산업사회를 발전시키는데 있어서 큰 기여를 하여온 플라스틱(Plastic)은 사용의 편리성과 다양한 형태로의 제품의 증가, 최근 자동차수의 급격한 증가, 그리고 석유화학공업의 발달로 폐플라스틱류의 발생빈도와 함유량이 급증하고 있다. 일반적으로 널리 사용되어 지고 있는 플라스틱의 종류는 7대 범용수지로 분류되는 LDPE, HDPE, PP, PS, PVC, ABS, PET가 전체 플라스틱 생산의 대부분을 차지하고 있다. (중략)
최근 광 디스크로부터 신호를 검출하고 기록하는 핵심장치인 장 Pick-up이 점차로 고기능화, 소형화, 경량화 되면서 광 기록장치들의 발전에 크게 기여하고 있다. 초소형, 초경량 광 Pick-up을 생산하기 위해서는 광 Pick-up의 무게와 크기에 큰 영향을 미치는 렌즈의 재료를 유리에서 플라스틱으로 전환하고, 비구면 렌즈를 사용하는 것이 필요하다. 플라스틱 비구면 렌즈를 대량 생산하기 위해서 가장 많이 사용되는 방법이 사출성형이고, 소형, 경량, 휴대기능을 강조하는 제품동향으로 인하여 플라스틱 렌즈의 주요 생산기술인 사출성형의 중요성이 날로 부각되고 있다.(중략)
플라스틱 압출제품의 품질특성은 제품의 강도인데 제품의 강도는 일반중소기업체에서 별도의 측정기구를 갖추고 관리하기가 어려우므로 대용특성으로 제품이 중량을 사용하고 있다. 제품의 중량은 실린더의 온도와 금형의 온도 및 압출속도에 영향을 받는데 일반적으로 현장작업자의 경험과 감에 의존하여 상황에 따라 작업조건을 변화시켜 관리하고 있다. 그런데 작업조건을 관리하는 곳이 실린더에 5군데, 금형에 3군데 및 압출속도 등 아홉가지로 어느 인자가 전체 작업에 영향을 미치는 지 알수 없다. 이때 중회귀(Multiple Linear Regression)모델을 이용하여 실린더와 금형의 온도를 독립변수(Independent Variable)라 두고 제품의 중량을 종속변수(Dependent Variable)로 하여 최근 3개월간의 작업데이타를 수집하여 품질관리 전용 프로그램인 JUSE-QCAS를 사용하면 회귀선의 모수를 쉽게 추정할 수 있으며 제품의 중량에 영향을 미치는 실린더 및 금형의 온도를 관리 할 수 있어 품질을 안정적을 유지.관리할 수 있다.
환경문제가 대두되면서 이미 선진국의 바이오 플라스틱 공급업체들은 소비자의 관심과 재활용 규제가 친환경 포장재 등의 수요를 불러일으킬 것으로 전망하였다. 이러한 수요에 대응하기 위해 옥수수와 같은 식물체를 활용해 만든 여러 형태의 바이오 플라스틱을 출시해 왔으며, 국내 업체들에서도 점차 이에 대한 관심을 높여가고 있다. 점차 강화되고 있는 폐기물 부담금과 불안정한 국제 유가를 고려할 때, 바이오 플라스틱은 소비자들의 친환경 제품에 대한 관심과 연결되어 국내 플라스틱 산업의 새로운 활로가 될 것으로 기대된다. 이를 위해서는 비교적 초기단계에 있는 국내 친환경 바이오 플라스틱 기술에 대해 기업과 대학에서 활발한 연구가 이루어져야 할 것으로 보인다. 빠르면 2-3년 내에 기존 생분해 플라스틱 이외에 바이오 베이스 및 산화생분해 플라스틱을 주원료로 한 식품용기 및 포장재, 산업용품, 농업용품, 일회용품, 산업용랩, 스트래치 필름 및 각종 상품용 제품이 실용화되고, 장기적으로는 생체 의료용제 등과 같은 첨단의 고부가 생명 공학기술을 응용한 다양한 종류의 환경 친화 제품의 출시가 예상되며, 향후 바이오 플라스틱 산업은 시장 잠재력과 성장성이 무한한 환경 관련 사업으로 평가된다.
1869년 미국의 Hyatt 형제는 상아 당구공의 대체 재료로서 셀룰로이드(질산섬유계 플라스틱)를 발명하고, 1872년에는 이 재료들을 성형하기 위해 세계 최초로 사출성형기를 개발했다. 하지만 유감스럽게도 성형된 셀룰로이드는 단단하면서도 약해 당구공으로는 사용할 수 없었으나, 브러시나 빗의 손잡이, 양복의 칼라, 사진의 필름, 탁구공 등으로 실용화되었다. 그 후 여러 기능을 가진 다양한 종류의 플라스틱이 잇따라 발명되었다. 이와 같은 플라스틱의 기능을 활용한 제품을 성형하기 위해 사출성형기는 끊임없는 기술개발을 통해 진화를 거듭해 왔다. 일본의 사출성형기 업계는 구미의 기술을 도입하며 발전해 왔다. 그 후 세계에서 제일 먼저 전동식 사출성형기를 개발해 실용화함으로써 최첨단 수준의 성능 및 기능을 달성해, 현재 많은 신기술제품의 중요한 수지부품생산에 공헌하고 있다. 아래에 항상 높은 수준을 추구하는 플라스틱업계의 니드에 부응하기 위해 계속되어 온 일본의 사출성형기의 기술개발 동향에 대해 그 개요를 소개한다.
본 연구는 폐기저귀 재활용 공정 이후 회수되는 재생 자원의 가치를 높여 경제성을 확보하기 위한 관점에서 업사이클링 개념을 논의하고, 벤치마킹을 통해 펄프와 혼합 플라스틱의 업사이클링 방안을 수립하고자 하였다. 업사이클링은 원래의 물질이 다시 사용될 때 품질이 향상되고 폐기물을 질적 환경적으로 더 높은 가치를 가진 새로운 물질이나 제품으로 전환하는 과정으로 요약되며, 다양한 사례를 통해 용도를 다 한 제품이더라도 새로운 가치를 갖게 된다는 것을 알게 되었다. 그러나 기존의 업사이클링 사례들은 정성적인 디자인 요소를 통한 가치 창출이므로 정량적인 전략의 도출이 어렵고 업사이클링 완제품 시장 경쟁력에 대한 판단이 불확실하다. 따라서 본 연구에서는 활용성 차원에서 B2B 제품까지 범위를 확장하고, 재생펄프와 혼합 플라스틱 두 소재를 같이 활용할 수 있도록 업사이클링 방향성을 설정하여 이를 만족할 수 있는 제품군에 대해 분석하였다. 그 결과, 셀룰로오스 단열재로의 적용을 제안하며, 향후 국내/외 단열재 시장에서 고성능 셀룰로오스 비중이 약 3배 이상 급성장 할 것으로 예측되기 때문에 본 시장을 목표로 업사이클링 전략을 세워야 할 것으로 보인다.
본 논문에서는 플라스틱 제품의 공정 과정에서 발생하는 미성형, 이물질, 찍힘 등의 제품 불량을 검사하기 위한 비전 검사 시스템을 개발한다. 본 시스템의 검사 알고리즘은 플라스틱 제품의 곡면구조를 고려한 영상 2치화, 모폴로지 연산을 이용한 영상의 노이즈 제거 및 후보영역 구분을 위한 레이블링 기법, 최종 결함 유무 판단을 위한 영상 필터링 및 캘리브레이션(Calibration) 방법 등으로 구성된다. 또한 사용자를 고려한 GUI(Graphical User Interface) 기반의 고속 영상처리 알고리즘 개발을 통해 검사 효율 및 성능을 향상시킨다. 본 검사 시스템의 정확도, 검사 알고리즘 처리 시간 등의 평가를 통해 시스템의 유효성을 확인하였다.
가전제품용 플라스틱 재료의 열화 거동과 신뢰성을 고찰하기 위해 열분해에 따른 동역학적 매개변수를 결정하기 위하여 동역학적 열중량 분석기법을 사용하였고, 촉진 열화시험을 수행하였다. 또한, 플라스틱 재료의 내후성을 고찰하고자 제논 아크 광원을 사용하여 촉진 열화시험을 하였고, 가속 열화시험후 시료의 색차를 컬러 아이 3010 색차분석기를 이용하여 측정하였다. 재료는 중량감소율이 증가함에 따라 열분해 활성화 에너지도 증가하는 경향을 보였다. 플라스틱 재료의 열분해에 관한 기술은 Kim-Park법이 가장 효과적인 분석법으로 나타났다. 플라스틱 재료는 빠른 열화를 진행시키는 자외선에 아주 민감하게 반응하였다.
복굴절이란 하나의 매질로부터 다른 매질로 진입하는 파동이 그 경계면에서 나가는 방향을 바꾸는 현상으로 등방성 매질에서 이방성 매질로 나아갈 때는 경계면에서 굴절파가 두 개로 나뉘어 굴절하게 되는 것을 말한다. 휴대폰용 카메라모듈 렌즈의 사출성형공정에서 발생하는 렌즈 내의 잔류응력에 의한 복굴절률은 사출공정에서의 렌즈불량 발생의 원인이 되며, 잔류응력은 또한 사출성형 이후에 완화되어 렌즈의 외관 치수의 변형을 가져오게 된다. 그러나 플라스틱류를 사용하는 정밀가공 생산 공정 등 실생활에서는 제품의 제조에 있어서 복굴절은 광학적 특성을 결정하는 가장 중요한 요소 중의 하나로서 성형시 복굴절을 최소화할 필요가 있다. 이를 어느 정도 달성했는가의 수준에 따라 플라스틱 정밀 성형 제품의 등급이 결정되는 중요한 측정요소이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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