청동문화재 보존처리의 강화처리제로 가장 많이 쓰이고 있는 아크릴 수지인 Paraloid B72와 용제 4종(Acetone, MEK, Toluene, Xylene)을 선정하여 각 용제별 코팅 특성을 비교 분석하였다. 코팅 전 후의 표면을 현미경과 AFM을 통해 관찰하고 박막의 두께와 코팅 표면의 접촉각을 측정하여 표면에너지를 계산하였다. 그리고 Scratch Test를 통해 코팅 박막의 접착력을, 황변실험을 통해 코팅의 지속성을 조사하였다. 그 결과 Xylene을 용제로 사용하는 것이 육안으로 보았을 때 색 얼룩이 적고 적절한 소수성과 고른 표면을 가짐을 확인했다. 또한 코팅의 조건인 박막 두께가 얇으면서 접착력이 우수하며 황변에도 안정해야 한다는 점에서도 10% Paraloid B72 in xylene이 다른 용제에 비하여 우수한 코팅 성질을 가진다는 것을 확인하였다. 그러나 Paraloid B72의 적정농도를 찾기 위해서는 더 많은 실험과 분석이 이루어져야 할 것이다.
청동문화재 보존처리의 강화처리제로 가장 많이 쓰이고 있는 아크릴 수지인 Paraloid B72와 용제 4종(Acetone, MEK, Toluene, Xylene)을 선정하여 각 용제별 코팅 특성을 비교 분석하였다. 코팅 전 후의 표면을 현미경과 AFM을 통해 관찰하고 박막의 두께와 코팅 표면의 접촉각을 측정하여 표면에너지를 계산하였다. 그리고 Scratch Test를 통해 코팅 박막의 접착력을, 황변실험을 통해 코팅의 지속성을 조사하였다. 그 결과 Xylene을 용제로 사용하는 것이 육안으로 보았을 때 색 얼룩이 적고 적절한 소수성과 고른 표면을 가짐을 확인했다. 또한 코팅의 조건인 박막 두께가 얇으면서 접착력이 우수하며 황변에도 안정해야 한다는 점에서도 10% Paraloid B72 in xylene이 다른 용제에 비하여 우수한 코팅 성질을 가진다는 것을 확인하였다. 그러나 Paraloid B72의 적정농도를 찾기 위해서는 더 많은 실험과 분석이 이루어져야 할 것이다.
We examined characterizations of Paraloid B72 films when it dissolved in four different solvents-acetone, MEK, toluene and xylene. The surface before and after coating were observed by optical microscope and AFM. Thickness and contact angle of films was measured and surface energy was calculated for...
We examined characterizations of Paraloid B72 films when it dissolved in four different solvents-acetone, MEK, toluene and xylene. The surface before and after coating were observed by optical microscope and AFM. Thickness and contact angle of films was measured and surface energy was calculated for grasping properties of films. We also tested adhesive strength of films by scratch tester and durability of films by performing yellowing test. The result was that xylene has better coating property than other solvents. Because 10% Paraloid B72 in xylene film is even, non-mottled, thin, stabilized in yellowish and has proper hydrophobic, we confirmed xylene is good solvent for bronze artifact conservation. However, other tests will need for finding appropriate concentration of Paraloid B72.
We examined characterizations of Paraloid B72 films when it dissolved in four different solvents-acetone, MEK, toluene and xylene. The surface before and after coating were observed by optical microscope and AFM. Thickness and contact angle of films was measured and surface energy was calculated for grasping properties of films. We also tested adhesive strength of films by scratch tester and durability of films by performing yellowing test. The result was that xylene has better coating property than other solvents. Because 10% Paraloid B72 in xylene film is even, non-mottled, thin, stabilized in yellowish and has proper hydrophobic, we confirmed xylene is good solvent for bronze artifact conservation. However, other tests will need for finding appropriate concentration of Paraloid B72.
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문제 정의
지금까지 표준화된 데이터 없이 보존처리자의 경험에 의존하여 강화처리를 실시하고 있으며, 어떤 용제가 보존처리에 적합한지에 대한 연구는 용제에 따른 특성을 접촉각 및 색도 변화에만 초점을 맞춰 미비한 편이라 할 수 있다. 따라서 본 연구는 보존처리에 가장 많이 쓰이고 있는 서로 다른 4종의 용제를 선별하고, 각 용제별 Paraloid B72 10%와 20% 용액을 청동 시편에 코팅하여 기존의 연구에서 보다 확장시킨 다양한 실험과 분석을 통해 용제에 따른 코팅 박막의 특성을 알아보고자 하였다.
본 연구는 문화재청 국립문화재연구소의 지원을 받아 문화재보존기술연구개발(R&D) 사업의 일환으로 이루어졌으며, (재)충남테크노파크디스플레이센터의 분석 지원에 감사드리는 바이다.
본 연구는 청동문화재 보존처리 시 강화처리제로 가장 많이 쓰이고 있는 Paraloid B72의 용제별 특성을 서로 비교∙실험한 내용이다. 용제로는 Acetone, MEK, Toluene, Xylene을 사용하였고 10%와 20%의 Paraloid B72 용액을 청동 시편에 코팅하여 각각의 분석을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
그리고 Scratch test를 통해 코팅 박막과 시편과의 접착력을 측정하고, 코팅의 변색과 열화 여부를 알아보기 위해 인위적으로 자외선을 조사하여 용제에 따른 Paraloid B72의 변색 정도를 측정하였다. 이 같은 실험을 통해 Paraloid B72를 청동문화재 보존처리에 이용할 경우 어떤 용제가 가장 적절한 지 알아보고자 하였다.
제안 방법
10% 및 20% Paraloid B72 용액으로 코팅한 청동시편에 1440시간(60일)동안 자외선을 조사하였다. 이틀 간격으로 색도 L*a*b*값을 측정하였으며 그 변화를 Figure 13, Figure 14, Figure 15에 나타내었다.
코팅 박막과 청동시편 사이의 접착력을 알아보기 위해 Scratch Test를 실시하였다. Nano Scratch Tester(CSM Instrument ⻪)를 이용하여 측정하였으며, 3.00mm의 범위에서 Diamond Indenter를 사용하여 측정하였다. 측정 압력은 0.
Paraloid B72 용액으로 코팅한 청동시편의 표면을 현미경(MZ75, LEICA ⻪)으로 20배 확대하여 관찰한 후 디지털 카메라(D200, Nikon ⻪)로 촬영하였다.
Scratch Test에서 나타난 LC2, 즉 코팅 박막이 벗겨지는 시점을 촬영한 사진(Figure 10)과 측정한 접착력을 정리하였다(Table 6, Figure 12). 전체적으로 10% 보다 20% 용액의 코팅 박막이 벗겨지는 압력이 더 크므로 20% 용액의 접착력이 10% 용액보다 좋다고 할 수 있다.
각 용제별 Paraloid B72 코팅 전∙후의 표면 상태를 비교하기 위해 코팅하지 않은 청동시편도 현미경으로 관찰하였다. Figure 4는 연마지 #4000까지 연마한 뒤 코팅하지 않은 청동시편의 표면과 각 용제별 Paraloid B72로 코팅된 청동시편의 표면이다.
이후 기존연구에서 실시한 접촉각 측정 과정을 보다 확장시켜 접촉각을 이용한 표면에너지를 계산하여 각 용제별 Paraloid B72 코팅의 균일성 여부와 박막의 성질을 조사하였다. 그리고 Scratch test를 통해 코팅 박막과 시편과의 접착력을 측정하고, 코팅의 변색과 열화 여부를 알아보기 위해 인위적으로 자외선을 조사하여 용제에 따른 Paraloid B72의 변색 정도를 측정하였다. 이 같은 실험을 통해 Paraloid B72를 청동문화재 보존처리에 이용할 경우 어떤 용제가 가장 적절한 지 알아보고자 하였다.
20% Paraloid B72 용액으로 코팅한 표면의 경우 실체현미경 관찰에서는 뚜렷한 차이점을 발견하기 어려웠다. 때문에 AFM을 이용하여 보다 자세하게 표면을 관찰하였다. 관찰 결과는 3D Topography 이미지(Figure 5)로 얻을 수 있었다.
또한 색도의 변동이 심해지는 30일 이후의 색도 변화 값은 일정한 경향성이 없기 때문에 일정한 경향을 가진 측정 30일 째를 기준으로 하여 색차값을 산출하였다(Table 7). Figure 16에 나타나 있듯이 10% Paraloid B72 용액으로 코팅한 모든 시편에서 L*값은 감소, a*값 감소, b*값 증가를 보였다.
본 연구에서는 Sessile drop 방식으로 측정용액을 기판에 떨어뜨려 50회 반복 측정 후 평균값을 산출하였다. Figure 3은 측정용액인 초순수(distilled water, H2O)와 디오도메탄(diiodomethane, CH2I2)을 기판에 떨어뜨려 측정하는 모습을 촬영한 것이다.
5 모든 상황에 통합적으로 쓰이는 모델은 존재하지 않으며 측정하고자 하는 표면에 따라 사용하고자 하는 모델을 결정해야 한다. 본 연구에서는 두 개의 용액을 사용하는 Owens-Wendtgeometiric mean6을 이용하여 표면에너지를 계산하였다. 이 방법은 소수성의 경향이 아주 센 경우를 제외하고는 대부분의 polymer에서 많이 이용된다.
본 연구에서는 자외선(UV)을 1440시간(60일) 동안 각각의 시편에 조사하여 색상의 변화를 조사하였다. 이때 사용한 자외선의 파장은 254㎚와 365㎚이며, 사용한 기기는 Ultraviolet Fluorescence Analysis Cabinet(Model CL-150, Spectroline ⻪)이다.
5%)에 침적시켜 5분 동안 초음파세척기로 세척하였다. 세척이 끝난 후 얼룩이 생기지 않도록 Blower를 이용하여 Ethanol을 빠르게 건조시킨 후 Dip-coating 방식으로 코팅을 실시하였다. 24시간 동안 자연 건조시켜 코팅을 완료하였으며 코팅된 Paraloid B72의 용제와 농도에 따른 시편은 Table 1에 나타내었다.
본 연구는 청동문화재 보존처리 시 강화처리제로 가장 많이 쓰이고 있는 Paraloid B72의 용제별 특성을 서로 비교∙실험한 내용이다. 용제로는 Acetone, MEK, Toluene, Xylene을 사용하였고 10%와 20%의 Paraloid B72 용액을 청동 시편에 코팅하여 각각의 분석을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
우선적으로 코팅 전∙후의 표면을 현미경으로 관찰하고 육안으로 관찰하지 못하는 미세한 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 통해 관찰하여 Paraloid B72의 용제별 표면 변화를 관찰하였다. 이후 기존연구에서 실시한 접촉각 측정 과정을 보다 확장시켜 접촉각을 이용한 표면에너지를 계산하여 각 용제별 Paraloid B72 코팅의 균일성 여부와 박막의 성질을 조사하였다.
이러한 원리를 이용, 코팅 박막의 분광 특성을 통한 반사량에 근거하여 비접촉식 박막두께 측정 장비인 광학박막두께측정기(ST5000, K-MAC ⻪)를 이용하여 박막의 두께를 측정하였다.
우선적으로 코팅 전∙후의 표면을 현미경으로 관찰하고 육안으로 관찰하지 못하는 미세한 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 통해 관찰하여 Paraloid B72의 용제별 표면 변화를 관찰하였다. 이후 기존연구에서 실시한 접촉각 측정 과정을 보다 확장시켜 접촉각을 이용한 표면에너지를 계산하여 각 용제별 Paraloid B72 코팅의 균일성 여부와 박막의 성질을 조사하였다. 그리고 Scratch test를 통해 코팅 박막과 시편과의 접착력을 측정하고, 코팅의 변색과 열화 여부를 알아보기 위해 인위적으로 자외선을 조사하여 용제에 따른 Paraloid B72의 변색 정도를 측정하였다.
청동시편에 코팅된 박막의 표면 특성을 알아보기 위해 접촉각 측정기(DSA100, KRUSS GmbH ⻪)를 이용하여 접촉각을 측정하였고, 이를 통해 표면에너지를 계산하였다.
현미경으로 관찰되지 않은, 보다 미세한 표면 관찰을 위해 AFM(XE-150, PSA ⻪) 측정을 실시했다. 코팅된 청동시편의 표면을 비접촉식모드로 측정하였으며, 중앙의 받침대에 시료를 놓고 선단의 Cantilever(탐침)를 시료 표면에 근접시켜 X-Y축 방향으로 진동시키면서 일정한 거리를 유지하며 동시에 받침대를 Z축 방향으로 이동시켜 표면을 스캔하였다. 측정은 실온에서 이루어졌으며, 측정 범위는 256 × 256(pxl), scan rate는 0.
현미경으로 관찰되지 않은, 보다 미세한 표면 관찰을 위해 AFM(XE-150, PSA ⻪) 측정을 실시했다. 코팅된 청동시편의 표면을 비접촉식모드로 측정하였으며, 중앙의 받침대에 시료를 놓고 선단의 Cantilever(탐침)를 시료 표면에 근접시켜 X-Y축 방향으로 진동시키면서 일정한 거리를 유지하며 동시에 받침대를 Z축 방향으로 이동시켜 표면을 스캔하였다.
황변실험 중에 일어나는 색도의 변화는 이틀 간격을 두어 색도계(Chroma Meter CT-200, Minolta ⻪)로 3회 연속 측정하여 평균을 내었으며, 이를 통해 황변실험 전∙후의 색도차를 산출하여 그 변화를 알아보았다. 측정 기준은 국제조명위원회(Commission Int ernationale de IEclaiage)에서 정한 L*a*b*값을 이용하였다.
대상 데이터
또한 청동문화재 보존처리 시 사용하는 Paraloid B72와 그 용제로 Acetone, MEK(Methyl Ethyl Ketone), Toluene, Xylene 4종을 선정하였으며, 농도는 10%와 20%를 기준으로 실험을 실시하였다.
5mm의 구멍을 뚫었다. 시편의 표면 거칠기를 일정하게 만들기 위해 한쪽 면은 SiC 연마지 #220으로 연마하였고 반대편, 즉 코팅 후 분석을 하게 될 분석면은 연마지 #220, #400, #800, #1200, #1500, #2000, #2400, #4000의 순으로 연마하였다.
청동(Cu 78%, Sn 22%) 주물판을 약 2cm × 2cm의 일정한 크기로 자른 뒤 시편 상부에 드릴을 이용하여 용액에 침적시키고 꺼내기 위한 지름 1.5mm의 구멍을 뚫었다.
측정용액으로는 초순수(distilled water, H2O)와 디오도메탄(diiodomethane, CH2I2)을 사용하는데 이들 용액의 표면장력과 표면에너지를 구성하는 극성항(ΥLp)과 분산항(ΥLd)의 값을 Table 2에 나타내었다.
데이터처리
강화처리에 사용하는 강화처리제는 금속유물의 표면과 친화력이 좋아야 하며, 이는 코팅 대상인 시편과의 접착력으로 표현될 수 있다. 코팅 박막과 청동시편 사이의 접착력을 알아보기 위해 Scratch Test를 실시하였다. Nano Scratch Tester(CSM Instrument ⻪)를 이용하여 측정하였으며, 3.
이론/모형
황변실험 중에 일어나는 색도의 변화는 이틀 간격을 두어 색도계(Chroma Meter CT-200, Minolta ⻪)로 3회 연속 측정하여 평균을 내었으며, 이를 통해 황변실험 전∙후의 색도차를 산출하여 그 변화를 알아보았다. 측정 기준은 국제조명위원회(Commission Int ernationale de IEclaiage)에서 정한 L*a*b*값을 이용하였다. L*a*b* 표색법은 L(명도)을 종축으로 하고, 직교좌표인 a와 b에 의하여 색상을 나타내는 방법이다.
성능/효과
1. 실체현미경을 통해 코팅 후 표면 상태를 비교했을 때 10% 용액 코팅 표면에 얼룩이 관찰되었다. 특히 Xylene을 용제로 한 코팅 표면의 얼룩이 가장 적었다.
20% 용액으로 코팅한 표면은 용제에 따른 차이가 거의 없이 고른 표면색을 가지고 있었다. 10% 보다는 20% Paraloid B72 용액이, 10% Paraloid B72 용액에서는 Xylene을 용제로 사용한 경우 얼룩이 없는 표면을 가지면서 고르게 코팅됨을 확인했다.
반면 20% 용액의 경우 초기 2주 동안만 색도 변동폭이 컸으며 그 이후는 안정된 변화 양상을 보여 10% 보다는 20% 용액이 색 변화에 안정된 것으로 판단된다. 10% 용액에서는 Xylene을 용제로 한 코팅이 가장 변화가 적었으며 20% 용액의 경우 Acetone의 색차값이 가장 적은 것을 나타났다.
그리고 극성 용액인 H2O의 접촉각이 더 크므로 Paraloid B72의 코팅박막은 모두 극성 성분에 의해 영향을 크게 받는다. 10% 용액의 경우 친수성이 가장 적고 표면에너지가 작은 것은 Toluene이며 분산항이 큰 Xylene이 고르게 코팅됨을 알 수 있었다. 20% 용액의 경우 친수성이 적고 표면에너지가 작은 것은 Acetone이며 가장 분산항이 큰 것은 MEK이다.
2. 20% Paraloid B72 용액으로 코팅한 표면의 AFM 분석을 실시한 결과 MEK를 용제로 사용한 용액이 다른 용제에 비해 고른 표면을 갖는 것을 확인할 수 있었다. Acetone을 용제로 한 코팅 표면은 고르지 못했고, Toluene과 Xylene을 용제로 한 코팅 표면은 Paraloid B72가 하얗게 뭉쳐있음을 볼 수 있었다.
3. 광학박막두께 측정을 통해 농도가 진할수록 박막이 두껍게 형성됨을 알 수 있었다. 20% Paraloid B72 용액의 경우, 느린 증발속도로 인해 MEK, Xylene이 얇은 두께를 가졌다.
4. 접촉각 측정 결과 모든 시편이 90°이하의 접촉각을 보여 친수성 표면을 가지고 있음을 확인하였다.
5. Scratch Test를 통해 코팅 박막의 접착력을 실험한 결과 10% 보다 20% Paraloid B72 용액 코팅의 접착력이 더 우수하며 Toluene을 용제로 할 경우 다른 용제에 비해 접착력이 떨어짐을 알 수 있었다. 10%에서 가장 우수한 접착력을 갖는 것은 Xylene이며, 20%에서는 MEK이다.
6. 황변실험 결과 약 30일이 지나자 10% 용액 중 색도 변동이 가장 심한 것은 Toluene을 용제로 한 시편이었다. 반면 20% 용액의 경우 초기 2주 동안만 색도 변동폭이 컸으며 그 이후는 안정된 변화 양상을 보여 10% 보다는 20% 용액이 색 변화에 안정된 것으로 판단된다.
같은 용제끼리 비교할 경우 Acetone과 MEK의 경우 10% 용액의 극성 성질이 크기 때문에 20% 용액이 보다 고르게 코팅됨을 알 수 있으며 소수성 경향도 가지고 있음을 알 수 있다. Toluene과 Xylene의 경우에는 20% 용액의 극성이 더 크므로 10% 용액이 보다 고른 표면을 가지며 소수성 경향을 띠는 것을 확인하였다.
관찰 결과 10% Paraloid B72 용액으로 코팅한 시편과 20% 용액으로 코팅한 시편을 비교해보면 표면에 나타나는 색 얼룩 현상이 20% 용액 코팅에서 훨씬 적게 관찰되었다. 또한 20% 용액 코팅에서는 용제에 따른 색 얼룩 현상의 차이는 거의 없었다.
이와 같은 결과(Figure 16)로부터 10% Paraloid B72코팅보다 20% Paraloid B72 코팅이 전반적으로 색도 변화가 적다는 것을 알 수 있었다. 그리고 MEK를 용제로 사용할 경우 10%와 20% 용액에서 모두 상당한 색차를 보였으며, 10%에서는 Xylene을 용제로 이용할 때 색상 변화에 가장 안정하며 반대로 20% 용액 코팅에서는 Acetone을 용제로 할 때 색상 변화가 적고 MEK를 용제로 할 때 색상 변화가 가장 크다는 것을 알 수 있었다.
20% Paraloid B72 용액의 경우, 느린 증발속도로 인해 MEK, Xylene이 얇은 두께를 가졌다. 그리고 농도가 낮은 10% Paraloid B72의 코팅 박막은 낮은 농도로 인해 용제의 증발속도가 박막의 형성에 영향을 주지 않음을 확인할 수 있었다.
이 같은 결과로 보아 Paraloid B72를 청동문화재 보존처리에 사용할 경우 농도는 10%, 용제로는 Xylene을 사용하는 것이 육안으로 보았을 때 색 얼룩이 적고 적절한 소수성과 고른 표면을 가진다는 것을 알 수 있다. 더불어 코팅의 조건인 박막의 두께가 얇으면서 코팅 대상과의 접착력이 좋은 동시에 황변에도 안정해야 한다는 점에서도 10% Paraloid B72 in Xylene은 Acetone, MEK, Toluene에 비하여 우수한 코팅 성질을 가진다는 것을 확인하였다.
표면에너지를 구성하는 극성항과 분산항을 비교해보면 전체적인 코팅 박막의 표면에너지에서 분산항의 요소가 더 크므로 표면에너지는 분산항에 의해 결정되었음을 알 수 있다(Figure 8, Figure 9). 또한 분산항이 클수록 코팅이 시편 위에 넓게 펴져있는 성질이 크다는 것을 지시하며 극성이 작을수록 표면에너지에서 분산항의 비율이 크다는 것을 의미하기 때문에 코팅 박막이 고르게 형성되었다는 것을 알 수 있다.
또한 20% 용액 코팅에서는 용제에 따른 색 얼룩 현상의 차이는 거의 없었다. 색 얼룩 현상이 많은 10% 용액으로 코팅한 시편의 표면을 용제별로 비교했을 때, A10의 색 얼룩이 가장 뚜렷했으며 그 다음으로 M10과 T10, 그리고 X10의 색 얼룩이 가장 적게 관찰되었다. 이로 보아 농도가 높은 Paraloid B72 용액으로 코팅한 표면이 색 얼룩이 적고, Xylene을 용제로 한 Paraloid B72 용액으로 코팅한 표면에 색 얼룩 현상이 가장 적음을 확인하였다.
20% 용액의 경우 친수성이 적고 표면에너지가 작은 것은 Acetone이며 가장 분산항이 큰 것은 MEK이다. 용제별로 비교할 경우 10% 용액에서는 Xylene이, 20% 용액에서는 MEK가 적절한 소수성 경향과 고른 표면을 가지는 것으로 확인되었다.
특히 M20의 경우 초기 2주 동안의 색도 변화 폭이 매우 컸으나 그 이후로는 고른 변화 양상을 보인다. 이 같은 결과로 보아 10% 용액보다는 20% Paraloid B72 용액으로 코팅하는 것이 자외선으로 인한 색상 변화에 안정한 편이며 Toluene과 MEK를 용제로 사용하여 코팅하는 것은 색상 변화가 크므로 보존처리용 코팅에는 적합하지 않다고 판단된다.
이 같은 결과로 보아 Paraloid B72를 청동문화재 보존처리에 사용할 경우 농도는 10%, 용제로는 Xylene을 사용하는 것이 육안으로 보았을 때 색 얼룩이 적고 적절한 소수성과 고른 표면을 가진다는 것을 알 수 있다. 더불어 코팅의 조건인 박막의 두께가 얇으면서 코팅 대상과의 접착력이 좋은 동시에 황변에도 안정해야 한다는 점에서도 10% Paraloid B72 in Xylene은 Acetone, MEK, Toluene에 비하여 우수한 코팅 성질을 가진다는 것을 확인하였다.
색 얼룩 현상이 많은 10% 용액으로 코팅한 시편의 표면을 용제별로 비교했을 때, A10의 색 얼룩이 가장 뚜렷했으며 그 다음으로 M10과 T10, 그리고 X10의 색 얼룩이 가장 적게 관찰되었다. 이로 보아 농도가 높은 Paraloid B72 용액으로 코팅한 표면이 색 얼룩이 적고, Xylene을 용제로 한 Paraloid B72 용액으로 코팅한 표면에 색 얼룩 현상이 가장 적음을 확인하였다.
Scratch Test에서 나타난 LC2, 즉 코팅 박막이 벗겨지는 시점을 촬영한 사진(Figure 10)과 측정한 접착력을 정리하였다(Table 6, Figure 12). 전체적으로 10% 보다 20% 용액의 코팅 박막이 벗겨지는 압력이 더 크므로 20% 용액의 접착력이 10% 용액보다 좋다고 할 수 있다. 10% Paraloid B72 코팅 박막의 접착력은 X10 > A10 > M10 > T10의 순으로 Xylene을 용제로 한 코팅의 접착력이 가장 좋으며, 20% Paraloid B72의 경우 M20 > A20 > X20 > T20의 순이다.
전체적인 색차값은 M20 > X20 > T20 > A20 순이며 이 중 X20의 b*값 변화가 가장 컸다.
전체적인 색차값을 산출한 결과 A10 > M10 > T10 > X10의 순으로 나타났다.
본 실험에서 Pulling-up speed는 일정하게 유지하였으므로, 각 코팅 박막의 두께는 용액의 농도에 의해 결정된다. 즉 용액의 농도가 클수록 코팅 박막은 두꺼우며 본 실험에서도 10% 용액보다는 20% 용액으로 코팅한 시편 쪽이 더 두껍게 나타났다. Table 4에 각 코팅 박막들의 두께를 수록 했다(Figure 5).
측정 결과 A20 > T20 > M20 > X20의 순으로 두꺼웠으며 A20과 T20은 모두 9㎛ 이상이며 M20과 X20의 두께가 각각 6.50㎛, 6.22㎛로 비슷한 두께를 가진다.
후속연구
그러나 본 실험은 농도로써 10%와 20%만을 기준으로 실험하였으므로 청동문화재의 보존처리 시 사용하는 Paraloid B72의 적정농도는 좀 더 많은 실험과 분석이 이루어져야 할 것으로 본다.
또한 10% 용액으로 코팅한 경우 두께의 차이가 나지 않는 것은 20% 용액보다 낮은 농도이기 때문에 용제의 증발 속도가 박막의 형성에 크게 영향을 주지 않은 것으로 보인다. 그러나 코팅 박막의 두께와 용액과의 상관관계를 알아보기 위해서는 용제의 증발 속도뿐만 아니라 용액의 점도도 함께 측정하여 상호 비교하여야 좀 더 정확한 상관관계를 알 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
강화처리에 사용하는 강화처리제는 어떤 조건을 만족해야 하는가?
강화처리에 사용하는 강화처리제는 금속유물의 표면과 친화력이 좋아야 하며, 강화처리제의 접착력은 열에 의한 수축∙팽창 등의 영향을 받지 않아야 한다. 또한 강화처리의 목적인 약화된 유물을 강화시켜 외부의 오염물과 마모를 막을 수 있어야 한다. 그리고 보존처리에 있어 가장 중요한 요건인 가역성이 있어 약해지거나 노화된 코팅제를 녹여낼 때 유물에 손상을 주지 않고 제거할 수 있어야 한다.1-2
박막의 광학적 측정 방법은 무엇을 이용하는 것인가?
박막의 광학적 측정 방법은 박막 표면에서의 반사광과 하부 계면으로부터의 반사광들에 의한 간섭현상 또는 광의 위상차를 이용하는 것이다. 따라서 이 방법을 이용하면 박막의 두께 및 조도는 물론 광학적 상수도 측정할 수 있다.
Paraloid B72가 유기질 경화용 또는 철, 동 화합물 등 금속유물의 강화 및 코팅제로 문화재 보존처리에 가장 널리 사용되는 이유는 무엇인가?
Paraloid B72는 Rohm & Hass ⻪에서 개발한 상품으로 Poly ethyl methacrylate와 Poly methyl acrylate가 70:30으로 공중합체된 고분자 물질이다. Toluene, Acetone, Tinner X, Tinner A, Isopropanol 등 다양한 용제에 용해되고 가역성이 뛰어나 유기질 경화용 또는 철, 동 화합물 등 금속유물의 강화 및 코팅제로 문화재 보존처리에 가장 널리 사용되고 있다.3
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