4M, 플라즈마 산화 기술로 대구경 탄소섬유 양산 돌파구 마련

4M 카본 파이버(4M Carbon Fiber Corp., 미국 테네시주 녹스빌)가 4월 23일 특허받은 플라즈마 산화 기술로 비교적 큰 직경의 탄소섬유 필라멘트 생산에 성공했다고 발표했다. 파트너 드랄론(Dralon GmbH, 독일 도르마겐)이 공급한 방직용 폴리아크릴로니트릴(PAN) 전구체 사용.

기술적 성과

4M과 드랄론 공동 개발 저가 방직용 PAN 전구체로 10K 토우, 필라멘트 직경 약 9.6µm 탄소섬유 생산(일반 6~7µm 대비 대구경)
예비 작업에서 산화 공정 체류 시간 52분 달성 → 기존 상용(소구경) PAN 전구체 산화 대비 현저히 빠름
방직용 PAN으로 물성 추가 개선·공정 최적화 지속 중

대구경 탄소섬유의 의의

기존 산화 기술로는 대구경 필라멘트가 긴 체류 시간·추가 에너지 필요로 경제성 부족, 결함 유발로 성능 저하돼 상용화되지 않음. 4M 플라즈마 산화 기술로 이 한계 극복.

장점

비용 절감: 전구체 생산→탄소섬유 전환 전 공정에서 질량 처리량 증가로 비용 절감, 저가 전구체와 결합 시 총비용 대폭 절감
압축 강도 향상: 탄소섬유는 인장 강도 높으나 압축 강도는 유리섬유 대비 약함. 대구경 필라멘트로 압축 강도 대폭 향상 가능 → 풍력 블레이드 등 기존 시장 성장 및 신규 애플리케이션 창출 기대

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