최근 초미세먼지가 우리의 건강을 위협하고 있는 가운데 가정용 공기청정기에 고성능필터인 HEPA필터 방식을 적용한 제품과 특허출원이 증가하고 있는 것으로 나타났다.

특허청(청장 김영민)에 따르면, 최근 10년(2003~12년) 동안 가정용 공기청정기 관련 특허출원은 총 370건으로 이중 전기집진방식이 222건, HEPA필터 방식이 148건으로 집계됐다. 연도별 출원동향을 보면 2009년 이후 전기집진방식의 출원은 점차 줄어드는 반면, HEPA필터 방식의 출원은 꾸준히 증가하고 있다.

기존에 선호되던 전기집진방식은 공기 속의 먼지에 양(+) 또는 음(-)의 전기극성을 부여한 다음 그와 반대 극성의 전극판을 통해 먼지를 흡착하는 방식이다. 먼지의 직경이 작을수록 제거효율이 떨어지고 가동과정에서 인체에 해로운 오존가스가 발생한다는 약점을 안고 있었다.

HEPA필터 방식은 큰 입자를 제거하는 ‘프리(PRE)필터’, 초미세먼지를 제거하는 ‘HEPA필터’, 냄새 제거를 위한 ‘탈취필터’를 기본으로 구성하는 것이다. HEPA필터는 ‘방사성 먼지를 제거’하기 위해 불규칙한 배열의 섬유조직을 이용하여 개발한 것으로, 0.3μm 이하의 입자를 99.7% 이상 제거할 수 있고 진드기, 바이러스, 곰팡이 등의 제거성능도 우수한 것으로 평가받고 있다.

이러한 높은 성능 때문에 세계 최대 가정용 공기청정기 시장인 미국에서 출시된 제품의 93%가 HEPA필터 방식을 채택하고 있다.

HEPA필터는 제조공정이 간단하고 저렴한 유리섬유 소재를 이용한 기술이 대표적이다. 그러나 유리섬유로 이루어진 필터가 균열이 발생하기 쉽고, 사용 후 처리가 곤란해 최근에는 이를 해결할 수 있는 세라믹스소재, 금속소재(Metal Fiber) 및 고분자(Polymer)소재를 이용한 제조 방식이 각광을 받고 있다.

특히 금속소재로 이루어진 HEPA필터는 기존 HEPA필터에 비해 내열성, 내압성 및 기계적 강도 등이 매우 우수할 뿐 아니라 필터의 재사용이 가능하다. 이에 미국, 일본을 중심으로 대부분의 선진국에서도 개발해 제품화를 시도하고 있는 것으로 알려졌다.

특허청 관계자는 “향후 중국발 미세먼지 문제의 해결에는 상당기간이 소요될 것으로 예상되면서 국내 가전업계에서는 동북아 시장을 겨냥한 공기청정기 개발이 유망하다”며 “특히, 중국 거대시장에 진출하려면, 모방제품에 의한 피해방지를 위해 고분자 소재 적용, 금속섬유 소재 적용, 세라믹스 소재 적용 HEPA 필터에 대한 특허확보는 필수”라고 밝혔다.