이상지질혈증이란 혈중에 총콜레스테롤, 저밀도지단백(low density lipoprotein, LDL) 콜레스테롤, 중성지방이 증가된 상태거나, 고밀도지단백(High density lipoprotein, HDL) 콜레스테롤이 감소된 상태를 말한다. 이상지질혈증은 고지혈증, 고콜레스테롤혈증, 고중성지방혈증을 모두 포함하는 광의의 질환명이며, 이 중 고콜레스테롤 혈증은 혈중에 콜레스테롤이 증가된 상태로 총콜레스테롤과 저밀도지단백 콜레스테롤이 높게 나타나는 질환을 말한다.

일부 고콜레스테롤 혈증 환자들의 경우 약물 치료를 사용하기도 하는데, 가장 많이 사용되는 것은 스타틴 계열의 약들이다. 그러나 스타틴의 부작용은 소화불량, 두통, 피곤함, 관절통 등이 있으며, 근육병의 위험성이 있기 때문에 근육 증상이 있으면 혈액검사를 받아야 하며, 간기능 장애 유발 가능성 있어 간기능검사를 약물 처방전에, 복용 2-3개월 후, 그 후 1년 간격으로 검사해야 한다.

따라서 부작용이 없고 보다 안전한 소재들에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 최근에는 식이요법과 병행할 수 있는 기능성 식품 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 맞춰 고콜레스테롤 혈증을 개선하고자 하는 노력의 일환이 프로바이오틱스 균주를 사용한 연구 분야에서도 시도되고 있다.

일동제약의 본 발명은 내산성 및 내담즙성을 가지며 이상지질혈증의 예방 또는 치료 효과를 가지는 비피도박테리움 브레베 IDCC 4401 균주(기탁번호: KCTC13169BP) 또는 이의 사균체에 관한 것이다.

일동제약은 체내 도입 시 안정적이고 높은 수준으로 콜레스테롤 저하능을 나타내는 유산균 소재 제제를 연구하던 중, 콜레스테롤 결합능이 뛰어난 신균주 비피도박테리움 브레베 IDCC 4401 균주를 발굴하고, 상기 균이 내산성 및 내담즙성이 매우 뛰어날 뿐만아니라 이로부터 제작된 비피도박테리움 브레베 IDCC 4401 균주의 사균체(즉, ID-BBR4401)가 이상지질혈증 동물 모델에서 생균 이상의 높은 수준으로 콜레스테롤 저하 효능을 나타내는 것을 확인하였다.

[표 1] 8종의 프로바이오틱스의 콜레스테롤 저하 효과 비교

일동제약은 보유하고 있는 프로바이오틱스 20종을 대상으로 콜레스테롤 결합능을 1차적으로 확인하고,  중 콜레스테롤 결합능이 있는 것으로 확인된 8종의 프로바이오틱스에 한하여 2차 시험을 진행하였다. 실험결과 잔여 콜레스테롤이 가장 낮은 것은 비피도박테리움 브레베 IDCC 4401 생균 실험군이었다(표 1).

보관 시 생균은 온도에 따라 균체가 변질될 수 있기 때문에 보존성 면에 있어서 생균제제의 활성의 안정성 유지가 문제된다고 할 수 있다. 또한 체내에서 안정적으로 해당 활성을 달성하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 생균 제제들의 문제점을 극복하고자 사균체를 이용할 수 있다.

콜레스테롤 결합능이 우수한 최적의 비피도박테리움 브레베 IDCC4401 사균체(ID-BBR4401)를 제조하기 위해 가열(70 ~ 110℃) 조건에 대한 실험을 진행하였다.

[표 2] 가열조건 별 균수 및 일반 세균 검사 결과

실험 결과, 일반세균이 제거되면서도 B. breve IDCC4401가 높은 수준으로 균질한 성상을 유지하는 조건으로서 80 내지 90℃에서 가열 조건이 가장 적합한 것을 확인하였다(표 2). 상기 80 내지 90℃에서 가열로 제작되는 사균체를 ID-BBR4401로 칭한다.

비피도박테리움 브레베 IDCC 4401 생균 및 사균체(ID-BBR4401)의 우수한 콜레스테롤 저하 효과를 확인하기 위해, 기존에 콜레스테롤 저하 효과가 있다고 알려져 있는 동일 균종의 서로 다른 균주들과 콜레스테롤 결합능에 대한 비교 실험을 진행하였다.

[표 3] 동일 균종간 콜레스테롤 잔여율 측정 결과

사균의 경우 균체수가 최초 투입 시 수준을 유지하나 생균의 경우 배양기간 동안 생장을 하여 상대적으로 균체수가 사균에 비해 많아지기 때문에 수치적으로 콜레스테롤 잔여량이 약간 더 낮게 나타날 수 있는 것을 고려하였을 때, 동일한 균체 단위수 당 잔여 콜레스테롤이 가장 낮은 것은 본 발명의 비피도박테리움 브레베 IDCC 4401 사균체(ID-BBR4401)였으며 다른 균주들과 상당한 수준으로 유의적인 차이가 있음을 확인하였다.

더욱이 B. breve NCIMB8807 균주의 경우에는 사균화할 경우에 생균에 비하여 콜레스테롤 결합능이 상당히 저하된 것으로 나타났다. 이에 반해 본원 발명의 B. breve IDCC 4401 사균체(ID-BBR4401)는 이의 생균과 동일한 수준 또는 더욱 증가된 수준으로 더 좋은 콜레스테롤 결합능을 보여주었으며, 특히 본 발명의 ID-BBR4401는 다른 B. breve 균주들의 생균과 비교하여도 콜레스테롤 저하능이 매우 현저하게 우수한 것으로 나타났다(표 3).

따라서 비피도박테리움 브레베 IDCC 4401 생균 및 사균(ID-BBR4401) 제제가 가장 우수한 콜레스테롤 결합능을 보유함을 확인하였으며, 또한 안정성이 우수한 것으로 사료되었다.

[그림1]ID-BBR4401이 이상지질혈증(고지혈증) 동물 모델에서 혈중 내 지질에 미치는 영향

이상지질혈증(고지혈증) 동물 모델 시험에서 혈액 지질지표 측정결과, ID-BBR4401 1x107cells/rat/day(HCD+M) 및 1x108 cells/rat/day투여 군(HCD+H)은 vehicle 투여 군에 비해 혈중 TC와 LDL-C를 유의적으로 감소시킴으로써 고지혈증 및 고콜레스테롤혈증 개선에 우수한 효과를 보이는 것을 확인하였다(그림1).

[그림2] ID-BBR4401이 이상지질혈증(고지혈증) 동물 모델에서 간의 지질에 미치는 영향

또한 간 지질지표 측정결과, 간 hepatic-TC은 ID-BBR4401 투여 군 중 ID-BBR4401 1x107 cells/rat/day(HCD+M) 및 1x108 cells/rat/day투여 군(HCD+H)에서 유의적으로 감소함으로써 고콜레스테롤 혈증 개선 효과를 확인하였다. 뿐만 아니라, 본 발명의 ID-BBR4401 투여 군에서는 hepatic-TG(중성지방)의 양이 투여농도 의존적으로 감소되었으며, 특히 1x108 cells/rat/day투여 군에서 가장 좋은 hepatic-TG 감소 효과를 나타내었다(그림2).

ID-BBR4401 사균 제제는 이의 생균 이상의 수준으로 콜레스테롤을 흡착하는 능력이 있을 뿐만 아니라 담즙산과의 결합능력이 우수한 것이 그 특징으로서 이에 따라 체내 콜레스테롤(특히, LDL-콜레스테롤)의 감소능이 매우 현저하며, 뿐만아니라 체내(특히, 간) 중성지방을 감소시키는 효과가 현저하여 이상지질혈증의 예방 및 치료에 우수한 효능을 나타냄을 확인하였다.

 일동제약은 ‘비피도박테리움 브레베 IDCC4401(BBR4401) 열처리배양건조물’과 관련해 식품의약품안전처로부터 혈중 콜레스테롤 개선과 관련한 기능성을 인정받아 건강기능식품 개별인정형 원료 자격을 획득하였다. BBR4401의 콜레스테롤 개선 관련 개별인정형 건강기능식품 개발을 추진 중으로 2022년 1분기 중 프로바이오틱스 브랜드 ‘지큐랩 시리즈’ 제품로 출시 예정이다. BBR4401가 이상지질혈증 환자의 증상개선 또는 예방을 위한 유용한 선택지가 될 수 있을 것이라 기대된다.

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변리사 최자영

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참조

뉴시스, 일동제약, 혈중 콜레스테롤 개선 기능성 획득. 2021년 7월 30일

회사 “크리에이티브”는 사운드카드로 유명한 회사다. 2000년 무렵, “크리에이티브”는 우리나라에서 IT산업의 중심지였던 용산을 주름잡던 회사이다. 이 회사는 2000년대 초반에 사운드 카드가 사라질 것을 예측하였다. “크리에이티브”가 예측한대로 사운드카드는 컴퓨터의 메인보드 내부로 흡수되었다. 따라서 이 회사는 신규사업을 모색했어야만 했고, MP3 플레이어 내 새로운 유저인터페이스에 대해 관심을 두었다. “크리에이티브”의 관심은 “MP3 디바이스에 수 많은 곡을 저장할 경우, 수 많은 곡들 중 쉽게 접근할 수 있을까?”였다. . “크리에이티브”는 그림 1과 같이 심플한 바를 이용하는 메뉴구성을 제안하였다. 당시에 애플도 “아이팟”이라는 MP3 플레이어를 출시하였는데, 애플 측은 “크리에이티브”사가 심플한 바를 이용하는 기술에 특허를 출원/등록했을 것이라 생각하지 못한 것으로 판단된다. 애플의 “아이팟”에는 “크리에이티브”의 메뉴 디자인을 그대로 사용하였다. 이로 인해 2005년에 “크리에이티브”사는 애플에 소송을 제기하였고, 애플은 이 소송에 대해 합의하였다. “크리에이티브”의 소송으로 인해 애플은 약 5억불의 손실을 발생하였고, “아이폰” 개발과정에서 유저 인터페이스 개발에 몰두하였다. 애플은 인터페이스적인 문제점들을 분석 및 구체화하고, 이를 해결하기 위해 인터페이스 개발에 집중했다. 본 특허는 애플이 휴대용 장치 내 인터페이스 문제점을 분석/구체화하여 개선된 기술을 확보하고자 등록한 특허이다. 

그림 1. “크리에이티브”의 심플한 바를 이용하는 메뉴구성

그림 2는 휴대용 전자 장치에 대한 위치 조정 프로세스 (100)의 흐름도이다. 위치 조정 프로세스 (100)에서 복수의 아이콘이 터치-감응 디스플레이의 GUI에 디스플레이 된다 (단계 (110)). 단계 (112)에서 인터페이스 재구성 프로세스를 개시하는 제1 미리 정의된 사용자 동작이 검출된다. 미리 정의된 사용자 동작으로는 (1) 휴대용 장치 상에서 물리적 버튼을 선택하는 것, (2) 터치 스크린 디스플레이 표면 상에서 미리 정의된 제스처를 하는 것, (3) 소프트 버튼을 선택하는 것이 있다. 복수의 디스플레이 된 아이콘 중 하나 이상의 아이콘의 위치 (들)가 변화된다 (단계 (114)). 단계 (116)에서 개개의 아이콘은 제1 위치에서 터치-감응 디스플레이와의 접촉점이 검출된다. 다음으로 이 접촉점이 제2 위치로 이동하는 것이 단계 (118)에서 검출된다. 단계 (120)에서 개개의 아이콘이 제2 위치로 이동하는 것이 디스플레이 되고, 개개의 아이콘이 제2 위치에 디스플레이 된다. 인터페이스 재구성 프로세스를 종료시키는 제2의 미리 정의된 사용자 동작이 검출되는 경우(단계 (122)에서 '예'), 하나 이상의 아이콘의 위치(들)가 고정된다 (단계 (124)). 인터페이스 재구성 프로세스를 종료시키는 제2의 미리 정의된 사용자 동작이 검출되지 않는 경우 (단계 (122)에서 '아니오'), 프로세스가 계속되어 동일한 또는 다른 아이콘에 근접한 접촉점이 검출된다 (단계 (116)). 

그림 2. 휴대용 전자 장치에 대한 위치 조정 프로세스의 흐름도

그림 3은 사용자 인터페이스의 하나 이상의 영역에 사용자 인터페이스 요소들 (이후부터, 일반적으로 "아이콘"이라 고 함)을 위치 조정하는 것을 나타내는 휴대용 전자 장치의 블록도이다. 장치 (예를 들어, 휴대용 전자 장치 (500))의 사용자 인터페이스 (501)에서 사용자에 의해 하나 이상의 아이콘 (502)이 위치 조정된다. 사용자는 장치 (500) 상에서 인터페이스 재구성 모드를 개시한다. 인터페이스 재구성 모드에 있는 동안에 사용자 인터페이스 (501)에서 사용자에 의해 아이콘들 (502) 중 하나 이상의 아이콘이 위치 조정된다. 사용자는 아이콘들 (502) 중 하나의 아이콘을 터치하고, 이를 사용자 인터페이스 (501) 상의 원하는 새로운 위치로 드래그할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 아이콘들 (502) 중에서 선택된 아이콘 (508)을 트레이 (504) 내의 비어 있거나 채워져 있는 위치로 드래그 할 수 있으며, 이 경우에 자리잡고 있는 아이콘 (512)이 아이콘 (508)에 의해 대체될 수 있다.

그림 3. 사용자 인터페이스 요소들을 위치 조정

그림 4는 사용자 인터페이스의 아이콘들을 교환하는 프로세스 (600)의 흐름도이다. 프로세스(600)는 터치-감응 디스플레이의 제1 위치에 제1 아이콘을 디스플레이 하는 단계 (602)를 포함한다. 제2 아이콘이 터치-감응 디스플레이의 제2 위치에 디스플레이 되거나 제2 위치와 연관된다 (단계 (604)). 제1 및 제2 아이콘 위치가 사용자 인터페이스의 서로 다른 영역에 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 영역은 제1 아이콘 세트를 디스플레이 하는데 사용될 수 있고, 제2 영역은 제2 아이콘 세트를 제1 아이콘 세트와 시각적으로 구분하거나 다른 방식으로 눈에 띄게 디스플레이 하는 방식으로 사용될 수 있다. 단계 (606)에서 프로세스 (600)는 제1 아이콘의 선택을 지정하는 제1 터치 입력을 수신한다. 제1 터치 입력에 응답하여 제1 아이콘의 시각적 외관이 수정된다 (단계 (608)). 단계 (610)에서 프로세스 (600)는 제1 아이콘을 제2 아이콘의 근방 내로 이동시키는 것을 나타내는 제2 터치 입력을 수신한다. 이 이동시키는 것은 제1 아이콘을 디스플레이 상에서 드래그하는 것일 수 있다. 단계 (612)에서 제2 터치 입력에 응답하여 제2 아이콘의 시각적 외관이 수정된다. 제2 아이콘을 수정하는 것의 일부 예들은 (1) 스케일링하는 것, (2) 눈부심 효과를 적용하는 것, (3) 색상을 변경하는 것 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 

그림 4. 사용자 인터페이스의 아이콘들을 교환하는 프로세스의 블록도

2006년에 애플의 유저 인터페이스와 관련된 특허들은 좋은 특허들이 아니었다. 하지만 시장에서 사용자로부터 좋은 반응을 얻으면서 경쟁사들도 따라할 수 밖에 없는 표준이 되었다. 애플은 또한 유저 인터페이스에 대한 특허로 기술을 보호하면서 로열티로 수익을 창출했을 것으로 보인다. 애플 측은 한번의 경험으로 기술에 대한 특허의 중요성을 깨닫고, 특허를 최대한 확보함으로써 표준으로 선정되었다. 기술에 대해 특허를 통해 권리를 확보한다는 것은 기업에게 중요한 일임을 보여주는 사례라고 할 수 있다.

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변리사 김시우

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염증성 장 질환은 특발성 질환으로 소화기관에 만성 및 재발성 염증과 장 점막 조직에 손상이 유발되는 질환이다. 통상적으로 크론병(Crohn's disease, CD)과 궤양성 대장염(Ulcerative colitis, UC)을 염증성 장 질환으로 명명하며, 그 원인은 명확히 밝혀지지 않았지만 유전적 소견, 면역과 환경적 요인 및 일부 미생물(병원균)에 의해 발병한다고 제시되고 있다.

이러한 염증성 장 질환의 치료에는 염증을 억제하고 증상을 호전시키는데 초점을 맞춘 항염증제의 일종인 메살라민(Mesalazine 또는 5-aminosalicylic acid)이 1차 치료제로 주로 사용된다. 메살라민에 불응할 경우 항생제를 투여하며, 크론병 및 궤양성 대장염의 증상이 급성으로 악화될 경우에는 스테로이드 약제를 투여하기도 한다. 그러나 이러한 약제에 대해 효과가 없는 환자가 20-40%에 달하며, 소아나 유소년 환자에게는 약물 사용이 제한적이고 약물에 대한 부작용과 지속적인 효능에 대해서는 의견이 분분한 실정이다

 프로바이오틱스는 숙주의 장관을 포함한 다양한 곳에 상주하며, 건강 증진 및 유지의 기능을 한다고 알려져 있다. 그 중 면역조절의 측면은 최근 다양한 장관내 질환과 연관되어 그 중요성이 부각되고 있다.

종근당바이오(이하 종근당)은 본 발명은 수탁번호 KCTC 18735P의 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) LDTM7511 균주에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에서 염증성 장 질환의 예방 또는 치료 용도로 활용 가능한 미생물을 분리하기 위하여, 영유아의 분변에서 시료를 채취하고 균주를 분리 및 동정을 수행하였다. 그 결과 유산균(락토바실러스 람노서스 LDTM7511, 락토바실러스 파라카제이 LDTM7411 및 락토바실러스 사케이 LDTM7601)을 분리 동정하였다.

유산균(락토바실러스 람노서스 LDTM7511, 락토바실러스 파라카제이 LDTM7411 및 락토바실러스 사케이 LDTM7601)의 항염증 효과를 NO 생성 정량 분석을 통해 평가하였다. 대조군으로는 락토바실러스 람노서스 GG(LGG)를 사용하였다. 분석결과, 락토바실러스 람노서스 LDTM7511, 락토바실러스 파라카제이 LDTM7411 및 락토바실러스 사케이 LDTM7601 균주 모두 상업용 균주인 락토바실러스 람노서스 GG(LGG) 대비 높은 NO 생성 억제능을 보이는 것을 알 수 있었다(표 1).

[표 1] NO생성 억제능 비교

분리된 균주의 염증성 대장염 유발 원인균으로 알려진 4종에 대한 항균성 평가 결과, 락토바실러스 람노서스 LDTM7511 균주 및 락토바실러스 파라카제이 LDTM7411 균주의 MAP균에 대한 항균활성이 양성대조군인 LGG보다 약 11~22% 높은 억제능(감소율)을 보이는 것 확인하였다(표 2 및 표 3).

[표 2] 염증성 대장염 유발 원인균으로 알려진 4종 지시균 

[표 3] 염증성 대장염 유발 원인균으로 알려진 4종 항균력 평가결과

다양한 프로바이오틱스의 기능성을 포함하도록 하기 위하여, 3종의 유산균(락토바실러스 람노서스LDTM7511, 락토바실러스 파라카제이 LDTM7411 및 락토바실러스 사케이 LDTM7601)을 조합한 복합 균주 조성물을 추가로 확립하고, 각 유산균에 대한 후속 평가를 진행하였다.

후속 평가의 실험 그룹은 다음과 같다:

유산균의 투여 기간은 총 4주로, 염증 유도 물질로 사용되는 DSS(Dextran sulfate sodium) 처리 전 2주(유산균  착기간), DSS 처리 1주(염증유도기간) 및 회복기간(Recovery period) 1주로 진행하였다. 이때, 대조군으로는 락토바실러스 람노서스 GG(LGG) 및 복합유산균 제품인 VSL#3를 사용하였다(표 4).

[표 4] 후속 평가 실험 그룹

유산균의 점막 장벽 기능 보호 효과를 확인하고자, 마우스에서 조직학적 손상 정도 평가하였다. 그 결과 DDS 대조군(PC)에서는 배상세포가 내강 쪽으로 드러나면서 음성 대조군(NC)에서 관찰되는 장 음와(crypt) 및 융모(villus)의 뚜렷한 경계가 사라지는 것을 확인하였다. 반면, 본 발명의 유산균(LR, LPA, LS 및 MIX)은 이러한 형태의 구분이 좀 더 확실하였고, 장 상피세포 형태의 일부 손상이 보였으나 많은 배상세포가 관찰되었을 뿐 아니라, 염증 세포의 침윤이나 상피세포의 붕괴는 적게 관찰되었다(그림1).

[그림1] 유산균의 점막 장벽 기능 보호 효과

이러한 결과는, 상기 3종의 유산균(락토바실러스 람노서스 LDTM7511, 락토바실러스 파라카제이 LDTM7411 및 락토바실러스 사케이 LDTM7601)을 조합한 복합 균주 조성물의 투여가 DSS를 통해 유도된 장 점막의 손상과 손상된 상피세포의 회복 및 염증 완화를 유도할 수 있음을 시사한다.

회복기간 이후 마우스 장기를 적출하여, DSS에 의한 대표적인 병변으로 알려진 장 길이(맹장부터 대장까지) 및 비장의 무게를 측정하였다. 유산균(특히, LR 및 MIX)은 음성 대조군(NC)의 장 길이와 유의적으로 차이가 나타나지 않았다(그림2a). 비장의 무게 또한 본 발명의 유산균(LR, LPA, LS 및 MIX) 모두 음성 대조군과 유의적으로 차이가 나타나지 않았다(그림2b).

a

b

[그림2] 염증반응 억제 효과를 확인하기 위하여 병변(장 길이 및비장 무게)을 확인한 결과

이러한 결과로부터, 본 발명의 유산균이 DSS로 유도되는 장 염증의 증상을 완화시킴으로써, DSS 유도 장 염증의 대표적 증상인 짧은 장 길이의 회복을 유도하고 염증으로 인해 비대해진 비장의 크기를 감소시킴을 확인하였다.

종근당의 바실러스 람노서스 LDTM7511 균주는 프로바이오틱스로서 장내 스트레스 환경에 대한 내성을 보유하고 있으며, 항균 및 항염증 활성을 가지는 것을 실험적으로 확인하였는바, 염증성 장 질환의 예방, 개선 또는 치료 용도의 프로바이오틱스를 포함하는 건강기능성식품, 의약품 등의 개발에 유용할 것으로 판단된다.

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변리사 최자영

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그림 1 삼성디스플레이 'ECO OLED' 상표(출처:EUIPO) 

그림 2 삼성디스플레이 'ECO2 OLED' 상표(출처:EUIPO) 

그림 3 영국특허청(UKIPO) 상표 출원 원본 

그림 4 유럽특허청(EUIPO) ECO OLED 상표 출원 원본 

그림 5 유럽특허청(EUIPO) ECO2 OLED 상표 출원 원본

지난 3일, 삼성디스플레이가 유럽 특허청(EUIPO)에 'Eco OLED'와 'Eco² OLED' 상표를 출원했다. 같은 날, 영국 특허청(UKIPO)에도 동일한 상표를 출원했다.

두 상표 모두 OLED, 스마트폰용 디스플레이, 전기 발광 디스플레이 패널 등을 내용으로 하는 class9로 분류되었다.

상표 디자인을 살펴보면, ‘ECO’의 E의 한 획을 녹색 나뭇잎으로 표현했다. 이를 통해 친환경적인 느낌이 강화되었다. 상표에 포함된 ‘ECO’와 클래스에 비추어볼 때, 두 상표권이 친환경 패널과 관련이 있을 것으로 판단된다.

업계는 환경을 뜻하는 '에코'가 들어간 점을 고려할 때 두 상표권이 친환경 패널과 관련이 있을 것으로 보고 있다.

미국 안전 인증기관 UL(Underwriters Laboratories)에서 골드 등급은 최상등급의 친환경 인증 표시이다. 지난달, 삼성 디스플레이의 노트북용 OLED 패널 9종이 UL에서 '그린가드 골드'를 받았다. 2018년, 갤럭시 S8에 채용된 OLED 패널이 탄소발자국과 산성비, 부영양화, 물발자국 등 4개 인증을 받았었는데, 스마트폰에 더해 노트북 패널까지 친환경을 인정받은 것이다.

이처럼 삼성디스플레이는 환경 영향을 최소환 한 디스플레이 생산에 관심이 많다. 해당 상표권 출원을 통해 친환경 패널을 다양화하고 관련 생산이 더욱 활발해질 것으로 기대된다.

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캘리포니아주 콜링가에 있는 테슬라의 배터리 스왑 스테이션 (출처: Teslarati)

국내외로 전기차의 판매가 급증하고 있는 가운데 여전히 해결되지 않은 문제로 긴 배터리 충전 시간이 있다. 전기차 업체들은 여러 방면으로 충전 시간을 줄이기 위한 방안을 강구하고 있으며, 이번 글에서는 그 중 하나인 배터리 교환식 충전 기술에 대해 알아보고자 한다. “스왑 스테이션(Swap Station)”이라 불리는 이 기술은 2013년 테슬라가 처음 선보였으며 당시 테슬라 CEO인 엘론 머스크는 “90초 안에 배터리 교환이 가능하도록 하겠다”고 한 바가 있다. 하지만, 전기차 소유주들 사이에서 해당 기술에 대한 여론이 좋지 않다는 것을 인식해 테슬라에서는 관련 서비스를 중단한 상태이다. 과거 테슬라는 스테이션에 진입한 차량의 아래 지하부에서 배터리를 교체하는 시스템을 선보였지만, 이번 글에서 다룰 “배터리 교환 시스템 및 기술” 특허에서는 리프트로 차량을 들어 올려 배터리를 교체하는 방식으로 시간을 단축시키겠다고 말하고 있다.

스왑 스테이션에서 리프트 된 차량

실시예에 따르면, 스왑 스테이션에는 배터리 교체를 위한 2개의 리프트가 있다. 차체(12)를 위아래로 움직이는 인보드 리프트(14)와 배터리를 위아래로 움직이는 아웃보드 리프트(16)이다. 스테이션에 진입하고 가이드에 의해 제 위치에 자리잡은 차체(12)는 인보드 리프트(14)에 고정되어 들어올려 진다. 차체 하단부의 사용된 배터리(34)는 아웃보드 리프트(16)에 의해 탈착되고 완충된 배터리 역시 아웃보드 리프트(16)에 의해 새로이 부착된다. 이 특허에서는 배터리 탈부착이 로봇으로 진행되는지 작업자에 의해 진행되는지는 언급하지 않고 있다. 사용 전, 사용 후 배터리는 이송 레일을 통해 배터리 저장장소로 운반된다.

스왑 스테이션 배치도

위 그림을 통해 스왑 스테이션의 배치를 확인할 수 있다. 스테이션 내에 보관된 새 배터리 역시 가위형 리프트를 통해서 자동으로 이송 레일까지 운반될 수 있다. 이후 차체가 위치한 곳까지는 이송 레일을 통해 운반된다. 사용자는 스테이션 입구로 들어와 차량을 리프트가 있는 위치까지 운전하고, 배터리 교체가 완료되면 출구를 통해 나가면 된다. 배터리 탈부착 과정을 제외하곤(언급되어 있지 않음) 스테이션에서의 모든 작업은 자동화되어 있어 인력이 필요하지 않을 수 있다.

중국의 전기차 스타트업 니오(NIO)의 배터리 교체 시설 (출처: 니오)

테슬라가 처음 선보인 스왑 스테이션은 현재 운영되고 있지 않다. 자신이 구매한 전기차의 배터리를 다른 사용자에게 주어야 한다는 부정적인 인식 때문에 테슬라 고객들의 관심을 받지 못했기 때문이다. 하지만 이 특허에서 다루고 있는 배터리 교체 시스템은 최근 중국에서 주목을 받고 있다. 제2의 테슬라로 불리는 중국의 니오(NIO)에서 2018년부터 스왑 스테이션을 운영하고 있으며 교체량이 지속적으로 상승하고 있는 것을 통해 확인할 수 있다. 게다가 중국 정부의 신재생자동차 보급 계획에 충전 인프라 구축이 포함되어 있어 스테이션의 대규모의 설치가 예상된다.

테슬라는 미국에서만 이 특허를 출원, 등록하였고 중국을 포함한 다른 국가에서는 특허출원하지 않았기 때문에 속지주의에 따라 니오는 특허 침해 우려 없이 중국 내에서 해당 기술을 자유로이 실시할 수 있다. 현재 스테이션 설치에는 약 6억원의 비용이 소요되어 이용 확산에 따른 수익성 개선만 따라준다면 전기차 충전소처럼 스왑 스테이션이 보편화될 것으로 기대해도 좋을 것이다.

특허법인ECM

변리사 이은심

eslee@ecmpatent.com

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삼성디스플레이의 출원 상표들

삼성디스플레이가 지난 10일 한국 특허청(KIPO)에 ‘DragonGlass’, UTG+', 'UTG 2.0', 'S-UTG' 상표를 출원했다. 이에 삼성전자의 차기 ‘Z플립’에 기존 제품에 비해 강력한 UTG(Ultra Thin Glass)가 탑재될지 업계의 관심이 쏠리고 있다.

UTG(Ultra Thin Galss)는 얇은 초박형 유리로, 폴더블 스마트폰 디스플레이를 보호하는 커버글라스(유리덮개)로 쓰인다.

삼성디스플레이는 2013년부터 UTG 상용화를 위해 국내 소재 업체와 협력 연구해 2020년 2월 업계 최초로 폴더블용 커버글라스(유리덮개) 재료로 초박형 강화유리를 사용한 UTG 상용화에 성공했다. 상용화 된 UTG는 ‘갤럭시Z플립’, ‘Z폴드2’, ‘Z플립 5G’에 탑재되어 폴더블 스마트폰 화면의 내구성을 높였다.

삼성디스플레이는 자사의 UTG 기술력을 바탕으로 하여 성장성이 높을 것으로 기대되는 폴더블 디스플레이 시장을 선점해 나갈 계획이다. 이를 위해 삼성디스플레이는 최근 한국특허청(KIPO) 및 영국, 유럽 특허청에 UTG와 관련된 상표 4개를 출원했다.

2020년 2월 최초로 커버글라스(유리덮개) 재료로 초박형 강화유리를 사용한 UTG가 탑재된 삼성전자의 폴더블폰 ‘갤럭시 Z플립’의 경우, 최상단에 플라스틱 소재 필름을 사용하여 긁힘이나 찍힘 등의 손상에 취약한 단점이 있었다.

이번 출원을 두고 업계에서는 "삼성디스플레이가 차세대 Z플립 모델에 기존의 약점을 개량한 UTG를 탑재할 것"이라며 "그 이름이 이번에 상표 출원한 드래곤 글라스가 될 것"이라고 내다봤다.

삼성디스플레이가 ‘드래곤 글라스’라고 이름을 붙인 것은 현재 스마트폰용 커버글라스 1위 제품인 ‘고릴라 글라스’를 염두에 뒀기 때문으로 보인다. 업계 관계자들은 '드래곤'이라는 이름을 붙여 자사 UTG의 튼튼함을 강조할 것으로 예상했다.

현재 스마트폰용 커버글라스 시장은 미국 커닝사의 ‘고릴라 글라스’가 세계 1위다. 애플 아이폰을 비롯해 삼성전자 갤럭시 S21에도 '고릴라 글라스‘가 적용됐으며, 차기 갤럭시 Z플립의 외부 디스플레이에도 '고릴라 글라스 빅터스'가 채택될 전망이다.

다만 내부 디스플레이의 경우, 이번에 삼성디스플레이가 새롭게 상표 출원한 ‘Dragon Glass(드래곤 글라스)’가 기존 Z플립에 사용된 UTG보다 높은 품질로 차세대 갤럭시 Z플립에 탑재될 것이라는 게 당 업계의 시각이다.

이번 상표 출원을 시발점으로 삼성전자의 ‘Dragon Glass(드래곤 글라스)’가 UTG 업계의 최강자로 꼽히는 미국 코닝사의 ‘고릴라 글라스’를 꺾고 세계 최고의 자리에 오를 수 있을지 귀추가 주목된다.

특허법인ECM

변리사 김시우

swkim@ecmpatent.com

02-568-2670

플라스틱 소재는 다양하고 우수한 내구성 및 저렴한 가격으로 현대인의 풍요로운 일상생활과 산업발달에 크게 공헌하고 있다. 하지만 이러한 편리성을 강점으로 현대사회에서의 플라스틱 사용량이 기하급수적으로 늘어남에 따라 사용 후 발생하는 대량의 폐플라스틱은 심각한 환경 오염의 원인으로 대두되고 있다.

이에 생분해성 고분자 개발이 중요성이 증가하고 있다. 생분해성 플라스틱이란, 일반적으로 플라스틱 자체가 박테리아 조류 곰팡이와 같은 자연계에 존재하는 미생물에 의해 물과 이산화탄소 또는 물과 메탄가스로 완전히 분해되는 플라스틱을 말한다.

그러나 생분해성을 향상시키기 위해 생분해 수지를 포함하는 경우 열가소성 플라스틱과 상용성이 주로 문제가 된고 있다. 생분해 수지로 예를 들어서, 전분의 경우 하이드록시(-OH)에 치환기를 도입하여 물성을 변화시키거나 라디칼을 생성하여 비닐계 모노머와 공중합 하는 방법 등을 적용하여 상용성을 해결할 수 있다. 다만, 이 경우 상용성이나 생분해성을 만족하는 수준으로 제공하기 어려운 점에서 다소 한계가 있었다. 이에 최근에는 상용성을 높이면서 동시에 생분해성은 물론 기계적 물성까지 향상시키기 위하여 다양한 기술이 개발 중에 있다.

한화솔루션의 본 발명은 폴리에틸렌, 생분해성 수지 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트와 무수말레산 공중합체에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 3성분을 포함하는 생분해성 수지에 관한 것으로, 분산성을 개선시키고 상용성을 향상된 것으로 특징으로 한다.

구체적으로 본 발명에 따른 생분해성 수지 조성문을 폴리에틸렌 10 내지 70 중량%, 생분해성 수지 10 내지 60 중량% 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트와 무수말레산 공중합체에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 10 내지 50 중량%를 포함한다.

본 발명의 실시예에서 LLDPE(한화케미칼社 M2010EA) 65 중량%, PBAT(GIOSOLTEC社 SOLPOL-1000) 7.5 중량%와 MA-PBAT (한화케미칼社, PBAT에 MA를 첨가한 후, dicumyl peroxide 를 포함하여 압출기로 자체 제조) 7.5 중량% 및 TPS(대상社 바이오닐) 20 중량%를 혼합하여 하기의 표 1과 같이 실시예1의 혼합물을 제조하였다. 또한 이와 동일한 방법에서 표 1과 같이 조성물 달리하여 실시예2를 제고하였다. 또한, PBAT 15 중량%를 포함하고, MA-PBAT를 포함하지 않는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 비교예 1을 제조하고, PBAT와 폴리락트산(PLA) 블렌드 수지를 100%로 비교예2를 제조하였다.

[표 1] 실시예 및 비교예 수지의 조성

표 1에 따른 조성비를 갖는 실시예 1과 2 및 비교예 1에 따른 생분해성 수지에 대하여 상용성과 분산성을 확인하기 위하여, VMS(Video Meter System, 측정배율 x160)을 측정하였다.

[그림1] 분산성을 확인한 VMS(Video Meter System, 측정 배율 x160)

VMS 결과를 참조하면, 실시예1 또는 실시예2가 비교예1과 비교하여 분산성을 개선되어 상용성이 향상되었음을 확인할 수 있다(그림1).

[표 2] 물성평가 결과

표 2의 결과를 참고하면, 실시예의 경우, 비교예 1에 비하여 인장강도, 인열강도 및 낙하충격강도값이 우수함을 확인할 수 있고, 특히 인장강도는 현저하게 향상되었음을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 2에 비하여 연신율, 인열강도 및 낙하충격강도가 향상되었고, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)가 공중합된 무수말레산(MA-PBAT) 함량 증가에 따른 분산성 및 기계적 물성 향상을 확인할 수 있다.

즉, 폴리에틸렌, 생분해성 수지 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트와 무수말레산 공중합체 블렌드 수지의 3 성분을 포함한 수지 조성물을 제공하여 상용성을 향상시키고, 이를 포함하는 필름의 기계적 물성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 향상된 생분해성 효과를 제공한다..

폴리에틸렌은 비용이 저렴하고 기계적 물성과 가공성이 우수하지만 난분해성으로 인해 환경에 있어서 환경오염의 주원인이 문제가 된다. 한화솔루션은 폴리에틸렌의 우수한 기계적 물성과 가공성을 유지하면서 우수한 생분해성을 가지는 수지를 제공할 수 있다. 따라서 생분해성 폴리에틸렌 복합소재가 개발되어 상용화된다면 현재 1회용 봉투와 식품용기, 농업용 필름과 식품용기, 어구와 어망용도 등의 플라스틱 제품을 대체해 쓰레기 문제를 해소하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

특허법인 ECM

변리사 최자영

jychoi@ecmpatent.com

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참조

세계일보, 자연으로 돌아가는 ‘생분해성 플라스틱’ [우리가 몰랐던 과학 이야기] (135),2020년 4월 21일

CJ올리브영의 출원 상표 ‘알테니스킵’

헬스&뷰티 스토어 CJ올리브영이 지난 3일 한국 특허청(KIPO)에 상표를 출원하였다. 이에 최근 브레이브걸스 아재 팬덤에서 비롯된 헤프닝이 실제 제품 출시로 이어질지 관심이 쏠린다.

알테니스킵이란 말은 역주행에 성공한 걸그룹 브레이브걸스의 팬덤에서 생겨난 말이다.

지난 4월 브레이브걸스의 멤버 유정이 CJ올리브영 화장품 브랜드 ‘브링그린’의 광고 모델로 발탁되면서, 디시인사이드 브레이브걸스 갤러리에서는 화장품을 잘 모르는 30~40대 이른바 아재 팬들을 위해 화장품 종류를 설명하는 글을 올렸다.

디시인사이드에 올라온 설명글은 기초화장 순서로 스킨 - 로션 - 크림을 설명하면서, 로션은 대중적으로 잘 알려진 제품이므로 설명을 생략(Skip)한다는 의미로 ‘로션은 알테니 스킵’이라고 표현했다.

그런데 일부 브레이브걸스 팬들이 알테니스킵을 실제 제품명으로 착각해 올리브영 홈페이지에서 ‘알테니스킵’을 검색했고, ‘알테니스킵’은 한동안 급상승 검색어 1위에 올랐다. 이는 브레이브걸스 유정이 광고하는 브링그린(2위)보다도 높은 검색 순위였다.

브링그린 공식 인스타그램에 올라온 글

(@bringgreen_official)

 

네티즌들 사이에서 ‘알테니 스킵’이 이슈가 되자 브링그린 공식 인스타그램 스토리에는 “앞으로 우리 인사는 알테니스킵으로 할까요?”, ‘좋은 건 말 안해도 알테니 스킵♥’ 등의 문구가 올라오고, “강력한 경쟁사가 생겼지만 그래도 로션, 크림은 쁘링그린입니다!!!”라며 쁘링그린을 강조하기도 했다.

CJ올리브영 관계자는 톱데일리와의 인터뷰에서 "알테니스킵이 이슈화 되면서 관련 없는 다른 사람들이 상표를 등록하고 있어 권리 방어 차원에서 알테니스킵 상표권을 등록한 것"이라며 "최근 일어난 현상 자체를 긍정적으로 보고 있어 아직 제품 출시가 구체화되지 않았지만 상표 활용 가능성은 있다"고 말했다.

현재 CJ올리브영 공식 홈페이지에서 ‘알테니스킵’을 검색창에 입력하면 브링그린 제품이 검색된다.

특허법인ECM

변리사 김시우

swkim@ecmpatent.com

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쿠팡이 MRO(소모성 자재구매 대행) 시장에 눈독을 들이고 있는 가운데, 업계에서는 쿠팡의 본업인 e커머스 이외에 새로운 '캐시카우'가 필요한 쿠팡 입장에서 기존 물류 인프라를 활용하면 충분히 공략할만한 시장이라는 평가가 나온다.

22일 업계에 따르면 쿠팡은 지난 2일 특허청에 상표 ‘쿠팡비즈’를 출원하면서 지정상품에 MRO 관련 상품군을 명시하는 등 사업 영역을 구체화하며 MRO 사업에 뛰어들기 위한 준비 작업에 속도를 내고 있다.

MRO 사업은 문구류 등 소모성 자재를 구매해 기업에 공급해 주는 사업으로 대중에겐 잘 알려져 있지 않지만 시장 규모만 20~30조원에 달하는 큰 시장이다. 특히 사업 특성상 시장에 안정적으로 안착하기만 하면 고정적인 수익을 올릴 수 있기 때문에 기업들의 '캐시카우' 역할을 톡톡히 하고 있다.

최근 e커머스 시장에 매물로 나온 인터파크도 MRO 사업을 통해 안정적인 수익을 올리고 있다. 코로나19 장기화로 주력 사업인 여행·공연 분야가 큰 타격을 맞고 있지만 MRO 사업인 '아이마켓코리아'는 꾸준히 영업이익을 기록하고 있다. 소모성 자재는 기업 운영에 필수적인 품목이기 때문에 거래처가 망하지만 않는다면 꾸준한 매출을 올릴 수 있기 때문이다.

[표 1] 쿠팡의 상표 ‘쿠팡비즈’ 출원 목록

이렇게 MRO 사업이 기업의 '캐시카우' 역할을 담당할 수 있는 만큼 쿠팡도 MRO 사업을 통해 신규 매출을 창출하고 이익을 올림으로써 본업인 e커머스 분야에서의 적자폭을 일정 부분 줄일 수 있을 것으로 보인다. 쿠팡이 단기간에 폭발적인 성장을 이뤄내고 뉴욕 증시 상장에도 성공했지만, 그만큼 적자 폭도 커져 '캐시카우' 사업이 절실하기 때문이다.

다만, 업계에서는 이번에 쿠팡이 시도하려는 MRO 사업이 일반적인 MRO 방식과는 다른 방식으로 진행될 것으로 추측하고 있다. 기존 MRO 사업자들은 대기업 등 규모가 큰 기업과 직접적인 계약을 통해 MRO 사업을 진행해온 반면에, 쿠팡은 쇼핑몰 등을 통해 중소기업·소상공인을 대상으로 한 MRO 사업을 진행할 확률이 높다고 예상한다.

이는 쿠팡이 일반적인 MRO 사업에 뛰어들 경우 경쟁력을 확보하기 어렵다는 판단 때문인 것으로 보인다. MRO 사업은 기업마다 영역에 맞는 전문성을 지니고 있기 때문에 경쟁이 치열하지 않은 대신 진입장벽이 높다는 특징이 있다. 게다가 직계약을 통해 이뤄지는 MRO 사업은 A4 용지 등 소모성 자재를 전산화해서 거래하기 때문에 시스템 교체에도 큰 비용이 수반된다.

이러한 특징 탓에 쿠팡은 쿠팡이 가진 e커머스 역량을 활용해 직계약이 아닌 쇼핑몰 형태의 MRO 사업을 준비하고 있는 것으로 알려졌다. 본업의 역량을 최대한 활용하고 쿠팡이 가진 물류 경쟁력까지 합치면 MRO 사업에 새롭게 진출하더라도 강한 경쟁력을 지닐 수 있을 것으로 예상된다.

물론 아직 몰 형태의 MRO 시장 규모가 크지 않고 성장 속도가 느리다는 점은 쿠팡이 해결해야 할 요소라는 평가다. MRO 사업 내에서도 몰 형태의 MRO는 꾸준히 성장하고 있는 잠재성이 높은 영역이지만 소상공인 등을 대상으로 한다는 점에서 규모가 작을 수밖에 없기 때문이다.

MRO 업계 한 관계자는 "쿠팡이 진출하려고 예상되는 MRO 시장은 잠재성이 크고 꾸준히 매출도 나오고 있는 시장"이라면서도 "기존 MRO 시장보다 시장 규모가 작고 직접 거래가 아닌 몰 형태로 운영되는 사업이다 보니 성공을 점치기엔 아직 이른 상황"이라고 설명했다.

특허법인 ECM

변리사 최자영

jychoi@ecmpatent.com

02-568-2675

<출처>

[1] 쿠팡도 눈독 들이는 ‘MRO’ 사업… ‘캐시카우’로 떠오를까

https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2021072209130431885

폐비닐, 폐플라스틱 등 가연성 폐기물의 처리가 사회적 문제로 대두되고 있다. 가연성 폐기물의 처리방법으로는 재생하여 사용하거나 또는 소각 및 매립 등의 방법이 주로 사용되고 있으나, 재생 대상 물질의 한정, 소각방식의 경우 먼지, 염화수소(HCl), 유황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 다이옥신 등 대기 오염물질의 배출에 따른 2차 대기오염문제가 심각하고, 매립방식의 경우에도 가연성 폐기물의 특성인 난분해성에 따른 토양오염, 침출수 등으로 인한 오염문제가 심각한 실정이다.

이에 따라 가연성 폐기물을 소각하거나 매립하지 않고 재활용하는 방안으로서 가연성 폐기물을 열분해하여 유용한 오일을 얻을 수 있는 유화 방법이나 그 장치의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. '열분해'는 열의 작용에 의해 화합물이 두 가지 이상의 물질로 분해되는 반응. 폐플라스틱 열분해는 폐플라스틱에 열을 가해 고분자의 화합물을 저분자화 하여 가스나 액체를 얻는 기술을 말한다.

열분해를 통해 기상 유분을 생산할 수 있는 기존의 공정은 CSTR(continuous stirred tank reactor), 스크류(screw)형, 로터리킬른(rotary kiln) 등의 반응기를 사용하고 있으나, 이들 반응기를 사용하는 경우에는 연속적인 공정, 대규모 설비 증강, 가연성 물질들의 열분해시 발생하는 카본에 의해 코킹(coking) 문제점이 발생하며, 배출되는 잔사에 카본 함유량이 높아 에너지 효율이 낮다는 등의 다양한 문제점으로 인해 실제적으로 상용화가 어려운 문제점이 있었다.

리보테크는 본 발명은 폐합성수지 열분해 방법 및 폐합성수지 열분해 장치에 관한 것으로, 투입된 폐합성수지가 지그 재그 형태로 이송되도록 하여 하나의 연소실을 이용하여 열분해가 계속적으로 이루어지도록 하여 열분해율을 높인다.

구체적으로 폐합성수지를 간접 가열하여 오일과 가스 및 차(Char)로 분리되는 폐합성수지 열분해 방법에 있어서,

상기 폐합성수지 열분해는 이물질이 제거되어 선별된 폐합성수지가 투입부(10)의 상부로 투입되어지되, 상기 투입부(10)는 상부가 개방된 호퍼(110)로 구비되어지는 폐합성수지 투입단계(S100)와;

상기 폐합성수지 투입단계(S100) 중 상기 호퍼(110) 상부에 구비된 촉매 투입부(140)에 의하여 촉매가 투입되어지는 촉매 투입단계(S110)와;

상기 호퍼(110)의 상부로 투입된 폐합성수지가 상기 호퍼(110)의 중간부에 구비된 교반부(130)에 의하여 교반되어지는 폐합성수지 교반단계(S210)와;

상기 호퍼(110)의 교반부(130)에 의하여 교반되어진 폐합성수지가 상기 교반부(130) 하부에 구비된 압축부(120)에 의하여 산소가 제거되도록 압축된 후 열분해로(20)로 공급되어지는 폐합성수지 압축공급단계(S200)와;

상기 열분해로(20)로 공급된 압축 폐합성수지가 이송 스크류축(212)에 의하여 오각형 이송로 몸체(211)의 내부를 이송하는 과정에서 가스버너(220)의 간접 가열에 의하여 가열되어 열분해가 이루어지도록 하는 폐합성수지 열분해단계(S300); 및

상기 열분해로 발생된 유증기와 차(Char)가 배출되도록 하는 열 분해물질 배출단계(S400)를 포함하되, 상기 폐합성수지 교반단계(S210)의 교반부(130)와 상기 폐합성수지 압축공급단계(S200)의 압축부(120)는PID(Proportional Integral Derivative)제어로 구동됨을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해 방법이다.

[그림1] 폐합성수지 열분해 방법의 일실시예를 도시한 순서도

폐합성수지 열분해 장치는 선별된 폐합성수지를 압축시켜 산소가 제거되도록 한 상태에서 열분해 이송로로 용이하게 투입되도록 하여 무산소 열분해가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 가운데 접촉 면적 의 증가를 가져올 수 있도록 하고, 열분해 과정에서 입자상의 물질과 다이옥신이 발생되는 것을 방지하여 주변환경이 오염되는 것을 막을 수 있도록 한 것으로, 폐합성수지를 간접 가열하여 오일과 가스 및 차(Char)로 분리되도록 구비되어 있다.

이러한 상기 열분해 장치는 투입부(10), 열분해로(20), 유증기 배출부(30), 오일 분리 저장부(40), 가스 분리 저장부(50) 및 차(Char) 배출부(60)가 포함되도록 구비되며, 아울러 냉각수 저장부(70)가 더 포함되도록 구비되어 있다(그림2).

상기 투입부(10)는 선별된 폐합성수지가 호퍼(110)에 의하여 한곳으로 모여진 후 압축부(120)에 의하여 압축되도록 함으로써, 폐합성수지 사이로 제공되는 공극 사이에 들어 있는 공기 즉, 산소가 제거되어 열분해로(20)로 공급되도록 구비되어 있다.

상기 호퍼(110)는 상광 하협의 형태를 갖도록 구비되어 있으며, 호퍼(110)의 바닥에 열분해로(20)로 폐합성수지가 압축된 상태로 공급되도록 하는 상기 압축부(120)가 회전 가능하게 구비되어 있다.

호퍼(110)는 입구측에는 촉매 투입구(140)가 구비되어 촉매가 일정량 공급되도록 함으로써, 폐합성수지에 포함된 염소가 열분해되는 과정에서 산화칼슘(CaO)에 흡착되어 염화물이 생성되어 유분에 포함될 염소의 함량을 최소화시킬 수 있게 된다.

열분해로(20)는 내부에 열분해 이송로(210)가 구비되며, 상기 열분해 이송로(210)의 외부인 열분해로(20)의 내부에 가스버너(220)가 구비된 것으로, 상기 열분해 이송로(210)는 하부는 원통형태를 가지며, 상부는 오각형태를 갖는 이송로 몸체(211)가 지그 재그 형태를 갖도록 배열되어 열분해가 이루어지는 단면적이 극대화될 수 있게 구비되어 있고, 상기 각각의 이송로 몸체(211)에 이송 스크류축(212)이 회전 가능하게 구비되어 있다

이송로 몸체(211)의 일측단부와 하부로 위치된 다른 이송로 몸체(211)의 타측단부가 수직형태를 갖는 중공형 이송 연결구(213)로 연결되어 폐합성수지가 지그 재그 형태로 이송될 수 있게 구비되어 있고, 상기 각각의 이송로 몸체(211)에 유증기 배출홀(214)이 구비되어 열분해 과정에서 발생된 유증기가 유증기 배출홀(214)를 통해 외부로 배출될 수 있게 구비되어 있다.

상기 유증기 배출부(30)는 이송로 몸체(211)에 구비된 유증기 배출홀(214)에 이송덕트(310)의 일측이 결합되어지고, 상기 이송덕트(310)의 타측이 타르 이송스크류축(321)이 구비된 타르 이송 덕트(320)에 결합되도록 구비되어 배출되는 유증기 속에 포함된 타르가 외부로 배출되지 못하도록 하는 가운데 타르 이송스크류축(321)에 의하여 역방향으로 흘러 열분해 이송로(210)로 재유입되어 열분해될 수 있게 구비되어 있다.

상기 오일 분리 저장부(40)는 유증기 배출부(30)에서 배출되는 유증기로부터 오일이 분리 저장되도록 하는 것으로, 냉각수 공급부(70)로부터 공급되는 냉각수와 열교환을 통해 유증기속에 포함된 오일이 분리되어 하부에 구비된 오일 배출부(410)를 통해 오일 포집탱크(420)로 포집되게 구비되어 있다.

상기 가스 분리 저장부(50)는 유증기로부터 가스가 분리되도록 하는 것으로,유증기속에 오일이 제거된 가스가 냉각수 공급부(70)로부터 공급되는 냉각수와 열교환을 통해 가스속에 잔류된 오일이 분리되어 오일 드레인 저장부(510)에 저장되도록 구비되어지고, 잔류된 오일이 제거된 가스는 폴링탑(520)과 압축 모터(550)를 이용하여 가스 저장탱크(560)내로 이송 저장되도록 구비되어 있다.

상기 차(Char)배출부(60)는 열분해로(20)에 구비된 다수개의 열분해 이송로(210)중 최종단부에 구비된 것으로, 다단식 배출 스크류(610)로 구비되어지고, 상기 다단식 배출 스크류(610)의 최종단부에 차 저장탱크(620)가 구비되어 폐합성수지가 열분해되는 과정에서 발생된 부산물인 재인 탄소가 일정한 곳에 저장될 수 있게 구비되어 있다.

상기 냉각수 공급부(70)는 유증기와 열교환이 이루어지도록 하여 유증기속에 포함된 오일과 가스가 분리되도록한 것으로, 냉각수 저장탱크(710)에 냉각수 공급펌프(720)가 구비되어 있고, 상기 냉각수 공급 펌프(720)의 노출측에 냉각수 분기부(730)가 구비되어 오일 분리 저장부(40)와 가스 분리 저장부(50)의 냉각탑으로 냉각수가 공급 순환되도록 구비되어 있고, 상기 냉각수 저장탱크(710)에 냉각탑(740)이 연결되도록 구비되어 열교환을 통해 가열된 냉각수가 신속하게 냉각될 수 있게 구비되어 있다.

[그림2] 폐합성수지 열분해 장치를 도시한 구성도

폐플라스틱 연속식 열분해 전문기업인 리보테크의 본 기술은 폐합성수지를 처리하는 과정에서 입자상의 물질과 다이옥신이 발생되는 것을 방지하여 주변 환경이 오염되는 것을 막을 수 있도록 하는 가운데 부산물인 오일과 가스 및 차(Char)를 얻을 수 있도록 하여 자원을 효율적으로 재활용할 수 있다.

리보테크와 두산중공업이 폐플라스틱·폐비닐을 활용해 수소를 생산하는 기술 개발 양해각서(MOU)를 체결하였다. 리보테크는 폐플라스틱을 연속식으로 열분해해서 가스를 생산하고, 두산중공업은 열분해 가스를 수소로 개질하는 핵심설비와 공정을 개발할 예정이다.

[그림3]두산중공업 폐플라스틱 수소화 공정도. 출처 서울경제TV

리보테크의 폐플라스틱 열분해 기술이 폐기물 처리문제를 해소하고, 친환경 기술로 다양한 산업에서 자원 재할용에 활용되기 기대한다.

특허법인 ECM

변리사 최자영

jychoi@ecmpatent.com

02-568-2675

참조

서울경제TV, 두산중공업,폐플라스틱 연속식 열분해 전문기업 리보테크와 MOU 체결, 2021년 5월 6일