순환형 사회를 실현하는 주요 기술인 파쇄?분쇄 기술� :: 전체

- 용도에 대응하여 성능 최적화 / 메이커 새로운 수요 개척에 노력 / 정보 유출의 위험 방지 / 환경 분야에서 기술 경쟁 -

가정의 쓰레기로부터 산업분야까지 해마다 계속 증가하는 폐기물을 안전하게 효율적으로 처리하는 것은 사회생활의 중요한 테마이다. 순환형 사회를 가능하게 하는 다양한 재생 자원의 제조에는 파쇄?분쇄 기술이 불가결하다. 경기회복의 기대감이 높아지는 가운데, 공공시설이나 민간기업의 설비 투자도 서서히 움직이기 시작하고 있다. 설비 기기 메이커는 기회를 파악하여 새로운 수요를 목표로 하는 체제를 정돈하고 있다.

파쇄나 분쇄는 곡물이나 열매 등을 먹기 위해서 미세하게 부순다고 하는 이전부터 활용된 기술이다. 현재 전자기기나 화장품, 자동차, 시멘트 등 모든 분야에서 활용되어 현대 사회를 유지하는데 빠뜨릴 수 없는 기술이 되고 있다. 그 중요한 역할을 담당하는 것이 파쇄?분쇄기이다. 파쇄기는 대략적으로 구분하면 1축 파쇄기, 2축 파쇄기, 해머 파쇄기 등이 있고 각각 처리 후의 대상물 크기가 다르다.

1축 파쇄기는 회전칼날에 처리 대상물을 누르도록 하여 조금씩 파쇄한다. 대상물은 배출구에 설치된 스크린 구멍의 사이즈보다 세밀하게 될 때까지 배출되지 않기 때문에 몇 번이나 파쇄를 반복한다. 폐플라스틱이나 페트병, 목재, 종이 등을 주된 대상물로 하고 있다. 2축 파쇄기는 가위로 자르도록 파쇄하는 것이 특징으로 대상물이 파쇄 칼날을 통과하는 것은 1회만으로 파쇄 후 크기는 칼날의 두께나 간격?높이, 2축의 회전비 등을 조정해서 결정한다. 파쇄는 대략적이지만 1축 파쇄기에 비해 처리 능력은 높아진다. 대형 대상물의 용적 축소 처리나 보다 더 세밀하게 하고 싶은 경우의 사전 처리로서 활용된다. 폐플라스틱이나 목재와 더불어 금속 등을 주된 파쇄 대상물로 하고 있다.

해머 파쇄 방식으로는 대상물을 두드려 나눈다. 파쇄 능력에 대한 설비비가 염가로 장치 기구도 단순하기 때문에 고장이 적은 것이 특징이다. 스크린 바를 병용하는 것으로 필요하게 되는 입도로 파쇄가 가능하며 목재나 콘크리트, 유리, 아스팔트 등의 파쇄에 이용된다.

업계 전체를 보면 롤러 제분기나 볼 밀 등의 대형 장치는 주로 광석이나 석탄, 화학원료를 처리 대상으로 하고 있는 것 같다. 이러한 기기들에 대해서는 내마모 대책의 강화에 이어 분급기를 내장하는 등 광석의 선별 처리 비용 저감을 도모하는 움직임이 눈에 띄고 있다. 최근에는 새로운 기술 개발을 향해서 서브 미크론이나 나노 오더(나노는 10억분의 1)의 미소 분체를 제조하기 위하여 수십 마이크로미터의 매체를 사용한 습식 교반 밀도 주목을 받고 있다. 또한 환경 분야에 있어서는 고에너지 분쇄기에 의한 메카노케미칼 반응(MeChanO?ChemiCal reaCtiOnS)(지식리포터 주)에 의해 폐기물로부터 레어 메탈 등을 회수한다고 하는 요구에도 대응할 수 있어 파쇄?분쇄 기술로의 기대도가 더욱 더 높아지고 있다.

파쇄?분쇄기의 고객은 식품이나 의약품 전용 등 소경에서 정밀한 입자를 요구하는 층과 폐기물을 파쇄하여 용적 축소나 재생 원료로 재생하는 목적으로 이용하는 층이 있다. 전자에 대해서는 건식 분쇄에서 전지?전자재료나 도막 재료 분말 등이 있고 습식 분쇄에서는 인쇄(printed)?일렉트로닉스 재료나 각종 안료 전용의 미립자 슬러리(slurry)의 제조를 들 수 있다. 이러한 용도에서는 질 높은 제품 제조를 위하여 최적인 스케일 업 조건의 결정이나 분쇄기 내에서의 분체?슬러리의 연동의 파악이 요구된다.

후자에 있어서는 폐기물 처리장이나 리사이클 시설로 대표되는 파쇄 대상의 재질이나 사이즈, 중량의 폭이 넓다. 금속 부품으로부터 수지 제품, 대형 쓰레기까지 모든 폐기물을 분쇄하는 이러한 시설에서는 1축 회전 파쇄기나 2축 회전 전단 파쇄기, 충격 파쇄기 등 다양한 기계류가 설치되어 있다. 여기에서는 설비?기기의 견고함과 비용도 포함한 보수유지의 편리성, 안전성의 확보가 중요하게 된다.

이러한 점들에 대응하기 위하여 파쇄기 메이커에서는 분쇄 해머나 반발판(反撥板) 등의 주요 부품에 내마모 특수 주철재를 이용하는 등 운전비용 삭감으로 연결되는 제품 개발을 진행시키고 있다. 또한 안전성에 대해서는 소모 부품을 가능한 소형?경량화하는 것으로 교환 작업의 부담과 사고 발생 리스크를 경감하고 파쇄 시의 분진 발생을 막기 위하여 집진기를 설치하거나 저진동?저소음화의 기술 개발을 진행시키는 등 환경 배려에 임하는 움직임을 강하게 하고 있다.

최근에는 휴대전화 등의 소형 전자제품이나 기반, IC칩, 플래시 메모리 전용의 분쇄기도 등장하였다. 기존 분쇄기에서는 대응이 어려웠던 딱딱하고 작은 기억 매체를 순간에 복원 불가능한 상태까지 분말로 분쇄한다. 기억 매체의 대부분에는 레어 메탈이 포함되어 있지만 정보 유출?누설의 리스크로부터 PC나 태블릿 등의 소형 가전을 리사이클하지 않거나 산업 폐기물로서 처분하는 사용자가 많다고 한다. 소형 전자제품이나 기억 매체에 포함되는 귀중한 금속의 재자원화를 추진하여 정보 시큐리티성을 추구하는 데는 이러한 파쇄기는 향후 더욱 활용될 예정이라고 한다.

최근 환경 기기 분야가 주목받아 파쇄?분쇄기 업계에 신규 참가하는 기업이 증가하고 있다고 한다. 또한 일본 국내 시장에 있어서의 염가의 해외 제품 대두도 있어 각 메이커는 어려운 가격 경쟁을 피할 수 없게 되어 있다. 그러나 오랜 세월에 걸쳐 파쇄기를 취급한 기업에서는 축적된 실적과 노하우로 타사와의 차별화를 도모하고 있다. 사용자마다의 최적 시스템의 제안 능력과 애프터서비스 보충 체제를 강화하여 고객과의 신뢰 관계를 구축하고 있다.

해외 제품과는 가격으로는 경쟁할 수 없다. 그러나 애프터서비스를 포함하여 고객 요구에 세밀하게 대응할 수 있는 체제가 일본 국내 메이커의 강점이라고 파쇄기 메이커들은 강조한다. 제품 개발의 중점을 `예리함의 날카로움`과 `저소음화`에 두어 주문제품의 전용기의 제조에 노력할 예정이라고 한다.

(지식리포터 주) 메카노케미칼 반응((MeChanO?ChemiCal reaCtiOnS)_
고체 물질의 분쇄 과정으로의 마찰, 압축 등의 기계 에너지에 의해 국부적으로 생기는 높은 에너지를 이용하는 결정화 반응, 고용 반응, 상전위 반응 등의 화학반응을 말한다.