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최근 방사설비는 코스트 효율이 다양한 요소에 의해 결정되고 있으며, 가장 중요한 것으로는 원사품질, 생산성, 효율, 요구공간, 에너지소비, 요구인력 등을 들 수 있음.

스위스의 Oerlikon Barmag의 신형 Polyester POY 설비인 “WINGS(Winding Integrated Godet Solution)”는 위에서 언급한 요소를 기초로 설계되었음. 이는 생산성을 향상시키면서도 코스트 효율을 높이고, POY 시스템의 품질을 향상시키는 것임. 이에 따라 godet 롤러와 권취기를 공간적으로 분리하고 개별적인 권취기를 통하는 것이 이전까지의 방식이었으나, 동 설비에서는 이러한 컨셉이 바뀌고 있음.

동 설비의 기본은 ACW 권취기로서 다수의 방적시스템에서 이미 성공적으로 사용되고 있는 것임. godet 롤러 및 tangling 유닛의 배치를 새롭게 함으로서 인정받은 ACW 기술(bi-roter 시스템, 絲축적, 리본 절단방법 등)을 유지하면서도 다양한 이득을 얻을 수 있음.

- 고품질 원사생산

"WINGS" 설비는 시스템적으로 원사의 이동중 이동각도를 좁게 설계되었음. 회전에 의해 포장각도를 넓게하고 마찰저항이 없도록 유도하게 됨. 연신이 이루어지는 동한 원사의 편향각도의 합은 약 7°에 불과함. 이는 기존의 설비가 28~30°에 근접했던 것과 비교하면 상당히 개선된 것임.

그 결과 동 시스템은 원사의 균일도면에서 상당부분 개선을 이루어게 되었음. 일례로 강도와 탄성도 면에서 thread의 편향도인 CV% 수치가 기존 ACW 기술을 활용한 일반 POY를 비교시 약 20~40% 향상이 있었음. 이는 아래표에서도 나타나 있음.

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- 높은 생산성 및 효율

일반 방사시스템에서는 방사설비 아래에서 연신이 이루어지는 부분과 권취기는 2단계로 나뉘어 있음. 이와 유사하게 원사의 string-up이 일반적으로 2명의 작업자에 의해 이루어지고 있음. 반면, “WINGS" 설비는 단일 층에서 가동되며, 모든 부품이 설계 및 배치 면에서 인체공학적임. 이는 원사의 string-up에 요구되는 시간을 50%이상 줄일 수 있으며, 고품질의 POY 제품을 생산할 수 있음.

동시에 string-up의 고장가능성은 새로운 컨셉을 도입함으로서 상당히 감소하였음. 일반 권취기와 비교시 string-up 시간이 절반정도로 단축되었으며, 에러시에도 연속가동이 가능하도록 설계됨. 그 결과 연신공정상에서 생산되는 waste를 상당부분 저감하였음.

이밖에도 string-up 공정은 1명의 작업자가 가연과 관련된 모든 부품을 한눈에 볼 수 있도록 설계되어 있음. 이에 따라 전체 작업로드가 약 20% 줄어들게 됨으로서 제 2작업자가 기타 업무에 투입될 수 있음.

“WINGS" 설비는 방사설비의 설치를 단순화하며 기간도 단축시켜줄 수 있음. 완벽히 조립되고, 미리 설치되어 테스트된 설비로 공급되고 있음. 이는 가동에 필요한 것은 전력과 압축공기라는 사실을 의미함. 이는 수요업체의 조립비용을 절감할 수 있고, 가동시 착오를 줄임으로서 보다 빠른 가동개시가 가능하며, 결과적으로는 이익을 높일 수 있는 방사설비를 가동할 수 있음.

또한, "WINGS"설비의 컨셉과 같이 동 설비의 건설에는 요구조건이 거의 없음. 일반적인 배치로서는 바닥통로의 정교한 설치가 요구되며, 거의 밀리미터 수준의 연신 및 권취기의 정렬작업도 요구됨. 그 결과 “WINGS"설비가 장착된 자체지주프레임, 방사위치는 바닥의 균일도 등 특별조건이 요구되지 않음. 이외에 공정을 최적화할 수 있으며, 바닥이 약간 균일하지 않더라도 고품질 제품의 생산이 가능함. 이는 정확한 정렬에 필요한 추가비용을 상당부분 줄일 수 있다는 것임.

- 적은 요구공간 및 집약된 건물

“WINGS"는 독립된 설비로서 통합조절박스가 내장되어 있으며, ”독립된 단일 포지션별 조절부”라는 컨셉을 갖추고 있음. 연신을 위한 별도부분이 없이 가동될 수 있으므로 설비의 위치상 제약이 사라지게 됨.

원사업체에서는 일반적인 배치로도 설치가 가능함. 그러나 “WINGS"의 설비는 상당히 타이트한 방사설비배치를 가능하게 함으로서 기존 시스템대비 최대 35%까지 절약할 수 있음. 따라서 기존 공장에 신규 방사설비를 도입할 경우 처음부터 컴팩트한 진행이 가능하며, 투자비용도 절약할 수 있음.

현대화된 중합설비는 향후 일산 600톤의 생산이 가능하도록 설계되어 있으며, 컴팩트한 배치는 라인길이를 크게 줄일 수 있고 결과적으로는 전체시스템 상에서 잔류시간의 차이를 줄일 수 있음.

그 결과 낮아진 부품의 높이로 “WINGS"설비를 기존 방사설비에 통합시켜 효과를 얻어낼 수 있음. 급냉설비와 권취설비간 길이는 결과적으로 편향각도를 좁혀주므로 원사품질에 긍정적 영향을 줄 수 있음.

천장높이가 낮은 구형건물의 경우 기존의 연신설비를 개조하기가 불가능할 수 있음. 따라서 기존의 편향각을 전반적으로 유지해야함. 이러한 이유로 기존의 방사설비는 ”WINGS"로 업그레이드 할 수 있으며, 최신의 프로세스 노하우를 포함한 부분을 개선할 수 있음.

- 에너지 효율

설계당시부터 “WINGS" 설비는 시스템화되면서 효율적인 POY 생산을 위한 코스트 절약용 부품을 활용하였음. 일례로 새로운 tangling jet의 컨셉을 통해 tangling 유닛의 공기소비를 감소시키고 있음.

- 결론

Oerlikon Barmag는 “WINGS"를 통해 POY의 생산효율의 향상측면에서 새로운 기반을 마련하였음. 그 결과 원사의 균제도가 향상되면서 POY 품질을 최적화하고 DTY의 품질까지도 최적화할 수 있게 되었음. 그 밖에도 동사의 극세사用 급냉장치인 ”Evo-Quench"를 활용하면 투자 및 생산비용을 줄임으로서 경제적이면서도 고품질의 POY 생산이 가능해질 것으로 기대됨.