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      • < 전시-P-88 > 종이의 표면 거칠음도와 부드러움(softness)에 대한 fractal dimension value 측정

        김희원 ( Heewon Kim ),오윤택 ( Yoontaek Oh ),김형진 ( Hyungjin Kim ),고영찬 ( Youngchan Ko ),박종문 ( Jongmoon Park ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1

        Fractal theory는 1980년 초에 영국의 수학자 Mandelbrot이 고안한 이론으로 복잡한 영국 해안선의 길이를 측정하기 위한 방법에서 고안된 이론이다. 일상 속에 존재하는 물체를 표현하는데 일반적으로 유클리드 기하를 사용한다. 유클리드 기하란 정수(integer)와 차원(dimension)으로 물체를 보여주는 것으로 점(point)을 0차원으로 시작하여 선(line)은 1차원, 면적(area)은 2차원, 부피(volume)는 3차원으로 나타낸다. 이와는 다르게 Mandelbrot는 fractal theory를 이용하면 유클리드 기하만으로 정의할 수 없는 물체를 표현할 수 있다고 주장하였고, 자연에 존재하는 폐, 번개, 눈꽃송이 등 자연에 존재하는 물체의 모양이 fractal model을 가진다는 것을 발견하였다. fractal model은 물체가 자기유사성(self-similarity)를 가지면서, 프랙탈 차원 값(fractal dimension value)의 두 가지 특성을 모두 갖춰야 한다. 본 연구에서는 종이의 표면의 자기 유사성을 이용하여 종이의 거칠음도와 부드러움을 측정하였다. 탐침을 이용한 종이의 표면 측정방법인 KES tester(KES-SE-SR Surface, Kato Tech, Japan)를 이용하여 측정 조건은 민감도 high, 적용 하중 5 g<sub>f</sub>, 측정 거리 20 mm, 측정 속도 1.0 mm/s로 측정하였다. KES tester는 종이 표면의 마찰(friction)과 거칠음도(roughness)를 동시에 측정 가능하며 fractal dimension value의 값을 구하기 위해 x, y의 좌표를 추출한다. 추출한 데이터는 통계 프로그램인 SAS JMP를 이용하여 시계열(time series)의 변동도(variogram)를 적용하고, log를 취한 x, y좌표를 Fit T by X 기능으로 그래프의 기울기를 구하고 식을 통해 fractal dimension value를 구하였다. 거칠음도 샘플로는 국내 S사의 평량 150 g/㎡의 미도공지를 픽업량을 다르게 하여 O사의 GCC60을 1회 도포한 후 열풍 건조하여 도공지를 제작하였고 KES tester로 표면을 측정하였다. 부드러움은 국내외 티슈의 fractal dimension value를 측정하고 SPT(sensory panel test)와 비교 분석 하였다.

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