필터 기술 특허 트렌드 분석｜지속 가능성과 고도화 사이

1. 왜 지금 필터 기술 특허를 주목해야 하는가?

정수, 공기, 산업 설비 등 다양한 분야에서 필터는 핵심 부품으로 자리 잡고 있으며, 기술 혁신의 최전선에 있다. 특히 ESG(환경·사회·지배구조)가 산업의 주요 화두가 되면서, 에너지 효율, 재사용성, 생분해성 등의 요소를 갖춘 필터 기술에 대한 특허 경쟁이 치열해지고 있다. 이는 단순한 여과 기술을 넘어서, 지속 가능성을 반영한 '지능형 필터' 개발 경쟁으로도 연결된다. 과거에는 수분 제거, 입자 여과 같은 기초적인 기능 중심의 특허가 많았다면, 이제는 미세먼지 분해, 유해가스 중화, 나노 구조 응용, 그리고 AI 기반 센서 필터링 기술까지, 필터 자체가 복합 시스템으로 진화 중이다.

 

2. 가장 활발한 특허 분야는 어디인가?

최근 5년간의 특허 동향을 보면, 가장 많은 특허가 출원된 분야는 단연 공기 청정 필터와 정수 필터다. 특히 전 세계적으로 미세먼지와 바이러스에 대한 관심이 높아지며, HEPA, ULPA, 나노섬유 필터 관련 기술이 급증했다. 예를 들어, 국내외 기업들은 전기방사법을 활용한 나노섬유 필터 구조에 대한 특허를 다수 등록 중이며, 이 기술은 더 작고 가벼운 구조로 높은 여과율을 가능하게 한다. 정수 분야에서는 PFAS(영원한 화학물질) 제거 기술과 지능형 센서 내장형 필터가 새롭게 주목받고 있다. 
또한, 최근에는 항균 기능이 포함된 필터에 대한 특허도 증가하고 있다. 이 필터는 박테리아, 바이러스 등 미생물의 번식을 억제하거나 제거하는 기능을 갖추고 있어, 병원, 유치원, 식음료 산업 등 위생이 중요한 장소에서 특히 수요가 늘고 있다. 아울러 스마트 홈 트렌드에 따라, 필터의 상태를 자동 감지하고 교체 시점을 사용자에게 알리는 IoT 기반 모듈 특허도 활발하게 출원되고 있다. 이러한 기술은 단순한 여과를 넘어서, 능동적인 환경 대응 장치로 필터의 개념을 확장하고 있다.

 

3. 글로벌 시장에서는 미국과 일본, 한국, 독일 기업이 필터 기술 특허의 상당수를 보유하고 있다. 미국의 3M과 Honeywell은 공기

정화 및 방호용 필터 부문에서, 일본의 Toray와 Kuraray는 고분자 소재 기반의 정수 필터 기술에서 두각을 나타낸다. 국내에서는 LG화학과 코웨이, 웰스, SK매직 등이 정수기와 공기청정기 필터에 대해 적극적으로 특허 출원을 진행 중이다. 이들 기업은 단순히 필터의 여과 성능뿐 아니라, AI 센서 내장, 자가 진단 기능, 스마트폰 연동, 필터 교체 예측 알고리즘 등 필터와 IT 기술을 융합한 특허 전략을 취하고 있다. 실제로 LG전자는 "가전용 복합 필터 모듈 및 제어 시스템"이라는 제목의 특허를 통해 생활환경 분석까지 가능한 기술을 선보였다.

 

4. 글로벌 주요 기업들의 특허 전략

3M, 다이킨, 도레이 등 글로벌 필터 기업들은 기술력을 바탕으로 적극적인 특허 전략을 펼치고 있다. 특히 3M은 나노필터, 정전기 흡착 기술, 멀티레이어 복합 필터 구조 등에서 수백 건 이상의 특허를 보유하며, 경쟁사 진입을 막는 진입장벽을 구축하고 있다. 다이킨은 HVAC 시스템용 고효율 필터뿐 아니라 항균 소재와 냄새 제거 기술에 대한 특허도 활발히 확보하고 있으며, 특히 북미와 아시아 시장을 중심으로 특허권을 다변화하고 있다.
도레이는 고성능 분리막과 정수용 멤브레인 기술에서 특허 강자로, 소재 원천 기술을 통해 다른 기업의 모방을 원천 차단하고 있다. 최근에는 AI 기반 필터 수명 예측 알고리즘, 필터 자동 세척 기능과 관련된 기술도 특허 등록이 증가하는 추세다. 이처럼 글로벌 기업들은 신소재 기술 + 센서 융합 + 자동화 솔루션이라는 복합 전략을 통해, 단순한 제품이 아닌 ‘지능형 필터 시스템’이라는 새로운 영역을 열어가고 있다. 그들은 단지 특허를 확보하는 데 그치지 않고, 이를 통해 시장 지배력과 브랜드 신뢰성까지 동시에 확보하고 있다.

 

5. 국내 기업의 대응과 성장 가능성

국내 기업들도 최근 들어 필터 특허 확보에 속도를 내고 있다. 중소 필터 제조업체들은 정전기 방식, 항균 첨가제, 고분자 기반 소재 등에 대한 특허를 중심으로 기술 차별화를 시도하고 있으며, 일부 강소기업은 수처리 필터, 자동차 엔진용 오일 필터 등에서 세계 시장 진출에 성공하고 있다. 대기업 계열사는 정수기, 공기청정기와 연계된 스마트 기능 필터에서 전략적으로 출원량을 확대 중이다.
특히 삼성전자와 LG전자는 자사 가전제품과 연계 가능한 AI 기반 필터 상태 인식 및 경고 시스템 관련 기술을 집중적으로 특허화하고 있으며, 이 기술은 향후 스마트홈 시장에서 핵심 경쟁력이 될 것으로 보인다. 또한, 정부 차원에서 탄소중립 및 녹색기술 촉진을 위한 R&D 과제를 확대하면서, 친환경 소재 기반 필터 기술에 대한 특허 출원도 눈에 띄게 늘고 있다. 국내 기업들이 글로벌 시장에서 경쟁하려면 단순 제조를 넘어, 기술 설계 단계에서부터 특허 전략을 병행하는 구조로 전환해야 할 시점이다. 이제는 기술의 깊이보다 ‘지식재산의 깊이’가 승부를 가르는 시대다.

 

6. 미래 필터 특허는 어떤 방향으로 나아갈까?

앞으로의 필터 기술 특허는 세 가지 방향으로 발전할 가능성이 높다. 첫째, 친환경 소재의 사용 확대다. 옥수수 전분 기반 바이오필터, 생분해성 고분자, 식물성 활성탄 등의 적용이 더 늘어날 것이다. 둘째, 고기능 필터의 다층 구조화가 심화할 전망이다. 하나의 필터에 여러 기능이 결합한 멀티모듈 구조가 필터 교체 주기를 줄이고 정화 효율을 높일 수 있다. 마지막으로는 데이터 기반의 필터 관리 시스템이다. 센서가 실시간으로 오염도를 감지하고, 필터 성능 저하 시 사용자에게 교체를 알리는 등, IoT 기반의 서비스형 필터 기술이 새로운 시장을 창출할 것이다. 결국 필터는 단순한 소모품이 아닌 ‘스마트한 환경관리 장치’로 진화할 것이며, 그 과정에서 특허는 핵심 전략이 될 것이다.

 

🔍 참고자료

한국지식재산연구원, “정수 및 공기청정기 필터 특허 동향 보고서”, 2023

KIPRIS 특허 검색시스템 (kipris.or.kr)

PR Newswire, “Water & Air Filtration Patents: 2023 Innovation Trends”

Greyb.com, “Emerging Nanofiber Filter Technologies and Patent Landscape”

Statista, “Global Filtration Market and Technology Forecast to 2028”