유리소재는 금속과는 다른 세라믹의 특성 때문에 오랜 기간 인류가 지속적으로 사용한 소재로서, 현대에 산업이 고도화되면서 유리소재도 고도화되어 스마트 유리가 개발되어 사용되고 있다. 스마트 유리는 주로 디스플레이, 반도체 등에서 사용되고 있는 고기능성 첨단유리 제품으로, 사용 후 유리 발생량이 계속 증가하고 있는 추세이며 2012년의 경우 적어도 60,000톤 이상의 폐기물이 발생한 것으로 추정된다. 본 고에서는 국내 스마트 유리산업 및 재활용 현황을 살펴보고, 국내의 재활용기술과 향후 전망에 대해 요약 소개하고자 한다.
유리소재는 금속과는 다른 세라믹의 특성 때문에 오랜 기간 인류가 지속적으로 사용한 소재로서, 현대에 산업이 고도화되면서 유리소재도 고도화되어 스마트 유리가 개발되어 사용되고 있다. 스마트 유리는 주로 디스플레이, 반도체 등에서 사용되고 있는 고기능성 첨단유리 제품으로, 사용 후 유리 발생량이 계속 증가하고 있는 추세이며 2012년의 경우 적어도 60,000톤 이상의 폐기물이 발생한 것으로 추정된다. 본 고에서는 국내 스마트 유리산업 및 재활용 현황을 살펴보고, 국내의 재활용기술과 향후 전망에 대해 요약 소개하고자 한다.
Glass materials possess unique functional characteristics of ceramics different from those of metals, which has marked glass as one of the mainstay materials in the history of mankind. Nowadays, industrial sophistication necessitates comparable "smart" attributes of glass materials as a significantl...
Glass materials possess unique functional characteristics of ceramics different from those of metals, which has marked glass as one of the mainstay materials in the history of mankind. Nowadays, industrial sophistication necessitates comparable "smart" attributes of glass materials as a significantly advanced form of sophistication. Smart glasses are increasingly applied in many state-of-the-art digital appliances such as displays and semiconductors and waste is also expected to accumulate therefrom in the near future: More than 60,000 tons of smart glass wastes were reported as of 2012, for example. In the present paper, current status of domestic Korean smart glass industry and related recycling enterprise have been comprehensively investigated. Finally, Korean domestic smart glass recycling technology and its future prospect are also briefly presented.
Glass materials possess unique functional characteristics of ceramics different from those of metals, which has marked glass as one of the mainstay materials in the history of mankind. Nowadays, industrial sophistication necessitates comparable "smart" attributes of glass materials as a significantly advanced form of sophistication. Smart glasses are increasingly applied in many state-of-the-art digital appliances such as displays and semiconductors and waste is also expected to accumulate therefrom in the near future: More than 60,000 tons of smart glass wastes were reported as of 2012, for example. In the present paper, current status of domestic Korean smart glass industry and related recycling enterprise have been comprehensively investigated. Finally, Korean domestic smart glass recycling technology and its future prospect are also briefly presented.
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문제 정의
1에서 보듯이 연간 6만여 톤 정도일 것으로 판단할 수 있다.2) 본 고에서는 국내 유리 산업현황 및 재활용 시장을 살펴보고, 국내의 재활용기술과 재활용 현황, 향후 전망에 대해 요약 소개하고자 한다.
13) 한편 국내 고등기술연구원에서는 폐평판디스플레이 제품의 토탈 리사이클링 기술을 개발 중에 있다. 이는 금속 이외에 유리, 플라스틱 등 모든 재질의 폐 부품을 재활용하는 것으로 상용화 기술 개발을 목표로 하고 있다.14)
제안 방법
90년대 대량으로 특허출원이 이루어진 CRT 유리 재활용 기술은 디스플레이의 해체와 단순 물질 재활용을 위한 전처리 및 건식 처리기술에 관한 것으로 CRT의 패널용 유리와 funnel용 유리의 조성이 다르기 때문에 이의 분리 기술을 재활용 요소 기술로 개발하였으며 추가 공정으로는 이를 위한 전처리 기술과 분리된 부품의 세정기술을 개발하였다. 한편 폐 LCD 재활용 관련 특허 동향을 분석해 보면 주로 일본의 기업을 중심으로 출원이 되고 있으며 LCD 유리를 공정 첨가물 또는 대체물로 재활용하는 기술, LCD로 부터 유리, 액정, 분광판, 인듐, 광학필름을 분리 및 회수하는 기술, 유리 및 유가금속의 재활용/무해화 처리 공정 등이 주를 이루고 있는데 전반적으로 LCD 패널 유리에 관한 국내외 특허가 가장 많이 출원되었다.
자동차용 유리는 접합유리(laminated glass)와 강화유리(tempered glass)로 구분할 수 있으며, 각 부위별로 앞 유리는 접합유리, 옆 유리 및 뒤 유리는 강화유리로 구성되어있다. 접합유리는 일반판유리 사이에 고충격 저항을 갖는 합성수지 필름을 삽입하여 일반유리의 취약점을 역학적인 측면에서 보완하였다. 접합유리는 충격 흡수성이 있어 자동차가 충돌할 때 탑승자의 안전을 지켜주며 유리가 파손될 때에는 유리 파편이 비산되지 않아 탑승자의 피해를 극소화시켜준다.
성능/효과
2조 원(약 2%)를 나타내고 있다.1) 스마트유리 품목 전체에 대한 향후 국내시장전망을 보면, 2015년까지 연간 5 ~ 10%의 성장률을 나타낼 것으로 예측되고 있어서 2013년에는 약 11조 원, 2015년에는 현재보다 1.5배 수준인 약 13조 원에 도달할 것으로 분석되고 있다.
2와 같다.4) 현재 한국조명재활용공사(주)에서 수집하여 재활용 처리가 되는 폐조명은 전체의 25 ~ 30%로 상당히 낮은 수준이다(Table 2 참조). 이렇게 낮은 이유는 1차 발생원 및 수집과정에서 파손되어 분리수거를 하지 않고 단순히 배출하거나 이를 일반 유리로 분류하여 배출하기 때문인 것으로 판단된다.
CRT 제품의 중량대비 재질 구성은 금속 16.4%, 유리 61.7%, PCB 및 기타 소재 6.7%, 플라스틱 14.4% 정도로 이루어져 있고 유리, PCB 및 기타소재의 재활용 단가는 대략 12.5 원/kg으로 평가됨에 비추어 볼 때 재료 재활용 시의 경제성 분석 결과 231 원/kg CRT TV이다.11) 현재 CRT의 국내 제조가 중단되었고 CRT cullet 재활용 공장이 완전 폐쇄되어 국내의 폐 CRT 유리 보관처에 거의 포화 상태에 이르러 있는 CRT 유리를 타원자재로 사용할 수 있는 재료 재활용 방안을 시급하게 확보할 수 있다면 국내의 전기전자 제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률 제8405호 (2007.
후속연구
하지만 본 고에서도 밝힌 바와 같이 폐 스마트 유리의 경우 국내에서의 배출현황, 스크랩 유통현황, 폐기현황, 관련기업 실태 등에 대한 분석이 매우 열악한 실정이다. 따라서 이에 대한 적절한 투자가 이루어진다면 빠른 기간 내에 최고의 기술을 보유하고 재활용 선진국으로 경쟁력 확보가 가능할 것이다.
이러한 이유는 형광등과 달리 규격 자체가 표준화되어 있지 않기 때문에 수거를 해도 이를 처리하는 기술이 없기 때문이다. 또한, 기술이 있다 하더라도 경제성을 고려하여 사업성이 있어야 전문적으로 처리하는 업체가 생겨날 것으로 기대된다.
앞서 언급한 바와 같이 2020년 이후에는 많은 태양전지 폐모듈이 발생할 것이고, 그것들을 효과적으로 재활용하기 위해서는 기술력의 향상 및 공정비용 절감에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다. 또한, 태양전지용 유리는 저철분 강화유리로써 투명도와 안전성 면에서 우수하므로 재활용 시 파쇄하기 이전에 새로운 용도로의 재사용이 가능하도록 선별 및 해체/분리 기술을 개발하는 것이 비용절감과 재활용 효율을 극대화하는 방법이라고 사료된다.
이러한 경제적 불이익 때문에 산업계에서는 태양전지 모듈 재활용을 꺼려할 것으로 예상할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 2020년 이후에는 많은 태양전지 폐모듈이 발생할 것이고, 그것들을 효과적으로 재활용하기 위해서는 기술력의 향상 및 공정비용 절감에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다. 또한, 태양전지용 유리는 저철분 강화유리로써 투명도와 안전성 면에서 우수하므로 재활용 시 파쇄하기 이전에 새로운 용도로의 재사용이 가능하도록 선별 및 해체/분리 기술을 개발하는 것이 비용절감과 재활용 효율을 극대화하는 방법이라고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유리는 어떤 특성이 있는가?
유리는 높은 광 투과성, 내열성, 화학적 안정성, 경제성, 심미성 등의 특성으로 인해 고대시대부터 현재에 이르기까지 지속적으로 사용되고 있으며, 일상용품에서부터 산업용까지 폭 넓은 범위에서 꾸준하게 활용되고 있다. 특히 현재 IT, 전기전자기술 등이 발달함에 따라 유리 소재의 기술개발도 함께 진행되어 스마트유리(smart glass) 산업이 성장하고 있는 실정이다.
스마트유리란 무엇인가?
특히 현재 IT, 전기전자기술 등이 발달함에 따라 유리 소재의 기술개발도 함께 진행되어 스마트유리(smart glass) 산업이 성장하고 있는 실정이다. 스마트유리란 기존의 병 유리, 창문 유리와 같은 전통 유리와 차별화하여 조명/디스플레이, 반도체, 태양전지 분야 등에서 다양한 용도로 사용되고 있는 고기능성 첨단유리 제품을 일컫는다.
폐 유리제품의 재활용 기술의 상용화를 위해 무엇이 필요한가?
폐유리 재활용의 특징은 다량의 폐유리가 발생한 다는 것인데, 재활용기술의 상용화를 위해서는 첫째, 폐유리 제품의 고부가가치화가 필요하며 둘째, 폐유리를 대량으로 수용할 수 있는 수요처를 확보하는 것이 필수적으로 이를 이룬다면 폐유리 재활용의 미래는 희망적이라고 할 수 있다. 특히, 유리는 반도체, 디스플레이 등 우리나라가 국제적으로 글로벌 경쟁력을 갖고 있는 제품들의 핵심소재로 사용되면서 원소재는 아직 수입에 의존하지만, 가공 및 제품제조기술에 대한 오랜 기간의 축적된 노하우를 갖고 있으므로 재활용 기술 역시 국제적인 선도기술을 창출해 낼 수 있을 것으로 판단되어진다.
참고문헌 (25)
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