잘게 자른 탄소 섬유는 탄소 섬유를 짧게 자른 것입니다. 여기서 탄소 섬유는 단지 형태적인 변화, 즉 탄소 섬유 필라멘트가 짧은 필라멘트로 바뀌는 것일 뿐, 짧게 자른 탄소 섬유 자체의 성능은 변하지 않습니다. 그렇다면 왜 좋은 필라멘트를 짧게 자르려고 할까요?
우선, 복합재료의 성형 공정부터 시작해야 합니다. 일반적으로 탄소 섬유 필라멘트를 직조하여 탄소 섬유 직물을 만들거나 탄소 섬유 프리프레그를 만든 다음, 다음과 같은 과정을 거칩니다.성형 공정, RTM, 진공 포장, 열압착 캔 및 기타 공정다양한 탄소 섬유 복합재 제품으로 만들어집니다. 물론, 중간 재료가 필요하지 않고 탄소 섬유 필라멘트를 직접 성형하는 인발 성형, 권선 성형 등의 성형 공정도 있습니다.
탄소 섬유를 탄소 섬유 직물이나 프리프레그로 직조하여 제품을 만들 때, 금형에 잘 붙지 않는다는 본질적인 단점이 있습니다. 금형은 복합 재료에 모양을 부여하는 역할을 하며, 금형의 모양에 따라 최종 복합 재료의 모양도 결정됩니다. 그러나 탄소 섬유 직물이나 프리프레그가 금형에 잘 맞지 않으면 복합 재료의 모양이 금형의 모양과 일치하지 않게 됩니다. 또한, 모서리 부분에서는 탄소 섬유 직물이 쉽게 갈라져 국부적인 공동이 형성될 수 있으며, 이는 궁극적으로 탄소 섬유 복합 제품의 성능 저하를 초래합니다.
탄소 섬유 직물이나 프리프레그 내부의 탄소 섬유 필라멘트는 서로 결합되어 있어 움직이기 어렵습니다. 특히 압력을 가하는 경우, 수지와 탄소 섬유 필라멘트의 유동성이 매우 떨어져 결국 성형에 어려움이 생기거나 성능이 저하될 수 있습니다.
길이가 짧을수록 유동성이 더 좋아집니다.잘게 자른 탄소 섬유사출 성형은 플라스틱 성형 공정에서 가장 널리 사용되고 성숙한 기술이라는 점을 알아야 합니다. 만약 이 기술을 복합 재료 생산에 적용한다면, 이는 근본적인 변화를 가져올 것입니다.
하지만, 짧게 자른 탄소 섬유의 길이는 줄일 수 없습니다. 길이가 짧아질수록 수지와 탄소 섬유 사이의 접착력이 약해지기 때문입니다. 수지와 탄소 섬유 사이의 접착력은 접촉 면적에 비례하므로, 길이가 짧아지면 접촉 면적이 줄어들 수밖에 없습니다.
여기서 모순이 발생하는데, 바로 단섬유의 성능과 유동성 사이의 모순입니다. 섬유 길이가 길수록 분산이 어려워지고 섬유끼리 엉키기 쉽지만, 섬유와 수지의 결합력이 강해져 복합재료의 성능이 향상됩니다. 반대로 섬유 길이가 짧을수록 분산이 용이하고 유동성이 좋지만, 섬유와 수지의 결합력이 다소 약해집니다. 이러한 모순을 어떻게 균형 있게 조절할 것인지에 대한 연구가 필요하며, 일반적으로 1~9mm 범위의 길이로 단섬유 탄소섬유 강화 플라스틱 펠릿을 제작합니다.
탄소 섬유와 수지 사이의 접착 강도를 향상시키는 또 다른 방법은 사이징제를 사용하는 것입니다. 일반적으로 탄소 섬유 표면에는 사이징제가 도포되어 있습니다.탄소 섬유공장에서 사용되는 이 소재는 포장, 운송 및 작업 과정에서 탄소 섬유에 보풀이 생기는 것을 방지하는 동시에 탄소 섬유와 수지를 결합하여 접착 강도를 향상시키는 역할을 합니다.
하지만 이 사이징제는 기본적으로 열경화성 수지용입니다. 펠릿 제조에 사용되는 대부분의 수지는 열가소성 수지이므로 사이징제를 재조정해야 합니다. 한 가지 방법은 기존 사이징제를 소각하고 새로운 사이징제 층을 만드는 것이고, 다른 방법은 기존 사이징제를 기반으로 다시 사이징하는 것으로, 이를 2차 사이징이라고 합니다.
사출 성형용 과립을 만드는 것 외에도,잘게 자른 탄소 섬유탄소 섬유 매트나 탄소 섬유 종이와 같은 다른 용도로도 사용됩니다. 필요한 잘게 자른 탄소 섬유의 길이는 과립 형태에 사용되는 잘게 자른 섬유의 길이보다 더 깁니다.
또한, 무작위로 절단된 탄소 섬유 외에도 묶음으로 절단된 탄소 섬유도 존재합니다. 이 단섬유는 탄소 섬유 다발을 특정 유형으로 절단하기 전에 단섬유 형태로 절단된 후, 묶음으로 절단된 특성을 가지며, 함유된 수지량이 다른 단섬유보다 훨씬 많습니다.
게시 시간: 2024년 10월 8일
