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Journal of Conservation Science 2011;27(3):301-312.
Published online September 30, 2011.
철제유물에 사용된 에폭시수지 제거를 위한 Nd:YAG 레이저 클리닝 실험 연구
이혜연, 조남철, 이종명, 유재은
Experimental Study of Removing Epoxy Resin from Iron Object using Nd:YAG Laser Cleaning System
Hye Youn Lee, Nam-chul Cho, Jong-Myoung Lee, Jae-Eun Yu
초 록
에폭시수지는 우수한 내구성과 접착력, 적당한 강도 등을 가지고 있어 다양한 재질에 다용도로 사용되고 있다. 그러나 에폭시수지가 경화되면 제거가 어려우며 특히 유물에 적용된 후에는 재처리시 제거하는데 어려움이 많다. 그러므 로 본 연구에서는 유물에 손상 없이 에폭시수지를 제거하는데 Nd:YAG 레이저클리닝을 적용하여 보았다. 실험은 안료를 섞지 않은 에폭시수지와 안료를 섞은 에폭시수지를 부식시키지 않은 철편과 부식시킨 철편에 도포한 시편을 대상으로 하였으며 레이저 에너지와 조사 횟수를 증가시키면서 수지 표면의 반응을 알아보았다. 실험 결과 안료를 섞지 않은 에폭 시수지는 부식된 철편에 도포되었을 때 높은 레이저에너지에서 제거되었다. 그러나 부 식시키지 않은 철편에 도포한 경우와 안료를 섞은 에폭시수지는 제거되지 않고 색상만 변하였으며 레이저빔의 고온으로 인해 수지가 녹아 부풀어 오르는 현상이 나타났다. FT-IR 분석 결과 레이저 조사 후 변화된 에폭시수지는 성분 변화가 없었으며 레이저빔에 의해 제거된 면에서는 수지가 검출되지 않았다. 그러나 SEM-EDS 분석 결과 제거된 표면에서 소량의 에폭시수지 잔유물이 남아 있었으며 소지금속의 용융현상도 관찰되었다. 그러므로 본 연구를 통하여 Nd:YAG 레이저클리닝의 에폭시수지 제거 가능성과 한계성을 확인할 수 있었다.
중심어: 레이저클리닝, 에폭시수지, Nd:YAG 레이저, 클리닝
Epoxy resin has superior durability and adhesive strength and proper physical strength so that it is used to diversity materials for multi-purposes. However epoxy resin is hardly removed after hardening specially once it is applied to artefacts, it is difficult to remove them under re-conservation. This paper is an experimental study on removing epoxy resin applied to iron objects using Nd:YAG laser cleaning system. Tests conducted in this study investigated how increasing laser energy and pulses would give effect on samples. The samples were prepared in a way that epoxy resin, itself pure and one which was mixed with pigment and they were applied to iron coupons and corroded iron coupons respectively. As a result of experiment, pure epoxy resin applied to corroded iron coupons was ablated at high laser energy but epoxy resin applied to iron coupons and mixing with pigment were not ablated but discolored and bubbled due to laser induced heat generation. Results of FT-IR showed no component alteration of shifted resins and no residues on the surfaces ablated by laser irradiation. From SEM-EDS for removed surfaces, the debris from epoxy resin and melting iron was observed. Therefore, this study demonstrated the possibilities and limitations for laser cleaning to remove epoxy resin from iron objects.
Key Words: Laser cleaning, Epoxy resin, Nd:YAG Laser, Cleaning

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