[르포]"미세먼지, 고효율 필터로 잡는다" 웰크론 음성공장

웰크론 충북 음성공장 전경, (사진=웰크론)

[이데일리 권오석 기자] “‘멜트블로운’(Melt-blown) 공법을 이용해 미세먼지보다 더 작은 미세입자를 여과하는 부직포를 만들 수 있습니다.”

8일 찾은 웰크론(065950) 충북 음성 공장. 2005년 12월 충청북도 음성군에 2만 6000㎡(약 8000평) 상당의 부지에 준공한 이 공장은 초미세먼지 여과용 고효율 필터를 비롯해 △공기청정기·에어컨용 에어필터 △산업 설비 수처리 필터 △식음료 정수 필터 △의료용 초극세 섬유 소재 △미용 마스크팩 시트·화장품 등에 쓰이는 부직포 등을 생산한다.

[이데일리 이미나 기자]

대개 실을 격자로 교차하면서 천을 만든 것을 직포라고 한다면, 실을 만드는 과정을 거치지 않고 기계화학적으로 섬유집합체를 결속시켜 만든 얇은 섬유를 부직포라고 한다. 음성 공장이 월 최대 생산할 수 있는 부직포는 150톤 정도이며, 이중 초미세먼지 여과용 고효율 필터 생산량은 월 30~50톤 정도다. 고효율 필터의 경우 2013년 전체 부직포 생산량 중 30% 비중이었으나 점차 증가해 2016년부터는 80% 상당의 비중을 차지한다. 고효율 필터 수요가 늘면서 부직포 매출액도 덩달아 △2015년 40억 △2016년 42억 △2017년 45억원으로 증가하는 추세다.

음성공장 기술자들이 ‘멜트블로운’ 기계를 가동하고 있다. (사진=웰크론)

음성공장 안내를 맡은 조연준 멜트블로운 기술마케팅 팀장은 “고온·고압 바람을 이용해 멜트블로운 공법으로 초극세 섬유를 제조할 수 있다”라며 “이렇게 만들어진 부직포는 미세먼지(2.5㎛·마이크로미터)나 초미세먼지(2.5㎛)보다도 작은 0.3㎛의 미세입자를 99.97% 여과할 수 있다”고 설명했다.

주 원료인 ‘폴리프로필렌’(열가소성 수지)을 압출기에서 고온으로 녹인 뒤 미세한 노즐을 통해 원사(原絲)를 방사한다. 이때 고온과 고압으로 원사를 가늘게 늘여 머리카락 굵기의 1/5000 정도(1㎛ 이하)로 초극세하게 방사한다. 이렇게 방사한 섬유가 균일하게 적층되고 공정과정에서 발생한 열에 의해 표면이 서로 접착하면서 비로소 부직포로 완성된다.

조 팀장을 따라 공장 내부로 들어갔다. 입구에서 쭉 걷다가 ‘ㄱ’자로 꺾어 들어가니 공정 라인이 설치된 공간이 나왔다. 각 구획을 지나갈 때마다 문에는 외부에서 흘러들어올 수 있는 이물질을 막기 위한 철망을 설치해 이중·삼중으로 내부를 보호하고 있었다.

멜트블로운 기계에서 방사된 원사가 부직포 형태가 되어 나오고 있다. (사진=웰크론)

내부로 들어서자 멜트블로운 기계 3대가 눈에 들어왔다. 대략 가로·세로·높이가 3m·10m·5m 정도인 이들 기계의 상층부에는 원료를 넣을 수 있는 주입구가 있었다. 주입한 원료에 260~300℃에 이르는 고온을 가하니 마치 액체와 같은 형태가 만들어졌다. 이 원료가 촘촘한 구멍을 통해 배출되고 압착하는 과정을 거쳐 부직포가 만들어졌다. 부직포는 폭 1.7m 롤러로 감아진 형태로 창고에 보관됐다.

조 팀장은 “기존 필터 소재인 유리 섬유나 양모를 사용할 경우 여과율을 높이기 위해 구멍을 촘촘히 해야 한다. 하지만 이럴 경우 숨쉬기가 어려워지는 문제가 있다. 웰크론의 부직포는 멜트블로운 공정 과정에서 정전기력(靜電氣力)을 추가해 덜 촘촘하게 만들어도 여과 효율은 동일하고 숨쉬기는 편하다는 장점이 있다”고 설명했다.

웰크론은 2006년 멜트블로운 1호기를 처음 도입한 이후 2010년 2호기에 이어 올해 1월 3호기를 도입해 3월부터 본격 가동하고 있다. 조 팀장은 “멜트블로운 부직포 섬유 생산의 핵심공정은 외부에 노출하기 어렵다”며 “내부 직원도 담당자만이 접근 가능할 만큼 보안 유지에 신경 쓰고 있다”고 말했다. 실제로 원료가 노즐에서 방사하는 장면은 볼 수 없었다.

음성공장 기술자가 테스트 설비를 이용해 부직포의 투과율을 시험하고 있다. (사진=웰크론)

생산 공정을 마친 후 부직포의 성능을 확인하는 절차를 진행했다. ‘TSI8130’라는 테스트 설비를 통해 부직포의 투과율이 어느 정도인지를 납품 전에 확인하는 과정을 거쳤다. 조 팀장은 “완성된 부직포가 0.3㎛ 입자를 걸러낼 수 있는지 기계를 통해 성능을 점검한다”며 “테스트 설비는 식품의약품안전처 등 정부기관에서도 사용하는 장비로 공신력이 있다”고 말했다.

이렇게 생산한 부직포는 지난 4월 출시한 ‘케어온 마스크’를 비롯해 식품의약품안전처로부터 의약외품으로 허가 받은 보건용 마스크(KF80·KF94)에도 사용된다. 그는 “해마다 심해지는 미세먼지와 황사 피해를 줄이기 위해 향후 가정용 공기청정기 필터 소재 및 호흡마스크 소재 등으로 사업을 확대할 것”이라고 말했다.