(창간-기획) 포스트 코로나시대 주목받을 철강/비철금속 제품은?
(창간-기획) 포스트 코로나시대 주목받을 철강/비철금속 제품은?
  • 박준모 기자
  • 승인 2020.06.10 11:40
  • 댓글 0
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항균 컬러·도금강판, 항균·살균 효과 주목
코로나19 세균, 동 항균성에 4시간 만에 사멸  

코로나19 확산으로 인해 삶에도 변화가 나타나고 있다. 전염성이 높은 질병인 만큼 개인위생의 중요성이 강조되고 있다. 상시적인 세척과 소독, 손 씻기 등이 일상생활에서 필수로 자리 잡고 있다.

특히 감염이 일상적인 생활공간에서 쉽게 전염될 수 있다는 점은 우려를 사고 있다. 신종 코로나 바이러스로 감염된 물체 표면을 만진 뒤 얼굴을 만지면 입이나 코, 눈 등으로 바이러스가 침투해 코로나19에 걸릴 수 있기 때문이다.

이에 항균 특성을 가진 소재에 대한 중요성도 부각되고 있다. 이미 철강업체들은 코로나19 이전에 항균 컬러강판과 도금강판 등을 개발했으며 항균 기능을 갖고 있는 동도 새롭게 주목받고 있다. 코로나19로 인해 위생이 필수로 떠오르고 있는 만큼 항균 기능을 가진 철강제품은 포스트 코로나시대에 수요를 더욱 늘려나갈 것으로 기대되고 있다

■銅, 항균성으로 바이러스 박멸…코로나19에 주목

동의 항균성은 이미 널리 알려진 사실이다. 항균동 소재는 표면에 있는 대부분의 바이러스, 세균 등을 2시간 이내에 99% 이상 박멸하는 특성을 지니고 있다. 동과 동 함량 60% 이상의 동합금에서 효력을 갖는 항균동은 동(구리) 자체가 지닌 천연 항균성으로 교차오염 등 각종 균으로부터 전염성 감염 질환 예방에 매우 효과적이다.

또 동이 포함된 제균장치는 감염을 유발하는 대기 속 곰팡이 균과 같이 공기를 통해 전파되는 오염 물질을 제거한다는 사실도 입증된 바 있다.    

항균동은 미국 환경보호청(EPA)에서 인정한 유일한 터치표면 항균물질로서, 의료기관 교차 감염을 유발하는 수퍼 박테리아 99.9%를 2시간 이내에 박멸할 정도로 강력하면서도 무독성 천연 항균소재로 확인됐다. 특히 EPA는 여러 실험을 통해 포도상구균, 공시균, 녹농균 등 각종 세균뿐 아니라 메티실린 내성 황색 포도구균 (MRSA)와 같은 슈퍼 박테리아에도 효과가 있는 것을 확인한 바 있다.

항균동이 코로나19에도 효과적이라는 점은 최근 미국이나 영국 등에서 진행된 물체 표면에서의 코로나19 바이러스 잔존실험 연구를 통해 밝혀졌다.  

미국 질병통제센터(CDC)와 국립보건원, 프린스턴대와 UCLA 연구팀은 사람이 기침이나 재채기를 할 때 만들어지는 미세한 물방울인 에어로졸과 유사한 형태로 바이러스를 분사하는 장치를 사용해 주요 물체 표면에서 코로나19를 발생시키는 SARS-CoV-2 바이러스가 얼마나 오래 남아 있는지를 실험했다.  

이 실험 결과가 뉴잉글랜드 의학저널(New England Journal of Medicine)에 발표됐는데, 연구에 따르면 바이러스는 공기 중에서 3시간, 동에서는 4시간, 종이판에서는 24시간, 플라스틱이나 STS에서는 최대 2~3일까지 잔존한다는 결과가 나왔다. 동 표면에서는 코로나19 바이러스가 1시간 내에 절반가량 소멸되면서 최대 4시간 후에는 항균 특성으로 인해 완전 소멸됐다.

영국 사우샘프턴대학교 연구팀도 철이나 플라스틱에 묻은 신종 코로나 바이러스는 3일 동안 살아남아 전염력을 유지하는 반면 동에서는 항균 효과로 인해 4시간 만에 사멸된다는 것을 입증했다.

연구팀에 따르면 코로나바이러스가 동에 내려앉으면 전기로 충원된 원자인 동 이온이 바이러스를 보호하는 지질 막을 공격한다. 동은 세포에 침입해 바이러스의 DNA를 파괴해 결국 바이러스를 완전히 사멸시킨다.

연구팀의 수석 미생물학자인 윌리엄 키빌 박사는 “코로나19 감염 경로를 막으려면 문손잡이나 쇼핑 카트, 대중교통 내 손잡이, 체육관 장비 등을 구리로 덮어야 한다”며 “이미 버스 손잡이, 공항 입국 박스, 체육관 운동기구까지도 동을 코팅해 사용하고 있다”고 밝혔다.

실제로 풍산홀딩스(대표 최한명)가 코로나를 포함한 각종 세균 및 바이러스를 차단하는 항균동 분말을 개발해 공급을 늘리고 있다. 항균성이 뛰어난 동을 미세한 분말 형태로 만들어 생활 곳곳에서 사용되는 인테리어 필름, 데코타일, 페인트 등에 적용하여 항균 및 바이러스 차단 효과를 거두고 있는 것이다.

풍산홀딩스의 고객사 ㈜더원코리아는 동 분말과 결합된 마스크 파우치(세이프린 제품)에 대한 특허를 취득하고 세계적 인증기관인 SGS로부터 1등급의 항균력을 인증 받았다. 또 ㈜원인터내셔널이 생산하는 동 분말 PVC 필름은 폐렴균, 대장균, 황색포도상구균 등을 3시간 만에 99.9% 사멸시키는 SGS 성능시험을 통과했다. 또한 항균 데코타일과 인테리어 필름, 페인트 개발에도 성공해 항균 건축자재 시장을 본격적으로 겨냥하고 있다.

올해 풍산홀딩스는 동 분말 수요 확대에 따라 1,000톤 이상의 판매가 가능할 것으로 기대하고 있다.

풍산홀딩스의 항균동 분말. 최근 수요가 늘어나며 올해 1,000톤 이상 판매를 기대하고 있다.
풍산홀딩스의 항균동 분말. 최근 수요가 늘어나며 올해 1,000톤 이상 판매를 기대하고 있다.

이처럼 동은 코로나19 확산을 막을 수 있는 소재로 각광받고 있다. 동은 이미 여러 실험연구를 통해 사스, 메르스, 노로, 에볼라 등 각종 바이러스에 항균 성능을 발휘하는 소재라는 점이 입증되기도 했다. 

해당 연구가 에어로졸 상태에서 바이러스가 전염된다는 전제 하에 진행된 것은 아니지만 결과적으로 사람이 손길이 닿는 물체의 표면 소재로 동을 사용하는 것이 코로나19 감염 예방에 가장 효과적이라고 해석할 수 있게 된 셈이다.  

세계적으로도 선진국들은 감염예방 이슈에 대응해 다양한 방안을 강구해왔고 그 중 동의 항균성에 주목하고 이에 대한 연구와 실증 실험을 활발하게 진행했다. 그 결과 동의 항균성은 매우 우수하며 ‘감염’을 예방할 수 있는 효과적인 대안으로 평가되고 있다.  

우리나라에서도 지난 2010년 이러한 동의 항균성을 입증하기 위한 항균동 임상실험 프로젝트를 진행했고 그 효과에 대해서는 입증이 된 바 있다. 그러나 비용 등의 이유로 추가적으로 프로젝트가 진행되지 못했고 인식부족으로 인해 실질적인 적용은 확산되지 못하고 있다.

이번 코로나19 사태를 계기로 감염 예방의 효과적인 대안으로 주목받는 ‘동의 항균성’에 대해 체계적인 추가 연구를 진행하고 입증된 결과를 바탕으로 실생활 적용을 확대할 필요성이 있다.

■ 항균 컬러강판, 향후 수요 확대 기대

착색아연도금강판(컬러강판) 업체들도 항균 제품을 이미 출시한 가운데 코로나19로 인해 관심이 높아지고 있다.

동국제강(부회장 장세욱)은 지난 2018년 이미 항균 컬러강판 ‘럭스틸 바이오(Luxteel Bio)’를 개발했다. 특수 금속 세라믹 항균제 및 특수 첨가제를 이용해 살균효과 및 항균효과를 극대화한 컬러강판으로 세균, 바이러스, 곰팡이의 서식을 억제한다.

생활환경균인 O-157대장균, 황색포도상구균, 녹동균 등에 대한 항균성뿐만 아니라 항곰팡이, 청정기능(탈취)까지 갖춘 프리미엄 항균 제품으로 인체에 무해하며 반영구적인 살균효과를 제공한다.   

세계 1위 항균 솔루션 업체인 ‘Microban’에서 인증 받은 ‘바이오 Microban’ 과 국내 항균 인증기관 FITI에서 인증 받은 ‘바이오 premium’ 등 2개의 제품군으로 구성되어 있다. 특수 처리를 통해 단색 컬러강판뿐만 아니라 다양한 패턴의 프린트 및 입체 질감 컬러강판에 구현이 가능하여 디자인까지 고려할 수 있다.   

동국제강 럭스틸 바이오코트 (사진=동국제강)
동국제강 럭스틸 바이오코트 (사진=동국제강)

KG동부제철(대표 이세철)도 항균 컬러강판을 일찌감치 출시했다. 건물 내외장재용으로 사용되는 컬러강판에 항균성을 부여할 수 있도록 설계된 도료를 적용해 황색포도상구균, 대장균, 녹농균 등 주요 균에 대해서 최대 99.9%의 억제율을 자랑한다.

항균 컬러강판의 원리는 두 가지로 나뉘는데 ‘제어유리 메커니즘’과 ‘봉쇄 메커니즘’이다.제어유리 메커니즘의 경우 강판 표면층에 덮여 있는 항균 약제를 통해 세포에 손상을 입히는 방식이다. 약제 농도가 저농도일 경우 세포에 영양분을 공급하는 통로를 막으며 고농도일 경우 미생물의 세포막을 직접 파괴하여 사멸시킨다.

‘봉쇄 메커니즘’은 미생물이 통과할 수 없도록 항균제가 제품의 표면에 차단벽을 만들어 세균의 침투를 막는 것이다. 항균 효과도 반영구적 특성을 갖춰 국내에서 10년 이상 지속된다.

아울러 KG동부제철은 지난해 항균 도금강판인 ‘바이오코트’도 출시했다. 이 제품은 은이온을 적용해 살균 및 항균효과가 뛰어난 제품으로 바이러스 서식을 억제하는 환경을 제공한다. 뿐만 아니라 우수한 내식성을 보유하고 있어 부식도 방지하며 다양한 환경에서 안심하고 적용할 수 있다.   

바이오코트의 표면층에는 은이온과 은나노 입자가 존재하는데 이들이 박테리아의 세포벽과 세포막에 손상을 일으키고 세포 내로 침투해 파괴된다. 또한 생산공정 중 인체에 유해한 크롬을 사용하지 않았으며 기존 크롬 후처리 제품 대비하여 내식성도 우수하다는 게 회사 측의 설명이다. 또 항균성은 반영구적으로 국내 기후에서 10년 이상 유지된다.    

바이오코트는 한국건설생활환경시험연구원(KCL)에서 대장균을 포함한 다양한 세균에 대한 항균성을 검증받았으며 독일 식품용품법을 포함한 다양한 국제 기준을 통과하여 소비자가 안심하고 사용할 수 있는 검증도 받았다. 용융아연도금강판(GI), 아연알루미늄합금도금강판(슈퍼갈륨)과 최근 신제품인 삼원계 합금도금강판인(맥코트)를 원판으로 적용이 가능하다.

이들 제품은 포스트 코로나시대를 맞아 수요 확대가 기대되고 있다. 럭스틸 바이오는 수술실, 제약회사, 의료용 냉장고, 요양병원, 식품공장, 반도체 공장, 쇼케이스, 업소용 냉장고, 식품운반 차량 등 생활과 밀접하거나 세균에 민감한 공간의 내외장재로 폭넓게 적용될 수 있다.   

KG동부제철은 기존 항균 컬러강판의 경우 농업용 내외장재, 벽재용, 지붕재용, 공장재용으로 사용됐으며 바이오코트는 건물 내부 공기순환시스템에 주로 적용되던 제품을 생활가전 분야까지 확대 적용할 계획이다. KG동부제철 역시 어린이집이나 유치원, 병원, 제약시설, 무균시설, 식품 제조공장 등 다양한 곳에서 신규 수요가 발생할 것으로 기대하고 있다.

■ STS, 주방용품부터 의료용 금속까지 위생 책임

스테인리스(STS)는 주방용품으로 주로 사용되고 있는데 최근에는 의료용으로도 각광을 받고 있다.

써지컬 스틸(Surgical Steel)이라 불리는 의료용 STS는 위생성이 중요한데 내식성을 지닌 STS는 의료용에 적합한 것으로 알려졌다. 수술용 메스나 주사 바늘, 부러진 뼈를 고정하는 나사처럼 신체 부위에 직접 닿거나 체내에 들어가서도 문제가 없기 때문이다. 특히 인체에 직접 닿아야 하는 써지컬 스틸은 고온에서 살균 소독해서 써도 지장이 없다.

써지컬 스틸은 일반적으로 오스테나이트계 316 스테인리스 스틸과 마르텐사이트계 440, 420 스테인리스 스틸로 나뉜다. 316 스테인리스 스틸은 크로뮴, 니켈, 몰리브데넘 합금강으로 내구성과 내식성이 뛰어나다. 뼈를 고정하는 나사 등을 만들 때 사용하는 재료로 알려져 있다. 440, 420 스테인리스 스틸은 크로뮴과 합금된 고탄소강이다. 흔히 나이프와 같은 도물류를 만들 때 사용하는 소재로, 역시 강도가 높고 내식성이 뛰어나 수술용 메스 등 의학 기구를 만들 때 사용된다.

아울러 인체와 직접적으로 닿는 생체 금속으로도 STS가 적합하다. 생체 금속은 무엇보다 녹이 슬지 않아야 한다. 인체는 70%가 물로 구성돼 있고 부식을 일으킬 수 있는 염소 이온이 풍부하다. 기존에는 생체 금속으로 철, 금, 은, 백금 등 다양한 금속이 사용됐지만 최근에는 STS가 많이 쓰이고 있다.

이처럼 포스트 코로나시대에 항균성을 가진 동, 항균 컬러강판/도금강판, 의료용 STS 등이 주목을 받고 있다. 이들 제품은 코로나19로 바뀐 일상생활에서 수요가 더욱 늘어날 것으로 예상되고 있다.


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