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문제 정의
- 따라서 본 연구는 파티클 차단 효과가 우수한 방진복을 개발할 목적으로 방진성, 동작적합성, 쾌적성, 심미성 측면에서 문제가 되는 부위를 개선한 디자인을 제안하고 파티클 차단 효과 실험을 통하여 방진 효과의 우수성을 입증하고자 한다. 기능이 동일한 원단으로 디자인만을 개선하여 파티클 차단 효과 실험을 행하므로써 신소재 개발비 절감과 반도체 제조의 생산성 향상을 도모할 수 있을 것으로 본다.
- 또한 인명희(1992)는 너무 밀봉상태의 옷은 내부 공기가 어느 일정한 곳으로 집중되어 유출되기 때문에 오히려 발진성이 크게 나타났다고 하였다. 따라서 심실링 테이프로 밀봉하는 것도 중요하지만 방열 작용이 이루어지게 하는 것 또한 중요하다고 생각되었으므로 본 연구는 이같은 문제점들을 해결하기 위하여 통풍구를 만들었다. 즉 클린룸 안에서는 기류가 위에서 아래로 흐르므로 밑단에 파티클분출 및 통기성을 위한 통풍 구를 바지 밑단 부분에 만들어 줌으로써 방열을 도와 쾌적성을 높임과 동시 에 파티클 차단성을 크게 하였다.
- 방진복은 기능상 사용 부자재 부분에서 파티클이 발생하지 않도록 하여야 하므로 사전에 사용될 부자재를 파티클 발생 평가 실험을 실시하여 파티클 발생이 없는 부자재를 선택하여 사용하고자 하였다.
- 본 연구는 반도체의 초고집적화(Very Large Intergrated Circuit:VLIC) 되는 환경에 적합하고 64MD(M%a bit Random Access Memory) 이상의 작업장에서 착용할 수 있는 방진복을 개발하고자 하였다.
제안 방법
- 1. 방진성을 증진시키기 위하여 전면에 솔기가 없는 기모노 소매로 하고 개폐는 어깨 지퍼형으로 하였다. 또한 실리콘 코팅처리된 지퍼를 사용하여 지퍼 틈에서 나오는 파티클을 막을 수 있도록 하였다.
- 3명의 피험자가 1가지 동작을 각각4회씩 반복하였고 걷기, 양팔뻗기, 앉았다 일어서기, 뛰기순으로 동작하였다.
- 걷기를 1회/1초 동안 30번 반복동작을 한 후 파티클 측정기를 사용하여 30 초 동안 파티클 입자를 측정하였다.
- 두번째 클린룸의 공기흐름이 위에서 아래로 흐르는 것을 이용하여 바지밑 단 부분에 메쉬를 부착하여 통풍구를 만들어 줌으로써 일정한 곳에 집중되어 있는 파티클 분출 통로 역할과 온도 상승에 의한 방 열 작용의 통풍구 역할을 할 수 있도록 하였다.
- 두번째는 솔기부위 안쪽에 투습성이 좋은 심실링테이프로 밀봉함으로써 봉제를 통해 발생하는 파티클의 분출을 억제도록 하였다. 그러나 이같은 밀 봉이 파티클 차단면에서는 좋으나 온열 생리학적 면에서는 반드시 좋다 할 수 없다.
- 두번째는 자체 발진을 일으키지 않는 실리콘 소재의 지퍼플과 실리콘 라벨을 부착함으로써 방진복의 그레이드를 표시하고 고급스러운 이미지를 창출할 수 있도록 하였다.
- 봉제부분의 심실링 테이프의 부착과 목과 손목에스판 소재를 사용 하여 파티클 분출을 최대한 억제하였다. 또한 바지 밑단에 메쉬를 부착하여 파티클 발생 출구 역할을 할 수 있도록 하였다.
- 쾌적성을 향상시키기 위해 전체적으로 크기를 몸에 피트(fit)되게 하여 의복중량 및 의복내 공기층의 감소를 유도하여 온열감과 발한량을 감소시키게 하였다. 또한 바지밑단에 메쉬를 부착하여 통풍구의 역할을 할 수 있도록 하였다.
- 방진성을 증진시키기 위하여 전면에 솔기가 없는 기모노 소매로 하고 개폐는 어깨 지퍼형으로 하였다. 또한 실리콘 코팅처리된 지퍼를 사용하여 지퍼 틈에서 나오는 파티클을 막을 수 있도록 하였다. 봉제부분의 심실링 테이프의 부착과 목과 손목에스판 소재를 사용 하여 파티클 분출을 최대한 억제하였다.
- 위에서 아래로 흐르도록 하였다. 또한 오른쪽 프로브(probe)에 파티클 측정기를 상단, 중간, 하단에 설치하여 동작에 따른 각 부분의 파티클량을측정하였다.
- 방진복의 궁극적인 목적인 파티클 차단을 위한 방법으로 첫째 방진복의 개폐 구를 어깨쪽으로 이동 시켜 앞부분에 절개된 부위를 없앰으로써 파티클분출 의 가능성을 최소화 시켰고 어깨지퍼 사용 시 실리콘 코팅된 지퍼를 사용하여 지퍼틈새에서 나오는 파티클 발생을 막고자 하였다.
- 방진복의 착의 실태 및 작업자와의 면접법, 선행 연구 一 여경희(1988), 인명희(1992), 장경진(1996), 이창미(1997), 이순원외(1997), 최영리(1998)를 토대로 현방진복에 대한 개선을 시도함으로써 파티클을 최소화할 수 있는 64MD 이상 생산 작업장에 적합한 방진복을 개발 하였다.
- 세번째 패스너(fastener)의 경우 벨크로(Velcro)와 같은 형태등의 패스너들 은 종종 먼지를 유발하거나 끌어모을 가능성이 있기 때문에 벨크로가 어느 정 도 파티클을 발생시키는지 알아보기 위하여 벨크로, 스틸 스냅, 플라스틱 스 냅 3종의 부자재의 파티클 발생평가를 실시하였다. 60초 동안 탈, 부착 30회를 실시하였고 3회 반복한 결과<표 4>에서와같이 벨크로에서 상당한 양의 파 티클이 발생되어제조환경을 오염시킬 수 있음을 실험을 통해 알 수 있었다.
- 심미적인 부분을 고려하여 첫째 허리의 조임 형태로 몸매가 들어나는 불만을 해소하기 위해 가슴, 배 부분에 덧천을 댐으로써 인체의 형태가 들어 나는 것을 커버하여 분리된 스타일로 보이도록 하였고 활동성 면에서도 편리하도록 뒷부분에 맞주름을 잡아주도록 하였다.
- 앉았다 일어서기 1회/2초 동안 15번 반복 동작을 한 후 파티클 측정기를 사 용하여 60초 동안 파티클 입자를 측정하였다.
- 양팔 뻗기를 1회/1초 동안 30번 반복동작을 한 후 파티클 측정기를 사용하 여 60초 동안 파티클 입자를 측정하였다.
- 이 파티클 측정기의 구체적인 카운터 측정 방법은 레이저빔을 이용하여 먼저 입자 크기의 산난량과 크기를 전류값과 전압으로 측정하여 파티클 입자의 크기와 갯수를 세어서 디스플레이하였다. 이 측정기의 스펙 (spec)은 1.
- 이상과 같이 개발된 방진복의 우수성을 입증하기 위해 방진복의 1차 기능인 파티클 발생 실험을 하여 개발 방진복과 기존 방진복을 비교 평가하였다. 그 결과는 다음과 같다.
- 작업환경 및 작업내용은 작업자와 같이 방진복을 착용하고 작업장에 입실하여 작업을 수행해 봄으로써 작업 과정이나 착탈시 불편한 점을 파악코자 하였다.
- 제자리 뛰기 10희 동안 반복 동작 후 파티클 측정기를 사용하여 60초 동안 파티클 입자를 측정하였다.
- 따라서 심실링 테이프로 밀봉하는 것도 중요하지만 방열 작용이 이루어지게 하는 것 또한 중요하다고 생각되었으므로 본 연구는 이같은 문제점들을 해결하기 위하여 통풍구를 만들었다. 즉 클린룸 안에서는 기류가 위에서 아래로 흐르므로 밑단에 파티클분출 및 통기성을 위한 통풍 구를 바지 밑단 부분에 만들어 줌으로써 방열을 도와 쾌적성을 높임과 동시 에 파티클 차단성을 크게 하였다.
- 첫째 현재 방진복의 크기를 피부신축율에 의한 최소 사이즈를 적용하여 인체에 피트(fit)하게 조정함으로써 의복 중량 감소 및 의복내 공기층의 감소로 온열감과 발한량을 감소 시키도록 하였다. 현재 착용하고 있는 기존 방진복 이 필요이상으로 사이즈가 크므로 아래의<표 5>에 나와있는 근거를 바탕으로 전체 사이즈에서 5% 정도 감소시켜 몸에 피트 (fit)되도록 패턴을 수정하였다.
- 파티클 측정을 위한 동작은 S사에서 파티클 발생량을 측정할 때 사용하는 4가지 동작을 그대로 적용하였다. 그 동작은 다음과 같다.
- 현재 16-64MD 생산시 반도체 라인에서 착용하고 있는 3세대 방진복과 디자인 개발된 방진복을 각각 착용시켰다. 실험 방진복 이외에 속바지 그리고 마스크, 방진화, 방진모, 방진장갑은 동일한 것으로 하였다.
- 현재 착용하고 있는 기존 방진복 이 필요이상으로 사이즈가 크므로 아래의에 나와있는 근거를 바탕으로 전체 사이즈에서 5% 정도 감소시켜 몸에 피트 (fit)되도록 패턴을 수정하였다.
- 현재 착용하고 있는 기존 방진복과 개발된 방진복을 착용하여 클린룸안에서 이루어지는 동작중 걷기, 양손뻗고 집기, 앉았다 일어서기, 달리기 4가지 동작을 설정하여 동작시 발생되는 파티클 발생량을 측정함으로써 기존 방진복과 개발 방진복의 파티클 발생 정도를 비교 평가하는 실험이다.
대상 데이터
- S사의 도움을 받아 반도체 라인과 같은 조건의 인공 클린룸에서 실험을 실시하였다. 실험 환경 조건은<표 3>과 같다.
- 실제 반도체에 생산라인에서 작업하고 있는 평균신장의 남자2명과 여자1명을 피험자로 설정하였으며 피험자의 신체적 특징은과 같다.
- 앞여밈 부자재 사용시 파티클 발생이 거의 없고 내구성이 좋은 스틸 스냅을 사용하였다.
데이터처리
- 위해 T—test를 실시하였다. 모든 통계처리는 SAS(Satistical Analysis System)package를 이용하였다.
- 본 실험을 통해 얻은 자료는 동작별, 부위별로 기존 방진복과 개발 방진복의 파티클 차단 정도를 알아보기 위해 T—test를 실시하였다. 모든 통계처리는 SAS(Satistical Analysis System)package를 이용하였다.
이론/모형
- 5cm에서스판을 Itan정도로 길 게하였고 소매통은 줄여서 작업 시 불편을 초래하지 않게 하였다. 소매통을 줄이는 대신 장경진(1996)의 연구를 참조하여 팔꿈치 부분에 플리츠(pleats)를 채택하였다.
- Inc.의 LASAIR-110 모델을 사용하였다;
성능/효과
- 파티클량에서 기존 방진복에 비해 개발 방진복의 파티클 발생량이 적게 나타났고 통계적으로도 높은 수준에서 유의한 결과를 나타냈다. (p<0.001) 이로써 개발된 디자인이 기존 방진복보다 파티클 발생을 제어하는데 더 효과적이라는 결론을 얻을 수 있었다.
- 1. 전체 파티클 발생량은 기존 방진복 보다 개발 방진복에서 파티클량이 적게나 타났다. (p<0.
- 2. 동작 적합성을 높이기 위해 동작이 많은 팔, 다리, 엉덩이, 목부분의 수직 여유량을 증가 시켰고 소매조임 부분을 스판을 사용하여 작업시 편리하고 착용감이 좋도록 하였다.
- 2. 동작별 파티클 발생량은 동작이 큰 뛰기 (p<0.001), 앉았다 일어서기(p<0.001) 에서 그 양이 현저히 줄었고 양팔 뻗기(p<0.01)에서도파티클량이감소 하였으 나 걷기 (p<0_25)에서는 그 차이를 볼 수 없었다.
- 3. 측정기 부분별 파티클 발생량은 상단(p<0.001), 중간(p<0.001), 하단(p<0.01)에서 모두 파티클량이감소하였다.
- 3. 쾌적성을 향상시키기 위해 전체적으로 크기를 몸에 피트(fit)되게 하여 의복중량 및 의복내 공기층의 감소를 유도하여 온열감과 발한량을 감소시키게 하였다. 또한 바지밑단에 메쉬를 부착하여 통풍구의 역할을 할 수 있도록 하였다.
- 4. 심미성을 위해 가슴, 배부분에 덧천을 댐으로써 허리 부분이 드러나는 것을 커버하였다.
- 60초 동안 탈, 부착 30회를 실시하였고 3회 반복한 결과에서와같이 벨크로에서 상당한 양의 파 티클이 발생되어제조환경을 오염시킬 수 있음을 실험을 통해 알 수 있었다.
- 또한 본 연구자가 작업복을 직접 착용하고 작업장에 입실하여 몇 명의 작업자와 면담을 한 결과 작업자들의 불만 사항은 쪼그리고 앉을때 목뒤가 당기고 팔을 뻗을 때 손목이 노출되므로 소매가 좀 더 길었으면 좋겠으며 어깨와 겨드랑이 부분이 당기며, 방진복의 앞여임 플라켓이 작업시 걸리적 거림으로해서 불편하다는 불만이 있었다. 이는 선행 연구자들 一 여경희(1988), 인명회(1992), 장경진(1996), 이창미(1997), 이순원외(1997), 최영리(1998)에서 작업 시의 설문조사에서 나온 결과와 비슷하다.
- 본 연구 결과 방진복의 1차적 기능인 파티클 차단 면에서 개발 방진복의 파티클량이 거의 대부분이나 타나 개발된 방진복의 기능적 우수함이 인정되었다. 이로써 디자인 개발만으로도 원단에 대한 개발비 절감과 반도체 제조의 생산성 향상을 도모할 수 있으리라 생각된다.
- 본 연구에서는 클린룸에서의 작업 환경을 관찰법에 의해 조사한 결과 프로세스 영역과 서비스 영역으로 크게 구분할 수 있다. 프로세스 영역에서는 서거나 앉아서 프로그램을 입력하거나 박스(약 2kg) 을 들고 카트(cart)에 싣고 운반하는 작업을 하였다.
- 또한 실리콘 코팅처리된 지퍼를 사용하여 지퍼 틈에서 나오는 파티클을 막을 수 있도록 하였다. 봉제부분의 심실링 테이프의 부착과 목과 손목에스판 소재를 사용 하여 파티클 분출을 최대한 억제하였다. 또한 바지 밑단에 메쉬를 부착하여 파티클 발생 출구 역할을 할 수 있도록 하였다.
- 측정한 결과이다. 상단에 위치한 측정기의 파티클 발생량은 기존 방진복 보다 개발된 방진복에서 그 양이 적었으며, 이는 통계적으도 높은 수준에서 유의한 결과를 나타내었다. 상단부에서 파티클이 적게 나온 결과는 개발 방진복의 개폐구를 어깨 쪽으로 이동함으로써 전면에 개폐구를 없앤 것이 가장 크게 작용한 것으로 생각된다.
- 것이다. 파티클량에서 기존 방진복에 비해 개발 방진복의 파티클 발생량이 적게 나타났고 통계적으로도 높은 수준에서 유의한 결과를 나타냈다. (p<0.
후속연구
- 효과의 우수성을 입증하고자 한다. 기능이 동일한 원단으로 디자인만을 개선하여 파티클 차단 효과 실험을 행하므로써 신소재 개발비 절감과 반도체 제조의 생산성 향상을 도모할 수 있을 것으로 본다.
- 연구가 진행중이다. 또한 선진 방진복과의 비교평가 및 보조 아이템인 방진모, 방진화 등의 개발 역시 뒤따라야 할 것으로 생각된다.
- 본 연구는 디자인 개발에 따른 관능 검사, 착용 시의 온열생리학적 연구가 이루어지지 못하였으나 후속 연구가 진행중이다. 또한 선진 방진복과의 비교평가 및 보조 아이템인 방진모, 방진화 등의 개발 역시 뒤따라야 할 것으로 생각된다.
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