화학뉴스

도레이(Toray)가 금속 수준의 방열성을 확보한 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)를 개발했다.
도레이는 탄소섬유 복합소재(CFRP)의 방열성을 높일 수 있는 고열전도화 기술을 개발했다. 흑연을 시트 상태로 가공해 고강성 다공질 CFRP로 보호한 열전고층에 CFRP 프리프레그(Prepreg)를 적층한 것으로, CFRP의 경량성을 저해하지 않고 과제였던 금속 수준의 높은 방열성 실현에 성공했다.
신기술을 통해 배터리와 전자회로의 발열을 효율적으로 방열할 수 있게 됐으며 차세대 모빌리티 등에 대한 적용이 기대되고 있다.
CFRP는 경량, 고강도, 고강성 등의 특성을 통해 항공기, 자동차 등에 사용되고 있으나 열전고율이 낮은 고분자 소재를 다량으로 함유하고 있어 추후 채용이 기대되는 차세대 모빌리티나 전자기기 용도에서는 충전 시 발열에 따른 배터리 열화를 막기 위해 방열성을 높여야 한다는 지적을 받아왔다.
도레이는 약 2년 전 경량성과 방열성을 모두 갖춘 고열전도 CFR 개발에 착수했다.
CFRP 적층 구조 안에 열전도층을 부여함으로써 열전도 패스를 형성했으며 열전도 패스에는 금속 이상의 열전도율을 갖춘 흑연 시트를 활용했다.
민감한 소재여서 파손되면 CFRP의 기능이 상실되는 문제가 있었으나 도레이가 개발한 고강성 다공질 CFRP를 지지체로 흑연 시트를 보호하면서 CFRP 프리프레그를 적층시킴으로써 CFRP의 품질을 유지하며 금속 이상의 열전도성 부여에 성공했다.
도레이는 흑연 시트의 두께와 적층 위치를 조정하는 등 CFRP 냉각효율을 자유자재로 설계하는 것도 가능해 모빌리티 용도에서 전기자동차(EV)의 배터리 열화 억제와 웨어러블(Wearable) 단재 분야의 열원 부근 온도 억제를 통한 인체 보호 등에 도움이 될 것으로 예상하고 있다. (K)