강도가 각각 다른 세 종류의 프리프레그를 사용하여 일방향 CFRP를 적층하였으며, 모드 I과 모드 II 실험을 통하여 층간 파괴인성치를 고찰하였고, 또한 적층 섬유방향을 변화시킨 사교적층판의 그것도 함께 고찰하였으며, 이를 요약하면 다음과 같다. 1) 임계에너지 방출률 G 하(IC)의 값을 컴플라이언스 법, 수정 컴플라이언스 법, 그리고 보이론에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 본 연구에서 사용한 수정식에 의한 값들이 거의 일치하였다. 2) G 하(IC) 값은 대체로 프리프레그의 C, B, A재의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)의 값을 세가지 식에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 거의 일치하였다. 3) 사교적층판의 경우 G 하(IC) 값은 [0/90] 하(6s), [0/45] 하(6s), [0/45/90] 하(6s)의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)는 [0/90] 하(6s), [0/45/90] 하(6s), [0/45] 하(6s)의 순으로 높게 나타났다. 4) 사교적층판과 일방향의 임계에너지 방출률을 비교하였을 때, 모드 I의 경우 일방향의 결과가 다소 높았으며, 모드 II의 경우는 [0/45] 하(6s)의 결과는 거의 일치함을 알 수 있었다.

CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) has high tensile strength, light weight, and excellent corrosion resistance, so it is used for construction such as seismic reinforcement and explosion proof in construction area. Dynamic loads, such as earthquakes and explosions, cause rapid deformation of the material and the material behaves differently from its static condition. Therefore, in this study, tensile tests of CFRP were conducted under static and dynamic loads, and the tensile performance of was evaluated according to the strain rate.

The plastic strategy adopted by the EU in January 2018 was established to implement circular economic policies and the Sustainable Development Goals(SDGs) of the United Nations. The strategy includes the vision and implementation measures to achieve, which are primarily measures to improve recycling and increase demand for recycled plastics. The representative measures include the design that considers recycling possibilities, reinforcement of demand for recycled plastics, suppression of occurrence, and response to micro-plastics. The policies to implement these measures include legislative restrictions and economic measures (EPR, GPP). It is especially desirable that the policies are applied differently depending on the plastic product. The Korean government has established comprehensive measures for all stages from production to recycling, but those measures are not comprehensive compared to the EU’s strategy. The reason is that the refusal of waste collection makes the Korean government establish the approach from the aspect of waste management instead of the implementation of a circular economy or SDGs like the EU. The countermeasures are aimed at achieving a 50% reduction in waste generation amount and a 70% recycling rate. It is considered that the possibility of achieving the goal will increase by examining the measures and policy means in the EU’s plastics strategy.

In this study, the amount of plastic waste produced in Korea and the state of its treatment are analyzed. In addition, trends in sales prices of recyclable resources are identified and used as basic research data in countermeasures for the rejection of recyclable waste collection companies. According to the state of waste generation and disposal nationwide in 2017, the amount of plastic waste generated increased by 7.2% annually over the five-year period starting in 2012, reaching 7.1 million tons in 2016. In the case of composition ratio, 36.7% of household wastes occupy. In the case of the plastic recycling market, the demand for recycled waste plastics and plastics decreased due to sluggish domestic and overseas economies since 2015, and the prices of synthetic resins such as PE, PP, and PS of pellets dropped by about 20%. As for the selling prices of recyclable resources in apartment houses in March 2017, the average selling price including plastics is 1071 won/ month·generation. When plastic was excluded it was 941 won/month·generation, which amounts to about a 130 won/month·generation difference. The average selling price of recyclable resources over the period of March- May 2018 is about 697 won/month·generation. In March 2017, it was found to decrease by about 26% of the sale price.

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

지구 부존자원의 채굴량 한계, 산업규모의 증가 등으로 인해 수요에 비해 공급량 부족 현상이 발생할 것으로 예상됨에 따라 이미 사용수명이 다한 폐기물로부터 유효한 자원을 다시 회수하는 재활용 이슈가 부각되고 있다. 특히, 근대화된 도시로부터 발생하는 폐기물은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이 중 자동차와 더불어 전자제품은 주요 ‘도시광산’으로써 중요성이 점점 증가하고 있다. 우리나라는 지난해(2016년) 약 25만 톤의 폐전자제품(냉장고, 세탁기, TV, 에어컨, 휴대폰 등)을 회수하였으며, 정책 및 제도의 개선으로 해마다 회수율은 증가하고 있는 실정이다. 이들 폐전자제품에서 모터, 고철, 비철금속 등은 재사용 및 재활용되고 있지만, 대부분의 합성수지는 압축 처리되어 매립 및 소각되고 있다. 고체 산업폐기물은 소각하여 감용화하고 매립하는 것이 일반적이다. 그러나 폐플라스틱의 소각과 매립은 경제적인 손실뿐만 아니라 환경오염의 거시적인 원인이 되고 있다. 폐플라스틱의 소각에 의한 처리는 일부 열에너지를 이용할 수 있지만 많은 경제적인 손실을 초래하고, 염화수소에 의한 소각로의 부식과 다이옥신 등 각종 유독성 가스를 방출하여 환경문제를 유발할 수 있다. 또한 플라스틱의 매립은 매립 부지의 확보문제뿐만 아니라 유해성분이 용출될 수 있으며, 단위 무게에 비해 부피가 커 매립효율을 저하시키고, 물리･화학적으로 안정되어 있는 난분해성이라 매립지의 조기 안정화와 흙 속에 반영구적으로 잔존하는 문제가 발생한다. 그리고 분해 시 토양오염 및 유해가스를 대기 중에 발생하는 등 여러 가지 문제를 야기 시킨다. 따라서 플라스틱 산업 및 환경보호를 위해서는 재활용 기술개발이 시급히 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 전자제품의 재활용율 향상을 위해 전자제품에서 발생하는 폐플라스틱을 대상으로 재질분리 연구를 수행하였다. 비중선별 및 정전선별 연구를 수행하였으며, 다양한 조건 변화를 통해 최적 분리조건 및 분리효율을 규명하여 대상 시료의 분리 가능성을 확인하였다.

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.

우리나와 같이 삼면이 바다인 지역은 연안 해역에서의 대규모 어업활동 및 산업화로 인하여 해상 및 해저의 침적 폐기물, 패각류, 퇴적 오염물 등 해양폐기물 발생량의 증가로 인하여 인류의 정화조라 표현되던 해양은 오염이 날로 심각한 상태에 이르고 있다. 본 연구는 해변에 밀려온 해안폐기물을 대상으로 고형연료 활용 가능성 및 활용 보관, 이동성을 확보하기 위한 펠렛 성형 조건을 분석하였다. 해안폐기물은 그물류, 목재류 등 높은 가연성 물질로 고에너지 고형연료 가능성이 높다. 이를 압축성형을 통한 펠렛 고형연료 생산을 위한 강도별 성형 특성을 분석하였으며, 특히, Polyethylene계 해안폐기물은 펠렛 성형, 형태의 유지 등의 평가를 통해 성형 가능성이 높은 반면 Nylon계 해안폐기물은 성형 형태 유지의 어려움이 있다고 판단된다. 해안폐기물이 고형연료 성형시, Polyethylene는 성형바인더 역할을 수행하여, 압축강도는 350 kg/cm² 이상에서 성형 및 형태 유지가 용이한 조건을 나타냈다. 이렇게 생산된 해안폐기물 고형연료는 높은 Carbon 함량 및 휘발분 함량 등으로 저위발열량은 7,000 kcal/kg이상을 나타냈다.

전 세계적으로 폐전자제품의 연간 발생량은 약 5,000 만톤에 달하고 있으나, 재활용되는 비율은 약 15 %미만으로 폐전자제품의 처리에 대한 EU의 WEEE 지침 등이 지속적으로 강화되고 있다. 폐가전제품(e-waste)에는 철금속류, 알루미늄 및 구리 등의 비철금속류 등 유용자원 뿐만 아니라 다량의 플라스틱류가 포함되어 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 제품의 종류나 구성 물질이 매우 다양하며, 재질 중 흑색 플라스틱의 비율이 높을 뿐만 아니라 적정 선별기술이 없어 효율적인 재활용이 되지 못하고 있는 실정이다. 2014년부터 폐중･소형가전까지 EPR제도의 확대 시행으로 폐가전제품의 발생량은 지속적으로 증가할 것으로 예측된다. 폐소형가전 민간재활용업체에서는 특정 선별기술을 적용하지 못하고 인력에 의하여 일부 고가의 유용자원만을 선택적으로 선별/회수하여 재활용하고 있으며, 일부 경제성이 낮은 흑색 플라스틱의 경우에는 혼합물의 형태로 매각하고 있는 실정이다. 다량의 유용자원을 포함하고 있는 폐소형가전의 효율적인 재활용을 위해서는 해체/파쇄 기술뿐만 아니라 다양한 구성 물질 특히, 흑색 플라스틱의 재질을 자동으로 인식하고 선별할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 폐소형가전으로부터 발생하는 흑색 플라스틱의 재질을 레이져 기반 기술을 이용하여 재질별 자동 인식하였으며, 획득한 흑색 플라스틱 재질별 데이터는 인공지능을 이용한 알고리즘으로 분류기를 설계하였다. 폐소형가전으로부터 발생하는 흑색 플라스틱의 재질별 선별을 위한 자동선별 시스템을 개발하였으며, 흑색 플라스틱의 재질별 인식율 및 선별효율 향상 등을 위하여 자동선별 시스템의 성능 개선 및 보완 등의 연구를 수행 중에 있다.

산업의 발달로 인하여 플라스틱의 수요가 증가되고 있다. 산업현장과 가정에서 사용 후 배출되는 폐플라스틱은 많은 환경 문제를 야기 시키고 있으며, 이를 해결하기 위하여 적극적인 폐플라스틱 재활용 방안이 제안되고 있다. 폐플라스틱의 효율적으로 재활용하기 위해서는 재질별 선별이 이루어져야 하며, 재질별 선별을 위한 기술 개발은 지속적으로 이루어져 왔다. 최근에는 폐플라스틱의 재질별 선별에 근적외선분광법(NIR 선별기)가 가장 널리 사용되고 있으며, 우수한 재질 분류 성능을 보인다. 그러나 검정색 폐플라스틱의 경우 근적외선의 빛을 흡수하여 재질인식을 하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 근적외선분광법의 단점을 보완하기 위하여 분광기의 일종인 레이저유도플라즈마 분광기를 이용하여 검정색 플라스틱의 재질별 선별을 위하여, 플라스틱 고유의 스펙트럼을 획득한다. 분광기를 통해 얻어진 스펙트럼은 주성분분석법(Principal Component Analysis; PCA)을 이용하여 데이터 전처리(Preprocessing) 과정을 거친 후 입력 데이터를 얻는다. 데이터 전처리 과정을 통해 획득된 입력 데이터를 이용하여 플라스틱의 재질 인식을 위한 패턴 분류기로 퍼지집합 기반 신경회로망(Fuzzy-set based neural networks)을 이용한다. 퍼지 집합 기반 신경회로망은 퍼지 집합과 신경회로망의 장점을 결합한 퍼지 신경회로망의 일종으로 입력변수의 차원이 높은 경우에 좋은 성능을 보이는 신경회로망이다.

The chemical kinetics of steam reforming of polystyrene (PS) and polypropylene (PP) pyrolysis oil were studied using a ruthenium-based catalyst. The experiments were performed in a tubular flow reactor at temperatures of 530-680°C, Weight Hourly Space Velocities (WHSVs) of 0.453-7.916 h−1, and different steam and pyrolysis oil gas-phase concentrations. The activation energy of steam reforming of polypropylene oil and polystyrene oil is 136 and 142 kJ/mol, respectively. The reaction orders of polypropylene and polystyrene oils were 0.42 and 0.37, respectively. Conversions of polypropylene and polystyrene oils were 2.0-50.3 and 1.9-45.3%, respectively. Indeed, a Langmuir-Hinshelwood (LH) mechanism requiring the dissociative adsorption of pyrolysis oil and steam at two different sites on plastics appeared to be the most plausible pathway for the steam reforming reaction.

매년 많은 양의 플라스틱 폐기물이 발생되면서 폐플라스틱을 순환 자원화하기 위해 여러 공공기관, 연구소에서는 폐플라스틱 자동선별 시스템을 구축하기 위한 노력을 하고 있다. 이미 국내 지자체 재활용 선별장 등에서는 근적외선 분광법(NIR)을 활용한 자동선별 시스템을 구축 및 활용하고 있지만 검정색 플라스틱 제품군의 물리적 성상인 근적외선 파장의 과도한 흡수로 인한 스펙트럼 분석이 어려워 자동분류가 힘든 실정이다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 NIR 분광장비가 아닌 LIBS 분광기를 사용하여 데이터를 구축 및 분석하고 지능형 알고리즘을 이용하여 자동 선별이 가능한 흑색 플라스틱의 재질별 선별 분류기 구축하고자 한다. LIBS분광장비는 시료가 기체, 액체 및 고체 상태와 관계없이 주기율표 상의 거의 모든 원소에 대하여 정성 정량 분석이 가능한 장비로 시료의 전처리 과정이 필요 없으며, 분석 시간이 매우 짧기 때문에 실시간 분석이 가능하다는 장점을 가진다. 이러한 LIBS 분광장비를 이용하여 데이터를 추출하고 이를 분석하여 인공지능 알고리즘을 이용한 분류기를 설계하고자 한다. 검은색 플라스틱을 인공지능 알고리즘을 통하여 재질별 자동 선별하도록 설계하여 산업적･경제적인 효율의 향상을 기대할 수 있다.

In this study those currently operating SRF (Solid Refuse Fuel) combustion plant were selected for the investigation. The SRF component analysis, and the reaction time to collect contaminants collected and analyzed. As the result, the average caloric value of the SRF was about 8,114 kcal/kg and the result of the analysis was satisfied with the Fuel standard. The SRF could be used as an alternative Coal fuel. However CO, NOx and Dust analysis result was exceeded the emission standard. In case of Hydrogen chloride, high concentration of emission from the facilities was observed. Although normal operation was performed, ineffective the operational management causedt, incomplete blockage of drug injection facilities and personnel management system. To prevent such problems, a regular maintenance of facilities is need to be installed. At the moment applied to the monitoring system (TMS) are installed in waste incinerators with the medium to large capacities, However such as a periodically monitoring system is needed to manage a small solid fuel boliers as well.

There are many stringent environmental regulations on the management of waste electrical and electronic equipments(WEEE) in most developed countries. WEEE directive aims at increasing collection and recycling rate of WEEE whereas,while the restriction of the use of certain hazardous substances (RoHS) aims at restricting hazardous materials duringthe production of electrical and electronic equipment (EEE). TV housing rear covers consist of small portion of brominatedflame retardants (BFRs). Improper management and disposal of such waste can pose impacts on the environment andhuman health. In Korea, there are very few available statistical data regarding BFRs levels in TVs housing rear covers.In order to provide additional measures related to management of BFRs, there is a need for a quantitative material flowstudy on the amount of BFR found in TVs. This can be achieved by the aid of material flow analysis of the TV setsand by studying the Deca-BDE components present in the TV housing read covers. In this study, the relevant data werecollected from the statistical reports and through field site visits to the WEEE recycling facilities with surveys. Staticand dynamic material flow analysis (MFA) was conducted to determine material flow of BFRs (Deca-BDE) in themanagement of waste TVs. According to this study, in 2011, households in Korea use 73,821ton of TV sets of which23,592ton of waste TV sets were collected and recycled by municipalities and producers. Extended ProducerResponsibility (EPR) played a major role in recycling of WEEE. In this study, it was predicted that Deca-BDE in usestage would reach down to 51.73ton by 2016. In addition, the amount of Deca-BDE present at the disposal and recyclingstage is estimated to be approximately 2.45ton by 2018.