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
- 압축강도시험은 재료의 강도보다 큰 응력이 작용할 경우 원 재료의 변형이 발생되는 정도를 평가한 것으로 동일한 재료에서 압축강도와 접착 및 인장강도 등의 성능이 대부분 비례해서 나타난다. 따라서 압축강도 시험을 통해 재료의 대표적 특성을 평가하므로 이 연구에서는 압축강도로 재료의 안정성을 평가하였다.
- 이는 향후 처리제의 물성변화와 이에 따른 성능 저하가 발생할 수 있고, 심지어는 대상 문화재의 추가적인 피해를 야기할 수 있으므로 과학적 연구를 바탕으로 한 처리제의 선택과 보존처리가 필요하다. 따라서 이번 연구에서는 기존에 사용되고 있는 충전제를 검토하여, 수지를 선정하게 되는 당위성과 고려해야 할 사항에 대해 고찰하고, 수지 및 첨가제의 종류, 배합비율에 따른 물성 변화를 파악하여 추후 보존처리 재료의 선택에 과학적 판단자료로 활용하고자 한다.
- 이 연구는 문화재청 국립문화재연구소에서 수행하는 문화재보존기술개발연구(R&D)사업인 ‘석조문화재 손상제어기술 연구’의 일환으로 이루어졌음을 명기하며, 이에 감사한다.
- 이온크로마토그래피는 F¯, Cl¯, NO3¯, HPO4¯, SO42¯ 등의 음이온과 Li+, Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+ 등의 양이온을 검출하는데 사용되는 분석방법으로, 첨가제에 포함된 성분 중 이차 오염 발생원에 대한 가능성이 있는지 확인하고자 하였다.
가설 설정
- L-30에 비해 L-50은 경화 시 색 변화가 적고, 수축률도 적었다. 점도 측정 결과 L-50이 L-30에 비해 저점도로 측정되었으므로 미세 공극을 메우는 데 효과적일 것이다. 첨가제 중 활석을 혼합하였을 때 에폭시수지가 지니는 점성이 가장 높으며, 규사 혼합 시 가장 낮게 측정되었다.
제안 방법
- 첨가제의 양에 따라 에폭시와의 혼합체가 지니는 내부적 특성을 세밀하게 관찰하고자 주사전자현미경(SEM)을 촬영하였다. 기기는 JEOL사의 JSM-5910LV(Japan)이며, 목적에 따라 이차 및 반사 전자상(secondary and backscattered electron image)으로 관찰하였다. 접촉각 측정은 일반적으로 발수 효과를 판단하기 위해 실시하지만, 일반적인 합성수지의 젖음성 정도 판단 기준에도 실시되며, 이번 실험에 사용된 기기는 SEO사의 Contact Angle Analyzer Phoenix300이다.
- 에폭시수지와 혼합체와의 접촉각을 측정하여 물방울과의 이루는 각을 측정하여 물과 충전제 표면의 투습력을 측정하여 표면에 나타나는 물리적 특성을 살펴보았다. 또한 충전제의 젖음성을 평가하여 대기 중 장기간 노출되었을 때 표면 접촉각 변화과정을 예측해 보았다. 주위 온도와 드롭 액적크기, 측정 시간, 카메라 각도 등이 영향을 끼칠수 있으므로 KS L2110을 바탕으로 일정하게 하였다.
- . 보존처리 부위 표면에 발생되는 이차오염의 발생원인인 유해적 이온 성분을 분석하고자 용출반응에서 얻어진 이온을 분석하였다.
- 수지의 종류와 첨가제에 입도 크기에 따라 혼합 후 점성이 각기 다르므로 배합비율별로 점도를 측정하였다. 저점도 측정은 미국 BROOKFIELD사의 DV-III ULTRA 기기로 측정하며, LV 스핀들을 사용하였다.
- 시험기 크로스헤드의 이동속도를 1±0.5㎜/min으로 하중을 가하고, 시험편이 파괴되었을 때의 하중을 측정하였다.
- 시험에 사용되는 재료는 주제, 경화제 및 첨가제를 각각 별도의 용기에 계량 한 후 혼합용기에 주제, 경화제, 첨가제의 순으로 넣고 2분간 약 800rpm의 속도로 교반을 실시하였다. 시료의 혼합이 끝난 후 약 3분 이내에 몰드로 주형하고, 완료된 시험체는 7일간 온도 25±2℃, 습도 50±5% 환경에서 양생시킨다7,8.
- 3㎜의 크기로 성형하였다. 시험체의 길이, 너비 및 두께를 각각 외측 마이크로미터로 0.01㎜까지 측정하고, 가압면의 평행도를 확인한다. 시험체를 압축시험기의 가압판에 놓고 시험체와 시험장치의 중심선이 같은 수직선 위에 있게 하며, 시험체의 윗면이 시험기의 가압면과 완전한 평행이 되도록 한다.
- 규회석(wollastonite, CaSiO3, CaO · SiO2)은 소성수축과 건조수축이 적어 열 충격에 대한 저항성이 대체로 큰 것으로 NYCO Mineral 사의 NYAD 400제품을 사용하였다. 실험재료 선정의 주요 고려 사항을 입자 크기로 하였으며, 약 300~400mesh로 통일하였다(Table 2).
- 에폭시 수지와 첨가제의 물성비교를 위해 L-30과 L-50을 각각 활석, 규사, 규회석 등의 첨가제와 혼합하여 시험체를 제작하였다. 충전제는 첨가제의 배합비율을 달리함에 따라 물리적, 화학적 특성이 변화함으로 이를 측정하고자 주제와 경화제를 제시된 비율에 맞춰 혼합하고 첨가제의 양을 에폭시수지의 무게비 100%를 기준으로 5, 50, 80, 120, 150% 첨가하여 시료를 제작하였다(Table 3).
- . 에폭시수지와 혼합체와의 접촉각을 측정하여 물방울과의 이루는 각을 측정하여 물과 충전제 표면의 투습력을 측정하여 표면에 나타나는 물리적 특성을 살펴보았다. 또한 충전제의 젖음성을 평가하여 대기 중 장기간 노출되었을 때 표면 접촉각 변화과정을 예측해 보았다.
- 일반적으로 석조문화재 구성암석의 기본적 물성과 압축강도 및 풍화지수를 산출하기 위해 보통 초음파속도 측정법을 이용한다. 이는 비파괴 진단기법으로 압축강도와 비교할 수 있으며, 합성수지의 경우는 암석보다 균질하므로 측정에 더욱 효과적일 것으로 사료되어 본 연구에 적용하였다. 측정을 위한 시료를 별도로 제작하였기 때문에 직접전달방식으로 측정하였고, 측정 오차를 줄이고자 시료에 스케일 바를 표시하였다.
- 장기간 외부 환경에 노출되었을 때 빗물에 따른 충전제의 용출이 석조문화재에 미치는 피해를 고려하고자 활석, 규사, 규회석을 대상으로 용출실험하여 이온크로마토그래피(Dionex CD20 IP20, USA) 분석을 실시하였다. 이온크로마토그래피는 F¯, Cl¯, NO3¯, HPO4¯, SO42¯ 등의 음이온과 Li+, Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+ 등의 양이온을 검출하는데 사용되는 분석방법으로, 첨가제에 포함된 성분 중 이차 오염 발생원에 대한 가능성이 있는지 확인하고자 하였다.
- 5℃ 환경에서 측정 개시 후 60초가 지난 후 측정 수치를 기록하였다. 재료가 지닌 색도와 수지와의 혼합체가 지닌 색도는 육안으로도 다소 차이가 있어 보다 과학적 데이터 비교를 위하여 BYK-Gardner 에서 제작된 Spectro-guide 기기를 이용하여 색차를 측정하였다.
- 수지의 종류와 첨가제에 입도 크기에 따라 혼합 후 점성이 각기 다르므로 배합비율별로 점도를 측정하였다. 저점도 측정은 미국 BROOKFIELD사의 DV-III ULTRA 기기로 측정하며, LV 스핀들을 사용하였다. 첨가제 혼합비율이 높아 저점도로 측정하기 힘든 고점도 시료의 경우는 동일사의 DV-II+PRO 기기를 이용하고 HB 스핀들을 사용하였다.
- 또한 충전제의 젖음성을 평가하여 대기 중 장기간 노출되었을 때 표면 접촉각 변화과정을 예측해 보았다. 주위 온도와 드롭 액적크기, 측정 시간, 카메라 각도 등이 영향을 끼칠수 있으므로 KS L2110을 바탕으로 일정하게 하였다.
- 첨가제는 에폭시 수지에 기능 개선을 위해 첨가하는 것으로 활석, 규사, 규회석이 선정되었다. 이는 쉽게 구할 수 있는 물질이라는 점과 열이나 광선에 의한 변화가 적어 재료적 안정성이 뛰어날 뿐 아니라 석재를 구성하는 광물의 일종이란 점이 선택 기준이 되었다.
- 첨가제의 양에 따라 에폭시와의 혼합체가 지니는 내부적 특성을 세밀하게 관찰하고자 주사전자현미경(SEM)을 촬영하였다. 기기는 JEOL사의 JSM-5910LV(Japan)이며, 목적에 따라 이차 및 반사 전자상(secondary and backscattered electron image)으로 관찰하였다.
- 초음파 속도 측정은 영국 CNS Farnell 사의 PUNDIT PLUS 기기를 이용하였고, 측정은 직접전달방식으로 종파를 구분해낼 수 있는 최소의 길이 10㎝가 되도록 하였다. 안정성 평가를 위한 에폭시의 일반적 성능인 압축강도 실험은 KS F 4923: 2005에 규정된 시험방법에 준하여 실시하였으며 사용된 기기는 UNITED(미국)이며, 최대용량 10,000LBS, 최대속도 500mm/min 의 조건으로 실험하였다.
- 에폭시 수지와 첨가제의 물성비교를 위해 L-30과 L-50을 각각 활석, 규사, 규회석 등의 첨가제와 혼합하여 시험체를 제작하였다. 충전제는 첨가제의 배합비율을 달리함에 따라 물리적, 화학적 특성이 변화함으로 이를 측정하고자 주제와 경화제를 제시된 비율에 맞춰 혼합하고 첨가제의 양을 에폭시수지의 무게비 100%를 기준으로 5, 50, 80, 120, 150% 첨가하여 시료를 제작하였다(Table 3).
- 이는 비파괴 진단기법으로 압축강도와 비교할 수 있으며, 합성수지의 경우는 암석보다 균질하므로 측정에 더욱 효과적일 것으로 사료되어 본 연구에 적용하였다. 측정을 위한 시료를 별도로 제작하였기 때문에 직접전달방식으로 측정하였고, 측정 오차를 줄이고자 시료에 스케일 바를 표시하였다. 초음파 속도 측정 결과, L-30과 L-50의 초기 값은 2300~2400m/s를 기록하며, 큰 차이를 보이지 않으나 첨가제의 양이 증가함에 따라 초음파 속도도 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
대상 데이터
- 규회석(wollastonite, CaSiO3, CaO · SiO2)은 소성수축과 건조수축이 적어 열 충격에 대한 저항성이 대체로 큰 것으로 NYCO Mineral 사의 NYAD 400제품을 사용하였다.
- 재료의 응력에 저항하는 성능 가운데 대표로 압축강도를 측정하였으며, 시험체는 길이 25.4±0.3㎜, 너비 12.7± 0.3㎜, 두께 12.7±0.3㎜의 크기로 성형하였다.
- 기기는 JEOL사의 JSM-5910LV(Japan)이며, 목적에 따라 이차 및 반사 전자상(secondary and backscattered electron image)으로 관찰하였다. 접촉각 측정은 일반적으로 발수 효과를 판단하기 위해 실시하지만, 일반적인 합성수지의 젖음성 정도 판단 기준에도 실시되며, 이번 실험에 사용된 기기는 SEO사의 Contact Angle Analyzer Phoenix300이다. 접촉각 측정은 환경과 조건에 따라 변화되는 한계가 있어 KS L 2110 규격에 의거하여 측정하며 샘플 당 5~10회 실시하고, 물방울의 용적량이나 크기도 되도록 통일시켰다9.
- 저점도 측정은 미국 BROOKFIELD사의 DV-III ULTRA 기기로 측정하며, LV 스핀들을 사용하였다. 첨가제 혼합비율이 높아 저점도로 측정하기 힘든 고점도 시료의 경우는 동일사의 DV-II+PRO 기기를 이용하고 HB 스핀들을 사용하였다. 점도 측정은 KS F 4923 측정법에 의거해 23±0.
- 활석(talc, Mg3(OH)2Si4O10)는 백색의 인상 또는 엽편상 조직을 띠며, 소수성을 띄어 수분흡수를 차단하는 특성이 있는 것으로4 영우켐텍 사 제품의 N-A 400 제품을 사용하였고, 규사(quartz sand, SiO2)는 21st Century Silica 사의 KorSiL 제품을 사용하였다. 규회석(wollastonite, CaSiO3, CaO · SiO2)은 소성수축과 건조수축이 적어 열 충격에 대한 저항성이 대체로 큰 것으로 NYCO Mineral 사의 NYAD 400제품을 사용하였다.
이론/모형
- 초음파 속도 측정은 영국 CNS Farnell 사의 PUNDIT PLUS 기기를 이용하였고, 측정은 직접전달방식으로 종파를 구분해낼 수 있는 최소의 길이 10㎝가 되도록 하였다. 안정성 평가를 위한 에폭시의 일반적 성능인 압축강도 실험은 KS F 4923: 2005에 규정된 시험방법에 준하여 실시하였으며 사용된 기기는 UNITED(미국)이며, 최대용량 10,000LBS, 최대속도 500mm/min 의 조건으로 실험하였다.
- 에폭시 수지와 첨가제를 혼합하여 Spectro-guide 로 측정한 후, KS A 0063 방법에 의해 L*a*b*값으로 산출하였다. L값은 Munsell 명도와 관련하여, 100에 가까울수록 백색을, 0에 가까울수록 흑색을 나타내며, a(+:red -:green)와 b(+:yellow,-:blue) 값은 채도를 표현한다3.
- 점도 측정은 KS F 4923 측정법에 의거해 23±0.5℃ 환경에서 측정 개시 후 60초가 지난 후 측정 수치를 기록하였다.
성능/효과
- 1. L-30에 비해 L-50은 경화 시 색 변화가 적고, 수축률도 적었다.
- 2. 에폭시수지와 첨가제는 각각 투명 혹은 백색을 띠지만, 황변을 지시하는 b값이 L-30이 L-50에 비해 높다. 활석, 규사, 규회석 모두 큰 구분 없이 백색을 나타내지만, 규사만 낮은 값을 보이며, 에폭시 수지와 혼합한 후에도 낮은 색차 값을 지시한다.
- 3. 충전제의 안정성 평가를 위한 초음파 속도 측정 결과, L-30과 L-50 모두 첨가제의 양이 증가함에 따라 초음파 속도가 증가하였고, L-30은 L-50에 비해 약 57~130m/s 정도 높은 속도 값을 보였다. 규회석을 혼합한 에폭시 몰탈의 초음파 속도가 가장 높고, 활석을 혼합했을 때 가장 낮다.
- 4. 용출되는 이온이 이차 오염에 영향을 끼치는지의 여부를 알아보고자 이온분석을 실시한 결과, 활석은 Ca2+이온과 SO42-이온이 각각 15.91ppm, 41.37ppm로 가장 많이 검출되었고, 규회석은 Ca2+ 과 SO42- 각각 28.91ppm, 11.26ppm로 가장 많이 용출되었다. 에폭시 수지가 경화되면 매우 안정적이지만, 석조문화재가 야외에 위치한 점을 고려한다면 간과할 수 없는 부분일 것이다.
- 5. 주사전자현미경을 통해 입자관찰을 실시한 결과 배합비율이 높아질수록 매우 조밀해지는 특성을 보인다. 활석은 괴상과 침상의 입자가 혼합되어 있는 불규칙한 양상을 나타내고, 규회석은 괴상과 침상, 엽편상의 입자가 혼합되어 있는 매우 치밀한 구조를 지녔다.
- 6. 충전제 모두 일반적인 복합재료에 적당한 55~70°의 접촉각을 가지고 있으며, L-30에 비해 L-50의 변화율이 적어 더욱 안정하다.
- 7. 배합비율에 따라 점도가 높아지고, 강도도 변하는 것은 충전제의 특성으로 보수 작업 시 주변 석재와 비슷한 재질을 만드는데 중점을 두어야 할 것이다. 또한 야외에서 풍화를 거치면서 에폭시 수지의 가장 문제점인 경화수축률을 보완할 수 있는 방안과 세월의 흐름에 따라 나타나는 석재와의 이질감으로 인한 보수 부위의 탈락을 보완할 수 있는 방안에 대해서도 검토가 필요할 것이다.
- 37ppm으로 각 양․음이온이 많이 검출되어 충전제로 보수하여 오랜 세월이 지나 빗물과 반응하였을 때 백화나 흑화현상의 원인이 될 수 있다. 규회석은 Ca2+이온과 SO42-이온이 각각 28.91ppm, 11.26ppm 용출되었다(Table 9). 비록 에폭시 수지와 첨가제는 모두 안정하고, 한번 경화가 되면 가역성이 거의 없어 차후 외부 조건에 의한 이차오염에 대해 안정적일 수 있으나, 오랜 시간 옥외에 있는 석조문화재의 여건을 고려한다면 빗물에 의한 풍화나 용출에 대한 자세한 연구도 필요할 것으로 판단된다.
- L-30의 속도 분포가 L-50에 비해 약 57~130m/s정도 높은 초음파 속도가 측정되고, 첨가제를 포함한 혼합체에서도 전반적으로 L-50보다 L-30의 속도가 높음을 확인하였는데, 이는 충전용으로 제작된 L-50에 탄성이 있어, 단단한 L-30에 비해 음파의 전달속도가 방해를 받았기 때문으로 추측된다. 두 수지 모두 규회석을 혼합했을 때 가장 높은 초음파 속도 값을 보이며, 활석을 혼합했을 때 가장 낮은 값을 보인다(Table 7).
- 색도 측정결과, 백색도를 지시하는 L값을 비교했을 때, L-30은 평균 43.88, L-50은 평균 52.21의 값을 지니며, 황변을 지시하는 b(+:yellow, -: blue) 값은 L-30이 평균 10.91로 평균 0.56인 L-50에 비해 높은 값을 보인다(Table 5). b값이 높은 수치를 보이는 것은 수지의 특성이 아니라 경화제와 혼합하면서 발열에 의한 그을음으로 보이며, 이러한 현상은 첨가제를 혼합하면 감소시킬 수 있다.
- 수지 원액을 단일 혼합하였을땐 L-30이 1530mPa․s 으로 L-50의 652mP a·s 보다 두 배 이상으로 점성이 높으며, 수지에 관계없이 첨가제를 비교하면 활석이 가장 높은 점성을 지니며, 규사가 가장 낮은 점성을 갖는 것으로 나타났다.
- 작은 방울이나 거품에 있어 접촉각 측정의 한계나 부정확성으로 인한 접촉각의 직경 변화에 대해서도 논란의 대상이 되고 있지만, 이번 연구에서는 상대적인 비교임을 감안하였다. 충전제와 물방울과의 접촉각에 대해서 =0° 일 때 표면에 완전히 퍼지는 정도, 0°< <90° 일 때는 젖는 정도, 90°<<180° 일 때는 젖지 않는 정도라고 한다13, 14.
- 전체적인 초음파 속도 분포 경향은 충전제를 50% 정도 첨가하였을 때 가장 상승률이 높았음을 알 수 있으며, L-50과 탈크를 혼합한 충전제는 활석의 혼합율이 120%일 때 가장 높은 상승률을 보인다. Figure 1의 경향으로 보아 첨가제의 양이 많아질수록 초음파 속도 값은 증가할 것으로 예측된다.
- 점도 측정 결과 L-50이 L-30에 비해 저점도로 측정되었으므로 미세 공극을 메우는 데 효과적일 것이다. 첨가제 중 활석을 혼합하였을 때 에폭시수지가 지니는 점성이 가장 높으며, 규사 혼합 시 가장 낮게 측정되었다. 색차 측정 결과, 백색도를 지시하는 L값은 규사를 혼합한 에폭시 수지가 가장 0에 가까운 값을 나타낸다.
- L-30과 L-50을 비교하였을 때, L-30에 비해 L-50의 변화성이 더욱 안정하며, 모두큰 차이를 보이지 않고 55~70° 내의 접촉각을 가진다(Figure 5, 6). 첨가제가 80~120% 정도 되었을 때 접촉각이 뚜렷이 달라짐을 확인할 수 있으며, 에폭시수지에 관계없이 첨가제가 활석일 경우는 80%일 때 가장 높은 접촉각을 보였고, 규회석은 반대로 가장 낮은 접촉각을 보였다(Figure 7).
- 충전제 모두 일반적인 복합재료에 적당한 55~70°의 접촉각을 가지고 있으며, L-30에 비해 L-50의 변화율이 적어 더욱 안정하다. 첨가제가 활석일 경우 혼합비율이 80%일 때 가장 높은 접촉각을 보였고, 규회석은 가장 낮은 접촉각을 보였다.
- 측정을 위한 시료를 별도로 제작하였기 때문에 직접전달방식으로 측정하였고, 측정 오차를 줄이고자 시료에 스케일 바를 표시하였다. 초음파 속도 측정 결과, L-30과 L-50의 초기 값은 2300~2400m/s를 기록하며, 큰 차이를 보이지 않으나 첨가제의 양이 증가함에 따라 초음파 속도도 증가하는 것을 확인할 수 있었다. L-30의 속도 분포가 L-50에 비해 약 57~130m/s정도 높은 초음파 속도가 측정되고, 첨가제를 포함한 혼합체에서도 전반적으로 L-50보다 L-30의 속도가 높음을 확인하였는데, 이는 충전용으로 제작된 L-50에 탄성이 있어, 단단한 L-30에 비해 음파의 전달속도가 방해를 받았기 때문으로 추측된다.
- 활석, 규사, 규회석 모두 큰 구분 없이 백색을 나타내지만, 측정결과 L 값에 있어서 활석과 규회석은 95 내외의 범위를 가지지만, 규사만 92.53으로 낮은 값을 보인다. 에폭시 수지와 혼합하였을 때 역시, 규사와 혼합한 에폭시 수지 몰탈은 활석과 규회석을 혼합한 에폭시 수지 몰탈에 비해 어두운 경향을 보인다.
- L-30과 L-50을 각각의 첨가제와 혼합하여 단면을 관찰한 결과, L-50 혼합체는 L-30 혼합체에 비해 입자의 모양 등에 있어 뚜렷한 차이점은 보이지 않는다. 활석과 규사 모두 무정형이며, 밀도가 높아짐으로써 달라지는 현상은 발견할 수 없었으나 규회석의 경우는 150% 이상으로 배합비율을 높이면서 뚜렷한 침상의 형상에서 무정형의 형태로 변형됨을 관찰할 수 있었다. 또한 규회석의 구조는 활석 입자가 지닌 괴상과 침상의 혼합 구조보다 더욱 입자가 크고 발달되어 있으며, 엽편상과 같은 입자도많이 분포되어 있어 다른 첨가제와 다른 독특한 구조가 관찰되었다.
- 등의 음이온이 검출되므로 이들 원소가 대기 중 빗물과 결합시 어떠한 반응으로 부식 생성물이 발생되는 지 고려해야 한다. 활석은 Ca2+, SO42-, Mg+, Cl-, Br등의 이온이 검출되었고, Ca2+가 15.91ppm, SO42-가 41.37ppm으로 각 양․음이온이 많이 검출되어 충전제로 보수하여 오랜 세월이 지나 빗물과 반응하였을 때 백화나 흑화현상의 원인이 될 수 있다. 규회석은 Ca2+이온과 SO42-이온이 각각 28.
후속연구
- 활석과 규사의 경우 배합비에 따른 압축강도의 감소는 이들 첨가제가 에폭시 수지의 유연성과 결합력을 떨어뜨렸기 때문인 것으로 추측되며, 규회석의 경우는 광물 자체가 가지는 침상 구조적 특성이 물질 간의 결합력을 보완했기 때문으로 판단된다. 그러나 기존에 규사를 충진한 에폭시 수지몰탈이 무충진 시편에 비해 높은 결과를 보인다는 보고가 있어 이 부분에 대해서는 보완실험과 같은 연구가 지속되어야 할 것이다10.
- L-30과 L-50 모두 첨가제를 첨가하기 전에 비해 첨가한 후가 전체적으로 접촉각이 작아지는 현상은 있었으나, 측정 시료를 모두 동일한 조건으로 연마하였다는 점과 일정하게 유지시키려고 한 주변 환경이 미세한 차이에도 다른 결과 값을 보인다는 점에서 합성수지의 일반적인 접촉각의 경향이라고 단정 지을 수 없다. 따라서 이에 대해서는 차후 심층적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 초음파 속도와 같이 보수해야할 석재의 압축강도와 비슷한지, 이질감을 띠지 않을 정도의 물성을 지니는 지를 검토해야 한다. 또한 압축강도가 아무리 강해도 경화 과정에서 수축률이 많다면, 보수재료로서 안정하다고 말할 수 없기 때문에, 수지의 경화 수축률과 압축강도의 상관성에 대해서도 추후 연구할 필요성이 있을 것이다.
- 배합비율에 따라 점도가 높아지고, 강도도 변하는 것은 충전제의 특성으로 보수 작업 시 주변 석재와 비슷한 재질을 만드는데 중점을 두어야 할 것이다. 또한 야외에서 풍화를 거치면서 에폭시 수지의 가장 문제점인 경화수축률을 보완할 수 있는 방안과 세월의 흐름에 따라 나타나는 석재와의 이질감으로 인한 보수 부위의 탈락을 보완할 수 있는 방안에 대해서도 검토가 필요할 것이다.
- 에폭시 수지의 경우 경화제와 첨가제의 선택에 따라 많은 차이를 보이므로 이들의 선택은 매우 중요한 요소이다. 또한 주제와 경화제의 혼합비율이 고정일 땐 첨가제의 종류와 배합된 양이 특성을 좌우하는 중요한 요소가 될 것이다. 이 연구에 사용한 에폭시 수지와 첨가제의 재료적 특성은 Table 1 및 2와 같다.
- 26ppm 용출되었다(Table 9). 비록 에폭시 수지와 첨가제는 모두 안정하고, 한번 경화가 되면 가역성이 거의 없어 차후 외부 조건에 의한 이차오염에 대해 안정적일 수 있으나, 오랜 시간 옥외에 있는 석조문화재의 여건을 고려한다면 빗물에 의한 풍화나 용출에 대한 자세한 연구도 필요할 것으로 판단된다. 따라서 보수한 부위에 지속적인 우수가 유입된다면 빗물의 유동 흔적을 따라 탄산염 형태로 부식생성물이 발생될 가능성이 있다.
- 그러나 문화재 보존처리 현장에서는 과학적 데이터에 근거하기보다 처리기술자의 경험적 수치에 의존한 처리가 대부분이다. 이는 향후 처리제의 물성변화와 이에 따른 성능 저하가 발생할 수 있고, 심지어는 대상 문화재의 추가적인 피해를 야기할 수 있으므로 과학적 연구를 바탕으로 한 처리제의 선택과 보존처리가 필요하다. 따라서 이번 연구에서는 기존에 사용되고 있는 충전제를 검토하여, 수지를 선정하게 되는 당위성과 고려해야 할 사항에 대해 고찰하고, 수지 및 첨가제의 종류, 배합비율에 따른 물성 변화를 파악하여 추후 보존처리 재료의 선택에 과학적 판단자료로 활용하고자 한다.
- 에폭시 수지와 첨가제의 혼합에 따라 점성의 차이를 보이듯이, 주사전자현미경(SEM: Scanning electron microphotographs) 상으로도 조밀함의 차이가 관찰된다. 활석 입자는 괴상과 침상의 입자가 혼합되어 있는 불규칙한 양상을 나타내고 이러한 특성은 에폭시 수지와 결합하는데 좋은 효과를 보일 것으로 예상된다. 첨가제와 혼합한 에폭시 수지는 배합비율이 높아질수록 조밀한 특성을 보인다(Figure 3, 4).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.