Nd/YAG레이저를 이용한 포항중성리신라비 표면오염물 제거와 보존처리 = conservation of removing surface contaminants on silla monument at jungsung-ri using nd : yag laser cleaning system

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

‘Silla Monument Stone in Jungseong-ri, Pohang’was discovered in Pohang City, Gyeongsangbuk Province of Korea in 2009. The monument stone with irregular shape has dimensions of maximum height of 105cm, width of 47.6~49.6cm, thickness of 13.8~14.7cm and weight of 115kg. The results of monument stone was found to be granitite. Conservation treatment procedure was carried out in the order of production of Weathering map, cleaning of surface pollutants , consolidation using ethyl silicate. @Black pollutant(crust) that covered more than 60% of the surface was analyzed first in order to remove the pollutants on the surface of the monumental stone by cleaning of surface pollutants using laser. The purpose on analysis was not only to verify the pollutants on the stone but also to carry out preliminary cleaning by securing rocks with same pollutant as the monumental stone. As the results of analysis using p-XRF(PMI. INNOV-X, USA) on the site, high level of Mn and Fe were detected, and the analysis of small section that had been fallen off with SEM/EDX for the purpose of quantitative analysis also detected high level of Mn. The Similar contaminants on Stone secured in the manner described above were made into 10 samples (5cm x 5cm) and was subjected to preliminary cleaning by Nd-YAG Laser(Laser&Physics, Korea). @The results of surface observation through portable microscope during cleaning revealed that the power of 460mJ, wavelength of 1064nm and irradiation frequency of 1,800~2,300 per 25cm2were most effective. Evaluation on the preservative treatment was made through confirmation of the extent of removal through colordifference meter measurement and component analysis prior to and following removal of the pollutants. As the result of color-difference meter measurement increase in the brightness was evidenced by the increase in the brightness (L*)value from 33 to 49, and it was possible to ascertain the reduction in the pollutants as the content of Mn was reduced by about 80% from 50,000±5,000ppm to 10,000±2,000pmm from the result of component analysis.

국문 초록 (Abstract)

포항중성리신라비는 2009년 경상북도 포항시에서 발견되었다. 부정형 형태를 가진 비석의 크기는 최대높이 105㎝, 너비 47.6~49.6㎝, 두께 13.8~14.7㎝, 무게는 115㎏이다. 비석은 흑운모화강암이며 보존처리 공정은 훼손지도 제작, 표면 오염물 세척, 에틸실리케이트를 이용한 강화처리 순서로 진행하였다. 레이저를 이용한 검은색 표면 오염물 제거를 위해 표면의 60%이상을 덮고 있는 검은색 오염물을 분석하였다. 분석목적은 오염물 확인 뿐 만 아니라 동일한 오염물을 가진 암석을 확보하여 예비세척을 실시하기 위해서다. 암석 확보를 위한 현장조사 중 경주남산 시료를 p-XRF로 분석한 결과 역시 중성리신라비와 유사하게 Mn이 높게 검출되었다. 중성리신라비와 같이 동일 오염물로 확인된 암석을 10개의 샘플로(5㎝×5㎝) 제작하여 Nd/YAG Laser로 예비 세척하였다. 포터블현미경을 이용한 표면 관찰 결과@ 파워 460mJ, 파장 1,064㎚, 방사횟수는 25㎠당 1,800~2,300회가 가장 효과적이었다. 위의 조건을 감안하여 비석 전체를 세척 후 강화처리 하였으며 보존처리에 대한 평가는 색차계 측정 및 성분분석을 통해 오염물 제거 정도를 확인하였다. 색차계 측정 결과 명도(L*)값이 33 → 49로 상승하여 밝아진 것을 수치로 확인하였으며 성분분석 결과 Mn 함량이 50,000 ±5,000ppm → 10,000±2,000pmm로 80%가량 감소하여 오염물 역시 줄어들었음을 알 수 있다.

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