님들이 하두 그래서, 공부 좀 해 보니...
최고급 항공용 카본파이버는 카본 원사 60%에 레진 40%를 처발처발 한거라네...
그리고 카봉차를 타고다니면 알아야할 상식으로 참고할 만한 내용...
요즘 자동차에서도 개인의 개성을 중시하여 애프터마켓이 활성화 되어 자동차 튜닝에 대해서도 일반인들이 많이 접하게 된다. 그 중에서 사람들이 카본(Carbon)또는 탄소섬유란 말을 사용하며 자동차 외장에 대해 논하곤 한다. 그러나 정확히는 탄소섬유가 아니라 탄소섬유 복합재 또는 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)이라는 것이 맞다는 것을 아는 사람이 드물다. 그래서 탄소섬유과 탄소섬유 복합재가 어떻게 다른지에 대해 아래와 같이 정리하엿다.
1. 탄소섬유 정의
탄소섬유는 적어도 92% 이상의 탄소로 이루어진 섬유장의 탄소재료를 말하는 것으로서, 제조방법 및 출발원료에 따른 팬(PAN)계, 피치(Pitch)계, 레이온(Rayon)계 탄소섬유로 구별되어지는데 대표적인 탄소섬유의 제조공정은 아래의 Fig. 1과 같다.
Fig. 1 탄소섬유의 제조공정
2. 탄소섬유의 역사
1880년 에디슨이 전구의 필라멘트에 최초로 사용하면서 알려지기 시작해서 1959년 미국의 Union Carbide사에서 레이온(Rayon)으로부터 초기 탄소섬유의 개발과 1964년 일본과 영국에서 연속상 탄소섬유를 성공하기까지 미국, 일본, 유럽과 같은 기술선진국에서 많은 연구개발을 이루었으며, 1971년에 이르러서 일본 Toray사에 의하여 아크릴 섬유로부터(Polyacrylonitrile, PAN) 고강도.고탄성 구조재료용 탄소섬유를 제조하는데 성공하였다. 구조재료용 섬유의 하나인 유리섬유가 약 3000년경 이집트에서 장식용으로 그 사용이 시작되었던 바에 비하면 탄소섬유의 개발역사는 매우 일천하나, 현재는 선진 복합재료용 강화재로 활발히 사용되고 있고 특히 자동차 분야에서 많이 사용되고있다. 대표적으로 슈퍼카로 불리우는 차량의 바디및 시트 프레임, 일반차량의 내장 인테이어 재료등 자동차의 내.외장재료로서 우리에게 친근한 재료이다. 또한, 테니스채, 골프채등과 같은 스포츠 용품에서도 많이 사용되고 있다. 최근에는 기계에 뿐만 아니라 핸드폰과 같은 가전제품의 인테리어 재료로도 많이 사용되고 있다.
3. 탄소섬유의 종류
개발 초기부터 레이온, 팬, 피치, PVC피치, 페놀 등이 탄소섬유의 제조를 위한 원료로 이용되었으나, 현재 레이온계, 페놀 등은 원료로서 그 이용이 쇠퇴하였고, 지금은 크게 PAN계와 피치계 두 종류가 주종을 이루고 있다. 피치계는 1974년 Union Carbide사(현재 AMOCO사로 합병됨)에서 PAN계와 비슷한 강도와 탄성이 우수한 탄소섬유를 구조재료용으로 기업화하는데 성공한 이후부터 자동차 및 항공기 동체, 브레이크 디스크 등에 실용화하는데, 그 수요가 해마다 두 배 정도의 율로 고성장하고 있다.
1) Cellulose계 탄소섬유(Rayon계 탄소섬유)
레이온계 탄소섬유는 기본적으로 셀룰로오스를 레이온으로 재가공하여 얻은 레이온 섬유를 전구체로 제조된 탄소섬유를 의미한다. 하지만 PAN과 같이 전구체의 물성을 자유자제로 조절하기 어려운 문제점으로 PAN계 탄소섬유와 같이 널리 상용화되지 못하여 그 이용이 쇠퇴하고 있다.
2) PAN계 탄소섬유
PAN계 탄소섬유는 우주항공용 고강도 탄소섬유로서 PAN은 현재까지 알려진 모든 탄소섬유의 전구체중 가장 경제성이 높은 전구체로서 그 목적에 따라 습식, 건식, 또는 용융방사법 등을 통해 미세한 섬유로 제작된다.
3) 피치계 탄소섬유
피치계 탄소섬유는 스포츠 및 산업용 범용섬유라고 할 수 있다. 피치계 탄소섬유는 다른 계통의 섬유와는 달리 콜타르 및 석유잔류물로부터 얻어지는 저가의 탄소계 물질인 피치를 직접 용융방사하여 얻은 저물성의 피치섬유를 전구체로 하는 섬유이다. 피치는 높은 경제성(저가)과 구조제어의 용이성으로 상업적으로 많이 사용되고 있다.
한줄요약: 카본 장점:가볍고 튼튼, 단점: 적용 제품의 대량생산이 어려워 졸라졸라 비싸다.
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