2003년 우리나라 원적외선 산업의 진단 우리나라 원적외선의 연구개발 현황 韓忠洙 농학박사 / 충북대학교 농기계공학과 교수 1. 머리말 국내에 원적외선이 알려지기 시작해서 15년여가 지나고 있다. 그동안에 원적외선은 혹독한 비난을 받으면서 많은 업체들이 부침을 거듭하였고, 그런 환경 속에서도 건실하게 연구 개발에 심혈을 기울인 끝에 좋은 제품을 개발하여 소비자에게 사랑을 받으면서 원적외선의 긍정적인 면을 보여주었다. 제품을 생산하는 다른 산업 중에 이와 같이 업체의 부침이 심한 곳도 드물 것으로 사료된다. 이것은 원적외선 제품과 관련된 연구 개발이 꾸준히 이루어지지 못한 상태에서 상품화가 된 점, 실제 응용에 대한 이론적 분석이나 연구가 계속되지 못하였기 때문이라 판단된다. 어떤 제품이든 계속적인 연구 개발의 뒷받침이 안되면 시장성을 확보하기 어려운 것이 현실이기 때문이다. 본인이 원적외선을 이용한 건조기로 학위를 받고 1990년 귀국하였을 때만 하여도 측정 평가가 어려운 시기였고, 주로 상온 관련 제품이 주류를 이루고 있었다. 이후에 점차로 온열이나 가열 기기 쪽으로도 제품이 연구 개발되면서 시장도 활성화되고 규모도 상당히 커진 상태이다. 그러나 원적외선에 대한 연구 개발은 아직도 매우 미진한 상태이다. 1990년 중반까지만 해도 국가 기관 및 산하기관에서 공모하는 연구과제 중 원적외선 관련 연구 과제는 찾아보기가 어려웠다. 물론 원적외선 관련 분야에 연구자가 적은 면도 있겠지만 주로 건강과 관련된 제품이기 때문에 의학분야와 공동연구가 아니면 그 효과 분석이나 측정이 용이하지 않은 면이 있다. 특히 상온 제품의 경우 신체가 건강한 사람이 사용하면 그 효과를 검증하기가 상당히 어렵고, 측정하여 결과를 얻는 데도 상당한 기간이 소요된다. 따라서 사용자가 원적외선 관련 제품 사용 후에 효과가 없거나 기대에 전혀 못미치는 데 대한 불신이 확산되면서 원적외선 업계가 더욱 어렵게 된 것이라 생각된다. 물론 원적외선 응용의 도입단계에 비하여 현재의 제품 품질이나 소비자 인식이 좋아졌지만 아직도 연구해야할 부분이 산적해 있는 것이 사실이다. 반면에 원적외선 응용 연구 중 가열에 대한 인식은 어느 정도 효과가 인정되어 4∼5년 전부터 정부 기관 등에서 조금씩 연구 과제로 채택되어 진행되고 있는 상태이다. 그러나 학술지에 게재된 논문 수는 매우 미약한 편으로 실제로 다른 학문에 비해 일관되게 연구하여 논문이 게재되는 경우는 극히 일부 학자에 의존하고 있을 뿐 연구의 지속성이 없는 것과 연구자 수가 너무 적은 것이 큰 문제점이라 생각된다. 연구 개발에 따른 뒷받침이 없는 산업이나 제품은 경쟁사회에서 견디어 내기가 용이하지 않고, 이것이 원적외선 업계의 부침이 심한 중요한 원인이라 생각된다. 최근의 각 연구자 및 연구 기관의 연구 동향을 분류하여 살펴보면 다음과 같다. 여기에서는 지면 관계상 1996년부터 현재까지 완료되었거나 진행 중인 연구과제에 대해서만 수록하였고, 원적외선 원료와 특성 연구분야, 원적외선 세라믹스 응용제품에 대한 특성 연구 분야, 원적외선 섬유 관련 연구분야, 원적외선 가열·건조 및 원적외선 방사체에 관한 연구분야, 기타 원적외선과 관련된 연구 분야로 분류하여 수록하였다. 2. 최근의 연구 동향 가. 원적외선 원료와 특성 연구 경상대학교 백우현 교수는 원적외선 방사재료(1997), The Spectral Characteristic of Far-infrared Radiant Ceramics(1997)에 대하여 연구를 수행하였다. 경일대학교 상희선 교수는 내열성세라믹스 재료의 분광복사 특성에 대한 연구를 수행하였다(2001). 충북대학교 한충수 교수와 최태섭(원적외선협회), 염태용(한국건자재연구원)은 황토와 고화재, 무기바인더의 적정 혼합비를 분석하여 온돌재로서 규격에 적합한 제품을 (주)신라교역과 금평규석 지원으로 연구 개발하였다(1997). 경북대학교 이광필 교수는 원적외선이 혈액순환을 촉진하는 특성을 이용하여, 경피 흡수용 소염진통제의 침투성을 매우 높일 수 있는 원적외선 수용성 소염진통제의 제조법과 화장품 재료 제조법(2000)에 관한 연구를 수행하였다. 송승영 등은 황토몰탈을 적용한 공동주택 바닥난방 구조체의 열성능 평가에 대한 연구 결과를 대한건축학회에 발표하였다(1999). 한국건자재시험연구원의 강병철, 최정진 연구원은 양극 산화된 알루미늄 표면의 적외선 복사 특성 연구와(2002), 강병철, 김영근 연구원은 졸-겔법에 의해 제조된 SiO2막의 적외선 복사 특성에 관한 결과를 발표하였다(2002). 요업기술원과, 한국건자재시험연구원의 박선민, 문성재, 오유근 연구원은 원적외선 영역에서 소재 특성이 방사에너지에 미치는 영향(2002), FT-IR을 이용한 금속산화물의 적외선 복사특성 평가에 대한 연구 결과를 발표하였다(2002). 경희대학교 양중식 교수가 무기재료를 이용하여 화학결합, 분광학적 성질 등 원적외선 세라믹스 원료에 대한 연구를 수행하였다. 나. 원적외선 세라믹스 응용제품에 대한 특성 분석 서울대학교 지철근 명예교수가 원적외선 방사 형광등을 이용한 담배연기의 광분해 효과를 평가하였고(1999), 원적외선 복사세라믹스와 항균세라믹스, 옥분말 등을 일정 비율로 혼합하여 바닥 및 벽면 미장 마감재로 사용할 경우의 특성 평가를 알파바이오세라믹(주) 지원으로 수행하였다(2002). 경상대학교 백우현 교수는 써모그래피로 본 원적외선 온열효과(1996)에 대하여 연구를 수행하였고, 수돗물과 원적외선 기능수의 수질 특성의 비교(2000), 원적외선 복사특성에 관한 온열효과(2001), 코팅세라믹볼의 방청효과에 관한 연구(2002) 등을 수행하여 그 결과를 발표하였다. 또 황토 지장수를 이용한 오골계의 콜라겐 추출 공법에 관한 연구를 수행 중이다(2003). 정구영 박사와 백우현 교수는 원적외선이 인체에 미치는 온열효과(1998), Moxobution HSR를 이용한 Human-Papilloma Virus 사마귀의 가능한 치료기전에 의한 원적외선수용체 추정(2000)과 원적외선 복사체가 인체에 미치는 생물학적의 활성효과(2000)에 대하여 연구결과를 발표하였다. 경일대학교 상희선 교수는 건축내장재의 종류에 따른 에너지절약 및 방사 에너자가 인체에 미치는 영향에 대한 연구과제를 한일시멘트 지원으로 수행하였다(2002). 충북대학교 한충수 교수는 가정용 세라믹 정미기 개발 및 성능 평가에서 세라믹 코팅길이에 따른 특성과 설계 조건 확립에 관한 연구를 신흥기업사와 공동으로 수행하여 제품을 개발하였다(1999). 원적외선협회 최태섭 전무, 충북대학교 한충수 교수는 (주)지론의 지원으로 원적외선의 건자재 이용현황 및 맥반석함유 미장몰탈의 특성평가를 수행하여 그 결과를 발표하였다(1997). 원적외선협회 최태섭 전무와 (주)훠보는 기능성 도료의 원적외선 특성평가 연구로 기능성 도료의 물리화학적 특성과 기능적인 특성을 평가하고(2002), (주)알파테크하우징의 수탁과제로 건축마감재 원료특성평가를 하여 건축마감재를 도포한 상태에서 라돈가스의 감소율, 분진량, 원적외선효과, 시멘트독성중화 및 탈취효과, 항균 항곰팡이 효과, 에너지절감효과에 관한 연구를 수행하고 있다(2003). 삼성 SDI 김헌수 수석연구원은 일반 모니터 제품과 원적외선 세라믹스를 처리한 모니터 간의 원적외선 특성 및 효과를 검증하였고(1998), 인체파동을 응용한 원적외선 복사 제품(모니터)의 효과를 검증하였다(2000). 강원대학교 전기공학과 김훈 교수는 원적외선 전구의 최적화 코팅과 수명에 관한 연구를 중소기업기술혁신 개발사업의 일환으로써 (주)인터히트와 함께 수행하였다(2001). 군산대학교 유수창 교수는 광촉매를 이용한 섬유, 필터, 타일에서의 원적외선 방사, 항균 탈취 효과에 대하여 연구 결과를 발표하였다(2001). 다. 원적외선 섬유 관련 연구 경북대학교 이광필 교수는 저온 원적외선 복사 기능성 섬유원단을 이용한 기초대사 촉진 헬스다이어트복 개발에 관한 산학연 공동연구를 수행한 바 있다(2000). 서경대학교 신정숙 교수는 원적외선을 이용한 섬유 부자재(브래지어 패드) 개발(2002)을 연구하였고, 화학물질 차단을 위한 방호복 개발에 관한 연구를 일본 문화여자대학과 공동으로 수행중이다(2003). 원광대학교 유복선 교수는 황토 염색에 따른 원적외선 특성 연구를 수행하였고(2002), 무기물을 이용한 면편성물 염색성에 관한 연구도 진행중이다(2003). 체육과학연구원 최규정 실장은 원적외선 방사 물질 첨기 섬유재로 만든 스포츠용품의 체육과학적 기능 분석에 대하여 연구 결과를 발표하였다(2001). 라. 원적외선 가열·건조 및 원적외선 방사체에 관한 연구 충북대학교 한충수 교수가 원적외선의 가열 특성과 효율성의 연구 결과를 발표하였다(1996). 농업기계화연구소 김유호와 충북대학교 한충수 등은 원적외선을 이용한 농산물건조기 개발에 관한 연구를 공동으로 수행하여 결과를 발표하였다(2000). 충북대학교 이호필, 한충수와 농업기계화연구소 김유호는 곡물 건조용 원적외선 방사체의 특성(2002)과 벼의 원적외선 건조 특성에 관한 연구 결과를 공동으로 발표하였다(2002). 또 충북대학교 한충수 교수 등은 정치식 원적외선 건조기를 이용한 표고버섯의 건조특성(2003)과 컨베이어식 원적외선 건조기를 이용한 표고버섯의 건조특성에 대한 연구결과를 발표하였다(2003). 한편 충북대학교 한충수 교수와 진흥청 농업기계화연구소 조영길 소장 김유호 실장, 성균관대학 금동혁 교수가 공동으로 원적외선·열풍 복합 이용형 고품질 곡물 건조시스템 개발 및 곡물 건조용 원적외선 방사체 개발에 관한 연구를 3년간 수행 중이다(2003). 또 힌국과학재단과 충북대학교 첨단원예센터 백기엽 소장 지원으로 신흥기업사와 공동 연구로 3년간 원적외선을 이용한 특용작물(부정근 삼·버섯) 정치식 건조시스템 개발을 수행 중이며(2005), 농림부지원으로 (주)매직유라와 공동연구로 예열 장치를 이용한 고추·버섯 원적외선 건조시스템(컨베이어식)을 개발하여 제품화하는 연구가 3년간 진행 중이다(2004). 충북대학교 이해철의 석사학위논문으로 충북대학교 의과대학 강훈 교수와 공동으로 원적외선 온열 요법과 음이온이 인체 및 생물에 미치는 영향에 관한 연구가 진행 중이다(2004). 한국건자재시험연구원의 강병철 연구원은 축사용 원적외선 히터개발을 수행 중이다(2003). 경일대학교 상희선 교수는 원적외 Ceramic (바이오 및 공업용) 방사체 개발과 에너지관리공단 지원으로 가스원적외선 건조기술에 관한 연구를 수행하였다(1996).또한 에너지관리공단, 고려피혁 지원으로 원적외선 피혁건조기 개발(1998). 및 과학기술원, 은성기술과 공동연구로 농·수산물 원적외선 건조기 개발 등의 연구과제를 수행하였다 (2000). 충남대학교 유승곤 교수는 탄소섬유와 펄프를 이용한 방사체의 열화상 특성을 연구하였다(1999). 마. 기타 원적외선 관련 연구 삼성종합기술원 김건식 연구원 등이 FTIR을 이용한 전혈 시료의 원적외선 흡수스펙트럼에 관한 연구를 수행중이다(2002). 요업기술원과 한국건자재시험연구원은 산업자원부와 공동으로 원적외선 분광방사율 측정 방법 표준화에 대한 연구를 수행중이다(2003). 3. 분야별 연구 현황 앞에 수록된 각 연구분야의 점유을 비교해보면 다음과 같다. 연구 업적 건수가 많은 분야는 표에서 알 수 있듯이 원적외선 세라믹스 응용제품에 대한 특성 연구 분야와 원적외선 가열·건조 및 원적외선 방사체에 관한 연구 분야로 나타났고, 원적외선 복사 원료에 관한 연구 분야도 진전이 있는 것으로 나타났다. 그러나 7년 간의 연구 업적을 살펴 보면 약 7.5건/년 정도로 매우 미진한 상태로 판단된다. 예를 들어 아주 소규모의 학회라도 학회 논문집 발간회수가 2∼4회/년 정도로 1회 발간시 7편 이상의 논문이 있어야 발간이 가능하다. 이것으로 볼 때 원적외선 관련 분야는 학회로 발전하려면 많은 노력이 필요하고, 좀더 많은 연구 개발비가 투자되면서 연구자가 확보되어야 이 산업이 더욱 발전하리라 기대된다.