This paper reports a study on a method for achieving lightweight thermoplastic laminate composites referred to as tow spreading technology. Thickness of an unspread 12 K carbon fiber tow is reduced by increasing the tow width from 7 mm to 20 mm. The polypropylene (PP) film was used to stabilize and impregnate the spread tow, covering it into a partially consolidated prepreg: 12 K carbon fiber spread tow/PP. Laminates were fabricated from the spread tow prepreg and control laminate composites were produced from unspread tow prepreg consisting of 12 K carbon fiber and PP. The void content, tensile and flexural properties of the composite laminates were investigated. Consequently, the spread tow laminate composite exhibited lower void content and improved mechanical properties.

본 연구는 탄소섬유 펼침 기술을 이용한 적층 복합재료의 특성을 평가하였다. 섬유 펼침 기술이 적용되 어 기존 12 K 탄소섬유 토우의 폭이 7 mm에서 20 mm로 늘어나면서 두께가 더 얇아졌다. 폴리프로필렌 필름을 spread tow에 함침시켜 프리프레그를 만들고 이를 적층 후 열압축 성형을 통해 시편을 제조하였으며 이들의 기공함유량 및 인장, 굴곡 시험을 통해 물리적, 기계적 물성을 평가하였다. 그 결과, 탄소섬유 펼침 기술이 적용된 적층 복합 재료의 기공함유량이 기존의 섬유 토우를 사용한 것보다 작게 나타났고, 섬유함유량이 낮았음에도 불구하고 기계 적 물성이 향상됨을 알 수 있었다.

Keywords: Carbon fiber, Polypropylene, Spread tow, Prepreg, Laminate composites

Keywords: 탄소섬유, 폴리프로필렌, 펼쳐진 섬유, 프리프레그, 적층 복합재료