종이—용도가 다양한 제품!

그토록 용도가 다양해서 그것으로 음료를 마실 수 있고 물건을 쌀 수 있고 코를 풀 수 있으며 그 위에 기록할 수 있고 입을 수 있고 가구를 만들 수 있고 심지어 먹기까지 할 수 있는 것을 한번 상상해 보라! 불가능한 일인가? 실은, 이미 그런 제품이 존재하고 있으며, 매우 오랫동안 우리 주변에 있어 왔다.

그토록 용도가 다양한 제품은 바로 종이이다. 아마 일상 사용하는 종이는 얼마간 컴퓨터화된 기계 장치가 주는 매혹스런 점이 결여되어 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 종이는 독자의 생활에 매우 깊은 영향을 끼쳐 왔다. 종이가 출현하기 전에는, 글을 쓴다는 것이 돌 위에 글자를 정으로 파 놓는다든지 점토판에 단어들을 새겨 놓는 등 아주 귀찮은 과정이었다. 이렇게 지식은 특권을 누리는 소수를 위해 보존되었다. 종이는 이 모든 것들을 변화시키는 데 기여하였다.

그 모든 것은 이집트인들이 파피루스라는 이름의 수중 갈대를 이용하는 교묘한 방법을 발견하였을 때 시작되었다. 그들은 그 줄기를 가늘고 긴 조각으로 잘라서 약간 겹치게 하여 쭉 늘어놓았다. 그 다음에 또 다른 줄기 조각의 배열 층을 처음 배열 층 위에 직각으로 늘어놓고 접착시켰다. 그리고는 그 전체 모양을 평평하게 두들겨서 햇볕에 말렸다. 끝마무리로서, 글을 쓰기에 편리한 비교적 매끄러운 표면이 되도록 윤을 내었다.

분명히, 파피루스는 성서 시대의 족장 아브라함 당시까지 멀리 소급되어 사용되었다. 비록 당시에는 그 제조 과정이 쉽지 않았지만, 그래도 그것은 돌 위에 글자를 정으로 파 내려가는 것보다는 훨씬 나은 방법이었다. 그리하여, 그것은 고대에 중요한 의사 전달 매체가 되었던 것이다. 사실, 성서의 초기 복사판들도 파피루스에 기록한 것이었다. 물론, 보통 송아지 가죽으로 만든 벨룸과 같은 다른 기록용 재료도 활용케 되었다. 그러나, 파피루스는 나름대로의 명성을 떨쳤다. 그 말로부터 “종이”라는 뜻의 영어 단어 “페이퍼”(Paper)가 나왔을 것이다.

누더기 옷으로부터 나무 줄기까지

헌 누더기 옷으로 종이를 만든다고? 이상하게 들릴지 모르지만, 그것이 종이를 얻기 위해 진척시킨 다음 단계였다. 독자도 알다시피, 헌 누더기 옷엔 종이의 주요 성분인 섬유소가 들어 있었다. 그리고, 기원 105년경에 중국인들은 헌 누더기 옷, 나무 껍질, 삼 및 심지어 어망의 펄프 혼합물로부터 종이를 제조하는 법을 알아 내었다!

중국의 제지 기술이 해외로 보급되는 데는 시일이 걸렸으나, 12세기까지는 유럽에 이르렀다. 그리하여, 제 15세기에 구텐베르크가 그의 유명한 성서를 인쇄하기 시작하였을 때, 종이는 이미 그 일을 할 준비를 다 갖춘 자발적인 노예인 양 그 현장에 있었다. 이렇게 하여 종이는 르네상스 시대에 지식의 급격한 보급에 박차를 가하게 해주었다. 그러나, 종이 제조상에 있어서의 극적인 발견은 아직 앞으로 있을 일이었다.

종이의 수요가 증가됨에 따라, 누더기 옷의 공급은 달렸다. 그때, 사람들은 최상의 원료로서 나무 줄기를 사용해 볼 생각을 품기 시작했다. 하지만, 요는 목재를 펄프로 분해하는 손 쉬운 방법을 찾는 일이 문제였다. 제 19세기에, 그 일을 해낼 수 있는 한 가지 화학 공정이 발견되었다. 발명가들은 계속 회전시켜 종이를 만들 수 있는 한 기계를 제안하였다. 드디어, 현대 제지 혁명인 대량 생산을 위한 현장이 마련되었다!

오늘날의 제지

현대 공학에 의해 개선되긴 했지만, 종이 제조 방식은 거의 변화되지 않았다. 그 일은 자연림이나 제지용으로 특별히 키운 수풀에서 시작한다. (남 아프리카의 한 종이 제조업자는 연간 1,200만 그루 이상의 묘목을 심는다.) 나무들은 베어져서 삭편(削片)으로 세단(細斷)된 다음 쪄서 펄프 뭉치가 되게 한다. 이 펄프는 세척 정선되고, 표백된 다음, 장망식 초지기(長網式抄紙機)라고 하는 제지 기계로 보내진다.

그 기계는 어떻게 작동되는가? 먼저, 펄프는 움직이는 정교한 철망 벨트에 의하여 기계의 지층(紙層) 형성부로 들어간다. 목재의 섬유 조직은 움직이는 방향으로 스스로 일렬로 정렬하는 경향이 있는데, 이것은 종이에 결이 있는 이유를 설명해 준다. 또한, 벨트는 섬유질이 뒤엉키게 하기 위하여 양 옆으로 막 흔들린다. 이것은 종이가 힘을 갖게 해준다. 수분은 중력 및 아래의 진공관의 도움으로 이 철망 벨트 사이로 빠지게 된다.

이제 펄프는 기계의 압착부로 들어간다. 여기에서, 펄프는 무게의 80-85퍼센트가 여전히 수분이므로, 일련의 회전기가 흡인력으로 더 많은 수분을 제거하여 종이의 섬유 조직을 조밀하게 한다. 다음, 계속 건조부로 이어진다. 여기서 섬유 조직은 증기로 가열된 건조원 통으로 넘겨지는데, 그것은 증발을 통해 더욱더 많은 수분을 제거한다. 이제 끝난 것인가? 반드시 그런 것은 아니다. 어떤 종이를 얻기 위하여, 건조된 섬유 조직은 또 다른 회전기를 통과하여 우툴두툴한 것을 다려서 펴면 더 매끄러운 표면을 갖게 된다. 이제 완제품은 권지기(卷紙機)에 감겨서 원하는 크기로 손질될 준비가 완료된 것이다.

그러나, 그러한 고속 작동에서 어떻게 전과정의 통제를 확인할 수 있는지에 대해 독자는 궁금해 할지 모른다. 바로, 현대 공학이 전과정 통제 장치(On-line process-control systems)라는 장치를 개발하였다. 감지 장치가 움직이는 종이 조직을 계속 살펴보고 있는 것이다. 기준 무게를 확인하기 위해 베타 광선을 사용할 수 있으며, 두께를 확인하기 위해 종이를 자장(磁場)에 통과 시켜볼 수 있다. 수분 함유량을 측정하기 위해 반사 적외선을 사용할 수 있다. 그리고 그 외에도, 종이가 여러 생산 단계들을 통과해 가는 것을 감독하는 데 컴퓨터가 사용될 예정이다.

종이를 다용도로 만드는 일

하지만, 어떻게 종이는 그토록 용도가 다양하게 되는가? 종이의 대부분이 목재 펄프로 만들어지지만, 에스파르토 풀이나 버개스(사탕수수에서 설탕을 짜내고 남은 찌끼) 및 대나무와 같은 기타 원료들도 또한 사용된다. 아마포, 면 및 삼들도 특히 고급 습자지나 성서용 종이와 같은 특수 용지 등을 만드는 데 여전히 사용된다. 이러한 각기 다른 섬유질들을 여러 가지 방법으로 섞어서 사용할 때 어떤 결과가 생기는가? 매우 다양한 품질의 종이가 나오게 된다.

납지와 압지를 생각해 보자. 서로 반대의 성질을 지녔지만, 이들은 매우 똑같은 섬유질로 만들어진 것이다! 어떻게 그러한가? 여러 가지 정선 및 제조 공정이 사용된다. 사실, 단지 상이한 첨가물을 사용하는 것이 종이에 상이한 특성을 부여해 준다. 고령토는 섬유질 사이의 틈들을 메워줌으로써 종이를 더욱 매끄럽게 끝마무리 시켜 준다. 표백제와 염료는 더 좋은 색깔을 띄게 해 준다. 이산화 티타늄은 불투명성을 증가시켜서, 종이 한쪽 면의 인쇄가 비쳐 보이지 않게 해준다. 포름알데히드 수지는 물이 닿았을 때 강한 내수성(耐水性)을 지니도록 해주는데, 이것은 차 봉지에 필수적인 성질이다! 심지어 녹인 파라핀조차 주요한 성분이 되는데, 그것은 왁스 종이를 입히는 데 사용된다.

종이의 사용 잠재력은 무한한 것 같다. 플라스틱을 입힌 판지가 책장이나 의자 등에 사용된다. 나일론이나 오올론 같은 합성 섬유는 그 자체만으로도 사용되거나, 의복 및 전기 절연체용의 직물과 같은 성질을 가진 종이를 만들기 위하여 목재 펄프와 혼합되어 사용되기도 한다.

점증하는 수요에 부응함

현대 사회의 발전도는 그 종이 소비에 의해 측정된다고 한다. 흥미롭게도, 1982년에 종이 및 판지 생산은 미국에서만도 총 6천 7백만톤이나 되었다. 이러한 놀랄 만한 수요는 제조업자들에게 새로운 도전들을 야기시킨다.

우선, 제지 공장은 목재 펄프 1톤당 250톤이나 되는 엄청난 양의 물을 소비한다! 브리태니커의 「1983 과학 연감 및 장래」(1983 Yearbook of Science and the Future)가 지적한 바대로, ‘하나의 커다란 제지 공장은 50,000 시민이 사는 한 도시가 하루에 사용하는 양의 물을 하루에 소비해 버린다’! 그 외에도, 휴지와 관련된 문제가 있다.

제조업자들은 이러한 문제들에 아주 슬기롭게 대처해 왔다. 남 아프리카의 한 주요 공장은 가정의 하수를 처리하여 재생한 물을 사용하여 통나무를 세척한다. 이것은 물의 사용량을 크게 격감시켰다. 또 다른 인기있는 전략은 휴지를 수거하여 다시 펄프로 만드는 것이다. 미국에서는 제지에 사용되는 섬유 재료의 25퍼센트 이상이 휴지로부터 얻은 것이다.

제조업자들이 소비성 인구의 필요와 고갈된 이 지구의 현실에 모두 보조 맞출 수 있을 것인가는, 오직 시간만이 알려 줄 것이다. 틀림없이, 종이 수요는 계속 엄청나게 늘어날 것이다. 본지의 발행소는 성서 및 성서 서적들의 인쇄를 위하여 막대한 양의 종이를 사용하여 왔다. 본 발행소는 그 거대한 사업을 그만둘 생각이 전혀 없다. (마태 24:14) 교육자, 산업가, 과학자, 사업가 및 가정 주부들 역시 계속 종이를 사용할 것이다.

그러므로, 독자가 다음에 책 한권을 집어 들거나 편지를 쓰거나 종이 접시 위의 음식을 먹게 되거나 한다면, 이 단순하면서도 용도가 다양하기 그지없는 제품인 종이의 중요성과 유용성과 필요 불가결성을 잠시 숙고해 보도록 하라!

[19면 삽화]

요하네스 구텐베르크와 그 인쇄기. 종이가 없었더라면 그는 결코 성서를 인쇄할 수 없었을 것이다

[20, 21면 삽화]

대형 고속 장망식 초지기의 습윤부

[20면 삽화]

장망식 초지기. 좌측의 (습)윤부에서부터 시작된다