탄소섬유 기술동향 및 전망
2019-09-16
org.kosen.entty.User@6778c45d
이규하(carumiss)
1. 개념
탄소섬유는 복합물 내 탄소 원소의 질량 함유율이 90% 이상으로 구성된 섬유장의 탄소 재료를 의미하며, 이는 유기섬유를 열분해하여 가공하는 것으로부터 탄소 재료 방전에 의하여 생성하는 탄소나노튜브까지 포함한다(그림 1).[1, 2] 1880년 T.A. Edison이 최초로 전구의 필라멘트에 사용하면서 알려지기 시작한 탄소섬유는 1959년 유니온 카비드(Union Carbide)사에서 레이온으로부터 초기 탄소섬유의 개발 및 산업에 응용연구가 진행되었으며, 1964년에는 일본 및 영국에서 연속상 탄소섬유 개발에 성공하기까지 미국, 유럽 등과 같은 기술 선진국에서 수많은 연구개발을 이루었다. 더 나아가 1971년 일본 Toray사에 의하여 아크릴섬유(폴리아크릴로나이트릴, PAN)로부터 고탄성/고강도 구조재료용 탄소섬유를 제조하는 데 성공함으로써 탄소섬유 상업 생산이 본격적으로 시작되어 다양한 산업 분야에 응용되었다. 따라서, 본 보고서는 탄소섬유의 기본 개념을 소개하고 탄소섬유의 국내/외 기술 적용 사례를 중심으로 소개하고자 한다.
탄소섬유는 복합물 내 탄소 원소의 질량 함유율이 90% 이상으로 구성된 섬유장의 탄소 재료를 의미하며, 이는 유기섬유를 열분해하여 가공하는 것으로부터 탄소 재료 방전에 의하여 생성하는 탄소나노튜브까지 포함한다(그림 1).[1, 2] 1880년 T.A. Edison이 최초로 전구의 필라멘트에 사용하면서 알려지기 시작한 탄소섬유는 1959년 유니온 카비드(Union Carbide)사에서 레이온으로부터 초기 탄소섬유의 개발 및 산업에 응용연구가 진행되었으며, 1964년에는 일본 및 영국에서 연속상 탄소섬유 개발에 성공하기까지 미국, 유럽 등과 같은 기술 선진국에서 수많은 연구개발을 이루었다. 더 나아가 1971년 일본 Toray사에 의하여 아크릴섬유(폴리아크릴로나이트릴, PAN)로부터 고탄성/고강도 구조재료용 탄소섬유를 제조하는 데 성공함으로써 탄소섬유 상업 생산이 본격적으로 시작되어 다양한 산업 분야에 응용되었다. 따라서, 본 보고서는 탄소섬유의 기본 개념을 소개하고 탄소섬유의 국내/외 기술 적용 사례를 중심으로 소개하고자 한다.