웨어러블·히어러블 방수 — Parylene이 막는 것은 물이 아니라 땀입니다

이 글의 결론

• 막는 대상은 물이 아닙니다 — 땀은 염화물이 최대 90 mmol/L에 달하는 pH 5–7의 약산성 전해질 용액입니다.
• 코팅의 진짜 역할 — Parylene(파릴렌)은 기판과 부품 표면에 침투한 전해질 액막이 금속에 직접 닿지 않도록 막아 주는 얇은 배리어입니다.
• IP 등급은 코팅이 만들지 않습니다 — IP 등급은 하우징·씰·개스킷의 몫이며, 코팅은 내부 기판을 지키는 2차 보험입니다.
• 개구부 관리가 핵심입니다 — 마이크·스피커 포트와 센서 창은 막에 덮이면 성능이 변하므로 반드시 코팅 제외 영역으로 지정해야 합니다.

"웨어러블 기기에 방수 코팅을 적용한다"는 말 속에는 흔히 한 가지 큰 오해가 섞여 있습니다. 바로 기기를 위협하는 대상이 깨끗한 물이라는 전제입니다.

하지만 실제로 손목이나 귀에 밀착되어 기기를 적시는 액체는 단순한 물이 아니라 땀입니다. 물과 땀은 성분부터 다르고, 기기에 남기는 결과 역시 차원이 다릅니다.

이 글에서는 땀이 물과 정확히 무엇이 다른지부터 시작해, 피지의 영향, Parylene 박막 코팅이 실질적으로 보호할 수 있는 범위, 피부 접촉 안전성, 그리고 웨어러블 제조 실무에서 가장 까다로운 개구부 마스킹 문제까지 순서대로 짚어 보겠습니다.

웨어러블 방수에서 코팅이 맡는 진짜 자리는 어디인가?

하우징, 곧 기기 외함이 1차 방어선이라면, 내부 코팅은 기판을 직접 지키는 2차 방어선입니다. 두 층의 역할은 엄연히 다릅니다. IP 방진·방수 등급은 외함이 외부 액체나 먼지의 침투를 얼마나 잘 막아 주는지 규정하는 기준이며, 코팅을 한다고 해서 없던 IP 등급이 저절로 생기지는 않습니다. 코팅으로 IP 등급을 받을 수 있는지에 대한 판단은 드론·UAV 방수 코팅에서 규격을 근거로 정리했습니다.

그럼에도 웨어러블에서 2차 방어선인 코팅이 절실한 이유는 1차 방어선이 생각보다 자주 열리기 때문입니다. 마이크와 스피커 포트, 충전 접점, 물리 버튼, 밴드 결합부 등은 구조상 완전 밀폐가 어렵습니다. 이 미세한 틈새로 액체가 침투해 기판에 닿았을 때, 기기의 고장을 막아 주는 마지막 보루가 바로 코팅입니다.

땀은 물과 무엇이 다른가?

땀은 단순한 물이 아니라, 염화물 농도가 최대 90 mmol/L에 달하는 약산성 전해질 용액입니다. 학술 리뷰 논문은 인간의 에크린(전신에 분포하는 체온 조절 땀샘) 땀 주요 성분 농도 범위를 나트륨 10–90 mmol/L, 염화물 10–90 mmol/L, 젖산 5–40 mmol/L, 요소 4–12 mmol/L, 칼륨 2–8 mmol/L, 암모니아 1–8 mmol/L로 제시하고, pH는 약 5–7 수준이라고 서술합니다(참고자료 1).

이 성분들이 조합되면서 세 가지 문제가 동시에 일어납니다.

1. 염화물(Cl⁻) 이 금속의 부식을 직접적으로 촉진합니다.
2. 약산성(pH 5–7) 환경이 화학적 부식 조건을 더합니다.
3. 누적성 — 순수한 물은 증발하고 나면 끝나지만, 땀은 물이 마른 후에도 표면에 염, 곧 소금기를 잔여물로 남깁니다. 이 잔여물이 나중에 습기를 다시 머금는 순간 전도성 액막이 형성되며, 누전과 이온 이동에 의한 부식을 일으킵니다.

특히 암모니아 농도 1–8 mmol/L에 주목할 필요가 있습니다. 혈액 내 농도 0.01–0.03 mmol/L보다 훨씬 높은 수치로, 웨어러블 기기가 노출되는 피부 표면 환경이 인체 내부보다 화학적으로 훨씬 가혹하다는 뜻입니다(참고자료 1).

땀보다 피지가 더 큰 문제인가?

피지는 부식보다는 오염과 접착력 저하 관점에서 접근하는 것이 맞습니다. 피지는 지질, 곧 유기물 성분이므로 금속을 전기화학적으로 직접 부식시키는 힘은 땀 쪽이 강합니다. 하지만 피지는 기기 표면에 끊임없이 유분 오염층을 만들고, 이 오염층 위에 코팅을 올리게 되면 코팅막과 기판 사이의 접착 계면이 약해지는 문제가 발생합니다. 즉, 코팅 후의 내성도 중요하지만 코팅 전 세정 공정이 품질을 좌우하게 됩니다.

솔직히 말씀드리면, 피지 성분 자체가 Parylene C 박막에 미치는 영향을 직접 정량 시험한 자료는 아직 대외적으로 충분하지 않습니다. 다만 유기 용제 내성 시험을 통한 간접 근거는 있습니다. 제조사 기술 문헌의 Parylene C 유기 용제 침지 시험 결과를 보면, 상온에서 90분간 이소프로필알코올 0.1 %, 아세톤 0.9 %, 이소옥탄 0.4 %로 팽윤율이 1 % 미만이었으며, 온도를 올려도 최대 3.3 % 수준에 그쳤습니다. 그마저도 진공 건조 후에는 원래 두께로 되돌아왔습니다(참고자료 2).

즉, 피지 같은 유기물 접촉으로 코팅막이 녹거나 영구 변형될 가능성은 낮습니다. 다만 피지 자체의 시험값이 아니므로, 장기 접촉 조건이 걱정되신다면 시편 시험을 권합니다. 피지로 인한 박리를 막기 위해서는 코팅 전 세정과 전처리 공정이 무엇보다 중요하며, 재질별 전처리와 크로스컷 검증은 SUS 부착 공정에 정리했습니다.

수 µm 수준의 얇은 박막이 수분을 막을 수 있는가?

막을 수 있습니다. Parylene 코팅의 가장 큰 강점이 얇은 두께 대비 높은 수분 차단 성능입니다. 내부 공간이 협소한 웨어러블 기기에서는 두꺼운 코팅을 적용할 여유가 없습니다. Parylene C의 수증기 투과율(WVTR)은 제조사 대표값 기준 0.08 g·mm/m²·day 수준입니다(참고자료 3). 두께 관련 실측과 비교 데이터는 드론·UAV 방수 코팅에 문헌 출처와 함께 정리했습니다.

단, 사양서를 작성하실 때 흡수율(Water Absorption) 표기는 주의가 필요합니다. 24시간 수분 흡수율의 경우 제조사 기술자료는 0.1 % 미만으로 제시하는 반면, 학술 문헌에서는 0.17 %로 명시하기도 합니다(참고자료 3). 측정 조건에 따라 차이가 있으므로 단일 스펙값으로 고정하기보다는 범위로 이해하시는 것이 안전합니다.

(주)와인은 0.5–50 µm 범위에서 코팅을 운영하며, 공간이 빠듯한 웨어러블 기판의 경우 가장 얇은 두께부터 검토를 시작해 요구 사양에 맞춰 올려 나갑니다. 두께가 늘면 개구부 마스킹 부담과 납기가 함께 커집니다.

피부에 직접 닿는 기기인데 생체 안전성은 괜찮은가?

결론부터 말씀드리면 원재료 인증은 확보되어 있으나, 최종 기기 차원의 검증은 별도로 필요합니다. Parylene N·C·HT 계열은 의료용 생체 적합성 규격인 USP Class VI 맥락에서 평가되는 재료이며, 관련 인증 표기는 Parylene 물성표에 출처와 함께 실었습니다(참고자료 3). 하지만 원재료가 안전하다는 사실이 완성된 최종 기기의 생체 안전성을 자동으로 보증해 주지는 않습니다.

실제 착용 기기의 생물학적 안전성 평가(ISO 10993 계열)는 피부 접촉 부위, 접촉 시간(24시간 미만, 장기 착용 등), 사용 환경을 종합적으로 고려한 위험 관리 절차 안에서 최종 평가되어야 합니다. 손목이나 귀에 장시간 밀착되는 기기라면 제품 기획 단계부터 피부 접촉 분류를 먼저 확인하셔야 합니다. 의료기기 맥락의 정리는 의료기기 코팅 개요에 있습니다.

마이크·스피커·센서 개구부는 어떻게 처리하는가?

소리가 지나가는 통로, 빛이 지나가는 창, 전기가 통해야 하는 접점은 반드시 도면상에 마스킹(코팅 제외) 영역으로 명시하셔야 합니다. 웨어러블·히어러블 코팅 실무에서 가장 자주 사고가 나는 지점입니다. 막이 한 번 씌워지면 제품 성능이 변하고, 조립 후에는 원상복구가 어렵습니다. 실무에서 가장 자주 걸리는 네 부위는 다음과 같습니다.

1. 마이크·스피커 포트 및 방수 메시 — 음향 임피던스가 변합니다. 특히 미세한 메시는 코팅막이 구멍을 좁히거나 막아 버릴 수 있습니다.
2. 광학 센서 창(PPG 등) — 심박수·산소포화도 센서의 발광·수광부 창입니다. 코팅 두께의 미세한 편차가 광학 신호 왜곡을 유발합니다.
3. 충전 접점 및 접지(GND)면 — 절연막이 형성되어 전기 도통이 끊깁니다.
4. 밴드 결합부 및 정밀 기밀 면 — 막 두께(수 µm)만큼 공차가 좁아져 조립이 안 될 수 있습니다.

(주)와인은 마스킹 경계를 약 100 µm 수준의 정밀도로 관리합니다. 도면에 제외 영역과 그 이유를 해칭으로 표시해 주시면 가장 적합한 마스킹 공정을 제안해 드립니다. 조립 도면이 아니라 코팅 대상 단품 도면 기준으로 표시하시면 혼선이 없습니다.

웨어러블 코팅을 의뢰할 때 무엇을 정해야 하는가?

노출 조건과 접촉 물질, 목표 두께와 측정 위치, 제외 영역과 이유, 피부 접촉 분류 네 가지입니다. 의뢰 시 아래 네 항목을 사전에 정리해 주시면 검토가 훨씬 빠르고 구체적으로 이루어집니다.

1. 노출 조건 및 접촉 물질 — 땀 외에도 세정제(알코올 스왑 등), 화장품, 자외선 차단제 접촉 여부
2. 목표 두께 및 측정 위치 — 내부 공간 여유에 맞춘 목표 두께
3. 제외 영역(마스킹)과 이유 — 음향 포트, 센서 창, 충전 단자 등
4. 피부 접촉 분류 — 착용 부위 및 상시 착용 시간

접촉 물질이 달라지면 검토할 내성도 달라지고, 알코올 세정을 자주 하는 기기는 별도로 봅니다. 착용 시간과 사용 환경도 함께 알려 주시면 두께 제안을 좁힐 수 있습니다.

위 기준은 2026년 8월 기준 (주)와인 자사 설비 운영값이며, 규격이 정한 요구값이 아닙니다.

안내 말씀도 함께 드립니다. 이 글에 수록된 땀 성분 농도와 Parylene 물성 수치는 학술 논문과 제조사 기술 문헌을 바탕으로 작성되었습니다. (주)와인에서 직접 수행한 웨어러블 부품의 인공 땀 장기 노출 시험 데이터와 피지 정량 시험 데이터는 대외 공개용으로 정리된 상태가 아니므로, 실제 착용 환경에서의 내구성은 동형 시편 시험을 통해 직접 검증해 보시기를 권합니다. Parylene이 맞지 않는 경우는 단점 솔직 리뷰에 정리했습니다.

핵심 요약

• 위협 요소의 본질 — 웨어러블 기판을 위협하는 것은 물이 아니라 약산성 전해질 용액인 땀입니다(Cl⁻ 최대 90 mmol/L, pH 5–7).
• 누적 부식 구조 — 땀 속의 염분은 물이 마른 뒤에도 남아, 추후 습기가 유입될 때마다 전도성 액막을 재형성하며 지속적인 부식을 일으킵니다.
• 2차 방어선 역할 — IP 등급은 하우징이 형성하며, 코팅은 틈새로 유입된 액체로부터 기판을 지켜 주는 2차 방어선입니다.
• 마스킹의 중요성 — 음향 포트, 광학 센서 창, 충전 단자 등은 코팅 시 기능 장애가 발생하므로 도면상에 반드시 제외 영역으로 명시해야 합니다.
• 사전 협의 사항 — 기판 도면과 함께 접촉 물질(땀·세정제), 목표 두께, 제외 영역, 피부 접촉 분류를 공유해 주시면 정확한 검증 방안을 회신해 드립니다.

기판 도면과 함께 땀·세정제 등 접촉 물질, 목표 두께와 측정 위치, 음향 포트와 센서 창 등 제외 영역, 피부 접촉 분류를 알려주시면 적용 가능 여부와 검증 방법을 회신드립니다. 문의하기 · 전자·반도체 적용 보기

참고자료

번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(학술 문헌 → 제조사 기술 문헌 → 물성 자료). 본문 괄호 안의 번호가 해당 항목을 가리킵니다. (주)와인의 두께 범위·마스킹 정밀도·챔버 용량은 자사 설비 운영 기준으로, 규격이 정한 값이 아닙니다. 땀 조성 값과 Parylene 물성값은 서로 다른 문헌에서 가져온 것이며, 둘을 결합한 시험 결과가 아닙니다.

학술 문헌

1. Baker, L. B. & Wolfe, A. S., "Physiological mechanisms determining eccrine sweat composition", European Journal of Applied Physiology 120(4), 719–752, 2020. https://doi.org/10.1007/s00421-020-04323-7 — Table 1의 에크린 땀 성분 농도 범위(나트륨 10–90 · 염화물 10–90 · 젖산 5–40 · 요소 4–12 · 칼륨 2–8 · 암모니아 1–8 mmol/L, 각 항목의 혈액 농도 병기)와 "최종 땀의 낮은 pH(약 5–7)" 서술. 수동·능동 열부하 조건에서 수집된 값을 종합한 리뷰 논문입니다.

제조사 기술 문헌

2. Solvent Resistance of Parylenes C, N, D, Technology Letter #10, Rev. 05-85. https://vp-sci.com/wp-content/uploads/Solvent_Resistance-of-Parylenes-C-N-D.pdf (2026-08-18 확인) — 유기 용제 팽윤율 실측(실온 90분 기준 Parylene C 이소프로필알코올 0.1 % · 아세톤 0.9 % · 이소옥탄 0.4 %, 승온 포함 최대 3.3 %)과 진공 건조 후 원래 두께로 복귀하는 가역성. 1985년 개정판 제조사 문헌이며, 원문이 보증이 아니라 사용자의 확인을 전제로 한 자료라고 밝히고 있습니다. 피지를 직접 시험한 자료가 아닙니다.

물성 자료

3. 수증기 투과율(제조사 대표값 0.08 g·mm/m²·day), 24시간 흡수율의 자료 간 차이(제조사 기술자료 0.1 % 미만 · 학술 문헌 0.17 %), USP Class VI 인증 표기는 Parylene 물성표에 출처(Fortin & Lu, Chemical Vapor Deposition Polymerization, Springer 2004, DOI 10.1007/978-1-4757-3901-5 · Kim & Meng, Polymers for Advanced Technologies 27(5), 2016, DOI 10.1002/pat.3729 · 제조사 기술자료)와 함께 실었습니다.