01.배합공정설비 알아보기(Compounding Process)

이번 글부터는 신발을 만드는 각 공정에 들어가는 설비들을 하나 둘씩 알아보기로 하겠습니다. 이전 글들에서는 재단, 재봉준비, 재봉, 준비, 제조 공정 등의 간략히 신발을 만드는 대표적인 공정들에 대해서 알아보았습니다. 신발의 창(Sole)을 만드는데 필요한 배합공정설비는 어떤 것들이 있는지 살펴보겠습니다.

신발 제조공정은 이전 글에서 다루었으며, 공정의 흐름은 아래의 그림과 같이 구분해서 표현할 수가 있습니다. 제목에서 표시한 배합공정(Compound Process)은 아래 그림에서 보이는 미드솔 제작공정과 아웃솔 제작공정의 이전단계라고 볼 수있습니다.

신발제조공정

우선 신발제조공정에 대한 이해는 아래 링크들을 참조하시길 바랍니다.

신발을 제조함에 있어 배합공정은 크게 두 가지의 프로세스로 나뉘게 됩니다. 앞서 언급한 미드솔 제작공정과 아웃솔 제작공정입니다. 앞의 글들을 통해서 이해해 보면 미드솔은 EVA 재료를 통해서 제작이 되고, 아웃솔은 Rubber를 통해서 만들어 집니다.

지금부터는 미드솔 = EVA Process, 아웃솔=Rubber Process 라고 인식을 하시면 더 이해하기가 편합니다.

미드솔 원료 제작공정 : 배합공정

미드솔의 원료인 EVA 펠렛을 제작하는 공정에는 다음과 같은 설비들이 필요합니다.

• 니더기(Kneader Machine)
• 믹싱롤(Mixing Roller)
• 펠렛타이징기(Pelletizing Machine)

이 설비들은 다음과 같이 프로세스로 그림을 표현할 수 있습니다.

미드솔을 만드는 공정에 주로 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate)가 사용되는 이유는 충격흡수, 경량화, 특성과 경도 변경이 용이함 그리고, 친환경적인 자재이기 때문입니다. 이러한 원료의 특성을 이해하고, 적용되는 설비를 알아보겠습니다.

니더기(Kneader Machine)

번역하면 ‘반죽기’라는 뜻입니다. 신발공장에서는 고무(Rubber)와 EVA 를 배합하는데 사용하는 설비입니다. EVA공정의 관점에서 본다면, 원료를 투입하여 온도, 압력 등이 적정한 조건에서 원료들을 배합하는데 사용합니다. 원료들을 반죽할 때는 EVA 원료의 특성상 배합하는 과정에서 발포가 되지 않도록 유의하여야 합니다.

니더기는 EVA 뿐만 아니라 Rubber 역시 믹싱이 가능하며, 각 업체의 상황 혹은 원료 배합을 위한 조건에 따라서 다양한 형태로 사용이 가능합니다. 니더기는 Rubber Process에서 사용되는 반바리와 거의 유사한 기능을 수행하는 설비라 할 수도 있습니다.

니더기

믹싱롤(Mixing Roller)

믹싱롤의 주 역할은 니더기에서 반죽되어 나온 원료 즉 화합물을 분산시키는 기능을 수행합니다. 순수한 EVA 원료는 믹싱롤을 통해서 원료를 더 분산시키고, 첨가제 등을 추가하여 원료를 더 균일하게 만들어 줍니다. 이 공정의 결과물에 따라 품질에 영향을 주기 때문에 작업의 기준을 반드시 준수해야 합니다.

오픈 믹싱롤

펠렛타이징기(Pelletizing Machine)

펠렛타이징 공정은 크게 세부분으로 나누어 볼 수 있습니다.

• 압출공정
• 언더워터 공정
• 건조공정

압출공정은 믹싱롤에서 배합된 EVA 원료를 압출기에 투입하여 뽑아내는 공정입니다. EVA 원료는 온도와 압력 조건을 잘 유지하는 것이 핵심이기 때문에 압출기의 온도 관리 역시 하나의 중요한 포인트가 되겠습니다. 압출된 원료는 끝부분에 위치한 절삭기를 통해서 약 4~5mm 크기의 펠렛 조각으로 만들어 집니다.

이렇게 만들어진 펠렛은 언더워터 공정과 건조공정등을 통해서 비로소, EVA 펠렛으로 만들어지게 됩니다. 신발공장에서는 이 펠렛을 원료로 하여 다양한 솔들을 제작할 수 있습니다.

EVA 펠렛은 신발의 미드솔을 구성하는 IP, IU, CMP 등으로 가공이 되고, 인솔의 재료로 사용되기도 합니다.

펠렛타이징기

아웃솔 원료 제작공정 : 배합공정

앞서 언급했듯이 Rubber Process는 아웃솔의 원료를 만드는 공정이다 라고 생각하면 됩니다. 이 공정을 위해서는 크게 다음과 같은 설비가 필요합니다.

• 반바리(Banbury)
• 믹싱롤(Mixing Roller)
• 카렌다(Calendar Machine)

반바리(Banbury)

원래 생고무는 그 경도가 상당히 단단하고, 재료를 분산시키기가 쉽지가 않습니다. 이렇게 단단한 원료를 분산시키기 위해서는 큰 힘을 가진 설비가 필요한데, 반바리는 그 목적에 부합하기 위해 제작된 설비라 할 수 있습니다. 신발공장에서 반바리는 보통 아파트 2층 높이정도에 설치를 하고, 믹싱된 후에는 반바리 아래에 있는 1차 믹싱롤로 떨어지도록 설계를 하는 편입니다.

반바리 투입전 고무원료, 20Kg쯤 되려나요?

앞서 EVA 공정에서 사용되는 니더기(Kneader)와 반바리는 비슷한 기능을 수행하는 설비라 했는데, Rubber 공정의경우는 실리카 등의 혼합물을 섞어주기 때문에 아주 강한 힘으로 분쇄해줄 수 있는 설비가 필요합니다. 즉, 니더기 보다 반바리가 더 큰 힘을 내는 설비라 Rubber 공정에 적합하다고 할 수 있습니다.

니더기로도 Rubber는 충분히 원료 분산의 기능을 수행할 수는 있으나, 힘이 부족하기 때문에 좀 더 많은 시간이 걸리는 편입니다. 공장의 입장에서는 생산성이 우선시 된다면 반바리, 설비 조건에 따라 운영한다면 니더기를 사용할 수도 있겠습니다.

반바리

믹싱롤(Mixing Roller)

Rubber Process 에서는 믹싱롤을 최소 2개를 운영합니다. 1차롤은 반바리 아래에 설치해서 분산을 도모하는 목적이고, 2차롤은 EVA공정과 마찬가지로 첨가제(색소, 가소제 등)와 재활용 고무를 함께 믹싱하는 용도로 사용됩니다.
2차롤 공정을 통해서 아웃솔의 색깔을 다양하게 만들어 낼 수가 있습니다.

1차롤은 실리카 등의 강한 분쇄가 필요한 첨가물이 들어가기 때문에 주목적이 분산이며, 색소 등의 첨가제를 포함하지 않는 이유는 원료가 다른 색소에 의해 색깔에 오염되지 않도록 하기 위해서입니다. 반바리와 2차롤간의 생산성을 고려하여야 하며, 1차롤 작업 후, 생지가 어느정도 숙성이 된 후 2차롤 공정에 투입합니다.

오픈 믹싱롤러

카렌다(Calendar)

카렌다 설비도 크게 세가지 기능을 하는 부분으로 나눌 수 있습니다.

• 카렌다 시트(Calendar Sheeting)
• 냉각 및 방착
• 커팅

별도로 카렌다 설비에 대해서도 상세히 다루어 볼 예정입니다만, 카렌다하면 달력을 연상하면 가장 쉬울 듯 싶습니다. 대략 폭이 600mm 전후인 고무 시트를 카렌다 설비를 통해서 뽑아냅니다.

카렌다 3본롤

그 후에는 냉수조를 통해서 고무시트를 냉각시키게 되고, 이 과정에서 카렌다는 수축이 발생하게 됩니다. 이어서 방착제가 담긴 수조를 한 번 더 통과하여 카렌다의 전면을 방착제로 코팅한 후, 건조하는 과정을 거치게 됩니다.
방착제는 시트를 만들어 쌓을 때, 고무 시트간에 들러 붙지 않도록 하기 위함입니다.

건조가 완료된 시트는 커팅기를 통해서 달력만한 사이즈로 커팅하게 되는데 사이즈는 대략 가로x세로(600mm x 1000mm) 정도가 됩니다. 카렌다 시트의 사이즈는 신발공장 또는 업체별 상황에 따라서 다를 수 있습니다.

배합공정에 대한 대략적인 소개는 이정도 선에서 이해하는 것으로 마무리짓고, 다음 글 부터는 각 설비별의 특성에 대해서 좀 더 깊이 다루어 보도록 하겠습니다.