요소수지접착제를 합판제조용 접착제와 유사하게 실험실에서 합성하고, 합성한 요소수지접착제를 증량제, 충전제, 산경화촉매제와 혼합하였다. 요소수지접착제 혼합물의 고형분량은 56.1%이고, 물은 43.9%였다. 국산재와 요소수지접착제 혼합물로 5종류의 Com-Ply를 제조하고, KS F 3101 보통합판의 인장 전단 접착력 시험 및 KS F 3104 파티클보드의 휨파괴계수 시험을 수행했다. 성능 평가된 결과는 제조된 5종류의 Com-Ply에서 모두 적합한 결과를 보여줬다. 이런 결과는 본 연구에서 사용된 요소수지접착제 혼합물이 국산재 Com-Ply제조에 적합하다는 것이다.
전문적인 보존시설이 없는 대부분의 도서관에서는 손상된 도서의 간단한 수선 처리 및 응급조치 시 일반시판용 합성수지 접착제를 사용하고 있고, 이는 크게 PVAc 계열(Pa), 아크릴 계열(Ac)과 PVP 계열(Pv)로 나눠진다. 국립중앙도서관 자료보존실에서 사용하고 있는 보존용 합성수지 접착제(Pa-1)와 일반시판용 합성수지 접착제 중 대표적인 접착제를 골라 열화특성을 연구하기 위해 인공열화를 진행한 뒤, 약 한 달 동안 산성도(pH)와 색도를 측정하였다. 산성도 실험 결과에서 Pa-1(pH 7~7.5)과 Ac-2(pH 6.5~8)는 보존처리에 적합한 범위를 나타내었다. 색도실험에서 황변도를 나타내는 ${\Delta}b^*$는 Pa-1
요소-멜라민수지 접착제를 실험실에서 수지 접착제 고형분량에 대해 5% 멜라민을 첨가하여 파티클보드 제조용으로 합성하였다. 합성한 요소-멜라민 수지를 이용하여 전건 목재파티클의 무게에 대해 접착제 첨가량 6, 8%와 열압시간 3, 4, 5분에서 실험실 파티클보드를 접착하는 열압시간동안 배출되는 가스를 증류수에 용해·포집하여 얻어진 용액으로부터 포름알데히드 배출량을 미국 National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) 3500의 방법에 의해 분석·비교하였다. 포름알데히드 배출량을 측정하여 분석한 결과는 파티클보드를 열압하는 시간동안 배출되는 가스 중에서 포름알데히드량은 요소-멜라민수지 접착제의 첨가량과 열압시간에 대해 통계적으로 유의하게 차이가 있다는 것을 보여줬다. 파티클보드의 성능평가 결과는 3분의 열압시간에서 접착된 파티클보드의 박리강도는 KS F 3104 파티클보드 8.0형의 최소요구치를 만족시키는 것을 보여줬다.
해양생명체인 홍합(mussel)은 접착단백질(adhesive protein)을 생산, 분비함으로써 홍합 자신을 바다 속의 바위와 같은 젖은 고체표면에 단단히 부착할 수 있도록 하여 강한 파도의 충격이나 바닷속의 부력 효과에 대하여도 저항할 수 있다. 홍합접착단백질은 현재 알려진 어떠한 화학합성 접착제보다도 강력한 자연적인 접착제로 알려져 있으며 대부분의 에폭시 수지보다 두 배 정도의 커다란 인장강도를 지니고 있으면서도 휘어질 수 있는 유연성을 가지고 있는 혁신적인 물질이므로 접착제 산업계에서 매우 커다란 관심을 끌고 있다. (중략)
본 연구에서는 폴리아미드계 수지를 이용하여 최적의 핫멜트 접착제 배합설계를 접착제 합성, 물성평가 및 철에 대한 접착력 평가를 통해 구축하고자 하였다. 최적 배합설계를 위해 앞선 연구결과에 따라 CM831과 843P의 기본 수지에 점착부여수지로 테르펜수지의 무게비를 각각 75/25/10으로 고정한 후 왁스, 충전제 등이 사용되었으며 이들의 종류와 첨가량이 접착제의 흐름 특성과 접착력에 미치는 영향을 조사하였다. 결과에 따르면 왁스의 경우 폴리에틸렌 왁스의 첨가량이 증가함에 따라 용융점도는 다소 감소하였지만 철과의 최적 접착력은 5 wt%에서 나타났다. 이는 접착제 자체의 기계적 물성과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 충전제의 경우는 탈크가 10 wt% 첨가되었을 때 다소 높은 용융점도에 비해 우수한 접착성능을 나타내었다.
벼와 보리 등의 농작물 짚은 파티클보드의 원료로서 부분적으로 대체 첨가 사용할 수 있었다. 파티클보드 접착용 요소-멜라민수지 접착제를 실험실에서 수지 접착제 고형분량에 대해 5% 멜라민을 첨가하여 합성하였다. 두개의 농작물 짚을 전건 목재파티클 무게에 대해 10, 20, 30, 40% 대체하여 혼합하고 합성한 요소-멜라민수지 접착제로 파티클보드를 제조하였다. 제조된 파티클보드는 물리적, 기계적 성능과 치수안정화에 대해 성능을 비교하였다. 성능평가 결과는 파티클보드에 볏짚과 보릿짚의 대체 첨가율이 증가됨에 따라 제조한 파티클보드의 성능은 감소하는 경향을 보여줬다. 전체적으로 농작물 짚은 파티클보드 제조의 원료로서 15% 대체하여 사용할 수 있었다.
본 연구에서는 합성수지 접착제를 대체하여 토기 유물에 활용할 수 있는 천연접착제를 개발하기 위해 옻과 아교를 배합하여 시료를 제조하였고 이에 대한 구조적 물리적 특성을 분석하였다. 구조분석 결과 옻에 배합하는 아교의 비율이 높아질수록 carbonyl (C=O), amine (N-H), aromatic (C=C) 결합이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 제조한 천연접착제를 합성수지 접착제와 비교하였을 때 낮은 접착강도를 가진 Paraloid B-72부터 높은 접착강도의 Araldite rapid type에 상응하는 다양한 점도와 접착강도를 가지고 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 하여 향후 체계적이고 심화된 분석이 이루어 진다면 훼손된 토기 유물의 접착 및 복원을 위한 친환경 천연접착제의 실용화가 가능할 것으로 사료된다.
벽화 보존처리에서 우선 시 되는 부분은 채색층에 대한 보존처리이다. 채색층이란 그림이 그려진 표면층을 말하며 안료층이라고도 한다. 이러한 채색 층의 보존을 위하여 인위적으로 고착제(固着劑, Fixative)를 사용한다. 고착제란 우리가 일반적으로 알고 있는 접착제를 말하며 그 사용범위는 방대하다. 그 중에서 일부를 보완하여 벽화문화재 현장에서 적용하므로 그 목적성과 사용범위에 의해 고착제라 지칭하는 것이다. 이번 조사를 통하여 그간 유럽에서 사용된 벽화의 이상적인 고착제을 위한 연구성과에서 사용범위, 선택기준, 연구결과 등을 요약 기술하고 우리의 전통적인 접착제를 정리하였다. 현재 합성 수지를 이용한 고착제의 문제점이 과거 처리된 벽화 문화재에서 발생되고 이를 위한 대안을 찾기 위한 노력이 진행 중이다. 특히 동양 벽화의 경우, 전통적인 방법을 통한 해결책을 제시하고 연구 중이다. 우리의 전통 접착제 중, 도박과 같은 해초풀의 활용을 통한 보존처리 현장의 적용이 가능할 것이며, 이를 위한 구체적인 실험과 연구가 절실함을 알 수 있었다.
본 연구는 열화된 플라스틱 작품의 보존처리를 위해 작품의 상태조사 및 재질분석을 실시하였으며, 보존처리에 주로 사용되는 접착제 5종(EVA계, PVAc계, Cyanoacrylate계)의 물성 및 접합특성을 평가하여 작품에 적합한 접착제를 선정하고자 하였다. 작품은 현재 열화로 인해 표면의 균열, 들뜸, 형태적 변형이 발생하였으며, FT-IR을 통한 재질분석결과, 작품에 사용된 합성수지는 EVA계로 추정되었다. 접착제의 물성평가를 위해 산성도 및 경도 측정을 실시한 결과, 산성도는 접착제 종류에 따라 다르게 나타났으며, 경도는 EVA계 보다 PVAc계 접착제가 더 높게 측정되었다. 의사시편을 제작하여 인공열화 후 접합특성을 비교한 결과, PVAc, Cyanoacrylate계 접착제는 색차 및 경도가 크게 증가하는 모습을 보인 반면 EVA계 접착제는 변화가 적어 가장 안정하였다. 작품의 보존처리 재료로써 EVA계 접착제가 가장 적합한 것으로 나타났다. 본 연구는 실제 작품을 대상으로 실시한 처리재료 연구로써 현재 플라스틱 작품의 보존처리에 대한 국내 연구가 부족한 상황에서 기초 자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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