재활용 소재 제조: 지속 가능한 미래 건설

1950년 이후 전 세계는 80억 톤의 플라스틱을 생산했으며, 그중 단 9%만 재활용되었습니다. 약 12%는 소각되었고, 나머지 약 79%는 매립지, 쓰레기장 또는 자연 환경에 축적되었습니다. 현재 전 세계 플라스틱 포장의 단 2%만이 재활용 소재에서 나옵니다. 이러한 통계는 충격적이지만, 우리가 돌이킬 수 없는 지점에 도달했다는 의미는 아닙니다.

지속 가능하고 환경을 생각하는 소비자의 증가는 다양한 산업의 기업들이 선택하는 소재가 환경에 미치는 영향을 재고하도록 영감을 주었습니다. 샌프란시스코 기반의 신발 브랜드 로시스(Rothy's)는 재활용 PET 플라스틱 원사를 사용한 3D 니팅 공정으로 인기 제품들을 만듭니다. 아동용 장난감 제조업체는 아이들의 활발한 활동을 견딜 수 있는 내구성과 유연성을 가진 소재가 필요하기 때문에 대량의 재활용 불가능한 플라스틱을 사용하는 것으로 악명이 높습니다. 하지만 그린 토이즈(Green Toys)는 더 친환경적인 길을 택했습니다. 모든 그린 토이즈 제품은 아기에게 안전하다는 인증을 받았으며 100% 재활용 우유병으로 만들어집니다. 이는 재활용 소재로 운영되는 꾸준히 성장하는 제조 하위 부문의 몇 가지 예에 불과합니다.

적층 제조 산업의 지속 가능성은 여전히 진행 중이지만, 많은 기업이 이미 줄이기, 재사용하기, 재활용하기를 위해 적극적으로 노력하고 있습니다. 재활용 소재로 제조하는 것은 더 깨끗하고 푸른 세상으로 한 걸음 더 다가가는 것입니다. 그 과정이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

플라스틱 재활용의 작동 원리

재활용 플라스틱 1톤을 생산하면 석유 5배럴을 절약하고, 대기에서 1.6톤의 이산화탄소 배출량 상당을 제거하며, 80~90%의 에너지 절약 효과가 있습니다. 게다가 재활용 제품을 사용하는 제조업체는 소재 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 엔지니어와 제품 팀은 플라스틱이 재활용되고 가공된 후에야 재활용 플라스틱 제품을 제조하고 이러한 혜택을 누릴 수 있습니다. 이 과정에는 세 가지 필수 단계가 필요합니다.

1. 폐플라스틱 선별

플라스틱 재활용의 첫 단계는 폐플라스틱을 선별하고 유형별로 분리하는 것입니다. 많은 소재가 두 가지 이상의 플라스틱 유형으로 구성된 복합체이며, 이러한 플라스틱의 재활용성이 동일하지 않을 수 있기 때문에 이는 중요합니다.

예를 들어 PLA 생분해성 플라스틱은 적절한 조건에서 최소 3개월 만에 분해될 수 있는 바이오 기반 생분해성 플라스틱이지만, 덜 친환경적인 플라스틱과 혼합되면 재활용성이 저하될 수 있습니다. 폐플라스틱을 선별하고 재활용에 적합한지 확인하는 데 시간을 들이면 나중에 더 나은 제품을 만들 수 있습니다.

2. 선별된 플라스틱 세척

플라스틱이 분리되면 라벨이나 불순물이 있는지 확인하고 세척해야 합니다. 그런 다음 깨끗한 플라스틱을 작은 펠릿으로 절단하고, 포대에 포장하여 테스트와 라벨링을 준비합니다. 이 단계에서 재활용 플라스틱을 'rGrade 플라스틱'이라고 부르며, 버진 플라스틱을 첨가하면 제조에 재사용할 수 있습니다. 버진 플라스틱 첨가 없이 재활용 플라스틱 소재만으로는 제조에 사용할 수 있도록 가공해야 합니다.

3. 선별된 플라스틱 가공

재활용 소재를 가공하는 가장 대중적인 방법은 분쇄, 용융, 압출하여 필라멘트(융착 증착 모델링(FDM)에 사용되는 열가소성 원료)로 만드는 것입니다. 재활용 플라스틱은 핫 워싱, 분쇄, 과립화-여과 등 첨단 기술을 사용하여 펠릿, 플레이크, 분말 형태로도 변환할 수 있으며, 이는 제조에 적합합니다. 가공이 완료되면 재활용 소재를 제조에 직접 사용할 수 있습니다.

줄이고, 재사용하고, 재정의하다

많은 재활용 플라스틱이 버진 플라스틱과 같은 기계적, 화학적 이점을 약속하지는 않지만, 제조 산업의 탄소 발자국을 줄이고, 엔지니어와 제품 팀의 소재 비용을 절약하며, 다양한 고무결성 부품을 제조하는 데 사용할 수 있습니다.

오늘날 재활용 플라스틱과 재활용 필라멘트는 일부 품질 문제를 안고 있지만, 이들에 대한 지속적인 혁신 투자와 제조 산업 전반의 에너지 인프라 투자는 우리 모두를 위해 더 환경 친화적인 미래를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 제조 산업의 지속 가능성을 장기적인 현실로 만들기 위해서는 제조업체가 에너지 및 소재 낭비를 완화하는 소재, 공정, 운영 모델을 우선시해야 합니다.

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