폐합성고분자 재생원료의 환경기준 설정에 관한 연구 = A Study on Environmental Standards Establishment for Discarding Synthesized Polymer Renewable Material

국문 초록 (Abstract)

최근에 자원의 절약 및 지구환경보전을 위하여 각종 소재의 재활용이 요구되고 있으며, 합성고분자의 경우에도 신규 소재 대비 중량비로 최소 약 15 % 이상의 재활용이 요구되고 있다.
재활용되는 합성고분자는 다양한 오염 경로에 노출되어 다시 사용되는 것으로부터 유해물질이 재질 내에 포함될 수 있다. 현재 국내외에서는 제품 내에 포함될 수 있는 특정 환경유해물질인 납(Pb), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 육가크롬(Cr+6) 등의 4대 중금속과 브롬계 난연제 관련하여 규제기준을 제시하고 있으며, 플라스틱 등의 고분자물질에 대한 환경안전성과 신뢰성을 요구하고 있다.
폐합성고분자의 환경적인 안전성을 향상시키기 위해 재활용에 따른 적절한 관리체계의 구축이 필수적이나 현행 폐기물관리법 체계내에서는 재활용관리에 대한 환경기준이 설정되어 있지 않고 미흡한 실정이다.
본 연구는 폐합성고분자 재생원료를 재활용함에 있어 환경과 인간건강, 사회적인 차원에서 악영향을 최소화하기 위해 환경기준을 제시하는 것을 목적으로 실시되었다. 연구에서는 폐합성고분자물질을 재활용 처리하는 업체에 대한 운영현황 및 재활용 실태 조사를 실시하였고, 국내․외 환경기준 검토와 재생원료의 유해물질 분석을 통하여 폐합성고분자 재생원료의 환경기준을 제시하였다.
연구결과, 폐합성고분자 재생원료의 제품은 Pellet, Ingot, Flake 선정하였으며, 재생원료 제품의 환경기준은 Cd, Cr6+, Hg, Pb 및 브롬계 난연제 5개 항목으로 등급별 사용용도 및 기준치를 제시하였다.
사용용도 기준은 전기․전자 제품용, 건축 및 토목 외장재용과 그 외의 용도로 구분하고, 유해물질 기준의 다 등급은 RoHS 6대 유해물질 기준을 준수하도록 설정하고, 가, 나 등급의 경우는 국내 업체 유해물질 기준 보다 조금 완화하여 기준을 설정하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently recycling for various material for the aspects of environmental regulation and resource recycling is being required. In case of synthesized polymer, approximately 15% of weight ratio for new material is required.
The recycled synthesized polymer may include hazardous substances within as it is reused after being exposed to various contamination routes. Currently regulation standards for the four major heavy metals lead(Pb), Cadmium(Cd), Mercury (Hg) and Chrome VI (Cr+6) as well as Brominated flame retardant related materials are suggested for certain environmental hazardous substances that may be included in the product while requesting environmental safety and accountability for polymer products like plastic.
Establishing appropriate management system through recycling in order to increase environmental safety of discarding synthesized polymer is dire, but current waste treatment policy system lacks environmental standards for recycling management.
This study was conducted with the purpose of suggesting environmental standards that will minimize damages in our environment, human health and social aspects by recycling discarding synthesized polymer recycling material. Study undertook research on management and recycling status for discarding synthesized polymer material recycling companies and suggested environmental standards for discarding synthesized polymer recycling materials through domestic/international environmental standard review and hazardous substance analysis of renewable material.
Study selected Pellet, Ingot and Flake as discarding synthesized polymer renewable material products while suggesting renewable material rpoduct environmental standards with different utilization purposes and standards per level in 5 categories of Cd, Cr6+, Hg, Pb and Brominated flame retardant.

목차 (Table of Contents)

• 요 약 ⅰ
• 표 목 차 ⅲ
• 그림목차 ⅲ
• Ⅰ. 서 론 1
• 1.1 연구 배경의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 범위 및 방법 2
• Ⅱ. 이론적 고찰 4
• 2.1 일반현황 4
• 2.1.1 폴리에틸렌(polyethylene; PE) 8
• 2.1.2 폴리프로필렌(polypropylene; PP) 11
• 2.1.3 폴리스티렌(polystyrene; PS) 15
• 2.1.4 ABS수지(acrylonitrile-butadiene-styrene resin) 17
• 2.1.5 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC) 18
• 2.1.6 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 23
• 2.1.7 발포스티렌(expanded PS; EPS) 24
• 2.2 폐합성고분자 발생현황 27
• 2.2.1 폐합성고분자 발생현황 29
• 2.3 폐합성고분자 처리현황 31
• 2.4 폐합성고분자 처리 현황 36
• 2.4.1 소각 36
• 2.4.2 매립 37
• 2.4.3 해역배출 37
• 2.5 폐합성고분자 재활용 현황 41
• 2.5.1 폐합성고분자 재활용 분야별 제품종류 41
• 2.5.2 폐합성고분자 재활용시 문제점 42
• 2.5.3 국내 폐합성고분자 재활용기술 개발동향 43
• 2.5.4 해외 합성고분자 재활용기술 개발 동향 45
• 2.5.5 혼합합성고분자 종합 자동분리선별시스템 46
• 2.5.6 향후 폐합성고분자 재활용 전망 46
• 2.6 폐합성고분자 관련 환경기준 47
• 2.6.1 한국산업규격(KS) 47
• 2.6.2 GR(Good Recycled Product) 인증 47
• 2.6.3 식약청 플라스틱 재질별 기준 51
• 2.7 폐합성고분자 함유 가능 유해물질 53
• 2.7.1 수은 55
• 2.7.2 납 56
• 2.7.3 카드뮴 57
• 2.7.4 육가 크롬 58
• 2.7.5 난연제 60
• Ⅲ. 현장조사 및 유해물질 분석 방법 63
• 3.1 현장조사 방법 63
• 3.1.1 재활용업체 현황 조사 63
• 3.1.2 재활용업체 현장방문 63
• 3.2 유해물질 분석 방법 64
• 3.2.1 유해물질 분석 항목의 선정 64
• 3.2.2 유해물질 분석 방법 65
• Ⅳ. 결과 및 고찰 66
• 4.1 재활용업체 현황 분석 66
• 4.2 재활용폐기물 현황 분석 67
• 4.3 재활용업체 현장방문 결과 68
• 4.3.1 PE, PP 재활용 공정 및 유해물질 분석 68
• 4.3.2 PET 재활용 공정 및 유해물질 분석 71
• 4.3.3 EPS 재활용 공정 및 유해물질 분석 73
• 4.3.4 ABS, HIPS, GPPS 재활용 공정 및 유해물질 분석 78
• 4.3.5 폐비닐 재활용 공정 및 유해물질 분석 79
• 4.3.6 PVC 재활용 공정 및 유해물질 분석 82
• 4.4 폐합성고분자 재생원료 유해물질 분석결과 84
• 4.4.1 재생원료 PE, PP, PS 수지의 유해물질 분석결과 84
• 4.4.2 재생원료 ABS 및 PET 수지의 유해물질 분석결과 85
• 4.4.3 재새원료 PVC 수지의 유해물질 분석결과 85
• 4.5 폐합성고분자 재생원료의 환경기준 설정방향 88
• 4.5.1 유해물질 규제기준 - 중금속 89
• 4.5.2 유해물질 규제기준 - 브롬계난연제 92
• 4.6 폐합성고분자 재생원료의 환경기준 제시 94
• 4.6.1 폐합성고분자 재생원료의 환경기준 95
• Ⅴ. 결론 98
• 참고문헌 101
• Abstract 103
• 감사의 글 105