[[rABS]] (Recycled ABS)
1. 개요
rABS(Recycled ABS)는 폐기된 [ABS] 수지를 수거하여 물리적·화학적 공정을 통해 다시 사용할 수 있도록 재생산한 재활용 플라스틱 수지를 의미한다. 신재(Virgin ABS)와 화학적 조성은 동일하나 제조 과정에서 탄소 배출량을 줄이고 플라스틱 폐기물을 저감할 수 있어, 전 세계적인 [ESG] 경영 기조에 따라 가전, 자동차, IT 기기 산업에서 핵심적인 친환경 소재로 주목받고 있다.
2. ABS의 특성과 재활용 필요성
ABS는 세 가지 단량체가 결합된 테르폴리머(Terpolymer, 세 가지 성분으로 이루어진 고분자)로, 내충격성, 내열성, 가공성이 뛰어나 범용 플라스틱 중 활용도가 매우 높다. 그러나 석유 화학 기반의 소재로서 생산 과정에서 많은 온실가스를 배출하며, 자연 분해가 되지 않아 심각한 환경 오염을 유발한다. 따라서 자원 순환 체계를 구축하여 폐ABS를 rABS로 전환하는 것은 환경 보호와 자원 효율성 측면에서 필수적이다.
[표 1] ABS 구성 성분
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| Acrylonitrile | 아크릴로니트릴 | 화학적 내성 및 강성 부여 | 내화학성, 내열성, 기계적 강도 향상 |
| Butadiene | 부타디엔 | 충격 흡수 및 인성 부여 | 고무 성분으로 저온 충격 강도 및 탄성 제공 |
| Styrene | 스티렌 | 가공성 및 광택 부여 | 성형 용이성, 표면 광택 및 경도 향상 |
3. rABS의 제조 공정
rABS의 제조는 단순한 재사용을 넘어, 원료의 순도를 높이고 물성을 복원하는 정밀한 공정을 거친다.
[공정 프로세스 맵]
수거 및 분류 $\rightarrow$ 분쇄 $\rightarrow$ 세척 및 비중 분리 $\rightarrow$ 압출 및 펠릿화 $\rightarrow$ <a href="/doc/%EA%B8%B0%EC%88%A0/%ED%95%98%EB%93%9C%EC%9B%A8%EC%96%B4/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%20%EC%9D%B8%ED%84%B0%ED%8E%98%EC%9D%B4%EC%8A%A4/%EC%BB%B4%ED%8C%8C%EC%9A%B4%EB%94%A9" class="wiki-link wiki-link-missing">컴파운딩</a>
- 수거 및 분류 (Collection & Sorting): 폐가전, 자동차 부, 근적외선(NIR) 분광 분석기 등을 이용하여 타 수지(PP, PS 등)와 엄격히 분리한다.
- 분쇄 (Crushing/Grinding): 수거된 제품을 일정한 크기의 조각(Flake) 형태로 분쇄한다.
- 세척 및 비중 분리 (Washing & Separation): 표면의 이물질과 라벨 등을 제거하고, 물의 밀도 차이를 이용한 비중 분리를 통해 불순물을 완전히 제거한다.
- 압출 및 펠릿화 (Extrusion & Pelletizing): 분쇄된 칩을 고온으로 녹여 균일한 알갱이 형태의 펠릿(Pellet)으로 성형한다.
- 컴파운딩 (Compounding): 재생 과정에서 손실된 물성을 보완하기 위해 충격 보강제, 산화 방지제, 착색제 등의 첨가제를 혼합하여 최종 제품화한다.
4. 물성 비교 및 품질 관리
rABS는 재생 횟수가 증가함에 따라 고분자 사슬이 끊어지는 [열분해] 현상이 발생하여 신재 대비 물성이 저하되는 경향이 있다. 특히 부타디엔 성분의 산화로 인해 충격 강도가 감소하고, 잔류 이물질로 인해 색상 구현력이 떨어지는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 고성능 첨가제를 투입하거나 신재와 일정 비율로 혼합(Blending)하여 품질을 관리한다.
[표 2] Virgin ABS vs rABS 주요 물성치 비교 (일반적 경향)
| 평가 항목 |
Virgin ABS |
rABS (고품질 재생재) |
비고 |
| 인장 강도 (Tensile Strength) |
높음 |
유사 또는 약간 낮음 |
분자량 감소로 인한 영향 |
| 충격 강도 (Impact Strength) |
매우 높음 |
보통 $\rightarrow$ 낮음 |
부타디엔 상의 열화가 주원인 |
| 열변형 온도 (HDT) |
높음 |
유사 |
ABS는 비정질(Amorphous) 고분자로, 결정화도 변화에 따른 영향이 적음 |
| 색상 구현력 (Colorability) |
매우 우수 |
보통 (회색/검정 위주) |
불순물로 인한 황변 현상 발생 가능 |
| 유동성 (Melt Flow Index) |
일정함 |
변동성 있음 |
재생 횟수에 따라 점도 변화 |
[표 3] 신재(Virgin)와 rABS 혼합 비율별 물성 변화 (추정치)
| 혼합 비율 (Virgin : rABS) |
인장 강도 유지율 |
충격 강도 유지율 |
색상 구현력 |
주요 용도 |
| 100 : 0 |
100% |
100% |
최상 |
고광택 외장재, 정밀 부품 |
| 70 : 30 |
98% |
95% |
우수 |
일반 가전 외장재 |
| 50 : 50 |
95% |
85% |
보통 |
내부 구조재, 어두운 색상 제품 |
| 30 : 70 |
90% |
70% |
낮음 |
저가형 소모품, 단순 지지대 |
| 0 : 100 |
85% |
60% |
매우 낮음 |
단순 부품, 리사이클 전용 제품 |
5. 재활용 등급 분류 기준
rABS는 원료의 순도와 물성 복원 정도에 따라 다음과 같이 등급을 분류하여 산업 현장에서 적용한다.
- Grade A (High-Pure): Post-Industrial(산업 폐기물 재생)에서 수거된 고순도 재생재. 신재의 90% 이상 물성을 유지하며, 밝은 색상 구현이 가능하여 외장재에 사용된다.
- Grade B (Standard): Post-Consumer(소비 후 폐기물 재생)에서 정밀 분류된 재생재. 물성 보완제가 투입되었으며, 주로 내부 부품이나 어두운 색상의 제품에 사용된다.
- Grade C (Low-Grade): 반복 재생으로 물성이 크게 저하된 소재. 구조적 강도가 중요하지 않은 단순 부품이나 저가형 소모품에 활용된다.
6. 주요 활용 분야
rABS는 신재와 유사한 외관과 강도를 구현할 수 있어 광범위한 산업군에 적용된다.
- 가전제품: 냉장고 내부 선반, 세탁기 외장 케이스, 청소기 하우징 등.
- 자동차 산업: 대시보드 내부 지지대, 도어 트림 내부 부품, 휠 가드 등 (최근 내장재로 확대 추세).
- IT 및 사무기기: 모니터 베젤, 프린터 케이스, 키보드 하우징 등.
- 완구 및 생활용품: 조립식 블록(일부 라인업), 수납함, 가구 부품 등.
7. 경제성 분석 및 환경 인증
[표 4] Virgin ABS vs rABS 경제성 및 환경 영향 비교
| 구분 |
Virgin ABS |
rABS |
분석 결과 |
| 원료 단가 |
기준가 (100%) |
60% $\sim$ 80% |
원가 절감 효과 뚜렷 (시장 상황 및 재생 등급에 따라 상이함) |
| 탄소 배출량 |
높음 |
매우 낮음 |
생산 에너지 및 원료 추출 비용 감소 |
| 공정 비용 |
정제 공정 비용 발생 |
수거/분류/세척 비용 발생 |
수거 망 구축 시 비용 효율 증가 |
| 시장 수요 |
안정적 |
급증 추세 |
친환경 규제로 인한 수요 증가 |
관련 국제 환경 인증 표준
rABS의 신뢰성을 보장하고 [[탄소 발자국]]을 추적하기 위해 다음과 같은 국제 표준 인증이 적용된다.
* GRS (Global Recycled Standard): 재생 원료의 함량뿐만 아니라 사회적, 환경적, 화학적 기준을 엄격히 검증하는 가장 대표적인 글로벌 표준.
* UL 2809: 환경 성분 및 재활용 함량에 대한 인증 표준.
* ISCC PLUS: 지속 가능성 및 원료의 추적성(Traceability)을 보장하는 국제 인증.
8. 한계점 및 향후 전망
현재 rABS 생산의 주류인 물리적 재활용과 차세대 기술인 화학적 재활용의 차이는 다음과 같다.
| 구분 |
물리적 재활용 (Mechanical) |
화학적 재활용 (Chemical) |
| 방식 |
분쇄 $\rightarrow$ 세척 $\rightarrow$ 재용융 |
열분해/화학반응 $\rightarrow$ 단량체 회수 $\rightarrow$ 재중합 |
| 물성 |
재생 횟수 증가 시 물성 저하 (열화) |
신재(Virgin)와 동일한 물성 구현 가능 |
| 순도 |
이물질 및 색상 혼입 가능성 있음 |
불순물 완전 제거 가능, 무색 투명 구현 가능 |
| 비용/에너지 |
상대적으로 저렴, 에너지 소비 낮음 |
고비용, 고에너지 소비 공정 |
한계점
물리적 재활용 방식의 rABS는 반복적인 가열 공정으로 인해 고분자 사슬이 단절되는 열적 열화(Thermal Degradation)를 피할 수 없다. 이는 결국 제품의 수명을 단축시키고 재활용 횟수를 제한하는 결정적인 요인이 된다.
향후 전망
이러한 한계를 극복하기 위해 화학적 재활용 기술이 대안으로 부상하고 있다. 현재는 높은 공정 비용이 걸림돌이나, 기술 성숙도 향상과 탄소세 도입으로 인해 물리적 재활용과 화학적 재활용이 상호 보완적으로 운영되는 하이브리드 체계로 발전할 전망이다.
분류: 재료공학 / 재활용재료 / 플라스틱재활용
# [[rABS]] (Recycled ABS)
## 1. 개요
**rABS(Recycled ABS)**는 폐기된 [[ABS]](Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지를 수거하여 물리적·화학적 공정을 통해 다시 사용할 수 있도록 재생산한 재활용 플라스틱 수지를 의미한다. 신재(Virgin ABS)와 화학적 조성은 동일하나 제조 과정에서 탄소 배출량을 줄이고 플라스틱 폐기물을 저감할 수 있어, 전 세계적인 [[ESG]](환경·사회·지배구조) 경영 기조에 따라 가전, 자동차, IT 기기 산업에서 핵심적인 친환경 소재로 주목받고 있다.
## 2. ABS의 특성과 재활용 필요성
ABS는 세 가지 단량체가 결합된 테르폴리머(Terpolymer, 세 가지 성분으로 이루어진 고분자)로, 내충격성, 내열성, 가공성이 뛰어나 범용 플라스틱 중 활용도가 매우 높다. 그러나 석유 화학 기반의 소재로서 생산 과정에서 많은 온실가스를 배출하며, 자연 분해가 되지 않아 심각한 환경 오염을 유발한다. 따라서 자원 순환 체계를 구축하여 폐ABS를 rABS로 전환하는 것은 환경 보호와 자원 효율성 측면에서 필수적이다.
### [표 1] ABS 구성 성분
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| **Acrylonitrile** | 아크릴로니트릴 | 화학적 내성 및 강성 부여 | 내화학성, 내열성, 기계적 강도 향상 |
| **Butadiene** | 부타디엔 | 충격 흡수 및 인성 부여 | 고무 성분으로 저온 충격 강도 및 탄성 제공 |
| **Styrene** | 스티렌 | 가공성 및 광택 부여 | 성형 용이성, 표면 광택 및 경도 향상 |
## 3. rABS의 제조 공정
rABS의 제조는 단순한 재사용을 넘어, 원료의 순도를 높이고 물성을 복원하는 정밀한 공정을 거친다.
**[공정 프로세스 맵]**
`수거 및 분류` $\rightarrow$ `분쇄` $\rightarrow$ `세척 및 비중 분리` $\rightarrow$ `압출 및 펠릿화` $\rightarrow$ `컴파운딩`
1. **수거 및 분류 (Collection & Sorting):** 폐가전, 자동차 부, 근적외선(NIR) 분광 분석기 등을 이용하여 타 수지(PP, PS 등)와 엄격히 분리한다.
2. **분쇄 (Crushing/Grinding):** 수거된 제품을 일정한 크기의 조각(Flake) 형태로 분쇄한다.
3. **세척 및 비중 분리 (Washing & Separation):** 표면의 이물질과 라벨 등을 제거하고, 물의 밀도 차이를 이용한 비중 분리를 통해 불순물을 완전히 제거한다.
4. **압출 및 펠릿화 (Extrusion & Pelletizing):** 분쇄된 칩을 고온으로 녹여 균일한 알갱이 형태의 펠릿(Pellet)으로 성형한다.
5. **컴파운딩 (Compounding):** 재생 과정에서 손실된 물성을 보완하기 위해 충격 보강제, 산화 방지제, 착색제 등의 첨가제를 혼합하여 최종 제품화한다.
## 4. 물성 비교 및 품질 관리
rABS는 재생 횟수가 증가함에 따라 고분자 사슬이 끊어지는 [[열분해]](Thermal Degradation) 현상이 발생하여 신재 대비 물성이 저하되는 경향이 있다. 특히 부타디엔 성분의 산화로 인해 충격 강도가 감소하고, 잔류 이물질로 인해 색상 구현력이 떨어지는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 고성능 첨가제를 투입하거나 신재와 일정 비율로 혼합(Blending)하여 품질을 관리한다.
### [표 2] Virgin ABS vs rABS 주요 물성치 비교 (일반적 경향)
| 평가 항목 | Virgin ABS | rABS (고품질 재생재) | 비고 |
| :--- | :---: | :---: | :--- |
| **인장 강도 (Tensile Strength)** | 높음 | 유사 또는 약간 낮음 | 분자량 감소로 인한 영향 |
| **충격 강도 (Impact Strength)** | 매우 높음 | 보통 $\rightarrow$ 낮음 | 부타디엔 상의 열화가 주원인 |
| **열변형 온도 (HDT)** | 높음 | 유사 | ABS는 비정질(Amorphous) 고분자로, 결정화도 변화에 따른 영향이 적음 |
| **색상 구현력 (Colorability)** | 매우 우수 | 보통 (회색/검정 위주) | 불순물로 인한 황변 현상 발생 가능 |
| **유동성 (Melt Flow Index)** | 일정함 | 변동성 있음 | 재생 횟수에 따라 점도 변화 |
### [표 3] 신재(Virgin)와 rABS 혼합 비율별 물성 변화 (추정치)
| 혼합 비율 (Virgin : rABS) | 인장 강도 유지율 | 충격 강도 유지율 | 색상 구현력 | 주요 용도 |
| :--- | :---: | :---: | :---: | :--- |
| **100 : 0** | 100% | 100% | 최상 | 고광택 외장재, 정밀 부품 |
| **70 : 30** | 98% | 95% | 우수 | 일반 가전 외장재 |
| **50 : 50** | 95% | 85% | 보통 | 내부 구조재, 어두운 색상 제품 |
| **30 : 70** | 90% | 70% | 낮음 | 저가형 소모품, 단순 지지대 |
| **0 : 100** | 85% | 60% | 매우 낮음 | 단순 부품, 리사이클 전용 제품 |
## 5. 재활용 등급 분류 기준
rABS는 원료의 순도와 물성 복원 정도에 따라 다음과 같이 등급을 분류하여 산업 현장에서 적용한다.
* **Grade A (High-Pure):** Post-Industrial(산업 폐기물 재생)에서 수거된 고순도 재생재. 신재의 90% 이상 물성을 유지하며, 밝은 색상 구현이 가능하여 외장재에 사용된다.
* **Grade B (Standard):** Post-Consumer(소비 후 폐기물 재생)에서 정밀 분류된 재생재. 물성 보완제가 투입되었으며, 주로 내부 부품이나 어두운 색상의 제품에 사용된다.
* **Grade C (Low-Grade):** 반복 재생으로 물성이 크게 저하된 소재. 구조적 강도가 중요하지 않은 단순 부품이나 저가형 소모품에 활용된다.
## 6. 주요 활용 분야
rABS는 신재와 유사한 외관과 강도를 구현할 수 있어 광범위한 산업군에 적용된다.
* **가전제품:** 냉장고 내부 선반, 세탁기 외장 케이스, 청소기 하우징 등.
* **자동차 산업:** 대시보드 내부 지지대, 도어 트림 내부 부품, 휠 가드 등 (최근 내장재로 확대 추세).
* **IT 및 사무기기:** 모니터 베젤, 프린터 케이스, 키보드 하우징 등.
* **완구 및 생활용품:** 조립식 블록(일부 라인업), 수납함, 가구 부품 등.
## 7. 경제성 분석 및 환경 인증
### [표 4] Virgin ABS vs rABS 경제성 및 환경 영향 비교
| 구분 | Virgin ABS | rABS | 분석 결과 |
| :--- | :---: | :---: | :--- |
| **원료 단가** | 기준가 (100%) | 60% $\sim$ 80% | 원가 절감 효과 뚜렷 (시장 상황 및 재생 등급에 따라 상이함) |
| **탄소 배출량** | 높음 | 매우 낮음 | 생산 에너지 및 원료 추출 비용 감소 |
| **공정 비용** | 정제 공정 비용 발생 | 수거/분류/세척 비용 발생 | 수거 망 구축 시 비용 효율 증가 |
| **시장 수요** | 안정적 | 급증 추세 | 친환경 규제로 인한 수요 증가 |
### 관련 국제 환경 인증 표준
rABS의 신뢰성을 보장하고 [[탄소 발자국]]을 추적하기 위해 다음과 같은 국제 표준 인증이 적용된다.
* **GRS (Global Recycled Standard):** 재생 원료의 함량뿐만 아니라 사회적, 환경적, 화학적 기준을 엄격히 검증하는 가장 대표적인 글로벌 표준.
* **UL 2809:** 환경 성분 및 재활용 함량에 대한 인증 표준.
* **ISCC PLUS:** 지속 가능성 및 원료의 추적성(Traceability)을 보장하는 국제 인증.
## 8. 한계점 및 향후 전망
### 물리적 재활용 vs 화학적 재활용 비교
현재 rABS 생산의 주류인 물리적 재활용과 차세대 기술인 화학적 재활용의 차이는 다음과 같다.
| 구분 | 물리적 재활용 (Mechanical) | 화학적 재활용 (Chemical) |
| :--- | :--- | :--- |
| **방식** | 분쇄 $\rightarrow$ 세척 $\rightarrow$ 재용융 | 열분해/화학반응 $\rightarrow$ 단량체 회수 $\rightarrow$ 재중합 |
| **물성** | 재생 횟수 증가 시 물성 저하 (열화) | 신재(Virgin)와 동일한 물성 구현 가능 |
| **순도** | 이물질 및 색상 혼입 가능성 있음 | 불순물 완전 제거 가능, 무색 투명 구현 가능 |
| **비용/에너지** | 상대적으로 저렴, 에너지 소비 낮음 | 고비용, 고에너지 소비 공정 |
### 한계점
물리적 재활용 방식의 rABS는 반복적인 가열 공정으로 인해 고분자 사슬이 단절되는 **열적 열화(Thermal Degradation)**를 피할 수 없다. 이는 결국 제품의 수명을 단축시키고 재활용 횟수를 제한하는 결정적인 요인이 된다.
### 향후 전망
이러한 한계를 극복하기 위해 **화학적 재활용** 기술이 대안으로 부상하고 있다. 현재는 높은 공정 비용이 걸림돌이나, 기술 성숙도 향상과 탄소세 도입으로 인해 물리적 재활용과 화학적 재활용이 상호 보완적으로 운영되는 하이브리드 체계로 발전할 전망이다.
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**분류:** 재료공학 / 재활용재료 / 플라스틱재활용