4M, 대구경 탄소 섬유 생산 시연

4M Carbon Fiber Corp.(미국 테네시주 녹스빌)은 4월 23일, 파트너인 Dralon GmbH(독일 도르마겐)

4M과 Dralon은 직경이 약 9.6μm(일반 섬유의 경우 6-7μm)인 10K 견인 탄소 섬유를 생산할 수 있는 저가의 섬유 등급 PAN 전구체를 공동 개발했습니다. 전구체에 대한 예비 작업에서 4M은 탄소 섬유 제조 중 산화 단계에 대한 체류 시간이 단 52분에 달했다고 말합니다. 4M은 이것이 상용(작은 직경) PAN 전구체의 기존 산화보다 상당히 빠르다고 말합니다. 4M은 소재 특성을 더욱 개선하고 공정을 최적화하기 위해 섬유 등급의 PAN으로 작업을 계속하고 있다고 말합니다.

4M은 지금까지 주로 산화 단계와 관련된 문제로 인해 대구경 탄소 섬유가 대규모로 생산되지 않았다고 말합니다. 4M은 기존의 산화 기술을 사용하면 더 큰 필라멘트가 긴 체류 시간과 추가 에너지를 필요로 하므로 경제적으로 실행 가능하지 않은 탄소 섬유를 생성한다고 말합니다. 또한 4M에 따르면 대구경 탄소 섬유는 기존 산화 과정에서 도입된 결함으로 인해 성능이 좋지 않은 경향이 있습니다. 이러한 이유로 탄소 섬유 제조업체는 대구경 상용 탄소 섬유를 제공하지 않는다고 4M은 말합니다.

대구경 탄소 섬유의 장점은 더 낮은 비용과 더 나은 성능이라고 4M은 말합니다. 더 큰 직경의 필라멘트는 전구체 생산에서 탄소 섬유 변환에 이르기까지 제조 공정 전반에 걸쳐 비용 절감을 가져오며 이는 대량 처리량 증가에서 가장 쉽게 볼 수 있다고 회사는 주장합니다. 이 절감 효과를 Dralon이 일반적으로 생산하는 저비용 전구체와 결합하면 총 비용 절감 효과가 상당해집니다.

탄소 섬유는 높은 인장 강도로 알려져 있지만 특히 유리 섬유에 비해 압축에 강하지 않습니다. 그러나 4M에 따르면 더 큰 직경의 탄소 섬유는 훨씬 더 높은 압축 강도를 가질 수 있습니다. 이러한 측면의 발전은 풍력 터빈 블레이드와 같은 기존 시장의 성장뿐만 아니라 새로운 애플리케이션을 가능하게 할 수 있습니다.