화학뉴스

탄소섬유가 사출성형 시장에서 신규 수요를 창출할 것으로 전망된다.
Toray가 알루미늄 다이캐스팅에 필적하는 수준의 항장력을 가진 장섬유강화수지를 개발했기 때문이다.
매트릭스수지는 PPS(Polyphenylene Sulfide)를 채용했으며 고가이지만 일반 수지제품과 마찬가지로 사출성형할 수 있고 중량이 알루미늄의 50% 수준에 불과한 강점이 있다.
Toray에 따르면, 세계 탄소섬유강화 열가소성수지(CFRTP) 시장규모는 3만톤으로 탄소섬유 용도 가운데 일정 점유율을 차지하고 있으나 사출성형 후 섬유길이가 0.2mm 수준에 불과해 탄소섬유의 물성을 충분히 발휘할 수 없는 초단섬유(Chopped Fiber) 베이스 단섬유 타입 CFRTP가 주류를 이루고 있다.
이에 따라 Toray는 연속섬유를 이용한 복합소재를 개발했다.
나일론(Nylon), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PP(Polypropylene)를 출시한데 이어 최근 항장력이 300MPa에 달하는 장섬유강화 PPS를 개발했다.
PPS는 나일론에 비해 탄소섬유와의 밀착성은 약하나 탄소섬유 표면 개질 및 폴리머 변성을 통해 계면 밀착성을 대폭 향상시킬 수 있다. 사출성형 후 균일 분산성이 높아지기 때문에 기존제품으로는 실현할 수 없었던 강도를 확보하는데 성공했다.
기존 유리섬유강화 PPS용 성형기를 사용할 수 있어 설비투자도 필요하지 않고, 성형 후 섬유길이는 평균 1mm로 단섬유 타입에 비해 4-5배 긴 것으로 나타났다.
Toray는 여러 부품이 아닌 금형 1개로 성형할 수 있기 때문에 단가 경쟁력도 충분할 것으로 판단하고 있다.
자동차 등 수송기기, 산업기기 등 다양한 분야에서 경량화에 따른 에너지절약 요구가 높아지고 있는 가운데 저비중 평가에서 일부 금속부품을 대체할 가능성이 높은 것으로 나타났다.
PPS가 내열성, 장기내구성, 난연성, 내약품성이 뛰어난 점도 수요 개척을 뒷받침할 것으로 예상하고 있다.
Toray는 2016년 출시를 목표로 양산체제를 구축할 방침이다. 우선 수백톤 이하의 생산체제를 확립한 이후 수요에 따라 1000톤 수준까지 확대할 계획인 것으로 알려졌다.
개발제품은 Regular Tow를 사용하나 산업용으로 전개하기 위해 가격경쟁력이 뛰어난 Large Tow로도 생산하는 방안을 검토할 방침이다.