 인하여 대부분의 제작사에서는 새로 개발되는 자동차에는 더 이상 질산암모늄을 사용하지 않고 보다 안정적인 부품으로 대체하고 있으며, 기존에 장착된 질산암모늄 인플레이터도 다른 부품으로 교체되고 있는 상황이다. 자동차 안전의 대명사로 인식되었던 에어백이 한 부품회사의 선택과 관리 소홀로 인하여 치명적인 살상무기로 변하는 오류를 범하게 되는 대표적인 사례가 될 수 있다는 교훈을 보여준 것이다.

아울러 해당 소유자는 국토부에서 운영하는 자동차리콜센터(www.car.go.kr, 080-357-2500)를 통해 차량번호를 입력하면 간단히 리콜대상 여부를 확인할 수 있으며, 제작사에서 우편으로 발송되는 우편물에 안내된 리콜 착수시점을 확인하고, 그 일정에 맞추어 각 서비스센터에서 무상으로 에어백 수리(해당 부품교체 등)를 받을 수 있다.