화학뉴스

도레이(Toray)가 탄소섬유 사업을 고도화하고 있다.
도레이는 27년에 걸쳐 레노버(Lenovo) 노트북에 탄소섬유를 공급하고 있으며 최근 20년간 소재 고도화를 통해 기존 소재와 동등한 강성을 유지하면서 약 40% 정도 경량화하는데 기여한 것으로 평가된다.
특히, 최근에는 발포 소재 등을 활용해 CFRP(Crabon Fiber Reinforced Plastic) 부품 구성을 개량함으로써 CFRP 자체를 발포시키는 독자적인 기술을 개발해 높은 공극률을 유지하면서도 뛰어난 강성과 경량성까지 실현하는데 성공했다.
CFRP 사출성형 케이스는 무게가 160g인 반면, 탄소섬유의 고강도‧고강성 특성을 최대한으로 활용할 수 있는 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 프레임과 하이브리드 성형으로 제조한 케이스는 무게가 130g이고 초경량 풀카본 샌드위치 케이스 모델은 100g에 불과한 것으로 알려졌다.
도레이는 2016년 열가소성 수지를 매트릭스로 성형공정에서 발포 상태를 유지함으로써 표면에 고탄성 탄소섬유 시트, 내부에는 그물 형태로 부풀어 오른 3차원 구조 형성에 성공한 바 있다.
CFRP 부품은 강성을 유지하기 위해 발포체나 허니컴 구조체를 코어층에 배치하는 것이 일반적이나 도레이는 독자 개발한 신기술이라면 100% 카본 소재로 구성되고 성형 후 추가 공정 없이 고기능 부품을 성형 가능한 것으로 알려졌다.
도레이는 레노버 노트북에 M 시리즈 등 고탄성 탄소섬유 뿐만 아니라 탄소섬유 토우가 1K에 불과한 미세 그레이드도 공급하고 있다.
탄소섬유는 레귤러토우(Regular Tow) 범용타입은 12K, 24K가 주류이며 미세 그레이드여도 3K, 6K 정도여서 1K는 극미세 그레이드로 주목받고 있다.
도레이는 중국 협력 공장을 활용해 부품까지 자체적으로 생산하고 있다.
탄소섬유 및 중간기재 생산이 메인이지만 최첨단 기술을 총동원해 와이어리스 기능을 부여할 수 있는 전자파 투과성 GFRP 프레임과 탄소섬유 부품을 조합하거나 다른 부품과 선팽창계수(CTE)에 차이가 있는 문제 등을 해결할 수 있도록 성형 프로세스를 확립하고 위탁생산을 실시하고 있다.
최근에는 지속가능성 향상을 위해 레노버와 리사이클 탄소섬유 활용 프로젝트를 추진하고 있다.
항공기 부품 제조공정에서 회수한 단재 등을 재단해 컴퓨터 외부 커버 프레임 보강재로 사용할 계획이며 처음에는 도레이 공장에서 나오는 단재를 원료로 활용하나 추후 외부 회수량도 늘리기로 했다. (K)