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에틸알코올 용매를 이용한 주조철제유물의 탈염 실험 연구
Experimental Study of Desalting Methods Using Ethyl Alcohol for Archaeological Cast Iron Objects 원문보기

보존과학회지 = Journal of conservation science, v.31 no.2, 2015년, pp.95 - 104  

이혜연 (국립나주문화재연구소) ,  조주혜 (국립문화재연구소 복원기술연구실)

초록
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주조철제유물은 발굴 후 보존환경이 맞지 않은 경우 부식이 급속하게 진행되며 특히 블록형 파손이 발생하고 최종에는 분말화 된다. 따라서 부식 요인, 즉 $Cl^-$ 이온을 제거하는 탈염처리가 중요하다. 그러나 주조철제유물은 탈염과정 중 형태가 파손되는 경우가 빈번히 발생하여 탈염 과정을 생략하거나 탈수 등의 안정화처리로 그치는 경우가 많다. 기존의 탈염 방법은 주로 물을 이용한 알칼리 수용액 방법이다. 그러나 물의 수산화이온은 부식을 촉진시키고 높은 표면 장력으로 내부 균열을 확대시켜 주조철제유물의 탈염 과정 중 파손 원인으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 표면 장력이 낮은 에틸알코올을 이용하여 탈염을 실시하고 그 탈염 효과를 알아보았다. 실험 결과 에틸알코올 탈염방법은 상온의 알칼리 수용액 방법과 유사하거나 더 높은 $Cl^-$ 이온 용출 효과를 보여주었다. 또한 에틸알코올 방법은 수용액 방법보다 유물의 파손이 적고 Fe의 용출이 거의 없어 탈염의 안전성 측면에서 우수함을 확인하였다. 본 실험은 현장적용 가능한 유기 용매 탈염 방법을 검토한 것으로 추가 연구를 통하여 주조철제유물의 안전하고 효율적인 안정화 방안을 마련하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Excavated archaeological cast iron objects in improper storage are quickly corroded and disintegrated into block and powder finally. Hence desalination treatment which is a way of removing internal corrosive factors, especially chloride ion, is an important process. But desalination is often omitted...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • , 2011). 따라서 본 연구는 주조철제유물에 대하여 유기용매 중 에틸알코올을 이용하여 탈염 실험을 실시하고 기존의 알칼리 수용액 방법과 그 결과를 비교해 보았다. 이 연구에 앞서 본 연구진은 유물의 손상 정도에 맞는 탈염 처리 기준을 마련하기 위하여 주조철제유물의 손상 평가 방법에 대한 연구를 진행하였다(Lee et al,, 2013).
  • 본 연구에 앞서 주조철제유물의 손상도 평가에 관한 연구를 수행하였다. 이 연구에서는 X-ray 촬영 사진을 이용한 균열율과 증류수에 침적시켜 비중 값을 측정하여 주조 철제유물의 손상 정도를 정량화하고자 하였다.
  • 87, 산화철은 5~6, 수산화철계열은 4~5 이므로 금속심이 감소할수록 비중이 낮아짐을 알 수 있다(Cornell and Schwertmann, 2003). 본 연구에서는 탈염 실험을 통하여 비중과 균열율에 따른 탈염 안전성도 함께 확인하고자 하였다.
  • 이 연구는 탈염 과정에서 파손 위험성이 높은 주조철제 유물의 안전한 탈염을 위하여 유기 용매를 이용한 탈염 방법을 실험하였다. 유기 용매는 메틸알코올과 에틸알코올 등을 적용할 수 있으나 작업자의 안전과 작업 효율성을 위하여 에틸알코올을 선정하였다.
  • 따라서 본 연구는 주조철제유물에 대하여 유기용매 중 에틸알코올을 이용하여 탈염 실험을 실시하고 기존의 알칼리 수용액 방법과 그 결과를 비교해 보았다. 이 연구에 앞서 본 연구진은 유물의 손상 정도에 맞는 탈염 처리 기준을 마련하기 위하여 주조철제유물의 손상 평가 방법에 대한 연구를 진행하였다(Lee et al,, 2013). 본 연구는 선행 연구를 참고하여 진행하였으며 유물을 대상으로 하기 때문에 X-ray, CT(Computer Tomography), 적외선열화상 촬영, 균열율 및 비중 측정 등의 비파괴 평가 방법을 적용하였다.
  • 본 연구에 앞서 주조철제유물의 손상도 평가에 관한 연구를 수행하였다. 이 연구에서는 X-ray 촬영 사진을 이용한 균열율과 증류수에 침적시켜 비중 값을 측정하여 주조 철제유물의 손상 정도를 정량화하고자 하였다. 본 연구는 주조철제유물의 손상도 평가의 후속 연구로서 동일한 시료를 사용하였으며 연구 결과에 참고하기 위하여 균열율과 비중 결과를 Table 3에 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
주조철제유물의 탈염 방법인 물을 이용한 알칼리 수용액 방법의 문제점은 무엇인가? 기존의 탈염 방법은 주로 물을 이용한 알칼리 수용액 방법이다. 그러나 물의 수산화이온은 부식을 촉진시키고 높은 표면 장력으로 내부 균열을 확대시켜 주조철제유물의 탈염 과정 중 파손 원인으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 표면 장력이 낮은 에틸알코올을 이용하여 탈염을 실시하고 그 탈염 효과를 알아보았다.
주조철제유물은 발굴 후 보존환경이 맞지 않은 경우 어떠한 문제가 발생하는가? 주조철제유물은 발굴 후 보존환경이 맞지 않은 경우 부식이 급속하게 진행되며 특히 블록형 파손이 발생하고 최종에는 분말화 된다. 따라서 부식 요인, 즉 $Cl^-$ 이온을 제거하는 탈염처리가 중요하다.
주조철제유물의 기존의 탈염 방법은 무엇인가? 그러나 주조철제유물은 탈염과정 중 형태가 파손되는 경우가 빈번히 발생하여 탈염 과정을 생략하거나 탈수 등의 안정화처리로 그치는 경우가 많다. 기존의 탈염 방법은 주로 물을 이용한 알칼리 수용액 방법이다. 그러나 물의 수산화이온은 부식을 촉진시키고 높은 표면 장력으로 내부 균열을 확대시켜 주조철제유물의 탈염 과정 중 파손 원인으로 판단된다.
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참고문헌 (21)

  1. Cornell, R.M., and Schwertmann, U., 2003, The iron oxide. Wiley-VCH, Weinheim. 

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  5. KS. L. 1201, 2009, Testing method for specific gravity of fired whiteware materials. Korean Standard Association. 

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  7. Kuhn, C.F., Wunderlich, C.H., Eggert, G., and Schleid, T., 2011, Another Base, Another Solvent? Desalinating iron finds with Tetramethylammonium Hydroxide solution. e-PRESERVATIONScience, 8, 81-85. 

  8. Lee, H.Y., Park, H.H, Kim, S.J., and Yu, J.E., 2012, Study on characteristics and features of re-corrosion on archaeological iron nails after conservation treatments. Journal of Conservation Science, 28, 343-351(in Korean with English abstract). 

  9. Lee, H.Y., Park, H.H, Cho, J.H., and Yu, J.E., 2013, Assessing the condition of archaeological cast iron objects using non-destructive methods. Studies in Conservation, 59, supplement 85-87. 

  10. Moon, W.S., 1997, The conservation and current condition of the excavated metallic objects. Journal of Conservation Science, 6, 141-148(in Korean with English abstract). 

  11. Moon, W.S., Hwang, J.J., and Jung, Y.D., 1997, Desalting method for removing Cl- ions from the excavated irons objects. Conservation Studies, 17, 3-25. 

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  14. North, N.A., 1987, Conservation of metals. Conservation of Marine Archaeological Objects, Butterworths, London. 

  15. Schumann, H., and Oettel, H., 2009, Metallografie. Node media, Seoul(in Korean). 

  16. Scott, D.A. and Seeley, N.J., 1986, The Washing of Fragile Iron Artifacts. Studies in Conservation, 32, 73-76. 

  17. Scott, D.A. and Eggert, G., 2009, Iron and Steel in Art. Archetype Publications Ltd., London. 

  18. Selwyn, L.S., Sirois, P.J. and Argyropoulos, V., 1999, The Corrosion of Excavated Archaeological Iron with Details on Weeping and Akaganeite. Studies in Conservation, 44, 217-232. 

  19. Selwyn. L.S., 2004, Metals and Corrosion A handbook for the conservation professional., Canadian Conservation Institute, Ottawa. 

  20. Selwyn. L.S., 2005, Removal of chloride and iron ions from archaeological wrought iron with sodium hydroxide and ethylenediamine solutions. Studies in Conservation, 50, 81-100. 

  21. Turgoose, S., 1982, Post-Excavation Changes in Iron Antiquities. Studies in Conservation, 27, 97-101. 

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