3D 프린트 된 위/아래 링과 폴리머 필름이 준비되어 제작에 들어 갔습니다.

그런데 준비한 폴리머 필름은 PDMS라는 물질인데 Polydimethyl Siloxane이라는 이름의 투명한 폴리머입니다. 실험실에서 매우 흔하게 볼수 있는 재료인데, 액상의 재료로 사면 그다지 비싼것은 아닌데, 필름형태로 파는 것은 매우 비쌉니다. 어쨋든 수입해서 통관하고 해서 구하긴 했는데, 다음부턴 직접 만들방법을 생각해봐야겠습니다.

PDMS 필름을 구한 이유는 이 종류의 필름이 다른 종류의 폴리머 필름에 비해서 습기 투과성이 가장 좋다고 알려져 있기 때문입니다. 아래는 chatgpt에게 요청하여 얻은 각종 논문들의 습기 투과성에 관한 결과입니다.

공극성 PDMS, 947 g/m^2 day (출처: https://www.nature.com/articles/s41598-020-78580-z)

PDMS, 36,000 Barrer (출처: https://www.mdpi.com/2077-0375/11/8/593)

PU(폴리우레탄), 200 ~ 800 g/m^2 day (출처: https://link.springer.com/article/10.1007/s12393-019-09205-z) - 상대 습도에 따라 매우 다릅니다.

PET, 0.02 ~ 0.024 g mil /m^2 day atm, (출처: https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-26070.pdf) - 다양한 종류의 폴리머 필름 비교 결과가 있습니다.

PE, 0.1 ~ 0.5 g mil /m^2 day atm, (출처: 위와 동일)

chatgpt더러 단위를 통일하고 맨 아래 출처에 있는 다른 폴리머 결과도 더 추가해달라고 하면 아래와 같이 나옵니다.

Polymer 종류
Water Vapor Permeation (단위: g/m^2 day)
Porous PDMS
947
Polyurethane (PU)
250
Dense PDMS
25
PMMA (Plexiglas)
5.25
Polystyrene (PS)
3.9
Natural Rubber
3.76
Polycarbonate (Lexan)
2.3
Neoprene
1.49
PVT (Polyvinyl Toluene)
1.2
PVC
0.451
PET
0.213
Butyl Rubber
0.181
LDPE
0.112
PP
0.0575
HDPE
0.0148
PTFE (Teflon)
0.00788
PVDC (Saran)
0.000821

먼저 단위를 설명하면 필름 면적 1 제곱 미터 당 하루에 통과하는 습도의 질량(gram)입니다. 대략 상온에서 약 50%의 상대 습도에서 비교한 결과입니다.

 

제가 구한 필름은 dense PDMS로 하루 당 약 25g의 습기를 투과한다고 되어있습니다. 하지만 공극성 PDMS를 만들어서 사용하면 훨씬 습기가 잘 투과하는 필름을 만들 수 있습니다. 하지만 그래도 PET(페트)나 PE(폴리에틸렌)같은 다른 흔한 종류 보다 훨씬 습기를 잘 투과하는 것을 볼 수 있습니다.

아래 사진은 철망에 PDMS 필름을 붙인 사진입니다.

그리고 나서 철망/PDMS의 위/아래 가장자리를 위/아래 링에 있는 홈에 넣고 글루건으로 고정했습니다.

작업하기 쉽도록 호치키스를 사용하여 필름을 철망에 붙잡아 놓았습니다. PDMS 필름의 두께는 약 100 마이크론인데 얇으면 자기 스스로 접히면서 붙기때문에 작업하기가 좀 불편합니다.

처음에 의도한 것과는 좀 다릅니다. 인두기로 링의 이빨을 휘어서 철망을 고정하려고 했는데, 막상 열을 가하니 휘어지는 것이 아니라 그냥 부러져서 할 수 없이 글루건으로 고정했습니다.

이제 바닥에 원형 깔망을 사다가 아래를 막고, 정말 통기성이 좋은지 플라스틱 화분과 비교실험을 해보려합니다.

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통기성 향상 화분의 형태와 구조는 대략 아래와 같습니다.

화분의 위와 아래는 3D 프린터로 출력된 링 형태의 구조물이고, 그 사이는 철망이 있습니다. 흙이 흘러내리지 않도록 철망의 안쪽에 통기성 투명필름를 배치합니다. 흙의 무게는 철망이 지탱합니다. 바닥의 빈 구멍은 원형깔망을 깔아서 배수가 되게 합니다.

 

 

원형깔망은 엑스플랜트 등에서 구할 수 있습니다.

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제가 사용할 철망은 아래에서 구했습니다. (품절되어서 다른데서 사셔야 될겁니다.)

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철망의 다이어몬드 크기는 가로 15mm 세로 300mm 입니다.

 

 

그다음, 통기성 필름이 중요한데 검색 등을 해서 가장 통기성과 수분 투수성이 좋은 폴리머 필름을 검색해 보면 PDMS (Polydimethylsiloxane)필름으로 나옵니다. 수백 마이크론 두께의 PDMS 필름은 구하기도 어렵고 비싼데, 그래도 롤단위로 판매하는 곳을 찾았습니다.

https://pdms-membranes.com/product-category/pdms-membrane-rolls/

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3D 프린트 출력물 중 아래쪽(바닥링)은 아래처럼 생겼습니다.

 

링의 중앙의 빈 공간은 깔망을 놓을 자리이고 바닥링의 가장자리를 따라서 홈을 파서 철망과 필름이 들어갈 곳을 만들었습니다. 가장자리의 기둥들은 열을 가해서 안쪽으로 휘어서 철망을 잡을 구조물입니다.

마찬가지로 3D 프린트 출력물 중 위쪽(천장링)의 구조입니다.

 

 

자 그럼 예상되는 조립 순서는 다음과 같습니다.

  1. 먼저 PDMS 필름을 잘라서 원통으로 만들어 줍니다. 흙이 새지 않도록 촘촘하게 바느질을 해서 필름의 가장자리들을 연결하고 안과 밖을 뒤집습니다.

 

2. 원통형으로 말아놓은 철망의 안쪽에 필름을 배치하고, 철망의 윗부분에 필름을 U자형으로 걸쳐서 호치키스로 찍어서 필름을 철망에 고정합니다.

 

3. 철망과 필름을 각 링의 홈에 넣고, 인두기를 이용해서 기둥의 중간에 열을 가해서 녹인 후 기둥의 끝을 안쪽으로 휘어서 철망을 잡게합니다. 바닥링과 천장링 모두 그렇게 고정합니다.

 

위의 순서대로 하면 될 것 같습니다.

 

재료를 구매하는 중이고 3D 프린트 출력 중이니 진전이 있으면 다시 글을 올리겠습니다.

 

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그린탐입니다.

 

식물이 죽는 원인으로 과습을 꼽을 수 있습니다. 그런데 단순히 물이 많아서 식물이 질식하는게 아니라 높은 습도로 인해서 산소가 부족해지고, 부족한 산소로 인해서 흙이 혐기성으로 변하고 뿌리가 썩기 때문이랍니다. 아래의 링크는 제가 자주 시청하는 식소남님의 과습에 관한 영상입니다.

 

https://www.youtube.com/watch?v=mMFwUekcBrI

 

chatgpt를 이용해서 위의 동영상의 설명을 요약하면,

식물 과습(Overwatering)에 대한 일반적인 오해를 다루며, 과습의 본질과 이를 예방하는 방법에 대해 설명합니다.

1. 과습에 대한 오해:

  • 많은 사람들이 물을 많이 주면 식물이 죽는다고 믿지만, 이는 사실이 아닙니다.
  • 과습은 물이 많아서 생기는 것이 아니라, 흙에 산소가 부족해서 발생하는 문제입니다.

2. 자연 속의 식물:

  • 자연 환경에서는 식물들이 잦은 비에도 아무 문제 없이 자랍니다.
  • 재배 환경에서 과습 문제가 생기는 이유는 물의 양이 아니라 흙의 조건 때문입니다.

3. 산소와 뿌리:

  • 식물 뿌리는 산소가 필요하며, 이는 물 속에서 숨을 쉬는 물고기와 비슷합니다.
  • 흙이 물에 잠기거나 산소가 부족하면 혐기성 상태가 되어 뿌리가 질식하고 썩게 됩니다.

4. 혐기성 환경과 흙의 부패:

  • 흙이 혐기성 환경이 되면 유해 미생물이 번성하고, 흙과 뿌리가 부패하게 됩니다.
  • 신선한 물을 자주 주면 용존 산소가 공급되어 이러한 문제를 예방할 수 있습니다.

5. 배수력의 중요성:

  • 과습을 막으려면 물을 적게 주는 것이 아니라 배수력 좋은 다공성 흙을 사용하는 것이 중요합니다.
  • 배수력이 좋으면 흙이 물에 오래 잠기지 않아 썩을 위험이 줄어듭니다.

6. 수경재배와 오해:

  • 수경재배에서도 식물이 물에 잠겨 있음에도 건강하게 자랄 수 있다는 사실은, 과습이 물의 양 때문이 아니라 산소 부족 때문임을 보여줍니다.
  • 수경재배에서도 물이 썩으면 과습 문제가 발생하므로, 물이 신선해야 합니다.

7. 식물 관리 팁:

  • “물을 적게 줘야 한다”는 조언에 스트레스 받지 말고, 흙의 품질을 높이는 데 집중하세요.
  • 저렴한 흙이나 재사용한 흙 대신 배수력과 통기성이 좋은 흙을 사용하세요.
  • 용토와 화분을 식물의 환경과 생활 패턴에 맞게 선택하세요.

8. 실용적인 조언:

  • 흙 수분 측정기 같은 기기에 의존하기보다, 흙 자체의 품질에 신경 쓰는 것이 중요합니다.
  • 과습은 물의 양이 아니라 흙의 배수와 통기성 부족에서 비롯됩니다.

9. 마무리:

  • 과습을 두려워하지 말고, 식물이 건강하게 자랄 수 있는 환경을 만들어 주세요.
  • 화원에서 받은 흙보다 더 좋은 흙으로 분갈이를 하고, 배수와 통기성이 좋은 용토를 사용하세요.

결론:

과습은 물을 많이 줘서 생기는 것이 아니라 흙의 통기성과 배수력이 부족해서 발생합니다. 물을 주는 빈도보다 흙의 품질과 통기성을 개선하는 것이 식물 건강에 중요합니다.

 

위의 동영상을 보고나서 통기성이 좋은 화분을 제작하면 어떨까하는 아이디어가 떠올랐습니다. 보통 화분의 바닥에는 구멍이 있어서 물이 빠져나갑니다. 그런데 옆면은 그런 구멍이 없어서 수분이 빠져나갈 수 없습니다. 물론 옆으로 구멍이 나있는 화분이 있어서 통기성이 좋기는 합니다만, 한가지 아쉬운건 구멍이 작아서 화분 아래쪽의 흙의 젖은 상태를 눈으로 보기 힘듭니다.

 

보통 화분 상단의 흙의 상태를 눈으로 보고 흙이 젖은 정도를 판단하여 물을 줄지 말지를 결정합니다. 그렇지만 화분 아래쪽의 상태는 눈으로 확인할 수가 없습니다. 그렇다면 화분에 담긴 흙을 옆에서 볼수 있게 통기성이 좋은 투명한 필름으로 만들면 어떨까하는 생각이 떠올랐습니다. 필름은 얇고 잘 휘어지므로 필름을 받치고 있을 철망같은 것으로 필름을 지탱하고 있어야 합니다.

화분의 최상단, 하단은 3D 프린터로 만들고 그곳에 철망에 붙인 필름을 고정할 구조를 만들면 될 것 같습니다.

그리고 통기성이 있는 필름이 어떤게 있는지 조사해봐야 겠습니다.

 

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