수많은 성형 업체들이 생산성 향상을 실현하기 위해 공정 내 여러 분야에서 다각적인 변화와 혁신을 도모하고 있다. 원료의 효율을 높이는 작업 또한 그 일환으로, 특히 낭비되는 원료를 최소화하는 것은 성형 업체의 경쟁력 향상뿐만 아니라 엔드유저의 원가 절감에도 크게 기여할 수 있다. 이에 오랫동안 분진 제거로 성형 기업들의 원료 효율성 극대화를 실현해온 (주)크러텍의 남궁봉준 대표이사는 분진 제거가 원료 효율성 향상에 미치는 영향에 대해 전했다.
분쇄재에는 미세한 분진과 오염물질들이 포함돼 있다. (사진. 크러텍)
원료 활용성 향상의 중요성
원료의 효과적인 활용은 사출·압출성형 현장의 경쟁력을 좌우한다. 같은 제품을 생산해도 원료를 효과적으로 활용하는 기업과 그렇지 않은 기업 간의 생산성 차이는 생각보다 크다. 가령 신재 원료만을 이용해 제품을 성형하는 기업과, 일정 비율의 분쇄재를 활용하면서도 제품의 품질을 충분히 유지하는 성형 기업 간에는 적지 않은 경쟁력의 차이가 있다. 전자의 경우 원료가 차지하는 코스트 비중이 높아지면서 필연적으로 사출 기업의 마진율 하락, 엔드유저의 원가 부담 증가와 같은 문제를 야기한다. 또한 버려지는 NG품들로 인한 환경파괴적인 요인과 폐기물 처리 부담도 고려할 필요가 있다.
사출·압출성형 시 가장 좋은 효율을 보이는 것이 신재 원료이고, 그 다음이 분쇄재, 그리고 마지막이 소위 ‘쭉빙’이라고도 불리는 재생 펠릿이다.
화학적 가공 단계를 거치는 재생 펠릿과 달리 분쇄재는 기계적인 가공 단계만을 거치기 때문에 상대적으로 원료 물성의 변형이 적어 신재 원료와 혼합해 사용 시 성형 불량을 최소화할 수 있고, 혼합 비율을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 또한 성형 후 발생되는 성형 불량품을 업체에서 직접 분쇄해 사용하기 때문에 다른 소재와 혼합될 가능성이 현저히 낮아 양질의 분쇄재를 얻을 수 있는 장점이 있다. 즉, 양질의 분쇄재 사용은 성형에 필요한 원재료의 단가를 낮추는 가장 효율적인 방법이며, 환경적 측면에서도 신재 원료 생산으로 인한 탄소배출을 줄일 수 있는 긍정적인 효과를 얻을 수 있다. 이 같은 이유로 성형 제품의 품질을 유지하면서 원료 활용성을 높이기 위해서는 양질의 분쇄재를 사용하는 것이 유리하다.
양질의 분쇄재를 얻기 위한 방법
신재 원료에 분쇄재를 혼합해 사용할 때 가장 유의해야 할 점은, 깨끗하지 못한 분쇄재를 혼합 사용함으로 인해 오히려 성형불량 요인이 야기될 수 있다는 점이다.
성형 불량품들을 바로 분쇄해 사용하다 보면 분쇄재에 함유된 먼지나 이물질, 분쇄하면서 마모된 철분가루 등이 섞여 있어 신재 원료와 바로 혼합 사용할 경우 흑점, 성형불량, 웰드 등 다양한 성형불량이 발생할 수 있다. 따라서 분쇄재의 품질을 결정함에 있어 핵심은 “얼마나 순도 높은 분쇄재를 얻을 수 있느냐”, 다시 말해 분쇄재에 포함된 분진과 같은 이물질을 얼마나 완벽하게 제거할 수 있는지에 따라 원료 활용성이 크게 차이가 날 수 있는 것이다.
크러텍의 분진 제거 장치 더스트제로는 98%의 분진 및 미세먼지 제거율을 자랑한다.
사진은 더스트제로를 거친 후의 분쇄재 모습. (사진. 크러텍)
또한 원료의 분진 제거가 미치는 영향은 비단 분쇄재에만 국한되는 것이 아니다. 최근에는 신재 원료를 사용하는 기업들 또한 분진 제거의 중요성에 집중하고 있다. 신재 원료에 포함된 미세한 분진가루들을 제거하지 않으면 반복되는 사출성형 중에 호퍼 내부에 분진들이 누적되고, 종래에는 눌어붙은 분진가루들이 탄화하게 된다. 이렇게 발생하는 탄화는 성형제품에 흑점이나 가스 자국 등의 불량을 발생시키는데, 이는 투명한 용기나 밝은 계통의 제품을 성형할 때 특히 치명적이다. 이 같은 이유로 최근 화장품이나 제약 분야의 성형 기업들은 신재 원료에 대한 분진 제거에도 관심을 기울이고 있다. 분진으로 인한 불량률의 감소는 곧 생산성의 향상과 더불어 제품 생산 원가를 줄이는 방안이며, 이는 모두 고객사의 이익으로 귀결된다.
분진 제거가 성형 불량률 감소에 미치는 영향
시중에는 원료의 분진을 제거하기 위한 여러 분진 제거 장치들이 나와 있으나, 그 성능은 천차만별이다. 원료와 장소, 환경 등 동일한 조건 아래에서 분진을 제거해도 어떤 설비를 사용했느냐에 따라 분진 제거 효율이 50%가 될 수도, 100%에 근접할 수도 있다. 그렇기 때문에 올바른 분진 제거 장치를 선정하는 것이야 말로 원료 효율성 개선의 첫 걸음이라 할 수 있다.
분진 제거 장치를 선정하려면 우선 해당 분진 제거 장치의 분진 제거 효율과, 그 효율을 객관적으로 증명할 수 있는 근거 지표를 살펴봐야 한다. (주)크러텍(이하 크러텍)의 분진 제거 장치 ‘더스트제로’를 예로 들면 분진 제거 효율이 98%에 달하는데, 이는 국내외 분진 제거 장치 제조사들이 고객들에게 제안하는 평균적인 분진 제거 효율 수치(약 70% 전후)를 훌쩍 뛰어넘는다.
분진제거율 98%를 달성한 크러텍의 더스트제로.
크러텍은 2022 국제포장기자재전(6. 14~17, 부스번호 5C807)에서 분진 제거 장치 더스트제로를 공개한다.
처음 더스트제로를 접한 고객사의 입장에서는 100%에 근접한 더스트제로의 분진 제거 효율에 의구심을 가질 수밖에 없으나, 이는 크러텍이 한국기계전기전자시험연구원에 공식적으로 분진 제거 성능 평가를 의뢰해 얻은 수치로, 이에 대한 객관적인 근거 자료를 고객들에게 제공하고 있다.
공신력 있는 평가기관에서의 근거 자료와 더불어 실제 사용자들의 경험을 체크하는 것도 중요하다. 크러텍의 경우, 주요 고객사들이 실제로 더스트제로를 활용해 분진 제거를 실시한 뒤 구체적인 불량률 감소 수치를 자료화함으로써 신뢰 근거를 마련하고 있다.
예를 들어, 화장품 용기 등 플라스틱 용기 제조 분야를 선도하는 국내 기업 Y社는 크러텍의 더스트제로를 신재 원료와 분쇄재에 각각 사용해 불량률을 유의미한 수치까지 줄여 생산성 향상을 이뤄냈다.
Y社 신재 원료(SAN) 분진 제거 후 불량률 절감 비교
Y社 분쇄재(POM) 분진 제거 후 불량률 절감 비교
갈수록 중요해지는 분진 제거
제조업 경쟁 환경이 갈수록 치열해지면서 최근 중소기업은 물론 중견기업이나 대기업에서도 생산 품질에 영향을 미치지 않는 선에서 분쇄재의 도입을 고려하는 분위기가 조성되고 있다.
엔드유저의 원가 절감 요구는 대부분의 산업 분야에서 공통적으로 발생하는 사안으로, 플라스틱 사출·압출성형 기업들 또한 생산 제품의 품질을 유지하면서 원가를 절감할 수 있는 방안을 고민해야 하는데, 원료의 낭비를 방지하는 것 또한 이 같은 요구를 충족시킬 수 있는 하나의 방법이다. 실제로 최근 국내 유수 기업들을 중심으로 생산 제품 품질을 보장할 수 있는 정확하고 객관적인 근거를 마련할 경우 신재 원료와 분쇄재의 배합을 허용하는 분위기가 조성되고 있다. 이 같은 업계 동향은 바야흐로 사출·압출성형 업체들이 ‘원료 활용성’을 본격적으로 고민해야 할 시기가 도래했음을 의미하며, 이 지점에서 기업 간 경쟁력 격차가 발생할 것으로 예상됨에 따라 선제적으로 효율적인 분진 제거 솔루션을 마련할 필요가 있다.
필자
크러텍 남궁봉준 대표이사
