A Study For The Simple Method In Dividing The Layers of Fiber-reinforced Plastic

폐 FRP선박의 재활용공정에서 용이한 면포추출공정을 위한 화학적 처리 방법에 관한 연구

  • 이승희 (홍익대학교 과학기술대학 화학시스템공학과) ;
  • 김용섭 (홍익대학교 과학기술대학 조선해양공학과) ;
  • 윤구영 (홍익대학교 과학기술대학 기계정보공학과)
  • Received : 2009.11.13
  • Accepted : 2010.02.22
  • Published : 2010.02.25

Abstract

As one of the methods for recycling the FRP used for the small and medium-sized waste ships, separation of the roving layer from the mat has some merit in a sense of the recycling energy and the environmental effects. Similar characteristics between the roving and the mat make the mechanically automatic differentiation difficult. They, however, contain different ratio of the resin and the glass and the thickness. In this study photo physical differentiation between the two layers has been made using (1) boiling concentrated sulfuric acid which can dissolve the resin in the FRP layer and (2) hydrogen fluoride(HF) solution which can reacts with $SiO_2$ fragments of the glass. Furthermore coloring the FRP sample with water-soluble dye following the HF treatment makes the roving layer more distinguishable photophysically. The implementation of HF treatment has been successfully tested in this study.

중소형 폐 선박으로부터 배출되는 FRP를 재활용하기 위한 방법으로 층상으로 배열된 로빙층과 매트층을 분리하는 것은 에너지 면에서나 환경적인 면에서 많은 장점을 가지고 있다. 비록 로빙층과 매트층은 모두 유리섬유로 이루어져있으나 수지함유량의 차이와 유리섬유의 조직형태의 차이로 인하여 재활용 용도는 매우 달라지고 있다. 그러나 로빙층은 매트층에 비해 얇은 두께로 존재한다는 이유로 인해 로빙층을 FRP에서 분리할 때 기계가 자동적으로 층간의 차이를 인식하기는 매우 어렵다. 따라서 이 추출과정에서 많은 로빙층의 손실과 공정의 난이도에 의한 처리시간 지연 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 유리의 구성비가 다른 두 층의 화학적 성질의 차를 이용하여 광학적으로 층간 인식이 가능한 방법을 모색하였다. FRP에 대해 유리의 $SiO_2$와 반응하는 플루오르산(HF) 용액으로 처리한 후 수용성 염료를 도포한 경우 두 층간의 차별화가 확연하게 일어났다. 본 연구는 이 결과를 이용하여 폐 FRP의 면포분리 공정의 효율성을 극대화 할 수 있는 시스템을 개발 하였다.

Keywords

References

  1. Kang, S.-R., Kim, Y.-W., Hwang, D.-K., Kim, S.-Y., Lee, M.-K., and Joo, C.-S., 2003, Development of a recycling process for waste FRP from boats, J. Env. Sci., 12(6), 635-641.
  2. Kim, S.H. and Van, S.H., 2002, A study on environment-friendly FRP scrapped vessel management system technologies, KOSMEE spring conference, 47-53.
  3. Kim, Y.S., Yoon, K.Y., and Lee, S.H., 2006, Recycling technique of waste FRP by developing fiber-reinforced concrete and products, Annual reports for MOE.
  4. Yoon, K.Y., 2007, Study of the recycling system for the FRP ship waste and application, J KOSMEE, 10(3), 181-186.
  5. Lee, E.J., Jung R.T., Kim, S.D., Chun, T.B., 2008, A cost analysis on the treatment methods of a waste FRP vessel, Korea ocean science technology associate conference, 2905-2914.
  6. Amelia T., De Marco I., Caballero B.M., Miguel A.C., 2000, GCMS analysis of the liquid products obtained in the pyrolysis of fiber glass polyester sheet molding compound, J. Anal. Appl. Pyrolysis, 58-59, 189-203.
  7. Kubota, S., Ito, O., Miyamoto, H., 1998, Method of recycling cured unsaturated polyester resin waste, U.S. Patent 5,776,989.
  8. Tufts, A.T., Tsai, C.-C., Hupp, S.S., 1995, Glycolysis of cured unsaturated polyesters for producing a recycle reactant, U.S. Patent 5,420,166.
  9. Tsutomu, S., Shoji, N., Katsuto, O., Takeshi, S., 2001, Supercritical fluid in polymer science and technology. I. Decomposition of fiber reinforced plastics using fluid at high Temperature and pressure, Japanese J. of Poly. Sci. and Tech., 58(10), 557-563.