05.펠렛타이징 공정(Pelletizing Process)

이번 글에서는 EVA공정에서의 마지막 단계라고 볼 수 있는 펠렛타이징 공정에 대해서 개략적으로 알아보도록 하겠습니다. 신발 제조공정은 다양한 공정들이 복합적으로 구성되어 있는데, 그 중 배합공정 중 EVA 공정에 해당되는 부분의 끝단에 펠렛타이징 공정(Pelletizing Process)이 있습니다. 배합공정에 대한 전체 흐름에 대해서는 아래의 그림을 통해서 살펴보시길 바랍니다.

배합공정 흐름도

다시 요약하자면, 배합공정 –> EVA공정 –> 니더기 –> 믹싱롤 –> 펠렛타이징 으로 공정이 흘러가며, 이 공정에서 생산되는 펠렛(Pellet)은 신발의 미드솔(Midsole)의 원재료가 되는 것입니다.

펠렛(Pellet)을 생산하는 공정을 펠렛타이징 공정이라고 하는데, 이 공정을 묶어서 하나의 설비 개념으로 통칭하기도 합니다. ‘펠렛타이징기’라는 명칭의 설비를 지칭하기도 합니다. 펠렛타이징 공정에 대해서 한 걸음 더 나아가 보도록 하겠습니다.

펠렛(Pellet)이란?

펠렛이란 한 마디로 잘게 부수어진 칩을 의미합니다. 나무를 잘게 부수어 만든 것은 우드칩(Wood Chip) 혹은 우드 펠렛(Wood Pellet)이라 하고, 신발 공정에서는 EVA 펠렛이라고 흔히 이야기 합니다. 아래는 구글에서 ‘EVA 펠렛’으로 검색해서 나온 이미지입니다.

EVA 펠렛 이미지, 구글에서 검색

펠렛타이징 공정의 구성

펠렛타이징 공정의 구성을 알아보도록 하겠습니다. 펠렛타이징 공정은 크게 구분을 한다면 다음과 같이 나눌 수가 있을 것입니다. 물론, 공장마다 혹은 회사마다 분류하는 기준은 다를 수 있으므로 참조하시길 바랍니다.

• 벨트 컨베이어
• 압출기
• 언더와터 커팅
• 수분분리기
• 건조 사일로

아래 그림에서 표시되는 하늘색 박스에 펠렛타이징 공정을 표시했습니다. 전체 EVA 공정 중에서 펠렛타이징 공정의 흐름을 보시고 이해하시면 도움이 될 것입니다.

EVA공정(EVA Process) 중, 펠렛타이징 공정(하늘색 구간)

굳이 분류를 한다면, 펠렛타이징기는 ‘압출기+언더와터 커팅기+수분분리기’ 를 묶어서 지칭할 수 있을 것입니다. 펠렛을 생산하기 위해서는 필수적으로 필요한 설비들이기에 이러한 조합이 적절한다고 보입니다.

벨트컨베이어

위 그림에서 벨트 컨베이어의 목적은 이전 공정인 믹싱롤에서 취득한 원재료를 압출기의 호퍼까지 이송해 주는 역할을 하는 것입니다.

작업자가 직접 이 부분을 이송한다는 것은 최근의 트렌드인 작업자 안전과 공정의 불합리 요소에 해당되기에 컨베어 등을 통해 압출기로 원료를 공급하는게 타당합니다. 또한 공정의 효율과 생산성 적인 측면에서도 벨트 컨베이어의 적용은 상당히 타당성이 있다고 봅니다.

압출기

니더기와 믹싱롤을 거쳐서 충분히 반죽이 된 EVA 원재료가 준비가 되었다면, 이 재료는 벨트 컨베이어를 통해 압출기의 호퍼로 이송이 됩니다.

압출기는 이 EVA 원재료를 더 높은 열로 녹여 국수처럼 연속적으로 압출하거나 성형을 해 주는 역할을 수행하게 됩니다. 아래 압출기의 구조를 보여주는 그림을 참고하시길 바랍니다.

압출기(Extruder) 구조

호퍼로 공급된 원료는 스크류를 통해서 압쪽 배럴로 이동하게 됩니다. 배럴 내의 히터에서 가해지는 열과 배럴내의 마찰열로 인해 EVA 원재료는 흐름성이 있는 점도로 물성이 변하게 됩니다.

스크류에 의해서 압출기의 끝단에 있는 다이(Die)까지 이송이 되면, 장착된 다이스(Dice)의 홀(Hole)의 사이즈에 따라 국수처럼 압출이 되게 됩니다. 이 원리의 이해를 돕기 위하여 유튜브 동영상을 첨부합니다.

언더와터 커팅기와 수분분리기 : Under Water Cutter & Water Separator

개인적으로 펠렛타이징기(Pelletizing Machine)의 가장 핵심적인 부분이라 생각합니다. 즉, 펠렛타이징 공정의 꽃이라는 표현이 어울리지 않을까 싶습니다.

언더와터 커팅 수행과 펠렛의 생성

압출기의 다이(Die) 끝부분은 언더와터 커팅기와 결합되도록 설비가 구성이 됩니다. 다이(Dice) 끝부분에 다이스(Dice)가 장착이 되고 그 다이스를 통과하면 커팅 칼날이 압출되는 EVA를 펠렛(Pellet) 사이즈로 커팅하게 됩니다. 이러한 구성부는 물이 공급되는 환경에서 이루어지기 때문에 언더와터 커터(Under Water Cutter)라고 부릅니다.

이 작업이 수행될 때, 칼날은 상당히 빠른 속도로 회전하게 됩니다. 그래야만 펠렛을 생성할 수 있기 때문입니다. 정리하자면, 압출되는 펠렛의 사이즈는 다이스(Dice)의 구경과 칼날이 회전하는 속도에 따라 결정되게 됩니다.

수분분리기 : 물과 펠렛의 분리

언더와터 커팅기를 통해 생성된 펠렛은 파이프를 통해 수분분리기(Water Separator) 까지 이송이 됩니다. 이 과정에서 물의 온도를 인하여 펠렛은 냉각이 됩니다. 수분을 함량한 펠렛은 수분분리기를 통과하면서 물과 펠렛이 분리가 됩니다.

분리된 펠렛은 건조기를 통해서 1차적으로 건조가 됩니다. 이 과정까지 완료되면 펠렛의 공정은 거의 완성되었다고 볼 수 있습니다. 아래에 링크된 동영상은 이 공정을 이해하는데 도움이 될 것입니다.

건조 사일로 : Drying Silo

건조 사일로는 옵션일 수도 있습니다. 수분분리기를 통해 배출된 펠렛은 어느 정도 건조된 상태이므로 별도로 공정을 이동해서 제습기를 통해서 건조를 시킬수도 있고, 건조 사일로를 통해서 건조를 마무리 할 수도 있습니다. 공정에서 건조 사일로를 이용하게 되면, 보다 효율적으로 펠렛의 건조를 완성할 수 있으므로 옵션이지만 요긴한 설비입니다.

건조 사일로를 통해 최종적으로 건조가 완료되면, 필요한 양만큼 배출하여 바로 다음 공정으로 이송할 수 있습니다. 보통 배출하는 양은 20Kg 단위를 한 배치로 하게되며, 쌀포대와 같은 백(Bag)을 이용하는 편입니다.

건조 사일로 시스템의 동작원리를 이해할 수 있도록 아래의 유튜브 동영상을 참조하시길 바랍니다.

지금까지 개략적으로 펠렛타이징 시스템에 대해서 알아보았습니다. 공정의 기본적인 원리를 이해하고, 업무에 참조하여 도움이 되기를 바랍니다.