타이어 쓰레기장을 지나쳐 본 적이 있다면 수백만 개의 타이어가 쌓여서 분해되는 데 수세기가 걸리고 화학 물질이 토양과 물로 침출되는 조용한 아픔을 느꼈을 것입니다. 수년 동안 고무 산업의 가장 큰 과제는 타이어에 내구성을 부여하지만 표준 방법으로는 재활용이 거의 불가능하게 만드는 가교 물질인 가황 고무를 어떻게 재활용할 것인가였습니다. 이것이 바로 탈황제가 필요한 곳입니다. 고무 재활용 장비 공급업체로서 저는 수년 동안 공장 바닥을 돌아다니며 엔지니어 및 지속 가능성 관리자와 이야기를 나누고 탈황제가 폐기물을 가치 있는 것으로 바꾸는 방법을 정확히 배웠습니다. 탈황기는 단순한 기계가 아닙니다. 그것은 오래된 타이어 산과 고무의 순환 경제 사이의 다리입니다. 탈황 장치의 기능을 이해하는 것이 세계에서 가장 고질적인 폐기물 문제 중 하나를 해결하기 위한 첫 번째 단계이기 때문에 가장 영향력 있는 응용 분야를 분석해 보겠습니다.
먼저 기본 사항을 명확히 합시다. 가황은 황이 고무 분자를 서로 연결하여 단단하고 탄력 있는 물질을 만드는 과정입니다. 탈황은 고무 자체를 파손하지 않고 가교를 역전시켜 단단하고 사용할 수 없는 고무를 가단성이 있고 가공 가능한 재료로 만듭니다. 그러나 탈황제는 진공 상태에서는 작동하지 않습니다. 이는 전체 고무 재활용 라인의 일부이므로 가장 일반적이고 대량 적용되는 응용 분야인 수명이 다한 타이어(ELT) 재처리부터 시작하겠습니다. ELT는 탈황제로 처리된 고무 폐기물의 70% 이상을 차지하며, 그럴 만한 이유가 있습니다. 매년 미국에서만 거의 3억 개의 폐타이어가 발생하며, 그 중 약 10%만이 재활용을 위해 수출되며 대부분은 매립되거나 비축됩니다.
실제로 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 타이어가 차량에서 제거되면 일련의 사전 처리 단계를 거칩니다. 첫째,폐 타이어 스트립 절단기타이어를 관리 가능한 스트립으로 자른 다음2축 타이어 분쇄기이 스트립을 2~5cm 크기의 덩어리로 나눕니다. 다음으로,비드 그라인더 기계내부 림 영역에서 강철 및 섬유 비드를 제거합니다. 금속 오염 물질은 최종 고무 제품을 망칠 수 있으므로 이 단계는 협상할 수 없습니다. 그런 다음 고무 덩어리가 탈황 장치로 들어갑니다. 이 기계는 열, 압력 및 기계적 전단을 혼합하여 황 가교 결합을 끊어 단단한 고무를 거의 새 고무처럼 작동하는 "탈황 부스러기"로 만듭니다. 이 물질은 다음으로 공급될 수 있습니다.고속 혼합 장비새로운 고무, 첨가제 및 충전재와 혼합하여 새로운 타이어, 호스 또는 바닥재에 완벽한 화합물을 만듭니다. 제가 공급업체로 근무하는 동안 ELT를 100% 매립지로 보냈던 공장에서 이제는 매년 50,000톤의 탈황 고무를 생산하는 것을 보았습니다. 이는 1,000만 개의 새 타이어를 만들기에 충분한 양입니다. 이것이 바로 이 응용 프로그램의 힘이며 탈황제가 타이어 재활용의 중추인 이유입니다.
타이어 외에도 탈황제는 산업 고무 폐기물을 용도 변경하는 데 매우 중요합니다. 이 범주는 종종 레이더에 포착되지 않지만 마찬가지로 문제가 되는 범주입니다. 제조, 광업, 농업과 같은 산업 부문에서는 마모된 컨베이어 벨트, 개스킷 스크랩, 호스 절단, 고무 씰 등 엄청난 양의 고무 스크랩이 생성됩니다. 크기가 표준화된 타이어와 달리 산업용 고무 폐기물은 다양한 형태와 가황 정도를 가지고 있습니다. 이것이 바로 탈황제가 빛을 발하는 부분입니다. 천연 고무, 합성 고무(네오프렌 또는 EPDM 등) 또는 혼합 고무 등 다양한 유형의 고무를 처리하도록 조정 가능합니다. 예를 들어, 광산 회사는 매년 수천 미터의 마모된 컨베이어 벨트를 폐기할 수 있습니다. 새 벨트를 구입하는 대신 스크랩을 탈황 장치로 보낼 수 있습니다. 그 결과 탈황된 고무는 혼합되어 새로운 컨베이어 벨트 섹션으로 압출되어 회사의 고무 비용을 30% 절감하고 매립지에서 수천 톤의 폐기물을 전환할 수 있습니다. 저는 몇 년 전 남미의 한 광산 작업장에서 일했는데 이 시스템으로 전환하여 폐기물 처리 비용을 절감했을 뿐만 아니라 재활용 고무를 아웃소싱할 필요성도 없앴습니다. 이제 그들은 현장에서 자체적으로 고무를 생산하고 있습니다. 이는 지속 가능성 목표를 달성하고 운영 비용을 절감하려는 업계에 획기적인 변화를 가져올 것입니다.
또 다른 성장하는 응용 분야는 도로 건설을 위한 아스팔트 개조입니다. 전통적인 아스팔트는 골재, 모래, 석유 기반 바인더인 역청으로 만들어집니다. 그러나 탈황 고무는 아스팔트의 역청을 최대 20%까지 대체할 수 있어 도로의 내구성을 높이고 움푹 들어간 곳이 덜 생기도록 하는 동시에 고무 폐기물을 전환할 수 있습니다. 여기에 과학이 있습니다. 탈황된 고무 입자는 아스팔트에서 탄력 있는 "바운서" 역할을 하여 교통, 극한 온도 및 무거운 하중으로 인한 스트레스를 흡수합니다. 고무 아스팔트로 만든 도로는 표준 도로보다 30~40% 더 오래 지속됩니다. 이는 수리 횟수가 적고 지역 사회에 대한 혼란이 적다는 것을 의미합니다. 저는 현재 도로 프로젝트에서 매년 15,000톤의 탈황 고무를 사용하는 유럽의 한 도로 건설 회사에 탈황제 공급을 도왔습니다. 그들은 도로 유지 관리 비용이 25% 감소하고 지역 주민들의 소음 공해가 40% 감소했다고 보고했습니다. 이는 고무 아스팔트를 도시 도로 프로젝트에 사용하게 된 추가적인 이점입니다. 더욱 인상적인 점은 이것이 틈새 용도가 아니라는 것입니다. 미국, 캐나다, 남아프리카공화국과 같은 국가에서는 고무 아스팔트에 대한 표준을 공식화했기 때문에 이 부문에서 탈황 고무에 대한 수요는 계속 증가하고 있습니다.
다음은 탈황 고무를 사용하여 우리가 매일 접하는 제품을 만드는 소비재 및 산업재입니다. 놀이터 표면, 체육관 바닥, 신발 밑창, 심지어 지우개까지 생각해 보세요. 이러한 제품은 탈황 고무와 천연 고무를 혼합하여 만들어집니다. 탈황 고무는 새 고무와 정확히 동일한 강도나 탄성을 갖지 않기 때문에 혼합은 성능과 비용의 균형을 유지합니다. 예를 들어, 탈황 고무 70%와 버진 고무 30%로 만든 놀이터 표면은 100% 버진 고무로 만든 표면과 마찬가지로 안전하고 충격 흡수성이 있지만 생산 비용은 20% 저렴합니다. 환경에 미치는 영향은 훨씬 더 큽니다. 각 놀이터는 약 500개의 타이어 상당의 고무를 사용하므로 단일 도시 프로젝트로 수천 개의 타이어가 매립되지 않도록 할 수 있습니다. 저는 최근 탈황고무를 사용하여 매년 천만 개의 신발 밑창을 만드는 스포츠 장비 제조업체와 협력했습니다. 그들은 전환을 통해 재료 비용이 18% 절감되었고 2025년까지 모든 제품에서 재활용 함량 50%라는 목표를 달성하는 데 도움이 되었다고 말했습니다. 이는 브랜드의 승리이자 환경의 승리이며 내구성 있고 저렴한 제품을 구입하는 소비자의 승리입니다.
다음으로는 타이어 재생에 특화된 용도가 있습니다. 재생은 타이어의 마모된 트레드를 교체하여 두 번째 수명을 제공하는 프로세스이며, 탈황제는 이 작업을 수행하는 데 핵심입니다. 타이어가 마모되면 트레드만 손상됩니다. 내부 구조(스틸 벨트 및 고무 본체 포함)는 그대로 유지됩니다. 재생하려면 오래된 트레드를 벗겨내고 새 고무 층을 적용한 다음 오래된 타이어 몸체에 융합시킵니다. 그러나 타이어 본체의 오래된 고무는 가황 처리되어 있으므로 탈황 처리를 하지 않으면 새 고무와 제대로 접착되지 않습니다. 탈황제는 오래된 고무의 표면을 부드럽게 하여 새 트레드가 단단히 접착되도록 하는 다공성 접착층을 만듭니다. 이는 재생 타이어가 새 타이어만큼 안전하고 생산 비용이 30~50% 저렴하다는 것을 의미합니다. 미국 재생 산업은 연간 1,000만 개 이상의 타이어를 처리하는데 탈황 장치 없이는 불가능합니다. 저는 북미 전역의 재생 작업장에 탈황제를 공급했는데, 그 중 다수는 타이어를 재생하는 것이 새 타이어를 처음부터 만드는 것보다 70% 적은 에너지를 사용한다고 보고했습니다. 이는 탄소 배출의 엄청난 감소이며 재생이 타이어 수명주기에서 중요한 부분인 이유입니다.
잠깐만요. 일반적인 오해에 대해 이야기해 보겠습니다. 탈황은 오래되고 낡은 고무에만 적용되는 것이 아닙니다. 또한 고무 제조 스크랩, 금형 트리밍 및 폐기될 결함이 있는 제품을 처리하는 데에도 사용됩니다. 고무 제조업체는 생산 중에 최대 15%의 폐기물을 생성하며, 탈황장치는 해당 폐기물을 다시 사용 가능한 재료로 전환합니다. 예를 들어, 고무 호스 공장에서는 생산 과정에서 자재의 10%를 줄여 매년 수백 톤의 폐기물을 발생시킬 수 있습니다. 이를 매립지로 보내는 대신 탈황 장치에 공급하고, 결과물은 새 호스나 개스킷과 같은 다른 제품을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 이 폐쇄 루프 시스템은 제조업체의 낭비 비용을 절감하고 천연 고무 구매 필요성을 줄여줍니다. 저는 현재 제조 스크랩을 매립지로 보내는 고무 압출 공장에서 일하고 있습니다. 모든 부스러기 조각은 탈황되어 재사용됩니다. 첫 해에 폐기물 처리 비용이 90% 감소했는데, 이는 그들에게 엄청난 재정적 이익이었습니다.
이제 실제 과제에 대해 알아보겠습니다. 탈황은 완벽하지 않습니다. 이 공정에는 열, 압력 및 전단력에 대한 정밀한 제어가 필요하며, 고무는 열화되어 탄력성을 잃습니다. 너무 적으면 교차 연결이 끊어지지 않으므로 재료를 여전히 사용할 수 없습니다. 그렇기 때문에 탈황장치의 나사, 배럴, 가열 요소의 디자인이 매우 중요합니다. 공급업체로서 우리는 탈황 장치가 조정 가능하고 신뢰할 수 있으며 업계 표준을 충족하는 일관된 탈황 고무를 생산할 수 있도록 R&D에 수천 시간을 투자합니다. 또 다른 과제는 분류입니다. 탈황 전에 금속, 섬유, 화학 물질과 같은 오염 물질을 제거해야 합니다. 이것이 제가 앞서 언급한 것과 같은 전처리 기계가-2축 타이어 분쇄기,비드 그라인더 기계,폐 타이어 스트립 절단기-정말 중요해요. 해당 단계를 건너뛰면 탈황 고무에 결함이 있어 판매할 수 없게 됩니다.
그러나 탈황제 수요의 가장 큰 동인은 지속 가능성 규제입니다. 전 세계 정부는 타이어 매립을 금지하고(EU는 2006년 이후 ELT의 90%를 재활용하도록 요구함) 고무 폐기물에 세금을 부과하여 탈황을 비용 효율적인 규정 준수 솔루션으로 만들고 있습니다. 예를 들어, 인도에서는 2016년 정부의 폐기물 관리 규정에 따라 고무 폐기물의 60%를 재활용해야 하며, 현재 많은 인도 고무 제조업체는 해당 목표를 달성하기 위해 탈황제에 의존하고 있습니다. 저는 지난 3년 동안 인도에서 탈황제 판매가 25% 증가한 것을 보았습니다. 이러한 추세는 브라질, 인도네시아, 나이지리아에서도 나타나고 있습니다. 더 많은 국가에서 유사한 규칙을 제정함에 따라 탈황제는 파쇄기나 분쇄기만큼 고무 재활용에 필수적이 될 것입니다.
이는 우리를 탈황의 미래로 인도합니다. 현재 연구자들은 에너지를 덜 사용하고 황이나 기타 화학 물질이 필요하지 않은 "친환경" 탈황 방법을 연구하고 있습니다. 한 가지 유망한 접근 방식은 고무를 고르게 가열하는 마이크로파 탈황을 사용하여 기존의 기계적 탈황에 비해 에너지 사용량을 40% 줄입니다. 또 다른 방법은 박테리아를 사용하여 황 가교를 끊는 생물학적 탈황법입니다. 이 방법은 아직 시험 단계이지만 업계에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 이러한 혁신에도 불구하고 전통적인 기계식 탈황기는 여전히 업계의 주력 제품이며 점점 더 좋아지고 있습니다. 우리는 이제 직접 통합되는 탈황기를 만들고 있습니다.고속 혼합 장비그리고고무 분쇄기 기계, 최소한의 수작업이 필요한 완전 자동화된 재활용 라인을 만듭니다. 이는 공장의 운영 비용을 절감하고 이전에는 감당할 수 없었던 소규모 사업장에서도 고무 재활용을 이용할 수 있게 해줍니다.
고무 재활용 업계에 종사하거나 폐기물 배출량을 줄이려는 기업이라면 탈황기는 폐기물을 가치로 전환할 수 있는 도구입니다. 나는 너무 많은 회사들이 고무 폐기물을 "재활용할 수 없는 것"으로 분류하는 것을 보았지만, 그것은 더 이상 사실이 아닙니다. 수명이 다한 타이어, 산업 폐기물, 제조 폐기물 중 무엇을 처리하든 탈황기를 사용하면 해당 폐기물을 판매, 재사용 또는 두 가지 모두 가능한 제품으로 전환할 수 있습니다. 이는 단지 지속 가능성에 관한 것이 아니라 수익성에 관한 것입니다. 단일 탈황 장치는 폐기물을 매립지에서 전환하고 천연 고무 구매 필요성을 줄여 2~3년 안에 비용을 지불할 수 있습니다.
귀하의 작업에 탈황제가 어떻게 작용할 수 있는지 알아볼 준비가 되셨다면 당사 팀이 귀하의 특정 폐기물 유형 및 출력 목표에 맞는 맞춤형 재활용 라인을 설계하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 우리는 또한 귀하에게 필요한 모든 전처리 장비를 연결해 드릴 수 있습니다.2축 타이어 분쇄기에게비드 그라인더 기계- 라인이 처음부터 끝까지 원활하게 작동하도록 보장합니다. 고무 폐기물을 다른 매립지로 보내지 마십시오. 이를 귀하의 수익과 지구에 이익이 되는 자원으로 바꾸십시오. 귀하의 요구 사항을 논의하고 견적을 받으려면 당사 팀에 문의하십시오.
참고자료
- 고무제조업협회. (2022).수명이 다한 타이어 재활용 보고서. https://www.rma.org/recycling에서 검색함
- 유럽 타이어 재활용 협회. (2023).EU 타이어 폐기물 관리 및 재활용 표준. https://www.etra.eu/publications에서 검색함
- 국제 고무 기술 연구소. (2021).탈황: 원리 및 산업 응용. 고무연구학회지, 24(3), 127-145.
- 미국 환경 보호국. (2022).고무 폐기물 감소 및 재활용 지침. https://www.epa.gov/waste-management/rubber-recycling에서 검색함
