최근 몇 년 동안 환경문제가 두드러지면서 황사, 중국 및 국내의 미세먼지를 차단하기 위한 보건용 마스크의 수요가 증가해 왔으며, 현재는 코로나19 사태로 인해 마스크 및 공기청정기의 수요 및 생산업체 등이 점점 증가하고 있는 추세이다.
장기간 미세먼지에 노출되면 면역력 저하, 호흡기 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종 질병에 노출될 수 있으며, 코로나19에 노출될 경우에는 발열, 기침, 호흡곤란, 폐렴 증세와 사망까지도 이를 수 있어 이에 대한 예방책이 시급한 상황이다. 따라서 마스크의 사용 대상, 사용 장소 등 자신에게 적합한 마스크를 착용하는 것이 강조되고 있으며, 마스크 종류별 시험 규격 및 가이드라인의 규제 또한 강화되고 있다.

KCL 공기환경센터에서 현재 진행하는 마스크류 시험은 다음과 같은 인증 및 허가를 진행하고 있으며, 국내 마스크 시험기관 중 최초로 유럽 호흡기 보호구[EN 149] 시험과 CE 인증 시험기관으로 지정될 예정이다.

마스크의 종류와 호흡기 보호에 대한 중요성이 대두되는 만큼 신형 마스크에 대한 개발도 증가하고 있다. 그중에서도 전자식 마스크, 일명 마스크형 공기청정기는 현재 전 세계적으로 빠른 속도로 개발·출시되고 있다. 마스크형 공기청정기는 일상생활에서 입자 에어로졸로부터 호흡기를 보호할 목적으로 사용되며, 호흡기로 유입되는 미세먼지를 전자식 여과장치에 의해 제거되는 기능을 가진다. 마스크 전면에 분진제거용 여과장치가 장착된 것으로 여과장치는 팬동력으로 작동되며, 안면에 착용이 가능한 마스크형 제품이다.
마스크 형태는 기능에 따라 흡기형 및 호흡기형, 2가지로 분류된다. 흡기형은 마스크형 공기청정기에 흡기용 팬만 설치된 것이고, 호흡기형은 호기용 및 흡기용 팬이 모두 설치되거나 한 개의 팬이 호기 및 흡기용으로 사용된 것을 지칭한다.
마스크형 공기청정기의 구조는 안면부, 여과재(필터), 흡기구(또는 호기구), 호기밸브, 머리끈, 전원부 등으로 구성된다. 여과재에 의해 입자 에어로졸 등이 제거된 깨끗한 공기가 흡기구를 통하여 흡입되고 체내의 공기는 호기 밸브 또는 호기구를 통하여 외기 중으로 배출하게 되는 것으로 부품을 자유롭게 교환할 수 있는 구조를 갖는다.

마스크형 공기청정기의 시험 항목은 인장강도 시험, 순도 시험, 본체 시험, 낙하 시험, 호기밸브 시험, 무게, 분진 포집 효율 시험, 흡기 저항 시험, 총 누설률 시험, 소음 시험, 필터 교체주기 시험 등으로 총 11가지이다. KCL 공기환경센터에 본체 시험, 소음 시험을 제외한 9가지 시험 항목에 대하여 시험 진행 예정이며, 본체 시험은 그린소재센터에서, 소음 시험은 신뢰성센터에서 진행될 예정이다.

마스크형 공기청정기 등급은 분진 포집 효율, 흡기저항, 총 누설률의 시험결과에 따라 다음과 같이 결정된다.

분진포집효율 시험은 TSI社 8130A-EN 시험장비를 이용한다. 8130A는 보건용 마스크의 분진포집효율 시험과, EN149의 투과 시험의 규격에도 맞추어 사용할 수 있는 장비이다. 시험입자는 염화나트륨과 파라핀 오일 미스트를 사용하며, 마스크를 지그에 장착했을 때, 안면부 통과 전, 후의 입자 농도를 통해 효율이 계산된다.
흡기저항 시험은 시험용 인두에 마스크를 착용시켜 30 LPM의 연속유량으로 통과시켰을 때의 차압을 결과값으로 한다. 일반적으로 차압 값이 낮을수록 호흡에 더 편안함을 느낀다. 총 누설률 시험은 피실험자가 직접 마스크를 착용하고 염화나트륨 에어로졸이 발생되는 챔버 내부로 들어가 시속 6 km로 걸으며 챔버 내부의 염화나트륨 농도와 마스크 내부의 염화나트륨 농도, 흡기, 호기시간을 측정하여 누설률을 계산한다.

흔히 볼 수 있는 부직포 형태의 마스크 시험과는 다르게 마스크형 공기청정기의 경우, 마스크에 부착되는 필터로 인해 ‘필터 교체 주기 시험’이 포함된다. 필터 교체 주기 시험은 미세먼지(염화나트륨) 누적, 분진 포집 효율 평가, 흡기저항 평가의 3가지 순서로 반복적으로 이루어지는 시험이다. 시험방법은 좌측의 ‘Step 1~3’과 같다.
각 시험항목이 ‘마스크 공기청정기 등급 및 기준’을 만족하지 않을 경우에는 2주 이내로 기록하고 불합격 처리하며, 만족할 경우에는 Step 1~3 시험방법을 1회 더 반복 수행한다. 추가 반복시험에서도 분진 포집 효율과 흡기저항을 만족하면 필터 교체 주기는 4주를 만족하는 것이다.

코로나19로 인해 일상생활에서 마스크를 장시간 착용하는 사람들이 늘어나면서, 다양한 소재로 만들어진 마스크에 대한 관심이 높아졌다. 현재 국내에서는 부직포 마스크 이외 제품에 대해서 기준과 시험방법이 없는 상태이지만, 앞서 설명한 마스크형 공기청정기의 몇몇 제품은 이미 해외에서는 판매가 진행되고 있어 국내에도 수요가 늘어날 것으로 전망된다.
KCL 공기환경센터는 한국공기청정협회에서 만든 규격을 기준으로 하여 마스크형 공기청정기에 대한 시험을 진행할 예정이다. KCL 공기환경센터에서는 소비자들이 믿고 사용할 수 있도록 마스크류 및 에어필터 분야의 시험과 연구를 끊임없이 진행하여 다양성을 가진 제품들의 성능을 확인할 수 있는 기반을 마련할 것이다.