KAIST, 세탁해 한달 쓰는 마스크 개발… "내달 하루 5만장 생산"
식약처 허가 떨어지면 4월중 본격 양산 전망
김일두 교수 "설비 확대해 하루 5만장 생산 목표"
국내연구진이 세탁해서 한 달간 쓸 수 있는 신소재 기반의 마스크 개발에 성공했다. 식약처의 허가가 빠른 속도로 이뤄질 경우 한 달 내에 본격 상용화가 가능할 전망이며, 4월 중에는 하루 평균 마스크 생산량도 5만장 수준으로 늘릴 수 있을 것으로 관측된다.
KAIST는 김일두 신소재공학과 교수 연구팀이 직경 100~500nm 크기를 갖는 ‘나노섬유’를 직교 혹은 단일 방향으로 정렬시키는 독자기술 개발을 통해 세탁 후에도 우수한 필터 효율이 잘 유지되는 나노섬유 멤브레인을 개발했다고 16일 밝혔다.
정열형 나노섬유 필터가 삽입된 면마스크 사진. /KAIST 제공
나노섬유는 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세실로, 나노실을 활용할 경우 섬유를 현재보다 100분의 1 정도로 가늘게 만들 수 있다. 업계에서는 이 소재를 기반으로 만든 필터가 제 기능을 발휘할 경우 1회용 마스크 대란을 어느 정도 해소할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
김일두 교수 연구팀이 개발한 절연블럭 전기방사법은 나노섬유의 배향성(Alignment)을 제어해 직교 형태의 나노섬유를 제조할 수 있는 공정이다. 이 직교 형태의 나노섬유는 공기필터의 압력강하를 최소화하고 여과 효율을 최대화할 수 있는 구조다.
기존 방식의 공기필터는 고분자 소재를 멜트블로운(Melt-blown) 공법으로 방사한 후, 고전압에 노출시키는 공정을 거쳐 완성된다. 정전식 섬유필터는 섬유 표면에 형성된 정전기가 시간이 지날수록 소실되는 문제점이 있어 공기필터의 초기 성능을 완전하게 보전할 수 없다. 또 수분이나 물이 닿으면 정전기 기능이 사라져 필터 효율이 급격하게 떨어지기 때문에 사실상 재사용이 불가능하다. 세계보건기구(WHO)도 이같은 문제 때문에 1회용 보건마스크의 재사용을 금지하고 있다.
김일두 교수에 따르면 이번에 개발한 직교 나노섬유 기반 마스크는 에탄올 살균 세척 실험 결과 20회 반복 세척후에도 초기 여과 효율을 94% 이상 유지해 여과 성능이 잘 유지된다는 것을 확인됐다. 20회 손빨래 후에도 나노섬유 멤브레인의 구조 변화가 전혀 일어나지 않음을 관찰을 통해 확인했다. 이 마스크는 특히 에탄올에 3시간 이상 담가도 나노섬유가 녹거나 멤브레인의 뒤틀림 현상이 없어 에탄올을 이용한 살균·세척의 경우 한 달 이상 사용이 가능한 장점이 있다.
아울러 겉면마스크 안쪽에 필터의 삽입 교체가 가능해서 10~20회 세척 사용 후 필터를 교체할 수 있고 손세탁을 통해서도 안전한 마스크 이용이 가능하다. 이밖에 4000회의 반복적인 굽힘 테스트 후에도 KF80 이상(600nm 입자, 80% 여과 효율)의 성능이 유지되기 때문에 기계적인 내구성 또한 매우 우수하다는 점을 실험을 통해 확인했다.
작년 2월 설립된 KAIST 교원 창업회사인 ‘김일두연구소’는 방향성이 제어된 나노섬유 멤브레인을 52구 바늘구멍을 통해 섬유를 토출하는 롤투롤(roll-to-roll) 방식의 양산 설비를 구축했다. 이 회사는 현재 35cm의 폭을 갖는 멤브레인을 1시간에 7m 정도 생산이 가능해 하루 평균 1500장 수준의 나노섬유 마스크 필터를 제조할 수 있다.
김일두 교수는 "식약처 승인 등의 관련 절차를 거쳐 제품화한 후 곧 양산 설비 증설을 통해 생산량을 늘리는 한편 정렬된 멤브레인에 항균기능을 부여해 사용 안정성이 더욱 향상된 고품질 필터를 개발할 것"이라고 덧붙였다.
한편 김 교수는 해당 기술의 상용화 위해 식약처에 허가를 요청할 예정이며 생산 설비 확대를 준비하고 있다. 통상 식약처의 허가는 40일 이상이 소요되는 것으로 알려졌지만 최근 식약처가 우한 코로나 확산 이후 벌어진 ‘마스크 대란’ 등을 감안해 관련 규제와 절차를 간소화하고 있기 때문에 이르면 한 달 내에 허가가 나올 수도 있다. 식약처의 승인이 떨어지면 김 교수는 현재 1500장 수준인 생산량을 최대 5만장까지 늘린다는 계획이다.
황민규 기자 조선비즈
[단독] 마스크 900원에 받아 남는게 없다? 지오영 마진 보니
공적 마스크 유통을 담당하는 의약품 도매업체 지오영이 여전히 뜨거운 감자다. 지오영은 조달청으로부터 평균 900~1000원에 마스크를 공급받아 일선 약국에 1100원에 판매한다. 이 과정에서 한 개에 100~200원씩 마진이 발생한다. 정부는 “과도한 가격(마진)이 아니다”라고 해명했지만, 지오영의 독점 및 특혜 의혹은 사그라지지 않고 있다.
공적 마스크 유통업체는 지오영과 백제약품 두 곳이다. 전국 약국 2만3000여개소(약 1%는 공적마스크 판매 포기) 중에 지오영 직거래 약국은 약 1만4000개소(60%)였다. 정부의 마스크 수급안정화 대책과 함께 거래 약국을 1만7000여개소로 확대했다. 지오영의 공급망에 포함되지 않는 약국 5000여개소는 백제약품을 통해 마스크를 공급받는다.
정무경 조달청장(오른쪽)이 6일 마스크 공적 물량 유통기업 지오영 인천물류센터를 방문해 마스크 유통 점검을 하고 있다. 연합뉴스
400만장 중 30%만 직접 유통
지오영은 마스크 생산업체로부터 마스크를 얼마에 몇장씩 공급받고 어떤 과정을 거쳐 일선 약국에 공급하는 걸까.
13일 지오영이 곽상도 미래통합당 의원 측에 보고한 바에 따르면, 지오영은 조달청을 통해 공적 마스크 생산업체 57곳으로부터 마스크를 약 400만장(백제약품은 약 100만장)씩 공급받는다. 어떤 업체가 얼마나 납품하는지는 날마다 달라진다. 예를 들어 유한킴벌리는 지난 6일 지오영에 3만8800장을 공급했지만 8일엔 납품하지 않고 10일 7만900장을 납품했다.
이 가운데 30%를 지오영이 직접 유통하고, 나머지 70%는 지오영 컨소시엄에 참여한 13개 업체가 담당해 각자 보유한 유통망을 통해 약국으로 배송한다. 약국별로 마스크 입고 시간이 다른 이유다.
지오영은 컨소시엄 업체엔 유통 마진의 절반을 지급한다. 예컨대 900원에 공급받은 마스크를 1100원에 팔 때 지오영은 200원, 컨소시엄 업체들은 지오영과 100원씩 나누는 것이다. 조선혜 지오영 회장은 언론 인터뷰에서 “혼자 충분히 할 수 있는데도 불구하고 다른 도매들도 이런 (비상) 상황에서 대처하는 걸 배워야 한다고 그래서 다 열심히 해 주고 있다”고 했다.
11일 오후 공적 마스크를 판매를 예고한 서울의 한 약국 앞에서 시민들이 의약품 등을 배송하는 직원을 바라보고 있다. 연합뉴스
“인건비, 물류비 등 상승해 마진 안 커”
지오영이 마스크를 유통하는 방식은 이렇다. 일단 생산업체가 자체적으로 지오영에 일정 수량을 보내온다. 생산업체마다 지오영에 보내는 물량은 다르다. 지오영은 이 물량을 약국당 200~250장씩 납품하도록 포장한다. 지오영은 이 작업을 위해 포장 담당 아르바이트를 따로 고용했다.
지오영에는 물류직원 400명, 배송직원 180여명이 재직 중인 것으로 알려졌다. 이 인력만으로는 부족해 영업사원 140여명도 전원 유통에 투입됐다. 약국에 배송할 때도 자체 보유 차량 외에 용달차, 택배, 퀵서비스 등까지 이용한다. 영업사원 차량이 투입되기도 한다.
마스크 대금은 조달청이 생산 업체에 먼저 지급하고, 지오영은 조달청에 추후 지급한다. 지오영은 16일로 예정된 마스크 대금 결제일을 유예해 줄 것을 정부에 요청했다. “마스크 결제자금에 집행할 자금을 추가 생산 비용에 집행해야 해서 대금 결제가 어렵다”는 이유에서다. 지오영은 “인건비와 물류비 등을 고려하면 유통 마진은 크지 않다”고 주장했다.
이에 대해 곽 의원은 “지오영은 마스크를 비롯한 의약품 유통망이 이미 갖춰져 있기 때문에 물량이 늘었다고 해서 신규 인력이나 배분 작업에 대단한 추가 비용이 든다고 보기는 어렵다”며 “여전히 지오영 측은 엄청난 마진을 보고 있고, 코로나 사태가 길어질수록 그 이익은 더욱 늘어날 게 확실하다”고 주장했다.
57곳 중 48곳이 1000원 이하로 공급
지오영에 마스크를 공급하는 57개 업체 중 900원을 받는 곳은 43개다. 이보다 더 저렴하게(880원, 889원) 공급하는 업체가 2곳이고, 1곳은 990원, 2곳은 1000원에 마스크를 공급한다. 나머지 9개 업체 중 4곳이 1100원에 공급하고 나머지 공급가격은 각각 1150원, 1200원, 1950원, 2050원이다. 매일 공급 업체(납품가격)와 수량이 달라지기 때문에 현재로썬 정확한 마진을 계산하기는 어렵다.
이의경 식약처장이 1월 31일 충북 청주시 LG생활건강 중앙물류센터에서 마스크 유통 현장 상황을 점검하고 있다. 연합뉴스
지오영은 마스크 폭리 의혹을 해명하면서 일부 업체의 높은 납품 가격을 언급한 바 있다. 조선혜 회장도 ”지금(10일) (저희한테 마스크를) 1200원에 주는 데도 가끔 있고 2000원에 들어오는 데도 있다. 그런데 지금은 물량 때문에 그냥 무조건 다 잡는다“고 했었다.
LG생건 ”2000원 납품은 3번뿐“
LG생활건강은 지오영에 1950원과 2050원에 마스크를 공급했다가 지난 12일부터는 조달청과 세부 협의를 통해 공급가를 1500원으로 조정했다. 가격이 1950원과 2050원으로 다른 건 2개 협력업체를 통해 주문자 상표 부착 생산(OEM)방식으로 만들고 있어서다.
LG생건 측은 “초기 공적마스크 판매처(농협)에 기존 공급 가격 그대로 거래했고, 조달청이 계약을 승계하면서 납품 물량과 가격이 유지됐던 것”이라고 설명했다. 초반 물량 확보를 위해 계약부터 급하게 진행했기 때문이라는 것이다. 또 그 가격에 지오영에 납품한 경우는 초반 3번뿐이었다고 해명했다. LG생건 측은 "우리 때문에 마스크 마진이 적다는 것은 과도한 주장”이라고 했다.
추인영 기자 chu.inyoung@joongang.co.kr 중앙일보
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