초록 ▼

3. 개발결과 요약

최종목표
◦ 미세먼지 분해와 항균성이 동시에 구현되는 공기 정화용 기능성 필터 기술 개발
◦ 99.99% 이상의 항균성
◦ 70% 이상의 미세먼지 분해능력

개발내용 및 결과
◦ 기존에 알려진 광촉매재료의 한계성을 극복하고 실내 가시 광조건에서 활성을 갖는 이산화티탄 기반 가시광촉매를 선택적 환원법으로 P25 TiO2를 구성하는 30%의 루타일만 선택적으로 환원시켜 가시광흡수를 극대화하는 블루이산화티타늄 촉매개발에 성공함
◦ 실험실 규모로 블루이산화티타늄 최적의

3. 개발결과 요약

최종목표
◦ 미세먼지 분해와 항균성이 동시에 구현되는 공기 정화용 기능성 필터 기술 개발
◦ 99.99% 이상의 항균성
◦ 70% 이상의 미세먼지 분해능력

개발내용 및 결과
◦ 기존에 알려진 광촉매재료의 한계성을 극복하고 실내 가시 광조건에서 활성을 갖는 이산화티탄 기반 가시광촉매를 선택적 환원법으로 P25 TiO2를 구성하는 30%의 루타일만 선택적으로 환원시켜 가시광흡수를 극대화하는 블루이산화티타늄 촉매개발에 성공함
◦ 실험실 규모로 블루이산화티타늄 최적의 합성조건을 찾고 강염기를 수반한 결과물을 안정적으로 중화시켜 촉매 대량생산 공정을 최적화 및 시제품 공정에 반영하도록 함
◦ 상업성 확보를 위해 텅스텐 산화물, 금속 조촉매 사용으로 가시광에서 촉매활성을 향상시킴과 동시에 원가절감으로 경제성 확보
◦ 연구결과 가시광조건에서 뛰어난 유해가스분해 및 향균특성을 갖는 광촉매 개발에 성공
◦ 항균물질의 특성이 공기용 필터 표면에서 유지될 수 있도록 실리카 전구체를 이용한 코팅 방법을 사용하여 항균물질을 코팅함
◦ 무기물인 광촉매 입자와 유기물인 천연항균물질에 적합한 코팅기술을 확립하고 공기필터 상에서 항균성을 그람양성균과 음성균 모두에서 확인함
◦ 부직포 생산공정 중 부직포의 표면 개질과 가장 밀접한 공정은 ‘니들펀칭’ 공정이며 공정 방법에 따라 원하는 부직포로 제조가 가능함
◦ 니들펀칭 방식은 상 1회 -> 하 1회 -> 상/하 1회 공정을 통해 부직포 결속력을 강화 시키며 부직포의 표면은 보다 균일하게 생산 할 수 있음
◦ 광촉매 필터를 대량으로 합성할 수 있는 합성 파일럿은 SUS로 구성되어 있으며, Ethylenediamine Anhydrous/리튬/Aeroxide TiO2 p25의 3가지 종류의 물질 혼합시 화학 반응에 의한 물질의 변질에서 자유로울 수 있음. 리튬 폭발 방지를 위해 진공펌르 및 질소가스로 내부 공기를 제거 후 소재를 투입하여 24시간 교반함
◦ 합성파일롯에서 합성된 광촉매 용액을 유량펌프를 이용해 원심분리기로 이동시켜 13,000RPM에서 고액 분리함
◦ 광촉매분말을 한국세라믹기술원에서 공유한 코팅 조건 데이터를 통해 부직포 필터에 광촉매 분말 첨착 설비를 이용해 코팅함
◦ 코팅된 필터를 사용하여 시험한 결과, 미세먼지 70%이상 제거 및 항균력 99.99%이상 성능을 구현하는 것을 확인하였음

기술개발 배경
◦ 실내공기 중의 미세입자, 환경미생물에 의한 건강 위협문제가 심각함. 따라서 공기청정기 사용량이 증가함
◦ 현재까지 출시되는 공기 청정기들은 단순한 먼지제거 뿐만 아니라 항균기능을 포함하고 있음
◦ 공기 청정용 항균 필터는 공기 중 미생물을 여과하는 기능보다 유기물과 습기에 의해 필터 표면에 형성하는 바이오필름에 의한 미생물과 곰팡이의 성장을 억제하기 위해 사용됨
◦ 미생물은 공기 청정기가 병원균 발생 원인이 될 수 있으며, 곰팡이 번식은 불쾌한 냄새가 발생하여 소비자가 거부감을 갖게 만들 수 있어 항균기능 필터를 공기청정기에 사용함
◦ 하지만 일부 유기계 항균물질에서 독성물질이 발견되어 시장에서 퇴출됨. 따라서 항균기능을 가진 인체에 무해한 신소재 개발 필요성이 높아짐
◦ 따라서 본 연구개발을 통해 인체에 무해한 광촉매 필터를 개발하여 필터오염 방지, 악취발생 억제 및 필터의 수명을 증가시키고자 함

핵심개발 기술의 의의
◦ 본 연구를 통해 개발된 가시광촉매 필터는 공기청정기의 기능성 필터로 매우 활용가치가 높으며 다양한 산업현장에 적용이 가능함
◦ 가정용 공기청정기와 같은 소형가전 뿐만 아니라 건물내 시스템 에어컨, 공조설비 등에 적용이 가능함
◦ 또한 계속해서 강화되고 있는 환경규제 물질에 대해 대비 할 수 있으며 실내 공기질을 크게 개선하여 사용자의 건강 증진에 활용 할 수 있음
◦ 필터의 안전한 사용을 가능하게 하여 필터 오염으로 인한 2차 피해를 감소시켜서 안전한 사회 구현에 도움을 줄 수 있음

적용 분야
공기청정기, 공조시스템, 냉장고 및 차량용 공기 필터

(출처 : 초록 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 4
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 17
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 17
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 20
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 36
• 제 4 절 유형적 발생품 구입 및 관리 현황 ... 37
• 제 3 장 결과 ... 38
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 38
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 38
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 41
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 75
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 78
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 78
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 81
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 82
• 제 4 장 사업화 계획 ... 86
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 86
• 제 2 절 사업화 계획 ... 89
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 91
• 끝페이지 ... 92