에이스씨엔텍(주)는 지난 2000년 ‘신진씨엔테크’라는 이름의 무역회사로 출발했다. 전기 • 전자 및 반도체는 물론 자동차, 건축, 에너지 등 산업 전반에서 고강도지만 무게는 가벼운 탄소섬유의 적용 및 발전 가능성이 높다고 판단, 2005년 국내 IC 칩 컴파운드 시장에 Chop 형태의 탄소섬유를 공급하기 시작하면서 해당 시장에 뛰어들었다. 

이후 2010년에는 현재의 회사명인 ‘에이스씨엔텍’으로 이름을 바꾼 데 이어, 2013년에는 Chopped Carbon Fiber의 본격적인 생산을 위한 공장을 설립하고 제조공정을 고도화함으로써 제조기업으로서 면모를 갖췄다. 2017년에는 ISO 9001 인증까지 받았다.  

현재는 도레이첨단소재로부터 공급받은 원자재를 가공해 물성이 뛰어나면서 새로운 기능을 부여한 Chopped Carbon Fiber 독자 브랜드인 ‘ACECAⓇ’의 생산과 함께 Zoltek, Unipetrol, HeXING, Norshine 등의 Pan based Carbon Fiber-Oxidized PAN Fiber(OX PAN), Super Conductive Carbon Black(CB), Acetylene Black(AB), 엔지니어링 플라스틱(PA6, PA66, PES, PEI, PPS, PEEK 등) 등의 국내 유통을 병행하고 있다.

에이스씨엔텍이 개발한 ACECAⓇ는 총 4가지 그레이드로 제조·공급된다. ▲제품의 강도 및 탄성률 증가, 열 및 전기전도성 향상, 낮은 열팽창률로 치수안정화에 도움을 주고, 다른 제품에 비해 내구성, 크리프 저항성, 내마모성이 우수한 스페셜티 그레이드 ▲작업성 및 비용 효율성이 월등하고 엔지니어링 플라스틱 시장에서 경쟁력이 높은 제너럴 그레이드 ▲비용 효율성이 우수하고 ESD(Electrostatic Discharge) 시장에 최적화됐으며 주로 반도체 포장용 컴파운드에 사용되는 ESD 그레이드 ▲사이징 되어 있지 않아 특별한 용도에 추천되는 언사이징 그레이드이다. 

주로 IC 칩 트레이, 와이퍼 캐리어, LCD 카세트, Earth ground resistance, 카본 페이퍼, 카본 펠트, 자동차부품(브레이크 디스크, ECU Heat sink, 부품 등) 등에 적용된다. 

에이스씨엔텍의 연간 생산량은 약 1,300MT에 이른다.

사이징 공정서 발생하는 연기 문제 해결 필요  

 

Chopped Carbon Fiber는 원사 형태의 탄소섬유를 사이징하고 건조한 다음 일정한 크기로 잘라내는 과정을 거쳐 생산된다. 특히 사이징은 플라스틱 수지의 기능성을 더하는 중요한 공정으로 탄소섬유가 에폭시, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리프로필렌 등이 다양한 플라스틱 원료와 결합하면서 더욱 강력한 물성을 갖게 된다. 
 

 

에이스씨엔텍 이재은 공장장은 “사이징은 탄소섬유에 플라스틱 수지를 입히는 일종의 코팅 공정으로 이해하면 된다”며 “열에 의해 탄소섬유 표면에 묻어 있는 수분은 증발하고 플라스틱 수지 고형분이 녹으면서 코팅이 이뤄진다”고 설명했다. 

이어 “이 과정에서 사이징제로 쓰인 플라스틱 수지들 중 크기가 작거나 결합력이 낮은 소프트 세그먼트 구조로 되어 있거나, 또는 노치가 낮은 입자 등이 열분해 온도에 도달하기도 전에 분해가 일어나면서 푸른 빛을 띤 연기가 발생한다. 육안으로는 연기처럼 보이지만 실제로는 작은 플라스틱 알갱이들이 엉겨 붙어있는 상태로, 그대로 배출할 경우 환경오염을 야기하고 환경규제를 위반하게 되는 문제를 겪고 있었다”고 말했다. 

이와 같은 문제를 해결하기 위해 에이스씨엔텍은 집진 장비 도입을 추진하게 됐으며, 산업현장에서 주로 쓰이는 스크러버(습식 세정탑), 활성탄, 전기집진기를 중심으로 각각의 장단점을 비교, 분석했다. 

스크러버는 물로 오염물질을 씻어내는 방식이라 폐수가 발생해 2차 오염 문제가 있고, 폐수처리를 위한 별도의 비용이나 시설이 필요했다. 물을 계속 사용하는 구조이기 때문에 겨울철 물이 얼 우려도 있다. 성능 면에서는 미스트가 아닌 경우 처리가 어렵다는 단점이 있다. 에이스씨엔텍의 경우 건조로를 통해 배출되는 플라스틱 고형분들은 높은 온도로 인해 점성을 띠므로 적합하지 않았다. 
 

 

활성탄은 활성탄소 기공에 오염물질을 부착시키는 방식인데, 사용 시간이 지날수록 기능이 저하되므로 교체를 해줘야 할 뿐 아니라 교체 시점을 판단하기가 쉽지 않다. 폐활성탄을 처리해야 하는 문제도 있었다. 

전기집진기의 경우 플랜트 방식은 비용 부담이 크고 설치공간에 제약이 있으며, 포터블 방식은 원하는 효율을 얻기가 힘들고 유지관리가 쉽지 않다는 단점이 있었다. 특히 비용 대비 효율 면에서 참고할 만한 성공사례를 찾기가 어려웠다. 

더군다나 에이스씨엔텍의 경우 기존 생산설비에 추가로 장비를 설치해야 하는 상황이라, 생산 공정에 영향을 최대한 미치지 않아야 한다는 점도 고려해야 했다.

이재은 공장장은 “장비별로 장단점을 비교해 본 결과, 제이케이시스템의 오픈셀 전기집진기가 우리 회사의 고민을 모두 해결해 줄 수 있는 최적의 제품이라 생각되어 도입을 결정하게 됐다”고 전했다. 

 

복합분진, 점착성 분진 등을 고효율로 처리하는 오픈셀 전기집진기 

 

제이케이시스템이 개발한 오픈셀 전기집진기는 코로나 방전 원리를 이용해 다양한 산업현장에서 발생하는 오염물질을 효율적으로 제거하고 유지관리가 용이하며 설치가 편리하도록 제작됐다. 수분이나 유분이 포함된 복합분진이나 미세분진, 점착성 분진은 물론, 연기, 악취 등도 고효율로 제거하고 고온 환경에서도 얼마든지 사용이 가능하다. 

전기집진기의 경우 내부로 유입되는 기체의 유동 상태를 어떻게 제어하느냐가 가장 중요한데, 오픈셀 전기집진기는 최대의 집진성능을 발휘하도록 3D를 이용한 사용자 중심 설계와 정밀한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 최적화 설계를 실현함으로써 성능과 내구성을 최대한으로 끌어올렸다. 

내부구조가 간단하고 전용세제나 물 없이도 전용 도구만 있으면 누구나 쉽게 청소만으로 유지관리가 완료되기 때문에 비용이나 시간을 절약할 수 있다. 청소 후 바로 사용이 가능해 작업손실도 최소화할 수 있다. 콤팩트한 디자인과 소형화를 실현해 설치 공간에 크게 제한을 받지 않는 점도 장점으로 꼽힌다. 

제이케이시스템 김효수 부사장은 “코로나 방전 원리를 극대화해 기존의 스크러버나 활성탄 외에도 전기집진기를 사용하기 어려웠던 수분이나 유분, 점착성 분진, 고온 등의 환경에 유용한 만큼, 플라스틱 수지 사출이나 재생 등 관련 분야에서 적용을 확대해 나가고 있다”고 말했다. 

오픈셀 전기집진기는 자동차부품 가공업체, 플라스틱 압출 • 사출업체 및 재생 업체, 레이저 커팅 • 용접업체 등 산업현장 외에도 식당이나 커피숍 등의 상업시설에서도 사용이 가능해 적용범위가 넓다. 

 

효율, 비용, 유지관리 모두 ‘만족’ 

 

에이스씨엔텍이 오픈셀 전기집진기를 도입하기까지 약 2달 정도가 소요됐다. 올해 4월 일주일간의 파일럿 테스트를 거쳐 5월 설치를 완료했다. 공장 내부에 2대, 외부에 3대 총 5대를 설치, 운영 중에 있다. 

이재은 공장장은 “처음에는 전기집진기로 우리 회사가 겪고 있는 문제를 해결한 사례를 찾기 힘들어 반신반의했다”며 “오픈셀 전기집진기는 콤팩트하고 현장 적용성이 뛰어나다는 특징으로 인해 생산 공정에 아무런 영향 없이 테스트를 실행할 수 있었고, 성능을 확인한 후 바로 도입을 결정하게 됐다. 효과는 기대이상, 만족스러웠다”라고 전했다. 

또한 점착성 분진이나 고온 환경에서 뛰어난 집진효율을 보여주고 냄새까지 잡아줄 뿐 아니라, 배관설비 등을 통해 오염물질을 한곳에 모아주지 않아도 되므로 추가 설비 없이 기존 생산설비에 바로 설치가 가능하다는 점을 오픈셀 전기집진기의 큰 장점으로 꼽았다. 

이재은 공장장은 “경제성 면에서도 기존 전기집진기나 스크러버, 활성탄의 1/2~2/3 수준으로 초기 투자비는 물론 유지관리비도 적게 들어 만족도가 높다”고 강조했다. 또한 “실제 운용 경험에 비춰볼 때 오픈셀 전기집진기는 플라스틱 수지 컴파운드나 사출 등 플라스틱 수지 쪽에 매우 아주 유용한 제품이므로 우리와 비슷한 고민을 하는 업체가 있다면 적극 추천한다”라고 덧붙였다.
 

지속적인 개선 작업으로 효과 증대 

 

아쉬운 점도 물론 있다. 이재은 공장장은 “산업공정마다 특성이 다르다. 공정별로 오염물질 발생량을 정확히 파악한 다음 용량을 정해야 하는데, 처음 오픈셀 전기집진기를 도입하다 보니 미숙했던 부분이 있었다. 실제 운행을 해보니 경화 공정에서 예상했던 것보다 오염물질 배출량이 많아 개선이 필요한 상태다”라고 말했다.

이에 대해 김효수 부사장은 “설비 라인 연결만 수정하면 되는 사안이기 때문에 바로 개선이 가능하다”고 답했다. 

장비 유지보수 시 기존의 스크러버는 폐수처리나 겨울철 결빙 등의 문제가 있고, 활성탄 역시 교체와 교체 후 폐기 처분의 문제 등이 있지만, 오픈셀 전기집진기의 경우 주기적인 청소만 필요하므로 훨씬 편리하고 경제적이다. 

이재은 공장장은 “우리의 경우 일주일에 1대씩 청소를 하고 있는데, 시간이 좀 걸린다. 기존 설비와 비교해 수용이 가능한 정도이지만 사용자 입장에서 욕심을 내자면 설비 가동 중단시간을 줄이고 더욱 간편했으면 하는 바람이다. 전기집진기 내 전극봉은 물론 외벽까지 카트리지 타입으로 만들어 예비품을 구비해 교체해서 사용하는 방식이었으면 한다. 그러면 설비 중단 없이 더 생산성을 높이는 데 더 주력할 수 있을 것 같다”라고 언급했다.

오픈셀 전기집진기는 전극봉 뿐만 아니라 외벽까지 모두 예비품으로 준비해 두고 운용이 가능하도록 개발되어, 이 점 역시 해결이 가능하다. 이에 두 회사는 빠른 시간 내에 협의를 통해 개선작업을 진행할 수 있도록 할 예정이다. 

김효수 부사장은 “분진의 종류나 상태에 따라 건식 • 습식 적용 여부가 결정되긴 하나, 청소작업까지 줄여 더 편리하고 생산성을 높이고자 한다면, 습식 전기집진기를 추천한다”고 전했다. 습식 오픈셀 전기집진기는 포집된 분진이나 악취 등을 물을 이용해 세정하는 방식으로 슬러지 등과 같은 2차 폐기물이 발생하지 않고, 사용된 물만 정화하면 되므로 유지보수가 훨씬 용이하다. 가격은 건식보다 비싼 편이다. 

 

 

 

<저작권자ⓒ '플라스틱사이언스' 무단전재-재배포 금지.>