폐냉장고 내 진공단열패널 해체방법 개선

Abstract

전자제품 제조사는 제품 사용단계 에너지 소비량을 줄이기 위해 에너지 고효율제품 개발을 중점적으로 추진하고 있다. 특히, 냉장고의 경우 최고의 에너지효율등급을 취득하기 위하여 진공단열패널(Vacuum Insulation Panel, VIP) 사용이 증가하고 있다. 반면에 이들 제품을 폐기할 때 VIP로 인한 처리공정, 안전성 등 여러 가지 문제점이 발생할 수 있어 반드시 이를 해체하여야 한다.

본 연구는 폐냉장고 내 VIP를 가장 효율적으로 해체할 수 있도록 자동화 작업을 기반으로 한 해체공정으로 개선하였다. 경기도에 소재하고 있는 리사이클센터의 폐냉장고 처리공정을 대상으로 진행하였으며, VIP 해체공정은 폐가전 보관창고에 별도로 설치하는 것으로 하였다.

폐냉장고 내에 VIP 사용 유무를 판별하기 위해, 파괴식 판별기술로서 캐비넷 외판을 드릴로 천공하여 음압을 측정한 후, 외판의 평탄도를 레이저스캐너로 측정하는 방법을 선정하였다. 천공 음압이 – 2.0 kPa 미만 또는 평탄도가 5.0 mm를 초과하면 VIP를 사용한 제품으로 판별할 수 있다.

폐냉장고 캐비넷 외판 내부에 점착되어 있는 VIP를 해체하기 위해 외판을 절단하여야 한다. 절단 성능과 속도, 설비설치의 용이성, 운영비용 등을 종합적으로 고려하여 원형톱날을 이용한 절단방법을 선정하였으며, 1면 절단에 약 84초의 시간이 소요되었다.

VIP가 점착되어 있는 절단된 캐비넷 외판을 폐냉장고로부터 분리 및 이송하기 위한 방법으로 진공흡착방식을 선정하였으며 캐비넷 외판 분리 시 약 99 kg.f의 힘이 필요함을 확인하였다. 진공흡착기는 수 키로그램 ~ 톤의 물건을 들어 올려서 이송하는데 많이 사용하고 있으며, 쉽고 빠르게 설치할 수 있는 장점뿐만 아니라 로봇에 의한 자동화 작업도 가능하다.

폐냉장고로부터 분리한 캐비넷 외판 내부에 핫멜트 또는 양면테이프로 점착된 VIP를 분리하기 위해, 캐비넷 외판을 약 170 ℃로 가열(히터의 복사열 또는 열풍순환)하여 점착층을 연성화 하도록 하였다. 이후 진공흡착기에 의해 캐비넷 외판으로부터 VIP를 분리하는 방법을 선정하였다.

위와 같은 공정을 기본으로 폐냉장고 내 VIP 해체방법 및 작업절차에 대하여 개선을 하였다. 폐전자제품 재활용 전문가로부터 본 연구 결과가 현실적이고 실용적인 대안이며, 이를 바탕으로 향후 VIP 해체공정을 구축하는데 기초자료가 될 뿐만 아니라 큰 도움을 줄 수 있을 것이라는 평가를 받았다.