한독크린텍 반기보고서 (2020.06)
II. 사업의 내용

[주요 용어 설명]

용 어	설 명

정수기 필터	물리적, 화학적, 생물학적 과정을 거쳐 먹는물을 "먹는물 수질기준"에 적합하게 하는 기구를 의미하며, 정수기 필터는 일반적으로 ① 전처리 필터 → ② 프리 카본 필터 → ③ 멤브레인 필터 → ④ 포스트 카본 필터로 구성됨.

전처리 필터	세디멘트(Sediment) 필터라고도 하며, 물 속의 입자가 큰 먼지, 녹, 모래, 흙 등을 걸러 다른 필터에 유입 되는 것을 막아주는 기능을 수행함.

카본블록 필터
(Carbon-Block)	분말활성탄을 고분자 바인더와 혼합, 압축하여 단단한 블록 형태로 제작한 것으로, 물 속 염소, 입자상 물질, 중금속, 유기화합물 등을 걸러주는 정수기 필터임. 멤브레인 필터 전단계에 사용되거나(이를 '프리 카본 필터'라 함) 후단에 사용되며(이를 '포스트 카본 필터'라 함), 당사의 주력 제품임.

활성탄	야자껍질이나 목재 등을 태워 만든 숯을 수증기 또는 약품으로 처리, 건조시켜 제조한 것. 일반적인 숯과 비교해서 다공성(多孔性) 구조를 지니고 표면적이 커, 높은 흡착력을 가짐. 물 속 염소, 입자상 물질, 중금속, 유기화합물 등 물 속 이물질이나 담배연기, 매연, 배출가스 등 공기 중 이물질 흡착 성능이 탁월하여, 주로 흡착제 또는 탈색제로 사용됨. 입상(입자)활성탄과 고운 가루로 된 분말 활성탄으로 구분됨.

활성화	산화반응으로 활성탄의 표면을 침식시켜 활성탄의 미세세공을 발달시키는 공정.

바인더
(Binder)	결합제(접착제)를 의미하며, 당사는 고분자 PE(폴리에틸렌)을 바인더로 사용하여 분말 활성탄을 단단한 카본블록으로 제조하고 있음.

멤브레인
(Membrane)	특정성분을 선택적으로 통과시킴으로써 혼합물을 분리할 수 있는 액체 혹은 고체의 막이라는 뜻으로, 정수기 필터 용어로 사용됨.

역삼투압 필터	RO(Riverse Osmosis) 필터라고도 하며, 정수기 멤브레인 필터로 사용됨. 물이 삼투막을 통하여 농도가 진한 용액쪽으로 이동하는 삼투현상과는 반대로, 농도가 짙은 용액쪽에 높은 압력을 주어 농도가 짙은 용액이 물 쪽으로 이동하는 역삼투 현상을 이용한 필터임. 기공 크기가 0.0001㎛(마이크로미터) 가량인 필름형태의 삼투막을 이용함.

중공사막 필터
(Hollow Fiber Membrane)	UF(Ultra Filteration) 필터의 한 종류로서 정수기 멤브레인 필터로 사용됨. 인공신장 혈액 투석기용으로 사용되다가 가정용 정수기 필터로 사용되기 시작함. 기공 크기가 0.1㎛ 이하로 미세해 미량의 미네랄, 화학 오염물질 등을 제거할 수 있음.

정밀여과 필터	MF(Micro Filter) 필터라고도 하며, 역삼투압(RO), 중공사막(UF) 등 멤브레인 필터보다 기공이 큼. 최근 양전하 소재가 적용된 MF필터(양전하막 필터)는 중공사막 필터와 유사한 가격에 바이러스, 세균 제거에 장점을 가지며, 주로 정수기 멤브레인 필터로 사용됨.

양전하막 필터	EP(Electo-Positive) 필터라고도 하며, 정수기 멤브레인 필터로 사용됨. 정밀여과 필터에 양전하 부가 소재를 적용한 필터로서, 물 속 음전하를 띈 이물질 제거에 용이하며, 세균 및 바이러스 제거에 장점을 가짐.

이온교환수지	미세한 3차원 구조의 고분자에 이온교환기(functional group)를 결합시킨 것으로 용액에 녹아있는 이온성 불순물을 교환, 정제하는 기능을 가짐.

UV살균장치
(UltraViolet rays)	자외선을 이용한 살균 장치로 미생물 제거 기능을 가짐.

1. 사업의 개요

가. 회사의 현황 (1) 사업의 개황 (가) 정수기 필터 사업 정수기 필터는 정수기의 고유 기능인 물 속 오염물질의 여과, 흡착 등을 수행하는 정수기의 핵심 부품에 해당합니다. 정수기는 가정용 음용수 등 사람이 먹는 물을 생산하는 가전제품으로, 다수의 건강과 관련되어 기능 및 품질이 매우 중요합니다. 최근 극심한 환경오염, 건강에 대한 관심 증가, 렌탈 마케팅의 확대로 정수기 산업의 규모는 점차 증가하고 있으며, 정수기 필터 시장도 동반 성장하고 있습니다.정수기 필터는 일반적으로 세디멘트 필터, 멤브레인 필터, 카본블록 필터로 구성됩니다. 이 중 카본블록 필터는 원재료로 활성탄이 사용되며, 활성탄의 우수한 흡착성질에 의해 물 속 염소, 유기화합물, 냄새 등을 제거하고 물 맛을 개선하는 데 있어 핵심 기능을 수행하므로, 정수기 종류와 무관하게 모든 정수기에 필수적으로 부착되고 있습니다. 당사는 1989년 카본블록 필터 압축기술(Active carbon filter pressed plug)을 국내 최초로 도입, 31년간 카본블록 필터 제조 노하우를 축적하였습니다. 당사의 압축 카본블록 필터는 접착제 역할을 하는 바인더가 여과 및 흡착 기능을 수행하는 활성탄의 기공을 코팅하지 않아, 압출 기술을 활용하여 제작된 압출 카본블록 필터 대비 통수량 및 정수성능이 우수합니다. 경쟁사 대비 고효율, 고유량, 고기능성을 바탕으로 합리적인 가격과 직납방식의 납품체계를 확보하여, 현재 코웨이, LG전자, SK매직, 쿠쿠홈시스, 교원 등 주요 정수기 제조업체에 카본블록 필터를 납품하고 있습니다.당사는 정수기 카본블록 압축 제조기술 및 품질의 우수성을 인정받아 중국, 미국 등 다양한 글로벌 시장에도 진출하고 있으며, 동 기술을 활용하여 산업용 정수 필터, 공기청정기, 냉장고 및 자동차용 에어 필터 사업에도 진출할 계획입니다. 1) 정수기 정의 및 기능

정수기란 물리적, 화학적, 생물학적 과정을 거쳐 먹는물을 "먹는물 수질기준"에 적합하게 하는 기구를 의미하며 여과기능, 흡착기능, 이온교환기능 및 살균기능을 가지고 있습니다.

[정수기 기능]

구 분	내 용

여과기능	- 미세막을 통하여 물 속의 입자 등을 물리적으로 거르는 기능 (세디멘트 필터, 정밀여과 필터, 중공사막 필터, 역삼투압 필터 등)

흡착기능	- 물 속 잔류염소, 중금속, 냄새 인자, 휘발성 유기물질을 활성탄 등으로 흡착하여 제거하는 기능 (활성탄, 은활성탄)

이온교환기능	-물 속 이온을 이온교환수지가 가진 이온과 치환하는 방식으로 제거하는 기능 (양이온교환수지, 음이온교환수지 등)

살균기능	- 자외선 등을 이용하여 미생물 등을 제거하는 기능
(자외선램프, 오존발생기, 은활성탄, 요오드수지 등)

2) 정수기의 분류

정수기는 정수방식, 원수공급, 정수필터별로 다음과 같이 분류됩니다.

[정수기 분류]

정수방식별	원수공급별	정수필터별

필터여과식	저장형 정수기	역삼투압 방식주1), 주2)

직수형 정수기(수도직결형 정수기)	중공사막 방식, 주1)

양전하막 방식, 주2)

자연여과식	주전자형 정수기(폿트형 정수기)	이온교환수지 및 입상 카본필터

주1) 멤브레인 필터는 삼투막, 중공사막, 양전하막 중 1가지가 부착되나, 활성탄 카본블록 필터는 모든 정수기에 필수적으로 적용됩니다.
주2) 역삼투압 방식은 여과능력이 상당히 우수한 반면 정수 속도가 느려 주로 저장형 정수기에만 사용되었으나, 최근 직수형 정수기로 사용 가능한 삼투막이 개발되었습니다.

[정수기 분류에 대한 설명]

구분	세부	내용

정수방식별	필터여과식	원수에 압력을 가하여 필터를 통과시켜 정수하는 방식

자연여과식	원수가 중력에 의하여 필터를 통과하며 정수되는 방식

원수공급별	저장형 정수기	저수조가 장착된 정수기로, 필터를 통과한 정수된 물을 미리 냉수 및 온수 보관 탱크에 저장하고, 냉각 및 가열 장치 작동을 통해 일정 온도로 유지하여 사용하는 방식. 정수된 물을 미리 저수조에 보관하고 있어 많은 양의 물을 한꺼번에 사용할 수 있다는 장점이 있으나, 물 때, 세균번식을 막기 위한 저수조의 정기적인 관리가 필요함.

직수형 정수기(수도직결형 정수기)	저수조 없이, 연결된 수도로 물을 공급받아 필터를 통과한 정수된 물을 즉시 사용하는 방식. 저수조를 사용하지 않아 오염 위험이 낮고 냉/온수를 일정 온도로 유지할 필요가 없어 전기요금이 절감된다는 장점이 있으나, 미리 정수해 두는 방식이 아니므로 저장형 정수기 대비 상대적으로 유량이 부족하다는 단점이 존재함.

주전자형 정수기(폿트형 정수기)	필터가 장착된 주전자형 용기에 원수를 넣어, 필터에 의해 오염물질이 제거되는 방식.

정수필터별	역삼투압 방식	삼투막을 필터로 사용하는 방식. 삼투막은 물에 녹아있는 물질(용질)을 통과시키지 않고, 물만 통과시킴.

중공사막 방식	중공사막을 필터로 사용하는 방식. 중공사는 대나무같이 중간부분이 빈 필터로 머리카락 굵기의 만분의 일에 해당하는 0.01-0.04미크론 이하의 구멍이 뚫려 있어 세균을 걸러내면서 미네랄은 통과시키는 기능을 함.

양전하막 방식	양전하력이 부가된 정밀여과막을 필터로 사용하는 방식. 음전하를 띤 물 속 세균, 바이러스가 다른 극성을 지닌 양전하막에 붙어 제거되는 방식.

이온교환수지	미세한 3차원 구조의 고분자에 이온교환기(functional group)를 결합시킨 것으로 용액에 녹아있는 이온성 불순물을 교환, 정제하는 기능을 가짐.

활성탄 필터	충진형과 블록형으로 구분됨. 충진형(입상 카본필터)은 입 상활성탄 을 하우징 내에 가득채운 형태임. 알갱이 사이로 물/기체가 빠져나가 오염물질이 제거되며, 통수량이 크고, 활성탄의 소모량이 적다는 장점이 있으나 채널링 현상으로 블록형 대비 오염제거 효율이 낮다는 단점이 있음.블록형(카본블록 필터)은 분말활성탄을 바인더와 혼합하여 가열 후 압출 또는 압축 후 가열하는 방식등을 통해 원통형 등 블록으로 제조한 것으로, 채널링 현상이 없어 오염제거 효율이 높고 수명이 긴 편이나, 통수량이 상대적으로 적다는 단점이 있음.

3) 정수기 필터 개요 정수기 필터는 일반적으로 ① 세디멘트 필터 → ② 프리 카본 필터 → ③ 멤브레인 필터 → ④ 포스트 카본 필터로 구성되며, 멤브레인 필터는 일반적으로 삼투막, 중공사막, 양전하막 중 1가지가 적용됩니다. 정수기 모델별로 기능이 추가되거나 필터 복합화 등에 따라 필터 개수는 늘어나거나 줄어들 수 있습니다.

정수기 필터별 기능은 다음과 같습니다.

[정수기 필터별 기능]

구분	필터	핵심 제거 물질	비고

1단계	세디멘트
(전처리)	물 속의 녹, 먼지, 흙 등 입자가 큰 이물질	폴리프로필렌(PP) 수지를 이용, Melt-blown 방식으로 생산되는 부직포 형태의 필터

2단계	프리카본	물 속 유기화합물, 중금속, 염소 제거 및 냄새, 맛 제어가 목적이며, 프리카본 필터는 주로 중금속 제거 성능에 초점을 맞춰 제작함	야자껍질을 원료로 만든 분말활성탄에 접착제 역할을 하는 고분자 폴리에틸렌 바인더를 혼합, 압축, 가열하여 제작

3단계	멤브레인	중공사막, 양전하막, 역삼투압 필터 등을 주로 사용하며, 세균 및 바이러스 제거가 목적임	-

4단계	포스트카본	물 속 유기화합물, 중금속, 염소 제거 및 냄새, 맛 제어가 목적이며, 프리카본 필터는 주로 클로로포름 제거 성능에 초점을 맞춰 제작함	상기 프리카본과 동일한 방식으로 제조함

가) 세디멘트 필터 세디멘트 필터는 5㎛이하의 고밀도 PP(폴리프로필렌)으로 제작된 필터로, 5㎛이상의 찌꺼기와 오염 물질을 걸러줌으로써 본 필터의 뒤에 장착되어 물과 접촉되는 모든 부품 및 멤브레인 필터의 정상적인 활동을 보장하는 필터입니다. 기계적인 여과작용에 중심을 둔 필터이며, 물에 존재하는 먼지와 복합적인 입자를 제거하는데 탁월한 효과를 가지고 있습니다.

우리가 사용하는 수돗물 속에는 눈에 보이지는 않지만 모래, 철입자, 토양성분, 노후된 배관재를 타고 흘러 들어오는 슬러지, 배관내에서 성형된 오염물 등이 다량 포함되어 있습니다. 이런 종류의 입자들은 물 속에 포함되어 있는 전체의 오염물 중에서 비교적 규모가 큰 오염물군에 속하며, 가능한 성긴 세디멘트 필터로 먼저 걸러내야 뒤에 연결된 필터들이 그 보다 작은 입자와 미세한 성분들을 걸러내는 데 일조하게 됩니다.

나) 카본 필터

카본 필터는 활성탄의 흡착 성질을 이용한 필터입니다. 정수기 필터로 이용되는 활성탄은 주로 야자껍질을 원료로 사용하여 고온에서 소성시킨 후 약품처리 등 활성화 과정을 통해 형성된 분자 크기 정도의 미세 세공이 잘 발달된 무정형탄소의 집합체를 의미합니다. 활성탄은 넓은 내부표면적을 바탕으로 한 흡착특성으로 물속에 존재하는 다양한 오염물질 흡착제거가 가능하며, 특히 잔류염소 및 유기물흡착에 우수하여 모든 정수기에 필수적으로 적용되고 있습니다.

카본 필터는 크게 입상활성탄(GAC : Granular Activated Carbon)을 충진하여 제조한 입상 카본필터, 분말활성탄(PAC : Powder Activated Carbon)을 저분자 폴리에틸렌 바인더와 혼합, 압출(추출)하여 제조한 압출 카본필터, 분말활성탄(PAC)을 금형에 충진, 압축, 열처리하여 제조한 압축 카본필터로 나눌 수 있습니다. 당사 주요 제품은 압축 카본필터입니다.

카본 필터의 흡착 과정은 다음 3단계로 구성됩니다. 피흡착질은 활성탄(흡착제)에 흡착되는 성분을 의미하며, 피흡착질에 오염된 물을 혼합용매라 합니다.

[카본 필터 흡착 과정]

1단계 : 피흡착질 분자들이 흡착제(활성탄) 외부 표면으로 이동

2단계 : 피흡착질이 활성탄의 대세공, 중간세공을 통해 확산

3단계 : 확산된 피흡착질이 미세공 내부표면과의 결합 또는 미세공에 채워짐

활성탄의 결정구조를 살펴보면 평면이 평행하고 간격이 동일하여 흑연 결정과 구조상 유사하나 층간격이 불규칙적입니다. 즉, 활성탄은 층이 불규칙적으로 쌓여있는 불완전한 상태에 있는데 이러한 배열을 무정형구조라고 하며, 이렇게 기본 결정구조가 불규칙적으로 배열되는 것에 의하여 생긴 세공과 비결정 부분이 흡착에 관여한다고 알려져 있습니다.

활성탄은 제당공업의 탈색용으로 사용이 시작되어 현재 수처리 분야에서 활용되고 있습니다. 정수기 필터로 그 범위를 좁혀 활성탄의 흡착 효과를 언급하면 아래와 같으며, 카본 필터는 주로 냄새 제거, 물 맛 개선, 유기화합물의 제거, 수돗물의 잔류 염소 및 클로로포름 제거 기능을 가지고 있습니다.

- 탈색(가시파장의 흡광성 물질 제거)

- 가시파장 이외의 흡광성을 갖는 물질제거

- 냄새물질 제거 및 조정- 향미조정

- 물 속 유기용매 성분 및 유기물 제거

- 세제, 유기인제, 유기염소계 농약, 다핵방향족 탄화수소계 제거

- 기포성 물질 제거- 결정 석출 저해물질 제거

- 현탁 물질 및 콜로이드 물질 제거- 제품의 변질을 촉진하는 물질 제거

- 무기오염물질의 제거

- 잔류염소, 페놀류, 트리할로메탄(THM)의 제거

다) 멤브레인(Membrane) 필터

멤브레인 필터란 막(Membrane)을 여과재로 하여 물을 통과시켜 수중에 존재하는 오염물질이나 불순물을 여과하는 기술을 의미하며, 기공의 크기 및 기능에 따라 정밀여과(MF), 한외여과(UF), 나노여과(NF), 역삼투막(RO) 필터로 분류됩니다. 정밀여과(MF) 필터는 양전하력을 부가하여 만든 양전하막의 형태로 정수기에 적용되며, 나노여과(NF) 필터는 역삼투막(RO) 필터와 비교할 때 기공의 크기만 다를뿐 여과원리가 동일하므로 역삼투막(RO)으로 분류될 수 있습니다. 멤브레인 필터의 종류별 제거 물질은 아래 그림과 같이 요약됩니다.

[멤브레인 필터 종류별 제거 물질]

기공 크기	제거 물질주1)	필터 형태	정수기적용	여과원리	제거 물질

> 0.1 μm	> 5,000 kDa	정밀여과(MF)	양전하막(EP)	체거름,
정전기력	박테리아, 입자, 콜로이드 등 물 속 부유물 (양전하막의 경우, 세균, 바이러스 등 제거 능력이 뛰어남)

100-2 nm	5-5,000 kDa	한외여과(UF)	중공사막(UF)	체거름	단백질, 효소, 박테리아, 바이러스, 세균, 콜로이드, 고분자 유기물

2-1 nm	0.1-5 kDa	나노여과(NF)	삼투막(RO)	삼투현상	2가 이온, 세균, 콜로이드, 고분자 유기물

1 nm	100 Da	역삼투막(RO)	1가 이온, 저분자 유기물

주1) 분획분자량(MWCO, Molecular Weight of cur-off) : 분리해 낼 수 있는 분자량의 크기로, 분획분자량이 작을수록 더 작은 물질도 거를 수 있습니다. 단위는 Da 또는 kDa(천Da)로 표기합니다. 예를 들어, 분자량이 100인 유기물이 멤브레인에서 90% 이상 제거될 경우 분획분자량은 100이라 합니다.

4) 카본블록 필터

가) 카본 필터의 종류 카본 필터는 크게 입상활성탄(GAC : Granular Activated Carbon)을 충진하여 제조한 입상 카본필터, 분말활성탄(PAC : Powder Activated Carbon)을 저분자 폴리에틸렌 바인더와 혼합, 압출(추출)하여 제조한 압출 카본블록 필터, 분말활성탄(PAC)을 금형에 충진, 압축, 열처리하여 제조한 압축 카본블록 필터로 나눌 수 있습니다. 당사 주요 제품은 압축 카본블록 필터입니다.

[카본 필터의 종류]

형태	필터명	제조방식	제조방식 설명	제품 특성

충진형	입상카본필터	충진	입상활성탄을 하우징에 충진.	통수량이 크고, 활성탄의 소모량이 적으나, 채널링 현상 으로 블록형 대비 오염제거 효율이 낮음 . 주 1)

블록형	압출카본블록 필터	압출	분말활성탄을 저분자 폴리에틸렌 바인더와 혼합, 가열한 후 사출(압출)하여 제조.	채널링 현상이 없어 오염제거 효율이 높고 수명이 긴 편이나, 통수량이 상대적으로 적음.

압축카본블록 필터	압축	분말활성탄을 고분자 폴리에틸렌 바인더 혼합하여 금형에 충진, 압축, 열처리하여 제조하며, 당사 주요 제품임.	채널링 현상 이 없어 오염제거 효율이 높고 수명이 길며, 바인더가 활성탄 기공을 코팅하지 않아 압출 카본블록 필터 대비 통수량 및 정수성능이 우수함.

주1) 채널링 현상 : 필터 내 물길이 생겨 동일한 길로 물이 계속 이동하는 현상

나) 압축 카본블록 필터 당사의 주요 제품은 정수기에 적용되는 압축 카본블록 필터입니다. 당사는 1989년 카본블록 필터 압축기술(Active carbon filter pressed plug)을 국내 최초로 도입, 31년간 카본블록 필터 제조 노하우를 축적하였습니다. 압축 카본블록 필터는 압출 카본블록 필터와 달리 바인더가 활성탄 표면을 코팅하지 않아 정수성능, 통수량이 우수하여 대부분의 정수기 제조회사가 채택하고 있는 카본 필터로, 고품질인 반면 가격이 높습니다.

[압축 카본블록 필터와 압출 카본블록 필터의 비교]

구분	압축 카본블록 필터	압출 카본블록 필터

주원료	분말활성탄,초고분자 폴리에틸렌 바인더	분말활성탄,저분자 폴리에틸렌 바인더

주요 공정	원료 충진 → 압축 → 열처리 → 분리 → 절단	원료 열처리 → 압출 → 절단

장점	고품질(정수성능 및 통수량 우수)	가격경쟁력

단점	고가격	제한적 정수성능

주요업체	3M(미국), Multipure(미국), 한독크린텍	KX Technologies(미국), 중국 다수 업체

활성탄 구조	표면에 코팅이나 막힘이 없어 정수 성능과 통수량이 우수합니다. 압축 카본블록.jpg 폴리에틸렌 바인더가 활성탄 표면을 코팅하여 정수 성능과 통수량이 다소 떨어집니다. 압출 카본블록.jpg