현재 유리섬유 산업의 현황을 알고 계시나요?

소개유리 섬유

유리 섬유는 납석, 석영 모래, 석회석과 같은 천연 무기 비금속 광물로 만든 고성능 무기 비금속 재료입니다.- 특정 공식에 따라 고온 용융, 인발, 권취 등 일련의 공정을 거쳐 생산됩니다.- 우수한 절연성, 높은 기계적 강도, 강한 내열성, 우수한 내식성 등의 장점을 갖고 있으며 자동차, 전자, 풍력 발전, 조선, 항공 우주, 건설, 석유 및 화학 산업에서 널리 사용됩니다. 일반적으로 보강재로 사용되며, 복합재료로서 다양한 산업분야에 적용됩니다.

 

유리 섬유는 알칼리 금속 산화물 함량, 섬유 특성, 모노필라멘트 직경 및 섬유 외관을 포함하여 여러 가지 방법으로 분류될 수 있습니다. 알칼리 금속 산화물(보통 Na2O 및 K2O)의 총 함량을 기준으로 무알칼리-유리섬유(E 유리섬유), 중-알칼리 유리섬유(C 유리섬유), 고-알칼리 유리섬유(A 유리섬유)로 구분할 수 있습니다.

 

E 유리 섬유는 알칼리 금속 산화물 함량이 1% 미만인 알루미노보로실리케이트로 만들어집니다. 전 세계적으로 유리 섬유의 90% 이상이 E-유리 섬유입니다.

 

E-유리 섬유는 전기 절연성과 기계적 특성이 우수하지만 내산성이 좋지 않아 산성 환경에 적합하지 않습니다. 전기 절연이 필요한 용도나 보강재로 널리 사용됩니다.

 

중간-알칼리 유리 섬유에는 일반적으로 알칼리 금속 산화물이 8%~12% 포함되어 있습니다. C-유리섬유는 전체 유리섬유 생산량의 약 5%를 차지합니다. C-유리섬유는 내산성이 강하지만 E-유리섬유에 비해 전기적 특성이 낮고 기계적 강도도 낮습니다. 그러나 화학적 부식에 강하고 산성 저장 탱크, 전기 도금 탱크는 물론 기계적 강도 요구 사항이 낮은 보강 아스팔트 지붕 재료에도 사용할 수 있습니다.

 

-유리 섬유에는 일반적으로 14.5% 이상의 알칼리 금속 산화물이 포함되어 있습니다. -유리 섬유는 내수성이 낮습니다. 물에 노출되면 물로 만든 제품은 금방 부서지기 쉽고 강도가 떨어져 사용할 수 없게 됩니다. 이는 대부분 단계적으로 폐지되었습니다.

 

주류 생산 방법

 

연속 유리 섬유의 주요 생산 방법은 도가니 드로잉과 탱크로 드로잉입니다. 생성된 유리섬유 모노필라멘트의 직경은 일반적으로 1.5μm~25μm이며, 대부분 4μm~14μm입니다.

 

(1) 도가니 드로잉 방법: 먼저 특정 조성의 다양한 원료를 분쇄한 후 유리 탱크 로에 넣고 약 1500도의 고온에서 녹입니다. 그런 다음 볼 제조 기계(그래서 "볼 공법"이라고 함)를 사용하여 특정 직경의 유리구를 형성합니다. 그런 다음 유리 구를 백금 배플판이 들어 있는 도가니에 추가하고 회전 용융물로 재용해합니다. 이 용융물은 백금 배플판의 노즐에서 흘러나와 연속 유리 섬유로 그려집니다. 이 방법은 에너지 소비가 많고 노동 생산성이 낮으며 성형 공정이 불안정하여 대부분 단계적으로 폐지되었습니다.

(2) 탱크로 드로잉 방법: 이 방법은 볼-만들기 과정을 생략합니다. 유리 용융물이 백금-로듐 합금 다공성 배플판의 구멍에서 흘러나온 후 고속 연신기에 의해 연속 유리 필라멘트로 당겨집니다.- 생성된 유리 용융물은 섬유로 직접 인발되므로 "직접 인발 방법" 또는 "1{6}}단계 방법"이라고 합니다. 또한, 도가니 드로잉 방식에 비해 탱크로 방식은 생산 능력이 더 높고, 공정 제어성이 우수하며, 제품 품질이 더 안정적입니다.

 

유리섬유 개발의 역사

 

1930년대에 Owens-Illinois Glass Company와 Corning Glass Factory가 합병되어 Owens Corning Fiberglass Company가 탄생했습니다. 제2차 세계대전 이후 세계 유리섬유 산업은 생산 기술이 지속적으로 향상되면서 급속도로 발전하여 PPG Industries(미국), Saint{3}}Gobain Group(프랑스), Nittobo(일본) 등 수많은 유리섬유 회사가 탄생했습니다. 우리나라의 유리섬유 산업은 1958년에 시작되었습니다. 개혁개방 이전에는 주로 국방산업과 군사산업에 사용되었습니다. 개혁 개방 이후 민간용으로 전환되어 급속도로 발전했습니다. 시장 수요가 지속적으로 확대됨에 따라 최근 몇 년 동안 우리나라의 유리 섬유 원사 생산량은 해마다 증가하고 있습니다. 2023년 우리나라의 총 유리섬유 원사 생산량은 723만 톤에 달해 전년 대비--5.2% 증가했습니다.

 

현황 및 문제점

 

①. 고성능 유리섬유 및 강화복합제품의 소규모 및 품질 현재 우리나라의 유리섬유 생산 능력, 산출량, 생산 기술 수준은 세계 최고 수준이지만, 저가형 제품의 생산 과잉 및 심각한 균질화 상황에 직면해 있는 반면, 고급형 제품은 공급 부족과 경쟁력 저하로 어려움을 겪고 있습니다. 해외의 고성능 유리섬유 품종 규모에 비해 우리나라의 다양한 고성능 유리섬유 제품 규모는 상대적으로 작습니다.- 현재 내알칼리성, 고강도-, 저-유전체, 불규칙-형, 복합, 체색,-체색, 고-실리카, 석영, 현무암 실 등 다양한 고성능 특수 유리섬유 원사(고-탄성률 및 초극세 실 제외)의 생산량은 약 1%에 불과합니다. 총 유리섬유 생산량의 따라서 고성능 유리 섬유 및 제품의 생산량과 품질은 고급 시장의 요구를 완전히 충족할 수 없습니다.-

②. 유리섬유 및 제품 제조 기술 및 장비의 R&D 부족

우리나라의 일반 유리섬유 제조 기술과 장비는 국제적인 선진 수준에 접근하거나 도달했지만, 고강도, 저-유전율, 고{3}}실리카 유형과 같은 고성능 특수 유리섬유의 제조는 기계적 특성, 전기적 특성, 내열성과 같은 주요 지표에서 여전히 심각한 과제에 직면해 있습니다. 또한, 고성능 유리섬유 부품 및 성능의 최적화 설계, 사이징제 및 특수 필름 형성제, 섬유 제품의 심층 가공 등 핵심 기술이 상대적으로 취약하고 생산 장비 수준이 낮아 고품질, 대규모 생산 및 산업화를 위한 고성능 유리섬유 개발을 방해하고 있습니다.

③. 기업 간 지능형 제조의 불균등한 발전

유리섬유 산업의 선두 기업과 핵심 백본 기업은 지능형 제조를 매우 중시하며 지능형 업그레이드에 대한 강력한 동기와 역량을 입증하고 지능형 개발에서 탁월한 수준과 결과를 보여줍니다. 그러나 중소기업은{1}}자금 부족, 기술 축적 ​​부족, 인재 부족 등의 요인으로 인해 지능형 제조를 촉진할 동기와 역량이 부족합니다. 이러한 기업은 지능적 혁신 과정에서 높은 장비 업그레이드 비용, 신기술 적응 및 숙달의 어려움, 시장 경쟁에서 비용 우위를 유지해야 하는 압력 등의 과제에 직면해 있습니다. 결과적으로 지능 업그레이드 및 변환에 투자할 동기가 부족하여 지능 개발이 느려집니다.

 

네 가지 개발 권장 사항

 

유리 섬유 제품의 성능을 더욱 향상시키기 위해 핵심 기술 연구에 중점을 둡니다.

산업 체인과 공급 체인의 핵심 링크에 대한 독립적인 통제 촉진을 가속화합니다.

유리 섬유의 친환경 저탄소-개발을 촉진합니다.

유리섬유 산업의 전반적인 지능적 발전을 촉진합니다.