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캠퍼스특허전략유니버시아드 선행기술조사부문 최종보고서

[F2] 수처리 필터목 차1. 기술 개요2. 분석 대상 및 범위2-1. 기술 분류표2-2. 검색식2-3. 유효 데이터3. 특허 동향 분석3-1. 국가별 출원 동향 분석3-2. 출원인별 출원 동향 분석3-3. 기술별 출원 동향 분석4. 문제 답안4-1. 주요 선행기술4-2. 주요출원인별(5개사이내) 핵심특허 및 요약, 선정의 근거5. 향후 방향 제시1. 기술 개요현재 세계는 물 부족현상이 심화되고 있으며, 수질오염으로 인하여 물 산업의 중요성이 부각되고 있다. 지구상의 물 중 담수는 2.5%에 지나지 않고, 그 중에서도 현실적으로 이용 가능한 지하수 및 표층수의 양은 전체 담수의 30.5%에 불과한 수준이다. 또한 이마저도 지구온난화로인한 가뭄 증가로 갈수록 줄어가고 있으며 이와 더불어 인구증가와 산업화는 물의 사용량을 배가시키고 있는 현실이다. 이에 해수담수화와 산업 용수의 정수화를 통하여 사용 가능한 수자원의 절대량을 증가시키기 위한 많은 노력이 필요한 실정이다.많은 기업들이 물 산업을 미래성장사업으로 주목하기 시작했으며, 자국 물 산업육성을 위해 각국정부들도 구체적인 계획안을 발표하고 있다. 특히 최근 들어 물 산업이 부상하고 주목 받고있는 이유는 크게 두 가지로서 첫째, 물이 심각하게 부족해질 것이라는 점, 둘째, 물 산업구조가 대규모사업화가 가능하도록 패러다임이 변해가고 있다는 점이다.실례로, 20세기 초반에 성립된 화학처리제 중심의 수처리 기술패러다임이 최근 들어 필터의 미세한 구멍(Pore)을 통해 오염물질을 걸러내는 멤브레인(Membrane) 방식의 기술패러다임으로 전환되고있다. 기존 멤브레인 방식의 기술은 필터 자체의 높은 제조 비용과 시스템 운영 시 과도한 전기 소모 문제 등으로 운영유지측면에서 경제적효용이 낮아 시장의 외면을 받아왔다. 하지만 21세기에 접어든 후, 제조기술의 혁신으로 가격 경쟁력을 확보하고, 기존 방식으로 처리하지 못했던 물질들을 걸러낼 수 있는 멤브레인 방식 고유의 장점이 부각됨으로써 빠르게 시장이 성장되고 있다.이러한 멤브레인은 막 형태에 따라 관형(Tubular type), 평막형(Flat sheet type), 중공사형(Hollow fiber type), 나권형(Spiral wound type), 모노리스형(Monolith type), 분리 성능에 따라 정밀여과막(microfiltration membranes, MF), 한외여과막(ultrafiltration membranes, UF), 나노여과막(nanofiltration membranes, NF), 역삼투막(reverse osmosis membranes, RO), 나노 기반 분리막 기술에 따라 나노복합분리막 기술, 나노 기능성 분리막 기술, 생물 모방형 나노분리막 기술로 나눌 수 있다.막 형태별 분류에서 관형막은 튜브 형태이고 평막형은 필름 형상을 띄며, 중공의 사상 또는 가는 원통상으로 성형한 막을 중공사막이라고 한다. 나권형 막은 평막을 말아서 원통형으로 감아 놓은 형상이다.또한 분리 성능에 따라 정밀여과(MF), 한외여과(UF), 나노여과(NF), 역삼투 필터(RO)로 나눠진다. 일반적으로 정밀여과(MF, microfiltration)는 0.1~10 μm, 한외여과(UF, ultrafiltration)는 10~100 nm, 나노여과(NF, nanofiltration)는 1~10 nm, 역삼투(RO, reverse osmosis)는 1 nm 이하를 나타낸다. 정밀여과막은 박테리아, 에멀전 크기의 부유물을 걸러내고, 한외여과막은 단백질, 다당류, 고분자 물질 등을 걸러낸다. 나노여과막은 염료, 저분자량 유기 화합물을 걸러니며 역삼투막은 역삼투 현상을 이용해 분리 기능을 하는 막으로 염분, 중금속 등을 걸러낸다. 보통 상/하수 처리 및 담수와 하수 재이용의 전처리(Pre treatment)에 정밀여과막과 한외여과막이 사용되며, 나노여과막과 역삼투막은 담수와 하수 재이용 처리 부분에 주로 사용되고 있다.마지막으로 나노 기반 분리막 기술이란 복합 및 응용 나노복합 분리막 기술, 나노구조 물질을 이용한 나노 기능성 분리막, 생물 모방형 나노 분리막 기술을 포함한다. 나노복합 분리막 기술은 기존의 상용화된 복합 박막 분리막의 구조를 기반으로 하여 선택층(두께 : 120~200 나노미터) 또는 지지층에 나노물질을 복합하여 나노여과 및 역삼투막의 성능을 향상시키는 기술이다. 나노 기능성 분리막 기술은 소재 자체의 독특한 특성을 이용하여 물질 분리, 흡착, 자가 세척, 센서 등의 기능을 할 수 있는 분리막 기술이며, 생물 모방형 나노 분리막 소재기술은 생체 모방 물질을 이용한 신개념 분리막 제조를 통하여 수투과율 및 염 배제율을 향상시키는 기술을 의미한다. 여기서 나노복합 분리막 기술의 핵심기술은 제올라이트, 탄소나노튜브, 블록 공중합체를 이용한 기술 등으로 볼 수 있으며, 나노 기능성 분리막 기술은 나노 섬유의 낮은 투과저항, 촉매 담지기술 및 나노 기능 내 기능성 분자 활용기술 등이며, 생물 모방형 나노 분리막 기술은 아쿠아포린 등을 핵심기술이라 볼 수 있다.2. 분석 대상 및 범위2-1. 기술 분류표위의 기술 개요를 참고하여 다음과 같이 기술 분류를 하였다. 대분류로는 수처리용 멤브레인, 중분류로 막 형태별, 분리 성능별, 나노 기반 분리막 기술별로 나누었다. 그리고 소분류로는 각각의 중분류에 맞게 막 형태별은 관형(tublartype), 평막형, 중공사형, 나권형, 모노리스형으로 분류하였고, 분리 성능 별로 나누면 정밀여과막, 한외여과막, 나노여과막, 역삼투막으로, 나노 기반 분리막 기술은 나노 복합 기술, 나노 기능성, 생체 모방형 나노 분리막으로 분류하였다.대분류중분류소분류수처리용멤브레인막 형태별A관형(Tubular type) A평막형(Flat sheet type) B중공사형(Hollow fiber type) C나권형(Spiral wound type) D모노리스형(Monolith type) E분리 성능별B정밀여과막(microfiltration membranes, MF) A한외여과막(ultrafiltration membranes, UF) B나노여과막(nanofiltration membranes, NF) C역삼투막(reverse osmosis membranes, RO) D나노 기반분리막 기술C나노복합 분리막 기술 A나노 기능성 분리막 기술 B생물 모방형 나노 분리막 기술 C2-2. 검색식가. 선행조합식1). 검색국가 : 한국, 미국, 일본, 유럽2). DB명 : WIPS3). 조사연도 : 2005년 1월 1일 ~ 2015년 12월 31일 공개특허 대상나. 검색식소분류검색식관형AA(멤브레인* or 멤브* or 맴브* or membrane* or 막*) and (관형* or 관상형* or tubular or 튜뷸러 or 튜블러 or 튜블라) and (수처리* or 하수* or 정수* or 해수* or 물* or 폐수* or (water adj treat*) or water*) AND (@PD>=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101=20050101

공학/기술| 2016.11.04| 24페이지| 5,000원| 조회(655)

CPU, 선행기술조사, 수처리필터, 캠퍼스특허전략

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