Hanji has known for its high qualities for more than thousand years. Hanji is stronger, and has better durability, air permeability, flexibility, thermal insulation, soundproofs and UV absorbability. Therefore, developing industrial interior finishing materials using Hanji is replaced with the PVC (...
Hanji has known for its high qualities for more than thousand years. Hanji is stronger, and has better durability, air permeability, flexibility, thermal insulation, soundproofs and UV absorbability. Therefore, developing industrial interior finishing materials using Hanji is replaced with the PVC (Poly-Vinyl Chloride) materials instead, it will be a new environment-friendly material and positively represents Korean brand marketing. The industrial inter-construction material is discomposed by heat or light because of material characteristics. As a result, it emits a lot of noxious substances. Hanji is essentially a neutral paper since it does not rely on any acidic chemicals of artificial bleaching methods. Hanji is also known as the living paper because of its close relation to nature. Therefore, I would like to suggest that Hanji made from alternative material as a chicken fiber. It will be a non-polluting interior finishing materials by making use of Hanji to a taste of Korean culture in the green industry around the world. Rather than PVC used commonly in construction material, kitchen and office furniture, interior materials in the subway, trains, or other vessels, credit cards, and ID cards, I created an interior construction material by using patented Hanji. This will be increased the value of usefulness in the environment-friendly green industry instead of PVC.
Hanji has known for its high qualities for more than thousand years. Hanji is stronger, and has better durability, air permeability, flexibility, thermal insulation, soundproofs and UV absorbability. Therefore, developing industrial interior finishing materials using Hanji is replaced with the PVC (Poly-Vinyl Chloride) materials instead, it will be a new environment-friendly material and positively represents Korean brand marketing. The industrial inter-construction material is discomposed by heat or light because of material characteristics. As a result, it emits a lot of noxious substances. Hanji is essentially a neutral paper since it does not rely on any acidic chemicals of artificial bleaching methods. Hanji is also known as the living paper because of its close relation to nature. Therefore, I would like to suggest that Hanji made from alternative material as a chicken fiber. It will be a non-polluting interior finishing materials by making use of Hanji to a taste of Korean culture in the green industry around the world. Rather than PVC used commonly in construction material, kitchen and office furniture, interior materials in the subway, trains, or other vessels, credit cards, and ID cards, I created an interior construction material by using patented Hanji. This will be increased the value of usefulness in the environment-friendly green industry instead of PVC.
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문제 정의
본 연구는 전통 한지 제조 기법으로 만든 한지를 가공하여 친환경 산업용 내장재를 개발하고자 수행되었다. 기존에 광범위하게 사용되는 산업용 내장재의 소재에 따른 재료를 검토하고, 이들의 방출 오염물질이 우리의 건강과 환경에 어떠한 영향을 미치는지를 검토하여, 이러한 문제를 해결할 수 있는 한지를 소재로 한 산업용 내장재의 성형 과정을 제시하고, 환경 친화적인 기준으로 보았을 때, 기존의 산업용 내장재를 대체할 수 있는 신소재로서의 활용도와 효과를 중심으로 연구를 진행하였다. 또한 환경 친화적인 내장재의 평가기준인 인증 제도를 통해 환경 친화적 마감재의 향후 방향 및 전망을 진단해 보고자 하였다.
기존에 광범위하게 사용되는 산업용 내장재의 소재에 따른 재료를 검토하고, 이들의 방출 오염물질이 우리의 건강과 환경에 어떠한 영향을 미치는지를 검토하여, 이러한 문제를 해결할 수 있는 한지를 소재로 한 산업용 내장재의 성형 과정을 제시하고, 환경 친화적인 기준으로 보았을 때, 기존의 산업용 내장재를 대체할 수 있는 신소재로서의 활용도와 효과를 중심으로 연구를 진행하였다. 또한 환경 친화적인 내장재의 평가기준인 인증 제도를 통해 환경 친화적 마감재의 향후 방향 및 전망을 진단해 보고자 하였다.
본 연구는 전통 한지 제조 기법으로 만든 한지를 가공하여 친환경 산업용 내장재를 개발하고자 수행되었다. 기존에 광범위하게 사용되는 산업용 내장재의 소재에 따른 재료를 검토하고, 이들의 방출 오염물질이 우리의 건강과 환경에 어떠한 영향을 미치는지를 검토하여, 이러한 문제를 해결할 수 있는 한지를 소재로 한 산업용 내장재의 성형 과정을 제시하고, 환경 친화적인 기준으로 보았을 때, 기존의 산업용 내장재를 대체할 수 있는 신소재로서의 활용도와 효과를 중심으로 연구를 진행하였다.
본 연구를 통하여 현재 사용하고 있는 PVC의 실내 내장재에 대한 공해물질 배출의 심각성을 파악하고, 이를 대체 할 수 있는 친환경 신소재를 제시함으로써, 보다 나은 주거환경 및 지구환경을 개선하기 위한 방법을 제공하였다.
또한 한지는 다량의 음이온과 원적외선을 방출하며, 친환경 복합소재를 응용하여 인체에 유익성을 제공하고, 제품 폐기시 완전분해 및 완전소각 되며 무게가 경량이고, 복원성이 우수하여서 기존의 건축용 내외장재, 부엌가구, 가전제품 및 각종 신용카드 등에 사용되었던 유리 또는 폴리머계 시트를 대체할 수 있어, 기존의 수입에 의존하는 폴리카보네이트 계열(PVC)의 원재료를 한지로 대체하는 경우에 산업적 효과가 뛰어나다고 판단된다. 이에 본 연구는 개발된 한지를 이용한 내장재가 산업용으로 널리 활용되도록 방향을 제시하는 데 그 목적이 있다.
이에 본 연구의 구체적인 내용은 PVC를 실내 마감재로 사용했을 때와 한지를 실내 마감재로 사용했을 때의 유해성과 인체에 주는 여러 가지 환경적 요인을 비교 검토하여 보았다.
가설 설정
겉으로 보기에 쾌적해 보이는 현대 주택은 위험한 건축자재로 지어지고 있다. 기본 골조의 재료인 시멘트에서부터 석고보드, 플라스틱판, 섬유판, 페인트 등이 모두 유해 화합물질을 내뿜는 것이다. 집을 짓는 과정에서 쓰는 용제, 접착제, 실리콘 등도 모두 유해물질이다(박, 2005).
제안 방법
한지 소재의 항균성 측정은 KS K 0693-2001에 의해 측정하였다. 공시균으로 Staphylococcus aureus ATCC 6538 (황색 포도상구균)과 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (폐렴구균)을 사용하여 측정하였다. 표준포는 KS K 0905 염색 견뢰도용첨부백포(Cotton)를 사용하였다.
따라서 본 연구에서는 주재료로 국내산 한지를 이용하여 산업용 내장재를 만듦으로서 환경오염의 원인이 되고있는 기존의 PVC의 산업용 내장재에 대한 근본적인 대안으로서 친환경 신소재인 한지를 활용하였다. 이로써 전통한지의 문화자원을 발굴, 재현 및 재창조를 통한 한지산업의 보존 및 육성방안을 모색할 수 있을 뿐 아니라 새로운 문화산업 자원으로서 한지의 현대화 및 실용화 가능성을 탐색하고, 생활문화 콘텐츠로서의 역량을 강화하기에 충분하다고 판단된다.
목재 펄프 10～50% 중량, 한지 원료인 닥펄프 30～79.95% 중량을 마련하고, 기능성 물질을 10～30% 중량과 함께 고체의 미립자를 액체 속에 분산하기 위한 분산제로 폴리아크릴아미드(PAM, Polyacrylamide) 또는 폴리에틸렌옥사이드(PEO, Polyethyleneoxide)의 혼합물 0.05% 중량을 마련하여 필요에 의해 다른 구성물을 가감하여 한지를 이용한 내장재의 강도를 높이기 위한 지력 증강제로 폴리아크릴아미드(PAM), 전분, 식물성 검류의 혼합물을 10% 중량 내에서 추가하였다.
환경 친화적이고 복원성을 높이기 위하여 들기름 또는 테라핀유와 옻칠을 혼합한 액체 내에 담갔다 빼는 코팅 처리과정이 수행될 수 있다. 본 연구에서는 인접하여 서로 다른 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤러의 인접면에 시트를 통과시키고 상부 롤러 위로 천연 마감재를 일정한 양으로 유입시킴으로써 시트 전면에 고른 코팅이 가능하도록 하였다. 이와 같은 코팅 방법 또한 시트의 표면뿐만 아니라 내부까지 함침되는 것으로, 시트를 필요에 맞게 재단하여 사용할 때에도 재단 면에 별도의 측면 코팅이 필요 없게 되는 효과를 가지게 된다.
한지 소재에서 방출되는 음이온은 전하 입자수를 측정하는 방식의 장치를 이용하였으며, 실내온도 20도, 습도 36%, 대기 중 음이온 수 104/cc의 조건에서 실시하였으며, 1 cc당 음이온수로 표시하였다. 본 연구에서 한지 내장재용으로 제조된 한지 소재는 공기의 부피 1 cc 당 226개의 이온이 방출됨을 확인 할 수 있었다.
한지 소재의 원적외선 방사 여부를 확인하기 위하여 적외선 분광기(FT-IR Spectrometer)를 이용하여 원적외선 방사율 및 방사 에너지를 측정하였다. 온도는 37℃에서 수행되었다.
한지 소재의 탈취 정도를 확인하기 위하여 암모니아 가스 농도 변화를 측정하였다. 30 × 30 cm의 한지 내장재에 암모니아 가스를 초기에 500 ppm 넣고 가스 검지관에서 농도를 측정한 결과 일반 펄프 보다 2배 이상 빠른 속도로 시트 내에 암모니아 가스를 제거하였으며, 120분 경과 시 탈취율이 약 90%로 높았다.
환경 친화적인 내장재 표면 위에 여러 가지 무늬를 가진 한지 시트지를 결합시킴으로써 여러 가지 문양의 다양한 한지 내장재를 제조하였다. 한지 시트지란 한지에 문양이 인쇄된 얇은 무늬지를 말한다.
대상 데이터
원료 혼합물은 압출 성형기 또는 자동화된 프레스 등을 통하여 제작하고 통상 0.1 mm, 양면 코팅을 고려하여 0.6 mm 두께로 제조하였다. 용도에 따라 이 이상으로도 제조할 수 있다.
공시균으로 Staphylococcus aureus ATCC 6538 (황색 포도상구균)과 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (폐렴구균)을 사용하여 측정하였다. 표준포는 KS K 0905 염색 견뢰도용첨부백포(Cotton)를 사용하였다. 인큐베이터에서 18시간 배양시킨 후, 다음과 같이 정균 감소율을 계산하였다.
이론/모형
한지 소재의 항균성 측정은 KS K 0693-2001에 의해 측정하였다. 공시균으로 Staphylococcus aureus ATCC 6538 (황색 포도상구균)과 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (폐렴구균)을 사용하여 측정하였다.
성능/효과
30 × 30 cm의 한지 내장재에 암모니아 가스를 초기에 500 ppm 넣고 가스 검지관에서 농도를 측정한 결과 일반 펄프 보다 2배 이상 빠른 속도로 시트 내에 암모니아 가스를 제거하였으며, 120분 경과 시 탈취율이 약 90%로 높았다.
이로써 전통한지의 문화자원을 발굴, 재현 및 재창조를 통한 한지산업의 보존 및 육성방안을 모색할 수 있을 뿐 아니라 새로운 문화산업 자원으로서 한지의 현대화 및 실용화 가능성을 탐색하고, 생활문화 콘텐츠로서의 역량을 강화하기에 충분하다고 판단된다. 또한 한지는 다량의 음이온과 원적외선을 방출하며, 친환경 복합소재를 응용하여 인체에 유익성을 제공하고, 제품 폐기시 완전분해 및 완전소각 되며 무게가 경량이고, 복원성이 우수하여서 기존의 건축용 내외장재, 부엌가구, 가전제품 및 각종 신용카드 등에 사용되었던 유리 또는 폴리머계 시트를 대체할 수 있어, 기존의 수입에 의존하는 폴리카보네이트 계열(PVC)의 원재료를 한지로 대체하는 경우에 산업적 효과가 뛰어나다고 판단된다. 이에 본 연구는 개발된 한지를 이용한 내장재가 산업용으로 널리 활용되도록 방향을 제시하는 데 그 목적이 있다.
마감제로 사용한 천연 성분인 테라핀유와 옻칠 이외에 들기름 또는 천연수지, 전분 등 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 만들어진 시트를 열로 건조하여 견고해지면 환경 친화적이고 방수성과 복원성이 뛰어난 특징을 가지게 될 것으로 판단되었다.
한지 소재에서 방출되는 음이온은 전하 입자수를 측정하는 방식의 장치를 이용하였으며, 실내온도 20도, 습도 36%, 대기 중 음이온 수 104/cc의 조건에서 실시하였으며, 1 cc당 음이온수로 표시하였다. 본 연구에서 한지 내장재용으로 제조된 한지 소재는 공기의 부피 1 cc 당 226개의 이온이 방출됨을 확인 할 수 있었다. 이는 일반 펄프 보다 두배나 높은 수치이다.
측정결과 5∼20 μm 파장에서 황토보다 높은 0.901의 방사율과 3.47 × 10² W/m² · μm의 방사에너지가 나옴을 알 수 있었다.
한지 소재는 초기 균수가 감소하였으며, 정균 감소율은 거의 100%에 가까운 99.9%로 나타났다. 이에 항균성이 우수함을 알 수 있었다.
후속연구
따라서 우리 생활에서 흔히 사용하는 PVC의 소재인 건축자재, 부엌가구, 사무용 가구의 상판재, 철도 및 지하철, 선박 등의 내장재, 신용카드 및 신분증 등의 대체 소재로 사용 가능하며 친환경 그린산업의 효용가치 또한 증가시킬 것이다.
이에 전통문양과 한지는 전통적인 소재로서 잘 부합된다. 따라서 전통문양을 패턴화하여 한지와 함께 산업용 내장재에 적용시 가족의 건강과 행복과 장수를 염원하는 기본 인간의 욕망을 충족시켜주는 다양한 의미의 뜻을 지님으로써, 전통문양의 의미와 현대 생활문화의 연계 고리가 될 것으로 판단된다.
이에 본 연구에서 개발한 한지 내장재가 친환경 제품이며, 지구 온난화의 주범인 이산화탄소의 배출을 최소화하며 우리생활에 익숙한 석유원료의 수입의 감소와 함께 한지 산업의 활성화를 시킬 수 있는 대안이 되기를 기대해 본다.
한지를 소재로 한 산업용 내장재는 Table 4에서 보는 바와 같이 물성적 장점을 가지고 있어, 건축자재, 부엌가구, 사무용 가구의 상판재, 철도 및 지하철, 선박 등의 내장재, 신용카드 및 신분증 등 내장재 중심 소재로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기존의 모든 산업용 표면재나 내장재는 무엇으로 구성되어 있는가?
기존의 모든 산업용 표면재나 내장재는 PVC로 구성되고 유해한 휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)과 포름알데히드(HCHO, Formaldedhyde)가 포함하고 있다. 그 외에도 기존 목재소재는 목재 보존제, 가소제로 이루어져 환경 친화적인 면에서는 여러 가지 문제점을 낳고 있다.
합성수지 내장재의 경우 제품 구성 원료로 발포 제품을 사용하는 경우 어떤 오염물질을 방출하는가?
합성수지 내장재의 경우 제품 구성 원료로 발포 제품을 사용하는 경우 오존층 파괴지수(ODP, Ozone Depletion Potential)가 함유되어 있으며 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 방출되고 포름알데히드(HCHO)가 방출된다. 또한 장식용 합성수지 및 데코레이션시트 및 인테리어 시트는 다량의 PVC 등 할로겐계 합성수지를 사용한 제품일 경우에는 염화비닐 단량체가 함유되어 있으며, 제품과 수지의 가소제로서 프로탈레이트계 가소제를 사용하여 여러 가지 유해 물질이 나올 수 있다.
PVC 제조 및 소각 과정에서 생성된 다이옥신 또는 납과 카드늄과 같은 유독성 중금속은 인체에 어떤 영향을 끼치는가?
또한 PVC 제조 및 소각 과정에서 생성된 다이옥신 또는 납과 카드늄과 같은 유독성 중금속 등은 오염된 잿더미, 굴뚝가스, 폐수를 통해 환경을 오염시킨다. 이는 인체에 간, 폐, 뇌종양 등 각종 암과 유전적 장애를 유발시키는 주범으로 인간의 삶에 심각한 영향을 미치고 있다(이, 2004).
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