카본 파이버 토우 사양에 대한 자세한 설명: 1K, 3K, 6K, 12K... 차이점은 무엇인가?

카본 파이버 제조는 폴리아크릴로니트릴(PAN) 또는 레이온과 같은 프리커서 소재에서 시작됩니다. 이러한 프리커서들은 복잡한 화학 처리, 가열, 신장 및 궁극적으로 탄소화 과정을 거쳐 초고강도의 미세 섬유인 "필라멘트(filaments)"로 변합니다. 실제 응용 분야에서는 수천 개의 필라멘트를 함께 묶어 "토우(tows)"라고 부르는 형태로 만듭니다. 토우 사양(예: 1K, 3K, 6K, 12K)은 그 안에 포함된 필라멘트의 수에 따라 결정됩니다.

"K" 표기의 의미 이해하기:

"K"는 "킬로(kilo)"(천)를 의미합니다.

1K 토우 : 약 1,000개의 탄소 필라멘트를 포함함.

3K 토우 : 약 3,000개의 탄소 필라멘트를 포함함.

6K 토우 : 약 6,000개의 탄소 필라멘트를 포함함.

12K 토우 : 약 12,000개의 탄소 필라멘트를 포함함.

간단히 말해: 낮은 K-값은 더 고운, 가벼운, 유연한 토우를 나타냅니다; 높은 K-값 더 두껍고, 더 단단하며, 더 무거운 타우를 나타냅니다. K-값 선택은 최종 탄소 섬유 직물의 특성과 적용 결과에 직접적인 영향을 미칩니다.

타우 사양 간의 핵심 차이점:

외관 및 질감 :

저-K 타우(예: 1K, 3K) : 고운 질감, 조밀한 패턴, 세련된 외관을 가진 직물(예: 평직, 트윌)을 제작합니다. 가시성이 중요한 표면에 이상적입니다.

고-K 타우(예: 12K) : 뚜렷하고 강한 패턴과 거친 외관을 가진 직물을 생산합니다.
*요약: 세련된 표면에는 저-K(1K, 3K)를 선택하고, 구조적으로 강렬한 외관에는 고-K(12K)를 선택하세요.*

무게 및 두께 :

동일한 직물 구조에서, 높은 K-값 더 두껍고 무거운 직물을 만듭니다. 12K 타우는 3K 타우보다 4배 더 많은 필라멘트를 포함하고 있어 단위 면적당 섬유 함량이 높아집니다(단위 면적당 무게(gsm) 증가). 이는 고-K 직물이 대형 부품이나 신속한 두께/강도 증가에 보다 효율적임을 의미합니다.

유연성 및 가공성 :

저-K 타우(예: 3K) : 우수한 드레이퍼빌리티를 갖춘 얇고 부드러운 직물입니다. 브리징이나 주름 없이 복잡한 몰드와 급격한 곡면에 완벽하게 적응합니다. 복잡한 형상에 적합합니다.

고-K 타우(예: 12K) : 급한 커브에서 브리징이나 주름이 발생하기 쉬운 더 뻣뻣한 직물입니다. 평평한 패널이나 완만한 곡면에 더 적합합니다.

강도(핵심 설명) :

강도/탄성 계수는 개별 필라멘트 의 K-값과는 무관하며, 이는 섬유 등급(T300, T700, T1000 등)에 따라 결정됩니다.

복합재의 강도는 다음 요소에 의해 결정됩니다: 섬유 등급, 수지 특성, 적층 설계 및 제조 품질 .

간접적인 K-값 영향 : 더 굵은 타우(tows)(예: 12K)는 직물의 꼬임으로 인해 약간의 성능 저하가 있을 수 있습니다. 그러나 실제로는 설계와 가공 조건이 강도 결과를 좌우합니다.

비용 :

K 값이 높은 타우(tows) 일반적으로 단위 중량당 비용이 더 저렴합니다. 필라멘트를 더 많이 묶는 방식(예: 12K vs. 4x3K)은 생산 효율성을 향상시킵니다.

수지 침투성 (핵심 공정 요소) :

저-K 타우(예: 3K) : 더 큰 표면적과 짧은 수지 흐름 경로는 충분한 침투를 가능하게 하여 복합재의 품질을 높이는 데 기여하며, 이로 인해 공극/건조 부위가 최소화됩니다.

고-K 타우(예: 12K) : 코어(Core) 내부까지 수지가 침투하는 것은 어렵습니다. 불충분한 가공은 중심부가 마르는 현상을 유발할 수 있으며, 이는 약점으로 작용할 수 있습니다. 고급 기술(예: RTM, 진공 주입)이 필수적인 경우가 많습니다.

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