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문제 정의
- 본 연구에서는 조성분들의 정제 특성을 파악하기 위 해서 인위적으로 조성분을 첨가하여 정제할. 때 어떤 결과가 나타나는가를 알기 위하여 수행되었다.
- 본 연구는 생칠 조성분의 차이로 인해 발생하는 정제 특성의 차이를 극복함으로 보다 균일하고 우수한 웇 칠을 만들기 위해 생칠의 조성분을 인위적으로 첨가하여 이에 따른 옻칠의 특성을 검토하였고, 그 결과는 다음과 같다.
- 본 연구에서는 조성분들의 정제 특성을 파악하기 위 해서 인위적으로 조성분을 첨가하여 정제할. 때 어떤 결과가 나타나는가를 알기 위하여 수행되었다.
제안 방법
- 전보의 결과를 통해서 옻칠 도막이 생칠 도막보다 균일하였으며, 산지와 채취시기에 따라 균일성에 차이가 나타남을 알 수 있었고, 이는 산지에 따른 생칠의 조성분 차이로 판단되어졌다. 따라서 생칠을 이루고 있는 각각의 조성분들을 인위적으로 첨가하였을 때도 막입자에 어떠한 영향을 미치는가를 측정하였다.
- 위의 방법에 의해 만들어진 도막들을 전보에서 시행 된 방법과 동일한 방법으로 시편을 제작하였고, 동일한 기기를 사용하여 인장강도를 측정하였다. 또한 도막의 균일성도 전보와 동일하게 SEM(Scanning electron microscopy, Hitachi Model S-4700) 및 공초점 현미경(Meridian Ultima Z)을 이용하여 시험 하였다.
- 정제방법은 다음과 같다. 여과기로 여과한 각 산지별 생칠 200g을 실험실용 정제기에 넣고, 우루시올은 직접 첨가하였으며, 가용성인 다당류는 최소량의 물에 용해시켜 첨가하였고 당단백은 용해가 불가능하여 직접 첨가하였다. 이때 사용된 여과기와 실험실용 정제기는 전보에서 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.
-
우루시올과 다당류를 함께 첨가한 경우:
우루시올 10%와 다당류 0.4% 첨가(무게백분율) 우루시올 10%와 다당류 0.81% 첨가(무게백분율) 우루시올 20%와 다당류 0.4% 첨가(무게백분율) 우루시올 20%와 다당류 0.81% 첨가(무게백분율) 위와 같은 비율로 조성분을 첨가한 후, 첨가된 조성분을 보다 균일하게 혼합시키기 위해서 실온 싱태에서 1시간 30분 동안 교반을 하고(Kumanotani, 1995), 그 후에 수조 내 물의 온도를 50P로 하여 가열하면서 같은 속도로 교반을 계속하여, 함수율이 3〜6%가 될 때까지 정제를 실시하였다
. 이때 옻칠의 함수율을 3〜6%가 되도록 하는 것은 이러한 상태에서의 옻칠이 가장 우수한 것으로 나타났기 때문이다(Kumanotani, 1995). - 위에서 만들어진 각각의 옻칠과 생칠을 칠지를 이용 하여 재여과한 후 20x20x0.2cm의 크기의 유리표 면에 자동 도포기 (Tester Sankyo Co, PI-1210 Film CoarterX 사용하여 11.43㎛의 두께로 도막을 제작하였다.
- 위의 방법에 의해 만들어진 도막들을 전보에서 시행 된 방법과 동일한 방법으로 시편을 제작하였고, 동일한 기기를 사용하여 인장강도를 측정하였다. 또한 도막의 균일성도 전보와 동일하게 SEM(Scanning electron microscopy, Hitachi Model S-4700) 및 공초점 현미경(Meridian Ultima Z)을 이용하여 시험 하였다.
- 위의 방법에 의해 만들어진 도막을 5x5cm(가로X 세로) 크기로 시편을 만들어서 The glassine associ ation transparency meter와 B&L opacimeter를 사용하여 그 투명성을 측정하였다.
- 이렇게 만들어진 도막들은 경화과정을 거친 후의 도 막의 질을 가장 우수하게 하는 조건인(新村 등, 1995) 습도 70〜98%, 온도 25〜30℃의 건조장에 넣어 건조를 하였다(Kumanotani, 1995). 이때 도막의 건조시 간은 지촉건조시간과 4B 연필을 이용한 건조시간 (Mikio Terada et al., 1994)으로 나누어 측정하였다. 이때 지촉건조시간이란 도막에 지문자국이 남지 않는 시점을 말하며, 4B연필을 이용한 건조시간이란 4B연필로 도막을 긁었을 때 긁은 자국이 나지 않는 시점을 측정한 것을 말한다.
- 조성분 배합에 따른 정제 특성을 규명하기 위해 각 산지별 생칠 도막, 옻칠 도막, 그리고 조성분을 일정 비율로 첨가한 후 정제한 옻칠 도막을 만들어 조성분을 첨가하였을 때의 정제 특성을 시험하였다. 그 시험 방법은 다음과 같다.
대상 데이터
- 국내산은 1996년도와 1997년도에 강원도 원주지역에서 채취한 생칠을 구입하여 사용하였다. 중국산으로는 섬서성 서안지역(陝西省 漢中)에서 생산된 생칠을 3개년(96~98년)에 걸쳐 구입하였으며, 그 외 97년도 에 귀주성(貴州省)에서 생산된 생칠과 안휘성(安徽省) 산생칠을 구입하여 시험재료로 사용하였다.
- 도막의 두께를 3종으로 하여 실험한 결과 도막의 두께가 두꺼울수록 강도가 높아지는 경향을 보였으나, 도막의 두께가 두꺼우면 건조시 도막 표면이 우는 경향이 많아 도막의 강도 비교 실험에 부적합하였다. 따라서 사용한 도막은 두께 11.43/zm 필름만을 대상으로 하였다.
- 인위적으로 첨가된 조성분들은 전보에서와 동일한 방법(Kumanotani, 1995; Ishii et al., 1995; 新村 등, 1995)에 의해 생칠로부터 분리된 우루시올, 다당류, 당단백이며, 이들 성분을 농축하거나 냉동 - 건조시켜 시험시료로 사용하였다. 우루시올은 감압농축기 로 농축시켰으며 이 우루시올의 함수율은 7〜8%였다.
- 조성분 분석을 위해 사용된 아세톤은 일본 SHOWA 사의 일급 시약을 사용하였으며, 여과지는 영국 Whatman International Ltd. 의 No 1를 사용하였다.
- 국내산은 1996년도와 1997년도에 강원도 원주지역에서 채취한 생칠을 구입하여 사용하였다. 중국산으로는 섬서성 서안지역(陝西省 漢中)에서 생산된 생칠을 3개년(96~98년)에 걸쳐 구입하였으며, 그 외 97년도 에 귀주성(貴州省)에서 생산된 생칠과 안휘성(安徽省) 산생칠을 구입하여 시험재료로 사용하였다.
성능/효과
- 1. 조성분 중 다당류를 생칠의 무게비의 0.4%와 0.81% 첨가하였을 때, 정제시간은 첨가하지 않았을 때보다 약 1/3 정도 단축되었고, 지문건조시간 또한 1/3-1/2 정도 단축되는 경향을 보였다.
- 2. 도막의 인장강도는 산지에 따라 다른 조성분의 첨가시 더 높게 나타났다. 즉 원주산의 경우 다당류를 0.
- 3. 다당류와 우루시올을 인위적으로 첨가하였을 때는 첨가 후 정제방법에 의해 도막의 균일성에 차이를 나타내었다. 첨가 후 실온에서 1시간 30분을 교반 한 후 열을 가하여 주었을 때는 조성분을 첨가하지 않았을 경우보다 도막의 균일성이 더 좋은 것으로 나타나고 있다.
- 4. 도막의 투명성은 우루시올을 첨가하였을 때 더 향 상되는 경향이 나타났다. 이것은 육안으로 판단된 결과로서 앞으로 시간의 변이에 따른 연구가 수행 되야 할 것으로 사료된다.
- 2). 귀주산은 우루시올을 10% 첨가한 경우와 다당류를 0.81% 첨가한 경우 강도가 향상되었다 (Fig. 3).
- 그러나 다당류를 첨가하였을 경우에는 그 변화가 두드러졌는데, 정제시간의 경우 산지에 관계없이 모두 일반적으로 소요되는 정제시간의 약 1/3 정도가 단축 되는 경향을 보였고, 또한 건조시간도 첨가하지 않았을 때의 지촉건조시간(3시간〜5시간)과 4B 연필에 의한 건조시간(6시간〜9시간)보다 첨가시 지촉건조시간 (1시간 30분〜3시간)과 4B 연필에 의한 건조시간(3시간〜6시간)이 약 1/3- 1/2 정도 빠르게 건조되는 경 향을 보였다. 이는 다당류 안에 존재하는 락카제의 영 향으로 고분자화가 빠르게 일어나는 것으로 판단된다 (Kumanotani, 1995; 江頭 등, 1994).
- 도막의 두께를 3종으로 하여 실험한 결과 도막의 두께가 두꺼울수록 강도가 높아지는 경향을 보였으나, 도막의 두께가 두꺼우면 건조시 도막 표면이 우는 경향이 많아 도막의 강도 비교 실험에 부적합하였다. 따라서 사용한 도막은 두께 11.
- 그러나 이 투명도는 옻칠의 특성상 시간의 함수로서 도막 형성 후 시간의 경 과함에 따라 그 투명도가 중가한다. 본 실험에서 우루시올을 첨가하였을 때가 첨가하지 않았을 때보다 투명도가 증가되는 기간이 육안으로 보았을 때 짧아지는 경향을 보였다.
- 본 연구결과에서는 짧은 연구시간 관계상 시간의 변이에 따른 투명도의 변화를 측정하지 못하여 수치화하지 못하였지만 지금까지의 경험상 육안적으로 투명도가 증가한다고 판단하였다.
- 81% 첨가하였을 때 첨가하지 않은 옻칠과 거의 비슷하였다. 섬서성산 생칠에 우루시올과 다당류를 함께 첨가하였을 때, 첨가하지 않은 경우나 또는 한 가지만을 첨가한 경우보다 그 인장강도가 높아지는 경향을 보였다(Fig. 2). 귀주산은 우루시올을 10% 첨가한 경우와 다당류를 0.
- 이와 같은 결과들을 볼 때, 산지에 따른 조성분비의 차이에 의해 도막의 인장강도가 달라지며 그 조성분들 중 부족분을 보충하여 주면 강도가 향상됨을 알 수 있었다. 그래서 좋은 인장강독를 갖는 칠을 생산하려고 할 경우에는 우루시올과 당류간의 비를 산지에 관계없이 알맞게 조절하면 될 것으로 판단되고 이에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.
- 전보의 결과를 통해서 옻칠 도막이 생칠 도막보다 균일하였으며, 산지와 채취시기에 따라 균일성에 차이가 나타남을 알 수 있었고, 이는 산지에 따른 생칠의 조성분 차이로 판단되어졌다. 따라서 생칠을 이루고 있는 각각의 조성분들을 인위적으로 첨가하였을 때도 막입자에 어떠한 영향을 미치는가를 측정하였다.
- 조성분(우루시올이나 다당류)을 첨가한 도막의 사진과 전보에서 나타낸 조성분을 첨가하지 않은 도막의 사진을 비교하여 볼 때 인위적인 조성분을 첨가한 도막이 입자의 크기가 커지고 균일성이 낮아지는 것을 볼 수 있다(원주산 Figs. 4-7, 섬서성산 Figs. 8, 9) 그러나, 이를 보완하기 위하여 조성분을 첨가한 후 가열하기 전에 일정시간 교반을 시켜준 후 가열하여 정제한 결과 도막입자의 크기가 커지고 균일성이 낮아지는 점을 개선할 수 있었다. 이러한 결과는 섬서성산, 안휘성산, 귀주성산 생칠과 옻칠에서 동일하게 나타났으며, 그중 가장 대표적인 섬서성산의 결과는 Figs.
- 도막의 인장강도는 산지에 따라 다른 조성분의 첨가시 더 높게 나타났다. 즉 원주산의 경우 다당류를 0.4% 첨가하였을 때 인장강도가 증가하였고, 섬서성의 경우 우루시올 20%와 다당류를 각각 0.4%와 0.81%를 첨가하였을 경우 인장강도가 증가하였으며, 귀주산의 경우 우루시올을 10% 첨가하였을 때 인장강도가 증가하였다.
후속연구
- 이와 같은 결과들을 볼 때, 산지에 따른 조성분비의 차이에 의해 도막의 인장강도가 달라지며 그 조성분들 중 부족분을 보충하여 주면 강도가 향상됨을 알 수 있었다. 그래서 좋은 인장강독를 갖는 칠을 생산하려고 할 경우에는 우루시올과 당류간의 비를 산지에 관계없이 알맞게 조절하면 될 것으로 판단되고 이에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.
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