1.Introduction

사출성형(injection molding)은 수지의 가소성을 이용하 여 금형의 캐비티(cavity) 내에 수지를 밀어 넣고, 냉각하 여 제품을 생산하는 일련의 공정이다[10]. 금속에 비해서 플 라스틱이 가지고 있는 장점들, 즉 중량이 가볍고, 강도가 우수하며, 성형성, 절연성 등이 존재하기 때문에 사출성 형 공정에 대한 요구는 매우 높다고 할 수 있다. 이로 인 해 사출성형 공정에 대한 다수의 연구들이 사출성형 공정 의 특성과 공정관리 방법에 초점을 두고 진행되었다[3-4].

그러나 사출성형 공정에 직접 노출되어 있는 작업자 의 관점에서 보면, 이들의 업무 효율성을 높일 수 있는 방안으로서 환경특성을 이해하는 과정 또한 중요하다고 할 수 있다. 이러한 주장은 물리적 환경특성과 인간 수행 의 관계를 살펴본 연구들을 통해서 지지된다. 김보성 등 [7]은 물리적 온열환경 요소들과 인간의 주의 행동반응 의 관계를 살펴보았는데, 수행 촉진을 위해서는 난방과정 에서는 습도의 감소와 평균복사온도의 증가가 요구되며, 냉방과정에서는 평균복사온도의 감소가 요구된다는 결 과를 제시하였다. 한편 이영창 등[12]은 환경요소로서 LED 조명의 색 온도에 따라 인간의 행동 및 생리적 반응의 변 화를 살펴보았는데, 색 온도가 높은 조건, 즉 푸른색 계 열의 조명 색이 작업환경을 비추고 있을 때 작업자의 생 리적 안정감이 유발될 수 있다고 주장하였다. 또한 좌식 작업자에게 있어서 의자의 시트공조를 통한 환경적 변화 가 이들의 심리, 생리적 안정을 유발하는 데 영향을 미칠 수 있다는 연구결과도 제시되었다[6].

이러한 일련의 연구들을 통해 물리적 환경이 인간에 게 미치는 영향이 크다는 사실을 인지할 수 있으나, 사출 성형 공정은 사무실 환경이 아닌 공장 환경이라는 점에 서 차이점을 발견할 수 있다. 공장 환경이 가지고 있는 요소들 중에서 작업자의 업무에 크게 영향을 줄 수 있는 환경적 요소로는 열과 수지로 인해 유발된 기체의 특성, 즉 냄새(odor)라 할 수 있다.

후각적 환경인 냄새에 대한 연구들은 어떤 냄새물질 이 제시됨에 따른 주관적 평가결과와 더불어 냄새물질에 의해서 유발된 냄새가 인간의 반응에 미치는 영향에 대 해 살펴보았다. 특히 냄새물질의 종류에 대한 관점에서 몇몇 연구들을 살펴보면, 권수애 등[11] 및 이규혜 등[17] 은 섬유유연제 향에 대해서 사용자들의 감성특성을 평가 했으며, 백은주 등[1]은 오렌지와 발레르산(valeric acid) 에 의해 유발된 향에 대해서 감성특성을 분석하였다. 이 외에도 민병찬 등[14]은 Takasago International Cooperation (Japan)에서 제공하는 T&T olfactometer에서 일부 냄새물질 (methyl cyclopentenolone, isovaleric acid, γ-undecalactone) 을 향 시료로 활용하여 이 향에 대한 감성평가를 진행하 기도 하였다. 이러한 연구들의 특징을 요약하면, 향을 가 진 단일한 냄새물질을 평가자들에게 제공하고 그에 대한 평가자들의 감성평가 결과를 분석했다는 점이다. 그러나 이는 복합적인 냄새물질이 유발될 수 있는 특정 환경에 대한 전반적 후각 감성평가는 이루어지지 않았다는 점에 서 제한점을 가지고 있다고 볼 수 있다.

사출성형 공정이 이루어지는 공장 환경은 실험실 연 구에서와 같은 단일한 냄새물질보다는 복합적 냄새물질 이 존재할 가능성이 매우 높기 때문에, 사출성형 공정에 서 유발되는 냄새에 대해 후각 감성특성을 살펴보고자 하는 본 연구는 다음과 같은 의의를 갖는다. 이는 주로 단일한 냄새물질에 대한 후각 감성연구들의 제한점을 극 복할 수 있다는 점이다. 다시 말하면 생태학적 타당성이 결여된 실험실 연구에서 벗어나 다양한 냄새물질이 반복 되어 공존하는 특정 환경을 중심으로 냄새에 대한 감성 연구를 진행함으로서, 본 연구결과가 특정 환경에 직접 적으로 적용될 수 있다는 장점을 갖게 된다는 점에서 의 의가 크다고 할 수 있다.

이에 따라 본 연구에서는 실험 참여자들로 하여금 사 출성형 공정이 이루어지는 사출성형 공장 내에서, 사출 성형 시 유발되는 냄새물질에 노출되도록 하여 형용사를 활용한 후각 감성 특성을 살펴보고자 한다.

2.Method

2.1.Participants

사출성형 공정에 참여한 경험이 없는 H대학교 남학생 14명이 실험에 참여하였다. 이들의 평균연령은 22.21(±1.81) 세였으며, 후각 민감성에 영향을 줄 수 있는 알코올, 흡 연, 카페인 음료 등의 섭취를 실험 1일 전부터 제한하여 참여하였다.

2.2.Experimental Environments

실험에 사용된 환경은 대전 시내의 한 소규모 사출성형 공장에서 이루어졌다. 면적은 15×20×3.5m³이고, 23.8(±2.2)°C 의 실내온도와 55(±5)%의 상대습도가 유지되었다. 실험 실 시 상황에서는 5대의 소형 사출기(200t 이하)가 가동하고, 환기장치는 전체 환기팬 1대와 창문 두 곳과 출입문을 통 해 평소 사출성형 공정 시와 동일한 상태에서 실시하였다. 사출성형기의 가동 중에 발생하는 소음의 영향을 최소화하 기 위해서 실험 참여자에게 귀마개를 착용토록 하였다.

2.3.Indoor Air Quality

냄새 유발에 관여하는 실험 환경의 실내 공기질을 확 인하기 위해서 H대학교 산학협력단에 의뢰하여 실내 공 기질을 A, B 두 지점에서 측정하였다(IAQ-16-187). A지 점은 합성수지 중 폴리아미드(PA)가 주로 사용된 지점이며, B지점은 합성수지 중 폴리부틸렌 테레프탈리이트(PBT)가 주로 사용된 지점이다. 실내 공기질 결과는 <Table 1>과 같다. 전체적인 실내 공기질에 대한 냄새 묘사는 매쾌하 고, 톡 쏘는 듯한 냄새로 표현되었다.

2.4.Experimental Procedures

실험 참여자들은 실험에 앞서 실험에 대한 설명 및 실 험 참가 동의서를 작성하였다. 이 후 본 실험에서는 실험 현장에서 유발되는 냄새물질에 노출된 이후에 후각 감성 평가 질문에 응답하였다. 후각 감성평가 질문은 민병운 등 [15]의 연구에서 사용한 후각평가 형용사를 활용하였다. 질문에 제시된 형용사는 서로 대립되는 형용사 25쌍으로 좌우에 배치하고, 0점을 중심으로 각각에 더 가까운 정도 에 체크하도록 하는 7점의 의미미분화 척도(semantic differential scale; -3~+3)로 구성되었다.

2.5.Data Analysis

사출성형 공정에서 유발되는 냄새의 후각 감성구조를 살펴보기 위해서 후각 감성평가 질문지에 의해서 수집된 자료를 가지고 요인분석을 실시하였다. 요인분석 시 요 인추출 방식이 다수 존재하지만, 유발된 냄새에 대한 후 각 평가가 어떤 형용사 군집으로 형성되는지, 그리고 전 체 분산이 최대한 설명할 수 있는 주된 성분을 추출한다 는 목적 하에 주성분(principal component) 방식을 활용하 였다[5]. 한편 요인회전에 있어서는 측정변수들 간의 구 조를 파악하는 데 초점을 두는 방식으로 가장 널리 활용 되고 있는 직교회전(orthogonal rotation)의 varimax 방식 을 활용하였다.

3.Results

사출성형 공정에서 유발되는 냄새의 후각 감성평가를 위해 요인분석을 실시한 결과, <Table 2>와 같이 8개의 요 인구조로 구성된 것으로 나타났다. 각 요인의 Eigenvalue 는 1 이상이었으며, 총 누적 설명량(cumulative)은 91.009% 로 나타났다. 각 요인별로 살펴보면 다음과 같다.

요인 1은 ‘자극성(irritant)’으로 ‘자극적이다-은은하다(A1)’, ‘강렬하다-미약하다(A2)’, ‘독하다-독하지 않다(A3)’, ‘매 쾌하다-감미롭다(A4)’, ‘진하다-연하다(A5)’, ‘불쾌하다-쾌 하다(A6)’, ‘꺼림찍하다-꺼림찍하지 않다(A7)’의 7개 형용 사가 포함되었다. 요인 1의 부하량(loading)은 5.098였으며, 설명량(variance)은 20.390%로 나타났다.

요인 2는 ‘온열성(thermal)’으로 ‘따뜻하다-차갑다(B1)’, ‘가볍다-무겁다(B2)’, ‘크다-작다(B3)’, ‘정렬적이다-이지적 이다(B4)’의 4개 형용사가 포함되었다. 요인 2의 부하량 은 3.518였으며, 설명량은 14.070%로 나타났다.

요인 3은 ‘긴장성(tense)’으로 ‘경망스럽다-엄숙하다(C1)’, ‘띵하다-선명하다(C2)’, ‘흥분된다-차분해진다(C3)’, ‘자연 스럽다-부자연스럽다(C4)’의 4개 형용사가 포함되었다. 요인 3의 부하량은 3.186였으며, 설명량은 12.743%로 나 타났다.

요인 4는 ‘독특성(unique)’으로 ‘고풍스럽다-현대적이다 (D1)’, ‘흔하다-희귀하다(D2)’, ‘특이하다-평범하다(D3)’의 3개 형용사가 포함되었다. 요인 4의 부하량은 2.675였으며, 설명량은 10.700%로 나타났다.

요인 5는 ‘호오성(like-dislike)’으로 ‘피곤하다-상쾌하다 (E1)’, ‘싫다-좋다(E2)’의 2개 형용사가 포함되었다. 요인 5의 부하량은 2.241이였으며, 설명량은 8.964%로 나타났다.

요인 6은 ‘활동성(active)’으로 ‘개성적이다-개성적이지 않다(F1)’, ‘도시적이다-전원적이다(F2)’의 2개 형용사가 포 함되었다. 요인 6의 부하량은 2.185였으며, 설명량은 8.740% 로 나타났다.

요인 7은 ‘안정성(stable)’으로 ‘자연적이다-인공적이다 (G1)’, ‘시끄럽다-시끄럽지 않다(G2)’의 2개 형용사가 포함 되었다. 요인 7의 부하량은 2.116이였으며, 설명량은 8.463% 로 나타났다.

요인 8은 ‘남성성’으로 ‘남성적이다-여성적이다(H1)’의 1개 형용사가 포함되었다. 요인 8의 부하량은 1.734였으며, 설명량은 6.937%로 나타났다.

사출성형 공정에서 유출되는 냄새에 대해서 요인의 설 명량을 중심으로 전반적으로 평가하면, 자극적이고, 독특 하며, 냄새를 맡게 되는 사람들로 하여금 긴장성을 유발 하고 열 반응 느낌을 전달하는 것으로 표현될 수 있다.

4.Discussion

본 연구는 사출성형 공장에서 사출성형 공정 시 유발 되는 복합적 냄새물질이 어떤 형태의 후각적 감성구조를 유발하는지 탐색적으로 살펴보고자 하였다. 이를 위해 사출성형 공정이 이루어지는 실제 사출성형 공장 환경에 서 냄새에 이미 적응되지 않은 대상자들로 하여금 후각 감성 형용사로 구성된 의미미분화 척도를 활용하여 수집 된 자료의 요인분석을 통해 요인구조를 살펴보았다. 그 결과, 총 자극성, 온화성, 긴장성, 독특성, 호오성, 활동 성, 안정성, 남성성의 8개 요인구조가 도출되었으며, 설 명량을 중심으로 자극적이며, 독특하고, 열적 요소를 내 포하며, 긴장을 유발하는 것으로 평가되었다.

이러한 감성구조에 영향을 준 냄새물질이 복합적이긴 하지만, 그럼에도 사출성형 공정에서 배출된 냄새물질의 농도와의 관계성을 완전히 배제할 수는 없다. 이를 고려 하여 살펴보면, 가장 많이 배출된 냄새물질은 Toluene이 며, 그 다음으로 Formaldehyde가 많이 배출된 것으로 나 타났다. Toluene은 휘발성유기화합물(volatile organic compounds; VOCs) 중 하나로서 일반적으로 페인트 냄새를 유발하는 것으로 알려져 있으며[13], Formaldehyde는 무 색기체로 주로 살균방부제로 활용되며, 자극성 냄새를 유발하는 것으로 알려져 있다[2]. 이러한 냄새물질에 노 출되었을 경우에는 Toluene은 금속을 입에 넣은 것과 같 은 미각적 반응이 나타남과 동시에 두통과 어지러움 증상 과 같은 부정적인 감정을 유발하는 반면[9]. Formaldehyde 는 외부로 노출되어 있는 눈과 코, 그리고 호흡으로 인한 목에 따끔한 자극을 지속적으로 받는 느낌을 주는 것으 로 알려져 있다. 결국 사출성형 공정에서 유발된 복합적 냄새물질에 대한 감성구조에 있어서도 보다 많이 배출 된 냄새물질의 영향에 따라 자극성이라는 요인 구조가 두드러지게 나타난 것으로 해석할 수 있다. 본 연구에서 사용된 환경에 노출된 냄새물질이 주로 악취물질로서 분류될 수 있기 때문에, 악취물질에 대한 냄새 강도가 부정적인 방향으로의 후각 감성평가에 영향을 미칠 수 있다는 예측과 본 연구결과는 비례하는 형태로서 이해할 수 있다[14].

한편, 주로 향 제품을 활용하여 후각 감성평가를 실시 했던 연구와 본 연구의 결과를 비교해 볼 때, 확연하게 대비되는 후각 감성구조를 확인할 수 있다. 즉 향긋하고, 자연스럽다는 심미성 요인이 주된 후각 감성구조로 평가 된 향에 대한 연구[11]에 비해 본 연구에서는 이들 연구 에서 설명량이 미흡했던 요인 구조로서 자극적이고, 불 쾌한 자극성 요인이 주된 후각 감성구조로 나타났다. 이 러한 결과 는 발레르 산[1]이나 부티르산과 암모니아[16] 와 같은 악취물질에 노출되었을 때 불쾌하고, 과도한 각 성을 유발하는 부정적인 감성이 도출되었다는 연구결과 들과 동일한 결과라 할 수 있다.

그러나 본 연구는 작업 효율성을 위한 공장환경 개선 의 기초연구로서 사출성형 공정에서 유발된 냄새물질에 대해 그 환경에 노출된 재실자들의 후각 감성구조를 확인 하는 수준에서 마무리되었다는 제한점을 가지고 있다. 일 부 연구에서는 본 연구에서 유발된 냄새물질 중 Benzene, Toluene, Ethylbenzene을 실내 식물로서 제거할 수 있다는 연구결과가 도출되었다[13]. 이를 고려해 볼 때, 추후 연 구에서는 부정적인 감성구조를 가지고 있는 환경에서 악 취물질을 제거하는 방법, 악취물질을 중화시킬 수 있는 물질의 효과, 또는 직접적인 수행 비교를 위해 공장 환경 과 사무실환경에서의 수행평가 등의 사출성형 공장 환경 개선을 목표로 하는 일련의 연구들이 진행될 필요가 있 다. 특히 인간의 감성에 대한 측정과 검증이 주관적이고 질적으로 이루어지면 객관적 지표가 기대된다[8]. 또한, 이러한 일련의 연구들이 종합되었을 때, 비로소 사출성형 공정이 이루어지는 공장 환경이 작업 효율성을 극대화할 수 있는 형태로서 그에 적절한 개선 가이드라인을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.