탄소섬유제조기술자

탄소섬유 제조공정을 설계하고 운용하는 직업이다.

탄소섬유제조기술자 직업 종사자가 업무를 수행하는 모습
탄소섬유제조기술자 직업 종사자가 업무를 수행하는 모습
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주요 업무

수행 직무

  • ▶ 탄소섬유의 원료는 셀룰로오스, 페놀수지, 석탄계 피치, 석유계 피치, 아크릴로니트릴 등 가운데에서 골라 정한다.
  • ▶ 중합체를 만드는 방법과 설비를 파악해 결정하는데, 원료 고분자의 중합이 그 목적이다.
  • ▶ 중합조건을 선정하고 적용한다.
  • ▶ 제조된 중합체의 물성부터 파악하고, 방사공정에 적합한지 따져 본 뒤 조치한다.
  • ▶ 중합체를 방사하는 방법에는 전기방사, 용융방사, 건식방사, 습식방사 등이 있고, 탄소섬유 전구체를 만들기 위한 방법을 선정한다.
  • ▶ 탄소섬유 전구체(Precursor)의 제조는 방사공정을 운용해서 이루어진다.
  • ▶ 전구체 섬유를 안정화하는 공정을 가동하는 일도 맡는다.
  • ▶ 저온탄화·고온탄화·흑연화를 아우르는 섬유탄화설비를 운용해 탄소섬유를 제조하는데, 재료는 안정화 섬유(열처리를 통한 안정화·산화 상태 이전의 섬유)다.
  • ▶ 제품 생산을 위해 후처리공정을 수행하며, 탄화섬유에는 표면처리와 사이징 등을 한다.

작업강도

가벼운 작업

작업장소

실내

육체활동

손사용, 시각

커리어 전망

방윤혁 한국탄소산업진흥원 원장은 초고강도 탄소섬유 국산화에 대해 수입에 의존하던 우주·항공·방산·미래 모빌리티 분야 탄소섬유 소재의 국산화가 기대된다고 평가했다.[1] 정부는 수소경제 활성화 로드맵에 따라 탄소섬유를 수소연료탱크의 핵심 소재로 보고 있으며, 수소차 보급이 늘어날수록 탄소섬유 수요도 함께 늘어날 것으로 전망하고 있다.[2] 풍력발전 분야에서도 3MW급 이상 발전기나 길이 40m를 넘는 블레이드에는 유리섬유 대신 탄소섬유가 쓰이는 사례가 늘고 있는데, 블레이드는 풍력발전기 생산비용의 약 24%를 차지하는 핵심 부품이다.[3]

워라밸 & 사회적 평가

워라밸

한국탄소산업진흥원은 탄소섬유를 비롯한 탄소소재 연구개발부터 설계·성형, 시험인증까지 이어지는 밸류체인에 맞춰 연구개발을 지원하며, 44종에 이르는 탄소복합소재 상용화 장비를 갖춘 탄소상용화기술센터를 운영한다.[4]

사회적 기여

한국탄소산업진흥원은 국내 유일의 탄소 관련 제품 시험평가·인증·표준화 기관으로서, 탄소소재부터 설계·성형, 시험인증에 이르는 탄소산업 밸류체인 전반에 걸쳐 탄소복합재 및 제품의 신뢰성 핵심기술을 개발하고 있다.[5]

여담

  • •

    탄소섬유는 원사 안에 탄소가 92% 이상 함유된 섬유로 철에 비해 무게는 1/4에 불과하지만 강도는 10배, 탄성은 7배에 이르며, 제조 방식은 크게 PAN계와 PITCH계로 나뉘는데 2012년 기준 세계 시장에서 PAN계가 96.2%, PITCH계가 3.8%의 점유율을 차지했다.[6]

  • •

    탄소섬유는 처음에는 셀룰로오스를 전구체로 만들어져 백열전구 필라멘트에 쓰였으나, 현재는 폴리아크릴로니트릴(PAN)이 주 전구체로 쓰인다.[7]

  • •

    효성첨단소재는 10월 12일 인장강도 6.4GPa, 탄성률 295GPa 이상의 초고강도 탄소섬유 'H3065(T-1000급)'를 개발해, 기존 주력 제품인 H2550(T-700급, 인장강도 5.5GPa)보다 강도가 높다.[8]

  • •

    효성첨단소재는 469억원을 투자해 전주공장 탄소섬유 생산라인을 3차 증설하고, 생산능력을 기존 6천500t(톤)에서 9천t으로 확대하기로 했다.[9]

  • •

    탄소섬유 표면을 오존 용액으로 처리해 접착성을 높이는 표면 처리 공정을 적용한 제조 방법이 국내 특허로 등록됐다.[10]