Characteristic Analysis on Mixed Filler of Conservation Materials for Stone Cultural Heritage

석조문화재 보존처리에 사용되는 혼합충전제의 특성분석

  • Song, Chi-Young (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • Han, Min-Su (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • Lee, Jang-Jon (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • Jun, Byung-Kyu (Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University) ;
  • Do, Min-Hwan (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage)
  • 송치영 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 한민수 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 이장존 (국립문화재연구소 보존과학연구실) ;
  • 전병규 (공주대학교 문화재보존과학과) ;
  • 도민환 (국립문화재연구소 보존과학연구실)
  • Received : 2009.11.10
  • Accepted : 2009.11.28
  • Published : 2009.12.20

Abstract

The purpose of this study is to find out characteristics of the fillers made by epoxy resin (L-30) and filling epoxy resin (L-50) with talc, quartz sand and wollastonite with different mixture ratio of 5%, 50%, 80%, 120%, and 150%. The viscometer and colorimeter were used to measure the viscosity and chromaticity of the fillers. Additionally, IC and SEM were used to reveal characteristics of the filler, and checked ultrasonic wave velocity, compressive strength and contact angle to estimate the stability between the filler and stones which are essential for conservation treatments. The filler mixed with the talc had the lowest value in the ultrasonic wave velocity analysis, and its compressive strength decreased as the mixing rate of talc increased. On the other hand, wollastonite had higher values than others in the ultrasonic wave velocity and the compressive strength regardless of epoxy resin type, also, these values increased as mixing rate increased. The properties of the filler, which include the granularity and shape, have influence on characteristics of the stone conservation adhesives. Thus, the filler type, characteristic, and mixture ratio must be considered for effective conservation treatment.

접착용 에폭시 수지 L-30과 충전용 에폭시 수지 L-50을 대상으로 활석, 규사, 규회석을 중량비 5, 50, 80, 120, 150% 비율로 혼합하여 첨가제에 따른 에폭시수지의 특성을 고찰하였다. 각 재료의 점도와 색도를 측정하고, 이온크로마토그래피 분석, 주사전자현미경관찰을 실시하였다. 또한 실제 석조문화재 적용 시 안정성을 평가하고자 초음파속도와 압축강도, 접촉각 측정을 실시하였다. 활석을 혼합한 경우 에폭시 몰탈은 낮은 초음파 속도를 보이며, 압축강도는 배합 비율이 높아짐에 따라 감소하는 경향을 보인다. 반면 규회석을 혼합한 에폭시 몰탈의 경우에는 상대적으로 높은 초음파 속도를 보이며, 배합 비율이 높아짐에 따라 강도가 증가하는 경향이 관찰되었다. 이는 석조문화재의 접착 충전제의 물성이 첨가제의 특성, 즉 입도 및 형태에 의해 영향을 받는다고 해석할 수 있다. 따라서 충전제는 수지의 종류는 물론 첨가제의 종류와 특성, 배합비에 따른 특성이 다르므로, 문화재 적용 시에는 이를 고려한 처리제의 선택이 중요하다.

Keywords

References

  1. 송치영, 한민수, 이장존, 전병규, "석조문화재 보존처리제의 현황 조사". 보존과학연구, 29, p163-182, (2008).
  2. 왕종배, "실리카 충진된 Epoxy 복합체의 구조물성과 전기적 특성 향상에 관한 연구". 광운대학교 박사학위논문,(1993).
  3. 김신희, "문화재 접합․복원재료 중 Epoxy 수지의 자외선노화 거동에 관한 연구". 한서대학교 석사학위논문, (2005).
  4. 김다람, 도진영, "석조문화재 보존처리용 에폭시수지 물성에 미치는 탈크 함량의 영향". 보존과학회지, 25(1),p77-86, (2009).
  5. 김사덕, 김순관, 김창석, 홍정기, 강대일, 이명희, "석조문화재 에폭시수지 개발 시험연구". 보존과학연구, 20,p140-155, (1999).
  6. 박기정, "충전제 배합에 따른 접착제의 물성(석조문화재를 중심으로)". 한서대학교 석사학위논문, (2002).
  7. 한국산업규격, KS MISO3673-2, "플라스틱-에폭시수지-제2부:시험편 제작 및 물성 측정". 한국표준협회, (2007).
  8. 한국산업규격, KS F4043, "콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지 모르타르". 한국표준협회, (2008).
  9. 한국산업규격, KS L2110, "기판 유리 표면의 젖음성 시험방법", 한국표준협회, (2006).
  10. 이덕진, 신성권, 김재환, "비등흡수에 의한 에폭시 복합재료의 기계적특성 및 전기적 특성 변화에 관한 연구".전기설비공학회지, 14(1), p53-58, (2000).
  11. 이동식, 이찬희, 김사덕, "익산 미륵사지 석탑의 백화현상과 제어를 위한 용출실험". 보존과학회지, 19, p5-18,(2006).
  12. 박정희, "접촉각 측정에 의한 표면의 특성연구(II)". 한국의류 및 섬유학회, 15(4), p437-445, (1991).
  13. H. Yildirim erbil and R. Alsan Meric, "Determination of Surface Free Energy Components of Polymers from Contact Angle Data using Nonlinear Programming Methods". Colloids and Surface, 33, p85-95, (1998).
  14. 이종호, 황영한, 엄무수, "플라즈마 표면처리 기법에 의한 무기절연물 표면상의 젖음성 향상에 관한 연구". 공학연구논문집, 25(2), p127-145, (1994).