$CO_2$ Snow Cleaning 적용 철제유물 표면 이물질 제거 연구

Application Study of $CO_2$ Snow Cleaning for Cleaning of Foreign Matter and Corrosion Products on Iron Artifacts

  • 이은지 (공주대학교 문화재보존과학과) ;
  • 조남철 (공주대학교 문화재보존과학과) ;
  • 이종명 ((주)아이엠티) ;
  • 유재은 (국립문화재연구소 보존과학연구실)
  • Lee, Eun-Ji (Department of Cultural Heritage Conservation Science, Kongju National University) ;
  • Cho, Nam-Chul (Department of Cultural Heritage Conservation Science, Kongju National University) ;
  • Lee, Jong-Myong (Laser Engineering Group, IMT Co. Ltd.) ;
  • Yu, Jae-Eun (Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage)
  • 투고 : 2011.07.22
  • 심사 : 2011.09.05
  • 발행 : 2011.09.20

초록

철제유물의 보존처리 과정 중 표면 이물질 제거는 유물의 원형을 찾아주는 중요한 단계이다. 현재 표면 이물질 제거 시 가장 많이 사용하는 sand blaster (air brasive)의 경우, 분사되는 유리가루는 인체에 유해하고 환경오염을 유발하는 주요한 물질이다. 그러므로 이런 문제점을 보완하기 위해 타 산업분야에서 친환경세정장비로 많이 쓰이고 있는 $CO_2$ snow cleaning을 철제유물 표면 이물질 제거에 적용하여 비교·연구 하였다. 실험은 부식시험편과 철제유물에 sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning을 적용하여 비교 분석하였다. 부식시험편의 경우, sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning 방법 모두 이물질 제거 정도, 표면 거칠기, 색도 측정 결과가 유사하게 나타났으며, 특히 SEM을 통해 $CO_2$ snow cleaning을 적용한 부식시험편은 sand blaster에 비해 표면을 마모시키지 않는 것을 확인하였다. 또한 철제유물에 적용한 경우, $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle은 sand blaster에 비해 표면을 마모시키지 않고 고른 표면을 유지하는 등 세정효과가 우수하게 나타났다. 그리고 X-ray촬영을 통해 이물질 제거 전과 후 금속 내부의 구조적 변화는 없음을 관찰하였다. 결론적으로 sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle은 이물질 제거 효과가 유사함을 확인할 수 있었다. 그러나 $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle을 철제유물에 적용하여도 sand blaster와 유사한 효과는 얻을 수 있으나, 분사압력이 높을 경우 철제 유물이 손상될 우려가 있으므로 유물 내부 상태에 따라 적용여부를 판단해야 함을 본 실험을 통하여 알 수 있었다.

Cleaning of foreign matter and corrosion products on surface among conservation treatment of iron artifacts is an important part for looking up a original form. The sand blaster is the most popular equipment when it removes the foreign matter and corrosion products on iron artifacts surface. Current foreign matter and corrosion products equipment, which mostly uses, is sand blaster. Glass dust which sprayed from sand blaster is harmful and causing environmental pollution. In order to solve these problems, we investigated the $CO_2$ snow cleaning that use a eco-friendly equipment to apply for cleaning foreign matter and corrosion products on surface of iron artifacts. It examined by using sand blaster and $CO_2$ snow cleaning to aged steel coupon and iron artifacts. In case of aged steel coupon, the result showed that the sand blaster and $CO_2$ snow cleaning methods were similar to the degrees of cleaning foreign matter and corrosion products, through surface roughness, color measurement and SEM. $CO_2$ snow cleaning applied to aged steel coupons weren't worn out the surface in comparison with sand blaster by SEM. When applied to the iron artifacts, power nozzle of the $CO_2$ snow cleaning was an excellent cleaning effect that surface wern't worn out in comparison with sand blaster. And, it showed that internal structure change of metal was no found before and after cleaning by X-ray radiography. Consequently, we confirmed that cleaning of the sand blaster and power nozzle of $CO_2$ snow cleaning were similar to the effect. But, it's very careful to use this method because of high outlet pressure of power nozzle for applying to the iron artifacts. As a result of experiments, it could be found that the cleaning methods should be selected depending on internal state of the artifacts.

키워드

참고문헌

  1. 정광용, "금속문화재의 보존관리". 보존과학기초연수교육, 국립문화재연구소, (2004).
  2. 길금공예연구소, "거멍쇠의 자존심 ". p164-179, (2008).
  3. 박종수, 김호태, 김선근, "드라이아이스 펠렛 세정 장치 및 공정개발". 청정기술, 10, p121, (2004).
  4. Betsey Seibel, "Harnessing the Cleaning Power of Dry Ice". Source Finishing Today, 83, p22, (2007).
  5. 김태영, 정광조, 김두형, "Dry-ie snow를 이용한 정밀부품 표면 오염 제거 ". 한국정밀공학회 추계학술대회논문집, p145-146, (2006).
  6. Jeffery Lapointe, "Sand-less Sandblasting". Pollution Engineering, 36, p16, (2004).
  7. Robert Sherman, "Carbon Dioxide Snow Cleaning". Particular Science and Technology, 25, p37, (2007). https://doi.org/10.1080/02726350601146424
  8. KS D 0219 지식경제부 기술표준원, 스테인리스강의 염화 제2철 부식 시험 방법.
  9. 박종수, "드라이아이스 블래스팅 장치 및 공정 개발에 관한 연구 ". 중앙대학교석사학위논문, (2001).
  10. 나영민, "고압액체 팽창으로 제조된 드라이아이스 Snow분사 제트의 세정속도 ". 중앙대학교석사학위논문, (2003).
  11. Roy S. Berns, "색채학 원론 ". 시그마프레스, 한국, (2003).