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내충격성을 향상시킨 탄소섬유 강화 열가소성 플라스틱
연구원 2016-07-13 2291

 

내충격성을 향상시킨 탄소섬유 강화 열가소성 플라스틱

 

  도레이()가 최근 탄소섬유와 유연한 이종섬유를 병용함으로써 강도와 강성을 높은 수준까지 유지시키면서도 내충격성을 대폭 향상시킨 사출성형용 탄소섬유 강화 열가소성 플라스틱을 개발하였다고 발표하였다.

 

  이 제품은 기존의 사출성형기를 사용해 형성할 수 있음은 물론 각종 insert 성형 등 복합성형에의 대응도 가능하다. 또한 경량화와 고성능화에 공헌할 수 있는 재료로서 점차 그 중요성이 높아지고 있으며 자동차와 항공기 등의 수송분야와 가전, 모바일 제품 등의 용도로 향후 2년 안에 실용화를 목표로 하고 있다.

 

  일반적인 사출성형에서 얻어지는 탄소섬유 강화 열가소성 플라스틱의 내 충격성은 함유되어 있는 탄소섬유의 섬유 길이에 크게 의존하고 있는데 섬유의 길이가 클수록 내충격성이 커지는 것으로 알려져 있다.

 

  이 때문에 특히 자동차 부품과 가전제품 몸체 등의 내충격성이 요구되는 용도에서는 사출성형 재료로 탄소섬유의 섬유 장이 길게 잔존하는 장섬유 수준의 펠릿을 이용하고 있다.

 

  도레이는 지금까지 장섬유 펠릿TLP : Toray Long carbon fiber reinforced Pellet을 독자 개발해 폴리프로필렌과 나일론, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등의 각종 수지를 매트릭스로 한 재료를 공급하고 있으며 다양한 용도로 적용을 확대하고 있으나 탄소섬유는 딱딱하기 때문에 사출 성형 시에 부서지기 쉽고, 또 성형 품 중에서 충분한 섬유장을 유지시키기가 어려워 내충격성 향상에는 한계가 있었다.

 

  그러나 이번에 탄소섬유보다도 유연한 이종섬유를 병용함으로써 탄소섬유 강화에 의한 높은 강도와 강성을 유지하면서 내충격성을 대폭 높이는데 성공하게 된 것이다.

 

  이 발명품은 유연한 이종섬유가 사출 성형 시에 잘 부러지지 않고, 성형 중에 탄소섬유보다 2배 이상 길게 잔존하기 때문에 내충격성 향상을 실현할 수 있었다. 예를 들면 PP 수지를 매트릭스로 할 경우 성형품에서의 내충격성은 기존의 도레이 제품보다 2배 이상이 올라가며, 일반 범용 제품에 비하면 4배 이상까지 올릴 수 있다.

 

  또한 이종섬유를 매트릭스에 따라 적당히 선택해 폴리카보네이트와 나일론, 고내열 PPS 등의 타 수지에 적용할 경우에도 자사의 TLP에 비해 50% 이상의 내충격성을 향상시킬 수 있다.

 

자료원 : January 20th, 2016(http://www.toray.co.jp)

 

 

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