[논문]자전거 이용자를 위한 일회용 미세먼지 마스크 디자인 연구

권준호

doi:10.14400/jdc.2018.16.12.571

자전거 이용자를 위한 일회용 미세먼지 마스크 디자인 연구
A study of disposable micro dust-mask design for bicycle users 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.16 no.12, 2018년, pp.571 - 577

초록
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자전거 이용자가 안경 및 선글라스를 쓴 상태에서 마스크를 착용 할 때 여러 가지 불편함을 호소한다. 본 논문은 이러한 불편함을 보완하여 자전거 라이더들에게 필요한 일회용 미세먼지 마스크를 개발하는데 그 목적이 있다. 미세먼지 마스크의 특성상 일회성 정전기 발생 섬유와 마스크의 형태적 문제로 연구범위를 제한하고 기존 미세먼지 마스크를 간결한 제작공정으로 디자인한다. 이렇게 개발된 일회용 미세먼지 마스크는 세로방향 접힘으로 입 앞 마스크 내 공간을 충분히 확보하였고 거친 숨에도 입에 닿지 않게 접힘 부위형태가 유지 되게 하여 답답함을 최소화 하였다. 코지지대에 유선형 스폰지를 부착하고 안면 볼 부위를 일반마스크 보다 2.5cm 정도의 확장하여 측면 밀착성을 높였다. 또한 기존에 없던 일회용 미세먼지 스카프 마스크를 제작하여 안면과 목 부위 자외선을 차단하고 밀착성 높은 미세먼지 마스크를 개발하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Bicycle riders complain of many inconveniences when wearing glasses, sunglasses and masks. The disposable fine dust mask has been developed to resolve such inconveniences of bicycle riders. The scope of research is limited to the fiber which generates one-time static electricity and the shape of the mask due to the characteristic of fine dust mask. The purpose is to design and make the fine dust mask with a simple production process. The new disposable fine dust mask has secured enough space of the mask in front of the mouth by longitudinal folding and minimized stuffiness by maintaining the shape of the folded part to prevent touching the mouth even by heavy breathing. The streamlined sponge is attached at the part of nose support and the area of the cheek has been expanded to be about 2.5cm wider than ordinary masks to improve tight seal at the side. In addition, a new disposable fine dust scarf mask has been developed to block ultraviolet rays for the face and neck while filtering fine dust with the tight fine dust mask.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Mask shape
표 Table 1. Korea Gallop Research Institute inconvenience of wearing mask
그림 Fig. 2. Causes of the fog
그림 Fig. 3. K,A,C,I Compare between products
표 Table. 2. Korea Gallup Research Institute Sex / age discomfort
그림 Fig. 5. Disposable antifogging dust-Mask Picture
그림 Fig. 4. K,A,C,I’s fog on the glasses
표 Table 4. K,A,C,I’s Comparative analysis by product
그림 Fig. 6. Various scarf masks in Korea market
그림 Fig. 7. Development of a scarf mask

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 자전거 이용자들이 사용하기 편리한 일회용 초미세먼지 마스크의 불편함을 최소화 하는데 그 목적이 있다. 이러한 이유로 다음 4가지 연구방법 및 범위를 정한다.
또한 안경과 선-그라스를 착용한 자전거 이용자가 초미세먼지 마스크 착용시 안경에 김이 서리거나 답답함, 흘러내림, 귀 당김, 축축함을 이유로 마스크 착용을 불편해 하고 있다. 필자는 이러한 점을 보완하여 불편함을 느끼는 자전거 라이더들에게 필요한 초미세먼지 마스크를 개발하는데 그 목적이 있다.

제안 방법

3. 시중에 나와 있는 미세먼지 마스크의 형태와 기능의 장점과 단점을 비교 분석하여 마스크의 기능은 향상시키되 생산원가는 줄이는 방법으로 연구범위를 정한다.
5cm 정도의 확장으로 제작되었다. 셋째 코지지대에 부착된 스펀지를 유선형디자인으로 제작하여 위로 새어나오는 공기를 완벽하게 차단하고 자전거 이용 시에 흔들림 없는 밀착성 높은 마스크를 개발하였다. 미세먼지방지 KF 섬유를 활용한 스카프 마스크의 특징은 첫째 귀걸이를 따로 만들지 않고 구멍을 만들어 한 단계의 생산 공정을 줄였고 둘째 KF 미세먼지 필터 섬유와 신축성이 좋은 스판덱스섬유를 간단하게 봉제하는 방식으로 제조단가를 줄이고 밀착성을 높였다.
5cm 정도의 확장으로 제작됨에 따라 착용감을 극대화 시켰다. 셋째, 기존 실험에서 콧대 고정 와이어에 부착된 스펀지가 김 서림 방지에 큰 효과가 있는 것으로 판단하여 코에 맞는 입체적인 디자인으로 위로 새어나오는 공기를 완벽하게 차단하는 스펀지 패드를 부착 하였다. 이렇게 디자인된 새 미세먼지 마스크는 김 서림 방지와 자전거 이용 시 충격에 흔들림 없는 밀착성을 발휘하게 되었다.
이러한 마스크들의 공통적 문제점은 김 서림이다. 안경과 선글라스 이용자들의 마스크 착용 시 불편함을 해소하고 착용 빈도 횟수를 고착화하기 위해 김 서림 방지의 대책을 구상해본다. 대게 호흡하는 부분을 밀폐하는 목적으로 착용하는 마스크는 들숨, 날숨 일 때 뜨거운 공기가 배출 되지 못한다.
오는 6월 5일 '세계 환경의 날'을 맞아 한국갤럽이 미세먼지로 인한 생활 불편 정도, 미세먼지 나쁨 예보 시 외출과 마스크 착용 여부를 조사했다.
미세먼지방지 KF 섬유를 활용한 스카프 마스크의 특징은 첫째 귀걸이를 따로 만들지 않고 구멍을 만들어 한 단계의 생산 공정을 줄였고 둘째 KF 미세먼지 필터 섬유와 신축성이 좋은 스판덱스섬유를 간단하게 봉제하는 방식으로 제조단가를 줄이고 밀착성을 높였다. 이번 연구를 통해 기존에 개발되어있지 않은 실용성 있는 일회용 스카프 마스크를 제작하였고 밀착성과 김 서림 방지 기능을 강화한 자전거용 미세먼지 귀걸이 마스크와 스카프 마스크를 개발하였다.

대상 데이터

일회용 마스크의 디자인은 재료의 양을 줄이는 것 보다 생산 공정을 최소화 시켜 제조단가를 줄이는 방법으로 자전거 이용자들이 편하게 사용하도록 디자인하였다. 필자가 디자인한 일회용 귀걸이 마스크와 스카프 마스크는 KF80섬유를 사용했고 여가효율은 입경 0.3-0.5㎛에서 27.97%로 가장 낮게 나타났고 5-10㎛에서 80.41%로 가장 높은 효율을 보이는 섬유이다.

성능/효과

2017년 5월 23일부터 25일까지 사흘간 전국 성인 1,003명에게 미세먼지로 인한 불편함 정도를 물은 결과 ‘매우 불편하다’ 57%, ‘약간 불편하다’ 25%로, 우리 국민 열 명 중 여덟 명(82%)이 미세먼지 때문에 불편함을 느끼는 것으로 나타났다.
4. 안경 착용자의 증가와 대부분의 자전거 이용자가 선글라스를 착용한다는 점을 감안하여 일회용이지만 김 서림 방지 기능을 디자인의 주안점으로 생각한다.
4 는 200m 자전거 전력질주 후 마스크 형태별 김서림 비교분석이고 표4는 마스크 형태별 특징이다. 4개 사의 마스크 K,A,C,I 실험 결과 얼굴을 덮어주는 I사 마스크가 밀착성이 좋아 자전거를 탈 때 적절한 것으로 보이며 고정와이어에 스펀지가 부착되어 있는 제품이 그렇지 않은 것에 비하여 김 서림 방지에 효과적인 것으로 알 수 있었다. 또한 가로 접힘 마스크보다 세로 접힘 마스크가 입 앞 공간을 유지해주어서 쾌적한 사용감을 주는 것을 알 수 있었다.
5는 필자가 개발한 마스크로 디자인의 주 안점은 첫째 세로방향 접힘으로 입 앞 마스크 내 공간을 충분히 확보하고 거친 숨에도 입에 닿지 않게 접힘 부위가 강하게 접합되게 하였다. 둘째 마스크의 밀착성을 높이기 위해서 I사 마스크와 같이 볼 부위 2.5cm 정도의 확장으로 제작됨에 따라 착용감을 극대화 시켰다. 셋째, 기존 실험에서 콧대 고정 와이어에 부착된 스펀지가 김 서림 방지에 큰 효과가 있는 것으로 판단하여 코에 맞는 입체적인 디자인으로 위로 새어나오는 공기를 완벽하게 차단하는 스펀지 패드를 부착 하였다.
4개 사의 마스크 K,A,C,I 실험 결과 얼굴을 덮어주는 I사 마스크가 밀착성이 좋아 자전거를 탈 때 적절한 것으로 보이며 고정와이어에 스펀지가 부착되어 있는 제품이 그렇지 않은 것에 비하여 김 서림 방지에 효과적인 것으로 알 수 있었다. 또한 가로 접힘 마스크보다 세로 접힘 마스크가 입 앞 공간을 유지해주어서 쾌적한 사용감을 주는 것을 알 수 있었다.
셋째 코지지대에 부착된 스펀지를 유선형디자인으로 제작하여 위로 새어나오는 공기를 완벽하게 차단하고 자전거 이용 시에 흔들림 없는 밀착성 높은 마스크를 개발하였다. 미세먼지방지 KF 섬유를 활용한 스카프 마스크의 특징은 첫째 귀걸이를 따로 만들지 않고 구멍을 만들어 한 단계의 생산 공정을 줄였고 둘째 KF 미세먼지 필터 섬유와 신축성이 좋은 스판덱스섬유를 간단하게 봉제하는 방식으로 제조단가를 줄이고 밀착성을 높였다. 이번 연구를 통해 기존에 개발되어있지 않은 실용성 있는 일회용 스카프 마스크를 제작하였고 밀착성과 김 서림 방지 기능을 강화한 자전거용 미세먼지 귀걸이 마스크와 스카프 마스크를 개발하였다.
본 연구에서 기존 제품을 보완하기 위해 KF 섬유를 활용한 자전거용 귀걸이 미세먼지 마스크의 특징은 첫째 세로방향 접힘으로 입 앞 마스크 내 공간을 충분히 확보하고 거친 숨에도 입에 닿지 않게 접힘 부위가 강하게 접합 되게 하여 답답함을 최소화 하였다. 둘째 측면 밀착성을 높이기 위해서 볼 부위 2.
마스크의 착용목적은 미세먼지차단이 가장 컸고, 다음으로는 햇빛, 외부온도, 바람차단 순이다[13]. 이번 조사 결과를 요약하면, 우리 국민 열 명중 여덟 명은 미세먼지로 인해 생활의 불편함을 느끼고 있으며 미세먼지 농도가 높은 날 절반가량은 가급적 외출을 자제하는 것으로 나타났으나, 생업 종사자 상당수는 그렇지 못한 상황이었다. 황사/미세먼지 마스크를 더 불편하게 평가하고 있으며, 이는 공기 유입을 제한하도록 설계한 특성 때문이라 해석할 수 있다.

후속연구

1. 일회성으로 쓰여야하는 미세먼지마스크의 특성상 일회성 재료와 생산 공정을 최소화한 디자인으로 연구범위를 제한한다.
2. 일상에서 가장 많이 쓰이는 일반 귀걸이마스크와 스카프마스크로 연구범위를 제한한다.
시중에 다양하게 판매되는 직물류의 자전거용 마스크는 미세먼지 차단에 큰 도움이 되지 못한다. 그리하여 자전거라이더를 위한 일회성 초미세먼지 마스크가 더욱 필요한 시점이라 생각하여 이번 연구를 시작한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	초미세먼지의 장시간 흡입으로 인한 피해는 무엇입니까?	대한민국 미세먼지 농도는 경제협력개발기구(OECD) 35개국 중 터키 다음이며, 이런 추세는 지속적으로 증가 하고 있다[1]. 특히 초미세먼지를 장시간 흡입 했을 경우 호흡기, 안구, 피부건강은 물론 노인에게는 치매를 일으키기도 하며 성장이 끝나지 않은 아이에게는 내분비 교란 작용을 일으켜 성조숙증 위험성을 높이고 올바른 성장을 방해하는 것으로 알려져 있다. 또한 초미세먼지는 세계보건기구(WOH)에서 일급발암물질로 지정된 만큼 인간의 건강에 치명적이다[2].
	미세먼지란 어떻게 구분됩니까?	미세먼지란 입자의 크기에 따라 50μm 이하인 총먼지 (TSP, Total Suspended Particles)와 입자크기가 매우 작은 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 구분한다. 미세먼지는 다시 지름이 10μm보다 작은 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5μm보다 작은 미세먼지(PM2.5)로 나뉜다. PM10이 사람의 머리카락 지름(50~70μm)보다 약 1/5~1/7 정도로 작은 크기라면, PM2.
	식품의약품 안전처가 인증하는 보건용 마스크가 작은 먼지까지 차단할 수 있는 이유는?	보통 미세먼지 마스크로 많이 언급되는 것은 식품의약품 안전처가 인증하는 보건용 마스크로 일반 방한용 마스크와 다르게 특수필터가 내장돼 있다. 식약처 에서는 미세먼지 마스크가 미세입자의 크기가 평균 0.6μm인 것을 80% 이상 차단할 수 있어야 허가를 해주기 때문에 식약처에서 허가 받은 미세먼지 마스크는 아주 작은 먼지까지 차단할 수 있다[8]. 또한 미세먼지 마스크의 차단효과가 높은 이유는 일반 보건마스크에 비해 틈이 더 작고 정전기로 미세먼지와 먼지에 흡착되어 있는 미생물을 잘 걸러내기 때문이다.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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