광촉매 응용분야

<a href='javascript:fileFilterViewer("http://cfile279.uf.daum.net/attach/0318C342508E578C2C4A93", "/cfile279/03/18C342508E578C2C4A93", "광촉매_응용분야.pdf", "grpid%3D1Do5i%26fldid%3DCOBV%26dataid%3D7%26fileid%3D1%26regdt%3D20121029191710&url=http%3A%2F%2Fcfile279.uf.daum.net%2Fattach%2F0318C342508E578C2C4A93")'><img src="https://t1.daumcdn.net/daumtop_deco/icon/icon.hanmail.net/editor/p_pdf_s.gif?rv=1.0.1" border="0" alt="첨부파일" class="vam"/> 광촉매_응용분야.pdf</a>   광촉매 응용분야 한국과학기술정보연구원 - i - <목 차> 제1장 서 론 ···································································································1 제2장 기술동향 및 전망 ················································································2 1. 기술의 개요 ··········································································································2 가. 광촉매의 원리 ································································································2 나. 광촉매의 종류 ································································································3 다. 광촉매의 활용분야 ························································································4 2. 기술의 특성 ········································································································11 3. 연구개발 동향 ····································································································13 가. 해외 연구개발 동향 ····················································································14 나. 국내 연구개발 동향 ····················································································15 제3장 특허정보 분석 ····················································································18 1. 개요 ······················································································································18 2. 국내 특허 동향 ··································································································18 3. 국외 특허 동향 ··································································································21 가. 일본 ················································································································21 나. 미국 ················································································································24 다. 유럽 ················································································································26 4. 비교분석 ··············································································································28 제4장 시장동향 분석 ····················································································31 1. 해외시장 동향분석 ····························································································31 가. 시장규모 ········································································································31 나. 업체동향 ········································································································32 2. 국내시장 동향분석 ····························································································34 가. 시장규모 ········································································································34 - ii - 나. 업체동향 ········································································································37 제5장 결 론 ···································································································41 <참고문헌> ·····································································································42 - iii - < 표차례 > <표 2-1> 광촉매의 응용분야 ···················································································6 <표 2-2> 광촉매의 기술적 특성에서 파생된 주요 응용분야 ···························7 <표 3-1> 광촉매 관련 특허 주요 IPC 분류 ······················································30 <표 4-1> 2005년 일본의 광촉매 적용 분야별 시장규모 ·································32 <표 4-2> 일본의 광촉매 응용 제품 시장규모 (2002년 : 억엔) ·····················32 <표 4-3> 일본 수요분야와 주력분야 현황 ·························································33 <표 4-4> 국내 광촉매 시장규모 (단위: 억원) ···················································36 <표 4-5> 한국의 광촉매 응용 제품 시장규모 (2006년 : 억원) ·····················37 <표 4-6> 국내 이산화티타늄 응용제품 생산업체 현황 ···································38 <표 4-7> 한국 광촉매 협회 인증 제품 ·····························································40 - iv - < 그림차례 > <그림 2-1> 광촉매 산화환원반응의 기본원리 ·····················································3 <그림 2-2> 활성탄과 광촉매의 경제성 비교 ·······················································8 <그림 2-3> 실제 지붕의 기왓장 실험에서의 포름알데히드 농도변화 ·········14 <그림 2-4> 광촉매의 바이러스 및 미생물 흡착 ···············································15 <그림 3-1> 연도별 국내 특허출원 동향 ·····························································19 <그림 3-2> 국내 출원인 국적별 특허출원 현황 ···············································19 <그림 3-3> 국내 주요 출원인별 특허출원 현황 ···············································20 <그림 3-4> 국내 주요 IPC 별 특허출원 현황 ··················································21 <그림 3-5> 연도별 일본 특허출원 동향 ·····························································22 <그림 3-6> 일본 주요 출원인별 특허출원 현황 ···············································23 <그림 3-7> 일본 주요 IPC 별 특허출원 현황 ··················································23 <그림 3-8> 연도별 미국 특허출원 동향 ·····························································24 <그림 3-9> 미국 주요 출원인별 특허출원 현황 ···············································25 <그림 3-10> 미국 주요 IPC 별 특허출원 현황 ················································26 <그림 3-11> 연도별 유럽 특허출원 동향 ···························································26 <그림 3-12> 유럽 주요 출원인별 특허출원 현황 ·············································27 <그림 3-13> 유럽 주요 IPC 별 특허출원 현황 ················································28 <그림 3-14> 연도별 전체 특허출원 동향 ···························································29 <그림 3-15> 주요 IPC 별 특허출원 현황 ··························································29 <그림 4-1> 광촉매 제품의 흐름 예 ·····································································33 <그림 4-2> 광촉매 제품의 용도별 일본업체 분포 ···········································34 <그림 4-3> 한국 광촉매 협회 인증마크 ·····························································39 - 1 - 제1장 서 론 환경오염이 날로 심각해지면서 미국, 유럽, 일본 등의 선진국들은 유해물 질의 포집과 처리방법에 관한 대처방안을 모색하고 있다. 이러한 대처방안 중 광촉매의 광분해에 반응을 이용하는 방법이 관심을 끌고 있다. 오일쇼크 이후 신에너지 개발에 대한 관심이 증가하고 있으며, 특히 빛을 이용한 기술 들이 초점이 되었다. 1972년 일본의 후지시마 혼다에 의하여 광촉매 이론이 정립되면서 80년대에 들어 일본의 많은 회사들이 광촉매를 응용한 다양한 상품 개발에 노력하였다. 국내에서도 90년도 초반부터 연구를 시작하여 광촉 매 관련업체들이 급속히 증가하였다. 광촉매 재료는 유기물 분해기능, 광유도 친수화기능 등으로 인해 공기정 화, 수질정화, 항균, 방오, 자외선 차단 등의 효과가 있기 때문에 사회적인 관심이 높아지고 있는 재료이다. 최근 다양한 광촉매 응용제품들이 개발되어 판매되고 있고, 그 시장도 매년 확대되고 있다. - 2 - 제2장 기술동향 및 전망 1. 기술의 개요 가. 광촉매의 원리 촉매란 화학반응에서 자신은 변화하지 않고 반응속도를 변화시키거나 반응 을 개시시키는 등의 역할을 수행하는 것이다. 광촉매란 촉매의 한 종류로서 촉매작용이 빛에너지를 받아 일어나는 물질, 즉, 빛을 에너지원으로 촉매반 응(산화, 환원반응)을 촉진시켜 각종 세균 및 오염물질을 분해시켜주는 반도 체 물질을 의미한다. 즉, 반도체 등의 분말을 용액에 넣어 그 밴드갭 이상의 에너지 광을 조사하면, 마이너스 전하를 갖는 전자와 플러스 전하를 갖는 정 공이 생성되고 이것의 강한 환원 또는 산화작용에 의해 용액중의 이온종이 나 분자종을 분해시키는 등 다양한 반응을 일으키게 된다. 이러한 광촉매 반 응은 무기화합물에 의한 광분해 반응, 즉 안료에 의한 도료의 열화 등으로 알려져 왔고, 1950년대까지는 이 현상이 부정적 이미지로 부각되어 광촉매 반응을 억제하는 열화방지 등이 주로 연구되어 왔다. 1960년대 중반에 이르러 소련의 Kransnovskii와 Brin이 산화텅스텐, 이산 화티탄, 산화아연 등의 분말을 물에 현탁시켜 3가의 철 이온 등을 가한 후, 광을 조사시키면 산소가 발생된다는 사실을 발견하였다. 이것이 반도체 분말 계에 의한 물분해, 즉, 광촉매에 의한 물분해의 최초예이다. 그리고 1970년 전후에 이산화티타늄 전극에 의해 물이 수소와 산소로 분 해된다는 사실을 일본의 후지시마와 혼다가 일본 화학회에 보고하였다. 이들 이 보고한 것은 반도체 전극을 이용한 광전기화학 전지이지만, 그 후에 이것 을 마이크로화한 반도체 미립자 광촉매가 개발되었다. 또한 반도체 광촉매를 사용한 물분해 뿐만 아니라, 물과 다양한 유기물의 혼합액에서의 수소 발생 이나, 탄산가스의 환원, 질소 고정 및 새로운 유기물 합성 등 다양한 연구가 진행되어 왔다. 하지만 태양에너지의 이용 효율이 낮고 반응 제어가 어렵기 때문에 실용단계에 이르지 못하고 현재까지도 연구 개발이 계속되고 있다. - 3 - <그림 2-1>은 빛 조사시 광촉매 표면에서 유기물이 무해한 이산화탄소와 물로 분해되는 것을 도식화한 것이다. <그림 2-1>광촉매 산화환원반응의 기본원리 자료: (주) 빛과환경, <A href="http://www.photoenv.co.kr">http://www.photoenv.co.kr</A> 나. 광촉매의 종류 광촉매에 사용할 수 있는 물질로는 TiO2(anatase), TiO2(rutile), ZnO, CdS, ZrO2, V2O3, WO3 등과 페롭 스카이트형 복합 금속산화물(SrTiO3) 등이 있 다. 이중 TiO2는 자체가 빛을 받아도 변하지 않아 반영구적으로 사용이 가 능한 데 반해, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌의 분해에 탁월한 효과 를 가지고 있는 ZnO와 CdS는 빛을 흡수함으로써 촉매 자체가 빛에 의해 분 해되어 유해한 Zn, Cd 이온을 발생하는 단점을 가지고 있다. 또한 TiO2는 모든 유기물을 산화시켜 이산화탄소와 물로 분해하지만, WO3는 특정 물질에 대해서만 광촉매로서 효율이 좋고, 그 외에는 효율이 TiO2만큼 좋지 않아 사 용할 수 있는 영역이 매우 제한되고 있다. 이와같이 산화환원 반응에 사용되는 반도체 물질의 종류는 다양하지만, 실 제 광촉매 반응에 사용할 수 있는 반도체 물질은 극히 소수이고, 다음과 같 은 요구조건을 충족하여야 한다. 1) 광학적으로 활성이 있으면서 광부식이 없어야 함, 2) 생물학적으로나 화학적으로 비활성이어야 함, 3)가시광선이나 자외선 영역의 빛을 이용할 수 있어야 할 뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 - 4 - 저렴해야 함. 광촉매의 조건과 활성을 고려해 볼 때 빛을 받아도 자신은 변화하지 않아 반영구적으로 사용할 수 있고, 염소나 오존보다 산화력이 높아 살균력이 뛰 어나며, 모든 유기물을 이산화탄소와 물로 분해할 수 있는 능력을 갖고 있는 이산화티타늄이 대표적인 광촉매 물질로 널리 사용되고 있다. TiO2는 광촉매로서 내구성, 내마모성이 우수하고, 촉매로서의 기능을 하 기 때문에 자신은 변하지 않고, 그 자체는 안전, 무독물질이며, 폐기하여도 2 차 공해에 대한 염려가 없다. 다. 광촉매의 활용분야 광촉매 기술은 일부 소재 적용 기술에서는 상용화된 측면이 있지만, 에너 지, 환경 측면에서는 대표적인 미래기술 중의 하나로 볼 수 있으며, 따라서 기술의 상용화 및 시장창출에 있어서도 사회적 요구에 의한 창출이 아니라 기술적 요인에 의한 창출이 많이 이루어지고 있다. 광촉매의 응용분야는 고유한 특성을 이용한 기능별 적용 분야와 산업별 응용분야로 구분할 수 있다. 적용분야는 대부분 환경에 관련되어 있으며, 우 리일상생활에 밀접한 영역도 많다. 지구의 대기 및 수질 오염에 대해 특별한 에너지를 가하지 않고 빛만으로 오염물질을 분해시킬 수 있기 때문에, 유해 유기물의 광분해와 대기 오염물질의 광산화, 환원, 각종 병원균의 내성 증가 로 위협받고 있는 위생문제에서도 광촉매의 살균 및 항균 작용이 문제를 간 단히 해결해 줄 수 있어서 여러 분야에서 응용될 수 있다. 또한 물을 광분해시켜 수소와 산소를 생산함으로써 차세대 에너지와 환경 문제를 동시에 해결할 수 있다는 점에서 많은 주목을 받고 있으며, 기타 다 양한 분야에서 획기적인 수요 증대를 가져올 것으로 예상된다. 광촉매가 일상 제품으로 응용되기 시작한 것은 90년대 일본의 TOTO사에 서 도기 제품에 광촉매를 도포하는 실용화 단계에 들어서면서 부터이다. 환 경 분야에서 제거가 힘들었던 VOCs, NOx, SOx,미세먼지 등에 광촉매의 제 거 효율이 높아 공기청정기에 광촉매를 이용을 많이 한다. 수질분야에서는 광촉매가 물속의 유기물, 계면활성제등을 분해할수 있어 하수도 및 정수기등 - 5 - 에 광촉매를 많이 사용한다. 우리나라에도 실내외 건축물에 광촉매 코팅사업이 한창이다. 실내의 경우 새집에서 나타나는 VOCs및 실내공기 오염을 광촉매 코팅으로 제거할 수 있 다. 실외는 광촉매의 친수성 및 자정작용을 이용하여 항상 깨끗한 건물을 유 지할 수 있다. 또한 광촉매를 이용한 블라인드, 커튼, 새시 등 건축물 및 실 내용으로 응용제품이 개발되고 있다. 2003년 들어 가전제품에 광촉매은 필수 아이템이 되고 있다. 에어컨, 공기 정화기, 냉장고, 전자렌지 등등 광촉매의 적용이 많다. 에어컨의 경우 기존의 필터에 광촉매의 적용으로 공기정화기능에 성능향상이 있고 냉장고의 경우 음식물 보존기간을 늘릴 수 있다. 또한 가전제품의 외부에 광촉매를 코팅하 면 깨끗하고 청결한 제품을 만들 수 있다. 광촉매를 농업용 비닐하우스에 적용하면 비닐하우스 천정에 물방울을 방 지하여 농작물의 용도에 맞추어 비닐하우스 내부 및 외부에 적용이 가능하 다. 또한 공기로 전염되는 농작물 전염병에도 광촉매의 항균력을 이용하여 막을 수 있다. 또한 광촉매를 토양 살균제나 살충제등으로 응용하면 토양의 균이나 해충을 제가 할 수 있다. 방음막, 터널, 가드레일, 반사경, 표지판, 도로조명등, 신호 등등 도로주변에는 많은 먼지와 자동차 매연으로 인한 오염으로 정기적인 청소나 파손 등이 우 려된다. 그러나 광촉매를 적용한 제품의 경우 자정작용과 초 친수성으로 인 해 깨끗한 외관을 유지시켜 줄 수 있고 자동차로 인한 환경오염을 줄일 수 있다. - 6 - <표 2-1> 광촉매의 응용분야 기능 측면 항균, 살균, 탈취 병원, 화장실, 부엌 등 세균의 영향이 예상되는 곳에 적용 유기물 분해 Easy cleaning : 터널전등, 터널벽, 욕실, 주방 용품, 가구, 컴퓨터 모니터 등에 응용 Self cleaning by rain fall : 유리창, 새시, 타일, 천장, 도로표지판, 차음벽, 태양전지 상판, 헤드 라이트, 플라스틱/유리 그린하우스 등 초친수성 Anti-fogging : 도로 거울, 욕실 거울, 장식장 유리, 창내벽, 헬멧, 광학렌즈, 에어컨 열교환기, 고전압케이블, 자동차 유리 등 물분해 수소와 산소 분해에 의한 크린 에너지 생성 기타 특수용도 : 수질, 해양 오염물질 분해, 토지 오 염물 분해 산업 측면 생활용품 위생도기, 조리기구, 화장품, 공기청정기, 청소 기, 냉장고, 에어컨, 놀이기구(항균, 탈취, 오염 방지, NOx 제거, 공기정화) 의료용품 항균타일, 의료기구, 무좀약, 암 치료제, 건강음 료(항균, 건강보조) 주택설비 부엌설비 자재, 욕실설비 자재, 내,외장 타일, 벽지, 바닥재, 유리(항균, 탈취, 오염방지, NOx 제거 등의 목적) 점포설비 네온사인, 간판(오염방지 등의 목적) 자동차 차량도장, 전조등, 커버, 창유리, 사이드미러, 냉 동, 냉장차 (오염방지, 항균, 탈취, 흐림방지 등 의 목적) 대기정화 NOx, Dioxin, VOC 제거, 디젤엔진 배기가스 (정화처리, 오염방지 등의 목적) 수질정화 하수, 지하수, 폐수, 침출수, 기름띠, 수영장, 수 족관, 어항 (정화처리, 탈취, 오염방지 등의 목 적) 자료 : TiO2광촉매 [시장동향 리포트 2006], (주)알앤디비즈 - 7 - 광촉매의 응용은 빛(주로 자외선)이 닿으면 활성산소를 생성하고 표면에 물 분자를 배위시키는 초친수 효과를 나타내는 것에서 출발한다. 즉, 광산화, 광 환원, 초친수성, 양친매성, 초발수성의 다섯가지 주요 특성을 활용하는 것이 응용분야가 될 수 있다. <표 2-2> 광촉매의 기술적 특성에서 파생된 주요 응용분야 기술적 특성 응용분야 광산화 폐수처리, 유기물 분해, 항균, 방취, 살균, 건재 및 기능성 소재 광환원 수소제조, 이산화탄소 고정화 초친수성 김서림 방지 유리소재, 차음벽 등 초발수성 인쇄, 마이크로머신, 점착, 박리기술 등 광촉매의 기술적 특성을 이용한 주요 응용분야에 대해 자세히 살펴보면 다음과 같다. (1) 광산화 광촉매는 정공의 산화력이 각종 유기물을 분해할 뿐만 아니라, NOx, SOx 를 제거하는 데 탁월한 효과를 갖고 있다. 일본에서는 도로 및 고가도로 기 둥, 터널 내벽에 광촉매 타일 및 블록을 부착시켜 자동차 배기가스 정화 실 험을 통해 NOx, SOx가 90% 이상 제거되는 효과를 확인하였다. 또한 슈퍼 옥사이드 음이온에 의해 납, 수은 등 유해 중금속을 산화, 침전시켜 89~90% 제거할 수 있었다. 수중의 유기 오염물을 제거하는 방법으로는 활성탄에 유기물을 흡착, 제거 하는 활성탄 흡착법, 액체상을 기체상으로 변화시켜 제거하는 탈기법, 오존 과 과산화수소를 이용하여 유기오염물을 산화, 제거하는 고급산화법 등이 있 - 8 - 다. 기존의 폐수 처리법은 처리후 활성탄 찌꺼기를 매립, 소각하면서 2차 오 염이 발생하거나 고가의 화학물질을 투입하여야 하기 때문에 많은 처리비용 이 필요하다. 그러나 광촉매를 사용하면 태양광으로 폐수를 처리할 수 있어 별도의 에너지가 소비되지 않으며, 2차 오염도 방지할 수 있다는 점 때문에 상업화를 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. <그림 2-2>을 보면 광촉매 의 경우가 초기 투자비만 좀 더 소요될 뿐 상당히 저렴한 운영비용을 가지 는 것으로 나타나고 있다. <그림 2-2> 활성탄과 광촉매의 경제성 비교 (활성탄은 1년에 1회 교체할 경우) 일반 항균제는 항균력이 있는 물질이나 그 주변에 박테리아가 접촉했을 때 효과를 나타내지만, 광촉매는 이산화티타늄 표면에서 빛 에너지를 받아 전자가 계속 이동하므로, 정공이 한 곳에서만 형성되지는 않는다. 따라서 정 공에 의해 생성되는 수산라디칼과 전자에 의해 생성되는 슈퍼옥사이드 음이 온이 표면 및 여러 곳에서 생성되기 때문에 박테리아와 접촉 가능성이 매우 높아 항균, 살균 및 방취 기능이 기존 항균제에 비해 뛰어나다. 특히 일반 항균제는 시간이 경과함에 따라 항균력이 둔화되지만, 광촉매 항균타일을 설 치하면 그 기능이 반영구적으로 유지되고, 유지 보수비도 거의 들지 않는다. - 9 - (2) 광환원 광촉매에 의한 환원반응은 산화반응에 비해서는 덜 다루어져 왔는데, 이는 전도띠 전자의 환원력이 원자가띠의 정공이 갖는 산화력에 비하여 현저히 낮기 때문이다. 그리고, 대부분의 광환원반응은 Pt나 Pd와 같이 주로 수소화 반응에 사용되는 금속의 첨가를 필요로 한다. 광환원 반응이 필요한 경우는 물분해를 통한 수소제조 및 이산화탄소 환 원 을 통한 고정화 등 에너지 및 지구환경적 성격이 강한 분야들이 해당된 다. 따라서 대부분 미래 기술의 성격이 강하고, 국가적 차원에서 전략적 육 성이 필요한 분야로 볼 수 있다. (3) 초친수성 일반적으로 물질의 표면에는 유기물이 흡착되어 있어 소수성을 띠게 되기 때문에 이러한 유기물을 세척하기 위해서는 세제(계면활성제)를 사용하지 않 을 수 없었다. 그런데, 광촉매 표면은 자외선을 조사하면 광촉매 활성을 일 으켜, 표면에 흡착 오염된 유기물을 분해하기 때문에 친수성을 유지할 수 있 게 된다. 이러한 광촉매의 초친수성은 항균, 방오, 탈취 등 광촉매에 의한 유 기물 분해 작용을 응용한 기술 개발 과정에서 발견되, 기존의 광촉매 특성과 는 색다른 성질로, 이러한 발견은 광촉매 연구에 있어서 하나의 획기적인 사 건이었다. 초친수성에 대한 응용 연구도 매우 빠른 속도로 진행되어, PET 필름에 광 촉매를 코팅하는 기술이 확립되었고, 방오성 외장용 상품이나 우천시 자동차 미러의 시계 확보를 목적으로 한 제품이 상용화되고 있다. 실제로 일본의 TOTO사는 이산화티타늄 광촉매에서 이러한 효과를 발견하고 상용화하기 시작하여, 먼지와 자동차 배기가스로 오염되어 도시 미관을 해치는 차음벽에 적용, 오염물질을 물만으로 청소할 수 있는 차음벽을 제품화하였으며, 이어 서 자동차 바디용 스프레이를 개발하여 세제 없이도 기존 물사용량의 1/10으 로 세차가 가능하도록 하였다. 특히 초친수성은 표면에 물이 맺히지 않기 때문에 화장실, 실내 유리 등에 - 10 - 김서림 방지용으로 유용하게 사용될 수 있으며, 향후에는 콘텍트렌즈 등의 의료 관련 분야나 유리 온실, 비닐 하우스 등의 농업 관련 분야를 포함한 다 양한 분야에 활용될 것이다. (4) 양친매성 앞에서 언급한 바와 같이 광촉매에서 유기물 분해작용 뿐만 아니라 재료 표면을 초친수성화하는 성질이 발견되어 급속하게 실용화가 진행되고 있지 만, 기초적인 영역에서도 계속적으로 활발한 연구가 진행되어 새로운 사실들 이 많이 밝혀지고 있다. 그 중 하나가 양친매성이라는 성질의 발견이다. 즉 광촉매 표면에 빛을 조사하면 50 나노미터 수준에서 친수성 영역과 친유성 영역이 격자상을 형성하고, 이러한 마이크로미터의 도메인 구조에 의해 2차 원 모세관 현상이 일어나 친수성과 친유성을 동시에 갖는 앙친매성의 표면 이 형성된다. 양친매성을 갖는 실용적인 재료는 지금까지 없었던 완전히 새 로운 것으로 새로운 아이디어에 의해 다양한 영역의 응용기술이 개발되고 있다. (5) 초발수성 빛에 의한 표면의 물흐름 제어에 있어서 초친수성 외에 새로운 연구가 진 행되고 있다. 빛을 조사하면 친수화하는 것과는 완전히 반대로 소수화하는 현상을 발견한 것이다. 물과의 접촉각이 10도 이상인 초발수 코팅은 착설방지, 방오성, 방청성 등의 기능에서부터 착설방지 건재나 시계확보를 위한 자동차용 유리 등 폭넓은 용도로의 활용이 기대되고 있다. 더욱이, 조사되는 파장을 변화시킴에 따라 친수성과 소수성을 바꾸는 것도 가능하다는 것이 밝혀졌다. 이러한 재료는 아직 실험용 샘플 수준이지만, 물 의 흐름성을 발수에서 친수까지 제어할 수 있는 재료는 향후 응용 가능성이 매우 크며, 인쇄나 마이크로머신, 접착 박리기술 등으로 개발이 기대되고 있 다. - 11 - 2. 기술의 특성 광촉매의 응용을 위해서는 크게 산화분해력을 이용한 기술과 표면의 물이 나 기름과의 친수성을 제어하는 기술로 구분되며, 광여기 친수화, 광여기 소 수화, 초발수재 등 표면의 특성을 제어하는 기술과 제품의 개발이 활발히 진 행되고 있다. 이러한 개발 활동은 하이브리드화에 의한 고성능화, 비표면적 의 확대, 기재의 구조 통기성 및 통수성의 향상, 초신수성 및 초발수성의 성 능연구, 광원 및 광파장과의 관계의 범주에서 이루어지고 있다. 광촉매는 나노크기로 제조된 코팅 졸 형태와 분말상 그리고 광촉매 기능 을 갖지는 않지만 원료 자체를 제품에 적용한 후 제품을 특정 온도에서 열 처리하여 광촉매 기능을 부여할 수 있다. 광촉매를 적용하고자 하는 제품 종 류에 따라 적용 방법이 다르나 광촉매가 사용된 제품은 기존 제품의 기능 외에 광촉매가 갖는 고유한 특성이 추가되어 제품의 기능을 한두가지 부가 하였다는 인식과 광촉매의 효과에 대한 신뢰성이 아직은 미흡한 면이 있다. 따라서 광촉매가 응용된 제품의 종류와 시장이 아직은 초기상태이다. 광촉매 시장을 확대하고 제품의 다양성을 확보하기 위해서는 부가적인 기능 추가 인식에서 원래는 없던 기능을 광촉매를 적용하여 새로운 기능을 갖는 신제 품이 개발된 것이지 부가기능이 부여되었다는 잘못된 인식을 올바로 하고 광촉매가 적용된 제품 또는 광촉매 원료에 대한 성능 시험 평가방법을 표준 화하고 규격화하여 소비자들로 하여금 광촉매의 효능에 대하여 신뢰를 갖게 하는 것이다. 이러한 목적에서 “한국광촉매협회”가 설립되고, 기술표준원에서 는 광촉매 표준위원회가 결성되어 시험방법 등 다양한 연구활동이 진행 중 에 있다. 광촉매는 다른 원료제품에 비해 구입이 용이하고 제품에 적용하는 방법이 비교적 간단하다. 광촉매는 빛이라는 에너지원을 사용하여 유기물을 분해한 다는 것이 최대의 장점이자 동시에 한계로 작용한다. 빛이 도달하지 않는 공 간에서는 광촉매가 빛 에너지를 받지 못하기 때문이다. 따라서 최근에는 주 로 자외선 영역(330~400nm)의 빛을 사용하던 기존의 광촉매에서 가시광선 영역에서도 활성을 갖는 광촉매 개발이 진행중이다. 광촉매의 이러한 한계 부분에 대하여 빛이 없어도 촉매 효과를 발휘한다는 제품, 공기만으로도 작 - 12 - 용한다는 제품 등이 일본에서 개발되었으나, 과학적으로 논리가 맞지 않고 단순히 광촉매와 제품이 다르다는 것을 부각하기 위하여 사용되는 이름 등 은 소비자를 현혹시켜 결국은 소비자가 광촉매에 대한 신뢰성을 떨어뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 광촉매는 빛 에너지를 사용하여 촉매의 활성을 나타 나게 하는 것의 일반적인 명칭이다. 별다른 에너지원 없이 촉매가 활성을 갖 는다는 몇가지 제품들이 소개되고 있으나 올바른 작용 기능과 물리, 화학적 으로 설명이 부족한 상태이다. 광촉매는 제품에 적용하여 촉매가 갖는 고유한 특성을 이용하는 것이다. 현재 가장 많이 적용되는 것은 대기정화용으로 주로 가정용 제품에 적용되 고 있다. 최근들어 황사가 심해지고 자동차 증가로 인한 대기오염이 증가하 고 있기 때문에, 공기질에 대한 소비자의 관심이 증가하였으며 아파트가 주 거 문화로 자리 잡으면서 “새집증후군”의 피해가 속출되고 있다. 따라서, 실 내의 공기질을 개선하기 위한 방법으로 공기정화기를 사용하는데, 광촉매를 이 공기정화기에 적용한 많은 제품들이 출시되고 있다. 산업현장, 클린룸, 병 원, 사무실 그리고 지하 공동 생활공간 등의 공조기기에도 적용사례가 늘고 있다. 이것은 기존에 공기 중의 먼지나 부유물을 제거하고 활성탄에 의한 단 순 물리적인 처리와 동시에 광촉매에 의한 화학적 처리를 병행함으로써 좀 더 쾌적한 공기질을 유지하려는 목적이다. 또 다른 방법은 광촉매 자체를 실 내에 적용하는 것이다. 광촉매를 나노크기로 제조하여 벽이나 천정 등에 코 팅하여 실내의 유기물 등을 지속적으로 제거하는 기능으로 현재 주택경기와 어울려 그 시장이 점차로 증가하고 있다. 자동차용 공기정화기 역시 개발되 어 판매되고 있으며 스프레이 형식으로도 개발되었다. 최근에는 자연광을 광섬유, 광덕트, 광파이프 등을 이용해 실내에 자연광 을 유도하고 여기에 광촉매를 접목한 기술 등이 개발되고 있다. 이러한 기술 은 특히 지하 생활공간, 지하주차장, 지하철 등 자연 채광이 부족한 장소 등 에 적용이 기대된다. 광촉매의 강력한 산화력을 이용한 또 다른 적용 분야는 유해 세균에대한 항균과 저장 안정성이다. 부패가 용이한 음식을 광촉매가 적용된 용기 등에 보관하면 장시간 보관이 가능하다. 또한 채소류나 고기류의 포장지에도 적용 이 가능한다. 광촉매가 첨가된 페인트는 곰팡이 등을 억제할 수 있기 때문 - 13 - 에, 실내용 페인트로도 상품화되어 시판되고 있다. 각종 애완용 동물에 사용 되는 물품에도 적용하여 애완 동물의 특이한 냄새 제거 뿐만 아니라 세균에 대한 부분도 해결이 가능하다. 우리 생활 주변의 커튼, 카페트, 매트, 신발 깔창, 신발장, 주방, 욕실 그리고 옷장 등에 적용하여 냄새 제거와 살균 등에 대해 매우 효과적이다. 이렇듯 광촉매는 우리 일상생활에 적용할 수 있는 부 분이 광범위하다. 산업용으로는 클린룸의 유해가스제거, 외부 유입가스의 청 정유지, 각종 작업 중에 발생하는 유해가스의 처리 등이 가능하다. 물론 발 생하는 가스의 종류와 농도에 따라 그 적용 가능성 조사가 선행되어야 하지 만, 비교적 낮은 농도에서는 유기물에 대한 처리 효율이 비교적 우수한 것으 로 증명되었다. 광촉매의 또다른 특성은 광유도 친수화이다. 촉매 표면에서 빛을 받으면 촉매 표면에 흡수되어 있는 수분이나 산소 또는 촉매 자체의 구조에 의하여 친수화(hydrophilic effect)가 유도된다. 친수화란 물과 친하여 표면에 물방울 의 맺힘이 없어지는 현상이다. 이런 특성은 비가 올 때 자동차 등에 적용하 여 시야의 흐림을 방지할 수 있으며, 건물 외장에 적용하면 자체 정화능력 (self cleaning)에 의하여 건물의 오염 등을 방지할 수 있게 되어 늘 깨끗한 건물을 유지할 수 있게 된다. 이 분야의 적용은 매우 의미가 있다. 건물이 공기 중의 먼지나 유해가스 등에 부식됨을 방지하고, 도시 자체를 항상 깨끗 하게 유지 보존할 수 있기 때문이다. 이러한 예로 최근 프랑스 정부는 340만 유로를 지원하여 화학적 작용에 의한 건물외벽 세척방법 개발에 착수하였다. 이 기술은 광촉매 이산화티타늄을 이용하는 방법으로 유럽 연합도 아테네와 로마 등지의 유적지를 보호하기 위해 140만 유로를 사용하여 연구중이다. 3. 연구개발 동향 광촉매의 응용을 위해서는 크게 산화분해력을 이용한 기술과 표면의 물이 나 기름과의 친수성을 제어하는 기술로 구분되며, 광여기친수화, 광여기 소 수화, 초발수재 등 표면의 특성을 제어하는 기술과 제품의 개발이 활발히 진 행되고 있다. 이러한 개발활동은 하이브리드화에 의한 고성능화, 비표면적의 확대, 기재의 구조 통기성 및 통수성의 향상, 초친수성 및 초발수성의 성능 - 14 - 연구, 광원 및 광파장과의 관계의 범주에서 이루어진다. 가. 해외 연구개발 동향 화학물질오염의 저감에 대응한 VO 시리즈로 광촉매와 특수흡착제에 의한 포름알데히드, 각종 악취 등의 흡착분해 기능을 부여한 화학물질 오염저감도 료가 일본에서 개발되었다. 이것은 실내 벽면에 도장함으로써 목재가구와 마 루바닥 등에서 실내에 발산되는 포름알데히드 등의 유해물질과 담배, 암모니 아 등의 악취를 특수흡착제로 흡착시킨 뒤에 광촉매를 작용시켜 분해, 실내 공기를 정화하는 것이다. 광촉매의 작용은 특수흡착제에 흡착된 유해물질에 선택적으로 활동하며 형광등 정도의 광량에서도 충분한 분해효과를 얻을 수 있다. 더욱이 도료에 포함된 수지 등의 도막형성 성분이 분해되지 않도록 설 계하였다. <그림 2-3> 실제 지붕의 기왓장 실험에서의 포름알데히드 농도변화 실제 기왓장을 사용한 실험에서 대조군을 희박온도인 후생노동성 농도지 침치 0.08ppm을 약간 넘도록 방산원 설정을 한 경우, 저감 효과 흡착율이 87% 인 것으로 나타났다. - 15 - 최근에 인플루엔자와 신형폐렴 SARS 등의 영향에 따라 제균에 대한 의식 이 높아지고 있으며, 그에 따른 영향으로 공기청정기의 시장 확대가 계속되 고 있다. 후지쯔 연구소의 와카무라 팀에 의해 개발된 광촉매 티탄애퍼타이 트(Titamium apatite) 가 가지고 있는 단백질과 지질, 세균 등에 뛰어난 흡착 성과 이산화티타늄이 가지고 있는 광촉매 기능을 갖는 것으로 보고되었다. 또한 본 재료는 타이헤이화학산업의 나까가와 팀에 의해 광촉매 티탄애퍼타 이트의 수계에 의한 흡착 또는 광촉매 활성에 대한 분해특성이 보고되었다. <그림 2-4> 광촉매의 바이러스 및 미생물 흡착 (a) 인플루엔자 바이러스 흡착 (b) 황색포도구균 흡착 이러한 광촉매를 주택용 광촉매 공기청정기에 탑재하였는데, 최초의 단계 에서 pre air filter가 설치되어 입자가 큰 먼지가 제거되고, 다음으로 플라즈 마 이온화부에서 집먼지와 담배연기 등의 입상물질이 플러스로 대전되어 하 류의 부직포 롤필터에 모아진다. 부직포 롤필터의 뒷면에는 광촉매 티탄애퍼 타이트와 흡착제가 있으며, 파도모양의 광촉매 필터와 고수명의 냉음극관 타 입의 자외선 램프가 설치되어 흡착된 세균, 바이러스, 냄새분자를 광촉매 작 용으로 산화분해하여 흡착제로서 수명을 유지시켜 준다. 나. 국내 연구개발 동향 최근 광촉매를 새집증후군의 해소에 사용하는 것에 관한 연구 결과가 많이 - 16 - 발표되고 있다. 광촉매는 반응속도가 느리고, 효율이 낮거나, 오염물질의 분 해 속도가 점차 저하되고, 장기화에 의한 성능이 저하된다. 또한 고정화 원 료를 선택하기 어렵고, 자외선 가시광선 등의 조사 없이는 반응이 없으며, 특정 물질만 선택적으로 처리할 수 없다는 기술적 한계가 있으므로, 이러한 문제점들을 극복하기 위한 연구가 수행되고 있다. 국내에서 많은 중소업체들이 학교, 연구소 등과 공동연구를 진행하고 있다 고 하지만, 기술의 깊이가 아직은 선진기술에 못 미치고 있으며, 아직 기술 이나 제품의 성능 등이 규격화, 표준화되지 못하고 있다. 과학기술정책연구원에서 발표한 “한국의 미래기술 예측”에서는 광촉매 관 련 주요 미래기술로서, 광촉매를 이용한 신유기 합성공정의 보급, 태양광으 로 물을 분해하는 공정기술의 실용화, 광촉매를 이용한 VOC 제거, 인공광합 성 장치 개발 등을 선정하였다. 동 연구원에서 이들 과제를 중심으로 기술수 준을 조사한 결과, 평균 46.6 점으로 조사되었는데, 이 기술수준은 선진국 대 비의 상대적인 기술수준이 아니라 절대적 연구개발 수준을 의미하는 것으로, 인공광합성 장치와 태양광으로 물을 분해하는 공정기술의 실용화 부문에서 는 다소 낮은 기술 수준을 나타냈으나, 광촉매를 이용한 VOC 제거는 상당 한 기술 수준에 이른 것으로 평가되었다. 광촉매 응용 분야의 연구개발은 주로, 엘지화학, 삼성전자, 대우자동차, 현 대자동차 등 기업에 의해 수행되고 있다. 최근 엘지화학에서는 전기오븐에 광촉매를 적용해 자가 세척 및 탈취를 가능하게 하였으며, 냉장고, 진공청소 기 등의 가전제품에 광촉매를 응용해 살균, 항균, 탈취 등의 기능성을 부여 하는 제품을 개발하고 있다. 삼성전자에서는 필터 베이스 내에 광촉매를 포 함하는 디스플레이 필터에 관한 연구를 수행하였고, 광촉매 필름을 포함하는 화상 표시 장치용 광학 필터에 관한 연구를 수행하였다. 이 외에도 광촉매를 이용한 제품을 생산하는 기업들에 의한 광촉매 응용에 관한 여구 개발이 지 속적으로 수행되고 있어, 광촉매의 응용 분야가 더욱 확대될 것으로 기대된 다. 재료, 코팅제와 관련해서는 한국 에너지 기술연구소, 에스큐테크, 쌍용양 회, 엔피온, 엘지화학, 요업기술원, 한국원자력연구소, 한국정수공업, 한국법랑 공업, RIST, 포항제철, 엘지 전자 등의 기업 및 연구소에서 연구가 진행되고 - 17 - 있으며, 도로 설비류는 미미전자, 건자재 설비류는 미미전기, 금호전기, 삼성 전자, 금강고려화학 등이 있다. 또한 생활용품, 주방용품류는 에스큐테크, 대 우 등이, 자동차 관련으로는 기아자동차, 삼성코닝, 현대 자동차 등이 연구를 진행 중이다. 연구가 가장 활발한 가전제품류는 엘지전자, 삼선 SDI, 아센, 삼성광주전자 등이, 점제재류에는 마프로, 대기처리분야에서는 한국에너지연 구소 대림화학, 아센, 쌍용양회 등이, 수처리 분야에는 쌍용, 한국에너지기술 연구소, 한국정수공업, 동아건설, SK, 한국 원자력 연구소에서 연구가 진행중 이다. 광촉매는 환경친화적이면서도 오염방지, 탈취, 항균, 유해물질 제거, 대기 오염물질 감소 등의 탁월한 효과를 갖고 있어 응용 분야가 계속 확대되고 있다. 향후, 공조, 정수 관련 제품의 시장 적용 비중이 높아질 것으로 예측되 며, 그 외에 터널조명, 방음벽, 아스팔트 포장 등과 같은 도로, 교통 관련 제 품, 내외장 타일, 유리, 빌딩용 새시 등과 같은 주택설비, 콘택트 렌즈 등 의 료기기, 기타 거의 모든 분야에 용도 개발 및 적용이 가능할 것으로 파악되 고 있다. - 18 - 제3장 특허정보 분석 1. 개요 광촉매에 관한 특허정보를 분석하기 위해 윕스(<A href="http://www.wips.co.kr">www.wips.co.kr</A>)의 특허 데이터베이스를 기준으로 대한민국, 일본, 미국, 유럽에 1986년~2006년의 기 간에 출원된 공기청정기 관련 특허 동향을 조사했다. 정 보조사의 범위는 출원년도를 기준으로 1986년 1월부터 2006년 7월까지 로 하여, 한국, 일본, 미국, 유럽을 분석대상의 국가로 삼았으며, 한국의 경우 에는 특허와 실용신안에 대하여 공개 및 공고자료를 조사하였으며, 유럽과 일본의 경우에는 공개특허를, 미국의 경우에는 등록 및 공개 특허를 조사하 였다. 주요 색인어는 국내 특허에 대해서 ‘광촉매 or (이산화티탄 or 산화티탄 or 이산화티타늄)*’이었으며, 미국특허, 유럽특허, 일본 특허는 영어로 작성된 데 이터베이스를 검색했는데, 여기서 사용한 주요 색인어는 ‘(photo* adj catalyst*) or photocatalyst* or (titanium adj dioxide)' 이었다. 단, 2005년 이후의 특허는 특허 출원이 조기공개 신청을 하지 않는한 통상 적으로 출원후 18개월이 경과한 때에 일반에게 공개되기 때문에, 정확한 출 원동향을 반영한다고 하기 어려움을 주지해야 한다. 2. 국내 특허 동향 기간 내 국내에 출원된 광촉매 관련 특허는 1,122건이었으며, 광촉매에 관 한 연도별 국내 특허 동향은 <그림 3-1>에서 보는 바와 같이 2000년대에 들어서 출원 건수가 급격히 증가하는 추이를 보이고 있다. 최근 광촉매가 공 기 정화 및 오염 제거와 같은 다양한 응용 분야가 개척됨에 따라 관련 기술 의 개발이 활발하게 진행되고 있는 것으로 판단된다. - 19 - <그림 3-1> 연도별 국내 특허출원 동향 0 0 0 3 1 2 1 2 5 12 19 38 41 72 108 135 125 200 264 65 26 0 50 100 150 200 250 300 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 (건) 국내에 출원된 출원인의 국적별 특허출원 현황을 살펴보았다. 79.4%가 내 국인에 의해 출원된 특허이며, 16.3%가 일본인, 1.7%가 미국인에 의해 출원 된 특허로, 국내 기술에 의한 특허 출원이 주를 이룸을 알 수 있었다. 이는 미국이나 유럽에서의 특허 출원 경향과 사뭇 다른데, 미국과 유럽의 경우 일 본인에 의한 특허 혹은 일본에 우선권을 주장하여 출원된 특허의 비율이 국 내 특허에 비해 높은 것으로 나타났다. <그림 3-2> 국내 출원인 국적별 특허출원 현황 KR 79.4% JP 16.3% US 1.7% 기타 0.8% CH 0.4% DE 0.6% FR 0.8% - 20 - 국내 출원된 특허의 주요 출원인별 출원 현황을 살펴보았다. 대표적인 상 위 출원인은 엘지화학, 한국화학연구원, 삼성전자, 스미모토, 포항산업과학연 구원, 한국에너지기술연구원 등으로 나타나, 기업에 의한 특허와 학교 및 국 공립 연구소에 의한 특허의 비율이 비슷한 것으로 나타났다. 이는 광촉매의 기술 개발에 있어 학술적 목적의 연구와 제품 개발이 모두 중요시 되고 있 는 것으로 사료된다. <그림 3-3> 국내 주요 출원인별 특허출원 현황 61 28 21 19 17 16 16 11 9 8 8 8 7 7 7 6 0 10 20 30 40 50 60 70 엘지전자 한국화학연구원 삼성전자 스미토모 포항산업과학연구원 한국에너지기술연구원 도시바 주식회사 대우일렉트로닉스 현대자동차 주식회사 씨피씨 쇼와 덴코 가부시키가이샤 포항공과대학교 엘지건설 주식회사 티오즈 서울반도체 주식회사 삼성코닝 주식회사 국제특허분류기준(IPC)에 따라 광촉매에 관한 국내의 특허기술을 분류해 보았다. 출원 특허의 main group를 기준으로 분류하였으며, 경우에 따라 여 러 main group에 다중 분류된 건이 있으므로, 총 건수는 출원 건수를 초과 할 수 있다. 특허 출원 건수가 많은 주요 IPC 분류중 광촉매의 응용에 관한 특허 분류를 살펴보면, B01D-053(가스 또는 증기의 분리; 기체로 부터 휘발 성 용제증기의 회수; 배연 또는 배가스의 화학적 또는 생물학적 정화), C02F-001(물, 폐수 또는 하수의 처리), A61L-009(공기의 소독, 살균 또는 탈 취), C09D-005(물리적 성질 또는 효과로 분류되는 피복 조성물, 예. 페인트, 바니시 또는 락카; 충진 페이스트) 등으로 공기정화, 살균, 하수 처리, 페인트 등의 응용에 관한 특허의 출원이 비슷하게 이루어지고 있는 것으로 나타났 다. - 21 - <그림 3-4> 국내 주요 IPC 별 특허출원 현황 B01J 18% B01D 13% C02F 8% A61L 6% C09D 6% C01G C04B 4% 3% F24F 3% C03C 2% A61K 1% F21V 1% A47L 1% E04B 1% 기타 33% 기타 46% B01J-021 8% B01D-039 1% A61L-002 2% C03C-017 2% B01J-027 2% C09D-001 2% B01J-023 2% B01D-046 3% C09D-005 3% B01J-035 3% B01J-037 4% C01G-023 4% A61L-009 4% C02F-001 7% B01D-053 7% 3. 국외 특허 동향 가. 일본 기간 내 일본에 출원된 광촉매 관련 특허는 6,767건이었으며, 역시 1990년 대 후반에 이르러 출원 건수가 급격히 증가하여 1997년 이후에는 매년 600 건 이상의 광촉매 관련 특허가 출원된 것으로 나타나, 관련 기술의 성숙기임 - 22 - 을 알 수 있다. 출원 건수가 가장 많은 1999년에는 817건의 관련 특허가 출 원되었다. <그림 3-5> 연도별 일본 특허출원 동향 0 1 0 0 0 15 50 63 107 244 511 645 775 817 738 666 689 698 663 82 3 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 (건) 일본의 광촉매 관련 주요 출원인은 TOTO LTD, DAINIPPON PRINTING CO LTD, MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD, TOSHIBA CORP, DAIKIN IND LTD, SHARP CORP, NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL, HITACHI LTD, NISSHIN STEEL CO LTD, MITSUBISHI HEAVY IND LTD 등으로 주로 광촉매를 응용한 제품을 생 산하는 기업에 의한 출원이 다수를 차지했다. TOTO는 독자의 특허전략을 이용하여, 광촉매 기술에 의한 신규사업을 전 개한 것으로 알려져 있다. 일본 국내 출원인으로는 광촉매 물질인 이산화티 타늄을 취급하고 잇는 업체와 공기청정기 업체가 주를 이루고 있다. 또한 관 공청으로부터의 출원도 많다. 해외의 주요 출원인으로는, 세계 최대급 종합 화학회사인 BASF 외에 바이엘, 듀퐁 등 대기업 종합화학회사가 다수의 특 허를 출원하고 있다. - 23 - <그림 3-6> 일본 주요 출원인별 특허출원 현황 448 150 143 108 99 94 90 82 81 80 79 68 68 65 65 65 64 64 63 60 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 TOTO LTD DAINIP P ON P RINTING CO LTD MATS US HITA ELECTRIC IND CO LTD TOS HIBA CORP DAIKIN IND LTD S HARP CORP NATIONAL INS TITUTE OF ADVANCED HITACHI LTD NIS S HIN S TEEL CO LTD MITS UBIS HI HEAVY IND LTD MITS UBIS HI P AP ER M ILLS LTD FUJIS HIMA AKIRA HAS HIMOTO KAZ UHITO S ANYO ELECTRIC CO LTD AGENCY OF IND S CIENCE &amp; TECHNOL EBARA CORP TOS HIBA LIGHTING &amp; TECHNOLOGY IS HIHARA S ANGYO KAIS HA LTD AS AHI KAS EI CHEMICALS CORP TOS HIBA LIGHTING &amp; TECHNOL CORP 일본의 주요 IPC 별 특허출원 현황을 살펴보았다. 국내 출원된 특허와 주 요 분야는 유사하나 그 경향은 다소 다른 것으로 나타났다. 일본내 출원 특 허의 주요 IPC 분류는 B01D-053(가스 또는 증기의 분리; 기체로 부터 휘발 성 용제증기의 회수; 배연 또는 배가스의 화학적 또는 생물학적 정화), A61L-009(공기의 소독, 살균 또는 탈취), C02F-001(물, 폐수 또는 하수의 처 리), C09D-005(물리적 성질 또는 효과로 분류되는 피복 조성물, 예. 페인트, 바니시 또는 락카; 충진 페이스트)로서 주로 광촉매의 응용에 관련된 특허들 이 주를 이루는 것으로 나타났다. <그림 3-7> 일본 주요 IPC 별 특허출원 현황 기타 48% B01J-035 16% B01J-027 1% F24F-007 1% B05D-007 1% C09D-007 1% C03C-017 1% B32B-009 1C%09D-183 1% C01G-023 C10%9D-005 2% B01J-023 2% B01J-037 3% C02F-001 3% B01J-021 5% A61L-009 5% B01D-053 7% - 24 - B01J 기타 23% 34% B01D 10% A61L 8% C02F 4% C09D 4% B32B 3% C01G 2% F24F 2% B05D 2% C03C 2% C23C 2% C01B 1% G02B 1% C04B 1% H01L 1% 나. 미국 기간 내 미국에 출원된 광촉매 관련 특허는 544건이었으며, 역시 1990년대 후반에 출원 건수가 급격히 증가한 것으로 나타났다. <그림 3-8> 연도별 미국 특허출원 동향 3 3 4 4 10 2 5 4 5 10 13 23 41 36 64 61 78 74 61 41 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 (건) 미국내 출원된 광촉매 관련 특허의 주요 출원인은 ENERAL ELECTRIC - 25 - COMPANY, Dai Nippon Printing Co., Ltd., 3M Innovative Properties Company, MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD., SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED, University of central florida, Korea Research Institute of Chemical Technology, Toto Ltd. 등으로서 상위 10위 안에 4개의 일본 기업이 포함되어 있으며, 한국 화학연구원도 기간내 7건을 출원한 것으로 나타났다. <그림 3-9> 미국 주요 출원인별 특허출원 현황 18 14 10 9 8 8 7 7 6 6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 GENERAL ELECTRIC COMPANY Dai Nippon Printing Co., Ltd. 3M Innovative Properties Company MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED Univers ity of central florida Korea Res earch Ins titute of Chemical Technology Toto Ltd. Eas tman Kodak Company E. Heller & Company 미국에 출원된 광촉매 관련 특허의 주요 IPC 분류는 다음과 같다. 가장 많 은 특허가 출원된 기술 분류는 B01J-019(화학적, 물리적 또는 물리화학적 프 로세스 일반) 이며, 이산화티타늄 및 기타 금속산화물에 관한 특허 (B01J-023, B01J- 021)의 출원이 그 뒤를 이어, 미국에 출원된 특허가 광촉 매 응용 제품보다는 광촉매 원료에 대한 기술로 이루어져 있는 것으로 사료 된다. 응용 분야로는 수처리에 관한 특허(C02F-001)가 35건으로 가장 많았 다. - 26 - <그림 3-10> 미국 주요 IPC 별 특허출원 현황 B01J 25% B32B 9% B01D 5% C02F 5% B05D 3% C01B C01G 3% 3% A61L C08F 3% 3% G03C 2% 기타 39% 다. 유럽 기간 내 유럽에 출원된 광촉매 관련 특허는 272건이며, 다른 국가와 마찬 가지로 1990년대 이후에 출원 건수가 증가하는 추세를 보인다. <그림 3-11> 연도별 유럽 특허출원 동향 1 4 0 3 4 3 2 5 7 7 14 29 25 18 27 26 38 28 21 4 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 (건) - 27 - 주요 출원인은 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., DAI NIPPON PRINTING CO., LTD., Sumitomo Chemical Company, Limited, JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY CORPORATION, TOTO LTD., GENERAL ELECTRIC COMPANY, ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD. 등이며, 대부 분이 일본 기업임을 알 수 있다. 역시 한국 화학연구원에서 7건의 특허가 유 럽 내에 출원되었다. <그림 3-12> 유럽 주요 출원인별 특허출원 현황 12 10 10 9 9 7 7 7 7 5 5 5 5 5 0 2 4 6 8 10 12 14 Mits ubis hi Heavy Indus tries , Ltd. DAI NIPPON PRINTING CO., LTD. Sumitomo Chemical Company, Limited JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY CORPORATION TOTO LTD. GENERAL ELECTRIC COMPANY ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD. KOREA RESEARCH INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY Nippon Sheet Glas s Co., Ltd. TAO INC. Has himoto, Kazuhito NIPPON SODA CO., LTD. ITALCEMENTI S.p.A. Fujis hima, Akira 유럽 내에 출원된 특허의 주요 IPC별 출원 현황을 <그림 3-16>에 나타내 었는데, B01J-035(촉매의 보호, 예. 코팅에 의한 것) 분류에 107건이 출원되 었다. - 28 - <그림 3-13> 유럽 주요 IPC 별 특허출원 현황 기타 46% B01J-035 15% C01B-003 1% A61L-009 2% C03C-017 2% C09D-005 2% C09D-183 2% G03F-007 2% B01J-019 2% B41C-001 2% B01J-027 2% B01J-023 3% C01G-023 3% B01J-037 3% C02F-001 4% B01D-053 4% B01J-021 5% 4. 비교분석 기간 내에 출원된 특허 건수는 한국 1,112건, 일본 6,767건, 미국 544건, 유 럽 272건이었다. 일본은 광촉매 관련해서 가장 우수한 기술력을 가지고 있 고, 가장 먼저 상업화가 이루어진 국가이다. 따라서, 세계 광촉매 특허의 비 율은 일본이 가장 높으며, 일본의 광촉매 특허동향을 보면 대략적인 세계특 허의 흐름을 파악할 수 있을 것으로 사료된다. 전체적인 출원 동향은 1990년 대 후반 출원 건수가 증가하여 매년 거의 일정한 수의 특허가 4개국에 출원 되는 것으로 나타났다. 광촉매에 관한 연구가 1990년대 후반 이후에 활발하 게 진행되었음을 알 수 있으며, 2000년대 이후 한국의 출원 건수가 다른 국 가에 비해, 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 기술의 주요한 배경으로는 90년대 초반 산화티탄 광촉매 국제회의에서 질 소산화물 정화용 방오성 결과가 발표되었으며, 90년대 중반 초 친수성의 광 촉매 제품이 발표되었고, 96년 공기청정기에 광촉매를 채용하였으며 90년대 후반 자동차의 거울 등에 광촉매를 이용하는 등 90년대 후반에 이르러서 관 련 기술의 개발이 가속화되었음을 알 수 있다. - 29 - <그림 3-14> 연도별 전체 특허출원 동향 0 200 400 600 800 1000 1200 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 (건) 유럽연합(EP) 미국(US) 대한민국(KR) 일본(JP) <그림 3-15> 주요 IPC 별 특허출원 현황 B01J 22% B01D 10% A61L C02F 8% 5% 기타 32% C09D B32B 4% 3% C01G F24F 3% 2% B05D 2% C03C 2% C01B 1% C23C 1% G02B 1% C04B 1% H01L 1% C09K 1% IPC 분류 8판을 기준으로 주요 IPC 분류에 대한 상세 설명을 <표 3-1>에 나타냈다. - 30 - <표 3-1> 광촉매 관련 특허 주요 IPC 분류 Main group 설 명 B01J 분리; 혼합 - 화학적 또는 물리적 방법. 예. 촉매, 콜로이드 화학; 그들의 관련 장치 B01D 처리조작 ; 분리 일반 A61L 위생학; 의학 또는 수의학 - 재료 또는 물건을 살균하기 위한 방법 또는 장치 일반; 공기의 소독, 살균 또는 탈취 C02F 물, 폐수, 하수 또는 오니(슬러지)의 처리 C09D 피복 조성물(COATING COMPOSITIONS), 예. 페인트, 바니시, 락카; 퍼티(FILLING PASTES); 페인트 제거제(CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS); 잉크(INKS0; 수정액(CORRECTING FLUIDS0; 목재스테인(WOODSTAINS); 그 물질의 사용 B32B 적층체, 즉 평평하거나 평평하지 않은 형상 (예. 세포상(cellular) 또는 벌집 구조(honeycomb)) 의 층으로 조립된 제품 C01G 무기화학 ; 금속을 함유하는 화합물 F24F 공기조화; 공기가습; 환기; 차폐를 위한 기류의 이용 B05D 액체 또는 타유동성 물질을 표면에 작용시키기 위한 공정일반 C03C 유리, 유약(glazes) 또는 유리질법랑(Vitreous enamels)의 화학적 조성; 유리의 표면처리; 유리, 광물 또는 슬래그로부터의 섬유 또는 필라멘트의 표면처리; 유리와 유리 또는 타물질과의 접착 C01B 비금속 원소; 그 화합물 C23C 금속재료의 피복; 금속재료에 의한 피복재료; 표면에의 확산, 화학적전환 또는 치환에 의한 금속재료의 표면처리; 진공증착, 스퍼터링, 이온주입법 또는 화학증착에 의한 피복일반 G02B 광학요소, 광학계 또는 광학장치 C04B 석회; 마그네시아; 슬래그; 시멘트; 그 조성물, 예. 모르타르, 콘트리트 또는 유사한 건축재료; 인조석; 세라믹 H01L 기본적 전기소자 ; 반도체 장치 우리나라에 출원된 특허가 광촉매 원료나 가공기술에 관한 특허보다는 광 촉매를 공기정화, 수처리 등에 응용하는 특허가 주를 이루고 있어, 향후 응 용분야에 대한 기술개발을 활발하게 이루어질 것으로 예상되나, 자칫 원료 기술에 대한 해외 의존성이 높아질 우려가 있으므로, 균형있는 기술 개발을 실시해야 할 것으로 사료된다. - 31 - 제4장 시장동향 분석 광촉매 시장은 광촉매 원료 시장과 응용제품 시장으로 나눌 수 있다. 원료 시장은 광촉매 자체인 재료를 의미하며, 응용 제품은 광촉매 원료가 사용된 제품을 말하며 그 예로서 광촉매 페인트, 건축자재, 생활용품, 가전제품 등이 여기에 속한다. 원료시장은 상대적으로 응용제품 시장보다 규모가 작으나 원 료중 실내외 코팅 시장에 사용하는 광촉매 코팅용액의 경우는 앞으로 매우 큰 시장 규모로 증가할 것으로 예측된다. 광촉매 시장의 기회요인은 크게 환경 친화형 제품에 대한 사회적 요구, 다 양한 응용제품, 그리고 건강 관련 상품 소비 급증의 세가지로 구분된다. 특 히 최근 웰빙 붐과 함께 삶의 질을 요구하는 시기와 잘 어우러져 다양한 상 품 개발이 요구되고, 이에 따라 광촉매 응용 제품의 시장 창출과 더불어 규 모도 증가하고 있는 추세이다. 1. 해외시장 동향분석 가. 시장규모 광촉매 활용이 가장 활발한 곳은 전세계 광촉매 시장의 70% 이상을 차지 하고 있는 광촉매의 원산지인 일본이다. 이미 일본에서는 환경 산업의 10% 이상을 광촉매가 점유하고 있으며 2015년에는 1조엔(약 9조원) 이상의 시장 을 형성할 것으로 예측하고 있다. 일본의 YRI의 조사에 의하면 광촉매 응용 제품의 2001년 매출규모는 870 억엔이다. 2001년 광촉매 원료시장이 14억엔인 점을 고려하면, 제품 시장은 원료시장의 62배에 달하는 규모이다. 분야별로 보면 공조/정수 관련 제품이 49%, 도로/자동차용 자재가 36%, 내/외장재가 7%, 가전제품이 3%, 주택 설 비기기가 2%, 기타가 3%이다. - 32 - <표 4-1> 2005년 일본의 광촉매 적용 분야별 시장규모 적용분야 시장규모 환경촉매 2조엔 탈취분야 5,118억엔 수처리분야 3,544억엔 항균 분야 2,460억엔 자료 : TiO2광촉매 [시장동향 리포트 2006], (주)알앤디비즈 <표 4-2> 일본의 광촉매 응용 제품 시장규모 (2002년 : 억엔) 분야 매출액 비율 (%) 공조/정수(산업용 대기, 수처리 등) 423 49 도로/자동차용 자재 309 36 내/외장재 (실내외 코팅 및 자재 등) 62 7 가전제품(에어컨, 공기정화기 등) 27.6 3 주택 설비 기기 23 2 기타 (원예, 일용품) 24 3 합계 868.6 100 자료: 공기청정기술, 한국공기청정협회, 2005년 6월 나. 업체동향 1995년 TOTO 사가 광촉매 코팅 화장실용 변기를 상업화하면서 시작된 광 촉매 활용 기술은 차음벽, 간판, 자동차 사이드 미러 등 다양한 제품에 적용 되었다. TOTO는 광촉매의 유기물 분해기능을 다일 등에 부여하여 항균 및 유지보수의 경감을 목적으로 1989년 광촉매 응용 연구에 착수하여, 1995년 초에 세계 최초로 광촉매에 의한 광여기 친수화 현상을 발견했다. 현재 전세 - 33 - 계 50여개 제조사와 라이센스 계약을 맺었으며 그 대상제품은 40여개에 이 른다. 그중 약 30개 제품이 실용화되었으면 일본에서만 600개를 넘는 특허출 원을 했다. TOTO는 광촉매기술을 이용한 소비재로서, 우천 주행시의 시계 확보를 목적으로 한 자동차 미러 전용 성에 방지 필름과 자동차 유리전용 코팅액, 탈취제 등도 개발했다. 일본의 주된 수요분야와 주력분야 현황은 다음과 같다. <표 4-3> 일본 수요분야와 주력분야 현황 업체명 수요분야 주력분야 Ishihara Sangyo 외 ■NOx 대응, 방음벽 ■폐수처리 ■실내공기질 개선 ■대기정화장치 ■수처리장치 ■가전 및 건설 Sakai Chemical 외 ■NOx 분해 ■친환경 자재 ■기능성 재료 ■웰빙 재료 Titanland 외 ■항균대응 ■환경분야 광촉매 관련, 1차 재료 제조기업과 2차재료 제조기업, 최종제품 제조기업과 의 관계를 <그림 4-1>에 제시하였다. <그림 4-1> 광촉매 제품의 흐름 예 참고 : 기업명은 예시이며, 실제로는 1,000여개가 넘는 업체가 있음 이 그림에서 1차 재료를 제조하는 회사로부터 2차재료, 중간재료를 제조하 - 34 - 는 회사로 제품이 이동되고 있음을 알 수 있다. 石原産業, 日本曹達, TOTO 는 동경대 연구실과 공동연구를 하고 잇으며, 일본조달은 촉매용 티탄 알콕 사이드로부터 산화티탄을 제조하고 있다. 일본의 광촉매 제품시장에서는 용도별로, 도장피복재 → 공기청정기 → 조 명기구 등의 순으로 관련 기업들이 분포하고 있다. <그림 4-2> 광촉매 제품의 용도별 일본업체 분포 물론 TOTO 사가 가장 주목을 받고 있지만, 전술한 바와 같이 시장을 지 배하는 것이 아니라, 비즈니스 모델을 인정받고 있는 측면으로 해석해야 하 며, 사실상 광촉매 제품시장에서 각 회사의 시장 점유율 및 선두업체를 논하 는 것은 무의미하다. 현재 TOTO사는 용도 특허로 특허망을 구축하여 각 분 야마다 최종제품 생산 회사와 개별적으로 제휴하는 전략을 채택하고 있다. 2. 국내시장 동향분석 가. 시장규모 국내의 광촉매 시장 상황은 실소비자에게 접목되어 가는 과정으로 도입기 에서 성장기에 접어드는 과정으로 도입기에서 성장기에 접어드는 시기로 볼 수 있다. 2005년 초기에는 새집증후군에 대한 공포가 확산되면서 광촉매 응 - 35 - 용제품 및 코팅 서비스가 활성화되고 산업 및 공공시설에 대한 제푸모하가 본격적으로 이루어질 것으로 예상되면서 광촉매 시장이 성장할 것으로 전망 되어 왔다. 광촉매 시공 시장만을 기준으로 하였을 경우, 2004년 600억원, 2005년 1,000억원 규모의 수요에서 향후 5년간 매년 50% 이상의 성장세를 보일 것으로 관련 업계는 전망하고 있다. 이외에도 현재 국내의 에어컨, 공기청정기, 정수기 등에 광촉매 원료의 적 용이 활발히 이루어지고 있으며, 나노광촉매를 이용한 폐수정화기술 등의 개 발이 활발히 이루어지고 있어 응용분야는 꾸준히 늘 것으로 분석되며, 향후 유망분야로는 항균분야(실내건재, 공기정화, 섬유제품 등), 수처리 분야(산업 폐수, 하수, 살균 등), 방음분야(실내외 건재, 유리 등), 대기정화 분야(실외패 널, 도장 등), 에너지 분야(가정용 코제너레이션 시스템 등)를 들 수 있다. 광촉매 시장규모는 그 응용 범위가 광대하기에 예측하기 어려운 상황이며, 2005년 국내 광촉매 시장이 1조원대에서 2010년까지 최대 2조원 규모를 형 성할 것으로 예상한 바 있다. 광촉매용 재료시장 규모는 상대적으로 작게 형 성되어 있으며 이산화티타늄 재료 특성을 이용한 내외장재, 도로자재, 정화 기기용 등의 시장이 증가할 것으로 예상된다. 특히 코팅 용액의 경우, 건설되는 아파트의 약 5%에 해당하는 세대가 광 촉매를 적용한다면 10가구당 약 40억원(25,000원/평, 30평형 기준)의 시장규 모이다. 현재는 약 1~2%에 해당하지만, 향후 5~10% 정도로 시장이 확대될 것으로 기대된다. 거주공간에서 일반 사무실의 적용 사례도 증가하고 있어 잠재 시장성은 더욱 확대될 것이다. 응용제품 중 공기청정기의 경우, 국내 시장규모는 약 80만대 수준으로 이 중 약 50%에 광촉매가 적용된다면 필터 시장규모는 40억원(10,000원/장) 규 모이다. 에어컨과 기타 공조기용을 포함한다면 약 100억 규모의 시장성을 갖 고 있다. 응용 제품의 시장규모를 제품가격까지 포함하느냐 아니면 사용되는 부품으로 제한하느냐에 따라 달라지겠으나, 여기서는 제품의 부품을 주 관점 으로 고려하였다. 국내의 시장규모는 일본의 시장규모를 기준으로 추정하여 계산하였다. 내/ 외장재의 경우는 국내 주택건설과 밀접히 관련되어있고 향후 시장성의 증가 가 가장 클 것으로 예측되며 관련된 주택 설비시장도 급성장이 기대된다. 주 - 36 - 택은 50만호 건설을 기준으로 하였다. 기타는 원예, 수산, 식품, 포장재 그리 고 용기 등 일반 생활용품이 포함되어 있다. 원료와 제품 시장의 규모 크기 는 원료 시장 대비 응용 제품 시장규모는 약 20~60배로 일본의 산업 규모대 비 국내는 일본의 약 30%에 해당하는 것으로 예측할 수 있다. 현재 국내는 시장 형성 단계라고 볼 수 있으며, 시장 초기 진입 단계 수준이나, 2010년은 시장의 성숙기에 도달할 것으로 예측된다. 2010년 예측되는 시장규모는 최대 2조 5천억원에서 최소 8천 5백억원으로 추정된다. 지금의 광촉매 기술과 제품에 적용하려는 제품 개발의 추세로 보 면 최대치의 시장규모가 될 것으로 기대할 수 있으며, 제품의 다양성도 지금 보다 몇배 더 증가할 것이며, 유럽, 미국, 일본 그리고 중국에서도 광촉매가 적용된 제품들이 일반화될 것이다. <표 4-4> 국내 광촉매 시장규모 (단위: 억원) 연도 2002년 2003년 2005년 2007년 2010년 규모1 2,000 2,400 3,460 5,000 8,520 규모2 6,000 7,200 10,380 15,000 25,560 규모1 : 광촉매 원료 시장의 20배 규모2 : 광촉매 원료 시장의 60배 - 37 - <표 4-5> 한국의 광촉매 응용 제품 시장규모 (2006년 : 억원) 분야 매출액 비율 (%) 공조/정수(산업용 대기, 수처리 등) 200 5.9 도로/자동차용 자재 600 17.7 내/외장재 (실내외 코팅 및 자재 등) 1,000 29.4 가전제품(에어컨, 공기정화기 등) 300 8.8 주택 설비 기기 1,000 29.4 기타 (원예, 일용품) 300 8.8 합계 5,106 100 자료: 광촉매 기술의 응용제품 및 광촉매 시장현황, 공기청정기술, 한국공기청정협회, 2005년 6월 나. 업체동향 현재 한국의 시장 상황은 광촉매 제품이 실소비자에게 접목되어 가는 과정 으로 도입기에서 성장기에 접어드는 시기로 볼 수 있다. 국내외의 광촉매 응 용 제품별 주요 제조업체 현황은 크게 건자재, 가전제품, 소비재, 도로 설비, 자동차, 환경 정화로 구분하여 나타난다. 현재 국내에서 생산 또는 생산 예정인 광촉매 제품은 공기정화기용 필터, 공조기용 필터, 타일, 패널, 형광등을 비롯한 조명기구, 에어컨 필터, 김서림 방지용 필름, 오/폐수 처리용 필터 등이다. 주로 건자재 및 설비, 도로 설비 등의 분야에 한정되어 제품이 생산되고 있지만 점차로 수처리, 대기처리, 가 전제품으로 응용이 확대될 것으로 내다보고 있다. 이와 같은 이유는 21세기 들어오면서 가정용 공기청정기에서 광촉매를 이 용한 필터가 제품으로 출시되고 있으며 광촉매용 필터를 사용하는 업체는 삼성전자, 웅진코웨이, 청풍 등 국내 공기청정기 Major 업체들이다. 또한 미 미전자, 화성기업, 효성전기, 금호전기, 금동조명 등 국내 조명기구 시장을 주도하고 있는 업체들도 광촉매를 조명 기구에 도입하기 위한 연구를 하고 - 38 - 있으며 일부 제품에 광촉매를 도입하였다. (1) 국내 이산화티타늄 응용제품 주요 제조업체 현황 2003년 기준으로 광촉매를 응용하고 있는 업체는 대략 300여개 업체가 있 는 것으로 추정되며, 향후 건자재, 환경 정화, 소비재, 도로 설비 등으로 관 련 업체들이 증가할 것으로 예상하고 있다. <표 4-6> 국내 이산화티타늄 응용제품 생산업체 현황 분류 제품 업체명 가전제품 에어컨 삼성전자, LG 전자, 캐리어, 대우일렉트로닉 스 등 10여개 업체 정수기 웅진코웨이, 청호나이스, 청풍, 엘트웰, 위니 아, 만도, 워터피아 등 30여개 업체 공기청정기 웅진코웨이, 삼성전자, 청호나이스, 위니아 만조, 청풍, 솔라텍 등 60여개 업체 건자재 도료 삼화페인트, 고려페인트, 조광페인트 등 20여 개 업체 내/외장재 금강고려화학, 서울세라믹스 등 50여개 업체 소비재 조명기구 효성전기공업, 미미전자, 화성기연 등 20여개 업체 소비재 산소블라인드, 산소114, 광촉매라이프, 웰코 트아이, 태성 등 20여개 업체 도로설비 방음벽 일진아트산업(주), 태창닛케이, (주)대림산업 등 10여개 업체 자동차 자동차용 미러 자동차용 도료 일진아트산업(주), 현대자동차, 기아자동차, 삼성자동차, 대우자동차, 쌍용자동차 환경정화 Filtration 솔라텍, 그린광촉매, 한국법량공업, (주)지트 코퍼레이션, 태원정밀 등 30여개 업체 자료 : TiO2광촉매 [시장동향 리포트 2006], (주)알앤디비즈 - 39 - (2) 광촉매 인증제도 광촉매의 제조사업은 반드시 대규모의 설비나 시설투자가 필요한 사업이 아닌 특성으로 인해 대학의 실험실 수준의 규모만으로도 얼마든지 창업이 가능한 특수성을 가진 산업이라고 할 수 있다. 때문에 광촉매에 대한 관심이 집중되어 있는 상태에서 소자본 창업이 가능한 산업 분야라는 특수성은 다 수업체의 참여에 의한 과당경쟁을 불러일으키고 있으며, 기술표준이 마련되 지 않은 상태에서의 저급 품질의 난입으로 인해 광촉매 산업 전체에 대한 불신감을 조장하기에 이르렀다. 특히, 광촉매의 효과는 가시성이 없어 직접 적인 효과의 인식이 어렵고, 긴 시간이 지난 후에나 어느 정도의 효과를 인 지할 수 있다는 단점 때문에 소비자들로서는 제품을 선택하는데 큰 불편을 겪고 있으며, 불만 사항이 발생할 수 밖에 없다는 구조적 필연성을 안고 있 다. 한국광촉매협회(<A href="http://www.akp.or.kr">www.akp.or.kr</A>))에서는 국내의 생산 및 유통, 외국에서 수 입하는 광촉매 원료, 제품 및 응용제품을 대상으로 성능평가 시험방법에 의 한 품질의 가이드라인을 제정하고, 제품의 안정성 기준에 대한 규격을 정해 인정제품을 규정하고, 인증된 제품에 한해 광촉매 인증 필증의 사용을 허용 하고 있다. <그림 4-3> 한국 광촉매 협회 인증마크 - 40 - <표 4-7> 한국 광촉매 협회 인증 제품 인증번호 업체명 대표 제품명 규격명 AKP0501-001 (주)유니티엔씨 윤세진 비츠로 UNI-V(가시광형) AKP0501-002 (주)나노케미칼 김주평 광촉매 Sol Evergreen AKP0501-003 (주)나노솔루션 김응조 광촉매.은나노졸 NSP-2000/NANOSO L AKP0501-004 (주)나노 신동우 광촉매용액 AT-01 AKP0501-005 (주)나노 신동우 광촉매용액 NTS-01G AKP0501-006 (주)웸 정민철 웸뤽스코팅제 WLS 1000 GS AKP0501-007 (주)엔지테크놀 러지 이인혁 바이오코트 TPX-85 AKP0501-008 (주)엔비오 이동권 가시광응답형광촉매 EnTioN(엔티온) AKP0501-009 (주)나노케미칼 김주평 광촉매코팅제 Evergreen LE300 AKP0501-010 (주)시스텔 신기철 TPX-100 TPX-100/Enfect AKP0501-011 (주)티오즈 권철한 광촉매내장용액 OZ Green AKP0501-012 (주)대주전자재 료 임무현 SOLASOL Sol type AKP0501-013 (주)디오 김태현 엔비코트가시광응답형 광촉매 DP-101 PLUS AKP0501-014 (주)NCI 김종인 에어쉔 Airschon Evergreen AKP0501-015 (주)켐웰텍 강철현 WO3-TiO2 가시광응답형광촉매 Ra-vita P AKP0501-016 (주)켐웰텍 강철현 WO3-TiO2 가시광응답형광촉매 Airrin AKP0501-017 (주)리포기능소 재연구소 김정환 가시광형광촉매졸 LP-SC01 AKP0501-018 (주)불스원 강창수 후레쉬존광촉매크리닉 180ml AKP0501-019 김태관 광촉매코팅졸(용액) KPC-1000 AKP0601-001 (주)동신폴리켐 장현봉 크린그라스(Clean Glas) DS-PCS01 AKP0501-025 (주)나눅스 정철상 LIMPID NPX SERIES 자료 : 한국 광촉매 협회 - 41 - 제5장 결 론 1970년대 초 일본에서 정립된 광촉매 이론은 90년대 상업화 과정을 거쳐 현재의 다양한 부분에서 그 활용 가치를 실감할 수 있다. 광촉매의 빛 에너 지를 사용한 유해 유기물 분해 능력은 환경개선과 동시에 친환경 소재로서 주목을 받고 있다. 광촉매 응용 기술은 일상생활에서 사용하는 각종 제품부 터 산업계와 도시의 환경개선을 위한 적용시장이 점차로 증가하고 있다. 광 촉매는 그 적용성이 광범위하고 그 효과가 우수하기 때문에 향후 발전 가능 성이 매우 높은 소재이고, 그 응용 기술은 매우 다양하다. 업계와 학계에서 지속적인 연구개발과 제품 개발을 통해 광촉매 기술을 발전시켜 국가 경쟁 력을 높이게 될 것으로 기대된다. - 42 - <참고문헌> 1. 광촉매 기술의 응용제품 및 광촉매 시장현황, 공기청정기술, 제18권2호통 권69호, pp.9-20, 2005 2. 월간 세라믹스 광촉매 특집, 2005. 07 3. TiO2 광촉매 [시장동향 리포트 2006], 알앤디비즈, 2006 4. 한국기술거래소, 고순도 TiO2의 제조시스템, 2004 5. 국가환경기술정보센터, 광촉매 기술동향 6. <A href="http://www.akp.or.kr">www.akp.or.kr</A> (한국광촉매협회) 7. 조덕호, 광촉매 국제표준화 현황, 산업자원부 기술표준원, 2005