D조 - 편집 역사

2019-1mse03: /* 이론적 계산 및 시뮬레이션 */

2019-06-18T07:02:44Z

‎이론적 계산 및 시뮬레이션

2019-1mse03: /* 개발 과제의 배경 */

2019-06-18T07:01:16Z

‎개발 과제의 배경

2019-1mse03: /* 개발 과제의 배경 */

2019-06-18T07:00:56Z

‎개발 과제의 배경

2019-1mse03: /* 개발 과제의 배경 */

2019-06-18T07:00:26Z

‎개발 과제의 배경

2019-1mse03: /* 개발 과제의 배경 */

2019-06-18T07:00:15Z

‎개발 과제의 배경

2019-1mse03: /* 개발 과제의 배경 */

2019-06-18T06:59:58Z

‎개발 과제의 배경

2019-1mse03: /* 개발 과제의 배경 */

2019-06-18T06:59:50Z

‎개발 과제의 배경

2019-1mse03: /* 관련 기술의 현황 및 분석(State of art) */

2019-06-18T06:59:14Z

‎관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

2019-1mse03: /* ==이론적 계산 및 시뮬레이션 */

2019-06-18T06:59:08Z

‎==이론적 계산 및 시뮬레이션

2019-1mse03: /* 관련 기술의 현황 및 분석(State of art) */

2019-06-18T06:58:46Z

‎관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

@@ 204번째 줄: / 204번째 줄: @@
 제품의 틀의 소재 외에도, 안면과 장치의 밀착부의 소재를 선택해야 했다. 이때 중요하게 고려한 요소는 마찰력이 높아야 하며, 피부에 접촉해야 하기 때문에 인체에 무독해야 한다고 판단했다. 따라서 무독성이며 내후성이 강하여 물성 변화가 잘 일어나지 않는 경도 5의 실리콘을 선택했다. 실리콘을 선택한 이유는 원하는 형태로 가공하기 쉽고, 밀착력이 좋은 특성을 가지며 인체에 무독하기 때문이다.
 *가격 : 경쟁 제품의 가격은 다음과 같다.
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 제품을 제작하는 데에 들어가는 네오프렌 원단의 면적이 23.5cm*12cm인데, 1350mm*900mm의 원단이 11,000원이므로 제품을 제작하는 데에 들어가는 원단의 가격은 약 255원이다. 또한 재봉으로 부품들을 결합하는 것을 감안하면 완제품의 가격은 1만원 이하로 추정하므로, 가격적인 경쟁력을 갖췄다고 말할 수 있다.
 * 밸브를 적용했을 때와 적용하지 않았을 때 마스크 내부에서 공기의 흐름은 다음과 같다.
-* 장치를 착용하지 않았을 때
+*밸브를 적용했을 때와 적용하지 않았을 때 마스크 내부에서 공기의 흐름은 다음과 같다.
 [[파일:이론3.JPG]]
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 일반 마스크를 착용할 때 코, 턱, 볼 부분에 누설이 발생한다. 즉, 해당 영역은 흡기저항이 낮은 영역이며 호기 시 공기의 이동 경로가 그림과 같음을 알 수 있다.
-* 장치를 착용했을 때
+-장치를 착용했을 때
 [[파일:이론4.JPG]]
 고정기 착용 시 누설 부분이 사라지고, 밸브에 의해 흡기저항이 낮은 영역이 존재한다. 따라서 호기 시 공기가 노란 화살표와 같은 경로로 이동함을 알 수 있다.
 * 한국인의 얼굴 형태에 맞는 장치를 제작하기 위해서 국가기술표준원의 한국인 인체치수조사 보고서를 통해 한국인의 안면 사이즈를 조사했다. 사이즈를 조사한 부위는 얼굴수직길이, 입너비, 코높이, 얼굴너비, 코너비이며, 사이즈 조사 부위를 정한 기준은 ‘한국인 조종사를 위한 산소마스크의 치수체계 개선’ 연구 결과를 참조하였다. 여기에 더해 실제 판매율이 높은 마스크 브랜드 7개(크리넥스, 유한킴벌리, 더조은 닥터로드, 동국제약, 인가드, 웰킵스, 메디쉴등)의 제품 사이즈 평균을 조사하여 최종적으로 사용할 치수 결정에 반영하였다. 이와 더불어 개념설계보고서에서 진행한 설문조사를 통해 얻은 누설 부위(코, 광대, 볼, 턱)의 답변을 토대로, 해당 부위의 밀착도를 높이기 위해서 사이즈를 수정했다. 이 과정에서 코 부분 밀착부 제작에 있어서 기존 코너비 가로 치수와 유명 아이웨어 브랜드(젠틀몬스터, Rayban)등의 아시안핏 코 브릿지 평균 세로 치수를 사용하여 사이즈 조정에 참고하였다.
 * 코 부분 밀착부의 경우, 밀착도 향상을 위해서 실리콘 이중막을 채택하였다. 이 경우 두께는 이중막 실리콘과 노즈와이어가 추가됨을 고려하여 프로토타입을 제작해본 결과, 2.5mm 정도의 두께를 가져야함을 판단 후 제작에 반영하였다.
 * 볼, 턱 부분의 경우 장치가 밀리는 현상을 막기 위해서 실리콘 몰드에 패턴을 추가하였다. 프로토타입을 제작해본 결과 얇게 만들 경우, 패턴 때문에 균열 및 파손이 발생함을 알 수 있었다. 이러한 점을 고려하여 여러 두께의 밀착부를 제작해서 적용했고, 두께 5mm 이하에서는 틈을 채우지 못해서 누설을 제대로 막지 못했고, 그 이상에서는 밸브보다 더 큰 틈을 유발했다. 따라서 5mm의 두께를 가진 실리콘을 볼과 턱의 밀착부로 사용하기로 결정했다.

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	::-지속적으로 교체해야 하는 필터를 사용 (조사 시 필터의 가격은 4매 2만원)		::-지속적으로 교체해야 하는 필터를 사용 (조사 시 필터의 가격은 4매 2만원)
		+

	:이런 조건들을 만족하지 않으면서 기존의 마스크의 누설로 인한 단점을 보완할 수 있는 마스크 개발 성공 시 대중들이 간편하고 저렴하게 완전 밀착 마스크를 사용할 수 있을 것으로 기대된다.		:이런 조건들을 만족하지 않으면서 기존의 마스크의 누설로 인한 단점을 보완할 수 있는 마스크 개발 성공 시 대중들이 간편하고 저렴하게 완전 밀착 마스크를 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

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--방독면 수준의 디자인으로 일상생활 속 착용이 쉽지 않음
+::-방독면 수준의 디자인으로 일상생활 속 착용이 쉽지 않음
--장기적으로 사용이 불가능함에도 불구하고 가격이 5만원 이상
+::-장기적으로 사용이 불가능함에도 불구하고 가격이 5만원 이상
--지속적으로 교체해야 하는 필터를 사용 (조사 시 필터의 가격은 4매 2만원)
+::-지속적으로 교체해야 하는 필터를 사용 (조사 시 필터의 가격은 4매 2만원)
 :이런 조건들을 만족하지 않으면서 기존의 마스크의 누설로 인한 단점을 보완할 수 있는 마스크 개발 성공 시 대중들이 간편하고 저렴하게 완전 밀착 마스크를 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

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 -방독면 수준의 디자인으로 일상생활 속 착용이 쉽지 않음
 -장기적으로 사용이 불가능함에도 불구하고 가격이 5만원 이상
 -지속적으로 교체해야 하는 필터를 사용 (조사 시 필터의 가격은 4매 2만원)

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-*방독면 수준의 디자인으로 일상생활 속 착용이 쉽지 않음
+-방독면 수준의 디자인으로 일상생활 속 착용이 쉽지 않음
-*장기적으로 사용이 불가능함에도 불구하고 가격이 5만원 이상
+-장기적으로 사용이 불가능함에도 불구하고 가격이 5만원 이상
-*지속적으로 교체해야 하는 필터를 사용 (조사 시 필터의 가격은 4매 2만원)
+-지속적으로 교체해야 하는 필터를 사용 (조사 시 필터의 가격은 4매 2만원)
 :이런 조건들을 만족하지 않으면서 기존의 마스크의 누설로 인한 단점을 보완할 수 있는 마스크 개발 성공 시 대중들이 간편하고 저렴하게 완전 밀착 마스크를 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

@@ 36번째 줄: / 36번째 줄: @@
 :최근 서울의 초미세먼지 농도가 관측 이래 최악 수준으로 치솟고 있다. 또한 미세먼지 농도와 대기오염으로 인한 사망자 수가 OECD 회원국 중 최악 수준인 것으로 나타났다. 미국의 비영리 민간 환경보건단체 ‘보건영향연구소’ 자료에 따르면, 인구가중치를 반영한 한국의 연평균 미세먼지(PM2.5) 농도는 1990년 26이었다. 당시 OECD 평균치(17)보다 훨씬 높았고 회원국 가운데 7번째로 나쁜 수준이었다. 이후 2015년까지 25년 동안 OECD 평균치는 15로 낮아진 반면 한국은 오히려 29로 높아졌다. 터키를 제외하면 OECD 회원국 중에서 가장 나쁜 수준으로 악화된 것이다.
--미세먼지의 위험성
+*미세먼지의 위험성
 :미세먼지는 눈과 코, 피부 등에 직접 자극을 일으킬 뿐 아니라 몸에 침투해 폐암 및 기관지, 심혈관, 뇌 질환 등을 일으키며 조기 사망의 원인이 된다.

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 ====개발 과제의 배경====
--한국의 미세먼지 농도 현황
+*한국의 미세먼지 농도 현황
 :최근 서울의 초미세먼지 농도가 관측 이래 최악 수준으로 치솟고 있다. 또한 미세먼지 농도와 대기오염으로 인한 사망자 수가 OECD 회원국 중 최악 수준인 것으로 나타났다. 미국의 비영리 민간 환경보건단체 ‘보건영향연구소’ 자료에 따르면, 인구가중치를 반영한 한국의 연평균 미세먼지(PM2.5) 농도는 1990년 26이었다. 당시 OECD 평균치(17)보다 훨씬 높았고 회원국 가운데 7번째로 나쁜 수준이었다. 이후 2015년까지 25년 동안 OECD 평균치는 15로 낮아진 반면 한국은 오히려 29로 높아졌다. 터키를 제외하면 OECD 회원국 중에서 가장 나쁜 수준으로 악화된 것이다.
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 :또한, 기관지에 분진이 쌓여 기침이나 가래, 폐포에 미세 먼지가 쌓임으로서 산소교환이 원활해지지 않아서 호흡기 질환을 일으키고 심혈관 질환을 앓는 환자들의 병을 악화시키기도 한다. 또한 미세먼지로 건조해진 기관지 점막은 세균이 쉽게 침투할 수 있게 되어 만성 폐질환이 있는 사람들의 감염성 질환(폐렴 등)의 발병률을 증가시킨다. 초미세먼지의 경우, 혈관으로 침투해 복잡한 염증 반응을 일으켜 혈관에 손상을 주어 협심증, 뇌졸중 등 심혈관 질환을 일으킨다.
--마스크 착용 효율
+*마스크 착용 효율
 :미세먼지로 인한 피해가 심각해지는 현재 많은 시민들은 이를 차단하기 위해 미세먼지 마스크를 착용한다. 통계에 따르면 미세먼지 ‘나쁨’ 예보 시 전체 응답자의 53%가 착용하는 편이라고 답했다.
 :식품의약품안전처의 허가를 받은 보건용 마스크나 산업안전보건원의 보호구 안전인증을 획득한 호흡보호구를 제대로 착용한다면 호흡기를 어느 정도 보호 가능하다. 예로, 인증을 받은 KF80 및 KF94 ,KF99 등 미세먼지 마스크는 테스트 입자의 80%, 94%, 99% 이상을 걸러낸다.
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 :단, 여기엔 중요한 전제가 깔려 있다. 보건용 마스크가 80%~99% 정도의 효과를 내려면 마스크가 얼굴에 완벽하게 밀착되어 있어야한다. 그것은 호흡할 때 사용하는 공기가 모두 마스크를 통과해서 들어온 것을 의미한다. 즉, 들이마신 공기 중 필터링 되지 않고 호흡되는 먼지, 공기의 퍼센트를 나타내는 누설률이 0%일 때 보건용 마스크의 더 큰 효과를 기대할 수 있다.
--시중의 마스크와 개발 성공 시 기대 효과
+*시중의 마스크와 개발 성공 시 기대 효과
 :하지만 시중에서 판매하는 일반적인 마스크의 경우, 규격화 되어있는 사이즈와 사람의 안면구조 등에 의해 신경 써서 착용하지 않을 경우 아래와 같이 마스크와 얼굴 사이의 틈새가 벌어질 확률이 높다. 이는 누설률의 증가로 이어진다. 따라서 누설률을 줄여 효과적으로 미세먼지를 방지하기 위해서는 마스크와 얼굴을 밀착시키는 것이 중요하다.

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 *'마스크 밀착기'의 비전 & 목표
 :기존 KF80, KF94, KF99 마스크와 안면부 밀착을 돕는 장치의 개발을 통해 누설률을 규격 이하로 감소시키는 것을 목표로 설정했다. 목표설정 배경은 다음과 같다. 마스크는 공기가 필터를 통과할 때만 작동한다. 공기는 저항이 가장 적은 경로를 취하게 되므로 밀착이 되지 않으면 공기가 호흡 보호구를 통과하지 않기 때문에 마스크 착용의 효용성이 사라진다. 보건용 마스크의 시작은 황사용 면 마스크로부터 시작되었다. 면 마스크의 경우, 누설률을 낮추기 위한 보조 장치가 없었다. 하지만, 미세먼지가 문제가 심각해지면서 필터의 효율에 의존하는 기존 보건용 마스크는 한계점이 분명하다.
 :따라서, 미세먼지용 마스크는 누설률을 낮추기 위해, Nose wire 나 S자형 고리등의 장치가 개발되어 사용되고 있다. 또한 밀착률을 높이기 위해 산업현장에서 사용되는 방진용 마스크나 방독면의 안면부 실리콘 재질등을 일반 보건용 마스크에 적용하는 시도도 이루어지고 있다.
 :하지만 노즈와이어, 마스크 연결고리의 경우 다양한 안면구조에 따른 누설 문제점 개선에 제한적인 임시방편이다. 또한, 방독면을 비롯한 산업용 마스크의 경우 밀착 성능은 우수하지만, 일상 생활에서 보건용으로 간편하게 사용하기에는 무리가 있다. 따라서 마스크 연결고리와 방독면 사이의 밀착성능을 가지는 기존에 없던 마스크 밀착기 ‘Save Breath’를 개발하여 마스크 누설 문제를 해결하려고 한다.

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 * 이미지의 2번 부분에 흡기 밸브를 적용했다. 기존의 방진 마스크에 적용된 밸브와 같은 원리로 작동하지만, 장치에 적용하기 위해서 크기와 형태를 조절하였다. 밸브의 제작은 3D 프린팅을 이용할 계획인데, 불가능할 경우 기존의 밸브를 통해서 제작할 예정이다.
-===이론적 계산 및 시뮬레이션=
+=이론적 계산 및 시뮬레이션=
 *소재 : 우리는 ‘마스크 밀착기’ 장치가 가져야 하는 특성으로 좋은 내마모성, 좋은 탄성, 내구성을 가져야 하고, 낮은 가격을 가져야 한다고 판단했다. 이러한 요소들을 고려하여 네오프렌 소재를 선택했는데, 그 이유는 다음과 같다.

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 [[파일:마스크3.JPG]]
 . 재료 측면
-(1) Si
+*Si
-● 특징
+-특징
 실리콘은 물에 녹지 않고 다른 어떤 화학 성분과 화학적 반응을 일으키지 않는다.
 또한 열에 강하고 독소가 없으며 알레르기 반응이 없으므로 인체에 무해
 낮은 가격으로 많은 산업분야에 이용
-●활용
+-활용
 피부와 밀착되는 제품에 많이 사용
 다회용 마스크의 안면부 흡착을 위한 부분에 사용.
 방독면의 안면부 흡착을 위한 부분에 사용
-(2) ABS 소재
+*ABS 소재
-●특징
+-특징
 일반적으로 가공이 쉽고 내열성80°C~93°C, 내충격성 0.8~4.5이다. 내충격성 4.5라는 것은 쇠망치로 때려도 깨지지 않을 정도의 강도
-●활용
+-활용
 D 프린팅의 주 재료로 이용
 다회용 마스크의 외형 부분을 내구성이 좋은 ABS 소재를 이용하여 주로 제작
-◇ 실리콘과 같은 가볍고 세척이 가능한 재료를 이용하여 재사용이 가능하도록 할 것이므로 외력으로 인해 망가지지 않는 한 반영구적인 사용이 가능하다.
+.특허조사 및 전략분석
-◇ 인체에 무해한 재료를 사용하여 아이들도 사용할 수 있게 하며 3가지 사이즈를 만들어 남녀노소 모두 사용할 수 있도록 한다.
+-방진마스크용 밀착커버의 제조방법, 등록번호 : 10-0736896, 마스크 테두리 부분에 끼워 테두리로 인한 자국 예방과 담 등을 비롯한 수분 흡수를 용이하게 하고, 틈새로 들어오는 먼지를 집진 또는 차단할 수 있는 기능을 갖고 있는 밀착커버의 개발을 위한 특허기술
-◇ 기존에 동일 기술을 적용한 특허가 없다.
+-걸이 밴드 길이 조절구가 구비된 호흡기용 보건 마스크, 등록번호 : 20-2015-0007888, 끈 조절이 어려워 안면 밀착성이 떨어지는 기존의 마스크의 단점을 개선하여 밴드 끈 길이를 조절하여 마스크와 얼굴 사이에 틈새가 발생하지 않도록 하는 기능
-*기술 로드맵
+*특허전략
-보건용 마스크의 시작은 황사용 면 마스크로부터 시작되었다. 면 마스크의 경우, 누설률을 낮추기 위한 보조장치가 없었다.
+- 시중에 나와 있는 밀착형 마스크의 경우 따로 판매 중인 필터를 구매하여 사용해야 한다는 단점이 있다. 그러나 Save Breath의 경우 누설률을 보완하기 위해 피부에 밀착시켜 주는 역할을 하는 것이므로 기존의 마스크 제품을 사용할 수 있다는 장점이 있다.
-하지만, 미세먼지가 문제가 심각해지면서 필터의 효율에 의존하는 기존 보건용 마스크는 한계점이 분명하다.
+- 실리콘과 같은 가볍고 세척이 가능한 재료를 이용하여 재사용이 가능하도록 할 것이므로 외력으로 인해 망가지지 않는 한 반영구적인 사용이 가능하다.
-따라서, 미세먼지용 마스크는 누설률을 낮추기 위해, Nose wire 나 S자형 고리등의 장치가 개발되어 사용되고 있다. 또한 밀착률을 높이기 위해 산업현장에서 사용되는 방진용 마스크나 방독면의 안면부 실리콘 재질등을 일반 보건용 마스크에 적용하는 시도도 이루어지고 있다.
+- 인체에 무해한 재료를 사용하여 아이들도 사용할 수 있게 하며 3가지 사이즈를 만들어 남녀노소 모두 사용할 수 있도록 한다.
-하지만 노즈와이어, 마스크 연결고리의 경우 다양한 안면구조에 따른 누설 문제점 개선에 제한적인 임시방편이다. 또한, 방독면을 비롯한 산업용 마스크의 경우 밀착 성능은 우수하지만, 일상 생활에서 보건용으로 간편하게 사용하기에는 무리가 있다. 따라서 마스크 연결고리와 방독면 사이의 밀착성능을 가지는 기존에 없던 마스크 밀착기 ‘Save Breath’를 개발하여 마스크 누설 문제를 해결하려고 한다.
+.기술 로드맵
-① 안면부 인체공학적 설계
+‘마스크 밀착기’는 다음과 같은 기술을 통해 마스크와 안면부 밀착 문제를 개선하려고 한다.
 ====시장상황에 대한 분석====