보고서 정보
주관연구기관 |
한국건설생활환경시험연구원 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2015-09 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
중소기업청 Small and Medium Business Administration |
등록번호 |
TRKO201600007152 |
과제고유번호 |
1425088936 |
사업명 |
산학연협력기술개발 |
DB 구축일자 |
2016-09-10
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초록
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1. 최종목표
1-1. 流水(흐르는물)를 수산기(OH-)로 치환 및 생성하여 모듈화된 시스템의 수도꼭지에서 살균수가 나오는 기술 확보.
1-2. 급수압력 0.098 MPa에서 5L/분(이하)의 유량이 나오는 수도꼭지와 살균수 발생장치를 통과하여 순간적으로 나오는 물이 살균수로 변화되는 제품 개발.
1-3. 욕실내 각종 세균 및 바이러스 균(대장균, 살모넬라균, 황색포도상균, 녹농균 등)을 살균하는 기술력 확보.
□ 평가항목
1. 토수량 (L/분)
- 개발목표치 : 5.0 이하
- 평가방법
1. 최종목표
1-1. 流水(흐르는물)를 수산기(OH-)로 치환 및 생성하여 모듈화된 시스템의 수도꼭지에서 살균수가 나오는 기술 확보.
1-2. 급수압력 0.098 MPa에서 5L/분(이하)의 유량이 나오는 수도꼭지와 살균수 발생장치를 통과하여 순간적으로 나오는 물이 살균수로 변화되는 제품 개발.
1-3. 욕실내 각종 세균 및 바이러스 균(대장균, 살모넬라균, 황색포도상균, 녹농균 등)을 살균하는 기술력 확보.
□ 평가항목
1. 토수량 (L/분)
- 개발목표치 : 5.0 이하
- 평가방법 : KS B 2331 : 2013 및 EL221
2. 물충격 한계성능 (MPa)
- 개발목표치 : 이상없음
- 평가방법 : KS B 2331 : 2013 및 EL221
3. 내구성능
- 개발목표치 : 이상없음
- 평가방법 : KS B 2331 : 2013 및 EL221
4. 내압시험
- 개발목표치 : 이상없음
- 평가방법 : KS B 2331 : 2013 및 EL221
5. 조작성능
- 개발목표치 : 이상없음
- 평가방법 : KS B 2331 : 2013 및 EL221
6. 납용출
- 개발목표치 : 검출되지 않을 것
- 평가방법 : KS B 2331 : 2013 및 EL221
7. 항균시험(균주)
- 대장균 : 개발목표치- 99.9 이상, 평가방법-KICM-FIR-1002, KICM-FIR-1003, JIS Z 2801등, (의뢰자제시)
- 살모넬라균 : 개발목표치- 99.9 이상, 평가방법-KICM-FIR-1002, KICM-FIR-1003, JIS Z 2801등, (의뢰자제시)
- 황색포도상균 : 개발목표치- 99.9 이상, 평가방법-KICM-FIR-1002, KICM-FIR-1003, JIS Z 2801등, (의뢰자제시)
- 녹농균 : 개발목표치- 99.9 이상, 평가방법-KICM-FIR-1002, KICM-FIR-1003, JIS Z 2801등, (의뢰자제시)
8. 생활용수
- 개발목표치 : 시험방법 및 기준에 따름
- 평가방법 : 수질오염 공정 시험 기준
2. 개발내용 및 결과
2-1. 원재료의 시험평가 및 최적의 재료 및 재질 선정
- 시제품에 필요한 1차 원재료의 성능 평가(비교평가 포함)
[스파우트, 몸통, 황동판(몸체, 손잡이) 등의 물성시험 및 화학성분]
- 해당 원재료 및 구성재료에 대해 인장강도, 연신율, 화학성분(Cu 등 5항목), 중금속 (육가크롬 등 6항목) 등의 관련 항목과 성분 분석 등의 평가를 통해 최적의 재료확보
- 개발전 1차 원재료에 대한 성능평가 결과는 특이사항 없으며, 중금속 평가 항목의 납에 대한 결과값중 일부분 검출되었으나 기준값에는 만족함
- 개발전 시제품의 2차 원재료에 대한 성능 및 시험 평가(물성평가 및 성분분석 등)
[후렉시블호스, 샤워호스, ABS, 실리콘, NBR, 후렉시블호스 및 샤워호스(SUS304) 등]
- 결과값의 이상이 없을 경우, 시제품 관련한 구성 재료 등의 단계별 진행과 결과값의 이상이 있을 경우, 또 다른 원재료에 대해 내부 및 외부시험과 비교 시험 평가 진행
2-2. 살균모듈 구조해석(흐르는 물을 이용하는 살균수의 기술 특성)
- 기존 실패 사례 검토 및 분석
- 유량별 살균전극판 단면적 검토 및 유로해석을 통한 효율적 물 흐름 해석
- 장치와 기술 등에서 필요한 프로세스, 자체 평가서에 반영된 결과와 문제점 분석
- 살균수 메카니즘의 분석 : 살균수 생성시 살균모듈의 크기 문제(생산성 고려) ⇒ 살균수와 수돗물의 적정 혼합 비율(단계별 진행) ⇒ 살균모듈 크기에 따른 전극판 증가 및 사용전력 고려 ⇒ 수압에 따른 토수량 점검
[※ 타사 유사살균제품과 차별성을 위하여 流水(흐르는물)식 제품으로 개발]
2-3. 살균모듈 전극판 개발 및 문제점 등의 Feed back을 통한 최적 설계
- 살균모듈 구조해석을 통한 적정 살균 적극판 개발
[전극판 개략도, 설계도(도면) : 전극판 윗부분과 아래부분, 가이드, 도금 등]
- 설계(도면) 및 제작 등에 대한 검토와 협의
[외관 케이스(유로케이스, 덮개) 및 살균 모듈 컵 관련 조립(전원장치 관련 등)]
- 1차 시제품(목업) 설계 및 개발에 따른 내용 검토와 분석(수정 미 보완 사항 포함)
- 구성도, 조립도, 작동흐름 해석
[작동스위치 ON ⇒ Blue LED 전원 ON⇒ 살균모듈 전원 ON ⇒ 살균수 토수]
- 개선방안 도출을 위한 시제품, 완제품의 항목 및 데이터 확보(염소치 변화량의 시험 및 검증, 내부시험 등에 따른 데이터 확보) : 살균력 미확보(전극판의 단면적크기에 따른 조정 등이 필요함)
- 시제품 및 완제품의 구성요소와 메커니즘 순서, 위치, 연결 상태 등과 구성도의 항목, 순서, 위치 확인과 필요시 보완, 조립도의 항목과 주변부 항목과의 상호연결 등 확인
2-4. 개선 방안 확정 및 공정(메커니즘 관련 등) 개선 방안 도출
- 최종시제품의 구성요소, 업그레이드, 개수, 모양 및 형태
- 최종 공정(살균수 발생 메커니즘)방안 확보
[수중방전 및 이온화(유량에 및 단면적에따른 적정 전극판을 이용) ⇒ 저온플라즈마 발생(양이온 및 음이온 발생) ⇒ 수산기 및 음이온계 생성[수소양이온(H+)과 산소음이온(O-)이 물(H2O)과 결합하여 수산기(OH-)를 생성] ⇒ 살균작용 및 자연수 환원[수산기(OH-)가 세균의 세포막 구성요소인 수소양이온(H+)과 결합하여 물(H2O)로 환원되고 세포막이 파괴된 세균은 사멸]
- 최종시제품의 설계도(도면), 구성도, 조립도 등의 메커니즘 확보
2-5. 최종시제품(개발품) 대한 성능 평가(구체적 시험방법 검토)
- 시험항목(생활용수 및 수질오염 관련된 항목)중 대장균등의 처리방법
- 비교시험방법(외부시험 데이터 확보 등)
- 한국건설생활환경시험연구원(KCL)과 한국화학융합시험연구원(KTR) 두 곳의 국가공인시험기관에 관련 시제품 및 시험방법에 따라 시험을 의뢰
[수도꼭지(시제품 관련 살균수 발생장치), 시제품관련 통과한 물(살균수 발생장치2차), 시제품관련 통과전 물(살균수 발생장치2차) 등]
- 최종시제품에 대한 토수량, 내구성능 등 6항목에서 수도꼭지(KS표준)에서 요구하는 수준과 특성을 유지하면서 항균시험의 살균력을 만족하고, 생활용수 항목에 대해 적절한 결과를 확보하여 성능개선 목표치를 모두 달성
3. 사업성과
3-1. 기술적 성과
- 流水(흐르는물)식 살균 모듈을 개발하여 수도꼭지 및 샤워기에 적용할 수 있는 살균수 메커니즘과 기술 확보
- 저온플라즈마 방전을 이용하여 수산기를 발생시키는 살균수는 현 시장에서 저장식으로만 사용되는 등 설치환경 및 사용환경에 제약이 많았으며, 저장장치를 갖춰 오랜 시간 살균작동을 해야 적정 살균력을 얻을 수 있어 특정물품 만을 살균하는 등 사용상의 한계가 있었으나, 수도꼭지의 직수유로를 By-pass구조로 통과된 수돗물과 살균수가 최적상태로 희석 혼합된 살균수로 가정 내 분포하는 대장균 및 바이러스 등을 99.9% 살균함
3-2. 경제적 성과
- 기존 제품과의 차별화와 시장성을 확보하여 매출이 증대 될 것으로 기대
3-3. 산업/사회적 성과
- 수돗물에 화학적 첨가제를 넣지 않아도 살균수를 만들 수 있는 친환경적 기술 공급
4. 기술개발결과 활용계획
4-1. 사업화 방안
- 개발 기술에 대한 즉시 임치, 관련 특허 출원으로 지적재산권 및 원천기술 확보
- 설비를 추가 매입 또는 자체 제작하여 양산 체제를 갖출 예정임
- KS 표준 및 관련 규격을 충족, 조달등록 성능 확보, 직접 생산 증명 신청 및 진행 예정, NEP 또는 NET 신청, 조달청 우수조달제품 등록 추진 예정
- 시장에서 요구되는 다양한 상품의 디자인 개발과 각종 전시회(건축박람회 등), 홍보 마켓팅을 통하여 제품에 대한 인지도 확보함
4-2. 향후 5년간 기술개발결과 활용계획
5. 기술개발자료의 보안관리
5-1. 보안등급 : 일반과제
5-2. 연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적
- 2015년 하반기 기술임치 예정
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