최근, 폐 CFRP의 배출량 증가 및 환경오염에 대한 규제 강화에 따라, 종래 열소각법에 의한 CFRP 리사이클링 방법은 대형 소각로 등 거대 시설 및 장치가 필요하게 되고, 심각한 대기오염을 유발하는 독성가스(CO, CO₂, NOx, 다이옥신 등)를 정화하기 위한 대형 정화처리 시설이 필수적이어서 설비투자 비용 및 유지 비용이 급격히 증가하여 사업의 확장성과 경제성이 악화되는 문제점을 보이고 있습니다.

또한, 열소각법에 의한 리사이클링은 고열 소각로를 이용하므로 연소 중 산화 또는 불순물 흡착 등에 의해 재생탄소섬유의 품질 손상이 발생하고 탄소섬유 회수율이 낮아져서 리사이클링에 의한 재생탄소섬유 임에도 불구하고 높은 가격으로 인하여 산업 전반에의 적용이 제한적인 상황입니다.

CFRP Recycling의 필요성

• 폐CFRP의 처리 현황
  • 일반소각로에서 완전 소각 X (shrsmswja + 3550℃)
  • 매립 위주로 처리

• 법룰적 규제 강화
  • 매립 또는 연소처리 X

CFRP Recycling 기술 I

종래기술: 열소각법 (Pyrolysis)

CFRP Recycling 기술 II

최신기술: 화학적 분해 (Chemical Decomposition)

(1) 친환경 리사이클링 기술

종래 열소각법은 심각한 환경오염을 유발하는 문제점이 있으나, ㈜카텍에이치의 기술은 화학 용액을 이용한 열경화성 수지의 해중합법으로 대기오염이 발생하지 않고 폐 용액은 증류 및 농축을 통해 응축액의 재사용이 가능하므로 실제 배출되는 물질은 젤(gel) 상태의 유기 잔류물이며, 이 또한 수지 포밍(resin forming) 기술을 통해 대부분 업사이클링(upcycling)이 가능하여 실질적으로 폐기물이나 폐용액의 배출이 거의 없는 친환경적인 기술입니다.

(2) 고품질, 고수율 리사이클링 기술

㈜카텍에이치의 화학적 분해법은 탄소섬유 원사 품질(예, 인장강도)의 90% 이상(실험 데이터로는 95% 이상)의 고품질 재생탄소섬유를 90% 이상의 회수율(CFRP 내 탄소섬유 중량 대비 회수된 탄소섬유 중량 비율, 실험 데이터로는 95% 이상)로 생산할 수 있는 기술입니다. 이는 기존의 열소각법에서와 같은 소각 처리가 없기 때문에 탄소섬유의 표면 손상 등이 거의 발생하지 않아서 물성을 그대로 유지한 채로 회수할 수 있기 때문이며, 동일한 이유로 불량품의 발생이 거의 없기 때문에 CFRP 내에 함유된 탄소섬유를 손실없이 회수할 수 있음에 따른 것입니다. 더불어, 회수된 재생탄소섬유에 잔류하는 수지 잔류물 함량도 열중량 분석 결과 2% 이내로 유지되므로 오염되지 않은 고품질 탄소섬유를 회수할 수 있는 기술입니다.

(3) 경제적 리사이클링 기술

㈜카텍에이치에서 화학적 분해법을 이용하여 회수된 재생탄소섬유는 낮은 설비 투자 비용과 유지 비용, 높은 공정 수율 및 품질을 통해 우수한 가격 경쟁력을 확보할 수 있습니다. 기존 열소각법에 의한 재생탄소섬유 대비 70% 이하의 가격으로 시장에 공급이 가능하며 이를 통해 유럽이나 미국 등 열소각법 리사이클링 업체들과의 시장 경쟁력을 확보할 수 있으며, 우수한 품질의 재생탄소섬유를 경쟁력 있는 가격으로 공급함으로써 재생탄소섬유 관련 업체의 불모지인 국내는 물론 전세계 산업 전반에 재생탄소섬유의 적용을 지속적으로 확대할 예정입니다.