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국문요약
Abstract
목차
제1장 서론 27
제2장 이론적 고찰 29
2.1. 자외선의 활용 29
2.2. 자외선의 응용분야 32
(1) UV 경화 분야 32
(2) UV 살균·정화 분야 33
(3) 분광분석 36
(4) 광선치료 37
(5) 광촉매 정화 38
2.3. 자외선의 위해성 39
(1) 광생물학적 위험 39
(2) 오존 위험성 40
(3) UV 관련 국내 사고 사례 41
제3장 국내·외 안전관리 현황 42
3.1. UV 광원을 활용한 공간 살균기기 관련 국제표준 43
(1) IEC 62471 Photobiological safety of lamps and lamp systems 43
(2) IEC PAS 63313 Position statement on germicidal UV-C irradiation UV-C safety guidelines 46
(3) UL8802, UL8803 48
(4) RP-44-21, LM-92-22 48
(5) ISO 15858:2016 49
3.2. UV 광원을 활용한 공간 살균기기 국내·외 규정 51
3.2.1. 국내 규정 51
3.2.2. 해외 규정 58
제4장 안전성 조사 63
4.1. 시험 기준 63
4.2. 시험 장비 67
4.3. 측정 방법 및 절차 69
4.4. 시험 결과 71
4.4.1. UV 광원을 활용한 휴대용 공간 살균기기 71
4.4.2. UV 광원을 활용한 고정 및 매입형 공간 살균기기 73
4.4.3. UV 광원을 활용한 이동형 공간 살균기기 80
제5장 안전성 확보 방안 연구 83
5.1. 표시사항 86
5.2. 광생물학적 안전성 평가 98
5.3. 동작 감지기를 이용한 보호장치 106
5.3.1. 동작 감지기 고장 108
5.3.2. 동작 감지기의 감지범위 확인 109
5.3.3. 면제경계와 동작 감지기 감지범위 비교 117
5.3.4. 동작 감지기의 내구성 시험 119
5.4. 기타 요구사항 121
5.4.1. UV 방사 준비단계 121
5.4.2. UV 방사 단계 124
5.4.3. 제어기기 128
5.5. 오존 노출 한계 130
5.6. 시험방법 유효성 확인 137
5.6.1. 광생물학적 안전성 평가 138
5.6.2. 동작 감지기를 이용한 보호장치 142
5.6.3. 오존 노출 한계 156
제6장 결론 157
참고문헌 160
부록_UV 광원을 활용한 공간 살균기기 - 안전요구사항 안전기준(안) 163
그림 1. 전자기파 스펙트럼 29
그림 2. 자외선의 파장 30
그림 3. 살균 효과 곡선 31
그림 4. UV 경화로 인한 잉크의 중합반응 32
그림 5. 자외선을 이용한 살균 원리 34
그림 6. 분광분석기의 구성 37
그림 7. UV 광촉매 정화의 원리 38
그림 8. WORKING GROUP 23에 의한 UV 살균기기의 분류 43
그림 9. UV-C SAFETY GUIDELINES 오존 경고 표시 예시 61
그림 10. IEC PAS 63313 UV-C 위험그룹 66
그림 11. 광생물학적 안전성 측정 장비(IDR 300) 68
그림 12. 광생물학적 안전성 측정 장비(D7 Diffuser) 68
그림 13. 유효복사조도의 소프트웨어 측정 프로그램 69
그림 14. 휴대용 UV 복사계 70
그림 15. 유효복사조도의 소프트웨어 도출 결과(예시) 70
그림 16. UV 광원을 활용한 공간 살균기기 배광분포 예시 91
그림 17. UV 광원을 활용한 이동형 공간 살균기기 면제경계 예시 91
그림 18. UV 광원을 활용한 고정 및 매입형 공간 살균기기 면제경계 예시 92
그림 19. 광생물학적 안전성 측정을 위한 UV 광원을 활용한 공간 살균기기의 분류 99
그림 20. UV 광원을 활용한 고정 및 매입형 공간 살균기기 광생물학적 안전성 시험측정 거리 101
그림 21. UV 광원을 활용한 이동형 공간 살균기기 동작 감지기 시험 방법 111
그림 22. UV 광원을 활용한 고정 및 매입형 공간 살균기기 동작 감지기 시험 방법 112
그림 23. UV 광원을 활용한 공간 살균기기 광생물학적 안전성 시험 사진 138
그림 24. A 시료 스펙트럼 복사 조도 측정 결과 그래프 139
그림 25. B 시료 스펙트럼 복사 조도 측정 결과 그래프 140
그림 26. C 시료 스펙트럼 복사 조도 측정 결과 그래프 141
그림 27. 동작 감지기 감지영역 시험결과 145
그림 28. A 시료 배광분포 146
그림 29. A 시료 스펙트럼 복사 조도 측정 결과 그래프(45°) 147
그림 30. A 시료 면제경계와 동작 감지기 감지범위 비교 결과 148
그림 31. B 시료 배광분포 149
그림 32. B 시료 스펙트럼 복사 조도 측정 결과 그래프(45°) 150
그림 33. B 시료 면제경계와 동작 감지기 감지범위 비교 결과 151
그림 34. C 시료 배광분포 152
그림 35. C 시료 스펙트럼 복사 조도 측정 결과 그래프(45°) 153
그림 36. C 시료 면제경계와 동작 감지기 감지범위 비교 결과 154
그림 37. 동작 감지기 내구성 시험 장비 155
그림 38. UV 광원을 활용한 공간 살균기기 오존 측정 시험 사진 156
초록보기
최근 코로나-19의 지역사회 확산으로 개인위생에 관한 관심이 증가하여 방역활동이 생활 일부로 자리 잡고 있으며 효율적인 방역 작업을 위한 다양한 방법들이 모색되고 있다. 대표적으로 천장이나 벽면에 고정 설치되거나 원하는 곳에 직접 이동하여 설치하여 공간을 살균하는 UV 광원을 사용한 공간 살균기기와 마스크, 스마트폰 같은 생활용품을 소독하기 위한 휴대용 공간 살균기기 등이 주목받고 있다. 그중에서도 사무실이나, 매장 등에서 많이 사용하는 고정형, 이동형 조명기기에 UV 광원을 사용하여 조명기능과 공간살균기능을 융복합한 조명기기에 대한 개발 수요가 늘어나고 있으나 안전성을 평가할 수 있는 시험방법 및 안전기준이 마련되지 않아 사용자의 UV 노출에 대한 안전 확보가 불투명한 상황이다.
또한, 국내에서 전기용품을 제조 및 판매를 위해서는 전기용품 및 생활용품 안전관리법에 따른 안전인증을 취득하여야 하나 UV 광원을 사용하여 공간을 살균하는 제품은 안전인증 대상에 포함되어 있지 않고 전용 안전기준이 마련되어 있지 않아 안전성 검증 없이 시중에 판매가 되는 상황이다.
따라서 본 연구에서는 시중에 판매되고 있는 UV 광원을 활용한 공간 살균기기에 대하여 광생물학적 안전성 시험을 통하여 제품의 위험성을 분석하였고, 해당 위험성으로부터 인체를 보호할 수 있는 안전장치 및 안전요구사항을 제시하였다. 최종적으로 UV 광원을 활용한 고정 및 매입형 공간 살균기기와 이동형 공간 살균기기의 안전성을 확보할 수 있는 안전기준(안)을 제안하여 인증기관에서 안전성 평가에 활용할 수 있도록 방향을 제시하였다.
이를 위하여 UV 광원의 특성, UV 광원의 응용 분야 및 UV 인체 위해성에 관하여 기술하였으며, UV 광원을 활용한 공간 살균기기 관련 국제표준, IEC 국제표준화 현황 및 국내·외 안전관리 현황을 조사 및 분석하였다.
또한, 국내에서 유통 중인 UV 광원을 활용한 공간 살균기기(휴대용 5종, 고정형 8종, 이동형 9종) 22종에 대하여 IEC PAS 63313(Position statement on germicidal UV-C irradiation safety guidelines)을 적용하여 화학적 자외선(actinic UV) 및 근자외선(near UV)에 대한 광생물학적 안전성 평가 및 안전장치 현황을 조사하여 안전성이 확보되지 않은 UV 광원을 활용한 공간 살균기기에서 발생할 수 있는 위험성을 조사 및 분석하였다.
시험결과 22개의 모든 UV 광원을 활용한 공간 살균기기에 대해서 유효복사조도 30 mW·m-2을 초과하였으며 위험그룹(RG3)으로 판정되었다. 또한, 11개의 제품이 자외선 방사 및 오존 발생에 대한 경고 표시가 없어 사용자가 자외선 및 오존 발생에 대한 위험성을 인지하지 못하여 사용자의 위해가 발생할 가능성이 커짐을 확인하였다.
안전장치로는 일부 제품이 지연 점등기능, UV 방사 경고, 방사 시간 제어 등을 포함하고 있었지만 5개 제품에 대해서만 인체감지 센서를 내장하여 사람이 제품 가까이 접근하면 자동으로 UV 방출을 차단하는 기능을 갖추고 있었다.
하지만 해당 5개의 제품 모두 UV 방사 범위보다 좁은 범위에서 센서가 동작하는 것으로 확인되어 UV를 효과적으로 차단해주지 못하여 사용자가 과도한 자외선에 노출될 위험성이 있는 것으로 확인되었다.
본 연구의 주요 결과는 다음과 같다.
1. 본 논문을 통해 UV 광원을 활용한 공간 살균기기의 설치 방식(고정 및 매입형, 이동형)에 따라 화학적 자외선(actinic UV) 및 근자외선(near UV)의 광생물학적 안정성을 평가할 수 있는 시험방법과 UV 광원을 활용한 공간 살균기기의 안전한 사용을 위한 자외선 및 오존 발생을 사용자가 인지할 수 있도록 제조자에게 제품표시사항 및 사용설명서 요구사항을 제시하였다.
2. 사용자의 UV 노출을 차단할 수 있는 방법으로 동작 감지기를 통한 안전성 확보 방안을 제시하였고 동작 감지기의 감지범위 확인 시험방법 및 UV 방사 영역과의 감지범위 비교시험 항목을 도출하였다. 또한, 동작 감지기의 신뢰성을 확보할 수 있도록 동작 감지기 고장 시험, 동작 감지기 내구성 시험방법을 제시하였다. 추가적으로 UV 방사 준비단계, UV 방사 단계 각 단계에서 요구되는 안전 요구사항과 제어장치 요구사항 및 오존측정에 대한 시험방법을 제시하였다.
3. 본 논문에서는 최종적으로 천장 및 벽면에 고정 또는 매입되어 실내공간을 살균하는 UV 광원을 사용한 고정 및 매입형 공간 살균기기와 원하는 곳으로 이동하여 공간을 살균하는 UV 광원을 활용한 이동형 공간 살균기기에 대한 안전기준(안)을 도출하였다.
본 연구결과를 바탕으로 UV 공간 살균기기의 표시요구사항, 광생물학적 안전성 평가 방법, 동작 감지기를 이용한 보호장치 요구사항, 기타 요구사항 및 오존 노출 한계와 같이 총 5가지의 UV 공간 살균기기의 안전을 확보할 수 있는 안전기준(안)을 도출하고 결론을 제시하였다.MARC 보기
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