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문제 정의
- . 본 연구에서는 온도와 습도의 변화에 따라 보존 환경을 정량적으로 비교 평가하는 보존 환경 평가 지수를 비교 분석하고, 이를 이용하여 국가기록원의 종이 문서고의 보존 환경을 모니터링 함으로써 보존 상태를 비교 평가하였다.
- 종이 기록물을 보존·관리하기 위해서 서고 내 온도와 습도를 정확하게 측정하고 항온·항습을 유지하는 것도 중요하지만, “현재 온도와 습도가 종이 기록물에 어떠한 영향을 미치는지?
가설 설정
- 식 (5)를 이용하여 종이의 기대 수명을 산출할 때, 종이는 온·습도 조건이 20℃, 45%에서 기대 수명이 100년이라고 가정하였고, 종이의 가수분해 반응에 필요한 활성화 에너지는 25 kcal5, 6)로 계산하였다.
제안 방법
- IPI는 여러 습도에서 가속 열화 실험을 통하여 셀룰로오스아세테이트 필름은 20℃, 45%RH 조건에서 기대 수명이 약 50년이라는 것을 계산하였고, 이 데이터를 기초로 모든 유기물의 기대 수평을 평가할 수 있는 PI(Preservation Index) 지수를 만들었다. 그러나 이 지수는 수명이 약 50년이 되는 유기 재료를 선택하여 온·습도 변화에 따른 실험후 그 데이터를 기초로 20℃, 45%에서 PI값이 50이 되도록 만든 것이기 때문에 기대 수명이 약 50년인 재료는 온·습도 변화에 따른 PI값이 그 재료의 대략적인 기대 수명을 나타낼 수 있으나, 수명이 긴 재료에 대해서는 절대적인 수명이 아닌 서로 다른 서고 또는 서로 다른 보존 환경을 비교 평가할 때만 사용이 가능하다.
- 국가기록원 대전 본원의 종이 기록물을 보존하고 있는 일반 문서고 2곳에 대한 온·습도 변화를 특정하여 보존 환경을 비교해 보았다.
- 국가기록원 종이 기록물 보존 서고의 보존 환경 상태 평가는 국가기록원에서 측정된 온도와 습도를 이용하여 보존 환경 평가 지수를 산출함으로서 서로 비교 평가하였다. 보존 환경 평가 지수는 유기물의 기대 수명을 예측하기 위해 연구된 Donald K.
- 국가기록원 종이 문서고의 보존 환경을 모니터링하기 위해 국가기록원 대전 본원과 부산 역사기록관의 종이 문서고 각각 2곳을 선정하여 일정 기간 동안의 온도와 습도를 조사하였다. 보존 환경 평가 지수 산출을 위한 온·습도 데이터는 2006년 8월부터 2008년 10월까지 약 2년 동안 매달 둘째 주 수요일에 측정된 온·습도를 샘플링하여 사용하였다.
- 6, 9) Arrhenius 식은 온도의 변화에 따른 반응 속도를 계산하는 데는 편리하나, 습도와 관련된 항이 없다. 그래서 IPI사는 20%, 50%, 60%, 80%로 각각의 조건에서 습도를 일정하게 유지시키면서 온도의 변화에 따른 셀룰로오스아세테이트 필름의 가수 분해 실험을 행하였다. 그들은 이 실험 데이터를 이용하여 셀룰로오스아세테이트 온·습도의 변화에 따른 열화 속도를 계산함으로 셀룰로오스아세테이트의 기대 수명을 비교적 정확하게 예측하였다6).
- 국가기록원 종이 기록물 보존 서고의 보존 환경 상태 평가는 국가기록원에서 측정된 온도와 습도를 이용하여 보존 환경 평가 지수를 산출함으로서 서로 비교 평가하였다. 보존 환경 평가 지수는 유기물의 기대 수명을 예측하기 위해 연구된 Donald K. Sebera 이론5), IPI(Image Permanence Institute)의 Arrhenius 이론6), Tim Padfield 이론7) 등을 비교 분석하여 국가기록원의 종이 기록물 보존 서고를 평가하기에 가장 적합한 평가 방법을 연구하였다.
- 보존 환경 평가 지수를 활용하여 종이 기록물 보존 서고의 환경을 평가하기 위하여 2006년 8월부터 2008년 10월까지 약 2년 동안 국가기록원 대전 본원의 일반 문서고와 부산 역사기록관의 일반 문서고의 온도와 습도를 측정한 후, 식 (5)를 이용하여 각 서고의 보존 환경에 따른 종이의 가수 분해 반응 속도를 산출하여 기대 수명을 예측하였다. 이 기대 수명은 서고의 보존 환경을 정량적으로 표현한 수치로서 측정된 온도와 습도에서 산출된 기대 수명을 IPI에서 개발된 개념인 PI와 TWPI의 개념과 동일시하여 평가하였다.
- 본 연구에서는 환경 보존 평가 지수인 PI와 TWPI의 개념을 이용하여 2006년 8월부터 2008년 10월까지 약 2년 동안 국가기록원 종이 기록물 서고 환경에 대한 보존 평가를 수행하였다. 그 결과 4개의 서고 중 3개의 서고(대전 일반 문서고 A, 부산 일반 문서고 A, B)에서 여름철과 겨울철의 환경 보존 평가 지수의 차이가 심하게 나타났으며, 특히 여름철에는 대체로 환경 보존 평가 지수가 낮아 철저한 서고 관리가 필요한 것으로 나타났다.
- 보존 환경 평가 지수 산출을 위한 온·습도 데이터는 2006년 8월부터 2008년 10월까지 약 2년 동안 매달 둘째 주 수요일에 측정된 온·습도를 샘플링하여 사용하였다. 샘플링된 온도와 습도는 앞서 연구된 보존 환경 평가 지수로 만들어 4곳의 서고를 비교 분석해 보았다.
- 이 3가지 이론을 비교·분석하여 국내 서고 보존 환경을 평가하기에 가장 적합한 평가 방법을 도출시켰다.
- Sebera 모델의 기본 개념은 셀룰로오스는 상대 습도와 온도가 높을 수 록 가수 분해 반응 속도는 빨라지고, 그 결과 종이의 수명이 단축된다는 것이다. 이 개념을 이용하여 서로 다른 환경에서 보존되고 있는 종이의 가수분해 속도를 예측함으로 종이의 보존 환경을 평가하는 식을 유도하였다.
- 보존 환경 평가 지수를 활용하여 종이 기록물 보존 서고의 환경을 평가하기 위하여 2006년 8월부터 2008년 10월까지 약 2년 동안 국가기록원 대전 본원의 일반 문서고와 부산 역사기록관의 일반 문서고의 온도와 습도를 측정한 후, 식 (5)를 이용하여 각 서고의 보존 환경에 따른 종이의 가수 분해 반응 속도를 산출하여 기대 수명을 예측하였다. 이 기대 수명은 서고의 보존 환경을 정량적으로 표현한 수치로서 측정된 온도와 습도에서 산출된 기대 수명을 IPI에서 개발된 개념인 PI와 TWPI의 개념과 동일시하여 평가하였다. 식 (5)를 이용하여 종이의 기대 수명을 산출할 때, 종이는 온·습도 조건이 20℃, 45%에서 기대 수명이 100년이라고 가정하였고, 종이의 가수분해 반응에 필요한 활성화 에너지는 25 kcal5, 6)로 계산하였다.
- 그러나 이 방법은 서로 다른 두개의 환경을 평가할 수 있을 뿐 기록물의 기대 수명을 예측하는 데는 한계가 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 IPI에서는 온도의 변화에 따라 반응 속도를 예측할 수 있는 Arrhenius식을 이용하여 셀룰로오스아세테이트필름의 활성화 에너지를 계산하고, 이것을 이용하여 필름의 기대 수명을 예측하는 실험을 하였다.6, 9) Arrhenius 식은 온도의 변화에 따른 반응 속도를 계산하는 데는 편리하나, 습도와 관련된 항이 없다.
- 5) 그는 온도와 습도가 변함에 따라 종이의 주성분인 셀룰로오스의 가수 분해 속도가 달라진다는 개념을 이용하여 종이의 가수 분해 반응식을 만들었다. 이 반응식의 역수를 종이의 기대 수명이라 하였으며, 기대 수명을 통해 보존서고의 환경을 비교 평가하였다. Donald K.
대상 데이터
- 2006년 8월부터 2008년 10월까지 국가기록원 대전 본원의 종이 기록물을 보존하고 있는 일반 문서고 2곳의 온도와 습도의 변화를 Figure 1에 나타내었다. Figure 1과 같이 두 서고의 온도와 습도는 공공 기록물 관리 법률에서 명시된 온도 18～22℃, 습도 40～55% 범위(그림에서 점선 내 범위) 내에서 잘 유지되고 있다는 것을 볼 수 있었다.
- 보존 환경 평가 지수 산출을 위한 온·습도 데이터는 2006년 8월부터 2008년 10월까지 약 2년 동안 매달 둘째 주 수요일에 측정된 온·습도를 샘플링하여 사용하였다.
이론/모형
- 1절에 소개한 보존 환경 평가 지수를 이용하여 두 서고의 환경 조건을 지수화시켜 그래프로 나타낸 것이 Figure 2이다. 이때 보존 환경 평가 지수는 Tim Padfield의 이론을 근거로 산출되었으며, 용어의 편의상 IPI에서 개발하여 사용하고 있는 PI(시간 개념이 포함되어 있지 않은 어느 한 환경에서의 평가 지수)와 TWPI(시간의 개념이 포함된 PI의 평균 보존 환경 평가 지수)의 개념을 도입하여 서술하였다.
성능/효과
- 그 결과 4개의 서고 중 3개의 서고(대전 일반 문서고 A, 부산 일반 문서고 A, B)에서 여름철과 겨울철의 환경 보존 평가 지수의 차이가 심하게 나타났으며, 특히 여름철에는 대체로 환경 보존 평가 지수가 낮아 철저한 서고 관리가 필요한 것으로 나타났다. TWPI로 평가한 서고의 환경은 대전 본원 일반 문서고 A가 104년, 부산 역사기록관 일반 문서고 A가 93년 , 부산 역사기록관 일반 문서고 B가 89년, 대전 본원 일반 문서고 B가 80년으로 산출되어 대전 본원의 일반 문서고 A가 가장 좋은 환경을 유지하고 있는 것으로 나타났다.
- 본 연구에서는 환경 보존 평가 지수인 PI와 TWPI의 개념을 이용하여 2006년 8월부터 2008년 10월까지 약 2년 동안 국가기록원 종이 기록물 서고 환경에 대한 보존 평가를 수행하였다. 그 결과 4개의 서고 중 3개의 서고(대전 일반 문서고 A, 부산 일반 문서고 A, B)에서 여름철과 겨울철의 환경 보존 평가 지수의 차이가 심하게 나타났으며, 특히 여름철에는 대체로 환경 보존 평가 지수가 낮아 철저한 서고 관리가 필요한 것으로 나타났다. TWPI로 평가한 서고의 환경은 대전 본원 일반 문서고 A가 104년, 부산 역사기록관 일반 문서고 A가 93년 , 부산 역사기록관 일반 문서고 B가 89년, 대전 본원 일반 문서고 B가 80년으로 산출되어 대전 본원의 일반 문서고 A가 가장 좋은 환경을 유지하고 있는 것으로 나타났다.
- 이것은 온·습도가 20℃, 50%일 때의 기대수명이 35℃, 80%일 때 보다 약 33배 좋다는 말이다. 따라서 20℃, 50%의 환경 조건에서 종이의 기대 수명이 100년이라면 35℃, 80% 환경 조건에서 종이의 기대 수명은 3년이라는 것을 의미한다.
- 따라서 TWPI 값을 통하여 일반 문서고 A의 보존 환경이 일반 문서고 B의 보존 환경보다 20년 이상 더 우수하다는 것을 알 수 있다. 이러한 현상은 일반 문서고 A가 겨울철 온도 및 습도를 과도하게 낮추어 나타난 현상이기도 하지만 여름철을 제외하고 전반적으로 서고 A의 PI지수가 높은 것을 볼 수 있다.
- 또한 과도하게 온도를 낮추면 냉방을 위해 들어가는 비용이 높아져 효율적인 관리가 아니라고 할 수 있다. 습도의 경우도 법규 규정 범위 내에서 잘 관리가 되어 규정 범위 이상 올라간 경우는 측정 기간 동안에는 단 한번도 없는 것이 확인되었다. 그러나 날씨가 추운 겨울철에 대체적으로 낮은 범위에서 습도가 유지되고 있는 등 계절에 따라 편차가 크게 나타나는 것을 볼 수 있다.
- 비슷한 패턴으로 온·습도가 변하고 있지만 TWPI를 통하여 비교한 결과는 일반 문서고A가 일반 문서고 B보다 보존 환경이 조금 좋다는 것을 알 수 있다. 일반 문서고 A의 TWPI는 93년이 나온 반면, 일반 문서고 B는 89년이 산출되어 일반 문서고 A의 보존 환경이 약 4.5% 수명이 더 길게 나타났다. 이와 같이 일반 문서고 A의 기대 수명이 조금 높게 나타난 것은 2007년 12월부터 2008년 5월까지 일반 문서고 A의 습도가 일반 문서고 B의 습도 보다 낮아 높은 PI값을 가질 수 있었기 때문이다.
후속연구
- 그러나 이러한 지수를 활용함으로 현재 서고가 유지하고 있는 온·습도 조건이 기록물에 미치는 영향을 쉽게 관찰할 수 있으며, 이에 대한 적절한 대응 조치가 가능하므로 서고 환경을 모니터링할 수 있는 하나의 도구로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
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