폐소형가전 품목별 흑색 플라스틱의 유해물질 분석

정밤빛,최태준,박은규,최우진,류병건 한국폐기물자원순환학회 2018 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.16 No.0

광명시 고형연료 제조 적용 사례 연구

정밤빛,박래준,박은규,최우진,이준화,지승일,박병호 한국폐기물자원순환학회 2009 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.8 No.0

폐가전 재활용 공정 플라스틱의 물리적 특성 분석

정밤빛,최태준,진동휘,박은규,최우진 한국폐기물자원순환학회 2017 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.15 No.0

폐소형가전 플라스틱 재질 특성 및 재활용가능성에 관한 연구

정밤빛,박은규,최우진 한국폐기물자원순환학회 2016 젊은 연구자 학술연구발표회 Vol.14 No.0

레이저유도붕괴분광법을 통한 폐소형가전 흑색 폐플라스틱의유해물질 특성 분석

정밤빛,박은규,최태준,최우진 한국폐기물자원순환학회 2018 한국폐기물자원순환학회지 Vol.35 No.2

A great variety of plastics are used in IT products, which differ not only by plastic type but also by color and presenceof additives such as brominated flame retardants (BFRs). In this study, to identify the plastics containing BFRs and heavymetals (i.e., Pb, Hg, Cd, Cr6+), laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) was used. Polypropylene (PP)-type blackplastic samples that were obtained from three different types of used electric cookers were analyzed. The spectrum peaksobserved in the LIBS system confirmed the presence of BFRs and heavy metals. The number of Br peaks were identifiedand the data were compared with the previous atomic spectra database. In the near future, the recycling of plastics frome-waste may become more important not only to reduce the amount of waste requiring treatment but also to eliminatethe plastics containing hazardous components and compounds.

레이저 기반 기술을 이용한 폐소형가전에서의 브롬화난연제 함유 플라스틱의 특성 연구

정밤빛,최태준,박은규,최우진,류병건 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.11

국제 원자재 가격 상승 및 환경규제 강화 등으로 인해 폐자원의 재활용에 대한 관심이 높아지고 경제적 가치가 부각되고 있다. 그 중 일상적인 전자제품들은 편의성에 따라 널리 사용되며 폐기시 유해물질로 인한 각종 환경오염 문제를 일으킨다. 이에 정부는 폐전기・전자제품의 재활용 활성화를 위하여 EPR 제도를 도입하여 시행하고 있으며, 2014년 폐소형가전까지 확대 지정하여 EPR 대상품목에 포함하였다. 폐소형가전의 경우 해마다 새로운 제품들이 쏟아져 나오며 재활용 대상 폐가전제품의 발생량도 크게 증가할 것으로 예상된다. 가볍고, 성형이 쉬운 플라스틱을 가전제품에 사용할 경우에는 화재에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 특히, 소형가전제품에는 화재예방을 위한 난연제, 제품의 상품성을 높이기 위한 착색제, 제품을 보호하기 위한 코팅제 및 대전방지제 등 각종 첨가제들을 여러 종류 사용하고 있다. 난연제의 경우 우수한 난연 성능 및 저렴한 가격으로 인하여 브롬화난연제(Brominated Flame Retardants, BFRs)를 가장 널리 사용하고 있으며, 대표적인 브롬화난연제는 PBDE(polybrominated diphenyl ether), TBBPA(Tetrabromobisphenol A), HBCD(Hexabromocyclododecane) 등이 있다. 가전제품으로부터 회수한 플라스틱의 효율적인 재활용을 위해서는 브롬화난연제가 함유된 플라스틱의 사전제거가 중요하다. 브롬화난연제를 함유한 플라스틱을 인식/식별하는 기술은 개발되었으나, 선별기술의 상용화사례는 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 레이저 기반 기술을 이용하여 폐소형가전에서 회수한 플라스틱 중 브롬화난연제를 함유한 플라스틱의 특성을 파악하였다. 향후 폐소형가전으로부터 발생한 플라스틱의 효율적인 재활용을 위한 선별기술 개발 자료로 활용하고자 한다.

레이저 기반 기술을 이용한 폐소형가전에서의 브롬화난연제 함유 플라스틱의 특성 연구

정밤빛 ( Bam Bit Jung ),최태준 ( Tae Jun Choi ),박은규 ( Eun Kyu Park ),최우진 ( Woo Zin Choi ),류병건 ( Byung Gun Ryu ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2017 No.-

국제 원자재 가격 상승 및 환경규제 강화 등으로 인해 폐자원의 재활용에 대한 관심이 높아지고 경제적 가치가 부각되고 있다. 그 중 일상적인 전자제품들은 편의성에 따라 널리 사용되며 폐기시 유해물질로 인한 각종 환경오염 문제를 일으킨다. 이에 정부는 폐전기·전자제품의 재활용 활성화를 위하여 EPR 제도를 도입하여 시행하고 있으며, 2014년 폐소형가전까지 확대 지정하여 EPR 대상품목에 포함하였다. 폐소형가전의 경우 해마다 새로운 제품들이 쏟아져 나오며 재활용 대상 폐가전제품의 발생량도 크게 증가할 것으로 예상된다. 가볍고, 성형이 쉬운 플라스틱을 가전제품에 사용할 경우에는 화재에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 특히, 소형가전제품에는 화재예방을 위한 난연제, 제품의 상품성을 높이기 위한 착색제, 제품을 보호하기 위한 코팅제 및 대전방지제 등 각종 첨가제들을 여러 종류 사용하고 있다. 난연제의 경우 우수한 난연 성능 및 저렴한 가격으로 인하여 브롬화난연제(Brominated Flame Retardants, BFRs)를 가장 널리 사용하고 있으며, 대표적인 브롬화난연제는 PBDE(polybrominated diphenyl ether), TBBPA(Tetrabromobisphenol A), HBCD(Hexabromocyclododecane) 등이 있다. 가전제품으로부터 회수한 플라스틱의 효율적인 재활용을 위해서는 브롬화난연제가 함유된 플라스틱의 사전제거가 중요하다. 브롬화난연제를 함유한 플라스틱을 인식/식별하는 기술은 개발되었으나, 선별기술의 상용화 사례는 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 레이저 기반 기술을 이용하여 폐소형가전에서 회수한 플라스틱 중 브롬화난연제를 함유한 플라스틱의 특성을 파악하였다. 향후 폐소형가전으로부터 발생한 플라스틱의 효율적인 재활용을 위한 선별기술 개발 자료로 활용하고자 한다.

레이저유도붕괴분광법을 이용한 실험실 규모의 플라스틱 자동선별 기술

정밤빛 ( Bam-bit Jung ),최슬비 ( Seul-bi Choi ),박은규 ( Eun-kyu Park ),최우진 ( Woo-zin Choi ),류병건 ( Byung-gun Ryu ),박정민 ( Jeong-min Park ),윤현근 ( Hyeon-geun Yoon ),여인철 ( In-chel Yeo ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

국민소득의 증대, 소비의 고도화 및 전기ㆍ전자제품의 트랜드 변화에 따른 빠른 교체로 인하여 전 세계에서 전기ㆍ전자폐기물의 발생양은 빠르게 증가하고 있으나, 회수 및 적정처리에 대한 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 전자기기 폐기물에는 다량의 유용자원이 포함되어 있어 자원의 회수 및 재활용이 기대되는 반면에 다른 폐기물에 비해 다양한 종류의 화학물질이 포함되어 있다. 이러한 화학물질들은 2차 환경문제뿐만 아니라 관련 업종에 종사하는 사람들의 건강과 처리장 주변의 환경을 훼손할 수 있기 때문에 심각한 환경오염문제를 유발할 가능성을 내포하고 있다. 전자폐기물 (e-waste)에는 재활용이 가능한 유용자원을 대량으로 함유하고 있으며 특히, 폐소형가전은 대형 가전제품에 비해 플라스틱의 함량이 비교적 높지만 재질선별이 제대로 이루어지지 못하고 혼합물 (Mixed plastics) 형태로 저가에 매각되고 있다. 현재 플라스틱의 재질선별에 가장 많이 사용되고 있는 근적외선 분광분석법 (Near InfraRed Spectroscopy, NIR)의 경우 흑색 플라스틱의 재질을 인식하지 못하는 한계점 등으로 인하여 흑색 플라스틱의 재질선별 및 재활용 공정에 적용을 하지 못하고 있는 실정이다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 본 연구에서는 레이저유도붕괴분광기술을 기반으로 한 플라스틱 자동선별 기술을 개발하였으며, 실험실 규모의 플라스틱 자동선별 장치를 구성하였다. 본 자동선별장치는 플라스틱 시료의 위치 자동인식, 실시간 플라스틱 재질 분석을 위한 레이저유도붕괴분광분석(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS), LIBS로부터 획득한 플라스틱의 재질별 특성 스펙트럼 데이터의 분류를 위한 인공지능형 알고리즘 S/W 프로그램, 재질별 선별/회수 및 각각의 장치를 제어하기 위한 Control unit 등으로 구성되어 있다. 사사: 본 논문은 환경부 글로벌탑환경기술개발사업 중 유용자원재활용기술개발사업의 지원에 의하여 연구되었으며 이에 감사드립니다(과제번호:2016002250002).

폐소형가전의 제조사별 물리적 특성 분석

정밤빛 ( Bam-bit Jung ),최슬비 ( Seul-bi Choi ),박은규 ( Eun-kyu Park ),최우진 ( Woo-zin Choi ),류병건 ( Byung-gun Ryu ),박정민 ( Jeong-min Park ),윤현근 ( Hyeon-geun Yoon ),여인철 ( In-chel Yeo ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

전 세계적으로 전자 폐기물 발생량이 증가하고 선진국에서 발생하는 전자 폐기물이 저개발 국가로 수출되어 부적절하게 처리되면서 주변 지역 환경오염과 미래 삶을 파괴하는 문제로 확대되고 있다. 또한, 세계적인 보호무역주의 바람으로 전 세계에서 발생한 폐플라스틱의 72.4 %를 수입해 처리해 왔던 중국이 올해 폐플라스틱 등 일부 고체 폐기물의 수입금지 등 전면 규제에 나서면서 전자폐기물의 플라스틱 분류와 재활용 기술 및 설비 투자가 시급히 요구되는 실정이다. 또한, 우리나라의 대 EU 가전제품 수출은 WEEE, RoHS 지침에 따라 회수/재활용망 구축 등이 생산자부담원칙에 의거하여 이루어지고, 국내생산 공정상의 유해물질 사용제한으로 인해 공정개선 방안 마련에 따른 추가 비용 지출로 제조ㆍ수출기업에 부담으로 작용할 수밖에 없으며, 가전제품 수명주기의 단축으로 전자폐기물 양이 증대될 것이므로 제조ㆍ수출기업의 관리프로세스 정립을 통해 대응해야하는 필요성이 강화되어가고 있다. EU RoHS는 현재 6대 유해물질(Pb, Hg, Cd, Cr⁶⁺, PBBs, PBDEs)만을 제한하고 있지만 앞으로 제한물질의 수는 계속해서 증가할 것으로 예상된다. 기본적으로 전기ㆍ전자제품의 재질 및 공급망이 복잡하기 때문에 모든 부품을 정밀 분석하는 것이 매우 어렵다는 것을 규모에 관계없이 인식하고 있다. 그러나, 폐소형가전제품으로부터 발생하는 플라스틱에서 브롬화 난연제와 중금속이 함유된 플라스틱을 사전에 제거하는 것이 효율적인 재활용을 위해서는 중요한 요소이다. 이러한 물질을 함유한 플라스틱을 인식/식별하는 기술은 개발되어 있지만 선별기술을 통한 상용화 사례는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 폐소형가전제품의 제조사별로 해체/선별하여 물리적 특성을 조사한 후 플라스틱을 대상으로 Br과 Pb, Hg, Cd, Cr⁶⁺ 등이 함유된 플라스틱의 유해물질 특성을 레이저유도기반분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)으로 분석하였으며, 얻어진 결과는 향후 폐소형가전의 효율적인 재활용 공정 구축을 위한 선별기술 개발의 기초자료로서 활용할 예정이다. 사사: 본 논문은 환경부 글로벌탑 환경기술개발사업 중 유용자원재활용기술개발사업의 지원에 의하여 연구되었으며 이에 감사드립니다(과제번호:2016002250002).

폐가전의 검정색 플라스틱 재질선별에 관한 기초 연구

박은규,정밤빛,최우진,오성권 한국자원리싸이클링학회 2017 資源 리싸이클링 Vol.26 No.1

폐소형가전의 재활용 공정에서 발생하는 플라스틱류 중 검정색 플라스틱의 경우 재질 선별이 어려워 혼합물의형태로 저급 재활용 되고 있다. 본 연구에서는 검정색 플라스틱의 재질별 선별을 위하여 비중선별, 정전선별, 근적외선 선별 및 IR/Raman 분광법 등 기존 선별 기술의 검토를 통하여, 현장 적용에 대한 문제점 및 제한사항을 확인하였다. 검정색 플라스틱의 재질선별에 대한 기술적 한계를 극복하기 위하여 레이저유도붕괴분광법(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)을 이용하여 검정색 플라스틱의 각 재질별 LIBS 스펙트럼을 분석하였으며, 정규화과정을 수행한 후 차원축소 알고리즘인 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA)을 수행하였다. 또한, 검정색 플라스틱의 각 재질별 LIBS 스펙트럼 분석 및 주성분 분석을 통하여 향후 재질별 인식 및 선별 기술의 현장적용을 위해서는 추가적으로 해결해야 할 문제점을 확인하였다. 검정색 플라스틱의 재질별 인식의 정확성 및 선별효율의 향상을 위하여 지능형 알고리즘 분야의 연구를 통하여 효율이 우수한 분류기를 설계하고 분류기의 성능 및신뢰도 향상을 위한 연구가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 사료된다. Used small household appliances(small e-waste) consists of a variety of complex materials and components. The small ewaste is mainly composed of plastics and an important potential source of waste plastic. The black plastics, particularly are very difficult to separate by resin type and therefore these are mainly recycled in the form of a mixtures. In the present study, the sorting technologies such as gravity and electro static separation, near-infrared ray(NIR) and IR/Raman optical sorting separation on mixture of black plastics were analyzed and their limitations on sorting process were also investigated. The Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS) spectrum of each black plastics was used for identification of black plastics by resin type, and after analyzing the normalization operation, Principal Component Analysis(PCA) was carried out. The spectrum data was optimized through PCA process. In order to improve the identification accuracy and sorting efficiency of black plastics, it is necessary to design a classifier with high efficiency and to improve the performance and reliability of the classifier by applying the field of intelligent algorithms.