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유리섬유의 공업재료로서의 매력

전문가 제언: ○ 보강 충전재를 활용한 복합기술은 수지의 성능향상에 중요한 개질기술이며, 각종의 섬유보강 복합재료가 일상품을 필두로 자동차, 전기전자 및 정보기기, 우주항공 등 다양한 산업분야에서 폭넓게 활용되고 있다. 그 중에서도 유리섬유는 가장 오래 전에 개발된 무기섬유로서 수지의 인장강도, 강성, 내열성, 내구성 등을 향상시켜 일반 범용수지에서부터 공업용수지에 이르기까지 광범위하게 이용되고 있다.

○ 현재 가장 많이 사용되는 유리섬유는 E 유리로서 알칼리 성분이 없으며, 알칼리 대신에 붕산을 첨가한 붕소규산유리의 일종이다. E 유리는 기계강도, 전기특성, 화학특성 및 가격 측면에서 밸런스를 갖추고 있어 전 세계에서 생산되는 유리섬유의 대부분이 E 유리가 원료이다. E 유리 이외에도 특정 용도의 조성에 의해 인장강도를 높인 S 유리, 시멘트 보강용으로 내알칼리성을 향상시킨 AR 유리 등이 있다.

○ 이 글에서는 N. Hirayama 등이 지금까지 밝혀지지 않은 유리섬유가 가지고 있는 “미지의 특성”을 발견함으로써 유리섬유를 「오래된 새로운 소재」로서의 용도확대 가능성을 시사하고 있다. 유리섬유는 제조조건에 따라 이종의 단면 형상 및 변형속도를 빠르게 함으로써 인장강도 등의 향상과 첨가량의 저감이 가능할 뿐만 아니라 극저온 환경 하에서 오히려 강도가 증대됨이 밝혀짐으로써 신규 용도개발이 기대된다.

○ 또한, 유리섬유의 보강효과를 충분히 발휘시키기 위해서는 계면제어가 매우 중요하다. 유리섬유강화수지의 계면은 단순히 수지와 유리섬유의 계면이라기보다는 용적을 가진 계면의 상으로 고려할 필요가 있다. 또한, 여러 개의 계면이 존재하기 때문에 유리섬유강화수지의 강도를 결정하는 가장 약한 계면을 찾아내어 보강하는 것이 중요하다.

○ (주)글로벌인포메이션의 보고서에 따르면, 세계 유리섬유 시장은 2012년에 990만 톤(222억 달러), 2016년에는 1,280만 톤(305억 달러)에 이를 것으로 전망하고 있다. 우리나라에서도 현재 유리섬유 생산과 사용량이 막대한 양에 이르고 있으므로 생산제품의 품질향상과 용도개발을 위한 연구투자 및 인력의 확대가 요구된다.

저자: N. Hirayama
자료유형: 학술정보