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문제 정의
- 이러한 한지의 우수한 품질에 친환경 소재인 옻칠도료의 우수성을 접목하여 새로운 용도의 기능성 소재를 개발한다면 고부가가치를 창출할 수 있을 것으로 여겨 진다. 따라서 본 연구는 다양한 효능을 가지고 있는 옻칠과품질이 우수한 전통한지를 접목시켜 기능성 옻칠한지를 제조하기 위하여 옻칠을 에탄올 및 테르펜에 희석하여 상등액 및 혼합액으로 구분하였고 한지 에 각 희석 배율별로 처리하여 옻칠한지 를 제 조하였으며 그 물리적, 강도적 특성 및 광학적 특성에 대하여 조사하였다.
제안 방법
- 옻칠한지는 각 처리 량별로 정치 시 킨 상등액(solvent solubles)과 혼합액(mixture) 2가지 처리로 제조하였다. 먼저 상등액 50 ml를 원형수조에 넣고 수초한지 시험편을 침 지 시 킨 후 건조하여 상등액 처리 옻칠한지를 제조하였으며 옻칠용액을 잘 흔들어 혼합한 후 상등액 시험편 처리와같은 방법으로 혼합액 처리 옻칠한지를 제조하여 시험편으로 사용하였다. 한편, 무처리 한지는 UH (Untreated Hanji), 옻칠원액을 처리한 한지는 HTOL (Hanji treated with oriental lacquer)로 표기 하였다.
- 색차계 (spectrophotometer CM-2600, Minolta, Japan)를 이용하여 최대 흡수파장(λmax) 400 nm에서 염착량(K/S) 및 Munsel의 색상(Hue, Value, Chroma) 값을 5반복으로 측정하였다.
- 에탄올 및 테르펜에 희석한옻칠을 상등액 및 혼합액으로 구분하였고 한지에 처리량별로 옻칠한지를 제조하였으며 그 특성에 대하여 조사하였다. 옻칠의 성분은 함수율이 25.
- 옻칠을용해시키기 위하여 여러 가지 유기용매로시 험하였으나 완전 용해되는 용매가 없었기에 에탄올과 옻칠에 많이 사용하는 테르펜을 희석 용매로 하였다. 에탄올 및 테르펜 각 1 L 에 옻칠 200, 100, 50, 33, 25 g을 칭량하여 넣은 다음 잘 흔들어서 24시간 이상 정치 하였으며 시간이 지나면서 상등액과 침전물로 분리 되었다.
- 옻칠의 화학적 특성 및 성분을 조사하기 위하여 수분, 우루시올 함량, 함질소물 함량, 고무질함량 등을 JIS-K 5950의 규정에 따라서 분석하였으며 pH meter (Model Metter-Toledo AG CH-8603) 및 점도기 (Brookfield Model V-1 +)를 사용하여 pH와 점도를 측정하였다.
- 옻칠한지는 각 처리 량별로 정치 시 킨 상등액(solvent solubles)과 혼합액(mixture) 2가지 처리로 제조하였다. 먼저 상등액 50 ml를 원형수조에 넣고 수초한지 시험편을 침 지 시 킨 후 건조하여 상등액 처리 옻칠한지를 제조하였으며 옻칠용액을 잘 흔들어 혼합한 후 상등액 시험편 처리와같은 방법으로 혼합액 처리 옻칠한지를 제조하여 시험편으로 사용하였다.
- 표면장력 시험기(SEO, kr/Phoenix 300)를 사용하여 각처리별 옻칠한지의 접촉각을 측정하였다.
대상 데이터
- 옻칠은 2005년 5월 전북 남원에서 수입한중국산 생칠을 구입하여 5℃ 이하에서 냉장 보관하여 사용하였으며 한지는 국내산 닥나무를 원료로 하여 흘림뜨기 방식으로 제조한 문화재보수용 한지(66 X 63 cm, 평량 34 g/m!, 두께 0.12 mm)를 원형시편 절단기(SJ-RCM)를 사용하여 원형 시험편(0 11 cm)으로 만들어 사용하였다.
이론/모형
- 옻칠한 지의 물리 및 강도적 성질eKS M 7012 시험 용지의 전처리 조건에 따라 처리하고, 평량은 KS M 7013, 두께 및 밀도는 KSM 7021, 인장강도는 KSM 7014, 내 절도는 KS M 7065, 흡수도는 KS M 7054의 콥법으로 측정하였다.
성능/효과
- Fig. 6에서 보는 바와 같이 에탄올과 테르펜 처리에 대한 상등액 및 혼합액의 염착량은 전체적으로 처리량이 적을수록 점차 감소하는 경향을 나타냈으며 에탄올 처리가 테르펜 처리보다 높고 혼합액이 상등액보다 높은 것으로 나타났다. 상등액의 경우 에탄올과 테르펜 처리는 거의 비슷한 염착량을 보였고, 두 처리 모두 처리량이 적을수록 매우 완만하게 감소하는 특징을 나타내었다.
- 인장강도는 처리량이 적을수록 점차 감소하는 경향을 나타내었으며, 처리량 200 g/L에서 테르펜처리가 에탄올처리보다 높은 강도를 나타내었다. 내절도는 옻칠의 처리량이 적을수록 증가하는 경향이었고 상등액 및 혼합액 처리 모두 25 g/ L 에서 가장 높게 나타났다. 흡수도는 에탄올처 리에서 처리량이 많을수록 감소하는 경향을 보였고 테르펜보다 에탄올처 리의 흡수도가 높았다.
- 1과 같이 처리량이 낮을수록 낮아졌으며 상등액 처리가 혼합 액 처리보다 낮게 나타났다. 또한, 희석 용매에 따라서 큰 차이는 나타나지 않았지만 에탄올 처 리가 약간 높은 것으로 나타났다. 일반적으로 목재펄프로 초지한 종이의 밀도는0.
- 한편, 처리량별 옻칠한 지의 색상을 측정한 결과 Table 4에서 보는 바와 같이 전체적인 색상은 Y (Yellow), YR (Yellow Red) 계열이 었으며 옻칠 원액 처리의 경우 R (Red) 계열의 색상을 나타내었다. 에탄올 처리의 색상은 상등액과 혼합액 모두 처리량이 적을수록 YR 계열에서 Y 계열로 변화하였고, 명도는 증가하 였으며 채도의 경우 상등액은 감소하고 혼합액은 증가하는 경향을 보였다. 테르펜 처리의 색상은 처리량이 적을수록 상등액은 모두 Y 계열을 나타내었고 혼합액 은 YR 계 열에서 Y 계열로 변화하였으며 명도는 증가하고 채도는 감소하는 경향을 보였지만 그 변화폭은 크 지 않았다.
- 접촉각은 에탄올처리 상등액의 처리량50g/L 이하에서 발수가 되지 않는 경향을 나타내었다. 염착량은 전체적으로 처리량이 낮을수록 감소하였으며 에탄올처리 가 테르펜처리 보다 높았다. 색상은 주로 Y 및 YR 계열로 나타났으며 옻칠 원액 처리의 경우R계열로 나타났다.
- 에탄올 및 테르펜에 희석한옻칠을 상등액 및 혼합액으로 구분하였고 한지에 처리량별로 옻칠한지를 제조하였으며 그 특성에 대하여 조사하였다. 옻칠의 성분은 함수율이 25.04%, 우루시올함량이 60%, 함질 소물이 3.13%, 검질이 5.66% 였으며 pH는 5.3이었고 점도는 1680 cP로 분석되었다. 옻칠한지 의 평량, 두께, 밀도는 옻칠의 처리량이 적을수록 감소하였고 상등액처리가 혼합액처 리에 비하여 낮았다.
- 3이었고 점도는 1680 cP로 분석되었다. 옻칠한지 의 평량, 두께, 밀도는 옻칠의 처리량이 적을수록 감소하였고 상등액처리가 혼합액처 리에 비하여 낮았다. 인장강도는 처리량이 적을수록 점차 감소하는 경향을 나타내었으며, 처리량 200 g/L에서 테르펜처리가 에탄올처리보다 높은 강도를 나타내었다.
- 옻칠한지 의 평량, 두께, 밀도는 옻칠의 처리량이 적을수록 감소하였고 상등액처리가 혼합액처 리에 비하여 낮았다. 인장강도는 처리량이 적을수록 점차 감소하는 경향을 나타내었으며, 처리량 200 g/L에서 테르펜처리가 에탄올처리보다 높은 강도를 나타내었다. 내절도는 옻칠의 처리량이 적을수록 증가하는 경향이었고 상등액 및 혼합액 처리 모두 25 g/ L 에서 가장 높게 나타났다.
- 에탄올 처리의 색상은 상등액과 혼합액 모두 처리량이 적을수록 YR 계열에서 Y 계열로 변화하였고, 명도는 증가하 였으며 채도의 경우 상등액은 감소하고 혼합액은 증가하는 경향을 보였다. 테르펜 처리의 색상은 처리량이 적을수록 상등액은 모두 Y 계열을 나타내었고 혼합액 은 YR 계 열에서 Y 계열로 변화하였으며 명도는 증가하고 채도는 감소하는 경향을 보였지만 그 변화폭은 크 지 않았다.
- 일반적으로 전분이나 강도 증진제를 투여할 경우 종이의 밀도는 증가하지 않는 반면, 물리적 강도는 크게 증가하고 충전제를 첨가할 경우 밀도는 증가하지만 강도는 크게 저하되는 경향이 있다. 평량은 무처리 한지가34g/nf, 옻칠처리 한지가 112 g/nf 였으며 옻칠의 처리량에 따라 약간씩 증가하는 경향을 보였다.두께는 0.
- Table 1은 본 연구에서 공시 재료로 사용한 중국산 생칠의 성분을 분석한 결과를 나타낸 것이다. 함수율은25.04%이고 우루시올 함량은 60%, 함질 소물 3.13%, 검질은 5.66%였으며 pH는 5.3, 점도는 spindle No. 3, rpm 50 으로 측정한 결과 1680 cP 로 나타났다.
- 상등액의 경우 에탄올과 테르펜 처리는 거의 비슷한 염착량을 보였고, 두 처리 모두 처리량이 적을수록 매우 완만하게 감소하는 특징을 나타내었다. 혼합액의 경우 에탄올 처리에서 처리량이 적을수록 급격하게 감소하는 경향을 보였고, 테르펜 처리보다 높은 값을 나타내었다. 이것은 함질소물이 나 검질 등이 포함된 혼합액이 주로 우루시올만을 포함하는 상등액 보다 한지에 염착되는 양이 많고 색상도 진하기 때문에 색차계에 반사되는 반사율이 높기 때문으로 생각된다.
- 내절도는 옻칠의 처리량이 적을수록 증가하는 경향이었고 상등액 및 혼합액 처리 모두 25 g/ L 에서 가장 높게 나타났다. 흡수도는 에탄올처 리에서 처리량이 많을수록 감소하는 경향을 보였고 테르펜보다 에탄올처 리의 흡수도가 높았다. 접촉각은 에탄올처리 상등액의 처리량50g/L 이하에서 발수가 되지 않는 경향을 나타내었다.
후속연구
- 한편, 품질의 우수성이 입증되어 이미 많이 알려져 있는 전통한지는 장섬유의 특징을 가지고 있어 표면의 질감이 양지에 비하여 부드럽고 질기기 때문에 최근 많이 이용되고 있다. 이러한 한지의 우수한 품질에 친환경 소재인 옻칠도료의 우수성을 접목하여 새로운 용도의 기능성 소재를 개발한다면 고부가가치를 창출할 수 있을 것으로 여겨 진다. 따라서 본 연구는 다양한 효능을 가지고 있는 옻칠과품질이 우수한 전통한지를 접목시켜 기능성 옻칠한지를 제조하기 위하여 옻칠을 에탄올 및 테르펜에 희석하여 상등액 및 혼합액으로 구분하였고 한지 에 각 희석 배율별로 처리하여 옻칠한지 를 제 조하였으며 그 물리적, 강도적 특성 및 광학적 특성에 대하여 조사하였다.
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