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'얼마나 물들었나' 염색 상태 실시간 알아낸다

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'얼마나 물들었나' 염색 상태 실시간 알아낸다

2020.03.05 13:00
심재윤 한국생산기술연구원 스마트섬유그룹장 연구팀은 염색 상황을 실시간으로 파악해 불량 발생을 줄이는 ‘염색정보 실시간 통합 모니터링 기술’을 개발했다. 심 그룹장이 염색 정보가 표시된 모니터 앞에서 염색된 옷감을 들어 보이고 있다. 한국생산기술연구원 제공
심재윤 한국생산기술연구원 스마트섬유그룹장 연구팀은 염색 상황을 실시간으로 파악해 불량 발생을 줄이는 ‘염색정보 실시간 통합 모니터링 기술’을 개발했다. 심 그룹장이 염색 정보가 표시된 모니터 앞에서 염색된 옷감을 들어 보이고 있다. 한국생산기술연구원 제공

옷감을 물들이는 염색 장비에 부착하면 염색 정보를 실시간으로 분석해 염색 정도를 자동으로 관리해 주는 시스템이 개발됐다. 사람의 경험과 판단에만 의존하던 염색 작업을 컴퓨터로 분석해 제어하는 기술로 불량률이 높았던 염색 산업을 효율적으로 바꿔줄 것으로 기대된다.

 

심재윤 한국생산기술연구원 스마트섬유그룹장 연구팀은 염색 상황을 실시간으로 파악해 불량 발생을 줄이는 ‘염색정보 실시간 통합 모니터링 기술’을 개발했다고 5일 밝혔다.

 

섬유에 색을 입히는 염색은 패션 산업에 있어 빼놓을 수 없는 중요한 공정이다. 염색 품질 관리에서 중요한 지표 하나는 고객이 주문한 색을 한 번의 염색으로 만들어내는 비율인 ‘염색 일발율’이다. 염색 분야에선 이 비율을 전문 기술자들의 경험과 노하우에 의존해 공정과정을 일일이 수기로 기록하는 식으로 관리한다. 그러다 보니 비율은 평균 80~85% 수준에 그치고 새로운 색상을 염색할 땐 60%까지 떨어진다. 염색 불량이 자주 발생하다 보니 시간과 비용이 들고 결국 생산단가가 높아지게 된다.

 

연구팀은 이 과정을 자동화하기 위해 염색기에서 염료가 든 용액인 염액을 빼 염액의 농도와 염색 정도에 영향을 미치는 지표인 산도(pH) 등을 측정함으로써 염색 정도를 실시간으로 측정하고 이를 컴퓨터로 바로 볼 수 있는 일체형 모듈을 제작했다. 염색기는 속을 들여다볼 수 없는 밀폐 구조여서 눈으로 염색 정도를 확인하기 어려운데 염액을 통해 간접적으로 이를 파악하는 것이다. 염색 과정에서 쓰이는 물과 전기 사용량도 측정해 한 번에 염색과 관련한 모든 정보를 볼 수 있는 기능도 갖췄다.

 

연구팀은 모듈을 활용하면 분석값을 토대로 약품 투입 시점 등 염색 조건을 일정하게 관리할 수 있어 생산성이 높아진다고 설명했다. 실제로 실험실에 설치된 50㎏급 염색기에 모듈을 장착하니 같은 염색 작업을 수행할 때 염색시간은 25% 줄이면서 염색 후 세척시간은 30% 줄이고 세척에 쓰이는 물도 20% 아꼈다.

 

연구팀이 개발한 모듈은 염색기에서 염액을 빼내 분석해 염색 정도를 실시간으로 파악하게 해 준다. 한국생산기술연구원 제공
연구팀이 개발한 모듈은 염색기에서 염액을 빼내 분석해 염색 정도를 실시간으로 파악하게 해 준다. 한국생산기술연구원 제공

실험실 수준에서 염액 농도와 같은 개별 정보를 측정하는 기술은 있었으나 염색기에 바로 적용할 만한 자동화 시스템이 만들어진 건 처음이다. 기술 개발이 완료되면 영세한 업체들의 품질 관리에 도움이 될 전망이다. 염색가공 산업은 섬유패션 산업에서 가공을 담당하는 중간 산업으로 한국에만 1500개 업체가 있으나 대부분 규모가 작다. 연구팀은 올해 하반기 섬유 제조기업 S사에 모듈을 설치해 시범 운영하고 이후 이를 개선해 시장에 내놓을 예정이다.

 

심 그룹장은 “모듈을 소형화하고 제작원가를 낮추는 한편 빅데이터 기술과 연계해 품질 예측과 원격 제어가 가능한 스마트 염색가공 시스템으로 발전시켜 나갈 것”이라고 말했다.

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