웰크론, 세계최초 나노섬유''울파필터'' 개발

클래스10 등급 이상의 클린룸시설에서 청정도 유지를 위해 전량 수입에 의존해오던 울파필터 소재를 국내기업이 국산화하는데 성공, 고효율 필터 제조업계에 청신호가 들어왔다.

산업용소재 전문기업 웰크론(옛 은성코퍼레이션, 대표 이영규)은 세계 최초로 멜트브로운 공법을 이용한 나노섬유 울파필터 소재 개발에 성공했다고 23일 밝혔다. 이 회사는 지난 2004년 말부터 나노섬유를 이용한 울파필터 소재를 개발해 왔는데, 최근 생산기술연구원의 필터성능 테스트에 통과함으로써 3년여만에 나노섬유 울파필터를 개발하는 성과를 올리게 되었다.

울파(ULPA : Ultra Low Penetration Air의 약자, 최고 효율을 나타내는 필터의 등급) 필터는 100nm 크기의 초미세 입자를 99.999% 이상 여과할 수 있는 고효율 필터로, 국내에서는 양산 기술을 보유한 회사가 없어 해외에서 유리섬유 소재를 전량 수입하여 필터 완제품을 제조해 왔으며, 반도체, 전자, 생명공학 시설 등의 공조용으로 사용되어 온 고가의 필터다. 현재 미국의 H&V, Lydal, 이탈리아의 페브리얼社가 13억 달러에 달하는 울파필터 소재시장을 독점하고 있다.

고가의 소재임에도 불구하고 유리섬유 소재의 울파필터는 시간이 갈수록 부스러지는 단점으로 인해 클린룸의 청정도를 좌우하는 파티클(미세 먼지) 제어가 어렵고, 유리섬유 제조과정에서 발생하는 보론 가스가 필터 완제품에 남게 되어 인체 흡입 가능성이 높으며, 필터소재의 노화로 인해 발생하는 파티클 또한 사람이 흡입할 가능성이 있다는 논란이 제기되고 있다.

보론 가스와 유리섬유의 부스러기는 아직까지 인체 무해성이 검증되지 않아 환경오염 문제가 크게 대두되고 있는 상황에서, 많은 기업들이 유리섬유를 대체할 차세대 필터소재 개발에 투자해왔으나, 아직까지 개발에 성공한 사례가 없었다.

나노섬유의 울파필터 제조가 어려웠던 이유는 상업성을 가진 나노섬유 원단 제조가 어려웠기 때문. 지금까지 알려진 바로는 전기방사 방식에 의해 최대 1m 폭 정도의 나노원단을 개발한 것이 한계였으나, 전기방사 방식은 원재료를 녹일 때, 독성 화학용제를 사용해 환경오염의 문제가 있고, 전기분해시 흩날림 현상으로 인해 균일한 두께의 나노섬유 방사가 어렵고 광폭의 나노원단 제조 또한 불가능했다.

그러나 웰크론은 멜트브로운 공법을 이용해 800 nm 굵기의 나노섬유를 직접방사하고, 이러한 나노섬유를 균일하게 적층하는 방식으로 1.7m 폭의 부직포 원단 양산에 성공함으로써, 세계 최초로 나노섬유를 이용한 울파필터 소재 개발에 성공했다.

이번 개발에 성공한 배경에는 멜트브로운(Melt-blown) 공법으로 나노섬유 양산이 가능했기 때문이다. 멜트브로운(Melt-blown) 공법이란 고열과 고압의 바람을 이용해 섬유를 방사하는 공법으로 마치 엿가락이 열에 의해 늘어지듯이 섬유를 가늘게 늘여 800nm 급의 나노섬유를 방사하는 방식이다.

또한 부직포 원단 제조시에도 미세한 나노섬유를 1.7m 폭 이상 균일하게 적층하고, 성질이 다른 2개 이상의 고분자 소재를 용융방사하는 복합방사 공법을 적용하고 열처리를 가함으로써 원사 자체의 수축율 차이로 인한 크림프가 발생해 차압을 개선함으로써, 기존 단순 적층 방식에서 나타나는 차압 상승의 문제점을 해결했다. 또 기존 유리섬유 울파필터에 비해 불량률을 낮춤으로써 보다 저렴한 가격에 울파필터 소재공급이 가능해 질 전망이다.

웰크론은 이번 개발한 신소재를 우선 필터 완제품 제조업체에 공급할 계획으로, 충북 음성공장 내에 연간 350톤 규모의 울파필터 생산라인을 갖추고 내년 상반기까지 필드테스트를 마치고, 하반기 본격적인 양산체제에 돌입한다는 계획이다.

이영규 웰크론 대표이사는 “나노섬유 울파필터는 기존 유리섬유 필터에 비해 차압과 여과성능이 뛰어나고, 생산원가를 낮췄기 때문에 유리섬유 필터시장을 빠르게 대체할 수 있을 것으로 전망한다”며 “공조용 필터, 자동차용 필터, 공기청정기 필터 등 다양한 필터소재 생산과 더불어, 내년에는 보다 부가가치 높은 필터 완제품을 공급할 계획이며, 향후 2~3년 안에 필터사업부문에서만 연매출 300억원 이상을 목표로 하고 있다”고 밝혔다.


웰크론 소개

웰크론(구 은성코퍼레이션)은 지난 ''92년 설립된 산업용 섬유 전문기업으로, 극세사 클리너의 경우, 세계시장 점유율 1위를 기록할 정도로 작지만 강한 강소기업이다. 특히 극세사분야에서 국내외 12건의 특허를 보유할 정도로 R&D분야에 강점을 가지고 있으며, 극세사 클리너와 극세사 목욕용품, 청소용 극세사 섬유제품이 산업자원부로부터 세계일류상품으로 선정될 만큼 기술력과 마케팅력을 인정받고 있다. 주력제품은 극세사 클리너와 극세사 생활용품, 클린룸용 와이퍼 등이며, 최근에는 나노섬유 원천기술 개발에 성공해, 고효율 필터, 방탄복, 인조피부 등 고부가가치 산업용 소재사업을 확대해 나가고 있다. 또 한방생리대로 잘 알려진 예지미인을 인수함으로써, 소재 개발 원천기술을 확보한 웰크론과 한방 생리대 시장 1위 기업인 예지미인의 결합을 통해 강력한 시너지를 올릴 것으로 기대된다.

제공 : 웰크론 / 뉴스와이어