머리말
공정 기술은 단지 장비를 운전하는 것이 아닌, 공정 의 이면에 숨어있는 작동 원리를 이해하는 것으로, 정 확한 공정 기술의 습득은 최적의 소재 설계 및 공정 조건 도출 → 불량률 감소/제품 경쟁력 향상 → 생산 성 증가 라는 과정을 통하여 기업의 이익과 직접적으 로 관계가 있다. 그러나 국내 학계/산업계의 현실은 가공/공정기술 분야에 대한 인식 부족, 전문 인력의 급격한 감소, 첨단 장비 및 부품의 높은 수입 의존, 산 학 협력 노력의 부족 등으로 기술경쟁력이 충분히 확 보되지 못하고 있는 실정이다. 대부분의 업체는 공정 의 원리를 제대로 이해하지 못한 채 trial & error 식 의 운전/생산하고 있으며, 안타깝게도 어디서부터 어 떻게 공정을 개선해야 하며 그러한 개선이 품질과 생 산성 향상에 어떻게 기여할지에 대해서도 올바른 방 향을 잡지 못하고 있다.
한국은 세계 4위의 플라스틱 생산국이지만 그 동안 가공/공정기술에 대한 인식과 투자가 부족하여 플라 스틱 및 관련 전자/화학 제조업 분야에서 점차 경쟁 력을 잃어가고 있다. 현재 전 세계적으로 북미의 셰일 가스를 위시하여 값싼 플라스틱의 공급이 증가되고 있으며, 값싼 인력으로 무장한 중국이 추격해 오고 있 다. 이러한 상황에서 차별화된 가공/공정기술의 지원
과 교육, 육성이 없이는 한국의 고분자 산업 및 관련 제조업은 곧 설 자리를 잃게 될 것이다. 이러한 현실 을 타파하고 한국 가공/공정 기술의 수준을 제고하고 자 소명 의식을 가지고 구축된 것이 바로“고분자·나 노 융합소재 가공기술센터 (CnsPPT)”이다. 우리 센 터는 전국 20여 명의 가공/공정 분야의 교수진, 울산 TP 등의 컨소시엄으로 구성되어 우수한 인적 자원, 최첨단 장비 등의 인프라를 갖추고 있을 뿐 아니라, 정부 출연 연구소, 해외 유명 연구소 등과도 우호적인 협력 관계과 구축되어 있어 다양한 채널을 통해 기술 적인 지원/자문이 가능하다. “고분자 나노융합소재 가 공기술센터”는 향후 우리 나라의 가공/공정기술 경쟁 력의 핵심적인 거점으로, 공정기술의 부재에 목말라 하는 다수의 기업체들에게 기술지원을 할 수 있는 독 보적인 센터로 자리매김 할 것으로 기대한다.
센터의 추진전략
기존의 공정기술은 하드웨어 중심의 기술개발 형식 으로, 공정운전의 작동원리 및 메커니즘을 이해하기 보다 장비자체를 운전하는 것에 중점을 두어 왔다. 따 라서, 고가의 장비가 곧 앞서가는 공정기술이라는 잘 못된 인식으로 해외 선진제조사에서 장비와 기술을 사오며 선진기업의 방식을 흉내내기에 급급했었다.
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(Center for nano-structured Polymer Processing Center)
안경현, 정영미
서울대학교 화학생물공학부
문제는 장비 공급사만이 잘 알수있는 장비자체의 특 성을 십분파악하지 못하고, 나아가 적용되는 소재의 특성마저 종합적으로 이해하지 못한채, 대부분의 업 체들이 생산성등의 양적 팽창에만 초점을 맞춰왔다.
결과적으로 최적화되지 못한 공정조건에서 불량품을 양산하거나 공정조건을 최적화하기 위해 시행착오적 인 노력을 기울여 제품력을 높여야 했다.
최상의 상품을 시행착오와 최소의 시행착오와 불량 률로 단기간에 대량생산 하기 위해서는, 최적화된 공 정 솔루션을 도출해야 한다. 이러한 공정최적화는 장 비자체의 메카니즘과 소재의 특성을 총체적으로 동시 에 이해해야만 가능해진다. 독일과 같은 기술선진국 의 예를 들여다보면, 그들은 장비뿐만 아니라 보이지 않는 무형의 공정기술, 즉 소프트웨어 측면의 공정기 술을 매우 중요시 여긴다. 각 소재의 특성에 따라 유 연성있게 장비를 디자인 할 뿐만 아니라, 온도, 압력, 시간등의 중요한 공정변수를 각 소재 및 최종 물성 타 깃에 맞도록 조절한다. 결과적으로 같은 고가의 장비 를 사용하더라도, 기술적 배경지식이 견고한 기술 선 진국과의 제품력 차이가 이런 소프트웨어적인 기술력 의 차이에서 비롯되는 것이다.
따라서 본 센터는 장비중심의 기존 하드웨어적 사 고에서 소프트웨어 중심의 사고로의 점진적 시프트 (shift) 를 주도하고, 각 참여기업들의 인식전환을 유 도하여, 소프트웨어 중심의 기술지원 및 인력양성에
노력을 기울일 예정이다. 동참하는 전국 각지의 교수 진이 합심하여, 기술개발, 기술지원, 인력양성에 노력 을 기울여, 향후 고분자·나노 융합소재 가공기술센 터가 국내 가공공정기술의 중추적인 역할을 담당할 수 있도록 총력을 다하고 있다.
세부 지원 분야
압출, 사출, 코팅/프린팅, 나노소재 분산, 기타 기반 기술 (분산, 화학적 개질, 교반 등) 등의 소재관련 공정 에 있어서, 단순히 장비 사용을 제공하는 hardware적 인 지원에 그치지 않고, 유동해석, 유변학적 해석, 열전 달 해석 등의 이론적인 해석, 실험적 분석, simulation 해석, 기술자문, 과제수행 등의 포괄적이고 종합적인 지원에 주력하여, 산업 현장에서 겪고 있는 다양한 애 로기술들에 대한 total solution 을 제공 하고자 한다.
센터 사업내용
본 센터의 사업내용은 크게 기술서비스, 기술교육, 인력교류, 과제기획 등 크게 4가지로 나뉜다. 기술서 비스는 산업체에서 겪는 애로기술에 대해 자문요청이 들어오면, 해당분야 교수진이 모여 협의한 후 컨소시 엄을 결성하고, 자문/과제 활동을 통해 기술적인 문제 해결에 도움을 주는 서비스이며, 여기에는 기존/신규 장비활용 및 분석, simulation 및 결과해석 등이 포함 된다. 기술교육 서비스는 각종 첨단 가공기술에 대한 364…NICE, 제31권 제3호, 2013
정보를 제공하는 소식지 발행 및 세미나, 심포지움, 교 육프로그램등을 통한 산업체 현장의 실무자들을 겨냥 한 교육사업이 해당된다. 인력교류 사업은 훈련된 인 재를 양산, 배출하여 가공공정기술자의 부재로 인해 고충을 겪고있는 산업체에 인력을 공급하는 사업으로, 국내/해외 인력교류 및 기술전문가 네트워킹도 해당 된다. 과제기획은 산업통상자원부 (구 지식경제부) 및 중기청, 연구재단 등에서 지원하는 연구개발 과제 뿐 아니라, 해외 협력연구를 통한 과제 발굴을 통해, 참여기업들이 시장을 선점할 수 있는 아이템 중심으 로 연구개발 과제를 기획, 정부출연금을 획득할 수 있 도록 돕는 사업이다. 이러한 과제기획을 통해 유관산 업체와의 네트워킹 형성이 가능해지고, 기술적인 교 류를 통한 시너지효과를 기대할 수 있다.
현재까지 진행되어 온 사업내용은 아래와 같다.
1) 기술서비스
- 창원지역의 사출업체를 중심으로 자문 컨소시엄 형성하여 값비싼 크롬도장을 대체하는 인몰드 성 형 공법 개발 시작
- 플라스틱 표준기술 연구회 활동: 신제품이나 신 기술에서 새로운 표준기술을 수립하고자 하는 업 체에게 가이드라인을 제시함
- 기타 다수의 업체와 기술자문미팅 (ex. 다인폴리 테크, 흥보테크, 동진쎄미켐)
- 초고속 사출-압축 성형기 중앙장비심의 완료 및 발주예정
2) 기술교육
- 센터발행 뉴스레터지 정기송부 (매월)
- 참여사대상 교육프로그램 (코팅/사출/압출): 6 월부터 시행
- 센터 주관 1차 심포지움 개최 (5/3)
- 센터 주관 5차 Asian Coating Workshop 개최 (5/9~10)
- 학회 공동주최 조직결성: ISAR, 유변학회 (5/23~24)
3) 해외교류
- 해외 연구소/대학/기업체와의 기술교류를 위한 방문일정 확정 (MOU 체결예정)
: InstitutfürKunststoffverarbeitung, IKV (독일, 연구소), Eindhoven University (네덜란드, 대 학), Stora Enso (독일, 기업), Fraunhofer (독 일, 연구소)
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4) 과제기획
- KEIT 주관 공정고도화 전문가회의 3차 회의 완 료, 향후 신규 사업 제안요청서 (RFP)에 반영, 참여사들의 신규과제 참여 유도
- 유럽협력 과제기획 검토/추진중 (Horizon2020, EUREKA)
- 인력교환 프로그램 검토중 (Marie-Curie Action)
센터 보유/도입예정 장비
센터가 보유하고 신규제작하는 장비는 아래와 같다.
1) 기보유 장비
스크류 설계용 가공물성 평가장비, screw rheometer, screw simulator, 마찰계수측정기, bulk density측정지, 토크레오미터, 일반사출기, CAE S/W, 기타 기반구축 장비 (레오미터, 건조스트레스 측정기, 유동가시화장비) 등
2) 신규도입 및 자체제작
Two stage tandum extrusion line Tractable roll film casting line
Microlayer duplication extrusion film casting line, Multilayer extrusion film casting line,
Clamp shell co-TSE, Microlayer duplicator,
High speed electric injection-compression molder, Rotary table tiebarless piggyback hydraulic multi-
component molding machine, Multi-component injection molder,
IM CAE S/W (Sigma), Thermal processing (T-SIM) Feed block type multilayer extrusion system, 고주파유도가열장비, 레이저가열장비 등
3) 나노 분산
Planetry ball mill, Automatic mounting press, Linear precision saw 및 기타 나노물질 합성장비,
Microcompounder/extruder, Nanothickness tester,
Nano-dispersion & homogenizer, Nano indenter & scratcher Hydrothermal reactor,
Atmospheric pressure direct plasma treatment, Dispersion stability tester,
Mercury porosimeter, Spray coater 등[u1]
센터 구성
본 센터는 산-학-연의 유기적인 관계를 구성, 기술 공유가 원활하도록 구성되었다.
또한, 기술개발영역의 확장을 위해 국내외 유관기 관과의 긴밀한 관계를 구축, 제품개발 및 장비의 향상 을 위한 지속적인 개발에 박차를 가할 것이며, 이로 인한 기술적 발전은 참여사의 혜택으로 돌아가도록 노력할 것이다. 센터의 조직은 크게 운영위원회, 자문 위원회, 장비도입위원회로 구성되며 그 아래, 압출, 사 출, 코팅, 분산, 나노기술 분과로 구분되는 교수진들로
개소식 및 심포지움 사진
참여인력 현황
이름 전문가 소속 기술개발 현황
구상균 상명대학교 정밀 코팅 공정 및 미립자 분산액 제조기술
김동학 순천향대학교 금형표면 급속가열 기술개발
김명호 한남대학교 단축/컴파운딩 압출기 공정설계 (스크류/다이)
김선경 서울과학기술대학교 팽창고속사출성형 및 CAE 해석 개발
김시조 안동대학교 단축압출기 스크류 설계 및 공정연구
남재욱 성균관대학교 액상 코팅 유동해석 및 다이설계 기술 개발
류민영 서울과학기술대학교 복합 사출 성형 기술 개발
송영석 단국대학교 정밀 고분자 성형 기술 개발
안경현 서울대학교 입자계 유동제어, 코팅, 건조기술 개발
우종표 명지대학교 고분자 입자구조 제어 및 광확산 필름 개발
윤경환 단국대학교 광학소재 정밀사출 및 측정기술 개발
이강택 연세대학교 무기나노입자 분산제어 및 표면개질
이병옥 아주대학교 분말사출성형공정 최적화 및 공정제어
장영욱 한양대학교 이축압출기 컴파운딩 및 고분자 블랜딩
정현욱 고려대학교 롤/슬롯/슬라이드/커튼 코팅 공정 해석
최경현 제주대학교 비접촉 프린팅 장비 및 공정기술 개발
최선웅 한남대학교 재료역학 및 복합소재 가공
홍정숙 숭실대학교 분산 메카니즘 연구 및 분산 제어기술 개발
황욱렬 경상대학교 분산기 설계 기술 개발
태원필 울산 TP 나노소재 합성/개질/분산 개발
정영미 서울대학교 전체과제 연구기획, 운영 총괄
포진되어 있다. 또한 센터는 해외교류를 통해, 기술/
인력교류를 추진하여 이를 자문위원회의 기능으로 편 입하여 운영된다.
또한 현재까지 가입한 참여기관/기업은 현재 총 29 개 기업 (26)/기관 (3)이며 참여가 계속적으로 증가 중에 있다. 참여기관 리스트는 아래와 같다.
- 한국기계연구원, 한국화학연구원, 석유화학협회, 삼 성전자, 브이엠테크, 동진세미켐, 우주일렉트로닉스, 유도, 코오롱인더스트리, 키슬러코리아, 하도, 레올 로지솔루션즈, LG전자, LG화학, SK이노베이션, SKC, CAETech, 신일화학, 동진테크윈, 다인폴리 테크, 정우정밀, 흥보테크, 이코리아, 일해, Flex PE, 효광
센터의 비젼
대기업, 중견기업, 중소기업, 벤처기업을 망라한 국 내 고분자 제품 제조업체모두 회사의 성장에 가공기 술 및 관련 인력의 필요성을 크게 느끼고 있다. 통상 적으로 가공기술에 대한 수요가 회사의 기술 도약 시 점에 크게 증가한다는 점을 고려하면, 센터의 성공적 인 활동 수행은 이들 기업에 많은 도움이 될 것으로 예상할 수 있으며, 궁극적으로 국가의 기술 경쟁력을
상승시킬 것이다.
이에 본 센터가 추구하는 비젼은 다음과 같이 요약 된다.
·기존 제품으로는 만족시킬 수 없는 경량화, 난연화, 친환경화 고성능화 등의 기능과 활용도를 갖는 고 분자·나노 융합소재를 개발하기 위한 가공 기술의 고도화 개발과 신기술 적용 활성화 및 신제품 개발 촉진을 지원함으로써 고분자·나노 융합소재 산업 의 신성장 동력화함
·이를 구현할 수 있는 가공 장비를 선택적으로 구축 하여, 산학연이 공동으로 장비를 활용하고 가공기 술을 개발하며, 전문 인력을 양성함
·유관기관과의 긴밀한 기술교류를 통해, 전반적인 기술력 향상 및 공유
·이를 통하여 기업의 가공기술 역량을 강화하고 국 가 산업경쟁력을 제고함
E-mail: [email protected] website: www.cnsppt.or.kr
368…NICE, 제31권 제3호, 2013
