야외 동합금물 부식방지제의 적용성 평가 연구

[카리]

야외 동합금물은 대기환경에 노출되어 있어 실내 동합금물에 비해 부식 진행이 가속화된다. 이러한 야외 동합금물은 부식을 방지하기 위해 왁스류를 코팅하여 외부 부식인자를 차단하지만, 내부 부식방지처리는 제외되어 코팅막 내부에서는 부식이 계속 진행 될 가능성이 높다. 또한 기존에 동합금물 수용성 부식방지제로 사용하는 B.T.A는 인체에 유해한 가능성이 높고 대부분 침적시켜 사용하는 방법으로 출토유물에 처리에 국한되어 있어 현재 야외 동합금물 부식방지처리는 미비하다.
본 연구에서는 기존의 야외 동합금물 부식방지처리에 사용되는 왁스류 및 B.T.A를 대체할 수 있는 사용이 간편한 산업용 동합금물 수용성 부식방지제를 야외환경에 노출된 동합금물에 적용하고자 연구하였다. 기존에 사용하던 수용성 부식방지제 B.T.A와 산업용 동합금물 수용성 부식방지제 VCI, Rus, 아미노산 계열 부식방지제인 L-cys를 선정하여 야외 동합금물 조형물 재료인 주석청동시편에 적용하여 비교 연구하였다.
실험방법은 야외동합금물 부식에 영향을 주는 염, 산, 대기오염 등으로 물성실험을 일정시간 진행하였으며, 변화 양상은 육안 및 현미경 관찰, 색도 측정, 광택도 측정으로 비교하였다. 이에 산 부식 속도 측정으로 산 환경에서의 내후성을 비교하고 접촉각 측정으로 물에 대한 저항성 여부, 가스크로마토그라피 분석 및 MSDS자료를 기준으로 인체에 대한 유해성 및 위험성을 비교 분석하여 우수한 동합금물 수용성 부식방지제를 제시하고자 하였다.
부식방지제 처리 전·후 색도 결과 값을 종합해본 결과 L-cys가 가장 적은 변화값을 가져 금속 표면 색상변화에 영향이 적음을 확인할 수 있었다. 반면 VCI는 가장 많은 변화 값을 나타내 처리 전·후 표면 색상변화가 있을 가능성을 나타내었다.
염수분무, 산 부식, 야외노출의 물성실험 결과 L-cys가 가장 많은 변화값을 나타내어 부식 환경에 다소 취약하다는 결과를 얻을 수 있었던 반면, VCI는 물성실험에서 가장 적은 변화 값으로 부식인자에 가장 효과적으로 작용함을 알 수 있었다.
접촉각 측정결과 연구대상 부식방지제는 수용성으로 물에 대한 저항성이 낮아 물에 용해되는 단점이 있기 때문에 야외 동합금물에 처리할 때 코팅제를 도포하여 적용하면 우수한 부식방지효과를 얻을 수 있을 것으로 판단하였다.
가스크로마토그라피 분석 및 MSDS 자료를 바탕으로 VCI를 제외한 부식방지제는 유해성 및 위험성 자료를 확인하였으나 VCI는 확인 할 수 없었으며, 방부제로서 사용되는 성분이 검출되어 인체에 유해성이 적다고 판단하였다.
본 논문에서는 이러한 결과를 바탕으로 야외 대기환경에서 가장 우수한 수용성 동합금물 부식방지제는 VCI라는 결론을 얻을 수 있었다. 또한 유해성이 적어 B.T.A를 대체할 인체에 무해한 동합금물 수용성 부식방지제로 가능성을 제시할 수 있었다. 다만 처리 전·후의 색상 변화 값이 있고 수용성이라는 특성 때문에 수분에 취약하여 물에 용해되는 단점이 있지만, 추후 연구를 통해 보완하면 실제 야외 동합금물 조형물 보존처리에서 우수한 부식방지효과를 기대할 수 있다고 판단하였다.

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