KF94 마스크의 원리 및 KF94의 의미는 무엇일까

안녕하세요. 공돌이 입니다.

미세먼지 차단, 감염병 예방, 위생 유지처럼 다양한 목적으로 마스크는 사용되고 있습니다. 최근 몇년간 미세먼지로인해 많은 분들께서 마스크를 구매하여 사용하고 있었습니다. 특히 근 몇달 간은 감염병 예방목적으로 마스크가 품귀현상을 보이고도 있습니다. 특히 KF94라는 용어가 마스크의 메이커 마냥 자주 목격이 되고 있습니다. 하지만 KF94는 메이커가 아니라 마스크의 성능의 지표를 나타냅니다. 우리가 잘 모르던 마스크의 과학적 원리와 성능 지표에 대해서 알아 보고자 합니다. 또 어떤 종류의 마스크가 어떤 상황에 적합한지 함께 알아보겠습니다.

 

a. 마스크의 원리

마스크의 사전적의미는 병균이나 먼지 따위를 막기위해 코와 입을 가리는 물건입니다. 주로 마스크에 대한 원리를 설명할 때 시중에서 쉽게 찾아 볼 수 있는면 마스크와 황사 마스크 두 종류를 이용합니다. 면 마스크의 경우 일반 섬유로 만들어지기 때문에 빈틈이 매우 많아 먼지와 병균이 쉽게 통과 할 수 있습니다. 아래 그림이 일반 섬유의 조직 그림 예시도 입니다

 

 

그림처럼 흔히 우리가 잘 아는 와플 모양의 구조가 바로 섬유 조직의 모양이라고 생각하면 쉽습니다. 빨간색 표시는 먼지 또는 병균을 표현한 모습니다. 섬유조직이 직교하고 있기 때문에 빈틈이 많아 쉽게 통과할 수가 있습니다. 따라서 면 마스크를 사용하면 작은 먼지나 병균을 완벽히 차단하는 것은 어렵다고 할수 있습니다. 하지만 침 방울처럼 5 ~ 10 마이크로미터 수준의 침 방울은 차단 효과, 혹은 밖으로의 전파 효과를 막을 수 있기 때문에 고성능 마스크가 없을경우에는 충분히 사용이 가능하다고 판단할 수 있습니다.

 

그렇다면 미세먼지 차단 마스크의 구조는 어떻게 되어 있을까요? 미세먼지 차단 마스크는 부직포 재질의 필터를 내재하고있습니다. 아래는 부직포 재질의 필터 조직의 그림 예시도 입니다.

위의 그림에서처럼 필터 조직이 매우 촘촘하여 미세먼지나 병원균이 통과하기 힘든 구조임을 알 수 있습니다. 하지만 이러한 구조라도 약 0.1 마이크로미터수준의 초미세먼지는 걸러 내기가 어렵습니다. 그래서 우리가 흔히 알고있는 미세먼지 마스크에는 부직포 재질의 필더 다음에 정전기 필터가 있습니다. 정전기는 우리가 흔히 풍선으로 머리를 지속적으로 문지른 후 머리카락이 풍선을 향해 붕 떠있는 모습이나, 겨울철 문을 잡았을 때 앗 따가워 라고 전기가 튕기는현상 등을 볼 수 있습니다. 이러한 정전기는 물체와의 마찰로 인해 전자를 잃은 쪽과 그렇지 않은 쪽의 전위차가 생기고 이후 전류가 흐를 수 있는 물체에 닿았을 때 전류가 흐르면 흔히 불꽃이 튀기는 현상을 보이게 됩니다. 흔히 우리가 말하는 초미세먼지의 경우 금속 화합물, 탄소 화합물 등으로 극성을 보이고 있기때문에 정전기에 반응을 할 수 있습니다. 따라서 정전기를 필터에 입히는 정전 처리 기술 이라고 불리는 매우 높은 기술로 필터를 만들고 있습니다. 이렇게 만들어진 정전기 필터는 초미세먼지를 통과하지 않도록 막아주게 됩니다. 이러한 정전기는 수분에 약합니다. 그래서 착용을 하거나 세척을 하면 더 이상 정전기효과가 사라지기 때문에 황사 마스크로써 소용이 없다는 것이 이러한 이유 때문입니다.

 

b. KF94의 의미

KF는 korea filter의 약자입니다. 우리나라 식품의약품안전처에서 인증한 마스크 품질 규격을 나타낼 때 사용이 되고 있습니다. 2018년도에는 식품의약품안전처 보도자료에 의하면 KF80, 94, 99 중 94, 99 제품만 감염원 차단 기능이 있음에도 KF80이 동일 효과가 있는 것처럼 허위 광고를 적발한 사례가 있었습니다. 따라서 각각의 수치가 어떤 의미를 가지고 있고, 어떤 효과가 있는지 잘 알고 있을 필요가 있습니다. 아래 내용은 식품의약품안전처 자료 입니다.

 

KF80 평균 0.6 마이크로미터 입자를 80% 이상 차단

KF94 평균 0.4 마이크로미터 입자를 94% 이상 차단

KF99 평균 0.4 마이크로미터 입자를 99% 이상 차단

 

즉 KF80<KF94<KF99 순으로 KF99가 가장 차단 효과가 높으면 KF80은 감염원 차단 기능이 없다고 합니다. 따라서 KF94, KF99표기가 되어 있는 제품을 사용해야 지금처럼 감염병이 유행할 때 효과를 볼 수 있습니다.

 

물론 필터가 좋다는 것은 공기가 유입되는 것도 어렵다는 것을 의미하게 됩니다. 즉 숨쉬기가 매우 어려울 수 있습니다. 따라서 전문 의료진처럼 의료 종사자의 경우 KF99를 사용하고있고, 일반 분들에게는 KF94로 충분히 감염원을 차단하여 병으로부터 예방을 할 수 있습니다.

마스크 중에서도 바이러스 차단에 가장 효과적인 마스크도 있다고 합니다. 미국 국립보건원 산하 국립산업안전보건연구원의 인증을 받은 N95입니다. 이는0.3 마이크로미터 수준의 입자도 차단한다고 알려져 있습니다.

참고로 마스크를 오래 쓰기 위해 앞 뒤를 섞어서 쓰시는 분은 없다고 믿습니다만, 필터 구조상 앞 뒤를 거꾸로 쓰게 되면 효과가 급감하게 됩니다. 꼭 올바른착용법을 숙지 하시어 착용해 주셔야 합니다.

 

c. 결론

점점 공기중 미세먼지와 신규 감염병의 출현으로 마스크의 요구가 높아지고 있습니다. 필터 교체형, 재활용 가능한 마스크 등 다양한 아이디어와 제품들이 출시 대기 중 입니다. 새로운 마스크의 개발에 앞서 환경에 대한 규제와 평소의 위생관리에 더 신경을 써야하는 시기가 아닌가 생각이 듭니다.