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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
나노복합체의 가공 시 공기 중에 발생하는 입자의 특성 연구
- 연구책임자
- 권지운 외 2명
- 수 행 연 도
- 2019년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- ,
1. 연구배경
○ 제조나노물질은 유용한 물리적 및 화학적 특성을 이용하기 위하여 다양한 분야의 신소재와 기구를 생산하기 위한 재료로 적용범위와 사용량이 확대
○ 산화아연 제조나노물질은 자외선 차단, 높은 촉매효율, 광전도성, 발광성 등 유용한 특성을 가지고 있어 국내에서는 2014년 기준으로 제조나노물질 중 네 번쨰로 많은 양이 수입·사용
○ 나노복합체란 고분자 재료에 제조나노물질을 분산시켜 재료의 물리·화학적 특성을 강화시킨 신소재로 기계가공 과정에서 제조나노물질과 제조나노물질이 함유된 입자가 공기 중으로 방출되어 작업자가 노출될 수 있음
○ 산화아연 나노복합체를 기계적으로 가공 시 공기 중에 방출되는 입자에서 기인되는 잠재적 위험성으로부터 작업자를 보호하기 위해, 산화아연이 함유된 나노복합체의 사포질 시 나노입자의 비산 가능성과 특성을 파악할 필요가 있음
2. 주요연구내용
- 연구결과
○ 거칠기가 높은 사포로 사포질 시 상대적으로 거칠기가 낮은 사포로 사포질에 비해 높은 수 농도와 낮은 호흡성 분진의 농도를 나타내었으며 산화아연 나노물질의 함유율이 증가할수록 입자의 수 농도와 호흡성 분진의 농도는 증가하는 경향을 보임
○ 사포의 거칠기와 산화아연 나노물질의 함유율에 따른 수 농도와 질량 농도의 입자 크기 분포는 눈에 띄는 차이를 관찰할 수 없었으며 수 농도의 증가는 40 nm 이하의 나노 크기 입자 피크의 증가와 관련이 있었고, 질량 농도의 증가는 1 ㎛ 이상의 큰 입자의 증가와 관련이 있었음
○ 산화아연-폴리프로필렌 복합체 시료를 사포질 시 비산된 입자에서 베이스 물질에 묻혀 있지 않은 산화아연의 나노입자가 단량체부터 10 ㎛ 이상의 집합체 까지 다양한 크기로 관찰되었음
○ 10% 산화아연 나노물질을 함유한 폴리프로필렌 복합체에서는 공기 중 입자수 농도와 관련이 높은 100 nm 미만 크기의 나노 입자 중 절반이 산화아연 나노입자인 것으로 나타났으며, 산화아연 나노입자가 분산되어 묻혀 있는 복합체 입자는 100 nm 이상부터 마이크로미터 크기의 큰 입자로 존재
- 시사점
○ 고분자에 산화아연 나노입자를 첨가하면 소재의 특성이 변화되어 작업자가 복합체를 기계적으로 가공할 때 산화아연 나노입자가 많이 첨가된 물질일수록 더 높은 농도 수준의 나노입자에 노출될 수 있으며, 공기 중에 비산된 복합체 입자와 함께 베이스 물질로부터 분리된 산화아연의 나노입자를 흡입할 가능성이 있음을 규명
3. 연구활용방안
- 제언
○ 산화아연 나노복합체의 기계 가공 시에는 산화아연 나노입자와 복합체 입자가 공기 중에 비산될 수 있으므로, 사전예방주의 원칙을 적용하여 작업자의 보호를 위한 작업관리 조치를 취하는 것이 바람직함
○ 향후 실제 작업현장에서 작업자의 노출 수준 측정 또는 현장과 유사한 실험 조건 하에서의 시뮬레이션 평가와 나노복합체에서 방출되는 입자의 독성에 대한 연구 등 입자의 유해성과 위해성에 대한 후속 연구가 필요함
- 활용
○ 나노복합체 가공으로 인하여 방출되는 입자 특성에 대한 기초자료 제공
○ 나노물질 취급 근로자의 건강을 보호하기 위한 기초자료 제공
4. 연락처
- 연구책임자 : 산업안전보건연구원 직업환경연구실 권지운
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문의처
- 연구기획부
- 제유리
- 052-703-0814
