Improvement method for viscosity measurement of high viscosity paper and fabric cultural heritages

고점도 지류 및 섬유 문화재의 점도 측정 개선 방법 연구

Paper, textile and wood materials are mainly consisted of cellulose. Cellulose is high molecule and make up the strong crystalline structure by hydrogen bonds. In particular, the polymerization degree of cellulose are closely related to the strength of fiber, and the permanence. the useful life of fiber, also depends on the degradation of this substance. The viscosity of cellulose is considered to be an important indicator of fiber damage in high molecule polymers. The viscosity measurements with CED solution is used to measure the molecular weight and the degree of polymerization of cellulose. Cellulose viscosity of wood fibers is measured with TAPPI standard method T230. However, TAPPI standard method T230 is difficult to completely dissolving the cellulose of high molecular weight and large degree of polymerization, such as Korea traditional papers and fabrics made with mulberry, ramie, cotton fibers. In this study, The high viscosity of hanji and fabric was measured with TAPPI standard method T254. T254 method is that the cellulose specimen with the proper amount of weaker (0.167M CED) solution, and completely dissolved with the stronger (1.0M CED) solution. It was found that cellulose with high degree of polymerization was dissolved more easily in general CED method.

지류, 섬유, 목재와 같은 유기질 문화재는 주요 화학성분으로서 셀룰로오스로 구성되어 있다. 셀룰로오스는 글루코오스가 분자내 또는 분자간 수소결합으로 고분자 결정성 구조를 이루고 있다. 특히 셀룰로오스의 중합도는 종이나 섬유의 강도와 밀접한 관련이 있으며, 종이나 섬유에 있어서 열화의 진행정도나 보존성을 나타내는 지표로써 사용된다. 일반적으로 이러한 셀룰로오스의 분자량을 측정하는 방법으로 TAPPI 표준방법인 CED (cupriethylene diamine)용액을 이용한 점도측정법을 많이 사용하고 있다. 목재 섬유로 제조된 종이의 경우 TAPPI 표준 방법 T230법에 의거하여 셀룰로오스 점도를 측정한다. 그러나 우리나라 종이나 섬유의 주요 원료인 닥나무 인피섬유, 저마, 면 등은 목재 셀룰로오스 섬유에 비해 분자량이 크고 중합도가 높아 현재까지 주로 사용되던 T230법으로는 정확한 점도 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고점도 측정방법인 TAPPI 표준 방법 T254법에 의거하여 저농도 CED 용액으로 섬유 깊숙이 용액을 침투시켜 해리시킨 뒤 고농도의 CED 용액으로 완전히 용해시키는 방법을 이용하여 한지의 점도를 측정하였고, 열화시편에 적용하여 종이와 섬유의 열화에 의한 손상정도를 측정하였다.