화학뉴스

일본 Ftex가 CFRTP(탄소섬유강화 열가소성수지)에 사용되는 탄소섬유와 견고한 밀착성을 보유한 개질 PP(Polypropylene)를 개발했다.
Ftex는 성형장치 메이저와 함께 다이렉트 사출성형타입의 탄소장섬유강화 플래스틱(D-LFT) 시스템을 활용해 대형 CFRTP 판을 테스트 제작했으며 Nakayashiki Carbon Technology를 통해 샘플을 출하하고 있다.
가격경쟁력을 갖춘 Zoltech의 라지토우(Large Tow) 타입을 사용함으로써 코스트와 비중을 낮추었으며 자동차 분야를 비롯해 대형 용도를 중심으로 제안할 계획이다.
PP는 가격이 저렴하고 비중이 작아 자동차 분야에서 범용수지로 다양하게 사용되고 있으나 탄소섬유와는 친화성이 낮아 CFRTP용 매트릭스 수지로는 PA(Paraamide)를 주로 사용해 왔다.
Ftex는 개질을 통해 탄소 섬유 관능기와 견고한 밀착성을 보유한 PP를 개발하는데 성공했다.
Ftex가 실시한 테스트 결과에 따르면, 개질 PP를 사용한 CFRTP는 탄소섬유 중량함유율이 30%로 비중은 1.07이었으며 인성이 94메가파스칼, 굴곡강도는 141메가파스칼에 달하는 등 미처리 PP를 사용한 CFRTP에 비해 2배 이상 높은 성능을 나타냈다.
또 자체개발한 개질 PET(Polyethylene Terephthalate)를 사용한 CFRTP‧PET 역시 비중이 1.45로 낮은 수준을 나타냈다.
Ftex는 PP를 자동차 경량화 핵심 소재로 적극 육성하고 있다.
다양한 CFRTP 성형법에 대응하기 위해 탄소섬유를 넣은 팰릿을 만드는 대신 개질 PP와 탄소섬유의 차핑드 섬유(Chopped Fiber)를 혼합해 직접 성형제품을 만드는 D-LFT 시스템을 활용하고 있다.
D-LFT 시스템은 공정을 단축할 수 있어 기존 프로세스에 비해 코스트를 대폭 절감할 수 있는 것이 특징이다.
결정성 수지인 PP를 사용한 CFRTP는 시간의 흐름에 따라 물성이 저하될 우려가 있지만 개질 PP를 사용하면 PP와 직접 결합함으로써 다른 탄소섬유와의 계면 강도를 높이고 물성 저하를 줄일 수 있다.
현재 개질 PET의 제안활동을 추진하고 있으며 합성목재 등 건축자재, 드론(무인항공기) 등의 용도에서 사용자 평가를 진행하고 있다.
비중을 PP와 유사한 수준으로 낮추기 위한 기술도 개발하고 있으며 앞으로 PP와 PET 모두 용도 개척을 가속화할 방침이다. (K)