선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 6 본 논문의 전(前)보고로서 용매종류별, 약제 농도 별 치수안정화 효과가 구체적으로 조사된 바 있다.# 따라서 본 연구는 PEG함침법을 고함수율의 수침고목재에 적용한 후 동결건조 후 장시간 습도조건에 노출하였을 때 나타나는 중량 및 치수변화에 대하여 체계적으로 비교하여 치수안정효과가 우수한 용매와 PEG 농도를 설정하고자 하였다.
- 발굴 출토된 수침고목재의 보존처리는 약제를 침투 · 확산시켜 목재의 수축 변형을 방지하고 재질을 강화함으로써 전시 및 수장 환경에서 안전하게 보관하기 위해서 실시한다. 보존처리는 수종이나 열화상태 또는 약제 종류, 함침농도, 함침기간 그리고 건조방법 등 여러 처리조건이 알맞게 설정되어야만 좋은 결과를 얻을 수 있다.
제안 방법
- 30%, 40%, 50%. 60%, 70%일 때마다 각각 10개씩 진공동결건조용 시편을 꺼내어 함침처리를 종료함으로써 PEG 처리농도를 달리한 시편을 얻었다. 함침이 종료된 시편을 급속냉동고에 넣어 냉동시킨 후 진공동결건조기(Vacuum Freeze Dryer, Ilshin Bondiro)를 이용하여 건조하였다.
- 수용액(물용매) 시편은 PEG농도를 2주 간격으로 10%씩 상승시켜 함침처리(45℃)하였다. t-butanol 용매용 시편은 PEG 처리전에 20%, 40%, 60%, 80%, 100%로 탈수(용매 치환) 처리하였다. t-butanol로 치환되어 탈수 처리된 t-butanol 용매용 시편은 수용액처리 시편과 같은 방법으로 t-butanol에 대한 PEG 농도를 10〜70%까지 2주일 간격으로 10%씩 상승시켜 함침처리 하였다.
- t-butanol 용매용 시편은 PEG 처리전에 20%, 40%, 60%, 80%, 100%로 탈수(용매 치환) 처리하였다. t-butanol로 치환되어 탈수 처리된 t-butanol 용매용 시편은 수용액처리 시편과 같은 방법으로 t-butanol에 대한 PEG 농도를 10〜70%까지 2주일 간격으로 10%씩 상승시켜 함침처리 하였다. PEG 수용액용 시편은 PEG농도가 30%.
- t-butemol을 용매로 처리한 시편은 수용액처리와 달리 고습도(RH 84%)에서 PEG70% 처리한 시편{P70VFD(T)}을 제외하고 모든 시편이 접선방향은 3.15-2.32%, 방사방향은 4.58〜0.24%로 수축하였다. PEG70%의 경우 수축률이 접선방향은 -0.
- 즉 외부환경에 따라 습도조건이 달라지는 것을 모사하기 위하여 상대습도를 33% → 58% → 84%로 단계별로 상승시킨 뒤 다시 84% → 58% → 33%로 내려주었다. 각 단계별 로 습도변화를 반복한 후 중량변화와 수축률을 측정하였다. 수축률은 동결건조 후 핀의 거리(Fig.
- 건조 후 여러 가지 습도 조건에서 45개월간 조습하면서 중량변화율과 수축률을 측정하여 치수안정화 효과를 조사하였다.
- 2, 3, 4) 조습처리 하였다. 다양한 습도조건에 따른 중량변화와 수축률을 측정하여 시편의 치수안 정성을 측정하였다. 염포화용액으로 밀폐챔버 (Fig.
- 동결 건조된 시료 중에서 각 농도별로 3개씩을 선별하여 총 39개의 시료를가지고 보존처리후 장기간 방치하였을 때의 유물의 상태변화를 관찰하기 위하여 총 45개월 동안(Fig. 2, 3, 4) 조습처리 하였다. 다양한 습도조건에 따른 중량변화와 수축률을 측정하여 시편의 치수안 정성을 측정하였다.
- Table 1 에 처리종류를 요약하였다. 수용액(물용매) 시편은 PEG농도를 2주 간격으로 10%씩 상승시켜 함침처리(45℃)하였다. t-butanol 용매용 시편은 PEG 처리전에 20%, 40%, 60%, 80%, 100%로 탈수(용매 치환) 처리하였다.
- 저습도(RH 33%)에서는 t-butanol을 용매로 처리한 모든 시편이 접선방향은 12.13〜5.31%, 방사방향은 6.54-1.65%, 섬유방향은 1.34〜-1.52%로 크게 수축을 하였다(Fig. 9). 이것은 t-butanol을 용매로 수분을 치환하여 PEG전처리 후 동결건조시 목재내부에 잔류한 수분이 거의 없으며, 동결건조과정에서 목재조직이 과도한 건조에 의해 미세할렬이 발생되어 취약한 목재조직이 습도변화에서 수축한 것으로 보인다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 공시목은 경기도 평택 희곡리 토탄 층에서 출토된 약 5,700년전의 목재(박원규 1995)로 수종은 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla)이며,11,12 최대함수율이 약 800% 그리고 평균 기본밀도가 0.11 g/cm2에 불과한 열화가 많이 진행된 수침고목재이다. 직경이 30cm인 목재를 섬유방향으로 3cm 간격으로 disk를 만든 후 3(R)x3(T)x3(L)cm의 크기로 140개를 만들어 시편으로 사용하였다(Fig.
- 11 g/cm2에 불과한 열화가 많이 진행된 수침고목재이다. 직경이 30cm인 목재를 섬유방향으로 3cm 간격으로 disk를 만든 후 3(R)x3(T)x3(L)cm의 크기로 140개를 만들어 시편으로 사용하였다(Fig. 1).
성능/효과
- 건조 후 습도조건에 따른 상태변화에서는 수용액으로 처리한 시편이 t-butanol을 용매로 처리한 시편보다 치수안정성이 우수하였다. 이러한 결과는 t-butanol을 용매로 한 처리는 유기용매 치환으로 인하여 목재섬유의 유연성이 저하되고 동결건조후 목재조직은 과도한 건조로 인하여 미세할렬이 다수 발생되기 때문으로 판단된다.
- 고농도 수용액을 용매로 PEG70%, PEG80% 처리후 자연건조한 시편의 경우(P70ND, P80ND) 고습도에서 약 16%정도 중량이 증가하였는데 이는 고농도 PEG임에도 불구하고 저농도 PEG 함침후 동결건조한 시편에 비하여 중량증가가 상대적으로 작게 나타났다. 이것은 고농도 함침후 자연건조한 시편의 경우 PEG처 리 후에도 목재내부에 수분을 함유하고 있어 고습도에서도 큰 변화를 나타내지 않는 것으로 판단된다.
- 3에서 처럼 낮은 습도에서 높은 습도로 서서히 조습한 결과 습도를 58%에서 84%로 변화시켰을 때 최대 중량변화를 나타냈다. 고습도(RH 84%)에서 PEG처리시 수용액을 용매로 처리한 시편의 경우 중량이 완만하게 증가하였으며, t- butanol을 용매로 처리한 시편은 수용액 처리보다 급격히 중량이 증가하였다. 특히 PEG60%로 처리한 경우 중량이 약 48%로 크게 증가하였다(Fig.
- 그러나 유기용매인 t-butanol에 PEG를 녹여 처리하였을 경우 약제의 침투확산은 우수하였으며 처리후 수용액처리나 t-butamol을 용매로 처리한 시편 모두 수축률이 낮았다. 단지 두 가지의 용매를 비교했 을 때 t-butanol보다 물을 용매로 사용한 시편의 수축률 이 2%정도로 낮게 나타났다. 또한 동결건조 후 외형의 변형이 없던 시편이 습도 변화에 따라 변형이 발생되었으며 특히 중량변화에서 보면 t-butanol을 용매로 한 함침처리가 PEG의 침투확산이 우수하게 나타났는데도 불구하고 조습후 수축률이 PEG 수용액처리보다 크게 나타났다.
- 동결건조의 전처리에 있어서 적정한 용매와 PEG 함침 농도설정에 관한 연구결과 PEG 수용액처리가 동결 건조후 수축률이 적어 치수안정화 효과가 우수하였으며, 조습변화 후에도 PEG 수용액처리가 t-butanol을 용매로 처리한 시편보다 변형이 적어 치수안정화 효과 우수하게 나타났다. 그러나 유기용매인 t-butanol에 PEG를 녹여 처리하였을 경우 약제의 침투확산은 우수하였으며 처리후 수용액처리나 t-butamol을 용매로 처리한 시편 모두 수축률이 낮았다.
- 36%로 가장 수축이 적게 나타났다. 따라서 수용액을 용매로 하여 동결건조한 시편에서 PEG 40%의 시편이 모든 습도조건에서 가장 수축률이 적어 치수안정성이 우수한 것으로 판단된다.
- 단지 두 가지의 용매를 비교했 을 때 t-butanol보다 물을 용매로 사용한 시편의 수축률 이 2%정도로 낮게 나타났다. 또한 동결건조 후 외형의 변형이 없던 시편이 습도 변화에 따라 변형이 발생되었으며 특히 중량변화에서 보면 t-butanol을 용매로 한 함침처리가 PEG의 침투확산이 우수하게 나타났는데도 불구하고 조습후 수축률이 PEG 수용액처리보다 크게 나타났다. 이것은 동결건조는 자연건조와 달리 목재를 동결상태(고체)에서 수분을 건조시키는 것으로 목재내의 함유수분이 5%이하로 거의 전건에 가깝게 건조됨을 의미한다.
- 본 연구 결과, 열화가 많이 진행된(최대함수율 800%) 수침고목재의 경우는 t-butanol을 용매로 이용하지 않더라도 PEG 수용액(40%정도)으로 전처리하는 것이 동결건조 후 전시실이나 수장고에서의 습도변화에 따른 치수 안정성이 우수한 것으로 확인되었다.
- 습도조건의 최종단계인 33%습도조건을 거친 후 목재 조직을 관찰한 결과 Fig. 10과 Fig. 12에서처럼 t-butanol을 용매로 처리한 PEG20%, PEG50% 시편의 동결건조 후 횡단면상에 도관과 목섬유에 PEG가 잘 확산되어 있는 것이 관찰되었다. 반면 조습과정을 거친 후횡단면상 도관 및 목섬유의 조직에 변형이 일어났으며, 도관내에 PEG가 관찰되지 않는다.
- 이상에서 보았을 때 습도조건에 따른 상태변화를 관찰하였을 때 수용액을 용매로 한 PEG처리가 t-butanol을 용매로 한 처리보다 동결건조 후 습도변화에서 중량 변화와 수축률이 낮게 나타났으며, 특히 수용액 PEG 40% 처리가 가장 수축률이 낮아 치수안정화효과가 우수한 것으로 나타났다.
- 저습(RH 33%)에서 모든 시편이 접선방향은 4.96~2.41%, 방사방향은 2.82~0.83%, 섬유방향은 1%이내로 수축하였으며, PEG40% 처리한 시편이 접선방향은 3.9%, 방사방향은 0.08%, 섬유방향은 0.36%로 가장 수축이 적게 나타났다. 따라서 수용액을 용매로 하여 동결건조한 시편에서 PEG 40%의 시편이 모든 습도조건에서 가장 수축률이 적어 치수안정성이 우수한 것으로 판단된다.
- 25% 이내의 수축 · 팽창을 하였다. 특히 PEG40% 처리한 시편의 수축률이 가장 적게 나타났으며, 수축률은 접선방향이 0.76 %, 방사방향이 -0.5%, 섬유방향이 0.1%로 1%이내의 수축 · 팽창하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.