▣ 빙축열냉방의 소형화 및 고효율화를 위한 균등흐름 설계기술 개발 및 시공기술의 표준화

(주)EnE시스템의 강한기 팀장은 1997년 6월 (주)EnE시스템에 창업멤버로 입사한 이래, 빙축열냉방시스템의 최대 단점인 빙축열조 부피문제에 대해 단위 부피당의 얼음 저장용량을 증대하는 ICE-Bon Plus 방식을 개발 · 현장 적용시킴으로써 빙축열조의 설치면적을 대폭 줄였고 대형 빙축열조 안에서의 사구역(Dead Zone)을 제거하는 Self-Balancing 균등흐름 설계기술을 개발 · 현장 적용시켜 냉방성능을 증가시켰으며, 이에 따라 주간 냉동기 가동시간이 줄게되어 소비자의 운전비 부담을 대폭 줄였다. 이러한 기술은 빙축열조의 설치면적 및 성능이 중요 변수로 작용하는 건물 리노베이션 시장에서 더욱더 그 진가를 발휘할 것으로 예상됨.

▣ 냉장고의 신냉각방식 개발 · 적용 및 품질개선을 통한 기업이미지 제고 및 경영이익 창출

LG전자(주) 김석로 책임은 1989년부터 가정용 냉장고 설계 및 개발을 담당한 순수 Engineer로서 냉기유로 해석 · 설계 및 최적화, 저소음 Fan개발 및 소음개선, 소비전력 절감기술 등을 개발하여 왔으며 최근에 개발 · 적용한 Double Cooling 신냉각 방식, 냉장고 결빙 개선기술은 제품 경쟁력 및 원가절감에 크게 기여하였다. 또한 신시장 개척을 위한 Product Leadership 냉장고 개발업무를 통해 세계 최초로 고효율 Linear Comp.를 적용한 냉장고를 개발하여 매출증대에 기여함은 물론 선진기업에 기술전수를 하여 기술적 우위를 확보할 것으로 기대됨.

1) 촉매품질평가 및 촉매 Pilot 설계

프로필렌 2단계 부분산화촉매 양산화 과정에서 신현종 차장은 촉매의 성능을 검증하는 장비를 설계, 고안하였다. 장비는 촉매품질평가 및 반응기 내의 촉매거동을 예측할 수 있는 3 종류의 촉매연구용 Pilot 설비제작를 가능케 하였다.

Pilot 설비는 각각의 공정변수의 변화에 따른 공정운전 조건을 연구하는데 사용되어 촉매공정에 적용시켰을 뿐만 아니라 촉매반응시 발생되는 발열제어 기술을 Pilot에 적용함으로써 대형 촉매반응기 설계를 가능하게 하는 기초기술을 확보하였다.

또한 Black Box로만 여겼던 상업반응기 속의 촉매에 대한 이해 증진은 상업반응기의 운전에도 큰 자신을 갖게 되는 계기를 제공하여 현장과의 신뢰를 구축해 공동으로 상업화를 성공시키는 사례를 만들게 되었다.

현재 Pilot은 LG 화학 기술연구원 유화연구소 아크릴산 촉매연구 팀에 설치 되어있어 촉매개발 및 공정개선에 이용되고 있다.

2) 재현성이 우수한 촉매생산

아크릴산 촉매생산 공정은 촉매원재료 Mo, Bi, Fe, Co 등과 W, Cu, Sr 등을 용해후 공침반응, 건조, 분쇄, 성형, 소성공정을 거치는 다단계로 제조공정 특성상 수없이 많은 공정변수가 존재한다.

특히 촉매 소성공정은 촉매생산과 많은 상관관계를 가지고 있어 촉매의 재현성 확보에 핵심공정으로 판단된다. 촉매의 상(Phase) 변화는 미세한 온도 변화 범위에서 변화하기 때문에 대부분의 촉매 연구자들은 도자기를 만드는 것보다 어렵고 많은 시간과 노력이 필요하다고 말한다.

아크릴산 촉매는 소성에 민감하여 촉매 소성량, 소성온도Program, 온도상승속도, 각 온도에서 머무름 시간, 소성시의 공기흐름속도, 소성로 내의 온도 구배 등이 촉매활성, 재현성, 안정성, 선택도에 영향을 주고 있다는 사실을 수많은 실험과 분석을 통해 최적 소성 온도를 개발하였다.

촉매의 성능과 재현성 확보 양산하기까지 신현종 차장을 중심으로 팀원 모두가 투자한 시간과 노력으로 얻은 결과로 본다.

프로필렌 2단계 부분산화촉매는 향후 World Best 수준을 달성하는 데에 앞으로 1, 2년 정도 소요 될 것으로 보고 있고 촉매개량에 최선을 다하고 있다.

3) 독자촉매 반응공정 기술 확보

(주)LG화학 소유의 세 아크릴산 공장의 1회 촉매 교체량은 140톤 가량이며 촉매 비용은 120억원이 넘는다.

LG화학의 독자적인 프로필렌 2단계 부분산화 촉매기술 확보는 세계 유화시장의 상황에 맞추어 독자촉매반응공정에 의한 신축성 있는 생산조절로 세계 아크릴산 시장뿐만 아니라 아크릴산을 이용한 유도체 시장에도 많은 영향을 주고 있다.

프로필렌 2단계 부분산화 촉매 양산화 성공은 수입대체 이익으로 80억원을 절감 할 수 있었다. 또한 자사에서 생산하여 충진 할 경우 약 47억원으로, 아크릴레이트의 수익성을 배가시키며 촉매 제조공정 및 양산연구에서 얻은 Know How는 촉매연구개발 있어 유무형 이익창출에 중추적인 역할을 하였다.

1) SMD Type TCXO(표면실장형 초소형 온도보상 수정발진기) 개발

SMD Type TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)는 RF분야의 전자회로적 기능과 관련된 대부분의 유무선 첨단 통신기기의 필수적 핵심 부품으로 국내 부품소재 원천기술력 부족으로 소요량의 대부분을 일본등 선진기술국의 수입에 의존하여 왔다.

정상섭 이사는 13년간 주파수 발진관련 회로설계 및 원천기술 개발에 전념한 결과 축적된 기술력을 바탕으로 2000년 6월 정보통신부 선도기반기술개발사업인 SMD Type TCXO 개발 Project에 주관 연구 책임자로 연구개발을 주도, 2년간의 심층적 연구개발결과 안정적이고 독창적인 국산화 제품개발을 성공적으로 수행, 특허화 함으로서 연간 약 2억 달러에 달하는 국내 수입규모를 상당액 대체 공급할 수 있는 길을 열게 되었다.

특히 기술개발완료에서 한걸음 더 진일보 하여 온갖 고난 속에서도 상기 개발 품목을 다품종 소량 주문 생산 할 수 있는 제조 설비시설을 구축, 자체 상품화 하여 미국, 유럽등지에 수출을 실현, 해외시장 개척에 앞장섰으며 국내 60여 이동통신 단말기 및 관련 첨단제품 생산업체에 안정적인 제품을 공급 할 수 있는 생산체계 마련에 주체적인 역할을 하였다.

2) Crystal Blank Plasma Etching 가공기법 개발

초소형, 고안정도의 모든 수정발진기(Crystal Oscillator)의 핵심기술은 초정밀적 이고 안정된 발진특성을 갖는 수정진동자의 기초가공 기술 확보가 우선적으로 요구된다.

현재 국내 수정진동자 가공기술은 Mechanical Lapping 기술이 관행화 되어 있으며 이는 물리적 수정 두께가공의 한계성으로 인하여 기본파 발진 50MHz 이상의 기능은 결과치 기대가 어려운 실정으로 관련 주파수별 부품은 전량 일본등지에서의 수입후 조립생산에 의존하고 있다.

정상섭 이사는 오랜 기간 자신의 기본에 충실한 원천기술 연구이론에 힘입어 이러한 기계적이고 물리적인 수정가공기술의 약점을 근본적으로 해결할 수 있는 건식 Blank 가공 기법인 Plasma Etching 가공기법을 독창적이고 체계적으로 개발하여 특허화에 성공, 관련제품 생산에 적용함으로서 원천기술력의 한계성으로 선진 기술국에 의존하여온 국내 부품소재 산업 발전을 한 단계 성장시키는데 기여하였으며 지금까지 100% 수입에 의존 하여온 고주파수대 수정진동자 Package제품을 국산화 할 수 있는 기술적 가능성을 제시하였다.

3) 개발기술의 부품 국산화 및 해외시장 개척

전자공학 전공후 RF부품 관련 생산업체에서 7년간 기술개발업무에 전념한 결과 수정발진기(Crystal Oscillator)의 국산화 개발에 자신감을 갖고 1997년 빛샘정보통신을 설립, 제조설비 구축등 열악한 환경 속에서도 엔지니어로서의 연구개발 의무에 충실한 결과 자신의 기술력을 제품 생산화에 접목, 자체 상품화하여 수출 및 국내 매출실현에 주도적인 역할을 하였다.

회사 설립 후 지금까지 XO, VCXO, VCTCXO, TCXO등 수정발진기 관련 고주파 대역 수십 가지의 첨단 Package제품을 자체 설계, 자기상표 부착하여 1998년 벨기에 통신기기 제조업체에 연간 8억여원의 수출을 시작으로 2000 사업년도에는 국내매출 38억여원, 해외 3개국에 30여억원의 수출실적을 기록 연간 70여억원의 매출 신장을 하게 되었다.

현재는 안정된 기초기술력의 기반위에 ISO 9001 품질시스템 구축, 부설 전자연구소 설립등 대내외적 제품 경쟁력 강화에 심혈을 기울이고 있으며 다품종 소량주문 SMD TCXO 생산시스템을 구축 고품질, 고부가가치 제품생산의 여건을 마련하였다.

이공계 연구개발 분야의 기피현상이 심화되어가고 있는 현실적 추세속에서 엔지니어로서의 한계성에 머무르지 않고 자신의 장점을 극대화 하여 해외시장 개척 및 국내 부품산업의 국산화 실현에 심혈을 기울이고 있는 정상섭 이사는 이시대 참 기술인의 표본이라 할 수 있다.

1) 전자총 혁신라인 개발 적용

전자총은 브라운관 내부에 들어가는 핵심부품으로 전자빔을 쏘아 빛을 발광케하는 기능을 보유한 것으로 정밀한 제품이다. 이 전자총 부품은 부품수가 많고 정밀하여 수작업에 의해서 조립되었으나, 생산수율이나 품질산포에 문제가 있어서 자동화가 핵심적인 사항으로, 조속한 도입이 절대절명의 과제였으나, 日本에서 설비도입을 할 경우 도입가가 너무 비싸 엄두를 못 내었으나 전자총 생산 CAPA 증량을 대비하고 생산인원의 최소화 및 생산성의 극대화를 목적으로, 전자총의 MAIN 조립 공정을 FULL 자동화한 IN-LINE 조립SYSTEM으로 기존 자동라인의 문제점을 보완하고 개선?설계하여 세계최초로 전자총 MAIN 조립 전 공정의 자동 조립 IN-LINE화를 SDI 고유기술로 독자 실현함으로써 경쟁사와 차별화 되었고 경쟁력 있는 생산기술을 구축하는 기반을 확보하였다.

2) 브라운관 Coating UV 세정 공법 적용으로 코팅 원가 절감

브라운관 제조공정 중 화면 보이는 부분의 화질감을 좋게 하기 위하여 코팅을 처리하는 공정으로 코팅액 사용효율은 CRT표면의 친수성과 밀접한 관계로 인해 코팅 전에 순수를 이용한 세정으로 이물제거 및 코팅작업을 사전에 대비하고 있으나, 세정후의 코팅액이 충분히 필요하여 코팅액 절감에는 한계에 이르렀으며 또한, 코팅액은 전수 日本으로부터 도입하는 자재로 매우 고가여서(89원/CC) 코팅액의 절감은 긴급한 과제였다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 UV를 이용하여 제파장 자외선(421nm~254nm) 에너지로 O3 (오존)를 형성하여 브라운관 표면의 유기화합물을 분해, 산화하고 최종적으로는 CO2와 H2O까지 반응시켜 오염을 Gas화 하여 소각 및 Radical(基)를 형성, 표면의 친수성을 향상하여 접착성, 부착성이 높아지게끔 한 표면개질 방법을 응용하여 코팅액이 절감되도록 기존 설비를 혁신 하였다. 특히 기존 설비의 코팅 공법을 새로운 방법으로 시도하여 공정의 단순화와 설비 물류를 최대한 활용하고 유지 관리에도 획기적인 방법 개선에 기여하였다.

3) 브라운관 외면 Coating 신연마공법 적용

코팅할 브라운관 FACE면을 연마, 세정하여 FACE 전면의 이물 및 흠집을 제거하는 공정의 설비로 코팅을 원활하게 하도록 하는 기능이 있는 기술이 난이한 설비중의 하나이다. 이 설비를 Robort를 이용하여 연마구동력을 향상시키고 연마 PAD의 회전력을 증가하여 적용하였으며 연마 압력을 강화시켜 연마가 쉽게 되도록 하여 기존 공법을 과감히 혁신하였다. 이로써 코팅 공정의 수율을 획기적으로 향상시키고 면검사 필요 검사 공정을 생략 시키는 큰 효과를 달성 하였으며, 이 기술은 브라운관 FACE면 연마분야에도 많은 기여를 하게 되었다.

1) 금속분말 연자성 코아개발 및 양산

퍼말로이, 센더스트 분말자성 코아는 높은 전류에서 인덕턴스(L)의 안정성과 저손실 특성을 지녀, 역률개선회로(PFC), 전력공급장치(SMPS), 노이즈필터에 널리 사용되는 핵심 전자부품 소재로써, 개발당시 전량 미국의 두회사가 전세계시장을 독점하고 있는 상황이었다. 최광보 부장을 포함한 개발진은 IMF 체제라는 어려운 상황에서도 헌신적인 노력 끝에 가스분사법에 의한 원료의 제조 및 코아제조기술의 개발에 성공하였고, 또한 이 성과를 양산화?사업화 하는데 있어, 효율적 방향 설정과 다양한 부서간의 유기적 관계유지, 그리고 요소기술의 지속적 개발 등에 결정적 역할을 하였다. 그 결과 금속분말 원료의 생산-원료 후가공-성형?열처리-코팅-검사-포장의 전과정에서 기존외국 경쟁사들의 공정과는 차별화 된 독창적 공정을 개발하여 우수 품질의 제품을 저가에 생산할 수 있었고, 이에 따라 세계적으로 경쟁력을 확보하게되어, 국내수요를 대부분 수입대체 하였고, 또한 미국, 중국, 대만 등의 수출시장을 개척하여 현재 연간 100억원 이상의 수출실적을 올리고 있다. 또한 핵심소재 부품의 국산화 정책의 모범이 되는 제품으로 피추천자는 여러 건의 지적재산권을 확보하여 향후 지속적 성장 및 시장지배력을 확보하는데 크게 기여하였다.

2) 전자용 솔더 분말 개발 및 양산

전자산업의 고집적화에 따라 전자부품의 소형화에 대응한 기술인 표면실장기술(SMT)의 핵심적 소재인 전자용 솔더분말은 우리나라 전자산업의 발전과 함께 그 수요가 폭발적으로 늘고 있는 품목으로서, 최광보 부장 등 개발팀은 국책과제(산업기술기반 개발사업)의 수행을 통해 원심분사법으로 구형도가 우수하고 입도분포가 좁은 고품위 솔더분말의 제조기술을 국내 최초로 개발하였고, 또한 개발단계에 머물지 않고 이의 양산을 추진하여 전자용 고품위 솔더분말의 제조공정을 확립하였고 또한 미국, 일본 등지에서 전량 수입하던 국내시장에 성공적으로 진입하여 현재 연간매출 30억원의 실적을 올리고 있다. 고품위 금속분말의 제조는 현재 주요 선진국만이 보유한 기초 원료소재제조 기술로써, 상기 품목의 개발에는 피추천자의 금속분말제조 분야의 풍부한 경험과 전문지식 그리고 헌신적인 노력이 큰 역할을 하였고, 향후 국내 전자산업의 경쟁력의 강화에 필요한 기초소재 개발(무연솔더개발 등)에도 핵심적 역할을 할 것으로 기대된다.