KR101993960B1 - 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물은 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상인 탄소 섬유 스테이플 10 내지 60 중량% 및 열가소성 수지 섬유 40 내지 90 중량%를 포함하는 방적사의 직조물이며, 상기 탄소 섬유 스테이플은 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩을 900 내지 1,400℃에서 탄화시킨 것을 특징으로 한다. 상기 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물은 탄소 섬유 강화 플라스틱 제품 제조 시 발생하는 스크랩(scrap)으로부터 제조된 탄소 섬유 스테이플을 포함하는 것으로서, 기계적 물성 등의 저하 없이, 경제적으로 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩(CFRP scrap)을 재활용할 수 있고, 성형 시, 사이클 타임(cycle time)이 짧아 생산성이 높고, 방향성이 거의 없고 우수한 굴곡탄성률을 갖는다.

Description

탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품{WOVEN TEXTILE FABRIC FOR CARBON FIBER REINFORCED PLASTIC AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 탄소 섬유 강화 플라스틱 제품 제조 시 발생하는 스크랩(scrap)으로부터 제조된 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품(탄소 섬유 강화 플라스틱 제품)에 관한 것이다.
탄소 섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastics: CFRP)은 금속에 비해 매우 가볍고, 높은 강성 등을 가져 차세대 복합소재로 주목 받고 있으며, 자동차, 항공기 등의 경량화 구조체 등으로 사용되고 있다.
탄소 섬유 강화 플라스틱은 자체 가공방법이 매우 복잡하고, 주로 자동화 방식을 채택하고 있어 제품을 제작한 후 발생되는 잔여물인 CFRP 스크랩(scrap)이 많이 발생하지만, 이를 폐기하거나 적당한 재활용 방법을 찾는데 어려움이 있다.
CFRP 스크랩의 대표적인 재활용 방법으로는 CFRP 스크랩을 잘게 잘라 태우거나 마스터 배치화하여 컴파운딩 제품에 투입하는 방법 등이 있으나, 이러한 방법은 공정이 복잡하며 효율이 낮아 널리 사용되지 않는다. 더욱이, 탄소 성분의 함량이 높은 탄소 섬유는 인장 탄성률(tensile modulus)이 높아 가공 과정에서 단사화되거나, 부서질 수 있으므로, 탄소 섬유를 포함하는 CFRP 스크랩을 재활용할 경우, 이로부터 성형품을 제조하기 어렵거나, 탄소 섬유 단사화로 인한 성형품의 기계적 물성, 전도성 등이 저하될 수 있다.
따라서, 기계적 물성 등의 저하 없이, 경제적으로 CFRP 스크랩을 재활용한 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품(탄소 섬유 강화 플라스틱 제품)의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 2013-0139857호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 기계적 물성 등의 저하 없이, 경제적으로 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩(CFRP scrap)을 재활용할 수 있는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 성형 시, 사이클 타임(cycle time)이 짧아 생산성이 높고, 방향성이 거의 없고 우수한 굴곡탄성률을 갖는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 한 관점은 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물에 관한 것이다. 상기 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물은 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상인 탄소 섬유 스테이플 10 내지 60 중량% 및 열가소성 수지 섬유 40 내지 90 중량%를 포함하는 방적사의 직조물이며, 상기 탄소 섬유 스테이플은 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩을 900 내지 1,400℃에서 탄화시킨 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 방적사는 평균 직경이 0.5 내지 3.0 mm일 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 ASTM D3379에 의거하여 측정한 인장 탄성률이 100 내지 1,000 GPa일 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 평균 직경이 5 내지 10 ㎛, 평균 길이가 20 내지 100 mm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 섬유는 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 아크릴계 섬유 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 섬유는 평균 직경이 5 내지 30 ㎛, 평균 길이가 10 내지 110 mm일 수 있다.
구체예에서, 상기 직조물은 열가소성 수지를 더 함침시킨 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 직조물은 압축 성형하여 제조한 두께 1/8"의 물성평가용 시편을 ASTM D256에 의거하여 측정한 노치 아이조드 충격강도가 3.5 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
구체예에서, 상기 직조물은 시편의 길이 방향(X축 방향) 및 시편의 길이 방향에 직교하는 방향(Y축 방향)으로 압축 성형하여 제조한 두께 1/4"의 물성평가용 시편을 ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡탄성률이 5 내지 35 GPa이고, 상기 X축 방향으로 성형한 시편의 굴곡탄성률 및 상기 Y축 방향으로 성형한 시편의 굴곡탄성률의 차이가 -5 내지 5%일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상인 탄소 섬유 스테이플 10 내지 60 중량% 및 열가소성 수지 섬유 40 내지 90 중량%를 혼방하여 방적사를 제조하고; 그리고 상기 방적사를 직조하는; 단계를 포함하며, 상기 탄소 섬유 스테이플은 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩을 900 내지 1,400℃에서 탄화시킨 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플과 열가소성 수지 섬유를 혼방하여 방적사를 제조하는 단계는 카딩, 코밍 및 정방 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 성형품은 상기 직조물을 압축 성형하여 제조될 수 있다.
본 발명은 기계적 물성 등의 저하 없이, 경제적으로 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩(CFRP scrap)을 재활용할 수 있고, 성형 시, 사이클 타임(cycle time)이 짧아 생산성이 높고, 방향성이 거의 없고 우수한 굴곡탄성률을 갖는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따라 제조된 방적사의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 직조물의 모식도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 상기 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물은 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상인 탄소 섬유 스테이플 10 내지 60 중량% 및 열가소성 수지 섬유 40 내지 90 중량%를 포함하는 방적사를 직조하여 제조된 직조물이다. 여기서, 상기 탄소 섬유 스테이플(staple)은 탄소 섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastics: CFRP) 제품 제조 시 발생하는 잔여물인 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩(CFRP scrap) 등으로부터 제조(재활용)되는 것이다. 예를 들면, 상기 탄소 섬유 스테이플은 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩을 900 내지 1,400℃, 예를 들면 1,000 내지 1,300℃에서 탄화시킨 것일 수 있다. 상기 온도 범위에서 97 중량% 이상의 탄소 성분을 포함하는 탄소 섬유 스테이플을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer: TGA)로 측정한 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상, 예를 들면 98 내지 99.9 중량%일 수 있고, 현미경으로 측정한 평균 직경(D50)이 5 내지 10 ㎛, 예를 들면 6 내지 8 ㎛일 수 있으며, 평균 길이가 20 내지 100 mm, 예를 들면 30 내지 90 mm일 수 있다. 상기 탄소 섬유 스테이플의 탄소 성분 함량이 97 중량% 미만일 경우, 탄소 섬유 스테이플의 인장 탄성율이 저하될 우려가 있고, 상기 탄소 섬유 스테이플의 평균 직경이 5 ㎛ 미만일 경우, 방적사 제조시 작업성이 저하되고 전도성이 저하될 우려가 있고, 10 ㎛를 초과할 경우 탄소 섬유 스테이플이 쉽게 부서질 우려가 있으며, 상기 탄소 섬유 스테이플의 평균 길이가 20 mm 미만일 경우, 탄소 섬유 스테이플의 인장 탄성율이 저하될 우려가 있고, 100 mm를 초과할 경우, 방적사 제조 시, 카딩 단계에서 작업성이 저하되어 생산성이 떨어질 우려가 있다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 ASTM D3379에 의거하여 측정한 인장 탄성률이 100 내지 1,000 GPa, 예를 들면 110 내지 990 GPa일 수 있다. 상기 범위에서 탄소 섬유 스테이플을 포함하는 방적사의 인장 탄성률 등 기계적 물성이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 방적사 전체 100 중량% 중, 10 내지 60 중량%, 예를 들면 10 내지 50 중량%, 구체적으로 15 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 탄소 섬유 스테이플의 함량이 방적사 전체 100 중량% 중, 10 중량% 미만일 경우, 직조물을 이용하여 성형한 성형품의 굴곡탄성률 저하 등의 우려가 있고, 60 중량%를 초과할 경우, 직조물을 이용하여 성형한 성형품의 내충격성 저하 등의 우려가 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 섬유는 통상적인 합성 섬유 또는 열가소성 수지 조성물에 사용되는 열가소성 수지를 섬유 형태로 제조한 것일 수 있다. 예를 들면, 탄소 섬유 강화 플라스틱 제품에 사용되는 열가소성 수지와 동일한 성분의 열가소성 수지 섬유를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 섬유는 아라미드 섬유, 나일론 섬유 등의 폴리아미드 섬유; 폴리에스테르 섬유; 아크릴계 섬유; 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 섬유는 현미경으로 측정한 평균 직경(D50)이 5 내지 30 ㎛, 예를 들면 6 내지 25 ㎛일 수 있으며, 평균 길이가 10 내지 110 mm, 예를 들면 20 내지 100 mm일 수 있다. 상기 범위에서 기계적 물성 등이 우수한 방적사가 제조될 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 섬유는 방적사 전체 100 중량% 중, 40 내지 90 중량%, 예를 들면 50 내지 90 중량%, 구체적으로 55 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 열가소성 수지 섬유의 함량이 방적사 전체 100 중량% 중, 40 중량% 미만일 경우, 직조물을 이용하여 성형한 성형품의 내충격성 저하 등의 우려가 있고, 90 중량%를 초과할 경우, 직조물을 이용하여 성형한 성형품의 굴곡탄성률 저하 등의 우려가 있다.
구체예에서, 상기 방적사는 상기 탄소 섬유 스테이플과 상기 열가소성 수지 섬유를 혼방하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩을 900 내지 1,400℃, 예를 들면 1,000 내지 1,300℃에서 탄화시켜 탄소 섬유 스테이플을 제조하고; 그리고 상기 탄소 섬유 스테이플과 열가소성 수지 섬유를 혼방하여 방적사를 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 방적사는 측정한 평균 직경(D50)이 0.5 내지 3.0 mm, 예를 들면 1.0 내지 2.5 mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 탄화 공정에 의해 제조된 탄소 섬유 스테이플(혼방 전 스테이플)은 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer: TGA)로 측정한 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상, 예를 들면 98 내지 99.9 중량%일 수 있고, 현미경으로 측정한 평균 직경(D50)이 5 내지 10 ㎛, 예를 들면 6 내지 8 ㎛일 수 있고, 평균 길이가 60 내지 120 mm, 예를 들면 65 내지 115 mm일 수 있다. 상기 범위에서, 탄소 섬유 스테이플을 포함하는 방적사 제조시 생산성이 우수하고 방적사의 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 ASTM D3379에 의거하여 측정한 인장 탄성률이 100 내지 1,000 GPa, 예를 들면 110 내지 990 GPa일 수 있다. 상기 범위에서 탄소 섬유 스테이플을 포함하는 방적사의 인장 탄성률 등 기계적 물성이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소 섬유 스테이플과 열가소성 수지 섬유를 혼방하여 방적사를 제조하는 단계는 카딩, 코밍, 및 정방 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 카딩(carding) 단계는 각 스테이플 및 섬유를 평행으로 배열하고 빗질하여 굵은 슬라이버(sliver)를 제조하는 단계이고, 상기 코밍(combing) 단계는 상기 슬라이버를 다시 곱게 빗질하는 단계이고, 상기 정방(spinning) 단계는 슬라이버를 당겨 늘리고 100 내지 200 TPM(Twist per Meter)으로 꼬임을 주어 방적사를 완성하고 감는 공정일 수 있다. 또한, 선택적으로, 카딩 단계 전에 탄소 섬유 스테이플이 부서지는 것을 최소화하기 위한 전처리 단계를 추가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따라 제조된 방적사의 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방적사는 열가소성 수지 섬유(1)와 탄소 섬유 스테이플(2)이 혼합된 혼방사 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 직조물은 상기 방적사를 직조하여 제조될 수 있다. 상기 직조 방법은 공지된 직조 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 다수의 방적사(경사)를 길이 방향을 따라 공급하고; 그리고 상기 방적사(경사)에 대해 직교 방향으로 다수의 방적사(위사)를 엮는 단계를 포함하는 직조 방법에 따라 제조할 수 있다. 제조된 직조물(직조물)는 다양한 천 형태로 제조될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 직조물의 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 직조물은 다수의 방적사(경사, 10)에 다수의 방적사(위사, 20)가 엮어진 통상적인 직조물의 형태를 가질 수 있다.
구체예에서, 상기 직조물은 직조물에 열가소성 수지를 더 함침시킨 것일 수 있다. 상기 열가소성 수지는 통상적인 직조물에 사용되는 열가소성 수지를 사용할 수 있으며, 예를 들면 아라미드 수지; 나일론 등의 폴리아미드 수지; 폴리에스테르 수지; 아크릴계 수지; 에폭시 수지; 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 열가소성 수지는 전체 직조물 100 중량% 중, 상기 열가소성 수지 섬유와 합계량이 40 내지 90 중량%, 예를 들면 50 내지 90 중량%, 구체적으로 55 내지 85 중량%이 되도록 함침될 수 있다. 상기 범위에서 직조물의 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 직조물은 시편의 길이 방향(X축 방향) 및 시편의 길이 방향에 직교하는 방향(Y축 방향)으로 압축 성형하여 제조한 두께 1/4"의 물성평가용 시편을 ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡탄성률이 5 내지 35 GPa, 예를 들면 10 내지 30 GPa이고, 상기 X축 방향으로 성형한 시편의 굴곡탄성률 및 상기 Y축 방향으로 성형한 시편의 굴곡탄성률의 차이가 -5 내지 5%로 차이가 거의 없어, 구조가 복잡한 성형품도 부위별 물성이 균일하고 방향성이 없어 성형품의 휨 발생이 적은 장점이 있다.
구체예에서, 상기 직조물은 성형 시, 사이클 타임(cycle time)이 짧은 것으로서, 통상적인 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 제품의 성형 사이클 타임에 비해 4 내지 6배 단축시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 직조물은 통상적인 수지 함침 공정, 경화 공정 없이, 압축 성형 공정만으로 성형품을 제조할 수 있어, 성형 시 사이클 타임(cycle time)이 10 내지 60분, 예를 들면 20 내지 40분으로 짧다.
본 발명에 따른 성형품(탄소 섬유 강화 플라스틱 제품)은 상기 직조물로부터 형성된다. 예를 들면, 직조물을 한 겹 또는 여러 겹으로 겹쳐놓은 후 공지된 압축 성형법에 따라 성형하여 원하는 두께 및 모양을 갖는 성형품으로 제조될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 직조물은 기계적 물성 등의 저하 없이, 경제적으로 CFRP 스크랩을 재활용하여 제조되고, 간단한 성형 방법으로 다시 탄소 섬유 강화 플라스틱 제품(성형품)으로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
실시예 1 내지 4: 직조물 제조 및 이를 이용한 물성평가용 시편의 제조
탄소 성분의 함량이 50 중량%, 평균 직경(D50)이 6 ㎛, 평균 길이가 90 mm인 탄소 섬유를 포함하는 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩(CFRP scrap)을 1,300℃에서 탄화시켜, 탄소 성분의 함량이 98 중량%, 평균 직경(D50)이 6 ㎛, 평균 길이가 90 mm이고, 인장 탄성률이 250 GPa인 탄소 섬유 스테이플(A1)을 제조하였다. 이후, 제조된 탄소 섬유 스테이플(A1)과 평균 직경(D50)이 6 ㎛, 평균 길이가 90 mm인 열가소성 수지 섬유(나일론(PA6) 섬유, 제조사: KP켐텍)(B)를 하기 표 1에 기재된 함량으로 혼합하고, 카딩, 코밍 및 정방 단계를 거쳐 방적하여, 평균 직경(D50)이 1.5 mm인 방적사를 제조하였다. 제조된 방적사에서의 탄소 섬유 스테이플(A1)의 평균 직경(D50)은 6 ㎛이고, 평균 길이는 50 mm이었다. 제조된 방적사를 직조하여, 크기 100 cm × 100 cm × 1.5 mm인 천 형태의 직조물을 제조하고, 상기 직조물을 원하는 두께만큼 여러 겹 겹친 후 압축 성형하여 물성평가용 시편을 제조하였다. 상기 제조된 시편을 하기 물성 측정 방법에 따라, 굴곡탄성률, 내충격성을 측정하고 성형 시 사이클 타임을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1
(A2) 신재 탄소 섬유(탄소 성분 97 중량%, 평균 직경(D50) 6 ㎛)로 이루어진 방적사(평균 직경(D50) 1.5mm)를 제조하고 이를 이용하여 실시예 1과 같은 직조물을 제조하였다. 상기 직조물 50중량부를 에폭시(epoxy) 수지 용액 50중량부에 함침시킨 후 압축 및 경화하여 물성평가용 시편을 제조하였다.
물성 측정 방법
(1) 굴곡탄성률(단위: GPa): 직조물을 시편의 길이 방향(X축 방향) 및 시편의 길이 방향에 직교하는 방향(Y축 방향)으로 압축 성형하여 제조한 두께 1/4"의 물성평가용 시편을 ASTM D790에 의거하여, 만능 시험기(Universal Testing Machine, UTM)를 사용하여 굴곡탄성률(X축 방향, Y축 방향)을 측정하였다.
(2) 내충격성(단위: kgf·cm/cm): 직조물을 압축 성형하여 제조한 두께 1/8"의 물성평가용 시편을 ASTM D256에 의거하여 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(3) 사이클 타임(cycle time) 측정(단위: 분): 상기 실시예의 직조물 및 비교예 1의 수지 조성물을 사용하여, 각각 물성평가용 시편을 제조하고, 각각의 성형품 제조에 걸리는 총 시간을 측정하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1
(A1) (중량%) 50 40 30 20 -
(A2) (중량%) - - - - 50
(B) (중량%) 50 60 70 80 -
(C) (중량%) - - - - 50
굴곡탄성률(X축) 30 20 15 10 40
굴곡탄성률(Y축) 30 20 15 10 40
내충격성 4 5 7 10 3
Cycle time(min) 20~40 20~40 20~40 20~40 240~300
상기 결과로부터, 본 발명의 직조물은 97 중량% 이상의 탄소 성분 함량을 갖는 재활용 탄소 섬유 스테이플(A1)로부터 제조된 방적사로부터 제조되는 것으로서, 재활용 탄소 섬유 스테이플을 사용함에도 내충격성 등이 저하되지 않고, 방향성이 거의 없는 굴곡탄성률을 가져 성형품 부위별 물성이 균일하고 휨 발생이 적은 장점이 있으며, 성형 시 기존의 함침 공정이나 경화 공정을 거치지 않고 직접 압축 성형이 가능하기 때문에 사이클 타임이 짧아 경제적임을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (13)

  1. 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상인 탄소 섬유 스테이플 10 내지 60 중량% 및 열가소성 수지 섬유 40 내지 90 중량%를 포함하는 방적사의 직조물이며, 상기 탄소 섬유 스테이플은 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩을 900 내지 1,400℃에서 탄화시킨 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방적사는 평균 직경이 0.5 내지 3.0 mm인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 ASTM D3379에 의거하여 측정한 인장 탄성률이 100 내지 1,000 GPa인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄소 섬유 스테이플은 평균 직경이 5 내지 10 ㎛, 평균 길이가 20 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 섬유는 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 아크릴계 섬유 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 섬유는 평균 직경이 5 내지 30 ㎛, 평균 길이가 10 내지 110 mm인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 직조물은 열가소성 수지를 더 함침시킨 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 직조물을 압축 성형하여 제조한 두께 1/8"의 물성평가용 시편을 ASTM D256에 의거하여 측정한 노치 아이조드 충격강도가 3.5 kgf·cm/cm 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 직조물은 시편의 길이 방향(X축 방향) 및 시편의 길이 방향에 직교하는 방향(Y축 방향)으로 압축 성형하여 제조한 두께 1/4"의 물성평가용 시편을 ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡탄성률이 5 내지 35 GPa이고, 상기 X축 방향으로 성형한 시편의 굴곡탄성률 및 상기 Y축 방향으로 성형한 시편의 굴곡탄성률의 차이가 -5 내지 5%인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물.
  10. 탄소 성분의 함량이 97 중량% 이상인 탄소 섬유 스테이플 10 내지 60 중량% 및 열가소성 수지 섬유 40 내지 90 중량%를 혼방하여 방적사를 제조하고; 그리고
    상기 방적사를 직조하는; 단계를 포함하며,
    상기 탄소 섬유 스테이플은 탄소 섬유 강화 플라스틱 스크랩을 900 내지 1,400℃에서 탄화시킨 것인 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 탄소 섬유 스테이플과 열가소성 수지 섬유를 혼방하여 방적사를 제조하는 단계는 카딩, 코밍 및 정방 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물의 제조방법.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 탄소 섬유 강화 플라스틱용 직조물로부터 형성된 성형품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 성형품은 상기 직조물을 압축 성형하여 제조되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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