클린룸 오염제어 - 도어 타입별 장단점 및 누설 관리

클린룸 오염제어 위한 도어 타입별 장단점 및 누설 관리

클린룸 오염제어를 위한 도어는 단순한 출입 장비가 아니라 오염 제어·차압 유지·기류 안정·SOP 준수·안전·비상 대응을 동시에 수행하는 핵심 엔지니어링 구성요소다. 잘못된 도어 선택 또는 누설 관리 부실은 청정도 저하·차압 붕괴·교차오염 발생·작업자 안전사고 등 다양한 문제를 유발한다. 특히 고등급 Clean Zone(ISO 5~7, GMP Grade A/B)에서는 도어 성능이 클린룸 오염제어 전체의 성능과 직결되므로, 도어 타입별 특성을 정확히 이해하고 용도에 맞게 선택해야 한다.

클린룸 도어는 구조, 개폐 방식, 재질, 차압 유지력, 기밀성, 내화성 등을 기준으로 여러 형태로 구분되며 산업별 요구사항도 다르다. 아래에서는 클린룸에서 사용되는 6가지 대표 도어 타입을 공학적 관점에서 비교하고, 누설 관리 방법과 유지보수 기준까지 정리한다.

클린룸 오염제어를 위해 사용되는 슬라이드 도어와 밀폐형 도어 사진 입니다

1. 클린룸 도어의 핵심 성능 요구사항 6가지

클린룸 오염제어을 위해 모든 도어 타입은 다음 기준을 충족해야 한다:

1) 기밀성(Airtightness)

도어 패킹·프레임·경첩의 정밀 구조로 누설을 최소화해야 한다.
고청정 구역은 공기 누설률 5~20 m³/h 이하가 일반 기준이다.

2) 차압 유지 성능

차압은 ISO/GMP 구역을 구분하는 가장 중요한 조건이다.
도어가 흔들리거나 틈이 생기면 압력 붕괴(pressure collapse) 발생 가능성이 높다.

3) 강도 및 변형 저항

반도체 FAB·배터리·제약 제조처럼 공정이 오래 지속되는 시설에서는
도어 변형이 누설 원인의 50% 이상이다.

4) ESD 및 표면 청정성

표면에서 파티클이 발생하면 안 된다.
금속 또는 고강도 알루미늄 패널이 주로 사용된다.

5) 자동화·BMS 연동 가능성

Interlock, 차압센서, 카드키, 출입통제, 자동 개폐 시스템과 연동되어야 한다.

6) 비상 해제 및 안전 기능

GMP·BSL 기반 시설에서는 비상 시 자동 해제 장치가 필수이다.

2. 도어 타입별 장단점 비교

① 스윙 도어(Swing Door, 힌지형 도어)

클린룸에서 가장 일반적인 형태이며 PAC·ISO7/8·GMP Grade C/D에서 널리 사용된다.

장점

• 구조 단순, 유지보수 용이
• 높은 기밀성 구현 가능
• 대부분의 Interlock과 연동 쉬움
• 가격 대비 안정성 우수
• 다양한 재질 선택 가능 (알루미늄·FRP·스테인리스)

단점

• 개폐 시 난류 발생 → 고등급 구역(ISO5)에는 부적합
• 힌지 변형 시 누설 증가
• 도어 개방 폭 때문에 공간 소모
• 작업자 동선 방해 가능

적합 용도

• ISO 7~8
• GMP Grade C/D
• 물류 통로, 보조 공정 구역, 장비 유지보수 구역

② 슬라이딩 도어(Sliding Door)

벽면 레일을 따라 좌우로 이동하며 개폐되는 도어.

장점

• 개폐 시 난류 최소화 → ISO 5~6 고등급에 적합
• 공간 효율 최고 (도어 전후 공간 불필요)
• 자동 개폐 쉬움(모션센서 가능)
• 대형 장비 이동에 적합

단점

• 기밀성 확보 난이도 높음
• 설비 비용 높음
• 레일 청소 필요
• Interlock 연동 시 로직 복잡

적합 용도

• 반도체 FAB ISO 5/6
• 디스플레이 공정
• 장비 반입·반출 구역
• 무진실(Ultra Clean Zone)

③ 자동 도어(Auto Door, Power Door)

모터 기반으로 자동 개폐되는 도어로 반도체·제약·물류에서 증가하는 추세.

장점

• 비접촉 개폐 → 오염 위험 감소
• SOP 준수률 증가
• Airlock과 인터락 연동 최적
• 바닥 레일 없이 개폐 가능

단점

• 장비 비용 높음
• 유지관리 인력 필요
• 정전 발생 시 Fail-safe 설계 필수
• 속도 조절 문제로 기류 영향 가능

적합 용도

• ISO 5·7 Airlock
• GMP Grade B/C·PAL
• BSL 시설
• 고빈도 출입 구역

④ 패널 일체형 도어(Flush Door)

벽체와 도어 표면이 일체형으로 구성된 무단차 도어.

장점

• 먼지 포집 부위 없음 → 파티클 최소
• 시약·용제에 대한 내화학성 우수
• GMP Annex1 권고 구조
• 미생물 오염 위험 최소

단점

• 비용 매우 높음
• 설치 정밀도 요구
• 벽체 구조와 통합 제작 필요
• 유지보수 난이도 높은 편

적합 용도

• 제약·바이오 Grade A/B
• 무균 제조 구역
• 배터리 건식공정 고청정 구역

⑤ 에어타이트 도어(Airtight Door)

음압·고압 구역에서 사용하는 고기밀 구조 도어.

장점

• 누설률 극히 낮음
• 압력 변화에 강함
• BSL-3, BSL-4 등에서 필수

단점

• 개폐 하중 높아 자동화 필요
• 가격 최고가
• 비상해제 설계 난이도 매우 높음

적합 용도

• 병원 격리실
• BSL 시설, 유해가스 실험실
• 음압 구역(네거티브 공정)

⑥ 대형 산업용 도어(Large Equipment Door)

장비 반입용 도어로 FAB 및 대규모 공장에서 필수.

장점

• 대형 장비 통과 가능
• 자동 상승 방식 → 공간 활용성 높음
• 고중량 사용 가능

단점

• 기밀성 확보 어려움
• 차압 영향 매우 큼
• 고가, 유지관리 비용 높음

적합 용도

• 반도체 FAB · OLED 라인
• 배터리 제조 장비 반입구
• 대형 공정 장비 설치 구역

3. 도어 누설(Leakage) 관리가 중요한 이유

클린룸 오염제어을 위한 도어 누설은 청정구역 성능 저하의 가장 큰 원인 중 하나다.
문틈으로 공기가 들고나가면

• 차압 붕괴
• 기류 패턴 왜곡
• 파티클 농도 상승
• 미생물 이동 증가
• 공조 에너지 손실
  이 발생한다.

특히 ISO 5~7에서는 누설로 인해 균일한 기류 유지를 못하면 공정 품질에 직접적 영향을 준다.

4. 도어 누설 관리 방법 및 점검 기준

클린룸 오염제어를 위한 여섯가지 점검 기준

 

① 가스 누설 테스트(Tracer Gas Test)

• SF₆ 또는 CO₂ 사용
• 문 주변에 트레이서 가스 투입 후 누설 농도 측정

GMP 클래스에서는 정기검증 권장

② 차압 모니터링 연동

도어 개방 시 압력 변화 기록 분석.
압력 흔들림이 크면 문 패킹·힌지 변형 가능성 있음.

③ 패킹(Sealing) 정기 교체

실리콘·EPDM 패킹은 1~2년마다 교체 권장.
경화되면 미세누설 발생한다.

④ 힌지·프레임 변형 점검

특히 스윙도어는 도어 무게와 사용량 때문에 틀어지기 쉽다.

⑤ 인터락 로직 점검

문이 동시에 열리면 누설량이 급증한다.
연 1회 이상 로직 테스트 필요.

⑥ 연기 시험(Smoke Test)

도어 틈새에서 연기 흐름 확인 → Dead Zone 및 누설 위치 파악.

5. 산업별 도어 선택 가이드

반도체 FAB

• 추천: 슬라이딩 도어 또는 자동도어
• 특징: 난류 최소화, 기류 안정성 중요
• 주의: 대형 장비 반입은 고기밀 구조 필요

제약·바이오 GMP

• 추천: 패널 일체형 Flush Door
• 특징: 미생물 오염 최소화
• 공조와 인터락 연동 필수

배터리 제조(전극/조립라인)

• 추천: ESD 대응 스윙도어 또는 자동도어
• 특징: 건조실 차압·습도 안정성 중요

BSL-2~4

• 추천: Airtight Door
• 특징: 감염성 물질 외부 유출 방지

6. 요약

클린룸 오염제을 위한 도어는 단순 개폐 장치가 아니라
오염제어 – 차압 유지 – 기류 안정 – 교차오염 방지 – 안전 – SOP 준수를 통합적으로 수행하는 구조적·기능적 설비다.
도어 타입별 특성을 이해하고 산업별 요구사항에 맞게 선택해야 하며, 특히 누설 관리와 인터락 연동이 청정도 유지에 결정적인 역할을 한다.