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과열 수증기를 이용한 CFRP의 리사이클 기술 개발

전문가 제언: ○ 탄소섬유의 원료에는 아크릴로나이트릴섬유(PAN계)와 피치계의 두 가지가 있다. 탄소섬유는 모두 고온 열처리로 탄소화하여 제조되며, 미세한 흑연결정 구조를 가진 탄소물질이다. 탄소섬유강화 플라스틱(CFRP)은 강도와 탄성률이 높고, 경량이라는 특성 때문에 각종 운동기기와 일용품에서부터 PC의 외장, 풍력발전기의 블레이드, 자동차부품, 항공기 구조체, 토목 건축분야, 우주개발 분야까지 용도가 확대되고 있다.

○ 탄소섬유는 제조비용이 높고, 수요확대에 따라서 CFRP 폐기물이 대량으로 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제를 동시에 해결하는 방법은 폐기되는 CRRP를 저렴하게 회수할 수 있는 리사이클링 기술 확립이 필요하다. 복합재료의 리사이클링은 물질의 복합구성, 열경화성 수지의 교차결합 특성, 다른 물질과 융합 등으로 상당히 어렵다. 그간에 대부분의 CFRP 폐기물은 매립을 하고 있었으나, 만족스러운 해법이 아니다.

○ 탄소섬유의 리사이클링 프로세스는 크게 기계적 리사이클링, 열분해, 유동상을 이용한 산화, 화학적 리사이클링 등이 있다. 구체적으로 많이 연구되어 있는 방법으로는 열분해법, 상압 용해법, 초임계-아임계 유체법 등이 있다. 이 문헌은 과열 수증기를 이용하여 CFRP의 리사이클 기술을 개발한 연구에 대해 소개하고 있다.

○ 국내에서는 효성과 태광산업이 탄소섬유 사업에 진출하였으며, 세계 최대 기업인 Toray도 한국 생산시설에 대한 증설을 추진하고 있다. 세계 탄소섬유 시장의 약 70%를 일본회사가 점유하고 있다. 국내 탄소섬유 수요는 2500톤으로 보고 있으나, 생산량은 5900톤으로 경쟁이 치열할 것으로 예상된다.

○ CFRP는 일본의 대표적인 기술이며, 현재는 CFRP의 리사이클링 기술도 일본이 가장 앞서있다. CFRP의 수요가 확대될수록 리사이클링에 대한 요구도 높아 질것이다. 그러나 국내에서는 관련된 연구가 미진한 편이다. 탄소섬유를 생산하는 우리도 리사이클링 기술에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.

저자: Masashi WADA et al,
자료유형: 학술정보