고무줄
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1. 개요
고무줄은 물건을 묶는 데 사용되는 고리 모양의 탄성 밴드이다. 천연 고무를 주로 사용하여 만들어지며, 고무나무에서 채취한 라텍스가 주원료이다. 고무줄은 다양한 크기로 생산되며, 길이는 원둘레의 반, 굵기는 안쪽 원에서 바깥 원까지의 거리로 측정된다. 산업 및 사무용, 의료용, 모형 및 취미, 군사용 등 다방면으로 활용된다. 고무줄은 시간이 지남에 따라 열화 및 용해되는 특성이 있어 장기 보관에는 적합하지 않다.
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| 고무줄 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 용도 | 물건을 묶거나 고정하는 데 사용 |
| 재료 | 천연 고무 또는 합성 고무 |
| 형태 | 고리 모양 |
| 탄성 | 매우 높음 |
| 발명자 | 스티븐 페리 |
| 특허 연도 | 1845년 |
| 역사 | |
| 발명 | 스티븐 페리가 1845년 3월 17일 고무줄 특허를 받음 |
| 제조 방법 | 고무를 긴 튜브 형태로 압출한 후 필요한 길이로 자르는 방식 |
| 초기 용도 | 봉투나 서류를 묶는 데 사용 |
| 종류 | |
| 색상 | 갈색 검정색 빨간색 노란색 녹색 파란색 기타 다양한 색상 |
| 크기 | 다양한 크기와 두께 존재 |
| 재료 | 천연 고무 합성 고무 일부 특수 고무 |
| 제조 | |
| 주요 재료 | 고무 |
| 가공 | 압출 공정을 통해 긴 튜브 형태로 만듦 |
| 절단 | 만들어진 튜브를 필요한 길이로 자름 |
| 기타 | |
| 사용 예시 | 물건을 묶거나 고정 공예 및 취미 활동 사무실 및 가정용품 기타 다양한 용도 |
| 주의 사항 | 과도하게 당기면 끊어질 수 있음 햇빛에 장시간 노출 시 탄성 저하 가능성 |
| 참고 자료 | |
| 참고 자료 | The Hancocks of Marlborough: Rubber, Art and the Industrial Revolution – A Family of Inventive Genius March 17 – Today in Science History – Scientists born on March 17th, died, and events Elastic Bands - 1845 Patent Method for Making Elastic Bands |
2. 용어
대한민국에서는 고무줄을 고무밴드라고도 부른다.[30] 일본에서는 와고무(輪ゴム|와고무일본어), 고무와(ゴム輪|고무와일본어), 고무반도(ゴムバンド|고무반도일본어)라고 부른다.[30] 영어권 국가에서는 러버 밴드(rubber band)라고 하지만 지역에 따라 바인더(binder), 일레스틱 밴드(elastic band), 레키 밴드(lackey band), 레기 밴드(laggy band), 라카 밴드(lacka band), 검밴드(gumband)라고도 부른다.[30]
1820년 영국의 토머스 핸콕(Thomas Hancock)이 중남미 원주민들이 사용하던 고무 제품을 얇게 잘라 양말이나 옷 소매를 고정하는 데 사용할 수 있음을 발견한 것이 고무줄의 시초이다.
고무줄은 주로 천연 고무를 사용하여 만들어지며, 고무나무에서 채취한 라텍스가 주원료이다.[6] 말레이시아, 태국, 인도네시아와 같은 동남아시아 국가에서 주로 생산되는 라텍스는[6] 공기에 노출되면 굳어지며 탄성을 가지게 된다.
고무줄의 크기는 길이, 너비, 굵기의 세 가지 기본 차원으로 측정된다.
3. 역사
1844년 6월 15일, 미국의 찰스 굿이어(Charles Goodyear)가 가황 고무에 대한 특허를 처음으로 획득했다.[31] 찰스 굿이어는 타이어 제조 회사 굿이어(Goodyear)의 창업자는 아니며, 굿이어 경영과도 관련이 없다.
1845년 5월 17일에는 영국의 스티븐 페리(Stephen Perry)가 가황 고무 제품에 관한 특허를 처음으로 취득했다.
일본에서는 1923년 ㈜고려(共和)의 창업자가 자전거 튜브를 잘라 고무줄을 생산한 것이 일본산 고무줄의 시초로 알려져 있으며, 일본은행이 지폐를 묶는 데 채택했다.
4. 제조
고무줄 제조는 먼저 고무를 긴 튜브 형태로 압출하는 것으로 시작한다.[5] 그 후, 튜브를 만돌린에 놓고 열을 가해 가황(경화)시킨다.[5] 마지막으로, 튜브를 얇게 잘라 고무줄을 만든다.[5] 이러한 제조 방식에 따라 고무줄은 통의 너비에 맞춰 다양한 크기로 만들어진다.
합성 고무를 사용한 고무줄도 생산되지만, 대부분의 고무줄은 뛰어난 탄성을 위해 천연 고무를 주로 사용한다.[6] 내유성이나 내후성 등 특수한 기능을 가진 고무줄도 개발되고 있다.
일본에서는 일본공업규격(JIS 규격)에 따라 고무줄의 치수, 장력 등이 규정되어 있으며,[30] 대표적인 치수는 다음과 같다.번호 접힘 지름 (내주 길이의 절반) 7호 18mm 8호 25mm 10호 35mm 12호 40mm 14호 50mm 16호 60mm 18호 70mm
5. 고무줄 크기
고무줄의 길이는 원둘레의 절반이다. 굵기는 안쪽 원에서 바깥 원까지의 거리이다. 제조 과정에서 고무줄의 폭은 긴 고무 튜브를 얼마나 떨어뜨려 자르는지에 따라 결정되고, 길이는 튜브의 둘레에 따라 결정된다.[7] 크기는 크고 작은 것, 두께는 가늘고 굵은 것 등 다양하다.
5. 1. 표준 크기 (번호)
고무줄에는 크기에 따라 업계 표준 번호가 지정되어 있다. 고무줄 크기 번호의 최초 사용은 20세기 초로 거슬러 올라간다. 정확한 날짜를 특정하기는 어렵지만, 크기에 따라 고무줄을 분류하는 관행은 특정 요구에 맞는 적절한 고무줄을 쉽게 선택할 수 있도록 했다. 미국 상무부 표준국은 1925년에 고무줄에 대한 표준을 제정했으며, 이는 고무줄 크기를 언급하는 최초의 알려진 간행물이다.
일반적으로 고무줄은 가장 작은 크기부터 가장 큰 크기까지, 폭을 기준으로 번호가 매겨진다. 예를 들어 8~19번 고무줄은 모두 인치 너비이며, 길이는 인치에서 인치까지이다. 30~35번 고무줄은 너비가 인치이며, 역시 짧은 것부터 긴 것까지 번호가 매겨진다. 더 긴 고무줄의 경우, 100번 이상의 번호는 다시 너비 인치부터 시작하여 번호가 다시 시작된다.
| 크기 | 길이 (인치) | 폭 (인치) | 두께 (인치) |
|---|---|---|---|
| 10 | |||
| 12 | |||
| 14 | 2 | ||
| 31 | |||
| 32 | 3 | ||
| 33 | |||
| 61 | 2 | ||
| 62 | |||
| 63 | 3 | ||
| 64 | |||
| 117 | 7 |
일본에서는 일본공업규격(JIS 규격) 「JIS Z 1701 고무밴드」에 치수, 장력 등이 규정되어 있으며, 18호가 가장 많이 사용된다고 알려져 있다.[30] JIS 규격의 대표적인 치수(접힘 지름: 내주 길이의 절반)는 다음과 같다.
- 7호: 18 mm
- 8호: 25 mm
- 10호: 35 mm
- 12호: 40 mm
- 14호: 50 mm
- 16호: 60 mm
- 18호: 70 mm
6. 열역학적 성질
온도는 고무줄의 탄성에 특이한 방식으로 영향을 미친다. 가열하면 고무줄이 수축하고 냉각하면 팽창한다.[8] 고무줄을 늘이면 열을 방출하고, 늘인 후 놓으면 열을 흡수하여 주변 온도가 약간 낮아진다. 이러한 효과는 응력이 없는 상태의 엔트로피가 더 높기 때문이다. 응력이 없는 상태는 더 얽혀 있으므로 더 많은 미시 상태가 가능하다. 다시 말해, 고무가 이완될 때 열에너지를 일로 변환하는 능력은 이완된 상태의 높은 엔트로피에 의해 허용된다.
결과적으로 고무줄은 (근사적으로) 탄성 고분자가 늘어난 화학 결합에 퍼텐셜 에너지를 저장하지 않는다는 점에서 이상적인 단원자 기체와 비슷하게 작동한다. 이러한 벌크 고분자에 일이 가해질 때 분자를 "늘이는" 데 탄성 일이 수행되지 않는다. 대신 고무에 가해진 모든 일은 "방출"(저장되지 않음)되어 고분자에 열에너지로 즉시 나타난다. 반대로, 고분자가 주변 환경에 일을 할 때(예: 물체를 들어 올리기 위해 수축할 때)는 열에너지를 일로 변환하는 과정에서 냉각되며, 이상 기체가 일을 하면서 팽창하는 것과 같은 방식이다.
고무줄을 잡아당기면 온도가 상승하고, 원래대로 돌리면 온도가 내려간다. 양손으로 굵은 고무줄을 잡아당겼다 놓았다 하면서 중간 부분을 입술에 대면 온도 변화를 느낄 수 있다.
7. 다양한 활용
고무줄은 물건을 묶거나 고정하는 기본적인 용도 외에도 다양한 분야에서 활용된다.
- 의료: 치과 교정에서 의료용 라텍스 고무줄은 교정기나 투명 교정장치와 함께 치아를 교정하는 데 사용된다.[10]
- 축산: 가축의 꼬리 절단 및 거세에 사용된다. 고무 밴드로 신체 부위를 묶어 혈류를 제한한다.[10]
- 모형: 모형 항공기의 동력원으로 사용되며, 조지 케일리와 같은 항공 선구자들이 사용했다. 고무줄을 감았다가 풀리는 힘을 이용한다.
- 놀이: 손가락으로 고무줄을 쏘는 놀이가 있으며, 젓가락이나 철사로 발사 장치를 만들어 놀기도 한다.
- 군사: 레인저 밴드는 타이어 튜브로 만든 고무 밴드로, 군대에서 물건을 묶거나 고정하는 데 사용된다.[11]
- 탐험: 스누피 루프는 동굴 탐험 및 동굴 다이빙에서 장비 고정 등에 사용된다.[12]
- 기타: 고무줄을 엮어 구 형태의 공을 만들기도 한다. 기네스 세계 기록에 등재된 거대한 고무줄 공도 있다.[16]
| 날짜 | 이름 | 장소 | 지름 | 둘레 | 무게 | 고무줄 개수 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2008년 11월 13일 | 조엘 월(Joel Waul) | 플로리다주 로더힐 | 2.01m | 7m | 4.516ton | ≈726,500 |
| 2006년 11월 | 스티브 밀턴(Steve Milton) | 오리건주 유진 | 1.68m | 5.8m | 2.3018ton | ≈175,000 |
| 1998년 | 존 베인(John Bain) | 델라웨어주 윌밍턴 | 1.2m | 3.86m | 1.004ton | 알 수 없음 |
7. 1. 산업 및 사무용
영국왕립우편청은 우편 배달원들이 우편물을 묶는 데 사용한 고무줄을 버려 쓰레기를 만든다는 대중의 불만이 제기되자, 2004년에 우편 배달원들이 사용할 빨간색 고무줄을 도입했다.[9] 기존의 갈색 고무줄보다 빨간색 고무줄이 더 눈에 잘 띄고 영국왕립우편청에서만 사용하기 때문에 직원들이 실수로 떨어뜨린 빨간색 고무줄을 발견하고 줍도록 유도하기 위한 조치였다. 2006년 기준으로 연간 약 3억 4,200만 개의 빨간색 고무줄이 사용되었다.[9]영국왕립우편청은 2010년경부터 빨간색 고무줄을 더 이상 사용하지 않는다. 정확한 시점은 불확실하며, 지역별로 기존 재고 소진 속도가 달랐을 것으로 추정된다.
7. 2. 의료용
의료용 라텍스로 만들어진 특수 고무줄은 금속 교정기 또는 투명 교정장치와 함께 사용하여 치아 위치를 교정하는 데 추가적인 압력을 가하는 데 사용될 수 있다. 이러한 고무줄은 치과 교정 치료의 다양한 단계에서 사용하기 위해 여러 크기로 제조된다.[10] 이들은 종종 '''교정용 고무줄'''이라고 불린다.
축산에서 고무 밴드는 가축의 꼬리 절단 및 거세에 사용된다. 이 과정은 혈류를 제한하기 위해 라텍스(고무) 밴드로 신체 부위를 단단히 묶는 밴딩을 포함한다. 혈류가 감소함에 따라 고환 내 세포가 죽고 탈수된다. 결국 그 부분은 떨어져 나간다.
7. 3. 모형 및 취미
고무줄은 오랫동안 소형 자유비행 모형 항공기의 동력원으로 사용되어 왔다. 고무줄은 동체 후미에 고정되고 앞쪽의 프로펠러에 연결된다. 프로펠러를 반복적으로 돌려 고무줄을 비트는 방식으로 '엔진'을 '감는다'. 프로펠러가 충분히 회전하면 프로펠러를 놓고 모형을 발사한다. 그러면 고무줄이 풀릴 때까지 프로펠러를 빠르게 회전시킨다.이 방법을 처음 사용한 사람 중 한 명은 선구적인 항공역학자 조지 케일리로, 그는 자신의 소형 실험 모형에 고무줄 구동 모터를 사용했다. 이러한 '고무 모터'는 소형 모형 보트의 동력원으로도 사용되었다.
고무줄만 사용하는 간단한 놀이로, 손가락으로 고무줄을 쏘는 놀이가 있다.
1. 한 손을 권총처럼 만들어 쥐고, 엄지와 검지 손가락을 편다.
2. 새끼손가락에 고무줄을 걸고, 엄지손가락 밑 손등 쪽을 지나게 하여 고무줄의 다른 한쪽 끝을 검지 손가락 끝에 건다.
3. 새끼손가락에서 고무줄을 빼면 검지 손가락이 가리키는 방향으로 고무줄이 날아간다.
목표물에 맞추어 놀거나, 사람에게 맞히는 장난으로 사용되기도 한다. 때때로, 잘못 쏘아 자신이 다치는 경우도 있다.
도구를 사용하는 것으로는, 젓가락이나 철사를 사용하여 발사 장치를 만드는 것이 있으며, 간편하게 할 수 있는 만들기로 애호가도 있다. 나무나 플라스틱 등으로 모형권총에 가까운 정교한 것을 만드는 경우도 있다.
7. 4. 군사용 (레인저 밴드)
레인저 밴드는 타이어 튜브를 잘라 만든 고무 밴드로, 군대에서 물건을 묶거나 고정하는 데 사용한다. 내구성이 뛰어나고 날씨와 마찰에 강하며, 임시 손잡이로도 쓸 수 있다. 강한 고마찰 표면을 제공하여 충격 흡수력이 뛰어나다.[11]
동굴 탐험가와 동굴 다이버들은 레인저 밴드와 같은 내튜브 루프를 사용하며, 영국 동굴 탐험 및 동굴 다이빙 커뮤니티에서는 이를 '''스누피 루프'''라고 부른다. 스누피 루프는 분실될 경우 흔한 쓰레기로 인식된다.[12]
스누피 루프는 버려진 자동차 및 오토바이 내튜브에서 가위를 사용하여 쉽게 자를 수 있다. 칼로 자르면 톱니 모양의 가장자리가 남아 찢어질 수 있으므로 주의해야 한다. 다양한 크기의 내튜브가 서로 다른 작업에 사용된다. 동굴 탐험에서는 방수복 소매와 부츠 칼라의 물 유입 방지, 무릎 패드와 팔꿈치 패드 고정, 다이빙 라인을 작은 바위에 고정하는 데 사용한다.[13] 또한 부상당한 관절을 단단히 고정하는 응급 처치에도 사용되었다.[14]
기술 다이버들은 자전거 내튜브로 만든 작은 스누피 루프를 사용하여 다이빙 하네스에 고정된 백업 조명이 흔들리는 것을 방지하고, 자동차 내튜브로 자른 더 큰 루프는 슬링 또는 사이드마운트 실린더에 호스를 고정하는 데 사용한다.
스누피 루프의 정확한 기원은 알 수 없으며, 여러 추측이 있다.[15] 그리스에서 시작되어 1970년대 후반 동굴 다이빙 그룹 회원들이 발견했다는 주장과, 동굴 다이빙 그룹 동굴 탐험가인 데이브 모리스가 바위 주변을 '엿보는'(snooping) 모습을 보고 스누피 루프라는 이름을 지었다는 주장이 있다. 그러나 이러한 주장들은 모두 신빙성이 높지 않다. 사용법이 명확하고 여러 곳에서 이전 시점에 독립적으로 시작되었을 가능성이 높기 때문이다.[15]
7. 5. 기타
고무줄 공은 매듭진 하나의 고무줄을 시작으로 하여 고무줄을 계속 감아 만든 구 형태의 공이다. 보통 100% 고무줄로 만들어지지만, 구슬, 구겨진 종이, 탁구 공 등을 시작점으로 사용하기도 한다.[16][17][18][19]
2008년 11월 19일 기준, 세계에서 가장 큰 고무줄 공은 플로리다주 로더힐의 조엘 월(Joel Waul)이 만든 것이다. 그는 현재 기네스 세계 기록 보유자이다.[20] 70만 개 이상의 고무줄로 구성된 이 공은 무게가 4097kg이고, 높이는 2.01m가 넘는다. 2008년 11월 13일 플로리다주 로더힐에서 세계 기록을 세웠으며,[21] 현재 리플리의 믿거나 말거나!가 소유하고 있다.[22][23]
오리건주 유진의 스티브 밀턴(Steve Milton)은 2006년에 가장 큰 고무줄 공 기록을 보유했었다. 그는 오피스맥스의 후원을 받아 약 175,000개의 고무줄로 공을 만들었다.[24] 그의 공은 높이 1.68m, 무게 2088.14kg였다.[25]
스티브 밀턴 이전에는 델라웨어주 윌밍턴의 존 베인(John Bain)이 1998년부터 기록을 보유했다.[26][27][28] 2003년 당시 그의 공은 무게가 약 1415kg이고, 850,000개 이상의 고무줄로 구성되었으며, 높이는 1.52m였다. 그는 2005년에 공을 경매에 내놓았다. 얼라이언스 고무와 텍스트립 유한회사/스트레치웰 사가 고무줄을 기증했다.[19]
이전 세계 기록은 1978년에 세워졌다.
| 날짜 | 이름 | 장소 | 지름 | 둘레 | 무게 | 고무줄 개수 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2008년 11월 13일 | 조엘 월(Joel Waul) | 플로리다주 로더힐 | 2.01m | 7m | 4.516ton | ≈726,500 |
| 2006년 11월 | 스티브 밀턴(Steve Milton) | 오리건주 유진 | 1.68m | 5.8m | 2.3018ton | ≈175,000 |
| 1998년 | 존 베인(John Bain) | 델라웨어주 윌밍턴 | 1.2m | 3.86m | 1.004ton | 알 수 없음 |
8. 고무줄의 열화 및 용해
고무줄은 대부분 장기간 사용하거나 외부 자극 등에 의해 열화·용해된다. 고무줄의 원료는 천연고무이며, 천연 소재이기 때문에 제조 후 시간이 지남에 따라 자외선이나 대기 중의 박테리아 등에 의해 생분해된다. 또한 고무의 성질상 일정 온도를 넘으면 용해되어 액체화된다. 장시간 햇볕에 노출된 경우에도 마찬가지이다. 어떤 종류의 약품이나 용액에도 약하며 비교적 쉽게 용해된다. 많은 고무 제품에는 열화를 억제하기 위한 첨가제가 들어 있기 때문에 새 고무줄은 그대로 두어도 열화가 적고 서로 녹아서 접착되는 일은 없지만, 한 번이라도 늘어나면 조직이 마모되어 열화가 시작된다. 습기가 많고 많은 미생물에 접촉하는 환경에서는 일반적으로 열화가 빠르다. 고무줄을 장기간 다른 물건에 접촉시켜 두면 용해·접착되는 경우가 있다. 이것은 고무줄 자체가 녹는 현상이며, 소재 본체를 손상시키는 것은 아니다. 또한, 고무줄로 머리를 묶은 경우에도 머리카락에서 스며드는 유분에 의해 점차 팽창하여, 한동안 사용하면 끊어진다.
9. 대한민국 내 주요 제조사
| 제조사 | 브랜드 |
|---|---|
| 고려 | 오반드(オーバンド) |
| 오카모토 | OK 고무줄(OKゴムバンド) (쓰리밴드(スリーバンド)) |
| 동화고무공업 | 토카밴드(トーカバンド) |
| 딴뽀뽀 | 딴뽀뽀 고무줄(たんぽぽゴムバンド) |
| 아이지오 | IGO 고무줄(IGOゴムバンド) |
| 세메다인 | 고무줄(ゴムバンド) |
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