기업의 현장을 다니며 연구과제를 진행하다 보면 정말 다양한 상황과 마주하게 된다. 현장에서 배우는 진리는 자기회사의 제품이 어떻게 하면 더 나아질 수 있을지 끊임없이 고민하는 분들은 아이디어가 풍부할 뿐만 아니라 그것을 실현하기 위한 고민의 깊이도 남다르다는 것. 그러한 고민이 깊어갈 때 필요한 게 하나 있다. 바로 파트너십 협업이다. 영 풀리지 않을 것 같은 문제들도 고객사의 설비 전문가, 디자이너, 포스코의 소재 전문가 등 여러 분야의 전문가들이 한자리에 모여 의견을 나누면서 의외로 쉽게 해결의 실마리가 나타난다.

포스코 철강솔루션연구소가 있는 인천 지역에서 철강을 다루는 많은 중소기업들이 포스코의 지원사업에 남다른 관심을 보이는 것도 바로 그런 파트너십에 대한 기대 때문이라고 생각한다. 단순히 디자인개발비를 지원받는 것을 넘어 적합한 소재에 대한 조언부터 그 이용 기술에 정통한 포스코 기술진을 통해 다각도로 솔루션을 제공받을 수 있다는 게 큰 강점이다.

이번 편은 풍부한 아이디어와 기술력을 제품으로 연결하기 위해 고군분투했던 주방가전 전문기업 ‘프라임’과 ‘네오코’, 산업용 공기청정기 전문기업 ‘삼화이엔지’의 이야기다.

l 디자인은 기술력에 프리미엄 가치를 더한다!

코로나19 확산으로 집에 머무는 시간이 늘면서 식기세척기를 찾는 이들이 크게 늘었다. 최근 더 각광을 받고있는 식기세척기는 대량으로 음식을 만드는 곳에서도 없어서는 안 될 필수 제품! 프라임은 바로 대형 식기세척기^* 분야에서 10년 이상 시장점유율 1위를 기록할 정도로 대형 식기세척기 시장에서 높은 인지도를 자랑하는 기업이다.
^*대형 식기세척기: 가정용과 달리 식당이나 급식소에서 활용하는 세척 주방기기

프라임은 1990년대 초만 해도 전량 수입해서 쓰던 사업자용 식기세척기를 독자 개발해 국내 기술로 생산해낸 기업이다. 김요근 회장은 해외에서 처음 식기세척기를 보고 그 편리함에 반해 연구를 시작했다고 한다. 편리한 기능과 내구성에 중점을 두고 제품을 개발하다 보니 디자인측면에서 부족했고, 프리미엄 제품을 개발하면서 디자인 경쟁력을 더 이상 미룰 수 없다고 판단한 것이다. 그런 가운데 프라임은 포스코 지원사업 대상기업으로 선정되며 무압취반기^*의 디자인 개발을 함께 진행했다.
^*무압취반기 : 낮은 압력내에서 일정한 온도의 스팀으로 밥을 짓는 조리장치

▲프리미엄 종합 주방가전을 표방하는 프라임의 키친랩(왼쪽)과 포스코 강재가 적용된 무압취반기(오른쪽)의 모습

대형 무압취반기를 더 가볍게 만들기 위해 가볍고 강한 포스코의 강재(STS304)를 적용했고, 용접솔루션기술도 지원받았다. 이런 완성도 높은 디자인으로 이 회사의 무압취반기(제품: PLSRC-600G)는 2018년 핀업(Pin-up) 디자인어워드^*에서 ‘Best of 100’에 선정됐다.
^*핀업(Pin-up) 디자인어워드 : 한국산업디자이너협회가 주최하며 산업통상자원부가 후원하는 디자인공모전

l 작은 차이를 만드는 디테일, 고객에게 답이 있다

젖병소독기는 아기를 키우는 가정이라면 하나쯤 가지고 있을 법한 육아필수품 중 하나가 되었다. 네오코는 영유아 부모들 사이에서 ‘에코맘’이라는 냄새를 잡아주는 젖병소독기로 유명한 회사다.
2001년 창업 당시만 해도 네오코는 식당용 컵소독기와 온장고를 주로 취급했다. 주문자 상표부착생산(OEM)의 제품을 유통하다가 10년 전부터 자체 브랜드를 개발해 제품을 제작하기 시작했다. 자외선 컵소독기로 출발해 젖병소독기 그리고 필기구, 마스크, 휴대폰 살균기까지 발전시켰다.

네오코만의 차별화된 경쟁력은 고객에게 다가서는 적극적인 소통의 결과물이었다. 식당 업주들을 찾아다니며 컵소독기의 불편함을 직접 확인했고, 아기 엄마들을 수소문해 젖병소독기에서 필요한 기능을 직접 듣고 제품에 반영했다.

▲기존에 네오코가 판매했던 다양한 가전제품(왼쪽)과 신규 개발된 멀티 온장고(오른쪽)의 모습.

포스코 지원사업의 연구과제로 선정된 네오코의 멀티 온장고도 같은 맥락에서 출발했다. ‘손님이 많을 때 컵 따로, 공깃밥 따로 꺼내기 너무 번거롭다’는 고객들의 의견을 넘기지 않고 제품 개발로 연결했다. 이를 바탕으로 컵소독기, 온장고 그리고 식기보관함까지 하나로 묶은(3 in 1) 멀티 온장고를 개발했고, 포스코로부터 디자인에 적합한 강재(STS304)를 소개받아 새로운 온장고가 탄생했다.

l 남다른 기술력은 남다른 스틸 디자인으로 완성된다!

삼화이엔지는 먼지가 많이 발생하는 공장이나 산업 현장에서 주로 사용되는 집진기 전문 기업이다. 산업 현장에서 오랜 시간 축적해온 집진 기술을 바탕으로 최근에는 상업 시설이나 가정에서 사용 가능한 공기청정기까지 제작하고 있다.

집진기를 전문으로 다루는 기업이다 보니 공기청정기의 기술도 남다르다. 대부분의 공기청정기는 전면이나 측면에서 공기를 흡입해 상부로 배출하는 반면 삼화이엔지의 제품은 다른 입자보다 무거워서 아래로 내려앉는 냄새 입자와 오염물질을 제거하기 위해 공기를 상부에서 흡입해 하부로 배출한다.

▲플라스틱 외장을 스틸로 변경

삼화이엔지의 공기청정기는 공기정화는 물론이고 탈취 기능에 바이러스와 유해가스 제거 효과까지 갖추며 기술면에서는 훌륭했지만, 산업 현장에 적합한 제품이다 보니 문제는 디자인이었다. 대용량 공기청정기의 차별화된 디자인을 위해 심플하면서도 고급 가전의 분위기를 내는 것이 필요했다.

포스코는 다양한 강재 중에서 무늬가 들어간 가전용 컬러강판 소재를 제안했고, 더불어 적용 가능한 강판의 두께와 가공업체 선정 등 솔루션을 통해 투박함 그 자체였던 산업용 공기청정기는 포스코의 소재를 입으면서 남다른 공기청정기가 되었다.

포스코와 인천 지역 중소기업의 가치 있는 만남을 통해 함께 성장하는 모습을 담은 김 과장의 이야기는 다음에도 계속됩니다.

도시 공동체의 일원으로서 지역사회 문제 해결에 동참하는 포스코의 DNA는 이곳에서도 유감없이 펼쳐지고 있으니, 그 역할에 철강솔루션연구소가 한 축을 맡고 있다. 뉴스룸에서는 철강솔루션연구소가 인천디자인지원센터와 함께 펼치는 종횡무진 솔루션 개발기를 이곳에 근무하는 김우석 과장의 목소리로 연재한다. 그 첫 번째는 주식회사 인페쏘 편.

나, 김우석. 철강솔루션연구소 구조연구그룹에 근무한다. 강건재 솔루션 연구개발의 일환으로 고객사가 원하는 제품의 질감이나 특성을 구현할 수 있도록 돕고, 포스코의 네트워크를 활용해 가공사와 시공사를 연결하는 역할을 맡고 있다. 업무 특성상 건축가나 디자이너부터 가공사, 시공사, 지자체 등 다양한 발주처의 고객들을 자주 만나게 되는데, 나의 철강 솔루션 개발 스토리는 4년 전으로 거슬러 올라간다.

그 당시 아주 우연한 기회로 내가 근무하는 송도 R&D센터에서 8분 거리에 있는 남동공단 내 “인천디자인지원센터”를 찾게 됐는데, 그것이 일의 시작이었다. 인천디자인지원센터는 지역 중소기업의 디자인 개발을 지원하기 위해 시에서 만들고 인천테크노파크에서 운영하는 기관!

그곳의 담당자와 이야기를 나누다 “스틸을 다루는 중소기업들을 위해 포스코가 할 수 있는 역할이 있지 않을까” 하는 생각에 이르게 됐는데, 포스코에도 분명 신수요 확대는 물론 비즈니스 파트너로서 윈윈할 수 있는 기회가 되겠다 싶었다. 작은 아이디어에서 출발한 지역 중소기업 지원 사업은 2016년 말 포스코와 인천테크노파크 간 MOU 체결로 이어졌고, 이후 인천시와 공동 지원하는 방식으로 2017년부터 본격화됐다.

그리고 그때 이후로 지금까지 인연을 쌓고 있는 남동공단 내 주식회사 인페쏘를 만났다. 솔루션 다이어리를 통해 처음 소개하는 강소기업으로, 지금은 포스코의 비즈니스 파트너로 이름을 올리고 있다.

l 가구 부품부터 건축 외장재까지… 도전은 인페쏘의 힘!

인천 남동공단 끝자락에 위치한 인페쏘는 금속가공의 길을 걸어온 지 36년째 되는 중소기업이다. 인페쏘는 1985년 금속가구의 부품을 만드는 회사로 처음 문을 열었는데, 멀리 갈 것도 없이 일반 회의실 TV 거치대에서 인페쏘의 이름을 찾아볼 수 있을 정도로 업계에서 인지도가 꽤 높은 회사다. 레이저와 절곡(折曲) 기술을 이용한 금속부품 가공에서 가구로, 가구에서 스피커로 사업 영역을 꾸준히 확장해 오다가 최근에는 건축 외장재까지 손을 뻗고 있다.

당시 인페쏘는 한 배터리 업체로부터 에너지저장시스템(ESS)^*의 하우징 제작을 의뢰받고 새로운 도전의 기로에 놓인 상태였다. 원래 중국산 컨테이너에 CI나 브랜드를 스티커로 붙여 제작되던 것인데, 배터리 전용 제품도 아니고 스티커도 금방 떼어져 새로운 방식을 찾고 있던 것. 주로 잘 보이지 않는 곳에 설치되던 배터리 보관소라는 편견을 깨고 친환경 에너지임을 보여주는 디자인을 입혀 건축물로도 손색없게 만드는 것이 목표였다. *에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System) : 원하는 시간에 맞춰 생산이 어려운 태양광, 풍력 등 신재생 에너지를 저장해두었다가 필요한 시간에 사용하기 위한 저장 시스템.

레이저로 복잡한 형상을 원하는 대로 절단하고 다양한 두께와 소재를 변형 없이 신속하게 가공하는 것에 특화된 인페쏘 였지만 대형 구조물에 디자인을 입히는 작업은 결코 쉽지 않았다. 그러던 중 포스코의 고내식 강재 포스맥(PosMAC)과 그 위에 고해상도 잉크젯 프린팅 기술을 적용한 포스아트(PosART)를 인페쏘측에 소개했다.

원하는 이미지를 마음껏 표현할 수 있고 도장 비용을 줄여 가성비를 높일 수 있으니 포스맥과 포스아트가 제격이다 싶었던 것이다. 인페쏘의 기술력과 녹슬지 않는 스틸 포스맥 그리고 다양한 컬러와 질감을 표현해내는 포스아트가 만나 최상의 시너지를 내며 주춤했던 ESS 하우징 제작에 속도를 낼 수 있었다.

l 스틸을 접고 자르고… “그럼 이런 것도 만들 수 있나요?”

스틸은 활용이 무궁무진한 소재인 반면 그 아이디어를 실제로 적용시키기까지 수많은 제약들과 마주하게 된다. 기존의 스틸이 변함없이 강한 소재로써 널리 이용돼 왔다면 세계시장에서 경쟁력을 갖추기 위해 이제는 더 다양한 곳에 더욱 가치 있게 쓰일 방법을 모색해야 한다. 강재를 접목한 다양한솔루션을 통해 고객사의 만족도를 높이고 한 발 나아가서는 새로운 판로를 개척하는 것은 사실 우리 부서의 미션 그 자체이기도 하다.

그런 의미에서 인페쏘와의 협업을 통해 얻은 가장 큰 성과는 금속가공에 대한 무한한 가능성을 확인한 것이 아닐까 싶다. 서로 자유롭게 의견을 나누다 보니 어느덧 크고 작은 아이디어들이 모여 실제 성과로 이어질 수 있었다.

▲ 끊임없이 아이디어를 교환하고 제품에 대해 논의하는 김우석 과장(왼쪽)과 인페쏘 유봉열 대표.

친환경 에너지를 접목한 스틸 조형물 ‘솔라파인’

2018년, 서울 상암동 에너지드림센터에 설치된 ‘솔라파인’도 그 결과물 중 하나. 촘촘히 반복되는 솔방울 무늬를 스틸로 아름답게 표현할 수 있다는 사실을 보여준다. 포스맥과 스테인리스로 표현한 이 조형물은 이화여대 건축과 국형걸 교수, 포스코A&C와의 협업으로 설계, 제작, 시공했다. 상부에는 태양광 패널을 부착해 무선 충전과 공공 와이파이 사용이 가능하고 대기 질에 따라 조명 색이 변해 시민들의 눈을 즐겁게 해주고 있다.

▲ 마포구 상암동의 미세먼지 수치에 따라 색상이 변하는 솔라파인의 경관조명.

l 포스코 강재로 꽃피운 건축 외장재까지… 파트너십은 계속된다!

앞서 보았듯이 인페쏘는 기존 금속가구를 전문으로 제작하다가 포스코와의 협업으로 건축 외장재로 사업분야를 확대해 나가면서 다양한 비정형 스틸 패널도 제작할 수 있게 되었다.

양사가 파트너십으로 진행한 여러 프로젝트 중에 화룡점정이라 할 수 있는 한화 갤러리아 타임월드 백화점의 외관 리모델링 프로젝트도 빼놓을 수 없는 일인데, 이 건축물의 외관은 아직 완공 전이라 아직 공개할 수 없는 게 아쉽다.

살짝 정보를 밝히자면, 인페쏘가 제작에 참여한 ‘스틸로 만든 꽃’ 구조물이 백화점 외벽을 뒤덮을 예정이다. 시작은 설계사와 함께, 각 크기와 형상이 미세하게 다른 5,000여 개의 꽃잎 모양의 패널을 ‘건축용 외장재로 많이 쓰이는 비철(알루미늄, 대리석 등) 대신 스틸로 구현할 수 있을까?’라는 아이디에서 출발했다. 그러한 구상은 우리 철강솔루션연구소에서 제작 방식과 성능에 대해 검증을 지원하고, 적합한 소재와 세부 스펙을 강건재마케팅실에서 제안하는 협업을 통해 ‘충분히 가능하겠다’라는 확신으로 이어졌다. 이로써 우아한 꽃잎 모양을 구성하게 될 패널 부분과 이를 든든하게 받쳐줄 하지재 제작을 위해 포스코의 프리미엄 강재인 포스맥 수백 톤이 공급됐다.

이를 바탕으로 현재는, 마치 건물이 옷을 입듯 건물 외관이 새로운 모습으로 탈바꿈할 수 있는 리모델링 전용 디자인 패널의 개발에 협력하고 있다.

포스코와 인천 지역 중소기업의 가치 있는 만남을 통해 함께 성장하는 모습을 담은 김 과장의 이야기는 다음에도 계속됩니다.

▲동일본 대지진(2011) 당시 파손된 물탱크 (※출처: 부산대학교 지진방재연구센터)

위 사진은 2011년 동일본 대지진으로 인한 피해 모습이다. 물탱크 파손 원인은 다름 아닌 탱크 속 물 때문! 물과 지진파의 진동이 일치하게 되면 수면이 요동쳐 물탱크의 천장이나 벽면을 파손시키고, 물과 물탱크 구조물의 진동이 일치하게 되면 아랫부분 벽면이나 코너를 파손시키게 된다.

지진 발생 시 물탱크 파손을 막는 일은 경제적 손실 방지뿐만 아니라, 인명 안전을 위해서도 매우 중요한 문제다. 실제 2016년 구마모토 지진 당시 병원의 물탱크가 파손돼 환자 치료가 중단되고 인명피해가 발생한 사례가 있었다. 우리나라는 2018년부터 건축법 시행규칙상 소화용 저수조 및 물탱크에 내진설계를 의무화하고 있으며, 2019년 국토교통부는 ‘건축물 내진설계기준(KDS 41 17 00)을 제정, 최근에는 건물외구조물인 물탱크에도 내진설계를 수행해야 한다는 해석을 내놓은 바 있어, 앞으로는 일반 저수조에도 내진설계가 일반화될 것으로 예상되고 있다.

l 안전과 위생! 두 마리 토끼를 잡는 ‘포스코 스테인리스 웨이브형 물탱크’ 탄생

산업시설뿐만 아니라 건물 지하, 아파트 옥상 등 우리 주변 어디에나 있고, 우리가 매일 사용하고 있는 물탱크. 물탱크를 제작하는 소재는 콘크리트부터 플라스틱, 스테인리스 등 다양한 종류가 있는데, 이중 콘크리트가 우리나라 상수도 시스템 건설 초기에 제작 기술과 비용적인 면에서 가장 경제적으로 판단되어 널리 이용되었다. 그런데 콘크리트 물탱크는 내부에 코팅된 에폭시가 떨어져 나가면 수질 악화, 위생, 누수 등 문제를 일으킬 수 있어, 최근에는 스테인리스 물탱크가 각광받고 있다. 더욱이 제작 기술의 발달로, 같은 면적을 기준으로 비교했을 때 스테인리스 물탱크 시공비가 콘크리트 물탱크의 86%로 저렴하고 제작 기간도 더 짧다니, 이제는 물탱크도 스테인리스가 찐(眞)인 셈!

하지만 포스코는 여기서 한발 더 나아갔다. 그냥 스테인리스가 아니라, ‘내진 성능을 탑재’한 스테인리스 물탱크를 개발한 것.

포스코 철강솔루션연구소는 지난 2일 한국철강협회와 함께 기술 워크숍을 개최하고, 오랫동안 개발해 온 ‘스테인리스 웨이브형 물탱크’의 우수한 내진 성능과 편리한 시공 방법을 대외에 공개했다.

무엇이 더 좋은 걸까? 스테인리스 웨이브형 물탱크가 기존 패널형 물탱크와 다른 구조적 특징은 두 가지이다.

첫째, 벽체가 사각 형태의 패널이 아닌, 물결 모양의 스테인리스강(PossHN1, STS316HN3, STS329LD) 패널로 구성되어 있다는 점인데, 이들 패널은 모두 우수한 내식성과 항복강도를 가진 고강도강이다. 웨이브 패널은 1장의 높이가 최대 2.5m이기 때문에 1m 높이의 패널형 물탱크보다 용접을 최소화하여 제작할 수 있다.

두 번째 특징은 물결 모양의 웨이브 패널 사이사이에 외부 보강재를 적용하고 내부는 무보강 된 점이다. 이 말은 물탱크를 보강하는 구조재가 내부에는 없다는 것을 의미하는데, 내부가 비어 있으면 청소하기 용이하고 유지관리가 쉬우며, 보강재 용접 부위가 부식될 우려가 적어 물탱크를 더욱 위생적으로 관리할 수 있다.

l 그런데, 스테인리스 웨이브형 물탱크. 정말 지진에 강할까?

한국강구조학회는 지난해 11월 국내 지진 하중에 대한 웨이브형 물탱크의 내진 성능을 검증하기 위해 부산대 지진방재연구센터에서 지진모의 실험을 진행했다.

PossHN1 강종 패널로 제작한 가로, 세로, 높이 약 3미터 정육면체 모양의 실물 웨이브형 물탱크에 2미터 수위의 물을 채워 넣고, 국내 건축물 내진설계 기준(KDS 41 17 00)에 따라 지진하중 크기를 고려한 인공지진파를 생성했는데, 실험 결과 웨이브형 물탱크는 설계 지진력(진도 약 6.5 수준) 보다 2.5배 큰 지진에서도 주요한 구조적 손상 없이 충분한 내진 성능을 확보하는 것으로 나타났다. 실험에 사용된 PossHN1는 STS304 수준의 내식성을 가지면서도 항복강도는 STS304 보다 1.7배 높은 고강도 스테인리스강이다.

l 웨이브형 물탱크 제작 기술! 찐(眞)하게 나눔 할 거야~

포스코가 개발한 스테인리스 웨이브형 물탱크는 이미 국제적으로도 그 기술력을 인정받은 바 있다. 지난 5월 국제스테인리스스틸포럼(ISSF) 주최 우수제품 시상식에 수상작으로 선정된 것이다. 그런데 수상 사실보다 더욱 놀라운 것은 포스코가 오랫동안 연구 개발한 이 웨이브형 물탱크 제작 관련 자료를 중소기업에 오픈하고, 기술 지원하기로 했다는 사실!

현재 웨이브형 물탱크는 여의도 파크원 건물 옥상, 중앙부, 지하에 약 20여 개가 설치되어 있으며, 서울대학교에도 1만 톤 규모의 설치가 확정된 상태다. 한국철강협회 손정근 상무는 “국내 건축물에 본 제품의 보급을 확대하여, 국민 안전과 건강증진에 기여하고자 하는 물탱크 시공업체에게 협회 차원에서도 지원하겠다”고 말했다.

최근 수돗물 유충 사태로 깨끗한 물의 소중함을 피부로 느끼는 요즘. 안전하고 위생적인 포스코의 스테인리스 물탱크가 하나의 확실한 대안이 될 수 있을 터. 여기에 내진 성능까지 갖추고 있으니 말 그대로 ‘금상첨화’다.

* 도움말 주신 분: 포스코 철강솔루션연구소 구조연구그룹 여경윤 수석연구원

※ 스테인리스 웨이브형 물탱크 제작 문의 : 한국철강협회 스테인리스스틸클럽 (02-559-3586)