생산기술연구원서 '염색정보 실시간 통합 모니터링 기술' 개발
개발된 기술을 활용하면, 작업자가 모듈 분석 값을 토대로 약품 투입 시점과 염색 종료 시점을 정확하게 파악하고 염색 조건들을 일정하게 유지·관리할 수 있어 작업 생산성을 높일 수 있다. 또한 동일한 염색 작업을 수행할 경우 차후 염색시간이 기존보다 25%, 염색 후 세척시간은 30% 가량 단축되고 세척용수 사용량도 약 20% 줄어 에너지 사용량도 절감된다.
해외서 개발한 모듈의 경우 염료흡착율, pH 등 개별 변수만 측정할 수 있고 실험실 규모로 제작돼 현장 적용 시 전문가의 추가 보정 작업이 필요하다. 반면, 생산기술연구원서 개발된 모듈은 3가지 변수 모두 동시에 측정할 수 있으며 보정도 필요 없어 현장 적용에 유리하다.
연구팀은 안산 융합생산기술연구소에 구축된 파일럿 플랜트에서 50㎏급 염색기를 대상으로 실증 테스트를 마쳤으며, 올해 하반기에는 섬유 제조 전문기업 S사 사업장에 모듈을 설치해 시범 운영할 예정이다.
이 기술은 2018년 10월 국내 특허 7건을 출원해 이 중 3건이 등록 완료된 상태이다.
스마트섬유그룹 심재윤 그룹장은 "향후 모듈을 소형화하고 제작원가를 낮추는 한편 빅데이터 기술과 연계해 품질 예측 및 원격 제어가 가능한 스마트 염색가공 시스템으로 발전시켜 나갈 계획"이라고 말했다.
연구팀은 1회의 염색만으로 주문한 염색이 재현되는 염색 일발율을 높이기위해 2017년부터 3년간 연구를 진행했다. 연구팀은 시간에 따라 원단에 염색되는 염색 흡진율과 pH 농도, 색도 변화 등 3가지 주요 염색변수를 실시간 측정하고 그 변화를 소프트웨어 상에서 모니터링할 수 있는 일체형 모듈을 제작했다.
일반적으로 염색기는 밀폐 구조로 돼 있어 가동 중 염색 상태를 육안으로 확인하기 힘들다. 연구팀이 제작한 모듈은 염색기와 별도의 라인으로 연결돼 있어 염액을 실시간으로 추출해 분석할 수 있다.
추출된 염액은 모듈 내 장착된 염액 측정 센서, pH 센서 등 사물인터넷(IoT) 염색 컨트롤러와 데이터베이스(DB) 시스템에 의해 측정·분석·저장된다. 그렇게 저장돤 결과가 그래프 형태로 시각화돼 작업자가 쉽고 빠르게 파악할 수 있다. 이외에 염색 과정에서 소모되는 스팀, 용수, 전기와 같은 에너지 사용량을 모니터링하고 기간별로 집계할 수 있는 기능도 갖췄다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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