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환기설비에 일반적으로 사용되는 필터는 상대적으로 입자가 큰 오염물질을 포집하는 프리필터와 미세먼지·초미세먼지 등의 유해물질을 포집하는 미디엄필터로 구성된다. 미디엄필터의 포집 성능이 99.75% 이상인 필터를 헤파 필터라고 한다.
그런데 환경조건에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이 등과 같은 유해물질이 필터에 포집된 후 필터 표면에서 오히려 증식되고 다시 실내로 유입될 우려가 있다. 이에 최근 코로나19 이슈로 자외선 살균과 같은 다른 기능성 필터 적용이 활발해지고 있다. 하지만 기존 환기설비에 적용하기 위해 별도의 상세 변경·추가 설치작업 등이 필요하다.
건설연은 유해물질 증식 억제기능이 있는 유기소금을 고분자 합성수지 필터에 분자 수준 크기로 분산 용해시켜 항바이러스, 항균·항곰팡이 성능을 안정적으로 발현하는 제조기술을 개발했다.
현재 사용 중인 마스크나 부직포 같은 고분자 섬유소재는 멜트블로운 공정을 통해 만들어진다. 고분자 합성수지 알갱이를 고열로 녹인 후 액체 상태의 고분자 합성수지를 고압으로 분사해 마치 솜사탕을 만들 듯이 필터원단(섬유)을 제조하는 방식이다. 건설연은 멜트블로운 과정에 유기소금을 최적 비율로 첨가해 섬유와 유기소금이 일체화된 필터를 제작하는 기술을 개발했다.
가장 큰 장점은 필터 본연의 포집 성능을 유지하면서도 필터의 모든 표면에서 항바이러스·항곰팡이 성능을 균일하게 가질 수 있도록 했으며 이에 따른 생산 비용 상승을 최소화했다. 즉 기존 필터 생산의 5% 수준인 유기소금 생산에 소요되는 비용만 추가된 것이다.
오스팜 필터는 초미세먼지 등의 오염물질을 99.9% 이상 포집하는 필터 본연의 성능을 확인했고 항바이러스·항균·항곰팡이 성능도 99.9% 이상으로 나타났다. 또한 쥐를 대상으로 한 유해성·피부 독성 실험을 완료했으며 교정시설, 공공시설, 종합병원 등 7곳을 대상으로 환기·공조설비에 대한 실증연구도 수행했다.
이번 기술은 유기소금 제조기업인 ㈜루미나노에 이전됐다. 현재 환기설비·필터제조 전문기업인 ㈜힘펠 등을 통해 환기설비용 필터를 소비자에게 공급할 수 있도록 공급망을 구축 중이다.
김병석 건설연 원장은 "기존 필터를 간단하게 교체하는 것만으로 고농도 세균·바이러스·곰팡이로 오염되는 문제를 해결할 수 있어 친환경성, 경제성 측면에서도 우수한 기술"이라고 말했다.
