
리코, 리사이클 현장용 핸디센서 개발 … PE‧PP 포함 11종 적용
리코(Ricoh)가 플래스틱 종류를 판별할 수 있는 핸디 센서를 개발했다.
작고 가벼워 휴대하기 간편한 센서로 조작도 쉽고 PP(Polypropylene), PS(Polystyrene) 등 기존에 등록된 주요 기준 수지 11종 뿐만 아니라 사용자가 임의로 100종까지도 추가 등록할 수 있는 것으로 알려졌다.
폐플래스틱을 취급하는 리사이클 사업자를 포함해 폐플래스틱 배출 사업자 등 다양한 영역에서 수요가 상당할 것으로 기대하고 있다.
일본은 2020년 폐플래스틱 배출량이 822만톤에 달했으나 MR(Material Recycle)은 173만톤, CR(Chemical Recycle)은 27만톤에 그쳤고 전체의 10%가 넘는 113만톤이 매립 혹은 단순 소각된 것으로 파악된다.
리코는 플래스틱 선별이 어려운 점이 폐플래스틱 재자원화를 가로막는 요인이라고 판단하고 핸디 센서 Ricoh Handy Plastic Sensor B150을 개발했다.
전원을 켠 다음 대상 플래스틱의 특정 부분에 접촉하는 것만으로 어떠한 수지인지 종류를 판별할 수 있으며 측정 데이터는 무선으로 스마트폰 어플리케이션에 송신돼 화면상에서 결과를 확인할 수 있다. 음성 서비스도 제공돼 스마트폰을 옷 속에 둔 상태에서도 사용할 수 있으며 중량이 300g 이하에 8×5×15cm 크기여서 휴대가 간편한 것으로 평가된다.
판별기술을 개발하기 위해 그동안 복합기, 자동차 탑재기기 개발을 통해 축적했던 광학소자 기술을 활용했고 독자 개발한 MEMS(극소전자기계 시스템) 미러 등을 조합해 소형 분광 유닛보다 가벼우면서 작은 사이즈를 실현했다.
근적외선 분광 스펙트럼과 등록된 기준 수지 스펙트럼의 상관계수를 산출해 수지 종류를 판별하고 있으며, 일반적으로는 근적외선 영역의 어레이 소자를 사용하기 때문에 검출 소자 자체가 고가이지만 디텍터(검출장치)를 단소자로 만들어 코스트다운에 성공했다.
개발 초기에는 전체 플래스틱 생산량의 80%에 해당하는 PP, PS, PE(Polyethylene), PET(Polyethylene Terephthalate), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PVC(Polyvinyl Chloride), PC(Polycarbonate) 등 7종만을 기준 수지로 적용했으나 최근에는 PMMA(Polymethyl Methacrylate), POM(Polyacetal), PBT(Polybutylene Terephthalate), PA(Polyamide) 4종을 추가됐다. 
센서는 대상물에 직접 접촉해야 하며 측정 결과가 나오기까지 2초 정도 걸리고 측정 대상물은 1×1cm 정도의 평면이 요구된다.
11개 기준 수지의 오판 비율은 0.1% 미만이며 실제 수지 샘플 측정에서는 형태, 색상에 따라 오판 비율에 차이가 있는 것으로 알려졌다.
리코는 폐플래스틱 중간처리업자, 배출업자 등이 주요 사용자가 될 것으로 예상하며 있으며, 리사이클 선별 중 판별이 어려울 때 연소시킨 다음 연기나 냄새로 판별하는 사례가 있으나 센서 사용으로 대체함으로써 작업자 건강을 지키는 효과를 기대하고 있다.
제조업 대부분이 종류를 판별할 수 없는 플래스틱을 월평균 수톤 배출하기 위해 처리비용을 들이고 있으나 센서로 분별이 가능해진다면 MR 처리 후 유상판매하는 길이 열릴 것으로 예상하고 있다.
미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical)은 히로시마(Hiroshima) 공장에서 실시하고 있는 PET병용 쉬링크 필름의 수평 리사이클 실증실험에 Ricoh Handy Plastic Sensor B150을 적용한 것으로 알려졌다.
리코는 다양한 검증을 거쳐 2022년 말 이전에 Ricoh Handy Plastic Sensor B150를 상품화할 계획이다.
컴파운드나 서로 다른 플래스틱이 혼합된 필름은 두께와 적층 순서에 판정 결과가 달라질 수 있어 복합제품의 비율을 산정할 수 있는 알고리즘 실용화를 준비하고 있으며, 근적외선을 사용하기 때문에 카본블랙(Carbon Black) 등 흑색은 측정할 수 없는 문제 해결을 위한 개발에도 나설 예정이다. (K)