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문제 정의
- 3) 이에 따른 목재의 표면을 관찰함으로써 형태의 안정 , 재색 및 질감의 재현을 향상시키는 세척방법에 대하여 고찰하였다.
- 으로 적용하였다(Table 1). 독립세척은 도구세척, 탈기, EDTA 처리 및 초음파세척을 각각 독립적으로 실시하는 것으로 각각의 세척효과를 비교하고자 하였다. 도구세척은 붓, 분무기, 이쑤시개, 치과용 소도구 등으로 수침고목재가 손상되지 않는 범위 내에서 세척하였다.
제안 방법
- 탈기는 수침고목재를 증류수에 침지한 후 aspirator를 사용하여 -70~-75cmHg의 조건에서 30분간 수침고목재를 탈기, 포화시켰다. EDTA 처리는 2% EDTA-2Na(w/v) 용액에 72시간 동안 침지시키고 이어 잔류 약품(EDTA- 2Na)의 제거를 위해 증류수에 침지한 후 용액의 pH가 증류수의 pH와 같아질 때까지 증류수를 교체하였다. 초음파세척은 수침고목재를 물속에 침지한 후 초음파 세척기 (BRASION 8210)를 사용하여 40kHz에서 30분간 세척하였다.
- 각 단계의 세척 전과 세척 후 시료의 중량을 측정하였다.
- 각각의 세척과정에 따른 목재 내의 무기성분의 변화를 알아보기 위해 회분 함량을 측정하였으며 , 이에 얻어진 회분의 성분을 분석하였다.
- 건전재의 최대함수율은 증류수에 시료를 침지한 후 감압 탈기하여 포수상태로 만든 후 포수재의 중량을 측정하고 시료의 전건중량을 측정하여 함수율을 산출하였다. 그러나 공시재료는 세척 후 시료를 채취하여 중량을 측정 한 다음 전건중량을 측정 한 후 함수율을 산출하였다.
- 산출하였다. 그러나 공시재료는 세척 후 시료를 채취하여 중량을 측정 한 다음 전건중량을 측정 한 후 함수율을 산출하였다.
- 매장환경 분석을 위 한 토양시료는 공시재료와 인접한 곳에서 채취하였다. 모든 실험은 3반복을 원칙으로 하였으며, 실험결과의 편 차가 큰 실험은 재 실험을 통해 결과를 산출하였다.
- 세척 전, 후 최외층인 변재 및 최외층 으로부터 3cm 에 위치한 심재의 색상변화를 측정하였다(Figure 1). 색 도계(MINOLTA Reader CR-10)를 사용하여 명도 (L*), 적색도(a*), 황색도(b*)의 변화를 확인한 후 국제 조명위원회 (CIE, Commission Internationale de 1'Edaiage)에서 정한 L* a* b* 표색계에 의한 색차(Δ E*ab)를 KS A 0067의 규정에 따라 산출하였다.
- 세척은 수침고목재의 보존처리시 적용하고 있는 세척방법을 4가지로 분류하였으며 이를 독립적 또는 연속적 으로 적용하였다(Table 1). 독립세척은 도구세척, 탈기, EDTA 처리 및 초음파세척을 각각 독립적으로 실시하는 것으로 각각의 세척효과를 비교하고자 하였다.
- (Figure 2). 수침고목재의 밀도는 채취한 시료의 중량을 측정한 후 증류수를 채운 비이커를 저울 위에 올려놓고 공시재료에 침을 꼽은 후 준비된 비이커에 시료를 띄워 중량을 측정하여 부력을 이용한 중량 변화 정도로 목재의 용적을 측정하여 산출하였다.19
- 연속적인 세척방법은 4가지의 세척방법인 도구, 탈기, EDTA 및 초음파세 척을 순서대로 각 단계까지 연속적으 로 적 용하여 세척하였다.
- EDTA 처리는 2% EDTA-2Na(w/v) 용액에 72시간 동안 침지시키고 이어 잔류 약품(EDTA- 2Na)의 제거를 위해 증류수에 침지한 후 용액의 pH가 증류수의 pH와 같아질 때까지 증류수를 교체하였다. 초음파세척은 수침고목재를 물속에 침지한 후 초음파 세척기 (BRASION 8210)를 사용하여 40kHz에서 30분간 세척하였다.
- 회화시킨 토양을 SEM-EDX(model : Noran SII1609)를 사용하여 토양 내 무기성분을 조사하였다. 토 양의 입도분석은 분석용 토양에 H2O2를 가하여 유기물을 제거한 후 10% HCI 을 가하여 탄산염을 제거하였다. 토양을 습식채질 후 건조하여 모래보다 큰 조립질 입자의 입도는 Roe-Tap Sieve Shaker를 사용하였고, 모래 보다 작은 세립질 입자는 Pippette Method를 적용하여 분석 하였다.
- 회화시킨 토양을 SEM-EDX(model : Noran SII1609)를 사용하여 토양 내 무기성분을 조사하였다. 토 양의 입도분석은 분석용 토양에 H2O2를 가하여 유기물을 제거한 후 10% HCI 을 가하여 탄산염을 제거하였다.
대상 데이터
- 공시재료로 사용된 수침고목재는 광주광역시 동림동 저습지에서 출토된 수침고목재로서, 지름 10cm 이상인 상수리나무를 3cm 두께로 연속적으로 잘라 28개의 disk를 만들어 재료로 사용하였다. 매장환경 분석을 위 한 토양시료는 공시재료와 인접한 곳에서 채취하였다.
- 공시재료의 함수율 및 밀도를 측정하기 위해 최외층으로부터 내층까지 km 간격으로 시료를 채취하였다 (Figure 2). 수침고목재의 밀도는 채취한 시료의 중량을 측정한 후 증류수를 채운 비이커를 저울 위에 올려놓고 공시재료에 침을 꼽은 후 준비된 비이커에 시료를 띄워 중량을 측정하여 부력을 이용한 중량 변화 정도로 목재의 용적을 측정하여 산출하였다.
- disk를 만들어 재료로 사용하였다. 매장환경 분석을 위 한 토양시료는 공시재료와 인접한 곳에서 채취하였다. 모든 실험은 3반복을 원칙으로 하였으며, 실험결과의 편 차가 큰 실험은 재 실험을 통해 결과를 산출하였다.
- 큰 영향을 미친다. 본 실험에서 사용된 상수리나무의 경우 조재 도관의 직경은 250μm 목섬유 직경이 20μm 내외이다.23 따라서 대부분의 토양 입자는 상수리나무 안으로 침투가 용이하며 그 중 입자의 직경이 작은 것들은 목재 내부 깊숙이 침투할 수 있는 가능성이 있음을 보여주었다.
이론/모형
- 방냉 후 칭량하여 다음 식에 의해 산출하였다. 또한 회분의 구성성분은 SEM-EDX(Noran SII 1690)로 분석하 였다.
- 세척 전, 후 최외층인 변재 및 최외층 으로부터 3cm 에 위치한 심재의 색상변화를 측정하였다(Figure 1). 색 도계(MINOLTA Reader CR-10)를 사용하여 명도 (L*), 적색도(a*), 황색도(b*)의 변화를 확인한 후 국제 조명위원회 (CIE, Commission Internationale de 1'Edaiage)에서 정한 L* a* b* 표색계에 의한 색차(Δ E*ab)를 KS A 0067의 규정에 따라 산출하였다.18
- 토 양의 입도분석은 분석용 토양에 H2O2를 가하여 유기물을 제거한 후 10% HCI 을 가하여 탄산염을 제거하였다. 토양을 습식채질 후 건조하여 모래보다 큰 조립질 입자의 입도는 Roe-Tap Sieve Shaker를 사용하였고, 모래 보다 작은 세립질 입자는 Pippette Method를 적용하여 분석 하였다.14~17
성능/효과
- 21 본 실험에 공시된 토양은 Si, Al, Fe의 함량은 높았으며 K, Ca, Ti, Mg, Na의 함량은 낮았다(Figue 3). 토양 성분의 조성은 세척과정 중 특정 성분의 용출 또는 잔류 정도의 확인 및 목재 내에서의 축적을 연구하는데 중요한 기초 자료가 된다.
- 탈기법이 무기물의 제거에는 적절하지 않았다하더라도 탈기 후 수침고목재가 균일화되어 치수안정제의 침투를 용이하게 하는 역할은 결코 무시할 수 없을 것으로 사료된다. 3단계 EDTA처리는 수침고목재 내의 Fe을 제거함으로써 수침고목재의 색상이 밝아지는 효과를 얻을 수 있었다. 4단계 세척은 3단계 세척시 목재 내에 잔류한 약품(Na)과 미세이물질의 제거에 효과적이었다.
- 23g/cm3였다. 건전재의 변재와 심재의 밀도가 0.59g/cm3, 0.70g/cm3 측정되었던 바, 공시재료의 밀도 는 변재는 83%, 심재는 67% 감소하여 공시 고목재는 크게 부후되어 있음을 보여주었다. 공시재료의 밀도는 최외층이 가장 낮았고 최외 층으로부터 3cm 깊이 까지는 밀도가 점차 증가하였으나 3cm 이상에서 밀도는 큰 변화를 보이지 않았다(Figure 8).
- 이는 EDTA와 목재 내 철분(Fe)이 킬레이트를 형성함으로 목재내의 Fe가 제거된 것으로 사료된다. 독립적인 세척은 그 방법이 무엇이든지간에 수침고목재 내에 잔존하는 Al, Si, S 성분을 완벽하게 제거시키지 못한 것으로 나타났다.
- 경향을 보였다. 목재 표면의 색변화는 EDTA 처리인 3단계 세척 후에 뚜렷이 밝아진 것을 확인할 수 있었으며, 3단계 세척 후 보다 4단계 세척 후 표면의 색이 더욱 밝아짐을 확인할 수 있었다.
- 이는 이들 화합물의 입자 크기가 작아 부후된 세포벽의 공극 내에 흡착되어 있어 적용된 세척 방법으로는 제거가 잘 되지 않은 것으로 사료된다. 무기물 성분 분석결과 S(유황)이 검출되었는데 유황성분은 토양과 건전재 모두에서 검출되지 않은 성분이었다. 유황 성분이 어디에서 유래한 것인지에 대해서는 앞으로 연구가 필요하겠다.
- 공시시료의 최외층은 최대함수율이 852%. 밀도 0.10g/cm였으며 내층의 최대함수율과 밀도는 각각 493%, 0.23g/cm로 최외층과 내층의 부후정도가 달랐다. 수침고목재에 나타나는 무기성분의 대부분은 수침 고목재가 매몰된 토양환경의 그것과 거의 동일하였다.
- 보존처리 현장에서 적용하고 있는 세척방법 즉, 도구법, 탈기법, EDTA법 및 초음파세척법을 적용하여 수침 고목재를 세척하였던바 독립세척의 경우 도구를 이용한 세척에서의 표면 이물질 제거 효과와 탈기 후 함수율의 증가 및 EDTA 처리에 의해 색상이 밝아지는 현상이 나타났으나 세척효과는 크지 않았다. 그러나 연속 세척의 경우 처리 단계별로 처리 효과가 나타났다.
- 세척하기 전의 수침고목재는 건전재에서는 탐색되지 않거나 극히 미량으로 존재했던 Mn, Fe, Al 및 S 성분이 상대적으로 많이 분포하는 것으로 탐색되었다. 공시 토양에서는 Al.
- 연속 세척에 따른 수침고목재내의 무기물 함량은 세척이 진행됨에 따라 점차적으로 감소하는 경향으로 관찰되었다. 그러나 2단계 세척 후 무기물 함량이 급격하게 증가되어 나타났는바, 이 같은 현상이 발생한 원인에 대해서는 확실치 않다.
- 연속세척 후 명도와 적색도는 증가한 반면 황색도는 감소하는 경향을 보였다. 목재 표면의 색변화는 EDTA 처리인 3단계 세척 후에 뚜렷이 밝아진 것을 확인할 수 있었으며, 3단계 세척 후 보다 4단계 세척 후 표면의 색이 더욱 밝아짐을 확인할 수 있었다.
- 이는 EDTA처리가 목재 내의 무기물 제거에 효과적인 방법 중 하나임을 시사하는 것이라 하겠다. 초음파 세척 후 수침고목재의 회분 함량은 다른 세척 방법에 비해 상대적으로 높게 나타난바, 초음파세척 하나만으로는 무기물 제거에 한계가 있음을 보여주었다.
- 이는 수침고목재가 상당히 부후되었음을 나타낸 것이다. 최대함수율로부터 부후 정도는 최외층이 심한 반면, 심재는 부위에 상관없이 부후정도가 비교적 균일함을 시사하였다.
후속연구
- 무기물 성분 분석결과 S(유황)이 검출되었는데 유황성분은 토양과 건전재 모두에서 검출되지 않은 성분이었다. 유황 성분이 어디에서 유래한 것인지에 대해서는 앞으로 연구가 필요하겠다. Kim은 신안선에서도 다량의 유황 (S) 이 있음을 EDXA를 통해 분석한 바 있다.
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