D조

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 미세먼지 마스크 밀착 고정기

영문 : Save Breath

과제 팀명

d조

지도교수

김상일 교수님

개발기간

2019년 3월 ~ 2019년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학과 20144500** 김*욱(팀장)

서울시립대학교 신소재공학과 20144500** 김*영

서울시립대학교 신소재공학과 20144500** 심*훈

서울시립대학교 신소재공학과 20144500** 임*혁

서울시립대학교 신소재공학과 20154500** 김*지

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

마스크 사용 시 사이즈가 잘 맞지 않거나 사용자의 움직임으로 틈새가 생기면, 안면과 마스크 사이의 누설률이 증가하여 마스크의 효율이 감소한다. 이를 해결하기 위해 안면과 마스크 사이의 틈새 생성을 방지하여 누설률을 감소시키고 마스크 착용의 효율을 높일 수 있는 마스크 밀착기 “Save breath”를 개발 과제로 채택하였다.

개발 과제의 배경

-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.

-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.

지난 10월 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)는 미세먼지를 1급 발암물질로 지정했다. 미세먼지가 폐암과 밀접한 관련이 있다는 판단을 내린 것이 배경으로 생각되며 실제 지난 8월 유럽 9개국 30만 명의 건강자료와 2095건의 암 환자를 대상으로 분석한 연구 논문을 살펴보면 초미세먼지 농도가 5㎍/㎥ 상승할 때마다 폐암 발생 위험은 18% 증가했다. 또 일반 미세먼지가 10㎍/㎥ 상승할 때마다 폐암 발생 위험은 22% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 조기 사망 위험도 커진다. 서유럽 13개국 36만7000명의 건강 자료를 분석한 결과, ‘초미세먼지’ 농도가 5㎍/㎥ 증가할 때마다 조기사망 확률이 7%씩 증가하였다.

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

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.

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

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.

이에 현재 판매중인 ‘완전밀착’ 기능을 갖는 마스크들을 조사해본 결과 대부분의 제품들이 아래 조건 중 하나 이상에 해당되었다.

• 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)

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.

개발 과제의 목표 및 내용

• 앞선 내용에 따라 우리는 탈부착 방식으로 장착하여 마스크와 얼굴을 밀착시키는 기능을 하는 장치인 ‘마스크 밀착기'를 개발 목표로 설정한다.
• 제품에 마스크를 끼우는 방식으로 제작된 '마스크 밀착기'는 기존 마스크 사용자들이 필터나 특정 마스크를 구매할 필요 없이 사용하고 있던 마스크에 바로 적용이 가능한 것을 강점으로 가져 쉽게 보급과 사용이 가능하도록 한다.
• 기존 마스크의 문제였던 사이즈 문제와 사람들의 안면부 구조를 고려하고 아동들의 사용이 가능하게 하기 위하여 사이즈를 2개 이상 제작한다.
• 식품의약품안전평가원의 ‘보건용 마스크의 기준 규격에 대한 가이드라인’에 따르면 보건용 마스크는 각각 등급에 맞는 누설률 조건을 만족시켰을 때 생산이 가능하다. 이를 바탕으로 우리는 ‘마스크 밀착기’를 사용하면 모든 마스크의 누설률을 규격 이하로 감소시킬 수 있는 것을 목표로 설정했다. KF99의 경우 장착 시 3% 이하의 누설률을 갖는 것으로 한다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

• 전 세계적인 기술현황

'마스크 밀착기'의 관련 기술을 기능, 재료 측면에서 조사

1. 기능적 측면

(1) 마스크 관련 최신 기술

①누설률 개선 마스크

②공기청정기와 접목한 마스크

③IOT 접목 마스크

2. 재료 측면

(1) Si

● 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 피부와 밀착되는 제품에 많이 사용 다회용 마스크의 안면부 흡착을 위한 부분에 사용. 방독면의 안면부 흡착을 위한 부분에 사용

(2) ABS 소재

●특징 일반적으로 가공이 쉽고 내열성80°C~93°C, 내충격성 0.8~4.5이다. 내충격성 4.5라는 것은 쇠망치로 때려도 깨지지 않을 정도의 강도

●활용 3D 프린팅의 주 재료로 이용 다회용 마스크의 외형 부분을 내구성이 좋은 ABS 소재를 이용하여 주로 제작

• 특허조사 및 특허 전략 분석

◇황사마스크, 등록번호 : 10-1858442, 실리콘 재질의 면체를 사용하여 마스크와 피부와의 밀착력을 높여 외부 먼지의 완벽한 밀폐를 얻을 수 있는 특허기술

◇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

◇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

특허전략

◇ 시중에 나와 있는 밀착형 마스크의 경우 따로 판매중인 필터를 구매하여 사용해야 한다는 단점이 있다. 그러나 Save Breath의 경우 누설률을 보완하기 위해 피부에 밀착시켜 주는 역할을 하는 것이므로 기존의 마스크제품을 사용할 수 있다는 장점이 있다.

◇ 실리콘과 같은 가볍고 세척이 가능한 재료를 이용하여 재사용이 가능하도록 할 것이므로 외력으로 인해 망가지지 않는 한 반영구적인 사용이 가능하다.

◇ 인체에 무해한 재료를 사용하여 아이들도 사용할 수 있게 하며 3가지 사이즈를 만들어 남녀노소 모두 사용할 수 있도록 한다.

◇ 기존에 동일 기술을 적용한 특허가 없다.

• 기술 로드맵

● 마스크밀착기의 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 호흡보호구를 통과하지 않기 때문에 마스크 착용의 효용성이 사라진다.

보건용 마스크의 시작은 황사용 면 마스크로부터 시작되었다. 면 마스크의 경우, 누설률을 낮추기 위한 보조장치가 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.

시장상황에 대한 분석

• 경쟁제품 조사 비교

• 마케팅 전략 제시

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

• '마스크 밀착기'는 마스크의 기존 효율 발현도를 100%에 가깝게 끌어올릴 수 있다. 이는 누설률로 인해 감소했던 KF 마스크들의 효율이 80, 94, 99%에 매우 근사해질 것으로 이해할 수 있다.
• '마스크 밀착기'는 피부에 적절한 소재선택으로 사용자의 피부에 자극을 최소화한다.
• '마스크 밀착기'는 마스크 누설률을 0%에 가깝게 만들어줌으로써 안경에 김 서림 등 기존 마스크의 부가적인 문제도 해결할 수 있다.

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

• 기존의 같은 완전 밀착 기능을 갖는 마스크들과 달리 기존 마스크에 장착만 하면 사용할 수 있기 때문에 특별히 마스크 구매, 필터를 교체 하지 않아도 됨으로서 완전 밀착 마스크의 보급이 쉬워진다.
• 피부에 자극을 주지 않는 안전성을 겸비한 경제적인 소재를 사용함으로써 제작 원가를 낮춰 사용자의 부담을 줄인다.
• 보급의 편리함과 가격적 부담이 적어지므로 전보다 완전 밀착 마스크를 사용하는 사람들의 비율이 높아진다면 궁극적인 목표인 미세먼지 차단에 기여할 것이다.
• 유연한 소재를 사용하여 밀착이 가능하게 되면 다양한 사람의 안면 구조에 적용이 가능하므로 우리나라 뿐 아니라 다양한 국가에 판매가 가능할 것이다.

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

구성원 및 추진체계

• 김*영 : 제품의 상세 디자인 설정, 시제품에 대한 피드백 후 디자인 수정, 최종 디자인 확정
• 김*욱 : 미세먼지 마스크 시장조사, 재료 결정 및 단가 조사, 물품 구입
• 심*훈 : 시제품의 실제 디자인 설계, 시제품 제작
• 임*혁 : 시제품 제작 후 테스트 진행, 보완점 확인 후 개선 방향 설정
• 김*지 : 개선점을 반영하여 제품의 디자인 및 설계 수정, 최종 제품 제작

설계

설계사양

제품의 요구사항

설계 사양

개념설계안

- 개발 과제의 목표는 미세먼지 마스크에서 발생하는 누설을 막아서 마스크의 성능을 최대한 활용하는 것이었다. ‘Save Breath’는 시판되는 미세먼지 마스크를 착용한 뒤 그 위에 추가로 착용하는 형태로 이뤄져 있다.

- 미세먼지 마스크를 착용할 때 누설이 많이 발생하는 부분이 어디인지 조사하기 위해서 설문조사를 실시했고, 코, 볼, 턱 부분에서 많은 누설이 발생한다는 결과를 얻었다. 따라서 우리는 ‘Save Breath’로 코, 볼, 턱의 누설률을 감소시키는 것을 목표로 했다. 세 부분의 누설률을 낮추는 방법은 다음과 같다. 첫 번째는 코 부분의 누설률을 감소시키기 위해 얇은 실리콘을 이용한 것이다. 이미지의 1번 부분에 실리콘 밀착부를 장착하여 미세먼지 마스크와 얼굴 사이에서 발생할 수 있는 공간을 덮어서 코 부분의 누설을 막는 방식이다. 두 번째는 턱 부분의 누설률을 감소시키기 위해서 마스크를 넣을 수 있는 이중 구조를 이용한 방법이다. 기존의 미세먼지 마스크는 얼굴 크기에 따라서 턱 부분에서 누설이 발생할 가능성이 있는데, 이미지의 2번 부분에 마스크를 고정할 수 있는 이중 구조를 적용하여 마스크의 턱 부분을 고정하여 누설률을 감소시켰다. 세 번째는 이미지의 3번 부분인데, 볼 부분의 누설률을 감소시키기 위해서 얇고 패턴이 들어간 실리콘을 이용한 것이다. 코 부분의 누설률을 낮추기 위해서 얇은 실리콘을 이용한 것처럼 볼 부분의 누설률을 낮추기 위해서 얇은 실리콘을 이용했는데, 볼 부분과 장치가 미끄러지지 않도록 실리콘의 표면에 패턴을 넣어서 제작했다.

- 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

- 소재 : 우리는 ‘Save Breath’ 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.

고무 소재 중에서 좋은 내마모성을 지니는 소재는 네오프렌, 니트릴 고무가 있는데, 네오프레는 착용감이 좋아 현재 의복으로 많이 사용되고 있는 반면, 니트릴 고무는 O링이나 가스켓에 사용되는 소재이기 때문에 고무 소재 중에서는 네오프렌이 가장 적합하다고 판단했다. 이 외에도 샤무드라는 인조 가죽 소재를 고려했다. 두 소재 모두 내마모성이 좋고 촉감이 좋다는 장점을 가지고 있는데, 샤무드는 물에 닿을 시 소재가 손상되는 단점이 있어, 땀 등에 의해서 손상이 생길 수 있고 세척이 힘든 반면, 네오프렌은 쉽게 세탁할 수 있다. 또한 네오프렌은 1야드*1야드*2mm에 11,000원인 반면, 샤무드는 1야드*1야드*2mm에 29,000원으로, 샤무드가 네오프렌에 비해서 3배에 가깝게 비싼 가격이어서, 가격이 저렴하고 습기에도 강한 네오프렌 소재를 선택했다.

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.

우리 제품은 실리콘 밀착부를 제작하는 데에 실리콘 43g이 필요한데, 500g의 실리콘이 15,200원이므로 실리콘 밀착부는 약 1,305원이다. 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

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

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.

상세설계 내용

조립 순서

나-1) 몸체 결합

- 제작품의 곡률을 형성하기 위해서 네오프렌 원단으로 만든 몸체를 박음질하여 결합한다.

나-2) 밀착부 부착

코 부분의 밀착부는 경도 5 실리콘 재질을 이용하여 제작했다. 제품의 안면 밀착력을 높이고 실리콘을 두 겹으로 제작하여 마스크의 코 부분을 끼워 넣을 수 있도록 제작하였다.

볼 부분의 밀착부는 경도 5 실리콘 재질을 이용하였고, 제작 패턴을 삽입하여 안면과의 미끄럼을 방지하고, 볼 부분의 누설률을 낮추는 형태로 제작했다.

- 제품의 밀착성을 높이기 위해서 실리콘 재질의 부품을 제품의 볼 부분과 코 부분에 부착한다. 이때 부착 방법은 네오프렌 원단으로 실리콘 밀착부를 감싼 뒤 박음질하는 방법으로 부착한다.

나-3) 밸브 부착

- 마스크가 안면에 강하게 밀착됨에 따라 흡기저항이 증가하게 되는데, 이를 줄이기 위해서 흡기 밸브를 부착하였다. 이때 밸브는 시판되는 제품을 이용하여, 면적 대비 고효율을 내기 위해서 밸브를 절반으로 절단한 후 부착한다.

- 다른 부분과 마찬가지로 반으로 절단한 밸브를 네오프렌으로 감싼 뒤 박음질하여 부착한다.

부품도

- 코 부분과 볼 부분의 밀착부는 위와 같다. 두 밀착부 모두 경도 5의 실리콘을 이용해서 제작된다. 코 부분의 구조는 코의 굴곡을 고려한 구조로 이뤄져 있으며 매끈한 표면을 가지고, 사이에 마스크를 넣을 수 있도록 이중 구조로 이뤄져 있다. 볼 부분의 구조는 평면으로 이뤄져 있는데, 볼과 장치가 미끄러지지 않도록 거친 표면으로 이뤄져 있다.

- 밀착부를 제작하는 방법은 액상 실리콘과 경화제를 100 : 3의 무게비로 섞어 실리콘 용액을 제작한 뒤, 평평한 몰드에 붓는다. 5시간 동안 실리콘을 경화시킨 뒤, 몰드에서 분리한 다음 원하는 형태로 가공한다.

- 밸브는 기존의 제품을 구매하여 사용한다. 다만 시판되는 제품을 그대로 적용할 공간이 남지 않으므로, 밸브를 반으로 나눈 뒤 장치에 부착한다.

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

포스터

관련사업비 내역서

완료작품의 평가

1.QLFT

물 100mL와 사카린나트륨 0.83g을 섞은 용액을 피험자에게 분사하여 단맛이 느껴지면 실패, 느껴지지 않으면 통과로 판정함.

2.토너를 이용한 평가

토너가루를 이용하여 누설부가 제대로 막혔는지 확인하는 평가방법임. 미세먼지 마스크만 착용한 상태와 마스크 밀착 장치까지 착용한 상태를 비교한다.

향후계획

◇ 프로토타입은 수작업으로 네오프렌을 자르고 재봉하는 식으로 제작하였기 때문에 설계했던 것과 약간의 치수 차이가 존재했음. 만약 제품을 개발하여 금형을 이용한 프레스 방식으로 원단을 잘라 제작하게 된다면 이러한 치수의 차이가 발생하지 않고, 예상했던 대로 한국인이 다양한 얼굴 사이즈에 적용할 수 있는 제품이 될 것임.

◇ 프로토타입에 적용된 두 개의 밸브를 3D 프린팅으로 제작하는 데 각 3,000원이 들었음. 만약 실제 제품이 개발돼서 밸브용 플라스틱 몰드 이용하여 밸브를 제작할 경우 3,000원 이하로 가격을 낮춰 전체 가격을 더 낮출 수 있을 것이라고 예상됨.

◇ 프로토타입은 밸브를 제작할 때 3D 프린팅으로 뽑을 수 있는 PLA, ABS 소재만 고려할 수 있었지만, 플라스틱 몰드를 이용하여 제작하면 PLA보다 더 좋은 물성을 가진 재료로 밸브를 제작할 수 있을 것이라고 예상함.

◇ 실리콘을 수작업으로 제작하였을 때 밀착에는 좋은 소재였지만 먼지가 잘 붙는 성질을 갖고 있었다. 다른 공장 시제품은 이러한 실리콘 소재를 이용할 때 비닐 소재로 코팅하여 이러한 성질을 없애고 있다. 우리 제품 또한 비닐 소재를 이용하여 실리콘을 코팅하면 더욱 좋은 밀착부 소재가 될 것이라 예상됨