조선시대 철비(鐵碑)의 보존처리와 탈염방법 비교 연구

A Study of Conservation and Desalination Methods for an Iron Stele of the Joseon Dynasty

  • 이혜연 (공주대학교 문화재보존과학과) ;
  • 조남철 (공주대학교 문화재보존과학과)
  • Lee, Hye-Youn (Department of Cultural Heritage Conservation Science, Kongju National University) ;
  • Cho, Nam-Chul (Department of Cultural Heritage Conservation Science, Kongju National University)
  • 투고 : 2009.10.24
  • 심사 : 2009.11.30
  • 발행 : 2009.12.20

초록

외부 환경에 노출된 철제문화재는 환경오염요인에 직접적으로 영향을 받아 부식에 취약하다. 특히 철제유물에 있어서 활성부식을 일으키는 염화이온($Cl^-$)은 반드시 제거되어야 하지만 옥외 철제문화재는 유물의 특성상 탈염의 대상에서 제외되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 조선시대 철비를 대상으로 보존처리 및 탈염실험을 실시하였으며, 탈염은 흡습지를 이용한 탈염방법과 기존의 침적탈염방법을 함께 실시하여 그 효율성을 비교하였다. 탈염의 평가는 실체 금속 현미경, SEM-EDS, pH측정과 이온크로마토그래피(IC), XRD분석을 통하여 알아보았다. 실체 금속현미경으로 조사된 결과 부식은 층을 이루고 있으며 금속조직은 백주철로 확인된다. 또한 탈염 전 부식물에 대한 SEM-EDS분석결과 Fe와 O가 주로 검출되었으며 특히 Cl이 2.48wt%까지 측정되었다. 탈염용액에 대한 pH와 음이온을 분석한 결과에서는 흡습지를 이용한 탈염방법도 침적탈염방법과 유사한 탈염효과를 볼 수 있었다. 마지막으로 탈염 전 후 부식물에 대한 XRD분석 결과 탈염전에는 goethite, magnetite, lepidocrocite와 akaganeite가 검출되었으나 탈염 후에는 akaganeite가 검출되지 않아 흡습지를 이용한 탈염의 효과를 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구를 통하여 흡습지를 이용한 탈염방법에서도 기존의 침적탈염방법과 유사한 탈염효과를 확인할 수 있었다.

Outdoor iron artefacts are easily corroded by affection of environmental pollutants directly. Especially they need to be removed $Cl^-$ ions, but outdoor iron artefacts are excluded for desalination owing to their special features. Therefore this study contains the conservation processes of an iron stele of the Joseon Dynasty as the sample as well as desalination experiments that were carried out the desalting method using spill pads and the immersion desalting method together in order to compare. Desalting methods were compared by analyses such as an optical and metallurgical microscope, SEM-EDS, pH meter, Ion Chromatography and X-ray diffraction. As a result of the analysis, the optical and metallurgical microscopy show that the corrosion products are constituted by the layers and the metallurgical microstructure is a white cast iron. The SEM-EDS results of corrosion products detected mainly Fe, O, and especially Cl upto 2.48wt%. The results of pH and anion analysis for the washing solution, the desalting method using spill pads shows the similar effect to the immersion desalting method. As a result of XRD analysis before and after desalting corrosion products, goethite, magnetite, lepidocrocite and akaganeite are detected before desalting, but akaganeite is not detected after desalting at the desalting methode using spill pads, which indicates to have an effect on desalination. Therefore the results show that the desalting method using spill pads has an effect on desalination similar to the immersing desalting method.

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참고문헌

  1. 김광범, "금속의 대기부식". 한국강구조학회지, 8, p8-13,(1996).
  2. N.D.Tomashov, "Theory of corrosion and protection of metals". Macmillan, p367, (1966).
  3. 장현영, 박용수, 황운석, "틈 내 미소 균열이 틈부식 개시단계에 미치는 영향". 한국부식학회지, 29, p117-126,(2000).
  4. S.Turgoose, "Post-excavation changes in iron antiquities". Studies in Conservation, 27, p97-101, (1982). https://doi.org/10.2307/1506144
  5. S.Reguer, P. Dillmann, F. Mirambet, "Buried iron archaeological artefacts :Corrosion mechanisms related to the presence of Cl-containing phases". Corrosion Science, 49, p2726- 2744, (2007). https://doi.org/10.1016/j.corsci.2006.11.009
  6. 김은숙, "금속유물 보존처리에 관한 연구-전등사 소장 철제범종 보존처리를 중심으로-". 동국대학교 석사학위논문, p58-83, (2004).
  7. 김수기, 강창구, 이오휘, "용두사지 철당간(국보 제41호) 보존처리". 호암미술관 연구논문집, 5, p31-39, (2000).
  8. 정광용, "금속문화재의 보존관리". 보존과학 기초연수교육, 국립문화재연구소, p61-87, (2006).
  9. L.S.Selwyn, W,R.McKinnon, V.Argyropoulos, "Models for chloride ion diffusion in archaeological iron". Studies in Conservation, 46, p109-120, (2001). https://doi.org/10.2307/1506841
  10. David A. Scott, "Copper and Bronze in Art :Corrosion, Colorants, Conservation". Getty Publication, p374-376, (2002).
  11. 이혜연, 조남철, 김우현, "옥외 철제문화재 적용을 위한 탈염처리 방법 연구". 보존과학회지, 25, p49-60, (2009).
  12. 히라오 요시미츠, "문화재를 연구하는 과학의 눈". 학연문화사, p51, (2001).
  13. 전익환, "출토 철제유물의 부식생성물 연구". 용인대학교 대학원 석사논문, p24-88, (2004).
  14. L.S.Selwyn, P.J.Sirois, V.Argyropoulos, "The corrosion of excavated archaeological iron with details on weeping and akaganeite". Studies in Conservation, 44, p217- 232, (1999). https://doi.org/10.2307/1506652
  15. R,M, Cornell, U, Schwertmann, "The Iron Oxides". Wiley-VCH Verlag GmbH, p375-377, (2003).