PVC 재활용 기계는 건설 및 산업 분야에서 폴리염화비닐(PVC) 폐기물을 처리하는 방식을 혁신적으로 변화시킵니다. 이 시스템은 버려진 PVC 프로파일(창틀, 문틀, 파이프 등)을 재사용 가능한 원자재로 변환하여, 성능 저하 없이 최대 7회까지 재처리할 수 있는 소재의 순환 시스템을 완성합니다.[1]
PVC 프로파일 재활용의 필요성
건설 현장에서는 매년 수백만 톤의 PVC 폐기물이 발생합니다. PVC 프로파일이 수명을 다했을 때, 재활용은 매립이나 소각에 대한 실용적인 대안을 제공합니다. 매립과 소각 모두 PVC에 함유된 염소 성분으로 인해 환경적 위험을 수반하기 때문입니다.
특수 장비를 이용한 기계적 재활용은 PVC를 생산적으로 재사용하는 데 기여합니다. 재활용된 PVC 1톤은 신규 소재 생산에 필요한 에너지의 약 50%를 절감하고 대기 오염 물질 배출량을 60% 이상 감소시킵니다.[2] 특히 창호 제조의 경우, 70% 재활용 소재를 사용하면 순수 신소재만을 사용할 때보다 물 배출량을 60% 이상 줄일 수 있습니다.
PVC의 내구성은 재활용 측면에서 유리한 점을 제공합니다. 일반적인 용도에서 PVC 제품은 100년 동안 사용할 수 있습니다. 이를 6~7회 재활용한다고 가정하면, PVC 소재는 잠재적으로 600~700년 동안 유용하게 사용될 수 있습니다.[1]
PVC 재활용 장비의 처리 과정 프로필
최신 PVC 재활용 기계는 오염된 프로파일에서 제조에 바로 사용할 수 있는 깨끗한 과립에 이르기까지 전체 변환 공정을 처리합니다.
분류 및 오염물질 제거
초기 처리 과정은 검사 및 분리 작업으로 시작됩니다. 자동화 시스템을 통해 금속 보강재, 고무 밀봉재, 유리 섬유 삽입물 및 기타 PVC 이외의 구성 요소가 제거됩니다. 이 전처리 단계는 최종 재활용 재료의 품질을 결정짓는 중요한 요소이며, 분리 효율이 높을수록 더 깨끗한 결과물을 얻을 수 있습니다.
사이즈 감소
플라스틱 파쇄기 분쇄기는 전체 프로파일을 일반적으로 10~20mm 크기의 작은 조각으로 줄입니다. 이러한 크기 감소는 두 가지 목적을 달성합니다. 하나는 세척을 위한 표면적을 증가시키는 것이고, 다른 하나는 후속 공정을 위한 균일한 원료를 만드는 것입니다.
세탁 시스템
플레이크는 표면 오염물질, 접착제, 라벨 및 잔류 먼지를 제거하기 위해 여러 단계의 세척 과정을 거칩니다. 플라스틱 세탁줄 마찰 세척기, 부유-침강 탱크 및 온수 세척 사이클을 사용하여 제조 공정에 적합한 수준의 청결도를 달성합니다. 세척수는 처리 및 재순환 과정을 거쳐 물 소비량을 최소화합니다.
건조 및 과립화
깨끗한 플레이크는 열 건조기로 이동하여 수분 함량을 0.5% 미만으로 줄입니다. 건조된 재료는 압출기로 투입되어 PVC를 녹여 균일한 과립 형태로 만듭니다. 이 과립은 사출 성형, 압출 및 기타 PVC 제조 공정의 직접 원료로 사용됩니다.
장비 성능 및 처리량
PVC 재활용 시스템은 시간당 100~300kg을 처리하는 소규모 시설부터 시간당 수 톤을 처리하는 산업 설비까지 다양합니다. 처리량은 재활용 원료의 종류, 오염 수준 및 목표 과립 사양에 따라 달라집니다.
첨단 장비는 여러 재료가 혼합된 복잡한 프로파일을 처리할 수 있습니다. 광학 선별 기술은 색상과 구성에 따라 다양한 PVC 제형을 식별하고 분리하여 재활용 제품의 재료 품질을 유지합니다.
용융 과정 중 온도 제어는 매우 중요합니다. PVC는 과도하게 가열되면 염산이 방출되어 장비가 손상되고 재료의 물성이 저하됩니다. 최신 압출기는 열 분해를 방지하기 위해 정밀한 온도 구역 설정과 체류 시간 관리를 사용합니다.
재활용 PVC 소재의 품질
적절하게 처리된 재활용 PVC는 새 소재와 유사한 물리적 특성을 유지합니다. 인장 강도, 충격 저항성 및 내후성은 통제된 절차에 따라 재활용될 경우 규격 범위 내에 유지됩니다.
유럽의 PVC 산업은 2023년에 약 912,000톤을 재활용했으며, 여기에는 산업 폐기물과 소비자 사용 후 폐기물이 모두 포함되었습니다.[3] 산업 폐기물 재활용(공장에서 나오는 자투리와 생산 불량품을 처리하는 것)은 재료가 더 깨끗하고 균일하기 때문에 약 601,700톤의 재활용량을 차지합니다.
사용 후 재활용은 더 많은 어려움을 수반합니다. 건설 및 철거 폐기물에는 다양한 재료, 풍화된 표면, 그리고 불규칙한 성분들이 포함되어 있습니다. 이러한 어려움에도 불구하고, 기술 발전으로 사용 후 폐기물 회수율은 지속적으로 증가하고 있습니다.
색상 차이 해결
PVC 프로파일은 흰색, 갈색, 회색 및 맞춤형 색상을 포함하여 다양한 색상으로 제공됩니다. 재활용 과정에서 색상이 혼합되면 회색 또는 갈색의 알갱이가 생성되어 적용 옵션이 제한됩니다.
일부 가공업체는 재료 가치를 유지하기 위해 색상별로 분리합니다. 흰색 프로파일은 어떤 색상으로든 재착색이 가능하기 때문에 재활용 재료로서 더 높은 가격에 거래됩니다. 어두운 색 프로파일은 일반적으로 어두운 색을 유지하며, 색상이 중요하지 않거나 어두운 색조가 선호되는 용도에 적합합니다.
또는 제조업체는 눈에 띄지 않는 용도에 사용할 경우 지속 가능성 목표와 미적 요구 사항의 균형을 맞추기 위해 소량의 색상이 다른 재활용 소재를 새 PVC에 혼합합니다.
순환 경제 원칙과의 통합
PVC 재활용 기계는 폐쇄형 생산 시스템을 가능하게 합니다. 기업은 자체 생산 과정에서 발생하는 폐기물과 고객 반품품을 수거하여 현장에서 처리한 후 재활용 소재를 새로운 제품에 다시 투입합니다.
유럽 전역의 산업 주도 이니셔티브인 VinylPlus 프로그램은 2025년까지 연간 90만 톤의 비닐 재활용을 목표로 삼고, 2030년까지 최소 100만 톤으로 확대하는 것을 목표로 하고 있습니다.[4] 이러한 목표를 달성하려면 수거 인프라와 재활용 장비의 처리 용량이 모두 필요합니다.
화학적 재활용은 새롭게 떠오르는 대안적 접근 방식입니다. PVC를 기계적으로 녹이는 대신, 화학적 공정을 통해 폴리머를 탄화수소, 염소, 첨가제와 같은 기본 구성 요소로 분해하여 산업 생산 흐름에 다시 투입합니다.[5] 이 기술은 기계적 재활용으로는 처리할 수 없는 혼합 및 오염된 흐름을 처리할 수 있지만, 상업적 규모의 배포는 아직 개발 단계에 있습니다.
운영 고려 사항
PVC 재활용 장비를 작동하려면 몇 가지 요소에 주의를 기울여야 합니다.
재료 일관성투입물의 품질 변동은 산출물의 사양에 영향을 미칩니다. 오염을 최소화하는 공급업체 계약 또는 수집 프로토콜을 수립하십시오.
유지보수 일정일부 PVC 배합물에 포함된 연마성 충전재는 절삭날과 스크류 날개를 마모시킵니다. 정기적인 점검을 통해 예기치 않은 가동 중단을 방지할 수 있습니다.
환기 요구 사항적절한 온도 제어를 하더라도 PVC 가공 과정에서는 일부 휘발성 물질이 방출됩니다. 적절한 배기 시스템은 작업자를 보호하고 대기질 규정을 준수하는 데 필수적입니다.
과립 테스트주기적인 샘플링을 통해 재활용 재료가 용융 흐름, 밀도 및 기계적 특성에 대한 제조 사양을 충족하는지 확인합니다.
경제적 및 환경적 수익
PVC 재활용 라인의 초기 투자 비용은 기본적인 소규모 시스템의 경우 1,800만 달러에서 완전 자동화된 산업 설비의 경우 수백만 달러에 이르기까지 다양합니다. 투자 회수 기간은 다음과 같은 요인에 따라 달라집니다.
- 사용 가능한 PVC 폐기물의 양
- 신소재와 재활용 소재 간의 가격 차이
- 분류 및 처리 관련 인건비
- 에너지 및 수도 요금
- 재활용 과립에 대한 시장 수요
많은 가공업체는 안정적인 원자재 공급과 시장 수요가 일치할 경우 2~4년 내에 투자금을 회수합니다. 매립량 감소, 배출량 감소, 원자재 추출량 감소와 같은 환경적 이점은 재무 분석만으로는 포착할 수 없는 부가가치를 제공합니다.
자주 묻는 질문
모든 종류의 PVC를 함께 재활용할 수 있나요?
경질 PVC와 연질 PVC는 조성비가 다르기 때문에 가공 조건도 다릅니다. 이들을 혼합하면 재료 품질이 저하됩니다. 가공 전에 종류별로 분류하십시오.
재활용 PVC는 새 PVC와 비교했을 때 어떤 차이가 있나요?
적절하게 처리된 재활용 PVC는 대부분의 용도에서 새 소재와 거의 동일한 성능을 발휘합니다. 하지만 일부 고부하 또는 중요 용도에서는 여전히 100% 새 소재 함량을 요구할 수 있습니다.
기계적 재활용이 불가능한 PVC는 어떻게 처리되나요?
오염도가 높거나 여러 재질이 혼합된 PVC는 에너지 회수(에너지 포집을 동반한 소각), 화학적 재활용 또는 바람직하지 않은 매립으로 처리될 수 있습니다. 기술 발전으로 기계적 재활용이 불가능한 비율은 지속적으로 감소하고 있습니다.
재활용 PVC에 대한 시장성이 있을까요?
네. 건축 자재 제조업체, 파이프 생산업체 및 기타 PVC 가공업체들이 재활용 PVC 과립을 적극적으로 구매합니다. 가격은 품질 및 시장 상황에 따라 일반적으로 순수 PVC보다 15~30% 저렴합니다.
PVC 재활용 기계는 건설 폐기물을 제조 원료로 변환하는 기계적 기반을 제공합니다. 수거 시스템이 확대되고 장비 기술이 발전함에 따라 재활용률은 지속적으로 증가하여 더 많은 PVC가 생산적으로 활용되고 건설 산업의 환경 발자국이 줄어들 것입니다.
