[학위논문]Polysaccharide 추출방법에 따른 문화재 접착제 적용성 연구 A Study on Potential for Application to Cultural Properties according to Extraction Methods of Polysaccharide원문보기
해조류는 알긴산, 카라기난과 같은 접착 성분이 있어 예로부터 흙벽에 첨가되는 보강제인 도박풀, 서화보존처리에 쓰이는 우뭇가사리나 풀가사리 등 문화재 수리복원에 활용되어왔다. 일반적인 추출 방법은 가열 후 액체 상태로 혼합하여 사용하는 등 사용자에 따라 추출 방법이 상이하였으며, 장기 보관이 어려워 실제 현장에서 사용하기에 불편한 점이 있다. 해조류의 문제점을 해결하기 위해 도박, 풀가사리와 같이 기존에 사용해오던 재료를 포함해 총 8 종의 해조류를 대상으로 ...
해조류는 알긴산, 카라기난과 같은 접착 성분이 있어 예로부터 흙벽에 첨가되는 보강제인 도박풀, 서화보존처리에 쓰이는 우뭇가사리나 풀가사리 등 문화재 수리복원에 활용되어왔다. 일반적인 추출 방법은 가열 후 액체 상태로 혼합하여 사용하는 등 사용자에 따라 추출 방법이 상이하였으며, 장기 보관이 어려워 실제 현장에서 사용하기에 불편한 점이 있다. 해조류의 문제점을 해결하기 위해 도박, 풀가사리와 같이 기존에 사용해오던 재료를 포함해 총 8 종의 해조류를 대상으로 Polysaccharide 추출을 진행하여 접착력 및 수율이 우수한 4 종(도박, 풀가사리, 다시마, 미역)을 선정하여 문화재 적용성 여부에 대해 연구하였다. 추출 방법은 가열하여 추출하는 기존 가열 추출법과 침전법을 선정하였으며, 보관을 위해 열풍 건조 및 동결 건조를 통해 분말화하였다. 분말화된 시료는 광학적 조사, 곰팡이 배양, 물성실험을 통하여 비교, 분석하고 문화재 적용성 여부를 확인하여 재료 선정 시 기초 자료가 될 수 있도록 연구하였다. 광학적 조사에서는 추출 및 건조 방법 별 결합 구조를 확인하기 위해 FT-IR 실험을 하였으며, 분말 시료의 조직을 관찰하기 위해 주사전자현미경(SEM)관찰을 진행하였다. FT-IR실험 추출 및 건조 과정에 의해 결합 구조가 변형된 것으로 보이는 것이 확인되었으나, 접착력을 나타내는 당류를 확인할 수 있는 3500 - 3200 cm⁻¹, 1300 – 1000 cm⁻¹, 1650 – 1580 cm⁻¹ 사이의 결합은 유지하고 있음이 확인되었다. 주사전자현미경(SEM)관찰 결과는 추출 및 건조 방법에 따라 조직의 구조가 상이하게 나타났으며, 열풍 건조는 조직이 뭉쳐있어 치밀한데 비해 동결 건조는 선형의 구조로 기공이 관찰되어 용해가 용이함을 확인하였다. 곰팡이 배양은 가열하여 추출하였기 때문에 해조류에 관련된 곰팡이는 배양되지 않았으나, 보관 시 습기나 공기 중의 잡균의 유입으로 인해 곰팡이가 배양되었다. 이에 화장품 첨가제로 사용되는 Phenoxy ethanol 0.5%와 Ethyl hexyl glycerin 0.5%를 혼합하여 2 차 곰팡이 배양을 진행한 결과 곰팡이가 배양되지 않아 장기간 보관 시 영향을 미칠 수 있는 요소에 대한 대안을 마련할 수 있었다. 물성 실험은 pH 측정, 염도 측정, 점도 측정, 인장 강도 측정, 자외선 열화 실험을 진행하였다. pH는 기존 가열 추출법이 약산성, 침전법이 중성에 가까운 수치가 나와 문화재 수리복원 시 사용되는 재료로 안정적인 것을 확인하였다. 염도는 전체적으로 1.0% 미만의 값이 측정되어 문화재 적용 시 염에 의한 영향을 주지 않을 것으로 판단된다. 점도는 기존 가열 추출법보다 침전법의 점도가 높게 측정되었으며, 기존 가열 추출법은 건조 방법에 따라 홍조류에서는 열풍 건조가, 갈조류에서는 동결건조의 점도 측정값이 높게 측정되었다. 점도의 경우 농도에 따라 저점도에서 고점도로 조절이 가능하므로, 사용자가 사용 목적 및 대상물에 적합한 점도를 조절하여 사용할 수 있다. 인장 강도는 3wt% 이상의 농도에서 측정이 가능하였으며, 기존 가열 추출법보다 침전법의 인장 강도가 우수하게 나타났다. 자외선 열화는 다시마를 제외하고는 침전법 열풍건조가 자외선열화에 안정적임을 확인할 수 있었으며, 기존 도포 색상 값인 L*, a*, b*을 통해 홍조류가 갈조류보다 투명성이 높음을 확인할 수 있었다. 보존처리 시 사용할 접착제를 선정할 때에는 재질 및 유물 상태 등에 따라 다방면에서 고려하여 선정한다. pH나 염도를 통해 기존에 사용하는 방법보다 침전법의 안정성을 확인할 수 있었으며, 점도, 인장강도, 자외선 열화의 정량화된 데이터를 통해 보존처리 시 고려할 수 있는 기초데이터를 마련할 수 있었다. 결과적으로 해조류 추출 조건 정립, 추출 방법에 따른 과학적 분석 및 물성 실험의 정량화된 데이터 확보, 건조 분말의 장기보관의 가능성을 확인하였고, 실험을 통해 지류문화재에서의 적용 가능성 확인할 수 있었다. 문화재 적용 시 사용 목적 및 재질에 따라 선택적으로 사용할 수 있으며, 추출 방법 및 재료 선정 시 기초 데이터로서 활용이 가능하다. 추후 세부적으로 재질별 적용을 통해 추가적인 분석 및 물성실험을 진행한다면 다양한 재질의 문화재 보존처리에서 활용이 가능할 것으로 판단된다.
해조류는 알긴산, 카라기난과 같은 접착 성분이 있어 예로부터 흙벽에 첨가되는 보강제인 도박풀, 서화보존처리에 쓰이는 우뭇가사리나 풀가사리 등 문화재 수리복원에 활용되어왔다. 일반적인 추출 방법은 가열 후 액체 상태로 혼합하여 사용하는 등 사용자에 따라 추출 방법이 상이하였으며, 장기 보관이 어려워 실제 현장에서 사용하기에 불편한 점이 있다. 해조류의 문제점을 해결하기 위해 도박, 풀가사리와 같이 기존에 사용해오던 재료를 포함해 총 8 종의 해조류를 대상으로 Polysaccharide 추출을 진행하여 접착력 및 수율이 우수한 4 종(도박, 풀가사리, 다시마, 미역)을 선정하여 문화재 적용성 여부에 대해 연구하였다. 추출 방법은 가열하여 추출하는 기존 가열 추출법과 침전법을 선정하였으며, 보관을 위해 열풍 건조 및 동결 건조를 통해 분말화하였다. 분말화된 시료는 광학적 조사, 곰팡이 배양, 물성실험을 통하여 비교, 분석하고 문화재 적용성 여부를 확인하여 재료 선정 시 기초 자료가 될 수 있도록 연구하였다. 광학적 조사에서는 추출 및 건조 방법 별 결합 구조를 확인하기 위해 FT-IR 실험을 하였으며, 분말 시료의 조직을 관찰하기 위해 주사전자현미경(SEM)관찰을 진행하였다. FT-IR실험 추출 및 건조 과정에 의해 결합 구조가 변형된 것으로 보이는 것이 확인되었으나, 접착력을 나타내는 당류를 확인할 수 있는 3500 - 3200 cm⁻¹, 1300 – 1000 cm⁻¹, 1650 – 1580 cm⁻¹ 사이의 결합은 유지하고 있음이 확인되었다. 주사전자현미경(SEM)관찰 결과는 추출 및 건조 방법에 따라 조직의 구조가 상이하게 나타났으며, 열풍 건조는 조직이 뭉쳐있어 치밀한데 비해 동결 건조는 선형의 구조로 기공이 관찰되어 용해가 용이함을 확인하였다. 곰팡이 배양은 가열하여 추출하였기 때문에 해조류에 관련된 곰팡이는 배양되지 않았으나, 보관 시 습기나 공기 중의 잡균의 유입으로 인해 곰팡이가 배양되었다. 이에 화장품 첨가제로 사용되는 Phenoxy ethanol 0.5%와 Ethyl hexyl glycerin 0.5%를 혼합하여 2 차 곰팡이 배양을 진행한 결과 곰팡이가 배양되지 않아 장기간 보관 시 영향을 미칠 수 있는 요소에 대한 대안을 마련할 수 있었다. 물성 실험은 pH 측정, 염도 측정, 점도 측정, 인장 강도 측정, 자외선 열화 실험을 진행하였다. pH는 기존 가열 추출법이 약산성, 침전법이 중성에 가까운 수치가 나와 문화재 수리복원 시 사용되는 재료로 안정적인 것을 확인하였다. 염도는 전체적으로 1.0% 미만의 값이 측정되어 문화재 적용 시 염에 의한 영향을 주지 않을 것으로 판단된다. 점도는 기존 가열 추출법보다 침전법의 점도가 높게 측정되었으며, 기존 가열 추출법은 건조 방법에 따라 홍조류에서는 열풍 건조가, 갈조류에서는 동결건조의 점도 측정값이 높게 측정되었다. 점도의 경우 농도에 따라 저점도에서 고점도로 조절이 가능하므로, 사용자가 사용 목적 및 대상물에 적합한 점도를 조절하여 사용할 수 있다. 인장 강도는 3wt% 이상의 농도에서 측정이 가능하였으며, 기존 가열 추출법보다 침전법의 인장 강도가 우수하게 나타났다. 자외선 열화는 다시마를 제외하고는 침전법 열풍건조가 자외선열화에 안정적임을 확인할 수 있었으며, 기존 도포 색상 값인 L*, a*, b*을 통해 홍조류가 갈조류보다 투명성이 높음을 확인할 수 있었다. 보존처리 시 사용할 접착제를 선정할 때에는 재질 및 유물 상태 등에 따라 다방면에서 고려하여 선정한다. pH나 염도를 통해 기존에 사용하는 방법보다 침전법의 안정성을 확인할 수 있었으며, 점도, 인장강도, 자외선 열화의 정량화된 데이터를 통해 보존처리 시 고려할 수 있는 기초데이터를 마련할 수 있었다. 결과적으로 해조류 추출 조건 정립, 추출 방법에 따른 과학적 분석 및 물성 실험의 정량화된 데이터 확보, 건조 분말의 장기보관의 가능성을 확인하였고, 실험을 통해 지류문화재에서의 적용 가능성 확인할 수 있었다. 문화재 적용 시 사용 목적 및 재질에 따라 선택적으로 사용할 수 있으며, 추출 방법 및 재료 선정 시 기초 데이터로서 활용이 가능하다. 추후 세부적으로 재질별 적용을 통해 추가적인 분석 및 물성실험을 진행한다면 다양한 재질의 문화재 보존처리에서 활용이 가능할 것으로 판단된다.
Seaweeds, with glue components such as alginic acid, carrageen, have been used from old days to repair and restore cultural properties; Pachymeniopsis elliptica as reinforcing material added to mud walls and sea agar, glue plant used to preserve writings and paintings. Extraction methods have been d...
Seaweeds, with glue components such as alginic acid, carrageen, have been used from old days to repair and restore cultural properties; Pachymeniopsis elliptica as reinforcing material added to mud walls and sea agar, glue plant used to preserve writings and paintings. Extraction methods have been different, depending on users normally mixing after heating, while the difficulty of its long-time storage causes inconveniences in use at actual fields. To solve the problem of seaweeds, the study extracted polysaccharide from totally eight kinds of seaweeds including the existing materials such as pachymeniopsis elliptica and glue plant. Then it selected four kinds (pachymeniopsis elliptica, glue plant, kelp, sea mustard) with excellent adhesion and yield value to examine the potential for their application to cultural properties. The used extraction methods included the existing heating method and sedimentation method, and pulverization was done through hot-air drying and freezing drying for storage. Pulverized samples were compared and analyzed via optical survey, mold culture and property test, and were checked if they could be applied and used for cultural properties. In its optical survey, FT-IR test was conducted to check extraction, drying methods and bonding structure, while SEM (Scanning Electron Microscope) observation was conducted to observe the structure of pulverized samples. The study identified bonding structure was transformed by the process of extraction and drying during FT-IR test, yet the bonding between 3500 - 3200 cm⁻¹, 1300 – 1000 cm⁻¹, 1650 – 1580 cm⁻¹ was maintained confirming the component of sugars. As a result of SEM observation, the structure of samples turned out different depending on extraction and drying methods. The study found that structures at hot-air drying were united and close, whereas those at freezing drying were linear and porose subjected to easy dissolution. Mold culture was done by extraction after heating and no mold was cultivated for seaweeds, but there occurred molds because of inflow of various bacteria from moisture or air during storage. So, the study blended phenoxy ethanol 0.5% and ethyl hexyl glycerin 0.5%, which are used as a cosmetic additive. And as a result, there was no mold culture, so the study was able to prepare an alternative method as to the elements that might affect during long storage. Property test conducted measurements of pH, salinity, viscosity, tensile strength and ultraviolet ray degradation experiment. In the field of pH, the existing heating extraction method showed subacidity, and sedimentation method showed value close to neutrality, proving to be safely applicable as a material for repair and recovery of cultural properties. In the area of salinity, it was measured below 1.0% overall, and application to cultural properties would not be greatly affected by salt. In the field of viscosity, that by sedimentation method showed higher scores than the existing heating extraction method. Depending on drying methods in the existing heating extraction method, red algae had high measurement value of viscosity from hot-air drying, while brown algae had from freezing drying. In case of viscosity, it's possible to adjust to high viscosity from low one depending on concentration, allowing users to adjust viscosity suitable to the purpose of use and objects. In the field of tensile strength, measurement was possible in the concentration above 3wt% and tensile strength by sedimentation method was better than the existing heating extraction method. In the field of ultraviolet ray degradation, hot-air drying from sedimentation method turned out to be stable except kelp. The existing application color values of L*, a*, b* showed red algae had higher transparency than red algae. At the time of selecting glues for preservation, experts choose them taking diverse aspects into consideration depending on the materials and the state of remains. Through pH or salinity tests, the study was able to confirm more stability of sedimentation method than the existing methods. Meanwhile, through quantified data of viscosity, tensile strength and ultraviolet ray degradation, the study prepared basic data that could be considered for preservation of cultural properties. As a result, the study could establish conditions of extraction from seaweeds, secure quantified data for scientific analysis and property test depending on extraction methods, find the potential for long storage by drying pulverization. And so it was able to identify the potential for application to paper cultural properties, using experiments. The materials of this study may be selectively used depending on the purpose of use and material quality at the time of applying to cultural properties. Should additional analysis and property test be done through specific application by each material, the study believes they could be used for preservation of diverse cultural properties.
Seaweeds, with glue components such as alginic acid, carrageen, have been used from old days to repair and restore cultural properties; Pachymeniopsis elliptica as reinforcing material added to mud walls and sea agar, glue plant used to preserve writings and paintings. Extraction methods have been different, depending on users normally mixing after heating, while the difficulty of its long-time storage causes inconveniences in use at actual fields. To solve the problem of seaweeds, the study extracted polysaccharide from totally eight kinds of seaweeds including the existing materials such as pachymeniopsis elliptica and glue plant. Then it selected four kinds (pachymeniopsis elliptica, glue plant, kelp, sea mustard) with excellent adhesion and yield value to examine the potential for their application to cultural properties. The used extraction methods included the existing heating method and sedimentation method, and pulverization was done through hot-air drying and freezing drying for storage. Pulverized samples were compared and analyzed via optical survey, mold culture and property test, and were checked if they could be applied and used for cultural properties. In its optical survey, FT-IR test was conducted to check extraction, drying methods and bonding structure, while SEM (Scanning Electron Microscope) observation was conducted to observe the structure of pulverized samples. The study identified bonding structure was transformed by the process of extraction and drying during FT-IR test, yet the bonding between 3500 - 3200 cm⁻¹, 1300 – 1000 cm⁻¹, 1650 – 1580 cm⁻¹ was maintained confirming the component of sugars. As a result of SEM observation, the structure of samples turned out different depending on extraction and drying methods. The study found that structures at hot-air drying were united and close, whereas those at freezing drying were linear and porose subjected to easy dissolution. Mold culture was done by extraction after heating and no mold was cultivated for seaweeds, but there occurred molds because of inflow of various bacteria from moisture or air during storage. So, the study blended phenoxy ethanol 0.5% and ethyl hexyl glycerin 0.5%, which are used as a cosmetic additive. And as a result, there was no mold culture, so the study was able to prepare an alternative method as to the elements that might affect during long storage. Property test conducted measurements of pH, salinity, viscosity, tensile strength and ultraviolet ray degradation experiment. In the field of pH, the existing heating extraction method showed subacidity, and sedimentation method showed value close to neutrality, proving to be safely applicable as a material for repair and recovery of cultural properties. In the area of salinity, it was measured below 1.0% overall, and application to cultural properties would not be greatly affected by salt. In the field of viscosity, that by sedimentation method showed higher scores than the existing heating extraction method. Depending on drying methods in the existing heating extraction method, red algae had high measurement value of viscosity from hot-air drying, while brown algae had from freezing drying. In case of viscosity, it's possible to adjust to high viscosity from low one depending on concentration, allowing users to adjust viscosity suitable to the purpose of use and objects. In the field of tensile strength, measurement was possible in the concentration above 3wt% and tensile strength by sedimentation method was better than the existing heating extraction method. In the field of ultraviolet ray degradation, hot-air drying from sedimentation method turned out to be stable except kelp. The existing application color values of L*, a*, b* showed red algae had higher transparency than red algae. At the time of selecting glues for preservation, experts choose them taking diverse aspects into consideration depending on the materials and the state of remains. Through pH or salinity tests, the study was able to confirm more stability of sedimentation method than the existing methods. Meanwhile, through quantified data of viscosity, tensile strength and ultraviolet ray degradation, the study prepared basic data that could be considered for preservation of cultural properties. As a result, the study could establish conditions of extraction from seaweeds, secure quantified data for scientific analysis and property test depending on extraction methods, find the potential for long storage by drying pulverization. And so it was able to identify the potential for application to paper cultural properties, using experiments. The materials of this study may be selectively used depending on the purpose of use and material quality at the time of applying to cultural properties. Should additional analysis and property test be done through specific application by each material, the study believes they could be used for preservation of diverse cultural properties.
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