홈 > Focus On Business 이 기사의 입력시간 : 2012-07-30 (월) 11:48:07
(주)진우통상
‘Ductless 공기정화 시스템’ 개발
2012-08  자료제공 : ㈜진우통상(www.jinwoosmt.com)
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국내 특허 출원완료 [제 10-2011-0112155호]         
공장의 배기 처리, 환경 개선 효과        
진우, 제조환경 친환경에 앞장 서

당사에서는, 배기 처리를 시스템 내에서 실행하여 오존을 시스템 내에서 무해화시킨 후 공기를 실내로 되돌리는 혁신적인 기구를 개발하였다. 즉, 안전성을 확보한데다가, 오존수를 사용하여 가스 배기 중의 냄새 제거는 물론, Flux 및 분진도 제거한다. 또한 오존수를 사용함으로써 배기가스의 온도 강하도 가능한 구조를 띄고 있으며, 더욱이 건조된 공기를 가습시키는 효과도 제공한다.

당사는 당사 유저들이 SMT 공장의 배기가스 처리를 두고 골머리를 썩이고 있는 모습을 자주 접해 왔다. 당사는 배기가스 문제를 해결하는 솔루션인 ‘Ductless 공기정화 시스템’을 개발하고, 공급하기 시작했다. 특허 출원한 신규 시스템은 ‘배기가스 해결’ 이외에 ‘작업 환경 개선’이라는 이중의 긍정적인 효과를 제공한다.

개발 의도                  



그림 1에서는 일반적인 SMT 공장의 배기 탑 모습을 보여주고 있다. 대부분의 SMT 제조업체들은 Reflow 로나 납 조에서 발생하는 가스를 배출하기 위해 별도의 Duct를 설치하여 대기로 방출하고 있는데, 이로 인해 배기 중의 매연과 냄새가 문제점으로 지적되어 왔었다. 더욱이, Reflow 로 안이나 납 조 안은 습도가 30%~40%의 건조된 상태이므로, 기판의 정전기 대책도 요구되고 있었다. 이에 대한 개선책으로, 현재에는 정전기 대책 및 기판 냉각을 실현하려는 목적으로 Chiller 등을 사용하고 있는데, 이것은 작업 환경의 개선을 꾀하지만 실내 온도의 상승을 부추기고 있는 상태이다.
이와 같은 문제들을 해결하기 위해서 당사는 ‘Ductless 공기 정화 시스템’을 개발하게 되었다.
‘Ductless 공기 정화 시스템’의 개발 의도는 다음과 같다.
① 기기 및 주위에서 발생하는 냄새를 제거할 것
② Chiller 등의 (배기열을 낮춤)기기를 사용하지 않고 배기 온도를 실
   온정도까지 강하시킬 것.
③ 대기로 내보내는 배기로 인한 VOC, 분진, Flux 등의 방출물질을
   제거할 것
④ 건조한 배기를 최적의 습도까지 상승시킬 것
⑤ 배기 Duct를 없앨 것
⑥ 발생하는 연기 등도 없앨 것

냄새 대책          

리플로우 로 혹은 납조 안에서 솔더링 시 발생하는 기체는 눈살을 찌푸릴 정도로 심한 냄새가 난다. 그래서 대부분의 SMT 현장에서는 나름의 방법들을 강구하고 있다. 나름의 냄새 대책으로는, ‘오존’ 혹은 ‘활성탄’을 사용하는 것이다. 그러나 이들 제품들은 일장일단을 가지고 있다. 오존을 사용하는 경우는 냄새제거와 살균 효과가 기대되는 반면, 오존냄새(비린내) 그리고 안전성이 문제점으로 대두되었다. 또한 오존을 사용하기 위해서는 엄격한 관리가 필요하다. 일본에서는 오존을 적용한 노동 시 안전을 보장하기 위해 실내 농도 기준을 0.1PPM 이하로 관리하도록 법률로 제정하였으며, 우리나라에서도 실내 농도가 0.05PPM를 넘지 않도록 규정하고 있다. 더욱이 오존이 실내에 방출되면, 주변 기기의 부식의 원인이 될 수 있다는 문제점을 안고 있다.
당사에서는, 배기 처리를 시스템 내에서 실행하여 오존을 시스템 내에서 무해화시킨 후 공기를 실내로 되돌리는 혁신적인 솔루션을 개발하였다. 즉, 안전성을 확보한데다가, 오존수를 사용하여 가스 배기 중의 냄새 제거는 물론, Flux 및 분진도 제거한다. 또한 오존수를 사용함으로써 배기가스의 온도 강하도 가능한 구조를 띄고 있으며, 더욱이 건조된 공기를 가습시키는 효과도 제공한다.
오존과 활성탄을 조합하여 오존만으로 한계가 있었던 냄새제거와 오존의 무해화를 실현할 수 있었다. 또, 오존과 활성탄의 힘에 특수 필터를 조합함으로써, 균 제거 또한 가능하다. 즉, 제조현장 주변 공기의 균을 제거하고, 제조현장의 환경을 쾌적하게 만드는 효과를 제공한다.

실증실험과 그 결과          



그림 2는 앞서 지적된 문제들을 해결하기 위해 시험기기(납 조를 사용)에 ‘Ductless 공기정화 시스템’을 적용하여 실행하고 있는 모습을 보여주고 있다. 그림 3에서는 실증 데이터의 측정에 적용한 기기류를 보여주고 있으며, 그림 4에서는 오존 관계 측정을 위한 기기들을 나타내고 있다. 그리고 그림 5와 같은 해당 유닛을 실증용 납 조에 장착하였다. 이 측정은 2011년 11월24일~11월28일의 3일간에 걸쳐서 실시하였다.
그림 6에서 나타내는 형태와 같이, 배출한 공기의 속도가 주위의 외부 공기를 끌어들이므로 정확한 냄새를 맡을 수 없기 때문에, 그림 7과 같이 배기구에 봉지를 씌워 공기를 모아 냄새의 판단을 실행하였다. 표 1~6에서는 실증 결과를 보여주고 있다.
그림 8에서는 유닛에 부착된 부착물을 보여주고 있다. 실증 중이기 때문에 유닛을 별도로 떼어내지 않고, 그 표면 및 표면 부착물만을 확인하였다. 그리고 그림 9에서는 납 조의 배기 Duct의 부착물을 보여주고 있다. 그림 9에서 알 수 있듯이, 닦아낸 물질은 납 조의 배기 Duct에 부착하고 있는 물질과 색상 등이 동일하였다.



실증에 대한 리뷰          

납 조를 이용한 실증을 리뷰하면, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
① 납 조의 솔더링 시 발생되는 냄새가 기계부근에서 나지 않았다.
② ‘Ductless 공기정화 시스템’ 방식이 온풍을 냉각하는 효과는
   chiller 적용시보다 더 높았음을 확인하였다.
③ FA 및 실내(에어컨 사용)는 건조하기 때문에, 가습이 필요하다.  
   이번 화학 유닛은 적절한 습도를 발산하는 것이 가능하다는 것을
   확인 할 수 있었다.
④ 오존수의 온도 교환 움직임으로, 살균 및 공기 환경을 쾌적하게
   하는 것이 가능하다.
①항에 대해서는, 냄새는 화학 유닛 안에서 제거되는 것이 확인되었다. ②항에 대해서도 열원(별도의 에너지) 없이 온도 냉각하는 것이 가능하다는 것이, 각각 실증되었다.
그리고 ‘Ductless 공기정화 시스템’은 앞의 『개발 의도』 섹션에서 설명한 모든 조건을 만족하고 있다. 특히, 『③ 대기로 내보내는 배기로 인한 VOC, 분진, Flux 등의 방출물질을 제거할 것』을 실현함으로써, 배기 처리 시스템의 관리비, 설치비의 절감효과를 기대할 수 있다. 아울러, 『④ 건조한 배기를 최적의 습도까지 상승시킬 것』이라는 조건에 대해서도, 배기되는 냉풍으로 정전방지 효과를 기대할 수 있는 습도 60%로 조정할 수 있기 때문에, 이 적정 습도로 조정된 공기를 기판 냉각에도 이용할 수 있으며, 더욱이 실내에 방출시킴으로써 실내 습도 관리에도 이용할 수 있도록 되어 있다. 또, 『⑤ 배기 Duct를 제거하는 것』 조건도 충족시켰다. 즉, 배기 Duct의 설치 및 Duct 청소, 정비를 없애고, 또한 FA 공장의 제조기기 레이아웃 변경의 간략화를 실현할 수 있다. 

향후 계획               
   
본 제품은 5월에 제품 1호기가 완성되고, 고객사에서 추가 실증 실험을 실행하여, 7월부터 본격적으로 판매하고 있다. 당사에서는 “Ductless 공기정화시스템”의 국내 출원(제 10-2011-0112155호)을 완료하였으며, 향후 본 공기 정화 시스템과 각종 필터를 조합하는 것으로 FA이외의 용도에도 다양한 애플리케이션으로 확대시킬 계획이다.

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