[논문]Methyl Bromide를 대체하는 훈증 가스의 문화재 재질 안정성 평가 II

강대일

Methyl Bromide를 대체하는 훈증 가스의 문화재 재질 안정성 평가 II
The 2nd Stability Appraisement on Cultural Property Material with the Replacing Fumigation Gas of Methyl Bromide II 원문보기

보존과학회지 = Journal of conservation science, v.25 no.4, 2009년, pp.465 - 471

초록
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본 연구에서는 Methyl Bromide를 대체할 15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a, 20% Ethylene Oxide + 80% $CO_2$, 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas를 이용하여 훈증처리 시, 금속, 안료, 섬유 및 지류시편에 미치는 영향을 관찰한 실험이다. 15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a을 200g/$m^3$, 48시간 훈증 처리 한 결과 Cu 시편은 1차 및 2차 훈증처리 실험 모두 육안으로 식별할 수 있는 평균 3.40, 4.17의 색차값을 나타났다. 그 외의 시편에서는 색차값이 3.0 미만으로 나타났다. 20% Ethylene Oxide + 80% $CO_2$을 150g/$m^3$, 48시간 처리한 1, 2차 훈증처리 모두 전체적으로 실험군의 색차값이 평균 3.0 미만으로 나타났으며 이는 육안으로 식별할 수 없는 미미한 색차이다. 이에 따라 이 연구에 사용된 재질에 비교적 안정적이라고 판단된다. 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas로 50g/$m^3$, 48시간 처리한 결과, 안료 중 장단 시편은 1, 2차 훈증처리 시 대조군의 색차값과 비교하여 보았을 때 3.0이상 색차값의 변화가 나타났다. 그 외의 시편에서는 색차값이 평균 3.0 미만으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the substitution fumigation gases (15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a, 20% Ethylene Oxide + 80% $CO_2$, 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas) were applied on the metal, pigment, fabric and paper specimen. The result of the fumigation treatment with 15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a (200g/$m^3$, 48hours) is the color changes (${\Delta}E$) of 1st and 2nd Cu specimens showed significant difference as 3.40, 4.17. On the other hand, other specimens except for Cu showed less than 3.0 in chrominance values. The result with 20% Ethylene Oxide + 80% $CO_2$ (150g/$m^3$, 48hours) is that the color changes (${\Delta}E$) of 1st and 2nd specimens were overall less than 3.0 so that color differences were subtle and hardly recognized with naked eyes. So it is proved that the fumigation treatment with Ethylene Oxide 20% + $CO_2$ 80% is relatively stable on materials in this study. In the case of 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas (50g/$m^3$, 48hours), the color difference of Lead red ($PbO_4$) of pigment was more than 3.0 that was compared with contrast specimens. But chrominance values in the other specimens were less than 3.0 on average.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는「Methyl Bromide를 대체하는 훈증 가스의 문화재 재질 안정성 평가」¹²⁾에 이어, 국내 문화재의 다양한 재질을 대상으로 국외의 대체 훈증제(15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a, 20% Ethylene Oxide + 80% CO₂, 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas) 3종을 선별하고 이훈증제에 대한 재질 안정성 실험을 토대로 정보와 기초자료를 제공하고자 한다.

제안 방법

1차 훈증처리는 실험실 상의 연구로써 2m×2m×2m의 실험 챔버를 제작하여 시편을 설치하였으며, 훈증처리 자격을 보유한 훈증업체의 문화재 훈증처리공이 피복 훈증처리를 실시하였다.
2차 훈증처리는 1차 훈증처리와 동일한 조건으로 대체 훈증가스를 실제 문화재에 적용하였다. 안성 덕봉서원에서 15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a, 안성 정무공 오정방 고택에서 20% Ethylene Oxide + 80% CO₂, 안성 칠장사에서 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas 처리를 실시하였다.
금속, 안료, 섬유 및 지류시편을 제작하여 대체훈증가스가 미치는 영향을 관찰하였다. 실험재료는 Table 2에 기재하였다.
US/A-6800)를 사용하여 훈증 가스 노출 전후의 동일한 위치에 3회 측정 후 평균적인 색차값을 통해 색도변화 정도를 평가하였다. 또한, 실험 전 후 사진촬영과 금속현미경(NIKON JP/EPIPHOT200), 영상현미경(OLYMPUS JP/AHBS3)을 이용하여 표면변화를 관찰하였다.
색도계(BYK . US/A-6800)를 사용하여 훈증 가스 노출 전후의 동일한 위치에 3회 측정 후 평균적인 색차값을 통해 색도변화 정도를 평가하였다. 또한, 실험 전 후 사진촬영과 금속현미경(NIKON JP/EPIPHOT200), 영상현미경(OLYMPUS JP/AHBS3)을 이용하여 표면변화를 관찰하였다.
2차 훈증처리는 1차 훈증처리와 동일한 조건으로 대체 훈증가스를 실제 문화재에 적용하였다. 안성 덕봉서원에서 15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a, 안성 정무공 오정방 고택에서 20% Ethylene Oxide + 80% CO₂, 안성 칠장사에서 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas 처리를 실시하였다.
훈증 처리는 온도 22±2℃, 습도는 65±5%의 환경에서 실시하였으며, 공시충과 공시균으로 Sitophilus oryzae L과 Aspergillus niger Ⅰ AM 3001를 사용하였다.
훈증처리는 1차 훈증처리와 2차 훈증처리로 나누어 실시하였다. 1차 훈증처리는 실험실 상의 연구로써 2m×2m×2m의 실험 챔버를 제작하여 시편을 설치하였으며, 훈증처리 자격을 보유한 훈증업체의 문화재 훈증처리공이 피복 훈증처리를 실시하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 대체 훈증가스인 15% Ethylene Oxide +85% HFC 134a(상품명:에키흄s, 일본액탄주식회사), 20% Ethylene Oxide + 80% CO2(상품명:카복스20, 일본액탄주식회사), 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas(상품명:바이켄, 다우케미칼)을 이용하여 2007년 일본문화재충해연구소 문화재 훈증처리 표준시방서에서 제시한 Table 1의 조건으로 실험을 실시하였다.²⁴⁾

성능/효과

15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a으로 훈증 처리 한 결과, Cu를 제외한 모든 시편에 미미한 색차를 보였다. 그러나 Cu 시편의 경우, 15% Ethylene Oxide + 85% HFC 134a 를 이용한 1차 및 2차 훈증처리 실험 모두 훈증 전과 후의 색차값이 평균 3.
20% Ethylene Oxide + 80% CO₂으로 1차, 2차 훈증 처리한 결과, 전체적으로 실험에 사용된 모든 재질에서 대조군과 실험군의 색차값이 평균 3.0 미만으로 나타났다.
99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas으로 처리한 결과, 안료 중 장단(Lead Red, PbO₄) 시편은 1, 2차 훈증처리 시대조군의 색차값과 비교하여 보았을 때 3.0이상 색차값의 변화가 나타났다. 단, 장단을 제외한 재질의 실험군에서는 색차값이 평균 3.
Cu와 Ag 시편을 금속현미경으로 관찰한 결과, 대조군 시편과 유사한 표면변화가 확인되었으며, 안료 및 섬유, 지류 시편은 영상현미경 촬영 시 표면변화가 확인되지 않았다.
「Methyl Bromide를 대체하는 훈증가스의 문화재 재질 안정성 평가」에 사용된 시편의 경년변화 결과, Methyl Iodide, Ethylene Oxide+HFC134a, Cyanogen, Argon 모든 가스의 구리 시편과 홍화로 염색한 섬유군에서 ΔE값이 현저한 차이인 3.0 이상의 색차값을 나타냈다.
금속현미경 촬영 시 Cu와 Ag 시편 모두 전반적으로 훈증가스 노출 전·후 변화가 없었으며, 안료 및 섬유, 지류의경우 영상현미경에서 특이한 표면변화가 관찰되지 않았다.
금속 현미경 관찰에서 대조군, 실험군 모두 Ag과 Cu 시편 모두 표면변화가 관찰되지 않았다. 또한 색도변화는 금속, 안료(장단, 황연, 지당, 철흑, 석간주), 섬유와 지류 시편 모든 재질에 3.0미만의 색차값을 보여 이러한 재질에 비교적 안정적인 훈증제라고 판단된다.
본 연구에서 Ethylene Oxide 15% + HFC 134a 85%, Ethylene Oxide 20% + CO2 80%(, Sulfuryl Fluoride 99% + Inert Gas 1%으로 훈증한 결과, 공시충(Sitophilus oryzae L)과 공시균(Aspergillus niger Ⅰ AM3001)이 100% 사멸하였으므로 세 종류의 훈증 가스는 모두 살충·살균에 효과가 있는 것으로 판단된다.
본 연구에서 사용한 3종의 대체 훈증가스 중 재질에 가장 안정적인 훈증제는 20% Ethylene Oxide + 80% CO2로 판단된다. 다만, 이 훈증제를 이용하여 훈증처리를 실시할 경우에 다른 대체 훈증가스에 비해 비점(10.
5이상의 색차값을 보였다. 본 연구에서도 Cu 시편의 1차, 2차 실험 결과 모두 실험군의 색차값이 3.0 이상으로 육안으로 관찰할 수있는 색차가 나타났다.
표면 관찰에서는 전체적으로 안정하였으나 1, 2차 색차값 측정에서 안료 시편 중 장단 시편의 경우 6.31, 3.68의 색차를 보였다. 따라서 훈증약제로 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas를 사용할 경우, 안료 중 장단을 포함한 유물의 경우 유의하여 사용해야 할 것으로 사료된다.

후속연구

68의 색차를 보였다. 따라서 훈증약제로 99% Sulfuryl Fluoride + 1% Inert Gas를 사용할 경우, 안료 중 장단을 포함한 유물의 경우 유의하여 사용해야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	브롬화메틸은 무엇의 원인물질로 판명되었는가?	현재까지 유기질 문화재의 생물피해 방제를 위해 문화재 훈증제로써 사용된 브롬화메틸(Methyl Bromide, 이하 M.B)은 온실 가스인 지구 오존층 파괴의 원인물질로 판명되어, 1987년 몬트리올 의정서에 의해 선진국에서는 2005년부터 사용이 금지되었으며, 우리나라에서도 2020년까지 2005년 대비 온실가스배출량을 4% 줄이는 안으로 최종 확정되었다.
	국내 문화재의 다양한 재질을 대상으로 국외의 대체 훈증제 3종을 선별하고 이 훈증제에 대한 재질 안정성 실험을 수행한 결과는 무엇인가?	「Methyl Bromide를 대체하는 훈증가스의 문화재 재질 안정성 평가」에 사용된 시편의 경년변화 결과, Methyl Iodide, Ethylene Oxide+HFC134a, Cyanogen, Argon 모든 가스의 구리 시편과 홍화로 염색한 섬유군에서 ΔE값이 현저한 차이인 3.0 이상의 색차값을 나타냈다. 경년 변화 측정에서도 15% Ethylene Oxide + 85% HFC134a가 안정적으로 사료되나 구리 시편과 홍화로 염색한 섬유군, 황마, 일부 안료군(장단, 양청)에서는 색차값이 3.0 이상으로 나타났다.23) 이전 보고12)에 따르면, 현재 사용되고 있는 Methyl Bromide 보다 경제적이고 훈증 효과가 우수한 가스는 없으나 Methyl Bromide를 대체하는 훈증가스 중 Ethylene Oxide가 포함된 가스가 상대적으로 재질에 안정한 것이 확인되었다.
	Ethylene Oxide는 인체노출 시 무엇을 일으킬 수 있는가?	본 연구에서 대체훈증가스로 혼합되어 사용된 Ethylene Oxide는 인체 노출 시 급성 호흡 곤란과 폐암, 두통, 메스꺼움, 구토, 설사를 일으킬 수 있다. Ethylene Oxide는 살충과 살균에 매우 효과적이지만 암을 유발하는 발암물질의 일종으로 판명되어 미국에서는 1984년 정부산업위생학회회의에서 작업 환경의 허용농도 권고치를 50ppm에서 1ppm으로 설정하였다.

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동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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