에너지, 탄소 배출 50%↓
기존 탄소섬유 상응 품질

일본의 도호 테낙스가 에너지를 절감하는 새로운 탄소 섬유 제조 방식을 개발했다.
테이진의 탄소 섬유 및 콤포짓 개발 전문 자회사 도호는 최근 극초단파(microwave) 에너지와 플라즈마 표면처리를 이용한 새로운 탄소섬유 제조 방식을 개발했다고 발표했다.
새로운 탄소섬유 제조 방식은 에너지를 절약하고, 탄소 배출량을 줄인다. 자동차, 초고속 열차, 비행기 등의 제작에 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)의 사용이 늘어남에 따라 새로운 환경 친화적 방식이 개발됐다.
도호는 현재 신기술이 탄소 섬유의 대량 생산에 사용되도록 추진 중에 있다. 새로운 CFRP 솔루션을 이용하면 원자재가 콤포짓 자재가 되기까지 생산에 드는 에너지와 탄소 배출량을 50% 가량 줄이게 된다. 동시에 생산 라인의 효율성은 극대화 시켰다고 도호는 전했다.
도호는 탄소섬유 제조에 있어 처음으로 일정한 기압 하에 극초단파 에너지를 가하는 방식을 사용했다고 전했다. 이에 따라 240GP 내지 그 이상의 인장 탄성률(tensile modulus)과 1.5% 이상의 럽쳐 일롱게이션(ruptrue elongation) 성질을 지니게 된다. 두 기준은 현재 사용되는 산업용 탄소 섬유의 기준과 상응한다.
신기술은 극초단파 에너지로 인한 열을 섬유 자재에 직접적으로 가함으로 생산 과정에서 장시간 고온의 오븐 상태를 유지시킬 필요가 없어진다. 이로 인해 시간과 에너지가 절약 되는 것이다.
또한 건조 방식의 빠른 플라스마 표면처리 방식을 개발해 과정이 단순화 되어, 기존의 탄소 섬유 제조 방식보다 적은 에너지를 사용해 탄소섬유를 생산할 수 있게 됐다. 플라스마 표면처리는 섬유와 매트릭스 수지 간 점착성도 강화시킨다.
최근 탄소섬유의 사용은 우주 산업, 자동차, 환경, 에너지, 인프라 부문 등 나날이 다양화되고 있다. 도호는 새로운 솔루션으로 탄소섬유가 환경에 적게 영향을 미치면서 대량 생산이 가능해 질 것이라 전했다.
도호의 이번 리서치 프로그램은 일본의 신에너지·산업기술개발기구(NEDO)와 함께 시행됐다.

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