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탈산처리시 기록물 표면에 발생하는 MgO 입자의 백화현상 규명
Verification of Occurring White Fine Particles of MgO on the Surface of Archival Materials During Deacidification Process 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.25 no.4, 2014년, pp.374 - 379  

한신호 (한국산업기술대학교 생명화학공학과) ,  이상규 ((주)흥인 연구개발본부) ,  신현창 ((주) ENP) ,  김호진 (한국산업기술대학교 생명화학공학과)

초록
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기록물 보존을 위한 탈산처리 완료 후 탈산제 성분인 MgO 입자가 기록물 표면에 미세 입자 형태로 남아있는 일명 백화현상이 나타나고 있다. 이 MgO 미세입자에 의한 백화현상은 MgO 입자가 분산되어 종이의 섬유질에 흡착함으로써 탈산효과를 나타내야 하나, MgO 입자의 농도와 입자크기가 적합하지 않을 경우 분산이 잘 이루어지지 않아 종이표면에 과량 흡착됨으로써 흰색인 MgO 미세입자로 입혀지는 현상이다. 이는 작업환경의 저해를 가져오고 또한 탈산처리 시 작업자 건강에 대한 우려가 증대되고 있으나, 이에 대한 원인 규명 및 대책은 없는 상황이다. 따라서 백화현상의 원인 규명 및 향후 대책을 수립하기 위하여 국내외에서 널리 사용되는 탈산제의 물성분석과 탈산제의 주요성분인 MgO 입자 크기 및 함량 변화에 따른 탈산 실험을 수행하였다. 탈산 실험은 산성지와 백상지를 사용하였으며, 탈산처리 후 SEM 기기분석으로 MgO 입자의 산성지 및 백상지의 지류 표면 흡착정도를 비교하였다. 실험결과 MgO 입자크기가 847 nm 크기로 유지되는 경우 실험한 두 종류의 지류 모두에서 백화현상이 현저하게 감소되는 것을 확인하였으며, MgO 입자크기가 백화현상의 주요 원인이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

After completing deacidification process and evacuating rest of solvent, white fine particles of MgO are found on the surface of archival materials, such as books and documents. When MgO particles remain on the surface of archives, instead of being well dispersed and absorbed into cellulose fiber of...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • MgO 입자크기에 따른 백화현상 발생외에 MgO 함량에 따라 백화현상이 발생 가능하므로 탈산제에 함유된 MgO 함량 변화가 백화현상에 미치는 영향을 연구하였다. 즉, 탈산제 D (MgO 입자크기, 1,180 nm)를 사용하여 함량 차이가 발생하는 탈산제 C와 탈산제 E를 실험실에서 제조하여 산성지를 탈산처리 후 백화현상을 관찰하였다.
  • 이렇듯이 백화현상은 국내의 탈산처리기관에서 대부분 발생하고 있는 현상이나 이에 대한 연구가 수행되지 않아 확실한 원인규명 및 대책이 수립되지 못한 사항이다. 따라서 본 연구에서는 탈산제 주요성분인 MgO 입자에 대한 농도 조절과 입자크기의 선택에 따른 연구를 수행하여 백화현상의 원인규명을 하였다.
  • 4 wt%인 탈산제를 제조하여 MgO 함량 변화에 따른 백화현상 발생 유무를 고찰하였다. 또한 MgO 입자크기에 따른 백화현상의 발생 가능성을 판별하기 위하여 기존 시판 중인 탈산제보다도 입자크기가 작은 50 nm 이하 크기의 MgO로 0.3 wt%와 0.4 wt% 탈산제를 제조하여 백화현상 발생 가능성을 연구하였다. 이러한 다양한 종류의 탈산제를 사용하여 탈산처리한 후 종이 표면에 대한 형상 분석결과, MgO 입자 크기가 1,180 nm인 탈산제로 처리한 산성지와 백상지에서 모두 공통적으로 백화현상이 심화되어 나타났다.
  • 백화현상의 발생 원인이 MgO 입자크기 또는 MgO 함량 과다 중 어느 부분이 핵심요인인가를 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 탈산제 B의 경우 Figure 3(a)인 산성지와 Figure 5(a)인 백상지에서는 백화현상이 확실하게 관찰되지 않았으나, 탈산제 A의 경우 Figure 2(a)인 산성지와 Figure 4(a)인 백상지 및 탈산제 E를 사용한 Figure 6(c)에서는 백화현상이 심화되어 나타났다.
  • 바로 이러한 MgO 입자의 과량 흡착이 백화현상을 유발하는 것이며, 이는 탈산제 A와 탈산제 B의 물성 차이인 MgO 입자 크기가 주요 원인으로 검증되었다. 이 현상은 탈산작업 현장의 환경적인 문제와 탈산 업무 참여 인력의 불만사항으로 오랜 기간 동안 제기되어 온 문제였으므로 이에 대한 원인 파악과 백화현상에 대한 해결방안을 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MgO 입자는 Bookkeeper법에서 어떠한 문제점을 유발하는가? 이 방법에서 사용되고 있는 MgO 입자는 종이를 염기성으로 전환시키는 핵심 물질이지만 탈산처리 후 탈산제의 고형분인 MgO 입자가 종이 표면에 과량 흡착되어 육안 상으로 하얗게 보이는 백화현상이 발생되고 있다[10,14]. 백화현상은 탈산처리 현장 인력의 인체 유해성 및 작업환경에 대한 불만사항으로 제기되고 있지만 해결방안이 수립되어 있지 않은 핵심문제로 대두되어 왔다.
수성탈산제의 단점을 보완하기 위한 방법 중, 가장 안정적인 방법은 무엇인가? 이러한 문제를 해결하기 위하여 기록물에 영향을 주지 않으면서 탈산처리를 할 수 있는 여러 방법들이 개발되었다[6-9]. 각 탈산법에 사용되는 원료물질의 탈산처리 효과, 안전성 및 독성을 조사한 결과 미국 Preservation Technologies사에서 개발한 Bookkeeper법[10,11]이 가장 안정적으로 기록물을 대량 탈산처리 할 수 있는 방법으로 나타났다. 이 방법은 MgO 입자를 퍼풀루오로알칸(Perfluoroalkane) 계열의 용제에 분산시켜 문⋅도서류를 탈산시키는 방법으로[12] 미국 의회도서관에서 사용되고 있으며, Bookkeeper법의 원료로 사용되는 MgO와 Perfluoroalkane 계열의 용제는 인체 안전성이 다른 물질보다 우수하며 독성도 가지고 있지 않아 미국 의회도서관 등 전 세계적으로 광범위하게 사용되는 방법이다[13].
수성탈산제는 어떠한 문제점을 가지고 있는가? 탈산처리는 Barrow[1]에 의해 처음으로 시도되었으며 수산화칼슘과 탄산수소칼슘을 물에 녹인 수용액을 사용한 수성탈산제를 개발하였다. 그러나 수성탈산제는 수성도료가 사용된 기록물의 경우 물에 용해되기 때문에 기록물의 훼손이 발생할 수 있으며[2,3], 또한 기본적으로는 자료가 낱장으로 되어있지 않고 서적처럼 묶여있는 경우 낱장으로 분리하지 않으면 처리가 불가능하였다[4]. 이외에도 물은 다른 용제에 비해 증발이 잘 되지 않기 때문에 탈산처리 후 건조하는데 시간이 많이 걸려 처리시간이 길어지는 문제점을 노출하였다[5]. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기록물에 영향을 주지 않으면서 탈산처리를 할 수 있는 여러 방법들이 개발되었다[6-9].
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참고문헌 (15)

  1. W. Barrow, The Barrow method of laminating documents, J. Doc. Reprod., 2, 147-151 (1939). 

  2. B. Reissland, Aqueous and non-aqueous treatment of paperobjects-state of the art, Restaurator, 20, 167-180 (1999). 

  3. A. Moropoulou and S. Zervos, The immediate impact of aqueous treatments on the strength of paper, Restaurator, 24, 160-177 (2003). 

  4. K. Bredereck, Paper deacidification in large workshops: effectiveness and practicability, Restaurator, 11, 165-178 (1990). 

  5. J. W. Baty, Deacidification for conservation and preservation of paper-based works, BioResource, 5, 1-69 (2010). 

  6. A. D. Baynes-Cope, Non-aqueous deacidification of documents, Restaurator, 1, 2-9 (1969). 

  7. K. Lee, Y. Suh, Y. Chun, and S. Park, Deacidification and reinforced strength characteristics of aged paper materials, Spring Conference on Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry, Technical Report, 7-15 (2007). 

  8. A. Bluher and B. Vogelsanger, Mass deacidification of paper, CHIMIA, 55, 981-989 (2001). 

  9. G. Banik, Mass deacidification technology in Germany and its quality control, Restaurator, 26, 63-75 (2005). 

  10. A. Lienardy, Evaluation of seven mass deacidification treatments, Restaurator, 15, 1-25 (1994). 

  11. S. Zachary, Mass deacidification in 2002 and the University of Michigan experience, ARL Bimonthly Report, 224, 6-9 (2002). 

  12. J. Doufour and J. Havermans, Study of the photo-oxidation of mass deacidified papers, Restaurator, 22, 20-40 (2001). 

  13. Preservation Directorate, Library of congress technical specifications for mass deacidification; RFP 90-21, Library of Congress Washington, D.C. (2004). 

  14. S. Pauk, The Bookkeeper mass deacidification process: some effects on 20th century library material, The Abbey Newsletter, 20, 50-53 (1996). 

  15. S. Lee, Study on state assessment and improvement method of deacidification archive, Research Report, National Archives of Korea, Seoul, Korea (2013). 

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