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
- 7%에 달한다. 따라서 이번 연구에서는 현장조사에서 확인 된 활석 사용에 따른 재 손상과 양호한 상태가 확인된 처리 사례를 분석, 고찰하였다. 아울러 관련 실험을 통해 석조문화재 균열부분 보존처리를 위한 개선 방안을 제시하고자 한다.
- 아울러 관련 실험을 통해 석조문화재 균열부분 보존처리를 위한 개선 방안을 제시하고자 한다. 마지막으로 현장조사 사례는 보존처리 관련 기관의 이해관계를 감안하여 양호한 사례만 소개하고자 한다.
- 따라서 이번 연구에서는 현장조사에서 확인 된 활석 사용에 따른 재 손상과 양호한 상태가 확인된 처리 사례를 분석, 고찰하였다. 아울러 관련 실험을 통해 석조문화재 균열부분 보존처리를 위한 개선 방안을 제시하고자 한다. 마지막으로 현장조사 사례는 보존처리 관련 기관의 이해관계를 감안하여 양호한 사례만 소개하고자 한다.
제안 방법
- 균열부분 보존처리 충전재의 조성 및 화학적 성질을 동정하기 위해서 부여, 서산, 보성 지역 석조문화재에서 탈락된 시료를 수습하여 X-선 회절 분석(X-ray Diffractometer)을 실시하였다. 분석기기는 PANalytical社(Netherlands) EMPYREAN(High resolution Pixel 3D-256ch Detector) 분석 장비를 이용하였으며, Cu Target을 이용하여 40kV, 40mA, 5°～80°까지 0.
- 시도별 국고보조사업 예산내역과 수리보고서를 기초하여 대상문화재를 선정한 후 조사를 수행하고 기록 표를 작성하였다. 기간 내 2차례 이상 보존처리가 이뤄진 경우 최초 처리 내용만 조사하였다. 보존처리 내용에 대한 정확한 정보는 수리보고서와 당시 처리담당자와의 인터뷰를 통해 세척방법, 사용접착제 및 충전제 종류 등 보존처리 전반적인 내용을 확인할 수 있었다.
- 처리부분의 물성변화를 명확히 관찰하기 위한 밀도 및 공극율 변화, 접착계면의 수·팽창률 측정 등이 필요하나 현장에서 사용하는 충전제를 선택하였기 때문에 다양한 변수를 해석할 수 없었다. 또한 육안관찰로 확인되는 재 손상의 기준인 변색과 균열 등을 확인하기 위한 기초연구이기 때문에 색차와 초음파 측정만 실시하였다. 실험결과는 활석을 사용할 경우 에폭시수지의 황변현상이 증가하였으며 초음파 속도는 감소하여 균열 등에 의한 물성저하를 확인하였다.
- 보존처리 내용에 대한 정확한 정보는 수리보고서와 당시 처리담당자와의 인터뷰를 통해 세척방법, 사용접착제 및 충전제 종류 등 보존처리 전반적인 내용을 확인할 수 있었다. 또한 육안조사, 포터블 현미경조사(Scalar DG-3), 표면균열측정(Crack_er, Koseco社)을 통해 재 손상상태를 조사하였으며 현장에서 수습한 처리재료 분석을 병행함으로써 균열부분 처리결과를 정리할 수 있었다.
- 분석기기는 PANalytical社(Netherlands) EMPYREAN(High resolution Pixel 3D-256ch Detector) 분석 장비를 이용하였으며, Cu Target을 이용하여 40kV, 40mA, 5°～80°까지 0.026°/sec의 조건으로 분말시료를 Spinner stage에 올려 분석하였다.
- 석조문화재 보존처리 영향평가 및 재 손상 상태조사를 위해 4년간(10~13년) 54건의 현장조사를 실시하였다(Table 2). 시도별 국고보조사업 예산내역과 수리보고서를 기초하여 대상문화재를 선정한 후 조사를 수행하고 기록 표를 작성하였다. 기간 내 2차례 이상 보존처리가 이뤄진 경우 최초 처리 내용만 조사하였다.
- 제작된 시편은 촉진내후성시험기(Ci4000 Weather-Ometer, ATLAS社)로 내후성을 평가하였으며 실험조건은 KS M ISO 4892-2(플라스틱-실험실 광원에 의한 폭로 시험방법)에 따라 설정하고 총 실험시간은 60일(1,440시간)이다. 자외선 광원은 제논램프(자외선 파장 300~400nm)이며 방사 조도는 60W/m2, 챔버 온도 38℃, 시편 온도 65℃이며 습도조건은 50% 기준하여 주별 단위로 분사하였다.
- 접착제는 에폭시수지(L30)을 사용하였으며 충전제는 활석과 화강암 석분, 실리카파우더를 중량비로 혼합하였으며 화강암 석분은 샘플과 동일한 암석을 분쇄 후 표준망체(STANDARD SIEVES)로 분류하여 사용하였다. 활석에 의한 영향을 파악하기 위해 상업용 탈크(Ø2~18㎛)를 활석+화강암 석분, 실리카파우더+화강암 석분, 화강암 석분으로 분류하여 제작하였다(Table 3).
- 촉진내후성시험 완료 후 처리부분의 이질감 발생의 주요인인 변색과 물성저하 및 재 균열을 확인하기 위해 색차와 초음파측정을 실시하였다. 색차측정은 분광측색계(CM-700d, Minolta)를 사용하여 처리부분만 총 5회 측정한 평균값을 사용하였다.
- 활석에 의한 보존처리 후 재 손상을 확인하기 위해 균열 부분 보존처리 임상실험을 진행하였다. 화강암 시편을 직사각 형태로 32개를 제작한 후 10mm×5mm의 홈을 파 임의의 균열을 만들었다(Figure 4).
- 활석에 의한 영향을 파악하기 위해 상업용 탈크(Ø2~18㎛)를 활석+화강암 석분, 실리카파우더+화강암 석분, 화강암 석분으로 분류하여 제작하였다(Table 3).
대상 데이터
- 석조문화재 보존처리 영향평가 및 재 손상 상태조사를 위해 4년간(10~13년) 54건의 현장조사를 실시하였다(Table 2). 시도별 국고보조사업 예산내역과 수리보고서를 기초하여 대상문화재를 선정한 후 조사를 수행하고 기록 표를 작성하였다.
- 조사대상 54건의 처리내역은 세척54건, 세척 · 접착 · 충전 · 강화처리 23건, 세척 · 접착 · 충전 · 발수처리 12건, 신석복원 11건, 강화·발수처리 미포함 10건이다.
- 화강암 시편을 직사각 형태로 32개를 제작한 후 10mm×5mm의 홈을 파 임의의 균열을 만들었다(Figure 4).
데이터처리
- 촉진내후성시험 완료 후 처리부분의 이질감 발생의 주요인인 변색과 물성저하 및 재 균열을 확인하기 위해 색차와 초음파측정을 실시하였다. 색차측정은 분광측색계(CM-700d, Minolta)를 사용하여 처리부분만 총 5회 측정한 평균값을 사용하였다. 초음파측정은 PUNDIT Lab(탐촉자 UTR54㎑, Proceq)을 이용하여 간접법으로 측정하였다.
이론/모형
- 제작된 시편은 촉진내후성시험기(Ci4000 Weather-Ometer, ATLAS社)로 내후성을 평가하였으며 실험조건은 KS M ISO 4892-2(플라스틱-실험실 광원에 의한 폭로 시험방법)에 따라 설정하고 총 실험시간은 60일(1,440시간)이다. 자외선 광원은 제논램프(자외선 파장 300~400nm)이며 방사 조도는 60W/m2, 챔버 온도 38℃, 시편 온도 65℃이며 습도조건은 50% 기준하여 주별 단위로 분사하였다.
- 색차측정은 분광측색계(CM-700d, Minolta)를 사용하여 처리부분만 총 5회 측정한 평균값을 사용하였다. 초음파측정은 PUNDIT Lab(탐촉자 UTR54㎑, Proceq)을 이용하여 간접법으로 측정하였다. 시편 당 처리 전 · 후, 촉진내후성 실험 후 동일 15지점을 측정하여 평균값을 사용하였고 측정점 중 5지점은 균열 처리면이다.
성능/효과
- 균열부분 처리 전 초음파 평균 값은 2,874㎧, 처리 후 평균 값은 3,926㎧로 평균 26.7% 상승하였다. 그리고 인공풍화실험 후 초음파 평균값은 3,658㎧로 7.
- 7% 상승하였다. 그리고 인공풍화실험 후 초음파 평균값은 3,658㎧로 7.3%감소하여 물성저하가 확인되었다. 화강암 시편의 자체 물성저하는 인공풍화 전 · 후 변화양상이 유사한 패턴을 보이기 때문에 일률적인 것으로 판단하였다.
- 기간 내 2차례 이상 보존처리가 이뤄진 경우 최초 처리 내용만 조사하였다. 보존처리 내용에 대한 정확한 정보는 수리보고서와 당시 처리담당자와의 인터뷰를 통해 세척방법, 사용접착제 및 충전제 종류 등 보존처리 전반적인 내용을 확인할 수 있었다. 또한 육안조사, 포터블 현미경조사(Scalar DG-3), 표면균열측정(Crack_er, Koseco社)을 통해 재 손상상태를 조사하였으며 현장에서 수습한 처리재료 분석을 병행함으로써 균열부분 처리결과를 정리할 수 있었다.
- 또한 육안관찰로 확인되는 재 손상의 기준인 변색과 균열 등을 확인하기 위한 기초연구이기 때문에 색차와 초음파 측정만 실시하였다. 실험결과는 활석을 사용할 경우 에폭시수지의 황변현상이 증가하였으며 초음파 속도는 감소하여 균열 등에 의한 물성저하를 확인하였다. 현장조사에서 확인된 표면변색 및 균열 등 재 손상의 중요 인자가 활석이며 현재의 실험결과도 동일한 패턴을 보인다.
- 또한 균열부분 보존처리를 위한 충전재 중 활석이 포함된 사례는 47건, 실리카파우더와 석분을 사용한 사례는 7건 뿐으로 활석이 상당수를 차지하였다. 처리부분의 표면변색 및 균열, 접착면 분리 중 한 가지 이상의 재 손상이 확인된 사례는 47건(87%)이며 활석이 포함된 사례 47건 중 45건의(95%) 재 손상이 확인되어 평균보다 높은 점유율을 보였다. 반면 석분, 실리카파우더 등을 충전제로 사용한 7건 중 2건(28%)만 확인되어 활석이 균열부분 재 손상의 주요 인자임을 추정할 수 있다.
- 초음파속도 변화는 색차측정 결과와 같이 모두 감소하였는데 에폭시수지만 처리한 시편의 초음파속도는 인공풍화 후 평균 14.6%, 활석이 포함된 시편은 평균 11.79%, 실리카파우더는 6.43%, 석분만 포함된 시편은 평균 2.71% 감소하였다. 이와 같은 경향이 에폭시수지의 변색 등 물성 저하와 관련 있는지는 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다.
- 세 지역 모두 화강암 계열의 석분과 충전제로 활석을 사용했을 가능성이 높다. 활석 사용량을 비교해 보면 부여 시료에서 활석의 주 피크인 10.3 Å 회절선이 다른 두 지역보다 뚜렷하지 않는 것으로 보아 적은 양의 활석을 사용했을 것으로 판단된다. 또한 부여는 돌로마이트 피크로 보아 판매용 석분을 혼합 사용했을 가능성도 있다.
- 9%증가하여 황변현상이 심각함을 알 수 있다. 활석을 포함한 시편의 L*값은 상대적으로 낮아 더 어두워졌고 변화폭도 큰 편이며 b*값 또한 활석을 포함한 시편의 증가율이 월등히 높아 황변현상이 쉽게 확인된다. 황변현상은 에폭시수지의 비스페놀-A 타입의 벤젠고리 탈락에 의한 것으로 L30이 수소를 첨가하여 Hydrogennated bisphenol A 타입으로 대치시켜 황변현상을 저감시켰지만 풍화시험에서 b*값이 상승하여 황변현상이 확인되는 사례가 보고되고 있다(Kim and Do, 2009).
후속연구
- 하지만 연구결과와 같은 재 손상이 확인되었기 때문에 사용에 주의가 필요하다. 따라서 재 손상 최소화를 위해 동질석분 사용을 권장하며 아울러 과거부터 에폭시수지의 석조문화재 사용에 대한 부정적 시각을 개선하기 위해 무기물을 사용한 충전 재료의 개발이 시급한 상황이며 이와 관련한 연구는 계속 진행할 예정이다.
- 보존처리의 재료적 측면에서 균열부분 처리는 모든 문화재에 보편적으로 고려되는 처리 전 원래 형태로 되돌릴 수 있는 가역성과는 대치되는 경우가 많다. 또한 옥외 석조문화재라는 재질 특성을 고려한다면 높은 접착강도와 뛰어난 내구성을 지닌 재료를 선택할 수 밖에 없을 것이다. 따라서 보존처리 현장에서는 이를 충족시킬 수 있는 접착제로 접착성이 우수하고 경화 후 기계적 성질뿐만 아니라 내열성, 내약품성, 내수성 등이 뛰어난 에폭시수지를 사용하고 있다(Choi et al.
- 하지만 Figure 6과 7과 같이 활석이 포함되면 석분만 혼합한 경우와 비교 시 에폭시수지에 의한 표면광택이 확인되고 이후 황변현상 등 표면변색으로 이어질 수 있다. 실험결과에서도 확인되는 사항으로 향후 보존처리 현장에서는 충전제로 활석사용은 고려해야 할 것이다.
- 71% 감소하였다. 이와 같은 경향이 에폭시수지의 변색 등 물성 저하와 관련 있는지는 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다. 특이사항은 석분혼합 후 입자의 크기가 증가할수록 초음파속도 감소율은 줄어든다는 것이다.
- 현장조사에서 확인된 표면변색 및 균열 등 재 손상의 중요 인자가 활석이며 현재의 실험결과도 동일한 패턴을 보인다. 하지만 현재의 결과만으로 활석이 주요인이라는 정확한 판단은 추가적인 실험을 통해 보완할 예정이기 때문에 다소 유보할 필요는 있을 것으로 생각된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.