폐유리를 활용한 재활용제품 생산 기초 연구

국문 초록 (Abstract)

국내 폐유리 발생량은 2013년 기준으로 약 65만톤에 이르며 폐유리 이용량은 약 49만톤으로 나타나 재활용률은 75.6%로 나타났다. 하지만 폐유리병의 재활용을 제외한 기타 폐유리의 재활용율은 16%로 나타나 매우 저조한 실정이다. 국외 폐유리 재활용은 폐유리를 종류별로 구분하여 각 원료에 따른 재활용 기술을 확보하여 상용화하는 단계에 이르렀다. 그러나 국내 폐유리 재활용 기술은 대부분 유리병 재활용에 의존하고 있으며, 다양한 종류의 폐유리에 대한 재활용 기술 확보가 필요한 실정이다.
본 연구에서는 기존 폐유리 재활용 공정 중 소성 공정의 높은 에너지 소비로 인한 공정의 경제성 확보가 어려운 점을 보완하고자 하였으며, 폐유리 분말이 폐플라스틱이 녹는 온도에서 사출하여 고분자 수지에 폐유리 분말이 혼입되는 기술을 적용하였다. 또한 폐유리는 중량기준으로 최대 70%, 폐플라스틱은 30%까지 적용하여 가격 경쟁력을 확보하고자 하였다.
폐유리와 폐플라스틱을 활용한 시제품 생산에 대한 기초 연구로써 폐유리를 분쇄하여 미립화하는 실험과 폐유리 분말을 혼합한 플라스틱 사출 실험을 실시하였으며, 제조된 시제품에 대하여 열변형성, 인장강도, 신율 등의 물성을 분석하였다. 폐유리 분쇄는 V-볼링기를 이용하여 실시하였으며, 모니터 유리, 자동차 유리, 사이다병유리, 맥주병 유리를 실험 재료로 이용하였다. 폐유리의 분쇄 정도를 파악하기 위하여 분쇄 시간에 따라 폐유리 분말 시료를 채취하였으며, 채취한 시료는 PSA 분석을 통하여 입도 분포를 검토하였다. 폐유리와 혼합한 폐플라스틱의 사출 실험은 다대식 방식의 사출기를 이용하여 진행하였으며 블록과 컵, 인장시편을 제조하기 위하여 사출 금형을 제작하였다. 사출기에 폐유리와 폐플라스틱의 혼합 재료를 주입하는 압력은 45bar이며, 사출온도는 180℃로 설정하였다. 사출을 통하여 제조된 시제품은 캐릭터 블록과 컵이며, 사출 원료를 각기 달리하여 총 6가지의 시제품을 제조하였다. 또한 인장시편은 인장강도와 신율의 분석을 위하여 제조하였으며, 사출 원료에 따라 총 4가지의 인장시편을 사출 제조하였다. 제조된 시제품은 저온 및 고온에서의 열변형성과 회분을 분석하였고 인장시편은 인장강도, 신율, 회분을 분석하였으며, 모든 분석은 공인인증기관에서 플라스틱 일반 시험 방법 시험 KS M ISO 868에 의하여 진행되었다.