KR101112582B1 - Conservation Treatment Analysis Method for Scaling Zone of Stone Cultural Heritage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 국내 석조문화재 축조에 사용된 암석 중에서 화강암과 편마암의 적외선열화상 분석을 이용하여 석조문화재의 박리 상태를 검출할 뿐만 아니라 보존처리, 즉 박리부의 수지 접합 및 충전 효과를 파악할 수 있는데 매우 유용한 비파괴 기술이다. 특히 적외선열화상 분석기술을 보존처리 현장에 적극 활용한다면 박리부의 수지 접합 및 충전 전후의 결과 비교 판단은 물론 실시간으로 보존처리의 보완 부분과 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있다. 따라서 본 발명은 적외선열화상 분석을 이용한 석조문화재 박리부의 보존처리 효과 분석방법에 관한 것이다.
The present invention is very useful for not only detecting the peeling state of the stone cultural property using the infrared thermography analysis of granite and gneiss among the rocks used in the construction of the stone cultural property in Korea, but also for preserving treatment, that is, determining the resin bonding and filling effect of the peeling part. It is a non-destructive technology. In particular, if the infrared thermal analysis technology is actively used in the preservation treatment site, it is possible to continuously monitor the complementary part and condition of the preservation treatment in real time as well as to compare and judge the results before and after the resin bonding and filling of the peeling part. Therefore, the present invention relates to a method for analyzing the effect of preservation treatment of the stone cultural property peeling part using infrared thermal image analysis.
석조문화재를 구성하는 암석은 화강암, 응회암, 섬록암, 운모, 안산암, 편마암 등 여러 종류의 재질로 구성되어 있다. 이중에서 화강암은 약 80%를 차지하고 있고, 편마암은 약 5%를 차지하고 있다. 대부분의 편마암의 석조문화재는 호상구조를 가지고 있기 때문에 박리로 인한 손상이 매우 심각하다. 상기 화강암은 다른 재질에 비해 비교적 견고하여 문화재의 주요 구성 부재로 널리 사용되어왔으나 대부분 야외 풍화환경에 오랜 세월 노출되어 원형이 대부분 손상되어 있다. 그러나 이러한 손상이 가속화되고 있음에도 불구하고 석조문화재 보존을 위한 정밀시스템과 체계는 아직도 많은 연구가 이루어지지 않고 있다. The rocks that make up the stone cultural properties are composed of various kinds of materials such as granite, tuff, diorite, mica, andesite and gneiss. Among them, granite accounts for about 80%, and gneiss accounts for about 5%. Since most gneiss stone cultural properties have an arc structure, damage due to peeling is very serious. The granite has been relatively strong compared to other materials and has been widely used as a major component of cultural properties, but most of the granite is damaged due to long exposure to outdoor weathering environments. However, despite this accelerated damage, much research has not been carried out on the precise systems and systems for preserving stone cultural properties.
따라서 석조문화재의 원형과 안정성을 유지하고 손상을 미연에 방지하기 위해서는 현상태 및 보존처리 후 상태를 객관적이고 정량적으로 판단할 수 있는 비파괴 정밀기술이 필요하다. Therefore, in order to maintain the originality and stability of stone cultural properties and to prevent damage in advance, non-destructive precision technology that can objectively and quantitatively determine the current state and state after preservation treatment is required.
특히 이러한 비파괴 정밀기술은 안전진단, 보존처리, 복원 및 유지관리의 유기적인 순환고리에서 핵심적인 역할을 수행해야 한다. 그러나 이러한 비파괴 정밀기술은 문화재 특성상 많은 제약이 따르고 금속 및 콘크리트 구조물에 비해 진단장비나 시험법 등이 보편화되지 않은 상태이다. In particular, these non-destructive precision technologies should play a key role in the organic loop of safety diagnosis, preservation, restoration and maintenance. However, such non-destructive precision technology has many limitations due to the characteristics of cultural properties, and diagnostic equipment and test methods are not universalized compared to metal and concrete structures.
또한 대부분 외관조사에 의존하는 점검 수준에 머물러있고, 아직까지 진단공정에 대한 확고한 체계가 완성되지 않았으며, 진단결과에 따른 처리방법과 활용에 있어서 석조문화재의 종류나 진단목적에 상관없이 획일적으로 적용되는 경우가 많다. In addition, most of them remain at the inspection level, which is dependent on the appearance inspection, and the system for diagnosis process has not yet been completed, and it is uniformly applied regardless of the type and purpose of the stone cultural property in the treatment method and application according to the diagnosis result. There are many cases.
특히 최근 들어 석조문화재의 손상을 가속화시키는 물질과 이에 대한 보수 및 복원에 대한 사례들이 많이 보고되고 있음에도 불구하고 보존처리 효과 평가나 이후의 모니터링 기술은 아직 미진한 실정이다. In particular, although there have been many reports of materials that accelerate the damage of stone cultural properties and repair and restoration thereof, the evaluation of the conservation effect and the following monitoring techniques are still insufficient.
따라서 석조문화재의 보존처리에 대한 적합성 및 효과를 평가하기 위해서는 비파괴 기술의 개발과 적용이 반드시 필요하다.Therefore, the development and application of non-destructive technology is essential for evaluating the suitability and effectiveness of the preservation treatment of stone cultural properties.
이에 종전의 석조문화재의 보존처리는 크게 세정, 접합 및 충전, 강화처리 순으로 진행되고 있다.Therefore, the preservation treatment of the old stone cultural property is proceeded in order of washing, bonding, filling and reinforcing treatment.
이중 세정의 효과를 판별할 수 있는 비파괴 기술로는 세정 전후의 오염물 농도 변화를 평가할 수 있는 휴대용 XRF(X-Ray Fluorescence : X선 형광 분석)가 사용되고 있으며, 강화처리에 대한 효과는 물성변화를 모니터링 할 수 있는 초음파 측정이 주로 이용되고 있다. 그러나 박리부의 수지 접합 및 충전에 대한 보존처리 효과를 규명할 수 있는 비파괴 방법들은 아직까지 정립되지 않은 상태이다.
As a non-destructive technology that can determine the effect of dual cleaning, portable XRF (X-Ray Fluorescence) is used to evaluate the change of pollutant concentration before and after cleaning. Ultrasonic measurements that can be used are mainly used. However, non-destructive methods that can identify the effect of preservation treatment on the resin bonding and filling of the peeling part have not been established yet.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 전국에 있는 석조문화재 지역 중에서 경주지역에 있는 화강암과 공주 지역에 있는 편마암을 야외에서 채취하여 적외선열화상 분석을 이용하여 상기 화강암과 편마암에 분포하는 박리를 검출할 뿐만 아니라 보존처리, 즉 박리부의 수지 접합 및 충전 효과를 파악할 수 있도록 하는 적외선열화상 분석방법에 관한 것이다. 상기 분석방법은 비파괴 기술로서 보존처리 현장에 적극 활용한다면 박리부의 수지 접합 및 충전 전후의 결과와 비교 판단은 물론 실시간으로 보존처리의 보완 부분과 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있다. 따라서 본 발명은 적외선열화상 분석을 이용하여 석조문화재의 박리부 보존처리 효과 분석방법을 제공함에 그 목적이 있다.
In order to solve the above problems, the present invention collects gneiss in the granite and gongju areas in Gyeongju from the stone cultural property areas in the country and detects the peeling distributed in the granite and gneiss using infrared thermal analysis. In addition, the present invention relates to an infrared thermography method for preserving treatment, that is, grasping the resin bonding and filling effect of the peeling part. The analysis method is a non-destructive technology, if actively used in the preservation treatment site, and can compare the results before and after the resin bonding and filling of the peeling part, as well as can continuously monitor the complementary part and condition of the preservation treatment in real time. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for analyzing the effect of preservation of peeling parts of stone cultural properties using infrared thermal analysis.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해 경주와 공주지역 주변에서 화강암과 편마암을 채취하여 상기 암석들의 박리부의 보존처리 분석방법에 있어서,The present invention in the preservation analysis method of the separation part of the rock by collecting granite and gneiss around Gyeongju and Gongju area to achieve this object,
석조문화재 박리부의 보존처리 전,후 열적특성이 다르다는 원리를 이용한 접합과 충전의 보존처리하는 단계와, 박리가 존재하는 시편에 근적외선 히터로 가열하여 수지 접합과 충전 전,후의 열화상 이미지를 획득하는 단계와, 획득한 열화상 이미지를 이용하여 시편 R-1과 R-2의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(△T= Td-Ts/ Ts)을 정량적으로 분석하는 단계와, 박리부의 보존처리 효과를 평가하는 단계에 있어서,
상기 시편 R-1과 R-2의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(△T)을 정량적으로 분석하는 단계에서Preservation treatment of bonding and filling using the principle of different thermal properties before and after preservation treatment of stone cultural properties, and heating the specimen with exfoliation with near infrared heater to obtain thermal images before and after resin bonding and filling. And the temperature difference (T d -T s ) and the rate of temperature change between the peeling part (T d ) and the healthy part (T s ) before and after preservation of the specimens R-1 and R-2 using the obtained thermal image. In the step of quantitatively analyzing (ΔT = T d -T s / T s ) and evaluating the preservation effect of the peeling part,
Quantitatively analyzing the temperature difference (T d -T s ) and the temperature change rate (ΔT) of the peeling part (T d ) and the healthy part (T s ) before and after the preservation treatment of the specimens R-1 and R-2 in
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상기 시편 R-1의 보존처리 전,후 건전부(Ts)와 박리부(Td)의 온도차와 온도변화율(△T)에서 보존처리 전 온도차의 범위는 14.0℃～20.0℃, 온도변화율의 범위는 48.4%～69.2%이고, 보존처리 후 온도차의 범위는 5.5℃～8.8℃, 온도변화율의 범위는 19.6%～30.6%인 것을 특징으로 하고,
상기 시편 R-1과 R-2의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(△T)을 정량적으로 분석하는 단계에서
상기 시편 R-1의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(△T= Td-Ts/ Ts)은 보존처리 전 온도차의 범위는 14.0℃~20.0℃, 온도변화율의 범위는 48.4%~69.2%이고, 보존처리 후 온도차의 범위는 5.5℃~8.8℃, 온도변화율의 범위는 19.6%~30.6%이고,In the temperature difference and temperature change rate (ΔT) of the healthy portion (T s ) and the peeling portion (T d ) before and after the preservation treatment of the specimen R-1, the temperature difference before the preservation treatment ranges from 14.0 ° C. to 20.0 ° C. The range of 48.4% to 69.2%, the temperature difference after the preservation treatment ranges from 5.5 ° C to 8.8 ° C, and the temperature change rate ranges from 19.6% to 30.6%.
Quantitatively analyzing the temperature difference (T d -T s ) and the temperature change rate (ΔT) of the peeling part (T d ) and the healthy part (T s ) before and after the preservation treatment of the specimens R-1 and R-2 in
The temperature difference (T s -T d) the rate of temperature change (△ T = T d -T s / T s) of the sample preserved before and after the peeling section (T d) and all cases of R-1 (T s) is The range of temperature difference before storage treatment is 14.0 ℃ ~ 20.0 ℃, the range of temperature change rate is 48.4% ~ 69.2%, the range of temperature difference after preservation treatment is 5.5 ℃ ~ 8.8 ℃, and the range of temperature change rate is 19.6% ~ 30.6%,
상기 시편 R-2의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(△T= Td-Ts/ Ts)은 보존처리 전 온도차의 범위는 13.3℃~33.1℃, 온도변화율의 범위는 35.3%~87.8%이고, 보존처리 후 온도차의 범위는 2.8℃~10.4℃, 온도변화율의 범위는 7.3%~27.3%인 것을 특징으로 하는 석조문화재 박리부의 보존처리 분석방법에 관한 것이다.The temperature difference (T s -T d) the rate of temperature change (△ T = T d -T s / T s) of the whole sample preserved before and after the peeling section of the R-2 (T d) and the gun (T s) is The temperature difference ranged from 13.3 ℃ to 33.1 ℃ before the preservation treatment ranged from 35.3% to 87.8%, and the temperature difference ranged from 2.8 ℃ to 10.4 ℃ after preservation treatment and ranged from 7.3% to 27.3%. The present invention relates to a method for analyzing the preservation treatment of a stone cultural property peeling part.
이와 같이, 본 발명은 비파괴 기술로서 특히 이러한 적외선열화상 분석기술을 보존처리 현장에 적극 활용 시 박리부의 수지 접합 및 충전 전후의 결과 비교 판단은 물론 보존처리 현장에서 실시간으로 보존처리의 보완 부분과 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있으며, 석조문화재의 박리 상태를 검출할 뿐만 아니라 보존처리, 즉 박리부의 접합 및 충전 효과를 파악할 수 있다.
As described above, the present invention is a non-destructive technology, especially when the infrared thermal analysis technology is actively used in the preservation site, as well as the comparison of the results before and after the resin bonding and filling of the peeling part, as well as the complementary part and state of the preservation process in real time at the preservation site. It can continuously monitor and detect the peeling state of the stone cultural property as well as the effect of preservation treatment, ie joining and filling of the peeling part.
도 1은 본 발명에 따른 박리부의 보존처리 전,후 적외선열화상 분석 모식도,
도 2a는 본 발명에 따른 박리부의 보존처리 전 모습을 나타낸 예시도,
도 2b는 본 발명에 따른 시편별(R-1, R-2)의 위치별 박리지점(결함부)의 면적을 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 박리시편의 보존처리 전 적외선열화상 이미지로 건전부(Ts)와 박리부(A～E)의 온도분석을 위해 선정된 지점을 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 박리부의 수지 접합 및 충전 완료의 모습을 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 박리부의 시편별(R-1, R-2) 보존처리 전,후의 열화상 이미지 비교를 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 박리부와 건전부의 보존처리 전,후의 온도 변화율을 비교한 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 박리부와 건전부의 보존처리 전,후의 온도차를 비교한 예시도이다.1 is a schematic diagram of the infrared thermal analysis before and after the preservation treatment of the peeling unit according to the present invention,
Figure 2a is an exemplary view showing a state before the preservation treatment of the peeling unit according to the present invention,
Figure 2b is an exemplary view showing the area of the peeling point (defects) for each position of the specimen (R-1, R-2) according to the present invention,
3 is an exemplary view showing a selected point for the temperature analysis of the healthy portion (T s ) and the peeling portion (A ~ E) in the infrared thermal image before the preservation treatment of the peeling specimen according to the present invention,
4 is an exemplary view showing a state of resin bonding and filling completion of a peeling unit according to the present invention;
5 is an exemplary view showing a comparison of thermal images before and after preservation treatment for each specimen (R-1, R-2) according to the present invention;
6 is an exemplary view comparing the temperature change rate before and after the preservation treatment of the peeling part and the healthy part according to the present invention;
7 is an exemplary view comparing the temperature difference before and after the preservation treatment of the peeling part and the healthy part according to the present invention.
일반적으로 수지의 접합 및 충전이 필요한 박리부는 결함에 의해 생긴 공기층으로 인해 열전도성과 밀도가 낮고 부피 열용량이 매우 작아 외부 온도에 민감하게 반응한다.Generally, the peeling part requiring the bonding and filling of the resin is sensitive to the external temperature due to the low thermal conductivity and low density and very low volume heat capacity due to the air layer caused by the defect.
그러나 이들 결함부에 보존처리용 수지를 주입하여 공기층을 제거한다면 결함부의 열적특성은 건전부와 유사하게 변화하게 된다.However, if the preservation resin is injected into these defect portions to remove the air layer, the thermal characteristics of the defect portions change similarly to the sound portions.
따라서, 본 발명은 박리부의 수지 접합 및 충전 전,후의 열적특성이 다르다는 원리를 이용하여 보존처리 효과를 판단하였다.Therefore, the present invention judges the effect of preservation treatment by using the principle that the thermal properties before and after the resin bonding and filling of the peeling part are different.
이를 위해 석조문화재와 유사한 형태의 박리가 존재하는 경주지역에 있는 화강암과 공주지역에 있는 편마암을 대상 시편으로 하여 근적외선 히터로 가열하고 수지 접합 및 충전 전,후의 열화상 이미지를 획득한 다음, 상기 획득한 열화상 이미지를 이용하여 보존처리 효과를 평가하기 위해 화강암 시편(이하 시편 R-1이라 한다)과 편마암 시편(이하 시편 R-2라 한다)의 보존처리 전,후 주변보다 온도가 상대적으로 높은 박리부(Td) 온도와 주변의 변화에도 일정한 온도 변화 상태를 유지하는 건전부(Ts) 온도의 온도차 및 온도변화율(ΔT)을 정량적으로 분석하였다.For this purpose, the specimens are made of granite in Gyongju and Gongju in Gongju, which are similar to stone cultural properties, and are heated with near-infrared heaters, and thermal images before and after resin bonding and filling are obtained. In order to evaluate the effect of preservation using a thermal image, the temperatures of the granite specimens (hereinafter referred to as R-1) and the gneiss specimens (hereinafter referred to as R-2) are relatively higher than before and after The difference in temperature and the rate of change of temperature (ΔT) of the healthy portion (T s ) temperature which maintain a constant temperature change state even in the change of the peeling portion (T d ) temperature and the surroundings were quantitatively analyzed.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 석조문화재 박리부의 보존처리 분석방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the analysis method for the preservation treatment of the stone cultural property peeling part of the present invention.
도 1은 적외선열화상 카메라를 이용하여 박리부 시편의 복사에너지 취득부터 출력까지의 과정과, 박리부의 보존처리 후 적외선열화상 분석 개념도를 나타낸 것으로서 박리부에 수지 접합 및 충전이 완료되어 건전부와 유사한 열적 특성을 나타낸 것이다. Figure 1 shows the process from the acquisition of the radiant energy of the peeled specimens to the output using the infrared thermal imaging camera, and the concept of infrared thermal analysis after the preservation treatment of the peeled portion, the resin bonding and filling is completed in the peeled portion and the healthy portion and Similar thermal properties are shown.
상기 적외선열화상 카메라의 주요 구성부를 살펴보면, 렌즈는 일반카메라와 유사한 방법으로 설계되어 있지만 특이한 점은 적외선 복사에너지는 통과되고 일반가시광선은 통과되지 않는 것으로서, 단파장 장치에서는 주로 실리콘 재질의 렌즈를 사용하고 장파장 장치에서는 게르마늄 재질의 렌즈를 사용한다,Looking at the main components of the infrared thermal camera, the lens is designed in a similar way to a general camera, but the peculiarity is that the infrared radiation is passed and the general visible light is not passed, the short wavelength device mainly uses a silicon lens In the long wavelength device, a germanium lens is used.
필터는 모든 물체의 적외선 복사에너지만을 측정하기 위해 사용되며 상기 필터를 통해 특정 온도 및 파장을 검출할 수 있다. A filter is used to measure only the infrared radiation of all objects and can detect specific temperatures and wavelengths through the filter.
검출기는 입사된 적외선 복사에너지를 전기적 신호로 변환해주는 곳으로 중간적외선 및 원적외선 일부인 2～14㎛ 파장에서 가장 민감하게 반응한다. The detector converts the incident infrared radiation into an electrical signal, and responds most sensitively at 2 ~ 14㎛ wavelength, which is a part of mid-infrared and far-infrared.
증폭기 및 신호처리 장치는 검출기로부터 발생된 전기신호를 온도값과 열화상으로 표현되도록 해준다. Amplifiers and signal processing devices allow electrical signals generated from detectors to be represented by temperature values and thermal images.
저장장치는 측정된 결과를 열화상 카메라의 SD 메모리카드 등에 기록한다.The storage device records the measured results on the SD memory card of the thermal imaging camera.
상기 적외선열화상 카메라의 분석과정을 살펴보면, 박리부의 보존처리 전과 보존처리 후 시편에서 방출되는 적외선 에너지는 렌즈를 통과하고 적외선 에너지는 필터에 의해 특정 온도 및 파장으로 검출되며, 이후 검출기를 통해 적외선 에너지는 전기신호로 변환되고 증폭기에 의해 전기신호가 증폭된 다음 신호처리장치에서 열화상으로 변환되어 카메라의 저장장치에 기록된다. Looking at the analysis process of the infrared thermal imaging camera, the infrared energy emitted from the specimen before and after the preservation treatment of the peeling unit passes through the lens, the infrared energy is detected at a specific temperature and wavelength by the filter, and then the infrared energy through the detector. Is converted into an electric signal, amplified by an amplifier, and then converted into a thermal image by a signal processing apparatus and recorded in a storage device of a camera.
도 2a는 실험에 사용된 박리 시편의 보존처리 전 모습으로서, 두 시편 R-1과 R-2 모두 박리에 의한 들뜸 현상이 두드러지게 나타나 있는 것을 알 수 있다.
도 2b는 시편 R-1과 시편 R-2의 위치별 박리지점(결함부)의 면적에 관한 것으로, 두 시편의 보전처리 전,후의 박리부와 건전부에 대한 온도변화율과 온도차의 범위를 판단하기 위하여 상기 두 시편의 전체길이 및 면적과 박리부의 위치별 면적에 대하여 아래 표 1과 같이 시편 R-1은 가로 390mm, 세로 260mm, 전체면적은 68,089mm2이고, R-2는 가로 460mm, 세로 330mm, 전체면적은 99,172mm2이다.
또한 시편의 박리부(결함부)의 위치별 면적에서는 시편 R-1의 A지점은 1,322mm2, B지점은 299mm2, C지점은 184mm2, D지점은 788mm2 이고, 시편 R-2의 A지점은 222mm2, B와 C지점은 1,428mm2, D지점은 2,260mm2, E지점은 1,021mm2 이다.
박리지점(결함부) 위치 및 면적
FIG. 2b relates to the area of peeling points (defects) for each location of specimen R-1 and specimen R-2, and determines the range of temperature change rate and temperature difference for the peeling part and the healthy part before and after the preservation treatment of the two specimens. For the total length and area of the two specimens and the area by the position of the peeling part, as shown in Table 1 below, the specimen R-1 is 390 mm wide, 260 mm long, and the total area is 68,089 mm 2 , and R-2 is 460 mm wide. 330mm, total area is 99,172mm 2 .
In addition, the position-specific surface area of the sample separation unit (defective portion) of the point A of the sample R-1 was 1,322mm 2, B point is 299mm 2, C point is 184mm 2, D is the point of 788mm 2, sample R-2 Point A is 222mm 2 , points B and C are 1428mm 2 , point D is 2260mm 2 , and point E is 1,021mm 2 .
Peeling point (defect) location and area
도 3은 두 시편 R-1과 R-2의 보존처리 전 적외선열화상 분석 결과로서, 각 열화상 이미지에서 파란색의 낮은 온도부터 붉은색의 높은 온도까지 매우 다양하게 나타나는 것은 건전부와 박리부가 다양하게 존재하는 것을 의미한다. FIG. 3 shows the results of infrared thermography analysis before preservation of two specimens R-1 and R-2. In the thermal images, a variety of healthy parts and peeling parts appear from a low temperature of blue to a high temperature of red. Means to exist.
즉, 공동 및 균열이 있는 박리부는 열전도성과 밀도가 감소하여 건전부에 비해 열전달계수 및 열전도율의 변화가 생기고, 결함에 의해 생긴 공기층은 부피 열용량이 매우 작아 외부온도에 민감하게 반응한다. In other words, the peeling part with the cavity and the crack decreases in the thermal conductivity and the density, and thus the heat transfer coefficient and the thermal conductivity change in comparison with the healthy part, and the air layer formed by the defect reacts very sensitive to the external temperature due to the small volume heat capacity.
따라서 두 시편 R-1과 R-2의 Ts 지점은 파란색에서 연두색의 낮은 온도 영역을 보이기 때문에 건전부의 기준온도로 설정하였고, A～E 지점은 노란색에서 붉은색의 높은 온도 영역을 나타내기 때문에 대표적인 박리부 온도로 설정하였다. Therefore, the Ts points of the two specimens R-1 and R-2 are set as the reference temperature of the sound field because they show a low temperature range from blue to light green, and the points A to E represent high temperature ranges from yellow to red. Representative stripping temperature was set.
도 4는 두 시편 R-1과 R-2의 박리부 중에서 R-1은 4지점, R-2는 5지점을 선정하여(도 2 참조) 수지 접합 및 충전을 하는 모습이다. 이때 보존처리에 사용된 합성수지는 석조문화재에 널리 사용되고 있는 L-30이며 수지의 점도 조절은 탈크를 첨가하여 실시하였다. (A)는 점도 조절이 완성된 합성수지를 박리부에 주입하는 모습이며, (B)와 (C)는 박리부의 접합 및 충전이 완료된 모습이다. 이처럼 박리부의 보존처리가 완료되면 보존처리 전과 동일한 가열시간과 온도에서 적외선열화상 이미지를 촬영하여 보존처리 전,후의 절대온도 변화를 비교하였다. Figure 4 is selected from the peeled portions of the two specimens R-1 and R-2 R-1 is four points, R-2 is selected five points (see Fig. 2) Resin bonding and filling At this time, the synthetic resin used for the preservation treatment is L-30, which is widely used in stone cultural properties, and the viscosity of the resin was controlled by adding talc. (A) is a state which inject | pours the synthetic resin of which viscosity control was completed, and (B) and (C) are the state which the bonding and filling of the peeling part were completed. In this way, when the preservation treatment of the peeling unit is completed, the infrared thermal image was taken at the same heating time and temperature as before the preservation treatment, and the absolute temperature change before and after the preservation treatment was compared.
도 5는 상기 박리부의 보존처리 전,후에 촬영된 적외선열화상 이미지를 비교한 결과이다. 5 is a result of comparing the infrared thermal images taken before and after the preservation treatment of the peeling unit.
두 시편 R-1과 R-2 모두 보존처리 전에는 박리부의 대부분이 노란색에서 붉은색의 높은 온도 영역을 형성하였으나, 박리부를 접합 및 충전한 이후에는 박리부의 대부분 온도가 급격히 감소하여 파란색에서 연두색의 낮은 온도 영역을 나타냈다. 이는 박리부의 보존처리가 상당히 잘 진행된 것을 의미하는 것이다.In both specimens R-1 and R-2, most of the stripped portion formed a high temperature range from yellow to red before preservation. The temperature range is shown. This means that the preservation treatment of the peeling portion proceeded considerably well.
따라서 이러한 적외선열화상 이미지를 이용하여 보존처리 효과를 분석하기 위해 시편 R-1의 박리부 4지점, 시편 R-2의 박리부 5지점과 건전부의 온도변화율과 온도차를 정량적으로 분석하기 위해 아래 식과 같이 박리부 온도(Td)와 건전부 온도(Ts)의 차이 값을 상기 건전부 온도(Ts)로 나누어 주는 방식으로 온도변화율(△T)을 산출하였다. Therefore, in order to analyze the effect of preservation treatment using these infrared thermal images, the quantitative analysis of the temperature change rate and the temperature difference between the four peeled portions of the specimen R-1, the five peeled portions of the specimen R-2 and the healthy portion is as follows. a peeling section temperature (T d) and all cases the temperature (T s) to the temperature change rate scheme, which is divided into the difference between the value of all cases the temperature (T s) of (△ T) was calculated by Eq.
［Td(℃):박리부, Ts(℃):건전부, Td-Ts:온도차(℃), △T:온도변화율(%)］
[T d (° C.): peeling part, T s (° C.): healthy part, T d -T s : Temperature difference (℃), ΔT: Temperature change rate (%)]
지점
Point
표 2에 나타난 시편 R-1의 분석지점 A～D에서 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 보존처리 전,후 온도차(도 7의 A 참조)와 온도변화율(도 6의 A 참조)을 살펴본다.Temperature difference (see FIG. 7A) and temperature change rate (see FIG. 7A) before and after preservation treatment of the peeling part (T d ) and the healthy part (T s ) at the analysis points A to D of the specimen R-1 shown in Table 2 See).
상기 시편 R-1의 분석지점 A～D의 보존처리 전 온도차 범위는 14.0℃～20.0℃이고, 온도변화율 범위는 48.4%～69.2%를 보였으며, 보존처리 후 온도차 범위는 5.5℃～8.8℃이고, 온도변화율 범위는 19.6%～30.6%를 보였다.
The temperature difference range before the preservation treatment of the analysis points A to D of the specimen R-1 ranged from 14.0 ° C. to 20.0 ° C., and the temperature change rate ranged from 48.4% to 69.2%. The temperature difference range after the preservation treatment was 5.5 ° C. to 8.8 ° C. The temperature change rate ranged from 19.6% to 30.6%.
표 3에 나타난 시편 R-2의 분석지점 A～E에서 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 보존처리 전,후 온도차(도 7의 B 참조)와 온도변화율(도 6의 B 참조)을 살펴본다.Temperature difference (see FIG. 7B) and temperature change rate (see FIG. 7B) before and after preservation treatment of the peeling part (T d ) and the healthy part (T s ) at the analysis points A to E of the specimen R-2 shown in Table 3 See).
상기 시편 R-2의 분석지점 A～E의 보존처리 전 온도차 범위는 13.3℃～33.1℃이고, 온도변화율 범위는 35.3%～87.8%를 보였으며, 보존처리 후 온도차 범위는 2.8℃～10.4℃이고, 온도변화율 범위는 7.3%～27.3%를 보였다. The temperature difference range before the preservation treatment of the analysis points A to E of the specimen R-2 was 13.3 ° C. to 33.1 ° C., and the temperature change rate ranged from 35.3% to 87.8%. The temperature change rate ranged from 7.3% to 27.3%.
상기 시편 R-1과 R-2의 실험결과를 보면, 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 보존처리 후 온도차와 온도변화율은 보존처리 전에 비해 크게 감소하였다. 이는 박리부의 수지 접합 및 충전으로 인해 공기층이 제거된 것임을 알 수 있는 것이다. In the test results of the specimens R-1 and R-2, the temperature difference and the rate of change of temperature after the preservation treatment of the peeling part T d and the healthy part T s were significantly reduced compared to before the preservation treatment. It can be seen that the air layer is removed due to the resin bonding and filling of the peeling part.
이처럼 적외선열화상 분석은 석조문화재의 박리 검출뿐 만 아니라 보존처리, 즉 박리부의 수지 접합 및 충전 효과를 파악하는데 매우 유용한 비파괴 기술이다. As such, infrared thermal analysis is a non-destructive technique that is very useful not only for detecting peeling of stone cultural properties but also for preserving treatment, ie, identifying resin bonding and filling effects of peeling parts.
특히 이러한 적외선열화상 기술을 보존처리 현장에 적극 활용한다면 박리부의 수지 접합 및 충전 전,후의 결과 비교뿐 만 아니라 실시간으로 보존처리의 보완 부분과 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 것이다.
In particular, if the infrared thermal imaging technology is actively used in the preservation treatment site, the complementary part and condition of the preservation treatment can be continuously monitored in real time as well as comparing the results before and after the resin bonding and filling of the peeling part.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
Claims (4)
상기 시편 R-1과 R-2의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(T)을 정량적으로 분석하는 단계에서
상기 시편 R-1의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(△T= Td-Ts/ Ts)은 보존처리 전 온도차의 범위는 14.0~20.0, 온도변화율의 범위는 48.4%~69.2%이고, 보존처리 후 온도차의 범위는 5.5~8.8, 온도변화율의 범위는 19.6%~30.6%이고,
상기 시편 R-2의 보존처리 전,후 박리부(Td)와 건전부(Ts)의 온도차(Td-Ts)와 온도변화율(△T= Td-Ts/ Ts)은 보존처리 전 온도차의 범위는 13.3~33.1, 온도변화율의 범위는 35.3%~87.8%이고, 보존처리 후 온도차의 범위는 2.8~10.4, 온도변화율의 범위는 7.3%~27.3%인 것을 특징으로 하는 석조문화재 박리부의 보존처리 분석방법.Preservation treatment of bonding and filling using the principle of different thermal properties before and after preservation treatment of stone cultural properties, and heating the specimen with exfoliation with near infrared heater to obtain thermal images before and after resin bonding and filling. And the temperature difference (T d -T s ) and the rate of temperature change between the peeling part (T d ) and the healthy part (T s ) before and after preservation of the specimens R-1 and R-2 using the obtained thermal image. In the step of quantitatively analyzing (ΔT = T d -T s / T s ) and evaluating the preservation effect of the peeling part,
In the step of quantitatively analyzing the temperature difference (T d -T s ) and the temperature change rate (T) of the peeling portion (T d ) and the sound (T s ) before and after the preservation treatment of the specimens R-1 and R-2
The temperature difference (T s -T d) the rate of temperature change (△ T = T d -T s / T s) of the sample preserved before and after the peeling section (T d) and all cases of R-1 (T s) is The range of temperature difference before preservation is 14.0 ~ 20.0, the range of temperature change rate is 48.4% ~ 69.2%, the range of temperature difference after preservation is 5.5 ~ 8.8, and the range of temperature change rate is 19.6% ~ 30.6%,
The temperature difference (T s -T d) the rate of temperature change (△ T = T d -T s / T s) of the whole sample preserved before and after the peeling section of the R-2 (T d) and the gun (T s) is The temperature difference ranged from 13.3 to 33.1 before the preservation treatment, and the temperature change rate ranged from 35.3% to 87.8%, the temperature difference ranged from 2.8 to 10.4 and the temperature change rate ranged from 7.3% to 27.3% after the preservation treatment. Analysis method of preservation treatment of cultural property peeling part.
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| KR102128409B1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-07-01 | 대한민국 | Inorganic mending composition for stone cultural heritage and mending method of stone cultural heritage using it |
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