보스턴 머티리얼즈, CAMX 2021서 Z-축 카본 파이버 혁신 기술 공개

보스턴 머티리얼즈(Boston Materials, 미국 매사추세츠 빌러리카)는 2016년 안베시 구리잘라, 마이클 시걸, 랜들 얼브 박사가 노스이스턴 대학(보스턴)에서 스핀아웃으로 설립했다. 슈퍼컴프(Supercomp), ZRT, 바이메탈(Bimetal) 등 Z-축 탄소섬유 제품을 제조해 운송, 항공우주, 가전 산업의 탈탄소화를 돕는다.

특허 자기장 정렬 공정으로 수직 섬유 배향, 온실가스 80% 감축

특허받은 자기장 정렬 공정으로 탄소섬유를 대량 제조 공정에서 수직 배향시킬 수 있다고 한다. 이로써 기존 복합소재와 금속에 새로운 Z-축 열·전기 전도성, 강성, 내구성 이점을 더 낮은 생산 비용으로 도입할 수 있다. 보스턴 머티리얼즈는 팬·피치 기반 섬유뿐 아니라 회수·재활용 소스 섬유도 정렬 가능해 복합소재 시장의 순환성 경로를 제공하며, 표준 복합소재·금속 대비 최대 80% 온실가스(GHG) 배출 감축을 가능하게 한다고 밝힌다.

열관리·낙뢰 보호·층간박리 저항·진동 감쇠·국부 보강 등 적용

적용 분야는 인클로저 열관리, 낙뢰 보호(LSP) 통합, 층간박리 저항 및 진동 감쇠 향상, 국부 보강 등이다. 후자의 경우 예를 들어 패스너 풀아웃 강도를 50% 높일 수 있다.

슈퍼컴프·ZRT·바이메탈 제품군으로 확장

보스턴 머티리얼즈는 스케일업된 정렬 공정으로 성장하는 제품군을 생산한다. 예를 들어 슈퍼컴프는 표준 직조, 브레이드, MDWK, UD 프리프레그나 드라이 보강재에 라미네이팅된 Z-축 탄소섬유 필름이다. 2019년 출시된 원조 제품은 툴링, 스노보드, 스키, 반사판 등 산업 애플리케이션에 사용됐다. 2020년 60인치 폭으로 스케일업돼 연간 100만 평방미터 용량으로 성장 중이다.

ZRT는 독립형 드라이 올-Z-축 레이어로 국부 보강, 표면 플라이, 열경화성 프리프레그 통합용으로 판매된다. LM PAEK, PEEK, PEI, PA6, PA11, PPS, PC 등 고성능 폴리머 활용 열가소성 복합 필름에 적합하다. ZRT 제품군은 전기차(EV), 가전, 항공우주 애플리케이션에서 열관리, EMI 차폐, 스루-두께 기계적 특성 향상을 위해 설계됐다고 한다.

바이메탈은 회사의 Z-축 탄소섬유 필름을 금속 스킨(티타늄, 시트 메탈, 알루미늄) 사이에 샌드위치한 구조로, 단일체 시트 메탈과 성능 동등하면서 최대 50% 경량화, 자동차용 스탬프 성형 시트 메탈 부품을 겨냥한다. 바이메탈은 내구성, 굴곡 강도, 밀도 개선을 위해 윤곽 형상으로 성형 가능하면서 금속 표면 마감을 유지한다고 주장한다.