<한지 습윤 인장강도 측정 장면>

-국립문화유산연구원, 젖은 한지의 저항력 측정법 특허 등록

국가유산청 국립문화유산연구원은 지난 3월 한지의 내구성과 품질을 과학적으로 평가할 수 있는 새로운 시험 분석법인 ‘전통 한지의 습윤 인장강도 측정방법’에 대해 특허청 특허 등록을 완료하였다. 한지의 시험 분석법에 대한 특허 등록은 2023년 6월 9일 ‘한지의 내절강도 측정방법’ 이후 두 번째이다.

현재까지 한지에 대한 품질 평가는 한국산업표준(KS) 규격에 나와 있는 ‘일반 펄프종이(기계지) 시험 방법’으로 행해지고 있는데, 한지와 기계지라고도 불리는 양지는 원료와 제작 방식이 다르기 때문에 양지와 구별되는 한지에 특화된 시험 방법의 개발이 필요한 상황이다.

국립문화유산연구원은 기존의 양지 품질 측정 때 15mm 폭의 시편(품질 측정을 위해 재단한 것)에 4.91~14.72N의 하중을 가해 접거나 굽힘으로써 내절강도를 측정했었으나 낱장의 수초지(발을 가지고 일일이 손으로 떠서 만든 종이) 형태로 개별 제작되는 한지에 이 방법을 적용할 경우 시편마다 결과 값 편차가 커지는 문제가 있었으며, 이를 해결하기 위해 한지의 내절강도를 시험하기에 가장 적절한 시편 폭(10mm)과 하중(4.91N)으로 구성된 ‘한지 내절강도 측정방법’을 개발해 한지 시험 분석과 관련해 첫 특허 등록한 바 있다.

2023년에 이어 이번에 새로 특허 등록한 ‘전통 한지의 습윤 인장강도 측정방법’은 한지가 물에 젖은 상태에서 잡아당기는 힘에 견디는 응력을 측정하는 방법으로, 50mm 폭으로 재단한 한지 시편 폭을 적어도 3,600초 동안 물에 침수시킨 뒤 양쪽에서 분당 20mm의 속도로 시편을 잡아당기며 저항력을 측정한다.

한지의 습윤 인장강도는 종이류 문화유산(고문서, 전적, 회화 등)의 보수·복원용으로 사용되는 한지의 품질을 평가하는 데 중요한 측정 기준이다. 종이류 문화유산 보존처리용 한지는 결손부 보강 등에 활용되는 것은 물론, 붓 등의 도구를 이용해 겉면의 오염만 물리적으로 세척하는 건식 클리닝으로 해결되지 않는 유물 표면의 오염물이나 이물질을, 약품 등을 활용해 제거하는 습식 클리닝 작업에도 사용되기에 한지가 젖었을 때의 찢김 강도를 측정하는 것이 매우 중요하다.


전통 한지에 대한 내절강도 측정법에 이은 이번 습윤 인장강도 측정방법의 개발은 우수한 물성과 보존성 그리고 예술성으로 세계적으로 주목 받고 있는 우리나라 전통 한지의 품질을 평가하기 위한 과학적이고 표준화된 평가 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다. 또한, 건조 상태뿐 아니라 젖었을 때의 한지 강도까지 측정 가능해짐에 따라 향후 일관된 품질 관리를 통해 건축, 생활용품, 예술 등 다양한 분야에서 전통 한지의 활용을 대폭 확대하는 데 기여할 수 있을 것이다.

이번 특허는 연구원에서 추진하고 있는 「전통재료 특성 규명 및 적용성평가 연구」(2022~2026)의 일환으로 수행한 ‘문화유산 보수·복원용 한지에 대한 품질기준 연구’의 성과이다.

국가유산청 국립문화유산연구원은 이번에 특허 등록한 시험법을 기반으로 관련 연구기관, 산업체, 문화유산 복원 현장 등과 협력하여 활용도를 높이는 한편, 국제 표준화 기구와의 연계를 강화하고, 추가 시험 분석법 개발도 추진할 예정이다.

Moisture Tensile Strength Measurement Scene of Hanji

- National Research Institute of Cultural Heritage Registers Patent for Wet Hanji Resistance Measurement Method

The National Research Institute of Cultural Heritage under the Cultural Heritage Administration completed the registration of a patent for a new test analysis method called the "Traditional Hanji Moisture Tensile Strength Measurement Method" in March to scientifically evaluate the durability and quality of Hanji paper. The patent registration for a test analysis method for Hanji is the second one following the "Hanji Internal Bond Strength Measurement Method" registered on June 9, 2023.

So far, the quality evaluation of Hanji has been conducted using the "General Pulp Paper (Mechanical Paper) Test Method" specified in the Korean Industrial Standards (KS). However, due to the differences in raw materials and production methods between Hanji and machine-made paper, also known as Yangji, there is a need for the development of specialized test methods for Hanji that distinguish it from Yangji.

The National Research Institute of Cultural Heritage had previously measured the internal bond strength by applying a load of 4.91~14.72N to a 15mm wide specimen cut for quality measurement through folding or bending. However, when applying this method to individually produced Hanji sheets made by hand, there was a problem of significant variation in results for each specimen. To address this issue, they developed the "Hanji Internal Bond Strength Measurement Method" consisting of a specimen width of 10mm and a load of 4.91N, which is most suitable for testing the internal bond strength of Hanji, and obtained the first patent registration related to Hanji test analysis.

Following the registration in 2023, the newly patented "Traditional Hanji Moisture Tensile Strength Measurement Method" measures the stress that Hanji can withstand when pulled in a wet state. It involves immersing a 50mm wide specimen cut into water for at least 3,600 seconds, then pulling the specimen from both sides at a speed of 20mm per minute to measure its resistance.

The moisture tensile strength of Hanji is an important measurement criterion for evaluating the quality of Hanji used for the conservation and restoration of paper cultural heritage items such as ancient documents, records, and paintings. Hanji used for conservation purposes is not only utilized for reinforcing damaged parts but is also used in wet cleaning operations to remove contaminants and foreign substances on the surface of artifacts that cannot be resolved through dry cleaning methods using tools like brushes. Therefore, measuring the tear strength of Hanji when wet is crucial.

The development of the moisture tensile strength measurement method following the internal bond strength measurement method for traditional Hanji is significant in establishing a scientific and standardized evaluation basis for assessing the quality of traditional Hanji, which is globally recognized for its excellent properties, preservation, and artistic value. Furthermore, being able to measure the strength of Hanji in both dry and wet conditions can contribute to significantly expanding the utilization of traditional Hanji in various fields such as construction, daily goods, and art through consistent quality management in the future.

This patent is a result of the "Research on the Characterization and Applicability Evaluation of Traditional Materials" project being carried out as part of the "Research on Quality Standards for Hanji Used in Cultural Heritage Conservation and Restoration" by the institute from 2022 to 2026.

The National Research Institute of Cultural Heritage under the Cultural Heritage Administration plans to enhance the utilization of the patented test method by collaborating with relevant research institutions, industries, cultural heritage restoration sites, and strengthening cooperation with international standardization organizations. They also intend to pursue the development of additional test analysis methods.