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강화유리 품질경쟁 시장 가속
강화유리 생산라인, 고품질의 강화유리 생산 위한 경쟁 확대
발행일자 : 2019년08월05일 14시00분

로이유리 강화 및 전기세 절감, 불량률 낮추는데 사활

최근 국내를 비롯하여 전 세계적으로 건축물에 있어서 안전에 대한 기준은 매우 엄격하게 적용하고 있다.
특히, 건축물에 있어서 유리의 적용은 크게 증가하고 있으며 유리의 투명성을 바탕으로 조망권 확보, 다양한 색상 및 디자인의 구현등으로 유리는 우리생활에서 밀접한 관계를 유지하고 있다. 건축물은 점차 고층화되고 대형화되어 가는 추세에서 안전에 대한 인식이 높아지면서 강화유리가 이제는 반드시 적용해야 될 필수 아이템으로 자리잡고 있다. 

기본적으로 강화유리는 그 동안 건축물의 외장유리등에 주로 적용되어 왔지만 빈번하게 일어나는 안전사고와 태풍등 자연재해를 통해 유리가 깨지면서 2차 상해를 입을 수 있어 안전의식은 점차 높아지고 있다. 유리는 일반적인 창호 뿐만 아니라 우리가 생활하는 다양한 공간에 적용되기 때문에 그 만큼 안전성이 우선되어야 한다. 

출입구 도어, 파티션, 칸막이등 사람들이 많이 이용하는 공간에서 유리로 인한 부딪힘, 깨짐으로 상해를 입는 것은 해마다 반복이 되고 있으며 자연재해인 태풍으로 인해 유리가 이탈하고 깨져서 다치는 사례까지 빈번해 발생하고 있다. 과거 상업용 건축물을 중심으로 외장유리에 적용되던 안전유리인 강화유리도 이제는 주거용 아파트를 비롯하여 건축물 내부에 적용되는 모든 유리에 기본으로 적용되면서 강화유리 시장은 지속적인 성장세를 보이고 있다. 

강화유리의 생산도 일반적인 강화유리에서 안전과 더불어 에너지절약등의 복합기능성을 갖춘 제품으로 변모하면서 로이강화유리, 강화복층유리, 강화접합유리등 다양한 형태로 제작되고 있다. 강화유리의 품질 경쟁은 더욱 심화되고 있으며 로이강화도 일반적인 싱글로이에서부터 더블, 트리플로이에 이르기까지 고품질을 요구하고 있다. 더 나아가 강화유리의 평활도가 우수해야 하며, 자파등을 예방할 수 있는 힛속강화에 이르기까지 강화유리 생산에 있어 품질을 높이기 위한 노력은 계속되고 있다. 강화유리 생산도 이제는 단순히 유리에 열을 가해주어 물성을 단단히 해주는 것 뿐만 아니라 유리의 특성에 맞춰 강화유리의 품질을 높여야 하며, 불량률을 줄이며 가공 비용을 절감하고 빠른 생산성이 답보되어야 한다.

강제대류 가열방식인 컨벡션 방식의 기술 발달로 강화로 기술 상승

초창기 강화유리 생산을 위한 강화로는 가열챔버에서 일정하고 균일한 열을 가해주어 유리의 물성을 높여 강화유리를 생산했다. 열을 가해줄 때, 로 내부가 균일해야 강화유리의 품질이 높아지며 끝부분등에 열이 골고루 전달이 되지 못하면 품질이 떨어지고 불량 제품이 발생할 소지가 높다. 이에 강화로의 변화는 강제대류 가열방식인 컨벡션 방식으로 기술이 발달하게 되었으며 로 내부의 공기를 순화시켜 골고루 정확한 열을 전달할 수 있는 기술의 발전으로 이어지고 있다. 


우리나라의 강화유리 시장도 90년대까지는 10여개 업체만이 강화유리를 생산하도 2000년대 들어서면서부터 강화유리의 수요는 큰 폭으로 증가했다. 2000년대 초반 건축경기 부양책의 시행으로 상업용 건축물을 비롯한 빌딩, 주상복합등의 건축물이 지어지면서 강화유리의 수요가 증가하기 시작했다. 2000년대 초반을 시작으로 강화유리 생산라인의 도입이 꾸준히 증가했으며 강화유리 생산라인의 변화도 강화유리 시장의 변화와 맥을 갖이하고 있다. 

2000년대 초반에 도입되던 1세대 강화로는 Over head FAN DUCT 기술을 기반으로하고 있다. 윗부분에 열선을 놓고 철판으로 커버하는 방식으로 대류는 일어나지 않는 초창기 기술이다. 1세대 강화로의 문제점은 높은 열을 가하면서 사용하다 보면 밑에서 복사열이 올라와서 철판이 휘어지는 문제점이 있다. 이를 보완하기 위해서 열실을 나눠놓고 컨트롤하면서 단점을 보완하여 강화로가 도입됐다. 

2세대 강화로는 집열 박스형 순수 대류기술로 컨벡션 기법이 새롭게 도입되는 계기가 됐다. 초창기 강화로는 완벽한 풀컨벡션이 아닌 하프컨벡션 타입으로 상부로 올라오는 열을 포집하여 내려보내는 구조다. 브로워 컨벡션이라고도 불리며 집열 박스를 통한 순수 대류기술이다. 위로 올라오는 열기를 컨트롤 해서 내려보냄으로써 컨벡션의 개념이 정립된 타입이다. 

2.5세대 강화로는 컨벡션 기법을 보다 견고히 하고 단점을 보완하여 열효율을 올리는데 초점이 맞춰졌다. 박스형태를 갖추게 되었으며 열실을 박스가 감싸면서 균일한 열처리가 가능해졌다. 측면에서 바람을 불어서 강제로 바람이 나가게 하는 방식은 직접 분사방식이라고도 하며 균일한 노즐로 골고루 때려주는 방식이다. 

이는 균일한 열을 가해줄 수 있는 기틀을 마련했으며 얇은 유리의 평활도도 우수하게 나왔다. 강제타입의 단점은 히터가 달궈지면 계속 바람을 불어야 하기 때문에 주변 장치의 내구성이 떨어진다. 열실에서의 유리를 강화하면서 진동에 의해 열선이 터지고 펜의 축들은 사용하다보면 미세하게 흔들렸다. 상부에 열기를 모아 내리는 방식이기 때문에 열선 자체의 고장이 잦았다. 2.5세대까지 통칭하여 2세대로 보며, 집열 박스로의 변화를 통해 컨벡션기술이 정립된 시기이다. 이 방식의 문제점은 열선이 자주 끊어지며 교체의 어려움이 있었고, 박스의 내구성 문제, 열손실등이 발생했다. 

3세대 강화로는 2세대의 기본적인 강제대류방식인 컨벡션을 근간으로 열효율을 높이고 단점을 보완하는데 치중했다. 로 내부의 대류를 좀 더 원활하게 하며, 균일한 열전달과 주변 부속품의 내구성을 높이는 계기가 되었다. 풀컨벡션이라는 개념이 정립되기 시작한 시기이며, 효율적인 대류기술과 열손실을 방지하는데 초점을 맞췄다. 우선적으로 외부에서 바람을 넣어주면서 추가적인 기능을 부여했다. 스크류 컴프레샤 컨벡션 방식은 유리에 따라 열실에 컨벡션 기류를 조절해주어 부분적으로 강한 바람을 주입하는 방식이다. 

이 외에도 부속품의 내구성을 높이기 위해 타이밍벨트를 채택하거나 열선의 내구성을 높이고 보다 정확한 열분사가 가능한 시스템으로의 변화가 시도됐다. 3세대로 통칭되는 3.5세대는 포집과 외부공기를 결합한 방식으로 최근에도 많이 적용되는 기술이다. 최근 기본적으로 많이 적용되는 제트에어컨벡션방식은 정확하고 빠른 분사를 통해 오차를 없애주고 균일한 강화 품질을 나타낼 수 있는 기술이다. 기본적으로 강화로의 발전을 통해 세대별로 파손율이 급격하게 줄었으며 컨벡션방식이 기본으로 자리를 잡으면서 로이유리 강화에 있어 방사율이 0.01까지 나와 품질을 높이고 있다. 


이 외에도 모터의 변경과 컨벡션 파이프의 내구성을 높이고 노즐과 파이프의 촘촘한 배열구조를 통해 정확한 강화유리 생산이 가능해지고 있다. 기본적으로 강화로를 만드는 메이커 대부분이 풀컨벡션의 비슷한 방식을 적용하고 있다. 시장의 변화에 맞춰 강화로의 변화는 근본적인 것보다는 내구성을 높이고 불량률을 줄여 얼마나 생산성을 높이느냐가 관건으로 떠오르고 있다.

강화로의 내구성을 높이고 전기세를 절감하여 효율성을 높이는데 치중

강화로의 기술 발전은 세대를 나누는 것이 무의미해질 정도로 빠른 발전을 이어왔다. 세대를 나누는 것은 단순히 수치상으로 비교하기 위한 것이며 컨벡션방식이 기본으로 자리잡은 상황에서의 강화로의 변화는 사용을 편리하게 하며, 내구성을 높이고 전기세 절감과 소모품등의 교체를 쉽고 편하게 하여 고정비용을 줄이면서 오랫동안 사용할 수 있게 변모하고 있다. 

기본적으로 전기세를 절감하는 부분은 모터에 인버터방식을 적용하여 구동시 전기세를 절감하고 있다. 로 내부의 불필요한 열순환을 막고 정확한 열을 센서로 체크하여 인공지능으로 자동조절하여 전기세도 절감하면서 균일한 품질을 유지할 수 있다. 특히 정확한 온도컨트롤은 불량률을 줄여주며 생산성을 높여줄 수 있는 계기가 되고 있다. 

국내 태주실업에서 공급하고 있는 핀란드 글라스톤 RC350은 40여개의 분할 히터로 나뉘어져 있어 히팅을 세분화할 수 있고, 개별적 히팅 컨트롤이 가능하여 열 밸런스가 우수하다. 하부히터는 생산중에도 교체가 가능하게 구성되어 있다. 이는 열을 내리지 않고 히터 교체가 가능하여 효율성이 우수하다. 쉽고 간편한 터치패널을 적용하여 작업자가 쉽게 컨트롤 할 수 있으며 열 스캐너를 장착하여 화면으로 모든 유리의 열상태를 체크하고 컨트롤 할 수 있다. 

와이케이씨에서 공급하고 있는 중국 LandGlass 사이클론 강화로는 기존 강화로에 대한 고정관념을 깬 둥근 아크형태의 강화로로 대류방식의 컨벡션시스템의 특화 된 설비이다. 사각형태의 강화로는 바람의 와류가 생길 수 있지만 둥근형태로 내부 열효율이 우수하다. 강화유리의 품질을 높이고 전기세도 절감할 수 있는 특화된 방식이다. 

한진글라스텍에서 공급하고 있는 중국 진글라스 강화로는 내부의 열순화에 대해서 인터히터 방식을 채택하고 있으며 인터히터 방식은 내부에서 열을 자체적으로 순화시키며 균일한 열전달과 함께 기계 가동시에 발생하는 전기세까지 절감할 수 있어 효율성이 우수하다. 특히 히터열을 컨벡션에서 쏴주면 그대로 내려주기 때문에 전기료를 20%이상 절감할 수 있으며 열손실이 없고 생산속도가 빠르다. 로 내부의 단열재를 스테인리스 스틸로 처리하여 내구성을 높였다. 롤러는 세라믹롤러를 적용하고 열선은 니켈크롬선을 사용한 것도 특징이다.


상진지엠아이에서 공급하고 있는 중국 탑그라스 강화로는 에너지 소모를 획기적으로 줄여 생산원가 절감에 탁월한 성능을 발휘한다. 기존 강화로는 열선 전원 OFF 상태에서 14시간 경과 후 250도 이상 온도 하강이 이루어지나 탑그라스의 특허 보온설계는 140도 이하의 하강이 이루어짐으로 에너지 절약에 큰 효과가 있다. 차세대 제트에어컨벡션 시스템은 내부순환 방식과 외부순환 방식을 선택해서 사용할 수 있는 획기적인 터보 컨벡션 시스템이다. 가열히터 소재를 고 니크롬 함량의 신소재 적용, 전기 제어 컨트롤 패널 캐비닛에 ACB를 채용했다.

예림지엠에스에서 공급하고 있는 중국 North glass 강화로는 5세대인 연속형 대류기술의 핵심을 담고 있다. 노스그라스가 강화로를 공급하면서 강조하는 부분은 제품의 품질 향상 및 기계성능 향상, 소비자들이 편하게 오래 쓸 수 있는 강화로 생산이다. 퀀칭 브로워를 볼스크류타입으로 교체 1/1000까지 제어가 가능해 정교한 생산이 진행된다. 히팅코일과 컨벡션 파이프는 사선배열을 통해 균일한 열분포 및 열성능을 나타낸다. 히팅코일과 컨벡션 파이프는 과거 상하 배열에서 일렬로 배열함으로서 열효율을 더욱 높여주는 계기가 되고 있다. 배열방식도 히팅코일 1개, 파이프 1개씩, 15도 각도를 두고 구성되어 교체도 용이하다. 

가나지앤텍에서 공급하고 있는 중국 LUOYANGAOTU 강화로는 특별히 디자인 된 강력한 컨벡션 브로워를 적용하여 뛰어난 고온내열성과 기계 내부에 다른 냉각장치가 필요없다. 브로워와 베어링 교체가 쉽고, 격자모양의 열선이 징검다리 형태로 배열되어 구간별 온도제어로 고른 열분포를 자랑한다. 고품질의 보온재질을 사용하여 에너지효용성이 우수하고 자동화시스템으로 편리한 작동이 가능하다. 

베스코무역에서 공급하고 있는 중국 사우스텍 강화로는 스크루컴프레샤 컨벡션 시스템을 채택하고 있다. 이방식은 직열로 열을 분사하는 직간접 하이브리드방식이다. 공기전체를 대류하는 방식으로 구석까지 정확한 열전달이 가능하여 품질이 우수하다. 열선의 품질이 우수하고 압축공기가 강하기 때문에 로이유리 가공에 탁월하다. 퀸칭룸을 2단으로 분리하여 퀸칭과 쿨링을 구분하고 인버터 브로워 2개를 적용하여 전기료를 절감한다. 

지엠씨코리아에서 공급하는 중국 MST 강화로는 풀컨벡션 타입으로 로이유리 강화에 특화된 기능을 갖추고 있다. 로 내부의 고른 열분포와 세부적인 온도를 측정하는 센서를 갖추고 있으며 컨벡션의 품질을 높이고 부속품의 내구성을 높여 균일한 품질의 강화유리 생산과 불량률 개선, 고장요인을 줄인 강화로이다. 

강화유리를 생산하는 강화로의 변화는 생산성, 편의성, 내구성, 에너지절감의 방향으로 변화를 거듭하고 있다. 정확한 품질을 기본으로 불량률을 줄이면 그 만큼의 생산성이 높아진다. 내구성은 각 강화유리 생산시 적용되는 부속품의 내구성을 높여 오랫동안 사용할 수 있게 해주며, 지속적인 품질을 유지하고 교체등의 불필요함을 줄여주는데 초점을 맞추고 있다. 

편의성은 작업자들이 쉽게 작동할 수 있고, 로 내부의 상태를 정확하게 파악하고 유리의 투입에서부터 편리하고 빠르게 진행 될 수 있는 방식으로의 변화를 거듭하고 있다. 에너지절감은 결과적으로 강화로 가동시 전기세를 절감하고 인원을 절감할 수 있도록 조치함으로써 고정비용을 대폭줄여주어 가공경쟁력을 높여주는 방식이다. 강화로 메이커 마다 특화 된 기술들을 갖추고 있으며 시장의 변화는 좀더 편하고 비용이 적게들며 완벽한 제품을 생산할 수 있는 다양한 방식의 개발이 계속되고 있다.

 

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