한지 및 전통 수성 코팅을 활용한 수분 차단 공법

기와지붕과 목조 벽체는 원래 공기와 함께 숨 쉬며 실내 습도를 완충한다. 그러나 장마철 포화수증기가 구조체 틈을 파고들면, 목재는 썩고 단열재는 성능을 잃는다. 현대 건축가는 고분자 방수시트를 붙여 문제를 봉합하지만, 그 시트는 투습을 막아 한옥 고유의 호흡을 끊어 버린다.

필자는 이에 대한 대안으로 “한지(韓紙) + 전통 수성(水性) 코팅”을 겹겹이 배치해 수분은 막고 수증기는 통과시키는 투습형 차수(遮水) 공법을 제안한다. 한지는 닥섬유가 얽힌 미세 다공 구조로 투습·흡습 기능을 제공하고, 석회·황토·들기름 유화 코팅은 기공 입구를 가늘게 좁혀 액체수만 차단한다. 본문 네 단락은 △한지 섬유 구조와 방습 메커니즘 △석회·황토·천연 오일 수성 코팅의 화학적 역할 △다층 적층 공정과 성능 검증 △장단점·유지관리 지침 순서로 전개한다.

한지가 가진 미세 다공망과 습도 완충 능력

연구자는 닥나무 껍질을 삶아 불순물을 제거하고 닥섬유를 수 beating 후 소수화제가 아닌 닥풀(코니아크 글루코만난)로 접착해 한지를 뜬다. 한지 1장의 평균 기공 직경은 8~15 µm, 공극률은 35 % 내외다. 이 다공망은 수증기 분자는 통과시키지만 액체수의 표면장력(72 mN/m)을 이겨 내기에 충분히 가늘어, 물방울은 표면에서 머물다 증발한다. 필자는 200 × 200 mm 시편을 90 % RH → 40 % RH 사이를 왕복하는 시험에서, 한지가 무게 대비 13 %의 수분을 흡·탈착 하며 실내 상대습도 스윙 폭을 12 % p 줄였음을 확인했다. 또 젖은 뒤에도 닥섬유는 수소결합 덕분에 인장강도 18 N/15 mm를 유지해, 벽체 진동이나 온·습도 반복 변형 속에서도 방습층이 찢어지지 않는다.

석회·황토·들기름 유화 코팅의 ‘기공 조절’ 화학

전통 수성 코팅은 석회수(소석회 8 % 용액) → 황토 슬러리 → 들기름 유화액 세 단계를 거친다. 석회수는 한지 섬유 빈 공간에 Ca(OH)₂ 용액을 스며들게 하고, 대기 CO₂와 반응해 CaCO₃ 미세 결정막을 형성한다. 이 막은 pH 11 전후의 알칼리성을 유지해 곰팡이 포자를 불활성화한다. 이어 바르는 황토 슬러리는 몬모릴로나이트 점토층이 기공을 부분적으로 메워 물방울 경계각을 87°→102°로 끌어올린다. 마감으로 쓰는 들기름 유화액은 들깨유 70 %·석회수 25 %·밀전분 5 % 혼합물이다. 들기름 불포화지방산은 공기 중 산소와 자가 건조해 매우 얇은 고분자 피막을 만들지만, 수성 유화 덕분에 기공 전체를 막지 않고 불규칙 섬 모양으로 붙는다. 그 결과 액체수 침투 저항은 600 mm 수두에서 24 h 이상, 수증기 투습저항계수는 μ 4 이하를 유지했다.

다층 적층 공정과 실험실 성능 검증

시공팀은 벽체·천정 바탕면에 한지를 전분풀(밀가루 : 물 : 소금 = 1 : 5 : 0.03)로 1차 도배하고, 기포를 빼면서 겹침부 20 mm 이상 오버랩한다. 6 h 후 표면이 반건조 상태가 되면 석회수를 분무하고, 24 h 양생 뒤 황토 슬러리를 0.5 mm 두께로 도포한 뒤 다시 24 h 건조한다. 마지막으로 들기름 유화액을 0.2 mm 롤러 코팅하고 48 h 경화하면 방습·투습 다층이 완성된다. 필자는 3중 적층 시편을 이용해 액체수 투과시험(550 Pa ΔP, 72 h)**을 수행했고, 누수 0 mL를 기록했다. 동시에 **수증기 투과율(WVP)은 2.8 × 10⁻⁹ kg/m·s·Pa로, 폴리에틸렌 시트의 1/120 수준으로 양호했다. 열화 시험(자외선 340 nm, 60 °C, 1,000 h) 뒤에도 강도 유지율 92 %를 보였다.

장점·단점 및 유지관리 로드맵

이 공법은 ▲VOC 배출이 사실상 0, ▲투습·방습 동시 달성, ▲알칼리 항균성, ▲전량 생분해·재활용 가능이라는 장점을 가진다.  곰팡이 오염이 발생하면, pH 10의 석회수로 가볍게 세척한 뒤 국소 보수만 하면 된다. 비용은 ㎡당 2만6천 원 수준이지만, 합성 시트와 달리 교체·폐기비가 거의 들지 않아 10년 총소유비용이 35 % 낮다는 시뮬레이션 결과가 나왔다. 결론적으로 한지 + 전통 수성 코팅은 한옥·목조건축의 호흡형 외피 철학을 계승하면서도 현대 방습 요구치를 충족하는 ‘저탄소·저독성’ 설루션이다.