도레이(Toray)가 PAN(Polyacrylonitrile)계 탄소섬유 사업에서 압력용기 용도 개척을 본격화하고 있다.
도레이는 최근 PAN계 탄소섬유 중 장기간에 걸쳐 일반 산업용으로 공급하고 있는 T700 시리즈에서 수소와 천연가스를 충진하는 압력용기 전용 그레이드를 개발하고 중국 등 신흥국 시장을 중심으로 제안하고 있다.
신규 그레이드는 기존 그레이드 대비 강도, 탄성률 등이 우수하며 매트릭스 수지와 적합성을 고려해 설계 최적화를 지원함으로써 가격경쟁력까지 확보한 것으로 평가된다.
도레이는 원래 압력용기용으로 항공 용도로 투입되는 고강도 및 고탄성률 T800에 비해 물성이 약하지만 기존 T700보다 고기능제품인 T720을 제안했으나 가격이 높다는 한계가 있어 채용실적 늘리기에 고전했다.
이에 따라 T700 시리즈에서 압력용기 전용 그레이드를 개발함으로써 압력용기에 필요한 충분한 성능을 갖추면서 가격경쟁력까지 확보하는데 성공했다.
압력용기는 일반적인 인장강도가 요구되나 용기 라이너가 금속으로 된 타입3은 15년 정도 장기간에 걸쳐 열변형에 버텨야 하고 강성도 충분해야 하는 특징이 있다.
이에 따라 도레이는 매트릭스 수지와 적합성을 최적화한 신규 그레이드를 개발했으며 라이너가 수지 형태인 타입4 용도로도 사용이 가능하도록 설계했다.
중량당 가격은 중국기업 생산제품보다는 다소 높은 편이나 필라먼트 와인딩 기술을 사용해 탱크 라이너 주변을 감싸는 탄소섬유 양을 줄임으로써 총 비용은 줄였다.
라이너를 감싸는 프로세스 시간도 감축했으며 경량화로 최대 20-30% 수준의 물류 코스트 감축 효과를 얻을 것으로 기대하고 있다.
도레이는 수소자동차 보급이 예상보다 늦어지고 있으나 중장기적으로는 성장시장 중 하나로 자리 잡을 것이라는 기대 아래 신규 그레이드 제안을 본격화할 예정이다.
앞으로 라이너가 아예 사라진 타입5용으로도 제안하면서 어플리케이션별로 최적화된 그레이드를 투입함으로써 글로벌 탄소섬유 메이저 지위를 꾸준히 강화할 방침이다. (강)