5조-E승조

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 신소재종합설계

영문 :

과제 팀명

E승조

지도교수

정재필 교수님

개발기간

2020년 3월 ~ 2020년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학과 201445000** 이*조 (팀장)

서울시립대학교 신소재공학과 201445000** 황*빈

서울시립대학교 신소재공학과 201545000** 김*현

서울시립대학교 신소재공학과 201545000** 한*관

서울시립대학교 신소재공학과 201545000** 김*휘

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

• 우천 시 젖은 우산의 물기를 효율적으로 제거할 수 있는 제품을 만들고자 한다. 비오는 날, 우산의 물기를 제거하지 못한 채 실내에 들어와 불편함을 겪은 적이 있을 것이다. 이러한 불편을 없애고자 하는 목표로 우산 탈수기를 제작할 것이다. 젖은 우산을 통 안에 넣었을 때, 전동 모터를 이용해 통을 회전시킴으로써 물기를 털어내고자 한다. 부가적으로 에어 컴프레셔와 내부 소수성 코팅을 활용하여 효과를 극대화할 것이다. 현재 시중에 나와있는 제품들은 주로 일회용 비닐을 사용하기에 환경오염 문제가 있고, 혹은 수동 동력을 활용하기에 한계가 있다. 따라서 새로운 제품을 고안해야할 필요성을 확인할 수 있었고 위와 같은 방식으로 기존보다 효율적인 제품을 만들어 낼 것이다.

개발 과제의 배경

• 비닐로 인한 환경 오염 예방과 대체품 생산
  • 일회용 플라스틱 비닐은 환경오염의 가장 큰 원인 중 하나로 특히 해양 생물들에 직접적인 영향을 끼치는 물질이다. 이러한, 비닐은 남용 되어서는 안 되지만, 현재 우산에서 빗물이 떨어지는 것을 방지하기 위해 가장 대중적으로 사용되는 것이 1회용 비닐 커버기 때문에 비닐이 과하게 사용된다고 볼 수 있다.
• 기존의 제품의 문제점
  • 현재 비닐 커버를 대체 하는 가장 대중적인 제품으로는 극세사천을 이용하는 우산 빗물 제거기가 대표적이다.
  • 또 다른 대안은 자동식 우산 탈수기 인데, 인터넷에서 가장 흔하게 찾을 수 있는 제품인 ‘레인팡’ 제품은 60만원 상당을 호가하는 제품으로 꽤나 부담이 될 수 있는 가격대가 시장에 형성 되어 있는 것을 알 수 있다.

개발 과제의 목표 및 내용

• 기능적인 측면 : 자동화 기능 탑재
  • 시중 제품은 대부분 전동기를 쓰지 않고 직접 좌우로 털어서 이용하거나 페달을 밟아 인력으로 회전하는 방식을 사용하고 있다.
• 적용성 측면 : 모든 건물에 적용 가능
  • 특히 실내에 물이 들어와서는 안 되는 연구소, 공장 등에 활용 등을 목표로 한다.
• 가격 측면 : 시중의 동일한 목적을 갖는 제품들과 더 저렴하게 제작 예정
  • 원가절감을 위한 재료조사를 통해 시장경쟁력을 갖추고자 한다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

• 전 세계적인 기술현황

1. 우산드라이어: 우산 드라이어로, 우산의 빗물을 효과적으로 제거하기 위해 송풍과 흡수를 순차적으로 실시하는 우산 드라이어이다.(출원번호 : 1020190009527,출원일자 : 2019.01.24)
2. 물기를 털어내고 건조하는 우산꽂이:우산꽂이로 비오는 날에 우산의 물기를 털어내고 마르게 하는 목적을 가지고 있다 아이디어 에는 진동 모터, 일반 모터, 제어부, 전원부, 프로펠러, 체, 우산꽂이 통, 빗물받이 통으로 구성되며 비오는 날 우산이 마르지 않을 때, 이 것을 사용하여 빗물이 물건이나 옷에 물을 묻는 경우를 줄어들게 하는 효과를 줄어들게 해준다. (출원번호 : 1020200008538, 출원일자 : 2020.01.28)
3. 우산 탈수 장치: 육면체 타입으로 구비되는 케이스와; 상기 케이스의 내부에 설치되어 우산에 묻어있는 물기를 제거하는 탈수 수단과 상기 케이스의 저면에 서랍 형태로 착탈 가능케 구비되어 우산으로 부터 탈수된 수분을 집수하는 집수조를 포함하고 상기 탈수수단은 집수조의 상측에 다수개의 배수공을 형성하여 고정되는 베이스와; 상기 베이스상에 방수수단을 강구하여 회전력을 발생시킬 수 있도록 설치되는 모터와; 상기 모터의 출력축에 하단부가 고정되고 다수개의 탈수공을 형성하여 접은 우산을 수용하는 탈수통과; 상기 케이스에는 탈수통의 상단부에 형성되는 플랜지를 안정된 상태로 유지할 수 있는 유지판을 포함하는 것을 특징으로 한다. (출원번호 : 1020200008538, 출원일자 : 2002.01.28)

• 특허조사

1. 우산 건조기용 흡수체의 탈수장치: 우산 건조기의 내측으로 투입되는 우산 표면에 묻은 수분을 건조기용 흡수체가 흡수하여 제거하는 우산 건조기이다.(출원번호: 10-2019-0047148, 출원일자: 2019년 04월 23일)
2. 우산 빗물 제거 탈수장치DEHYDRATOR FOR REMOVING RAINWATER OF UMBRELLA: 전기와 같은 별도의 에너지를 소모하지 않고 우산의 표면에 흡착된 수분을 제거할 수 있도록 함. 통 형태의 본체와 본체의 공간부에 회전가능하게 축결합된 회전축으로 회전하여 인력을 이용하여 공간부를 회전시켜 우산 빗물제거 탈수장치를 제공한다.(출원번호: 10-2016-0080793 , 출원일자: 2016년 06월 28일)

• 특허전략 분석

1. 직류 모터를 기반으로 인력에 의존하는 기존 제품들과 다른 편의성을 가진다.
2. 고속 회전을 통한 탈수 장치를 고안하여, 제품의 처리 속도 및 능률을 올린다.
3. 고가의 제품들에 비교하여 가격 경쟁력이 우수한 제품을 만든다.
4. EVA소재를 이용한 타격돌기를 내부 회전통에 설치하여 탈수 효율을 늘린다.

• 기술 로드맵

이미지 파일로 대체

시장상황에 대한 분석

• 경쟁제품 조사 비교
  • 우산비닐포장기
    • 우산에 묻은 빗물이 바닥에 떨어지지 않게 우산을 비닐 포장지 안에 넣은 후 비닐로 포장해서 휴대하는 방식, 상업적으로 가장 널리 사용 중이다. 일회용 비닐의 무분별한 남용으로 환경파괴 및 쓰레기문제를 야기할 수 있다. 현재 가격은 평균 15만원 정도, 일회용 비닐의 가격은 1000장에 약 1만원 정도이다.
  • 레인팡
    • 우산을 원통에 넣고 페달을 밟아서 원통을 회전시킨 후 원통의 회전에 의한 원심력으로 우산을 탈수하는 방식, 수동으로 페달을 밟아서 작동시켜 탈수를 하는 방식이다. 가격이 비싸고 홍보가 제대로 되지 않아서 상업화가 되지 않았다. 현재 가격은 평균 50만원 정도이다.
  • 모리스앤코
    • 우산을 빗물 제거기 안에 넣고 사용자가 직접 흔들어 안에 있는 극세사 패드를 이용해 우산을 탈수 시키는 방식, 현재 관공서 등 공공기관에 사용 중이다. 사용자가 직접 우산을 제거기 안에 넣고 흔들어야 한다. 상대적으로 비싸고 극세사패드를 일정 사용량 마다 교체를 해줘야하는 단점이 있다. 현재 가격 평균 60만원 정도, 극세사 패드의 경우 4개에 평균 20만원 정도이다.

-우산이 탈수되는 성능이 별로 좋지 않다.

• 마케팅 전략 제시
  • strength
    • 자동화 방식을 사용해서 수동 방식인 다른 제품들 보다 편리하다.
    • 경쟁 제품보다 낮은 가격으로 제작해서 상업화 한다.
    • 탈수되는 물을 모아서 조경용수 등으로 재활용할 수 있다.
    • 무분별한 일회용 비닐의 사용을 막아서 환경파괴를 방지 할 수 있다.
  • Weakness
    • 기존에 상업화가 되어있는 제품이 있기 때문에 홍보를 해서 상업화 시키는 데에 어려움이 있다.
  • Opportunity
    • 환경부의 비닐사용에 대한 규제 등으로 일회용 비닐을 사용하지 않는 우산에 대한 필요성이 증가되고 있다.
    • 기존 경쟁 제품의 탈수 성능에 대한 소비자의 불만으로 고성능 탈수기의 필요성이 증가되고 있다.
  • Threats
    • 다양한 경쟁제품의 존재
  • SO전략
    • 일회용 비닐로 인한 환경파괴를 막을 수 있고 탈수되는 빗물을 모아서 조경용수 등으로 재활용 할 수 있다는 점을 어필한다.
  • ST전략
    • 기존 경쟁제품보다 성능이 우수하고 자동화방식이라는 점으로 경쟁력을 확보한다.
  • WO전략
    • 경쟁제품보다 확연히 낮은 가격을 제시하여 경쟁력을 확보한다.
  • WT전략
    • 관공서를 비롯한 공공기관에서 사용하는 제품보다 훨씬 고성능, 저비용의 제품임을 강조하고 여러 매체를 통해 이 점을 홍보하여 상업화를 한다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

• 현재 사용하고 있는 우산탈수기보다 더 효율이 좋고 탈수 속도가 빠른 우산 빗물 제거기를 기대할 수 있다. 이는 비가 오는 날 대형 건물에 여러 사람이 출입하기 때문에 빗물제거가 빨라지면 더 많은 이용자들이 줄 서서 오래 기다리지 않고 빠르게 우산을 탈수하는 것이 가능하다.
• 배수구에 호스를 연결하여 제거한 빗물을 조경용수 등으로 재활용할 수 있다.
• 우산을 넣고 발판으로 계속 밟아주기만 하면 보다 손쉽게 우산의 습기를 제거할 수 있어 손으로 터는 방식보다 훨씬 편리하고 빠르게 이용할 수 있다.

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

• 현재 시중에서 사용하고 있는 극세사 면의 경우에 최소 50만원에서 80만원 정도의 고가의 제품이다. 이 제품의 경우 단가를 15~20만원 정도로 훨씬 싸게 맞춤으로써 비벼서 터는 방식보다 훨씬 가격을 저렴하게 만들 수 있다.
• 우산이 비에 젖어 실내까지 물이 흐르면 실내의 습도가 높아지기 때문에 이러한 문제점을 10초~20초 사이의 시간투자로 없앨 수 있고, 비닐을 쓰지 않아 폐기물을 만들지 않아서 친환경적이다.
• 비가 올때 전기를 쓰는데에도 안전하게 설계되어 감전에 대한 걱정을 줄일 수 있다.

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

• 이승조: 조장. 영수증, 제품제작, 보고서 작성
• 황성빈: 서류담당자1, 제품제작, 보고서 작성
• 김기현: 서류담당자2, 제품제작, 보고서 작성
• 한재관 : 제품제작, 협력업체와의 연결, 제품제작, 보고서 작성
• 김동휘 : 그래픽, 제품제작, 보고서작성

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

관련사업비 내역서

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용