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[기획] 특허로 바라본 산업용가스의 요지경 세상헬륨음료수, 수소신발창, 탄산커피, 산소자판기 등 아이디어 天國
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승인 2005.02.25  
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특허는 사전적 의미로 ‘어떤 사람의 공업적 발명품에 대해 그사람 또는 그사람의 승계자에게 독점할 권리를 법적으로 부여하는 행정행위’를 말한다.

산업용가스 업계에 있어서도 특허는 결코 남의 이야기가 아니며 자신이 개발한 기술이나 아이디어에 대한 권리를 보장받기 위해 수많은 업체들이 특허청의 문을 넘나들고 있다.

실제로 에어프로덕트(한국산업가스), 프렉스에어(프렉스에어코리아), BOC(비오씨가스코리아), 에어리퀴드(대성산업가스, 에어리퀴드코리아) 등 국내에 진출해 있는 모든 다국적 산업용가스 제조메이커들은 물론 린데, 메싸, 일본산소, 칸토덴카, 소디프신소재 등 수많은 국내외 산업용가스 관련업체들이 이미 자사의 산업용가스 제조.정제.분석시스템이나 유관기술, 관련제품들에 대한 특허를 확보 또는 출원해 놓고 있는 상황이다.

이외에도 산업용가스 관련업체나 종사자는 아니지만 산업용가스를 활용한 각종 아이디어 상품을 개발, 특허 및 실용신안을 획득한 사례는 일일이 헤아릴 수 없을 만큼 많이 있다.

물론 이중에는 실소(失笑)를 금할 수 없을 만큼 황당무계한 기술이나 상품화 가능성이 전혀 없어 보이는 아이템들이 대부분을 차지하지만 흰우유의 혁명을 불러온 남양유업의 '맛있는우유 GT'처럼 머지않은 미래에 히트상품, 첨단제품이라는 이름으로 우리 눈앞에 모습을 드러낼 아이디어 제품들도 다수 존재한다.

이에 2005년 1월 현재 특허청에 등록 또는 출원된 특허와 실용신안 중에서 조금은 황당하고 조금은 실현가능성도 있는 산업용가스 활용 기술이나 제품들을 살펴보고 산업용가스의 또다른 단면을 살펴볼 수 있는 기회를 갖고자 한다.


□ 산소.질소발생 냉장고

㈜대우일렉트로닉스는 지난 2003년 4월 산소(O2)와 질소(N2)를 자체적으로 발생하는 신개념 냉장고에 대해 특허를 출원했다.

이 냉장고는 초박막멤브레인 또는 중공사막(中空絲膜) 방식의 산소 및 질소발생기를 내장하고 있는데 이를통해 생성시킨 산소를 외부로 방출하여 쾌적한 실내공기를 만들어주는 제품이다.

마치 냉장고와 산소발생기를 통합한 웰빙형 냉장고인 셈이다.

산소와 달리 질소발생기에 의해 만들어진 질소는 냉장고 내부에서 사용된다.

이는 기존 냉장고에 장착되어 있는 신선도 유지장치가 과일, 야채 등의 산화를 장시간 막을 수 없어 신선도 유지능력이 떨어진다는 점을 개선하기 위한 것으로 고농도 질소를 공급, 산화를 억제함으로서 저장능력을 배가할 수 있다는 설명이다.

특히 대우측은 이같은 시스템이 냉장고 뿐만 아니라 김치냉장고, 반찬냉장고, 쇼케이스 등에도 적용될 수 있을 것으로 보고 있다.

물론 산소발생기가 별도의 시장을 형성하고 있고 산소에어컨 등 가전제품과 산소발생기를 일체화한 제품들도 일부 출시된 상태지만 냉장고의 경우 필수 백색가전이고 별도로 전원을 켤 필요없이 24시간 365일 가동되고 있다는 점에서 탁월한 이점을 지니고 있어 실용화 가능성이 매우 높은 아이템으로 판단된다.

결국 산소냉장고는 건강에 대한 일반인들의 인식수준이 얼마나 빠르게 성숙하는가에 따라 출시시기가 조절될 것으로 예상된다.


□ 산소자동판매기

‘산소마케팅’이란 용어는 더 이상 우리에게 낯설지 않은 단어가 됐다.

각종 사고와 공해에 시달리는 대중들이 산소의 중요성을 인식하기 시작하면서 산소캔, 산소발생기, 산소호흡기, 음용 액체산소, 산소음료, 산소카페, 산소아파트 등 산소 관련 제품들의 출시가 봇물을 이루고 있으며 돈을 주고 산소를 사서 마시는데 대한 거부감도 이미 사라진지 오래이다.

이와 관련 수험생들을 타켓으로 한 휴대형산소호흡기 '오투포유(O24U)'를 생산.판매중인 ㈜버추얼메디는 이미 지난 2001년 2월 산소시장의 높은 성장가능성을 예견하고 어디서나 간편하게 산소를 구입해 마실 수 있는 ‘산소자동판매기’에 대해 특허를 출원, 같은 해 5월 특허권을 획득했다.

이 아이디어는 집중력강화, 스트레스해소, 숙취해소 등에서 상당한 효능이 입증된 산소를 일반인들이 손쉽게 구입할 수 있는 기회를 제공하기 위한 것으로 백화점, 호텔, 공원, 기차역, 쇼핑몰 등 유통인구가 많은 장소에 산소자판기를 설치한다는 설명이다.

산소는 자판기 내부의 산소통에서 공급되며 구매자는 별도의 스위치를 통해 산소농도, 공급유량 등을 조절할 수 있다.

버추얼메디는 활용성을 높이기 위해 동전이나 지폐는 물론 카드를 활용해서도 산소의 구입이 가능하도록 제품을 디자인 했다.

지금과 같은 산소시장의 성장속도를 감안하면 점심시간이나 쉬는 시간에 커피자판기기 아닌 산소자판기 앞에 모여 잡담을 즐기는 직장인들을 보게 될 날도 머지않아 가능할 것으로 생각된다.


□ 산소캡슐

위에 언급된 산소자판기와 같은 맥락에서 고순도의 산소를 보다 간편하게 흡입 또는 섭취할 수 있는 방안의 하나로 지난 2002년 10월 정다운, 라은경씨에 의해 ‘산소캡슐’이 특허 등록됐다.

이는 산소캔, 산소발생기 등의 경우 휴대가 불편하고 산소음료 등은 낮은 산소농도에 비해 제조비용이 지나치게 높아진다는 등의 단점을 보완하기 위한 것으로 고농도의 산소를 캡슐내부에 직접 충전하는 방식으로 제조된다.

이때 사용되는 캡슐은 인체내에서 용해되는 일반 약제용 캡슐을 사용하게 되며 캡슐의 크기를 통해 산소의 충전량을 제어할 수 있다.

이렇게 제조된 산소캡슐은 기존 산소제품들과 비교해 휴대의 편의성을 극대화할 수 있음은 물론 장소나 시간의 제약없이 언제 어디서나 필요할 때마다 고순도 산소를 공급받을 수 있다는 장점이 있다.


□ 탄산 커피음료

탄산 커피음료는 이름에서 알 수 있듯이 커피 특유의 맛과 향을 지닌 탄산음료를 말한다.

국내 커피시장을 주도하고 있는 동서식품㈜가 지난 86년 특허 출원하여 3년뒤인 89년 5월경 공식 특허 등록을 마쳤다.

제조방법은 커피추출액, 커피분리향, 착색료, 당류 등을 주원료로한 원액에 탄산(CO2)을 주입하는 방식이며 커피원액을 제조한 후 탄산수를 혼합하는 포스트믹스(post mix)법과 물에 기체탄산을 주입한 후 커피추출액을 투입하는 프리믹스(premix)법 등 2가지 제조법이 있다.

탄산은 커피용액 부피의 2~2.5배가량 주입된다.

이러한 탄산커피는 커피의 톡특한 향과 탄산음료의 청량감을 동시에 느낄 수 있다는 장점이 있지만 특허가 등록된 지 15년이 지난 지금에도 탄산커피가 출시되지 않고 있는 것을 보면 커피와 탄산음료의 궁합이 예상만큼 뛰어나지 않다는 것을 알 수 있다.

특히 최근 들어 건강에 해롭다는 이유로 탄산음료의 판매량이 급감하고 있고 커피에 대한 소비자들의 인식도 좋지만은 않다는 점에서 앞으로도 커피탄산음료의 실용화 전망은 그리 밝은 편은 아니라는 것이 관련업계 관계자들의 지배적인 시각이다.


□ 헬륨 음료수

지난 99년 특허 출원되어 현재까지 심사가 진행되고 있는 '헬륨음료수'는 사람이 헬륨을 흡입하고 말을 하면 목소리가 마치 만화주인공과 같이 이상하게 변한다는 사실에 착안한 아이디어 상품이다.

즉 일반 음료수에 인체에 무해한 헬륨(He)가스를 주입.용해시켜 헬륨이 함유된 음료수를 만들면 이를 마신 사람의 목소리가 변하기 때문에 파티나 모임, 생일 등의 행사에서 활용할 경우 주위사람들과 보다 유쾌한 시간을 보낼 수 있다는 것이 출원인의 설명이다.

출원인은 또 음료수에 첨가하는 헬륨가스의 량은 성인 또는 어린이 등 이용대상이나 효과의 강약에 따라 조절할 수 있다고 덧붙였다.

음료수에 헬륨가스를 용해시키는 방법이나 헬륨가스 주입량 등 상세한 설명이 없어 특허등록 여부는 좀더 지켜봐야 하겠지만 만약 이같은 제품이 출시된다면 어린이들 사이에서 한동안 인기제품으로 떠오를 가능성은 충분하다.

그러나 과연 출원인이 현재 국내 유통중인 헬륨이 전량 해외에서 수입되고 있으며 매우 고가의 특수가스라는 점을 알고 있는지, 그리고 이러한 헬륨을 주입할 경우 일반인들이 쉽게 사서 마실 수 없을 만큼 제품가격이 고가로 책정되어야 한다는 사실을 인지하고 있는지 등을 감안하면 특허등록 여부를 떠나 실용화 가능성은 비교적 낮은 것으로 평가된다.


□ 캔디형 탄산 비타민

가스명수, 판토에이 등을 생산하는 삼성제약공업㈜은 지난 2003년 5월 어린이들을 위한 탄산함유 캔디형 비타민 제제에 대해 특허를 출원했다.

이 제품은 종합비타민이 성장기 어린이들에게 꼭 필요한 약제임에도 불구하고 맛이 없다는 이유로 어린이들이 섭취를 기피하고 있다는데 착안, 아이들이 좋아하는 탄산을 첨가하여 캔디형태로 제조한 어린이용 종합비타민이다.

약제에 탄산성분을 함유함으로서 입맛을 자극, 어린이들도 약이 아닌 간식용 캔디개념으로 거부감 없이 종합비타민을 섭취할 수 있으며 탄산가스의 확산을 통해 약제의 유효성분이 보다 신속하게 용출.흡수되어 섭취효과도 탁월하다는 설명이다.

이러한 탄산캔디는 먼저 약효성분과 백당, 물엿 등을 물에 용해시켜 농축한 원료에 향료, 색소, 탄산수소나트륨을 첨가한 후 고압탄산가스를 주입하여 고속 혼합함으로서 만들어진다.

주입되는 탄산가스의 압력은 40~50㎏/㎠ 수준이며 비타민C 250그램, 콜라겐 200그램을 원료로 투입할 때 탄산수소나트륨 20그램, 탄산가스 34그램 정도가 사용된다.

어린이 간식시장을 공략하기 위해 아이들이 좋아하는 탄산성분을 함유한 캔디, 드롭프스 등 다양한 군것질 거리들이 개발 또는 상품화되고 있다는 점에서 탄산비타민제의 출시가능성도 현재로선 매우 높게 평가된다.


□ 산소공급 낚시대

전문가들은 낚시와 수중산소함유량이 매우 밀접한 연관관계를 갖고 있다고 말한다.

물 속에 산소가 부족하면 고기들은 숨쉬는데 급급해 먹이에 관심을 가질 여유가 없기 때문으로 바람이 불어서 물이 출렁일 때 오히려 낚시가 잘되는 것도 같은 이유이다.

이러한 낚시와 산소의 상관관계에 주목해 자체적인 산소공급장치를 갖춘 신개념 낚시대가 산소발생기 제조업체인 ㈜바이오텔에 의해 지난해 9월 실용신안 등록됐다.

이는 별도의 소형 산소발생기에서 생성된 산소를 튜브를 통해 내부가 비어 있는 낚시대의 몸체(손잡이부분) 속으로 공급하는 방식이다.

공급된 산소는 낚시대의 끝단에서 다시 튜브로 배출되며 튜브의 끝이 미끼 근처의 물속에 잠겨 수중에 산소를 퍼뜨리게 된다.

기존 낚시대들이 모두 내부가 비어있고 낚시대를 완전히 펼치는 것만으로도 충분한 밀폐효과를 얻을 수 있기 때문에 판매를 목적으로 하지 않는다면 소형산소발생기와 적절한 굵기의 고무튜브만 있으면 누구나 만들 수 있을 정도로 간단한 원리이다.

특히 이 제품은 낚시의 집어(集魚)효과 극대화는 물론 과다한 미끼공급에 의한 수질오염을 막는 일석이조의 효과를 누릴 수 있다.

단지 산소낚시대는 강, 저수지, 실내낚시터 등에서는 효과를 발휘할 수 있지만 바다, 댐, 배낚시 등 수심이 깊거나 물결이 센 곳에서는 별다른 효용성을 누릴 수 없다는 것이 단점으로 지적된다.


□ 공중에 떠있는 헬륨 고무공

지난 2003년 8월 밀폐된 고무공 속에 헬륨을 넣어 일정한 높이에 떠있을 수 있는 ‘헬륨고무공’이 특허청에 의해 실용신안 등록됐다.

이 헬륨고무공은 고가의 가스인 헬륨의 누출을 가능한 오랫동안 막기 위해 내부를 이중으로 은박코팅 처리했으며 헬륨누출로 부양효과가 떨어져도 재충전하여 사용가능하도록 고안됐다.

헬륨의 충전량은 1㎥의 헬륨이 약 1.12㎏의 중량을 들어올릴 수 있음을 기준으로 하여 공의 재질과 중량, 원하는 부양높이 등에 따라 조절하면 된다는 설명이다.

출원인은 공이 공중에 떠있다는 점을 활용, 공을 잡고 특정지역으로 달려가 터치하는 운동 등 다양한 놀이에 이 제품을 활용할 수 있다고 설명했다.

그는 또 헬륨이 폭발이나 발화의 위험이 없기 때문에 사무용품이나 장난감 등 다양한 분야에서 이 원리를 응용할 수 있을 것이라고 덧붙였다.

그러나 이 아이디어의 문제점은 공기중 헬륨의 부피를 감안하지 않았다는 사실이다.

야구공 크기의 고무공 무게를 약 200그램으로 가정할 때 이를 헬륨으로 띄우기 위해선 헬륨의 부피가 최소한 풍선 10여개를 모아놓은 것 정도가 되어야 하기 때문이다.

즉 공의 크기가 운동경기에 활용할 수 있을 정도로 작으려면 공의 중량을 획기적으로 줄일 수 있는 초경량 특수소재가 필요하고 일반재질의 공을 사용하고자 한다면 공의 크기가 너무 커져 버리는 딜레마에 빠지는 것이다.


□ 수소폭발 리프팅 장치

지난 2001년 이상하씨는 가연성.폭발성가스인 수소(H2)를 폭발시켜 발생시킨 에너지로 물건을 들어올리는 다소 황당한 개념의 ‘수소폭발 리프팅 장치’를 고안, 특허를 출원했다.

이 장비의 원리는 물건을 올려놓을 수 있는 판 아래에 일정한 공간을 마련, 가연성 수소(H2)와 조연성 산소(O2)를 주입해 자연폭발을 일으킴으로서 리프팅 판을 수직상승 시키는 시스템이다.

그러나 리프팅 장비의 효용성이나 성능, 수소 자체의 위험성 등은 차치(且置)하고라도 수소폭발에 대비한 어떠한 안전장치나 폭발압력을 견딜 수 있는 고압용기, 연소가스 배기방법 등에 대한 구상이 전혀 없다는 점에서 특허등록 거부가 확실시되는 아이템이다.

관련업계에서는 이미 고압탄산(CO2)이나 질소(N2)와 같은 불활성가스를 활용한 훌륭한 리프팅 장비가 다수 개발된 상태이기 때문에 설사 특허가 인정된다 해도 제품화 가능성은 0%라고 단언하는데 주저하지 않는다.


□ 발냄새 제거용 수소 신발

지난 84년 2월 이춘기씨에 의해 특허출원된 '발냄새 제거용 수소 신발'은 산업용가스와 관련한 수천종 이상의 특허와 실용신안 중 가장 독특하고 당혹스런 제품으로 꼽힌다.

이 제품은 고무재질의 신발 밑창 속에 수소(H2)가스를 충전한 깔창형태의 튜브식 신발창을 삽입하는 것을 특징으로 하는데 이를 통해 발바닥의 충격을 흡수하고 곰팡이균의 증식을 억제시켜 발냄새 제거, 위생성 향상, 내구성 증진 등을 이룰 수 있다는 주장이다.

자세한 이론적 설명이 없어 튜브속에 충전된 수소가 어떻게 곰팡이균 증식을 억제할 수 있는지는 이해할 수 없지만 수소를 충전할 튜브식 신발창에 스폰지를 채워 넣어 탄력성을 배가시켰으며 뒤꿈치 부분에는 500~700가우스의 자력을 지닌 자석을 장착함으로서 건강을 위한 꼼꼼한 배려도 잊지 않았다.

충격흡수라는 측면에서 보면 수년전 미국 나이키社가 히트 시킨 에어펌프 농구화나 현재 판매되고 있는 공기튜브 장착 운동화의 원조격으로 당시 출원자가 조금만 생각의 폭을 넓혔다면 국내에서 세계최초의 충격흡수 운동화가 선을 보였을지도 모를 일이다.

그러나 80년대초에 산업용가스인 수소의 물성에 대해 정확한 이해가 부족할 수밖에 없었을 것임을 감안한다 해도 과연 얼마나 많은 사람들이 발냄새 제거를 위해 폭발 또는 발화의 위험이 높은 수소를 신발바닥에 충전한 채 길을 걷기를 원할 것인가를 생각하면 실소를 금할 수 없다.

당연히 이 수소신발은 특허출원된 지 4년뒤인 88년 4월경 특허출원 거절 판결을 받았다.


□ 火氣에 반응하는 의료용 산소용기

지난 2001년 11월 실용신안 등록을 마친 '화기(火氣)에 반응하는 의료용 산소용기'는 산업용가스를 직접 활용하는 제품은 아니지만 산업용가스 사용자의 안전성을 강화하는 아이템이라는 점에서 눈에 띄는 아이디어 상품이다.

이 제품의 기본원리는 일반 고압용기 외면에 융점이 낮은 합성수지 도료를 도포(코팅)함으로서 용기가 화기나 열에 노출될 경우 도료가 훼손되어 위험성을 육안으로 식별케 한다는데 있다.

외부 코팅재는 폴리우레탄을 포함해 특정온도이상에서 연화(煙火)되는 낮은 융점의 유색(有色) 합성수지라면 어느 것이나 사용할 수 있다.

이러한 저융점 도료가 코팅된 용기는 특정 원인에 의해 용기내부의 압력과 온도가 상승할 경우 위험상태를 즉각 확인할 수 있어 폭발 등의 대형사고가 발생하기 이전에 안전조치를 취할 수 있다는 것이다.

출원인은 굳이 의료용 산소용기로 사용처를 국한시켰지만 조금만 아이디어를 구체화하고 발전시킨다면 산소는 물론 수소, 실란, LPG 등 가연성가스용기나 암모니아 등 독성가스용기에도 충분한 활용성이 있을 것으로 판단된다.
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