□ 최근에 3D 프린터가 대중화됨에 따른 안전보건 이슈의 지속적 부각

  ○ 3D 프린터를 개인, 학교, 사무실 등 비산업장에서 사용 빈도 증가

  ○ 이에 따라 3D 프린팅을 통하여 발생되는 나노물질의 유해성 확인을 위한 과학적 근거 마련을 위한 연구의 필요성 대두

2. 주요 연구내용

□ 연구결과

  ○ 3D 프린팅 산업 실태 및 관련 문헌조사

    - 3D 프린팅 산업 실태와 문헌조사를 통하여 산업 분야별 시장, 산업 활용, 기술 방식 등 검토

    - 수요가 많고 유해성이 우려되는 프린팅 방식과 소재 선택(FDM, ABS 소재)

  ○ 3D 프린터 다중발생 장치와 비부노출형(Nose-only exposure type) 흡입챔버 연동시스템의 실험조건 확인 및 동물실험을 위한 노출조건 확립

    - 3D 프린터 다중 발생장치 검증 

    · 기밀성 : 3D 프린터 발생장치의 기밀성 테스트 결과 97.13%∼99.68% 로 확인됨

    · 균일성 : 비부노출 흡입챔버 타워에서 각 층별 노즐 포트의 공기유량 균일성 측정결과 1.01∼1.03 LPM 로 확인됨

    - 조건별 나노물질 발생실험

    · 노즐의 토출 속도 : 토출 속도가 증가함에 따라 입자 수 농도와 질량 농도 증가

    · 토출 온도 : 토출 온도가 상승함에 따라 입자 수 농도와 질량 농도 증가

    · 희석공기 유량 : 희석비율이 감소함에 따라 입자 수 농도와 질량 농도 증가

    · CMD : 100.44 ㎚

    · MMAD : 228.30 ㎚

    - 동물실험을 위한 노출 환경 조성, 발생물질 농도의 안정성 및 재현성

    · 비가습 시 비부노출형 흡입챔버 환경 : 온도 24.58℃, 상대습도 5.72%. 산소농도 20.37%

    · 가습 시 비부노출형 흡입챔버 환경 : 온도 24.04℃, 상대습도 43.63%, 산소농도 20.31%

    · 발생물질 농도의 일내 안정성 : 입자 수 농도 및 질량 농도는 발생시작 후 약 40분 뒤부터 안정적 유지

    · 발생물질 농도의 일간 재현성 : 입자 수 농도 및 질량 농도의 평균값에서 오차범위는 각각 최대 10.63%, 12.35%로 OECD TG(Test Guideline)의 ±20 이내 충족 

    - 나노입자 농도 및 TVOCs 농도 

    · 필터 중량법의 기하평균 농도 : 2.34 ㎎/㎥(SMPS의 측정값 1.65 ㎎/㎥)

    · TVOCs 평균 농도 : 51.79 ppb(실내공기질 기준으로 환산 시 118.84 ㎍/㎥)

    - 입자크기 및 형태 

    · 입자 크기 : 대부분의 입자들이 집단을 이루어 수 ㎚ ∼ 수 ㎛까지 다양 

    · 입자 형태 : 다각형 판이 겹쳐진 형태 또는 타원형태, 깃털 형태, 구슬 집단 형태

□ 시사점

  ○ 필라멘트 3D 프린팅 소재의 흡입노출에 의한 생체영향 평가 

    - 실험동물의 환경조건(온도, 상대습도, 산소농도 등)을 충족하도록 개발

    - 3D 프린터 다중발생 장치와 비부노출형 흡입챔버의 연동 시스템 구축을 통한 생체 영향 평가 가능성 확인

    - 농도의 안정성 및 재현성 확인을 통한 반복실험 가능성 확인 

3. 연락처

  - 연구책임자 : 산업안전보건연구원 산업화학연구실 흡입독성시험2부 이성배

  - 연락처 : 042-869-8511

  - E-mail : sblee@kosha.or.kr