작품번호

172

제30회 전국학생과학발명품경진대회

OK!!

샴푸 한 번에 한손으로 끝까지

출품분야 학생작품 출품부문 생활과학 Ⅰ

2008. 5 . 30 .

출품학생 이 동 현

지도교사 구 진 영

‘OK! 샴푸 한 번에 한손으로 끝까지’ 의 요지

1. 제작동기거의 모든 가정에서 편리하게 사용하고 있는 펌프

식 샴푸통! 아침에 머리를 감기 위해 샴푸를 눌러 머

리를 감으면 한번만 눌러도 나온 샴푸의 양이 많아

거품이 너무 많이 생겨 여러 번 씻어야 한다. 또 머

리가 긴 누나는 한 번에 안 되어 여러번 누르며 투

덜거리는 것을보았다.

또한 샴푸를 거의 다 써 양이 적어지면 펌프를 하

여도 내용물이 나오지 않고 남은 양을 사용하기 위

해서는 뚜껑을 열고 펌프대를 빼어서 부어 쓰야 하

기 때문에 여간 불편한 것이 아니다.

이에 개선된 샴푸통을 만들기로 하였다.

<전체 모양>

양

조

절

최대한 내린 경우(4.3ml)

1/2 정도 올린 경우(1.8ml) 완전히 올린 경우(잠김)

고정

및

모두

사용

샴푸통 케이스(흡착판부착) 원터치 캡(잔량이 적을때) 샴푸통바닥(경사짐)

2. 작품요약가. 샴푸통 뚜껑을 이중으로 구성하였다. 두 개의 뚜껑은 나사 형식으로 결합하여

바깥쪽 뚜껑을 돌려 올리면 펌프 거리가 줄어들어 나오는 양을 줄일 수 있고, 끝까지

올리면 샴푸통 잠금장치 역할을 하여 샴푸가 새어 나오지 않게 한다.

나. 샴푸통 바닥을 경사지게 구성하여 샴푸가 아래쪽에 모이게 하고 샴푸가 모이는

쪽 아랫부분에 원터치 캡을 설치하여 조금 남은 잔량은 바로 뽑아 사용할 수 있게

하였다.

다. 샴푸통이 바닥으로 떨어지는 것을 막기 위해 샴푸통 케이스를 만들었다. 샴푸통

케이스는 흡착판을 4개 두어서 타일 바닥에 고정되게 하여 욕실에서는 고정적으로 보

관하고 목욕탕이나 기타 움직여야 할 경우는 케이스에서 분리시켜 운반할 수 있다.

3. 작품내용

4. 제작결과가. 이 작품은 제작에 거의 추가 비용이 발생하지 않으면서도 다양한 기능을 가지고

있어 기존 샴푸통의 불편한 점들(잔량이 남거나, 통이 떨어져 지저분 해지거나, 운반

시 펌프가 눌러지거나 적절하지 않은 양의 샴푸가 나오는 것)을 모두 해결할 수 있다.

또한 샴푸통에 제한된 것이 아니라 이와 같은 원리를 사용하는 모든 통에 적용할 수

있어 그 시장성과 경제적 효용성이 매우 높다고 할 수 있다.

<제목 차례>

1. 제작 동기 및 목적 ································································································· 1

가. 제작 동기 ························································································································· 1

나. 제작 목적 ························································································································· 2

2. 이론적 배경 ··········································································································· 3

가. 피스톤 펌프 ····················································································································· 3

나. 용어의 정의 ····················································································································· 6

다. 선행 연구 ························································································································· 6

3. 작품 제작 계획 ······································································································· 8

가. 제작 대상 및 기간 ········································································································· 8

나. 제작 절차 ························································································································· 8

다. 사전 설문 조사 ··············································································································· 9

4. 작품 제작의 실제 ································································································· 11

가. 제 1 차 작품 제작 과정 ···························································································· 11

나. 제 2차 작품 제작 과정 ······························································································ 14

다. 제 3차 작품 제작 과정 ······························································································ 17

5. 작품 제작 결과 ····································································································· 23

가. 작품의 구조 ·················································································································· 23

나. ‘OK!! 샴푸 한 번에 한 손으로 끝까지’샴푸통의 특징 ········································ 23

6. 활용 및 전망 ········································································································· 25

<표 차례>

표 1 기존 제품의 고찰 ··········································································································· 6

표 2 작품 제작 절차 ··············································································································· 8

표 3 설문지 결과 ··················································································································· 10

표 4 제 1차 작품 설계 ········································································································· 12

표 5 제 1차 작품의 문제점 분석 ······················································································· 14

표 6 제 2차 작품 설계 ········································································································· 15

표 7 시중에 나온 상품에 따른 샴푸의 양과 통에 남은 양에 따른 샴푸의 양 ······· 17

표 8 상품별 펌프대 길이와 샴푸의 양 ············································································· 18

표 9 표본 가정의 남녀 구성과 누르는 횟수 ··································································· 19

표 10 펌프 시 누르는 길이와 샴푸의 양 ········································································· 19

표 11 펌프를 하는 이유 ······································································································· 20

표 12 제 3 차 작품 설계 ···································································································· 21

<그림 차례>

그림 1 피스톤 펌프 ················································································································· 3

그림 2 플린저 펌프 ················································································································· 3

그림 3 피스톤 로드의 굽힘 ··································································································· 3

그림 4 회전 실린더식 레디얼 피스톤 펌프 ····································································· 4

그림 5 고정 실린더식 레디얼 피스톤 펌프 ····································································· 4

그림 6 밸브판 ··························································································································· 5

그림 7 설문조사를 실시하고 있는 모습 ············································································· 9

그림 8 제 1 차 작품의 모습 ······························································································· 13

그림 9 제 2 차 작품의 모습 ······························································································· 16

그림 10 제조사와 누르는 길이에 따른 샴푸의 양 ························································· 19

그림 11 제 3 차 작품의 모습 ···························································································· 22

그림 12 완성작품의 모습 ····································································································· 23

- 1 -

1. 제작 동기 및 목적

가. 제작 동기

- 2 -

위의 만화는 우리 가정에서 흔히 일어나고 있는 상황이다. 우선 첫 번째 상황은

물기가 많고 샴푸 자체가 미끄러우므로 손에서 빠지거나 떨어지거나 또는 샴푸를

두는 곳이 세면대 주변은 난간에 두기 때문에 실수로 건드려 떨어뜨리는 경우이다.

두 번째 상황은 사람들마다 머리카락의 길이와 양이 다른데 한 펌프 시에 나오는

샴푸의 양은 고정되어 있어 우리 같이 짧은 스포츠형의 머리에는 샴푸의 양이 남아

서 환경오염의 우려가 있고 긴 머리 여자들은 여러 번 펌프해야 머리를 감을 수 있

어 많이 불편하다. 마지막 상황은 샴푸의 적어지면 샴푸통에 샴푸가 남아 있어도

펌프로 뽑아 쓸 수가 없어 뚜껑을 열어 뒤집어 사용해야 하는데 이때 샴푸가 통의

입구나 바닥에 무쳐져 지저분해지고 바닥이 미끄러워지는 경우가 생겨 많이 불편하

다.

이에 위의 불편들을 없앨 수 있는 방법은 없을까 생각하게 되었다.

나. 제작 목적

우리가 머리를 감을 때 필요한 적정량의 샴푸를 한 번에 뽑을 수 있는 샴푸통!!!

또한 미끄러지거나 떨어지는 일 없이 샴푸가 안전하게 있을 수 있으며 끝까지 깨끗

하게 샴푸를 다 사용할 수 있는 샴푸통을 제작한다. 이는 적정량의 샴푸만 사용할

수 있도록 하여 수질오염도 줄이고 펌프식 샴프통의 여러 가지 불편한 점을 개선하

여 편리하면서도 안전하게 사용할 수 있는 샴푸통을 만드는데 그 목적이 있다.

- 3 -

2. 이론적 배경

가. 피스톤 펌프

베인 펌프는 기어나 로우터의 회전에 의하여 유압유에 압력을 주어서 송출하는

반면에 피스톤 펌프는 피스톤의 왕복 운동에 의하여 흡입된 유압유에 압력을 주어

송출한다.

크게 분류하여 반경 방향으로 피스톤이 왕복 운동하는 레이디얼형(Redial type)

피스톤 펌프와, 축방향으로 왕복 운동하는 액시얼형(Axial type) 피스톤 펌프로 분

류한다.

일반적으로 피스톤 펌프라 함은 피스톤의 단면적이 피스톤 로드(piston rod)의 단

면적보다 훨씬 크며 주로 저압용으로 쓰인다. 반면에 플런저 펌프는 피스톤과 로드

의 단면적의 차이가 크지 않다. 유압펌프는 플런저 펌프(plunger pump)라고 해도

무방할 정도다. 이는 고압이 작용할 때는 그림 3과 같이 압축력 F에 의하여 로드의

굽힘이 생겨 실린더와 피스톤의 중심이 편심이 되어 실린더의 마모의 원인이 될 수

있기 때문이며 누설 및 압력 감소를 가져올 수 있다.

그림 1 피스톤 펌프 그림 2 플런저 펌프 림 3 피스톤 로드의 굽힘 상태

플런저 펌프는 타 펌프에 비하여 펌프 효율이 가장 높으며 고압유를 송출하는데

적합하다. 그러나 먼지에 대해 매우 민감하며 밸브 디스크에 조금이라도 손상이 가

면 압력 손실과 누설의 원인이 된다.

- 4 -

1) 레이디얼 피스톤 펌프(Radial piston pump)

이 펌프는 실린더 블록내에 피스톤이 방사상으로 배열되어 있고 반경 방향으로

왕복 운동하게 되어 있다. 종류로서는 실린더 블록은 고정되어 있고 축의 회전에

의해 피스톤이 왕복 운동을 하게 되는 고정 실린더형과 실린더 블록이 회전하여 피

스톤이 왕복 운동하는 회전 실린더형의 두 가지가 있다.

레이디얼 피스톤 펌프는 고압의 유압유를 얻을 수 있고 액시얼형에 비해서 최대

회전 속도가 낮으며 용적 효율도 높다. 그리고 운동 상태가 안정된다는 특징이 있

다.

그림 4은 회전 실린더형을 나타낸 것이다.

실린더 블록 로우터가 회전하면 흡입시에는 원심력에 의하여 플런저는 실린더에

서 튀어나오게 되어 흡입구에서 슬라이딩 슈우에 붙어 있는 플런저는 외륜의 링을

접촉 회전하면서 유압유가 흡입되고, 반대로 송출되는 쪽은 플런저가 눌려서 플런

저는 들어가게 되어 송출구가 열리게 되어 송출하게 된다.

이러한 흡입과 송출 작용은 헤드 부분의 밸브판(valve plate)을 닫거나 열어주는

핀들(pintle)에 뚫려있는 송출구와 흡입구의 역할에 의한 것인데 각각의 실린더는

축이 180°회전시마다 한번의 송출을 하게 되는 1회 왕복 운동을 하게 되는 것이다.

즉, 피스톤이 흡입시에는 핀들은 송출구를 닫아주고 흡입구는 열어주게 되고 반대

로 180°회전 후에는 송출 작용이 되기 시작하여 핀들이 흡입구를 닫아주고 송출구

를 열게 된다. 송출 유량은 외륜링의 중심 O1과 실린더 블록의 중심 O2의 차 e(편

심량)의 크기에 따라 가변용량이 가능하게 되어 있다.

그림 4 회전 실린더식 레이디얼 피스톤 펌프 그림 5 고정 실린더식 레이디얼 피스톤 펌프

고정실린더 레이디얼 플런저 펌프는 구동축에 결합된 편심 캠의 구동에 의하여

왕복 운동하는 플런저의 작동에 의하여 흡입과 송출이 이루어진다. 그림 5에서 볼

수 있는 것처럼 각 실린더에는 체크 밸브가 붙어 있어서 한쪽 방향으로만 흐르도록

허용하고 있다.

- 5 -

현재의 위치에서 축이 시계 방향으로 회전을 시작하면 1번 플런저는 흡입을 시작

하고 흡입쪽 체크 밸브는 열리고 송출쪽 체크 밸브는 닫히게 된다. 2번 플런저는

송출 운동을 시작하여 흡입구쪽 체크 밸브는 닫히게 되고 송출쪽 체크 밸브는 열리

게 된다.

그림 5의 3개의 플런저는 축이 1회전 하는 동안 모두 1회의 왕복 운동을 하게 된

다. 이 펌프는 플런저가 링의 내면을 회전하지 않고 왕복 운동만 하게 됨으로 비교

적 높은 압력일 때도 크게 무리가 가지 않는다.

2) 엑시얼형 플런저 펌프

축의 중심과 실린더 블록의 중심이 평행하게 배열되어 실린더가 블록에 5∼10개

정도 삽입되어 있어서 구동축이 회전하면 플런저가 구동축의 중심 방향으로 왕복

운동하거나 또는 기구에 의하여 구동축과 경사된 각도의 축방향으로 왕복 운동하여

고압의 유압유를 송출한다. 경사각은 15°, 20°, 25°와 30°가 표준으로 되어 있다.

이 형태의 플런저 펌프에는 경사판식 엘시얼형 플런저 펌프와 경사축식 엑시얼형

플런저 펌프가 있다.

경사축식 액시얼형 플런저 펌프는 정용량형과 가변용량형이 있으며 정용량형은

구동축에 대해서 실린더 블록이 일정한 각도로 고정되어 있다. 여기에서는 구동축

의 끝 헤드에 피스톤 로두가 피스톤 슈우에 끼워져 있어서 구동축이 회전하면 베벨

기어가 맞물고 돌아가므로 실린더 블록이 회전하면서 피스톤은 왕복 운동을 하여

구동축의 1회전 때 모든 피스톤이 1회 왕복 운동을 하여 흡입, 송출이 이루어진다.

이 때 그림 6의 밸브판(valve plate)의 흡입 송출구는 180°각도 변화할 때 마다

송출 흡입구가 바뀌게 된다.

그림6 밸브판

- 6 -

조사 대상기존 제품의 특징

특징 및 문제점제품명 도해 및 사진

국립중앙

과학관

샴 푸 통

잠금장치

․이동시 샴푸통이

잠기는 기능 이외에

는 없다.

편 리 한

샴푸통

특징: 한 손으로 펌

프할 수 있다.

문제점: 토출구가 너

무 길고 높이가 높

아 피스톤 펌프의

성능이 더 좋아야

함.

나. 용어의 정의

1) 펌프식 샴푸통: 일종의 피스톤 펌프가 내장되어 눌렀을 때 샴푸가 토출구를 통해

나오는 샴푸통.

2) 흡착판: 고무재질로 되어있으며 유리나 타일에 눌러서 부치면 떨어지지 않고 고

정되게 하는 도구.

3) 원터치 캡: 마요네즈나 캐첩등에 사용되고 있는 뚜껑으로 돌려서 여는 것이 아니

라 위로 밀면 열리고 누르면 닫히는 뚜껑.

4) 펌프대: 펌프식 샴푸통에서 펌프와 우리가 손으로 누르는 머리부분을 연결해 주

는 관

다. 선행 연구

샴푸통에 관한 기존 제품에는 어떤 것들이 있는지 알아보았다. 또한 시중에 유통

되는 샴푸통의 종류와 특징을 조사하였다.

< 표1> 기존 제품의 고찰

- 7 -

시중 제품마트

상품

․나오는 샴푸의 양

이 고정되어 있어

과다하게 사용할 수

있다.

․잔량이 남을 수

있다.

․이동시 샴푸가 흐

를 수 있다.

특허청

무료검색

서비스

미끄러지

지 않는

샴푸통

특징: 샴푸병의 표면

에 고무막을 부착하

여 마찰력을 높여

미끄러지지 않게 함

문제점: 이질 재료의

사용으로 재활용에

문제가 있음.

남김없이

사용하는

샴푸통

특징: 지존의 제품보

다 잔량을 적게 남

긴다.

문제점: 병의 내부

기울기에 따라 남는

정도가 다르며 기울

기가 클 경우 용량

이 적어진다.

- 8 -

3. 작품 제작 계획

가. 제작 대상 및 기간

․ 제작 대상: 펌프식 샴푸통

․ 제작 기간:2007. 11.01 ~ 2008.06.01( 약 7개월)

나. 제작 절차

작품 제작 절차는 다음과 같다.

<표 2> 작품 제작 절차

단계 제작 기간 세부 내용 제작 활동

작품

제작 전

2007.11.01~

2007.11.15

펌프식 샴푸통에 대한탐구

교내 발명품 경진대회 개최를 부산대회 예선 참가

2007.11.01~

2007.12.15선행연구 기존 제품의 특징과 발명품 특허

품 검색

2007.12.16~

2007.12.31

펌프식 샴푸통의불편한 점 설문조사

우리 학교 1,2학년 학생들을 대상으로 설문조사

2008.01.15~

2008.02.15

작품 제작 계획세우기 작품 제작 계획 세우기

작품

제작과정

2008.02.16~

2008.03.161차 작품 제작

샴푸를 남김없이 사용하기 위해바닥면을 경사지게 하고 고무판을부착하여 잘 미끄러지지 않게 함.또한 고리를 달아 한 손으로 펌프할 수 있는 샴푸통 제작

2008.03.17~

2008.04.102차 작품 제작 1차 작품의 보완점 찾아 2차 작품

제작

2008.04.11~

2008.05.073차 작품 제작 2차작품의 보완점 찾아 3차 작품

제작

2008.05.08~

2008.05.14완성품 발표회 갖기 완성품으로 친구들 앞에서 발표회

를 갖고 더 보완할 점 찾기

작품제작

결과

2008.05.15~

2008.06.01

‘OK! 샴푸 한번에한손으로

끝까지’제작의 의의

작품 제작 후 작품의 특징과 제작의 의의 정리

더 연구해 보기 더 연구하고 싶은 것 찾기

- 9 -

다. 사전 설문 조사

부산진중학교 1학년 7반 학생들을 대상으로 우리가 가정에서 사용하고 있는 펌프

식 샴푸통에 대하여 마인드맵과 브레인스토밍을 통하여 여러 생각을 모은 후 그 중

샴푸통의 불편한 점과 관련 있는 문항을 뽑아 설문지를 작성하였다. 이 설문지를 2

학년 2개(5반 7반)반을 대상으로 설문조사를 실시하였다.

<그림 7> 설문조사를 실시하고 있는 모습

설문지 내용과 통계는 다음 표와 같다.

설문지

여러분의 가정에서 사용하고 있는 펌프식 샴푸통을 사용할 때 불편한 점

은 무엇입니까?( 여러 개 표시 가능)

① 샴푸를 거의 다 사용해 가면 펌프를 해도 잘 나오지 않는다.

② 한 번에 나오는 양이 정해져 있어 짧은 머리에는 너무 많고 긴 머리는

모자라서 여러 번 눌러야 한다.

③ 언제나 두 손을 사용해야 한다.

④ 미끄러져 샴푸통이 떨어지는 경우가 있다.

⑤ 기타( )

- 10 -

<표3> 설문지 결과

끝까지 사용할 수 없다

나오는 양이 고정

두 손을 사용

미끄러진다

기타

- 11 -

4. 작품 제작의 실제

가. 제 1 차 작품 제작 과정

설문 조사 결과를 바탕으로 작품을 제작하면서 발명 일지를 통해 작품의 제작 과

정을 자세히 적어서 과학적 사실이나 관찰의 결과를 객관적으로 볼 수 있는 계기로

삼았다.

그리고 선생님과 상호 토론을 통해 의문점과 생각들을 정리함으로써 보다 나은

새로운 생각들을 찾는 활동을 반복해 나갔다. 아이디어가 부족할 때는 각종 발명기

법을 적용하여 문제 해결력을 키웠다. 또한 완성 작품을 여러 사람들과 토론해 보

고, 문제점을 보완하는 작업을 반복하였다.

본 작품이 완성되기까지의 탐구 및 제작 과정을 살펴보면 다음과 같다.

1) 작품 설계

- 12 -

<표 4> 제1차 작품 설계

구분 작품 설계

기존 작품의

문제점

․ 펌프식 샴푸통은 남은 샴푸의 양이 적으면 잘 나오지 않

음.

․ 무게 중심이 높아 쉽게 넘어지거나 미끄러져 떨어짐.

․ 두 손을 사용해야 하기 때문에 불편함.

나의 아이디어

․ 샴푸통 안쪽 바닥을 경사지게 하여 한 쪽으로 샴푸가 모

이도록 한다.

․ 샴푸통 바닥의 마찰력을 높인다.

․ 고리를 달아서 지지대 역할을 하게 한다.

선생님 말씀

․ 샴푸통의 바닥의 마찰력을 높일 수 있는 방법을 생각해

보자.

․ 고리를 부착할 위치와 크기에 대해 탐구해 보자.

작품 설계

․ 샴푸통 바닥의 마찰력을 높일 수 있게 고무판을 부착한다.

․ 고리는 작은 것으로 뚜껑에 부착한다.

․ 바닥은 경사지게 하여 샴푸가 한쪽으로 모이게 한다.

- 13 -

2) 작품 제작

가) 작품 제작 순서

① 샴푸통을 절개한 후 바닥에 아크릴 판을 경사지게 고정한다.

② 샴푸통의 바닥에 고무판을 크기에 맞게 잘라 부착한다.

③ 작은 고리를 철사를 이용하여 샴푸통 뚜껑에 고정한다.

나) 작품의 모습과 특징

경사진 샴푸통 내부

특징 ⇒ 샴푸를 남김없이 쓸 수 있다.

고무판이 부착된 바닥

특징 ⇒ 잘 미끄러지지 않는다.

고리를 부착한 뚜껑

특징 ⇒ 한 손으로 펌프 할 수 있다.

고리를 이용하여 한 손으로 펌프하는

모습

<그림 8> 제 1 차 작품의 모습

- 14 -

3) 제작된 1차 작품의 문제점 분석

<표 5>제 1차 작품의 문제점 분석

문제점 나의 생각

경사진 면에 샴푸가 모이지만 펌프대가

꺾어질 경우 잘 올라오지 않거나 여전히

남는 부분은 사용할 수 없다.

마지막까지 사용할 수 있는 다른 방법

들 생각해야겠다.

한 손을 사용하여 펌프하는 것은 가능

하나 손가락 사이로 샴푸가 셀 우려가

있다.

고리의 크기나 다른 방법을 이용하여

한 손 펌프가 가능하도록 생각해야겠다.

미끄러지는 것은 어느 정도 줄어들었지

만 욕실의 특성살 물기가 많고 세면대

난간의 폭이 좁아 조금만 부주의 하여도

난간에서 욕실의 바닥으로 떨어졌다.

샴푸통을 고정하는 방법을 생각해야겠

다.

나. 제 2차 작품 제작 과정

1차 작품의 문제점들을 바탕으로 해결점을 찾기 위해 여러 가지 의견과 토론을

한 끝에 다음과 같이 2차 작품을 제작하였다.

1) 작품 설계

- 15 -

<표 6> 제2차 작품 설계

구분 작품 설계

1차 작품의

문제점

․ 여전히 남는 샴푸가 있다.

․ 샴푸가 손가락 사이로 흐를 수 있다.

․ 샴푸통이 떨어질 수 있다.

선생님 말씀

․ 샴푸통이 떨어지지 않게 다른 케이스를 생각해 보는 것은 어

떨까?

․ 남는 샴푸를 다 사용할 수 있게 원터치 캡을 사용해 보면 어

떨까?

작품 설계

․ 바닥은 지금처럼 경사지게 하고 경사진 아래쪽에 구멍을 뚫

고 원터치 캡을 씌운다.

․ 아래쪽에서 고정해 줄 수 있는 흡착판을 부착한 샴푸통 케이

스를 만든다.

2) 작품 제작

가) 작품 제작 순서

① 샴푸통을 절개한 후 바닥에 아크릴 판을 경사지게 고정한다.

② 경사진 아래쪽 바닥에 구멍을 뚫는다.

③ 그 구멍에 맞게 원터치 캡을 부착한다.

- 16 -

④ 아래쪽이 넓고 위가 좁으며 샴푸통이 들어갈 수 있는 케이스를 만든다.

⑤ 그 케이스의 아래쪽 바닥에 흡착판을 4개 고정한다.

나) 작품의 모습과 특징

원터치 캡을 부착한

샴푸통

특징 ⇒ 양이 많을

때는 펌프식으로

뽑아 쓰고 양이 얼마

남지 않으면 원터치

캡을 열어

아래쪽으로 바로

뽑아 쓸 수 있다.

샴푸 케이스

특징 ⇒ 샴푸통이

떨어지지도 않게

고정해 주며 필요시

운반도 가능하고

아래쪽에서 고정해

주므로 한 손을

사용해도 펌프가

가능하다.

샴푸통 케이스가

샴푸통을 안전하게

고정하고 있는 모습

<그림 9> 제 2 차 작품의 모습

3) 제작된 2차 작품의 분석과 3차 계획

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2차 작품은 우리가 처음에 계획하고 개선하고자 한 ‘내용물을 전부 사용하고 싶

다.’ ‘샴푸통이 미끄러지지 않고 고정되면 좋겠다.’를 잘 해결하였다. 그러나 앞의 설

문 조사에서 나왔듯이 1회 펌프시에 나오는 샴푸의 양이 고정되어 있어 여러번 펌

프해야 하거나 나온 양이 너무 많아 거품이 지나치게 많이 생긴다는 문제점이 아직

남아있다.

이에 앞으로는 이것을 개선하는 연구를 하고자 한다.

다. 제 3차 작품 제작 과정

2차 작품은 1차 작품보다 여러 면에서 훨씬 좋아졌으나, 2차 작품에서 문제점으

로 나온 것을 바탕으로 여러 가지 실험을 실시하여 그 결과를 3차 작품을 만드는데

반영하였다.

1) 문제 해결을 위한 실험 설계와 결과 해석

가) 샴푸의 종류와 남은 양에 따른 샴푸의 양의 변화

시중에 나와 있는 샴푸들을 몇 종류를 골라서 그 샴푸들의 1회 펌프시 나오는 샴

푸의 양과 통에 남아 있는 샴푸의 양이 줄어들 때 나오는 샴푸의 양의 변화를 확인

해 보고자 했다.

<표 7> 시중에 나온 상품에 따른 샴푸의 양과 통에 남은 양에 따른 샴푸의 양

상품명가득 든 통 1/2 든 통 1/4 든 통

1회(ml) 2회(ml) 1회(ml) 1회(ml)

럭스 수퍼리치 2.85 5.90 2.9 2.9

Linnte 3.05 6.10 3.1 3.0

Kerasys 3.85 7.70 3.9 3.8

BEYOND(사각) 3.35 6.30 3.3 3.3

BEYOND(사각) 3.30 6.30 3.2 3.3

이 실험 결과를 볼 때 시중에 나와 있는 샴푸의 경우 상품이 다를 경우 나오는

샴푸의 양이 각 다름을 알 수 있었다. 또한 샴푸통에 남아 있는 양에는 관계가 없

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이 일정하게 나오는 것을 알 수 있다. 2회 펌프시 1회 펌프의 거의 2배의 양이 나

오는 것을 알 수 있다.

이 실험을 통해 시중에 나와 있는 샴푸는 남은 양에 관계없이 일정한 양이 나오

며 펌프횟수가 많아지면 비례하여 나오는 양이 증가함을 알았다.

나) 상품별 펌프대 길이와 샴푸의 양의 변화

상품에 따라 나오는 샴푸의 양이 다른 이유를 알아보기 위해 상품별로 펌프대의

길이를 측정하였다.

<표 8>상품별 펌프대 길이와 샴푸의 양

상품명 펌프대의 길이(cm) 1회 펌프 시 나오는 양(ml)

럭스 수퍼리치 1.9 2.85

Linnte 2.0 3.05

Kerasys 2.3 3.85

BEYOND(사각) 2.1 3.35

BEYOND(사각) 2.1 3.30

이 실험결과를 토대로 볼 때 펌프대의 길이가 길수록 펌프시 나오는 양이 많음을

알 수 있다. 즉, 펌프대의 길이를 변화시키면 나오는 샴푸의 양을 조절할 수 있을

것이다.

다) 펌프 시 누르는 길이와 나오는 샴푸의 양의 변화

동일 샴푸의 펌프대에 길이는 4등분하여 표시하고 길이만큼 눌렀을 때 나오는 샴

푸의 양을 비교해 보았다.

<표 9>펌프 시 누르는 길이와 샴푸의 양

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펌프 길이의1/4을 누를 때나오는 샴푸의 양

펌프 길이의2/4을 누를 때나오는 샴푸의 양

펌프 길이의3/4을 누를 때나오는 샴푸의 양

펌프 길이의4/4을 누를 때나오는 샴푸의 양

럭스 수퍼리치 0.45 1.05 2.00 2.85

이 실험결과를 볼 때 펌프대의 눌러지는 길이를 조절하면 나오는 양을 조절할 수

있음을 알 수 있었다.

제조사에 따른 샴푸의 양 누르는 길이에 따른 샴푸의 양

< 그림 10> 제조사와 누르는 길이에 따른 샴푸의 양

라) 1번 머리를 감을 때 누르는 펌프 횟수와 이유 조사

우리 학교 선생님과 학생들의 가족들에게 머리 감을 때 누르는 펌프의 횟수와 이

유를 설문 조사한 결과를 보면 다음과 같다.

<표 10> 표본 가정의 남녀 구성과 누르는 횟수

남자 한명 당 누르는 회수 여자 한명 당 누르는 회수

A 가정 2 3 2

B 가정 1 1 2 2

C 가정 1 2 2 1

D 가정 2 2 2 2 3

E 가정 1 2 2

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이 설문 결과를 분석해 보면 남녀를 불문하고 대부분의 사람들이 2-3번의 펌프

횟수를 나타내었다.

그래서 이번에는 한 번에 나오는 펌프의 양이 비교적 많음에도 불구하고 이렇게

여러 번 펌프하는 이유를 설문조사 하였습니다.

< 표 11 > 펌프를 하는 이유

펌프 하는 이유 명 수

깨끗이 머리를 감으려고 11

습관적으로 6

기타 3

깨끗하게 할려고

습관적으로

기타

이 결과를 보면 샴푸의 양이 많을수록 깨끗하게 머리가 감길 것이라고 생각하고

있으며 또한 습관적으로 누르는 경우도 많이 있음을 알 수 있다.

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마) 수질오염의 실태

최근 자료에 의하면 우리나라에서는 하루 19,724천 톤의 오, 폐수가 발생하고 있

고 그 중 생활하수가 15,436천 톤/일(70%)로 가장 많고, 산업폐수는 4,068천 톤/일

(일(21%) 축산폐수는 193천 톤/일(1%)가 발생되고 있다. 수질오염의 원인인 생활하

수는 부엌(36%), 화장실 (30%) 세탁(11%)의 비율로 발생된다.

조사에 의하면 우리나라 사람들은 표준사용량의 4-5배 더 많은 양의 세제를 사용

하고 있으며, 더구나 샴푸와 린스의 경우는 ‘화장품’류로 분류되어 표준 사용량이

정해져 있지 않다.

위의 설문 조사에서 나왔듯이 습관적으로 잘 못 남용되는 경우가 많다. 이렇게

남용된 샴푸 등의 합성 세제는 다른 오염 물질과는 달리 물에 녹은 상태에서 미생

물에 의한 분해가 어렵고 물 위에 거품이 생기게 되어 산소가 물 속으로 녹아 들어

갈 수 없게 될 뿐 아니라 햇빛을 차단시켜 플랑크톤의 정상적인 번식을 방해하는

등 물을 오염시키기도 한다.

이에 샴푸 사용량을 적절히 조절하여 수질 오염도 줄일 수 있고 나에게 필요한

양을 한 번에 해결 할 수도 있는 방법을 찾아보기로 했다.

2) 작품 설계

<표 12> 제3차 작품 설계

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구분 작품 설계

2차 작품의

문제점

․ 나오는 샴푸의 양이 고정되어 있어 어떤 사람에게는 너무 많

고 어떤 사람은 여러 번 펌프해야 하는 불편함이 있다.

선생님 말씀 ․ 나오는 샴푸의 양에 영향을 주는 요인에 무엇이 있을까?

작품 설계

․ 샴푸통의 뚜껑을 이중으로 만들어 바깥쪽 뚜껑을 나사 형식

으로 돌려 아래 위로 움직일 수 있게 하였다.

2) 작품 제작

가) 작품 제작 순서

① 샴푸통 뚜껑의 바깥쪽에 경사지게 홈을 판다.

② 샴푸통의 뚜껑보다 큰 뚜껑을 바깥쪽에 끼워 뚜껑이 이중이 되게 한다.

③ 압축 스티로폼을 가로 2cm 세로 5cm 정도 자른다 .

④ 자른 압축 스티로폼에 스프링을 부착한다.

⑤ ④를 샴푸통 케이스의 안쪽에 고정한다.

나) 작품의 모습과 특징

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이중 뚜껑 구조의 샴푸통 뚜껑

특징 ⇒ 바깥쪽 뚜껑을 돌려서 위로

올리면 펌프대의 길이가 짧아져서

나오는 샴푸의 양이 줄어들고 내리면

펌프대의 길이가 길어져 많은 양의

샴푸가 나온다.

또한 완전히 뚜껑을 올리면 샴푸통

잠금이 된다.바깥쪽 뚜껑을 완전히 내린 상태

바깥쪽 뚜껑을 절반 정도 올린 상태 바깥쪽 뚜껑을 완전히 올린 상태

<그림 11> 제 3 차 작품의 모습

5. 작품 제작 결과

가. 작품의 구조

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< 그림 12 > 완성된 작품의 모양

나. ‘OK!! 샴푸 한 번에 한 손으로 끝까지’샴푸통의 특징

1) 기능적인 면

가) 펌프대의 길이를 이중 뚜껑을 나사 형식으로 돌려서 조절할 수 있으므로

눌러지는 압력이 달라져서 1회 펌프시 나오는 샴푸의 양이 조절된다. 이는 머리카

락의 길이와 머리카락의 양에 따라 필요한 샴푸의 양이 다른데 우리 작품은 이를

충분히 가능하게 하였다. 또한 기존의 펌프에 뚜껑만 바꾸어 끼우면 조절이 가능하

기 때문에 별도의 비용이 거의 발생하지 않으며 바깥 뚜껑을 끝까지 올리면 샴푸통

잠금 기능까지 할 수 있으므로 매우 경제적이고 편리하다.

나) 펌프식 샴푸통의 원래 기능인 샴푸가 충분히 들어 있으면 누르기만 하면

샴푸가 나오기 때문에 무겁게 들어서 사용할 필요가 없다. 이는 기존의 펌프식 샴

푸통의 편리함을 그대로 가지고 있다. 하지만 다 써갈 경우에 기존 샴푸통은 잘 나

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오지 않아 아주 불편하고 낭비가 심하였다. 하지만 우리 작품은 아래쪽 원터치 캡

을 이용하여 바로 뽑아 쓸 수 있으므로 아주 편리하고 여분의 샴푸가 그대로 버려

지지 않아 경제적이면서 친환경적이다.

다) 샴푸통 케이스는 샴푸통을 미끄러운 욕실 바닥으로부터 고정을 시켜 주

므로 떨어지므로 해서 샴푸가 새어나와 바닥이 오염되거나 미끄러워 다치는 경우가

없어질 것이다. 또한 샴푸의 아래쪽을 고정해 주므로 해서 무게 중심이 아래로 내

려와 한 손으로 밀면서 펌프할 수 있어 머리감을 때 여러모로 편리하다.

2) 구조적인 면

1) 샴푸통 내부의 바닥을 경사지게 하여 샴푸가 한 쪽으로 모이게 하였고 그

아랫부분에 원터치 캡을 설치하였다.

2) 샴푸통의 뚜껑을 이중 구조로 하여 안쪽 뚜껑은 샴푸병을 막아 내용물이

빠져 나오지 않게 하고 바깥 뚜껑은 나사 형으로 돌려서 위아래로 움직이게 하여

눌러지는 펌프대의 길이를 조절할 수 있게 하였다.

3) 샴푸통 케이스는 아래쪽에 흡착판을 4개 부착하여 안정적으로 고정할 수

있게 하였다.

6. 활용 및 전망

가. 이 작품에 사용된 이중 뚜껑은 생산에 추가 비용이 거의 발생하지 않아서 매

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우 경제적이며 샴푸통 뿐만 아니라 펌프식 통을 사용하고 있는 모든 제품(린스, 합

성 세제, 방향제 등)에 사용가능하므로 그 시장성이 매우 크다고 할 수 있다.

나. 이 작품의 유출량 조절 이중 뚜껑은 사용량을 정량적으로 조절할 수 있어 샴

푸등의 세제를 표준량 사용할 수 있다. 또한 샴푸를 전량 사용할 수 있으므로 불필

요한 샴푸의 사용이나 여분 샴푸가 물로 흘러들어가서 생길 수 있는 수질오염을 매

우 줄일 수 있어 친환경적이다.

다. 이 작품은 모든 가정에서 사용할 수 있다. 이는 특별한 장소적 제약이 없고

원래 샴푸통의 크기에 변화가 없으므로 설치에 불편함이 없다. 특히 어린아이가 있

어 실수로 샴푸통을 잘 떨어뜨릴 수 있는 곳에서는 더욱더 효과적일 것이다.