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문제 정의
- 본 연구는 출토견직물의 보수 및 복원에 이용할 직물을 제작할 목적으로 유물에 묻어 있는 오구 물 질의 성분 중 하나인 알칼리 성분의 시약을 사용하여 견직물을 화학적으로 열화 처리하였다. 즉 수산화나트륨수용액을 사용하여 화학적으로 견직물을 분해하여 인장 시험을 통해 강력 유지율이 약 100, 80, 60, 40, 20% 수준에 해당하는 시간을 찾아 알칼리 처리된 견직물을 얻었다.
제안 방법
- NaOH의 농도 100g/L, 액비(material-to-liquid ratio) 1 : 125로 하여 Silk 1, Silk 2를 25 ℃ 에서 강력 유지 율이 100%, 80%, 60%, 40%, 20% 수준에 도달하는 시간을 반복 실험을 통해 찾아서 각각을 처리하였다. 처리된 시료는 증류수에서 40분간 세척 후 상온에서 건조시켰으며, 다음 측정에 사용하기 전까지 실온에서 진공 상태로 보관하였다.
- 광각 X선 회절 분석 : X-선 회절장치(D/max-IH -A type, Rigaku Co., Japan)를 이용하여 Ni filter로 여과한 QuKa선을 사용하여 적도선 방향(2Q = 5~ 40。)으로 회절시켜 X-선 회절 강도 분포곡선을 얻 었다.
- 즉 수산화나트륨수용액을 사용하여 화학적으로 견직물을 분해하여 인장 시험을 통해 강력 유지율이 약 100, 80, 60, 40, 20% 수준에 해당하는 시간을 찾아 알칼리 처리된 견직물을 얻었다. 이때 얻어진 각 견직물의 알칼리 처리 전후의 물성과 미세 구조의 변화를 알아보기 위하여 감량률과 수축률을 측정하고, X-선회절분석을 통해 결정구조를 살펴보았으며, SEM 사진을 통하여 알칼리 처리 전후의 직물 표면 변화를 관찰하였다.
- 본 연구는 출토견직물의 보수 및 복원에 이용할 직물을 제작할 목적으로 유물에 묻어 있는 오구 물 질의 성분 중 하나인 알칼리 성분의 시약을 사용하여 견직물을 화학적으로 열화 처리하였다. 즉 수산화나트륨수용액을 사용하여 화학적으로 견직물을 분해하여 인장 시험을 통해 강력 유지율이 약 100, 80, 60, 40, 20% 수준에 해당하는 시간을 찾아 알칼리 처리된 견직물을 얻었다. 이때 얻어진 각 견직물의 알칼리 처리 전후의 물성과 미세 구조의 변화를 알아보기 위하여 감량률과 수축률을 측정하고, X-선회절분석을 통해 결정구조를 살펴보았으며, SEM 사진을 통하여 알칼리 처리 전후의 직물 표면 변화를 관찰하였다.
- 출토 직물의 복원에 필요한 단계적 열화가 일어난 시료를 얻기 위하여 두 종류의 특성이 다른 견직물을 알칼리수용액 처리를 하여 강력 유지율에 따라 샘플링하여 그 물성을 조사하였다. 처리 전, 후의 물성은 인장 강도, 감량률, 수축률, 결정구조, 손상외관, 황변 등의 항목으로 비교, 평가하였다.
- 출토 직물의 복원에 필요한 단계적 열화가 일어난 시료를 얻기 위하여 두 종류의 특성이 다른 견직물을 알칼리수용액 처리를 하여 강력 유지율에 따라 샘플링하여 그 물성을 조사하였다. 처리 전, 후의 물성은 인장 강도, 감량률, 수축률, 결정구조, 손상외관, 황변 등의 항목으로 비교, 평가하였다.
- 표면 관찰 : 주사 전자현미경 (Scanning Electron Microscope : SEM, JSM-5400, Jeol, Japan)을 이용하여 열화 전후 의 견직물의 표면을 관찰하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 시험포는 밀도 및 두께가 서로 다른 정 련된 견평직물 두 종류(Silk 1 :명주, Silk 2 :표준실크)를 이용하였다. 명주는 일반적으로 유물에서 나온 견직물과 유사한 것을 선택하였으며, 표준 실크는 한국견직물 연구소에서 표준화한 직물이다.
이론/모형
- 인장 강도 측정: 열화 정도에 따른 기계적 물성을 평가하기 위하여 인장 시험기 (Textechno Fafe- graph-M, Textechno Co., Germany)를 사용하여, KS K 0520-1995에 따라 각 시료 당 경사 방향으로 5회 측정하여 평균값을 내었다.
- 황변 측정 : 분광 측색계 (Macbeth Color-Eye 3100, Kollmorgen Instruments Co., USA)를 이용하여 열화 전후건 직물의 황색도(YElowness)를 ASTM D1925법에 의해 측정하였다.
성능/효과
- 1. 강력 유지율 100%, 80%, 60%, 40%, 20% 수준에 따른 알칼리수용액 처리전, 후의 기계적 성질을 평가한 결과, 명주의 경우 20, 45, 70 및 110분의 시간이 소요되었으며, 표준실크의 경우 20, 45, 85, 및 120분이 소요되었다. 처리 시간이 증가함에 따라 분자 사슬의 절단으로 인하여 강력 유지율이 감소하였으며 특히 알칼리 처리 초기에 급격한 강도 저하를 나타내었다.
- 2.알칼리 수용액 처리 시간이 증가함에 따른 건 직 물의 결정구조를 X-선 회절로 분석한 결과, Silk 의 B형을 나타내는, 26=21.5°에서 회절 강도 저하가 나타났고, 20=30°부근의 Silk a형의 결정구조는 열화가 진행될수록 회절 피크가 감소하다가 완전히 소실되는 것을 확인할 수 있었다.
- 3.알칼리 수용액 처리 시간에 따른 감량률과 수축률은 증가하는 것으로 나타났다. 감량률은 명주가 표준실크보다 크지만, 수축률은 표준실크가 명주보다 크게 나타났다.
- 4.알칼리 수용액 처리 시간이 증가함에 따라 직물 종류에 관계없이 섬유 표면에 손상과 균열이 발생 하였다.
- 5.알칼리 수용액 처리 시간이 증가함에 따라 명주와 표준실크는 강력 유지율이 20% 수준에 도달할 때까지 처리 시간의 증가에 따라 황변은 증가 하였다.
- 알칼리 수용액 처리 시간에 따른 감량률과 수축률은 증가하는 것으로 나타났다. 감량률은 명주가 표준실크보다 크지만, 수축률은 표준실크가 명주보다 크게 나타났다.
- 5° 부근에서 (200), (210)면에 대한 회절 피크는 전형적 인 Silk P형의 결정 구조"」&를 나타내고, Silk a 형은 20=15° 부근과 20=3(r 부근에서 회절 피크를 나타낸다 '9). 그러나 본 실험조건에서는 Silk 1의 경우 미처리 시료와 처리 시료를 비교해볼 때, 알칼리 처리에 따라 강력 유지율이 감소하면서 Silk 0형 결정의 부분적 분해에 의한 회절 강도의 저하가 나타났으며 Silk a형 에 해당하는 회절피 크는 열화가 진행될수록 감소하다가 완전히 소실되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경향은 Silk 2에서 도 동일하게 나타났다.
- 6은 Silk 1의 강력 유지율이 100%, 60%, 20% 수준에 도달하는 시료의 표면을 관찰한 SEM 사진이다. 알칼리수용액 45분 처리 시 섬유 표면에 작은 손상과 균열이 발생하였고, 110분 처리 시 표면에 심한 손상이 생긴 것을 관찰할 수 있었다.
- 알칼리수용액 처리 시간이 길어 질수록 Silk 1과 Silk 2는 감량률이 증가하는 것을 볼 수 있다. 처리 시간 45분을 기준으로 하여 Silk 1과 Silk 2의 감량률을 비교하여 보면, 감량률은 Silk 1이 더 큰 것을 확인할 수 있다.
- 강력 유지율 100%, 80%, 60%, 40%, 20% 수준에 따른 알칼리수용액 처리전, 후의 기계적 성질을 평가한 결과, 명주의 경우 20, 45, 70 및 110분의 시간이 소요되었으며, 표준실크의 경우 20, 45, 85, 및 120분이 소요되었다. 처리 시간이 증가함에 따라 분자 사슬의 절단으로 인하여 강력 유지율이 감소하였으며 특히 알칼리 처리 초기에 급격한 강도 저하를 나타내었다.
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