[논문자료] 특허와 논문으로 본 초임계유체 이용 불융/불용 폐플라스틱 자원순환기술 동향

출처: 픽사베이

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대부분 소각 또는 매립되는 폐 불융/불용 플라스틱(고 압절연 전선, 온수온돌용 파이프 등)의 자원순환기술 개발이 유기계 폐기물의 자원화, 온실 가스 저감, 환경오염 물질의 저감 및 제로화 기술 등 환경 개선 측면에 서 매우 필요한 상황이나 국내에서는 일부 연구소와 대학에서만 기초 연구가 진행되고 있는 실정이다. 반면 선진외국에서는 이 분야를 미래산업으로 적극 육성하고 있는 상황이다. 불융/불용성 폐플라스틱의 망상구조를 분해하여, 재활용이 가능한 플라스틱으로의 변환 뿐 아니라 자원화 및 원료화하기 위해 초임계 유체를 이용한 탈가교 공정기술 과 기능성 유/무기 반응 상용화/복합화 기술이 필요하다.

 

특정 주제에 대한 연구에 앞서, 특허 및 논문 분석에 의한 기술동향 파악은 기존에 수행되었던 관련 기술들의 연구내용 뿐만 아니라, 향후 연구의 방향을 설정하기 위한 중요한 자료로 활용되고 있으며, 연구내용이 중복되는 것을 사전에 막아주는 역할을 한다. 이에 본 연구에서는 초임계유체를 이용하여 불융/불용 폐플라스틱의 자원순환기술에 대하여 일본, 한국, 미국, 유럽의 특허정보와 논문정보를 분석함으로서 기술의 동향을 고찰하였다.

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201422354179945

초임계유체 이용 불융/불용 폐플라스틱 자원순환기술 관련 특허는 1993년에 처음 출원되어, 2000년대 초반까지 미미한 특허활동을 나타냈다. 2000년대 중반부터 활발한 특허활동을 보이기 시작했으며, 2005년에는 가장 많은 19건의 특허가 출원된 것으로 나타났다. 국가 별 출원 동향을 살펴보면, 일본특허가 1993년에 가장 먼저 출원되었으며, 91건으로 80.5%의 가장 높은 점유율을 차지하였고, 한국특허는 9건(8.0%), 미국특허 7건 (6.2%), 유럽특허 6건(5.3%)의 순으로 나타났다. 특허의 기술별 점유율을 살펴보면, 초임계유체 공정 기술 관련 특허가 66건으로 58.4%의 가장 큰 점유율을 차지했다.

 

초임계유체 이용 불융/불용 폐플라스틱 자원순환기술 관련 논문은 전반적으로 미미한 게재활동을 보였다. 1997년에 처음 게재되었으며, 2012년에 가장 많은 3건의 논문이 게재된 것으로 나타났다. 게재국가별 점유율을 살펴보면, 일본이 5건으로 50.0%의 가장 큰 점유율을 차지했으며, 스페인 2건(20.0%), 중국, 프랑스, 미국 이 각각 1건(10.0%)의 순으로 나타났다. 논문의 기술별 점유율을 살펴보면, 초임계유체 공정 기술 관련 논문이 7건으로 70.0%의 가장 큰 점유율을 차지했다. 핵심특허와 핵심논문을 살펴보면, 초임계유체 공정 기술 관련 특허와 논문이 가장 많은 것으로 나타났다.

 

초임계 유체 공정 등을 이용한 불융/불용 폐플라스틱 의 화학적 재활용은 고유가 시대에 석유 자원의 부족으로 인해 초래되는 에너지의 자원화 측면에서 신규 수요 창출이 가능하고 동시에 환경오염 문제를 크게 해결할 수 있어서 미래산업 기술로 성장할 수 있을 것으로 생각된다.

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벤치형 초임계 / 초임계 이산화탄소 / 초임계 건조

초임계 추출기술은 증류와 추출기술의 원리가 복합된 기술로 기존의 기술로는

분리가 쉽지 않았던 열변성 혼합물, 고분자, 이성질체, 천연재료에서의 유효성분 분리 등을 수행할 수 있으며

에너지 절약형 청정기술로 다양한 산업에서 각광 받고 있습니다.

첨단 분리기술로 꼽히는 초임계 추출은 유체의 용해력을 이용해 물질을 추출하는 기술로 추출과 분리 단계로 이루어집니다.

 

추출단계에서는 시료와 초임계 유체 용매가 밀접하게 접촉되어 용해도의 차이에 의해 시료 중 가용성분이

초임계 유체로 용해되며 추출단계에서 나오는 용질을 함유한

초임계유체는 온도, 압력에 의해 다시 분리단계에서 용질로 분리됩니다.

추출단계에서 온도와 압력을 조절하면서 초임계 유체의 용해력을 변경시켜 시료 중 특정 성분만을 추출할 수 있습니다.

초임계 물질로 가장 많이 이용되는 Co2는 임계 조건에 쉽게 접근할 수 있으며 불연성, 화학적으로 안전합니다.

임계온도가 낮기 때문에 용질의 성분이 변질되지 않아 열변성 물질의 저온공정(의약품, 식품 추출)에 적합하며

화장품, 화학, 에너지 산업 등 친환경 공정기술로 많은 곳에서 사용되고 있습니다.

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