Pyrolysis Characteristics of CCL(Copper Clad Laminate) Based Paper/Phenolic Resin Composites

Electronic wastes have increased tremendously. However, any reliable treatment methodologies have rarely been established. Electronic wastes have posed serious disposal problem due to their physico-chemical stability. This paper investigated the application possibility of pyrolysis for the purpose of recycling the p-CCL(phenol based Copper Clad Laminate). Thermogravimetric analysis(TGA) was used to investigate the thermal decomposition pattern of p-CCL. We elucidated the characteristics of pyrolysis by-products at operating temperatures of 280, 350 and $600^{\circ}C$. GC/MS and FT-IR were used to characterize the liquid by-products along with general characterization methods such as Ultimate Analysis, Proximate Analysis and Heating Value, whereas general characterization methods were only introduced for the solid by-products. At a heating rate of $5^{\circ}C$/min, TGA curves exhibited three decomposition stages: (1) low-temperature decomposition region$(<280^{\circ}C)$, (2) medium temperature region$(280\sim350^{\circ}C)$ and (3) high-temperature region$(>350^{\circ}C)$. The major compounds of liquid by-products at low- and medium-temperatures were accounted for by water and phenol, whereas branched phenols and furans were major compounds at high-temperatures. As the temperature increases, volatile quantities decreased but the fixed carbon increased. High heating values of solid by-products($7,400\sim7,600$ kcal/kg) would suggest that the solid by-products could be applicable as fuel. In addition, high fixed carbon but low ash content of the solid by-products offered an implication that they are capable of being upgradable for adsorbent after applying appropriate activating process.

종이/페놀수지가 주성분인 동박적층판(Copper Clad Laminate)의 열분해 특성

본 논문의 목적은 최근 발생량이 급속히 증가하고 있으나, 적절한 처리방법이 없는 인쇄회로기판의 원자재인 페놀수지 동박적층판(Phenol Copper Clad Laminate, 이하 p-CCL)의 재활용을 위해 열분해 적용 가능성을 조사하는데 있다. 동역학 특성은 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer, 이하 TGA)를 사용하였다. 또한 280, 350, $600^{\circ}C$의 온도에서 생성된 액체와 고체부산물에 대해서는 원소분석, 공업분석, 발열량 등의 일반적인 특성을 분석하였고, 액체부산물은 GC/MS, FT-IR를 이용하여 구성 성분을 분석하였다. TGA 결과에 의하면 p-CCL의 분해는 세 단계에 걸쳐 일어났다. 첫 번째는 $280^{\circ}C$ 이하의 저온 분해구간, $280\sim350^{\circ}C$의 중온분해구간, $350^{\circ}C$ 이상의 고온 분해구간으로 구분할 수 있다. 저온, 중온에서의 액체부산물의 주요 성분은 수분과 페놀인 반면에 고온에서는 가지가 있는 페놀류와 퓨란류로 나타났다. 반응온도가 높아짐에 따라 휘발성분의 양은 감소하는 반면 고정탄소의 함량은 증가하였다. 고체 부산물의 고위 발열량은 $7,400\sim7,600$ kcal/kg으로 연료로서의 활용 가능성이 있다고 여겨진다. 또한 고체부산물의 고정탄소 함량이 높고, 회분 성분 함량이 낮기 때문에 적절한 개질화 과정을 거친다면 흡착제로서도 활용 가능하다고 판단된다.