광학박막제품공장 내 세정공정에서의 에코큐트 도입에 의한 에너지 절감

김대근 기자
입력 2015.10.01 00:00

광학박막제품공장 내 세정공정에서의
에코큐트 도입에 의한 에너지 절감

일본의 ㈜무라카미 카이메이도(村上開明堂)는 환경 친화적 기업으로서 2001년 1월부터 「환경 매니지먼트 시스템」을 운용하기 시작하여 전 사업소에 걸쳐 ISO14001 인증을 취득하고, 환경 개선 및 에너지 절감을 실현하는 일련의 활동들을 꾸준히 전개해 오고 있다. 본고에서는 당사의 광학박막제품의 세정공정에 정수(井水) 대응 에코큐트를 도입하여 개선시킨 에너지 절감 효과를 소개한다.

번역·정리 김대근 기자

1882년에 창업한 ㈜무라카미 카이메이도(村上開明堂)는 가구용 장식 금구, 건축용 판유리로 출발하여 현재는 자동차용 도어 미러와 광학박막제품을 두 축으로 하여 사업을 전개하고 있다. 자동차용 도어 미러는 콤팩트한 몸체에 박막·기구· 전기계와 같은 다양한 기술로 이루어져 있으며, 이 복합 시스템을 일관체제에서 생산하여 일본 시장 점유율 1위라는 실적을 올리고 있다.광학박막제품은 자동차 업계에서 쌓아올린 기술력을 활용하여 OA기기에 내장된 고반사 거울, 영상기기에 사용되는 백색광을 3원색으로 분리하는 다이크로익 미러 등 자동자용 도어 미러와 마찬가지로 개발부터 생산까지의 일관체제하에 후지에다(藤枝) 공장 내의 옵토 일렉트로닉스 사업부에서 제조되고 있다.

광학박막제품의 제조공정

옵토 일렉트로닉스 사업부의 주력 제품인 광학박막제품은 「기판가공→세정→성막」이라는 공정하에 제조되고 있다.

기판가공은 원료인 유리판을 설계대로의 크기로 가공하여 기판을 만든다. NC제어에 의해 유리기판에 상처를 내어(스크럽), 제품 크기로 절단한다. 또 유리기판을 가열하여 연하게 만들고 자중(自重)과 흡인에 의해 곡면으로 성형한다.

세정은 기판에 부착된 오염물이나 이물질을 제거하고 표면을 깨끗한 상태로 마무리한다. 자동처리로 유리단면의 모따기(챔퍼링)부터 연마세정까지 실시한다. 또 초음파 진동으로 기판 표면의 이물질을 제거한다.

성막은 나노미터 이하의 고정밀도 박막제어로 기판에 다층막을 코팅한다. 대형 다층막 증착 장치에 의해 수십 층이나 되는 박막을 진공하에서 코팅하거나 층수가 적은 다층막을 연속해서 고효율로 코팅한다.

세정공정의 에너지 절감

세정공정에서는 제조라인의 구동 롤러 위를 이동하는 유리기판에 상부에서 온수를 분사·적하(滴下)하고, 회전 브러시·스펀지로 수분을 닦아내 히터로 건조시킨다.

사용하는 40~50℃의 온수는 LP가스식의 순간 급탕기에서 공급하고 있었으며 아래와 같이 과제를 개선하고 에너지 절감을 도모하였다.

과제
① 환경적인 면을 고려해 CO₂ 배출량을 저감해야 했다.
② 소량의 온수를 사용하고 싶어도 온수량이 일정량 이하이면 LP가스식 순간 급탕기가 점화되지 않기 때문에 필요량 이상으로 온수와 에너지를 소비하고 있다.
③ 정수(井水, 우물물)를 사용하고 있기 때문에 기기의 갱신주기가 짧다.
④ 전기식 급탕기는 온수 부족으로 인해 생산에 지장을 초래하지는 않을까 우려되고 있음

개선책
① 정수(井水) 대응 에코큐트를 1라인에 도입해 야간전력을 최대한 활용하면서 온수를 효율적으로 저장하고, 낮에는 필요에 따라 재열(再熱, reheating)을 실시한다.
② 기존의 LP가스식 순간 급탕기는 온수 부족 대응용으로 남겨둔다.

그 결과,

효과
① 에너지 사용량 및 CO₂배출량이 기존 시스템 대비 약 80%까지 절감 예상
② 온수는 전부 에코큐트로 충당되어 에너지 비용 절감
③ 온수가 저장되어 있기 때문에 소량의 온수 사용이 가능해져 낭비가 사라짐
④ 화력을 사용하지 않고 연소가스의 발생도 없기 때문에 종업 시 밸브를 잠그는 일을 걱정할 필요가 없어지는 등 운용면·안전면에서 효율성이 높아짐