초록 ▼

Ⅴ. 연구결과
1. 주조철제유물의 안정화 방안 연구
가. 국내 문화재 관련 기관 금속유물 보존처리 현황 조사
〇주조철제유물은 탈염 과정 중 파손되는 경우가 많아 탈염 과정을 생략하고 표면세척 후 강화처리만 실시하는 기관이 많음. 물을 이용하는 탈염 방법의 위험성을 인식하고 있으나 다른 안전한 탈염 방법이 없음.
⇒ 주조철제유물의 안전한 탈염 연구 필요
〇청동 부식억제제인 BTA는 대부분의 기관에서 사용하고 있으나 부식 억제 효과의 신뢰성이 낮고 인체에 유해하여 취급 및 사용에 어려움이 있음.
⇒ BT

Ⅴ. 연구결과
1. 주조철제유물의 안정화 방안 연구
가. 국내 문화재 관련 기관 금속유물 보존처리 현황 조사
〇주조철제유물은 탈염 과정 중 파손되는 경우가 많아 탈염 과정을 생략하고 표면세척 후 강화처리만 실시하는 기관이 많음. 물을 이용하는 탈염 방법의 위험성을 인식하고 있으나 다른 안전한 탈염 방법이 없음.
⇒ 주조철제유물의 안전한 탈염 연구 필요
〇청동 부식억제제인 BTA는 대부분의 기관에서 사용하고 있으나 부식 억제 효과의 신뢰성이 낮고 인체에 유해하여 취급 및 사용에 어려움이 있음.
⇒ BTA보다 유해성이 적고 기능이 향상된 부식억제제의 개발이 요구됨.
〇철제 부식억제제에 대한 인식이 낮고 사용 경험이 거의 없으나 그 필요성은 동의함.
나. 주조철제유물의 탈염 실험
〇탈염 용액별 염화이온 용출량 비교
- 알칼리 수용액의 약품(S.S., NaOH) 및 농도(0.05M, 0.1M)에 따른 탈염 효과는 비슷하지만 상온(25℃)보다는 60℃항온 방법이 더 효과적임(그림 1a).
- NaOH 및 TMAH을 용해한 유기 용매(알코올)는 알칼리 수용액(상온)과 유사한 탈염효과를 보여주지만 순수한 알코올에 침적한 경우 탈염효과는 거의 없음.
- 유물 간 차이를 배제한 탈염 효과를 알아보기 위하여 한 개의 시료(GJ-8)를 5등분하여 실험한 결과 NW-H > TA > NW-R > NA > Al의 탈염효과를 확인(그림 1b)
- 유기 용매를 사용하는 경우 침적기간에 따른 탈염 효율을 확인한 결과 NaOH은 24시간 교체법과 장기간(10일) 침적법의 염화이온 총 용출량은 유사하였으나 TMAH와 Al은 24시간 교체법의 총 용출량이 장기간 침적법보다 2.5~7.6배 높음.
〇탈염 용액별 용출 성분 분석
- 탈염 1차에서 약 3~4 ppm 염화이온이 비슷하게 검출된 BJ 5점의 ICP-AES 분석 결과 NaOH 수용액(상온·60℃)에서 Fe, Al, Ca, K, P 성분이 높게 검출되었으나 유기 용매를 사용한 경우는 Fe가 0.5ppm 미만으로 검출됨(그림 1c).
다. 주조철제유물의 탈염 전·후 손상도 및 특성 조사
〇탈염 과정에서 시료 총 38점 중에서 13점(34%)이 파손되었으며 NW-H는 4점 중 3점, NW-R은 8점 중 4점이 파손되어 NaOH 수용액에서 파손율이 가장 높음.
유기용매를 사용한 경우는 파손율이 비교적 낮음.
⇒ 파손율(38%) : NW-H(75%) > NW-R(50%) > SW-H·TA(33%) > SW-R(20%) >NA·Al(17%)
〇탈염 전·후 X-ray 사진에서 균열 및 밀도의 차이는 거의 확인되지 않으나 비중값은 탈염 전에 비하여 알칼리 수용액의 경우 약 Δ2~32%, 유기 용매 경우 약 Δ0~5% 차이가 확인되어 유기 용매가 수용액보다 유물에 안전함.
2. 금속문화재의 부식억제제 적용 연구
가. 철제유물 적용을 위한 부식억제제 적용 실험
〇표준철산화물에 부식억제제를 적용한 후 염수분무 실험한 결과 Fe와 magneite에서 유기계 < 전도성 < 무기계 < blank(부식억제제 미적용)의 부식 정도가 발생함.
〇유기계와 전도성 부식억제제를 적용한 발굴철제시편 BJ는 염수분무실험 후 녹물이 발생하지 않았으나 무기계와 blank에서는 녹물과 표면의 부식물이 발생함.
⇒ 발굴철제유물 부식 정도 : 유기계·전도성 < 무기계 < blank
〇표준철산화물의 부식억제제 적용 후 색상변화를 색도계로 측정한 결과 명도가 낮아졌으며 E*ab 값은 무기계<유기계<전도성 순서로 색차가 발생함. 특히 전도성 부식억제제는 용액 색상이 진하여 처리 후 시료의 색상이 어두워짐.
〇염수분무실험 후 부식억제제를 처리하지 않은 Fe에서는 lepidocrocite, akaganeite, magnetite 등이 검출되었으며 무기계와 전도성도 유사하게 검출. 그러나 유기계는 lepidocrocite만 소량 검출되어 부식이 거의 진행되지 않음을 확인함.
〇금속시편과 발굴철제유물편에 기화성 부식억제제 적용한 결과 부식 정도는 VCI film < VCI powder < blank 순서로서 분말형 보다는 시료를 밀봉한 필름형 부식억제제의 효과가 더 좋음.
나. 청동유물 적용을 위한 부식억제제 적용 실험
〇부식억제제 적용 후 염수분무실험 결과
- BTA는 불균일하게 코팅되어 부분적으로 얼룩이 관찰되며 염수분무실험 후 표면에 미세한 부식 진행
- API는 표면에 균일하게 코팅되며 방짜유기에서는 부식물이 생성되지 않았으나 청동유물 시편에서는 부식물이 생성됨.
〇전기화학적 분석 결과
- 방짜유기 분극실험의 부식속도(mpy)는 BTA(0.93) < API(1.27) < blank(3.84)로 측정되어 BTA의 부식 속도가 가장 낮았으나 임피던스 측정결과 API의 부식 저항성이 더 높음.
- 청동유물 시편은 불균일한 표면으로 인하여 전기화학적 분석 데이터 도출이 불가능. 차후에 추가 연구를 통하여 다른 분석법(침적법 등)을 실시할 예정

목차 Contents

• Ⅰ. 연구목적 ... 1
• Ⅱ. 연구추진 목표 대비 목표 달성도 ... 1
• Ⅲ. 주요 연구성과(붙임자료 참조) ... 1
• Ⅳ. 주요 연구내용 및 방법 ... 1
• 1. 주조철제유물의 안정화 방안 연구 ... 1
• 2. 금속문화재의 부식억제제 적용 연구 ... 2
• Ⅴ. 연구결과 ... 3
• 1. 주조철제유물의 안정화 방안 연구 ... 3
• 2. 금속문화재의 부식억제제 적용 연구 ... 4
• Ⅵ. 고찰 및 결론 ... 5
• 1. 주조철제유물의 안정화 방안 연구 ... 5
• 2. 금속문화재의 부식억제제 적용 연구 ... 5
• 붙임자료 ... 6
• 끝페이지 ... 6