카메라 렌즈 발삼 분리/중합렌즈의 접착불량 수리 - Balsam separation & Re-cementig

 

Notice - 일반적인 상식 수준에서 다루는 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.

 

 

흔히 발삼 분리(Balsam separation) 등으로 불리는 중합 렌즈의 접합 불량 문제는 정도에 차이는 있지만, 렌즈의 광학 성능과 결과물의 품질에 심대한 악영향을 끼치고 수리가 어렵고 비용도 비싸서 올드 렌즈 사용자에게는 악명이 높다. 발삼의 발생원인과 수리방법에 대해 수다를 떨어보자.

 

 

 

▶ Balsam의 사용 배경과 특징

 

렌즈의 다양한 광학 설계에서 색수차 보정을 위해 조금 다른 성질의 광학 유리(굴절률과 아베 수가 다른)를 중합 또는 삼중합하여 사용하는 것이 일반적인데, 이 요소를 결합하는 접착제(Cement)는 UV 접착제가 사용되기 이전까지 발삼(침엽수에서 분비되는 끈끈한 진액/식물성 유지)이라는 천연수지를 주로 사용되었다. 광학렌즈의 요소 중합에 쓰이는 접착제는 빛 투과율이 우수하고 광학 유리와 동일 또는 유사한 굴절률을 요하는데 캐나다발삼이 천연수지이면서도 광학 접착제로 부합하여 널리 사용되었다.

 

중략 - 캐나다발삼:정유(精油) 16.24%를 함유하며, 비중은 0.9 정도이다. 황색 또는 녹색이며, 투명하다. 이 발삼은 북아메리카의 솔송나무 등의 껍질에 상처를 내어 채집하는데, 물에는 녹지 않으나 유기용매에는 녹으며, 굴절률이 유리에 가까운 l.45이므로 광학용 렌즈의 접합이나 현미경용 표본의 봉입에 사용된다.

 

출처> 네이버 지식백과

 

캐나다발삼은 캐나다 송백과 식물성 유지를 혼합하여 만들어지며, 광학(크라운) 유리와 합이 좋아 렌즈의 요소 중합에 캐나다발삼이 사용되었다. 하지만 제조할 당시에는 예상 못 한 문제가 십수 년 후엔 발생하였는데 발삼은 천연수지이므로 시간의 흐름에 대한 내구성이 그리 뛰어나지 않아  '발삼 분리'가 문제 되기 시작했다. 1960년대 이후 인공 화학수지 접착제(UV 접착제)가 천연수지 발삼을 대체하여 발삼 사용이 줄었지만 중합 요소의 접착 부분의 분리 문제를 지금까지 관례적으로 '발삼 분리'로 표현하고 있다.

 

UV 접착제를 사용하여도 중합요소 접착면 분리가 문제 되는 경우가 있다. 따라서 발삼 분리의 문제는 반드시 접착제의 문제라기보단 제조상의 하자도 주요한 발생원인 중 하나라 생각된다. 

 

 

▶ 발삼 분리의 원인과 발생 형태

 

발삼의 발생원인은 발삼 자체의 내구성 문제로 인한 중합 면의 분리/변형 등이 대부분이다. 발삼 분리가 광학요소에 나타나는 형태는 매우 다양한데, 일부분에 나타나기도 하고 아주 넓은 범위에 방사형 또는 전면에 걸쳐 나타나기도 한다. 심각한 경우 광학부의 빛 투과율을 방해해서 정상적이 기능이 어렵다. 사소한 발삼 분리의 경우에는 렌즈의 중합 광학 요소군에 빛을 비스듬히 조사하여 관찰하면 작은 점 등으로 나타나기도 하고, 밤하늘에 별이 반짝이는 것처럼 보일 때도 있다. 그리고 각각 다른 면의 중합 요소 간 온도 차이로 인하여 일시적으로 흐려지기도 하고, 분리된 중합 면에 심한 포그(Fog)가 발생하기도 하며, 곰팡이와 혼동되는 경우도 흔하다. 여러 이상 상태가 복합/중복되어 나타나기도 한다.

 

 

<출처> 구글링

 

 

 

▶ 발삼 분리의 수리 방법

 

발삼 분리는 문제가 되는 구성요소를 분리하여 중합 렌즈를 분리/ 기존의 발삼 접착제를 완전히 제거하고 새로 해당 중합부분을 접착하여야 한다. 렌즈 광학부의 문제를 수리하는 데에 가장 어려운 수리작업 중 하나가 아닐까 생각한다. 따라서 발삼 수리는 그 방법을 안다고 해도 쉽게 도전할 수 있는 분야는 아닌듯하다. 만약 수리 실패가 부담스러운 고가의 렌즈라면 전문 수리점에 수리를 위탁하는 것이 현명한 선택일 듯하다. 막연한 자신감만으로 도전하기에는 수리 난도가 만만찮다.

 

사실 광학부에 사소한 발삼분리의 경우에는 결과물에 영향을 끼치지 않기도 한다. 이 경우에는 굳이 어렵고 번거로운 발삼 수리보다는 그냥 사용하는 것이 좋지 싶다.

 

일단 렌즈의 분해에서부터 어려움을 겪는다면 수리의 성공 가능성은 매우 낮다. 그리고 중합 부분의 기존 발삼을 제거하기 위해서는 매우 높은 고열을 가해야 하는데 이는 렌즈 코팅을 손상할 가능성이 크다. 렌즈의 코팅은 고열 압착 방식 사용되며 따라서 코팅 면은 열에 취약하다. 수리 렌즈의 구면이 무코팅의 올드 렌즈일 경우에는 문제 되지 않을 수 있으나 싱글 또는 멀티 코팅 렌즈의 경우에는 손상된 코팅을 다시 재코팅하여야 한다. 조금 규모가 있는 안경원에서 코팅을 의뢰할 수 있지만, 이 또한 비용이 든다.

 

 

하지만 크게 부담 없는 렌즈라면 자가 수리에 도전해 볼 만하다. 보유 중인 올드렌즈 중 삼중합 요소 부분에 심하지는 않지만, 빛을 비춰보면 우주공간의 별들처럼 보이는 렌즈가 있는데 비교적 아끼는 렌즈라 심해진다면 한번 도전해 볼 생각이다.

 

 

일단 웹에서 검색한 자료를 중심으로 수리 단계를 간략히 정리하면,

 

 

1. 렌즈를 분해하여 문제가 발생한 중합요소를 분리

 

2. 열을 가하여 중합부분을 분리 후 기존 발삼 접착 성분을 제거

 

중합 요소에 열을 가하는 방식은 다양한데, 오븐에 넣어 가열(너무 고온을 사용하지 않는 것이 좋겠다. 끓는 물에서도 쉽게 분리가 된다고 하니 최고 온도는 300도를 넘기지 않는 선에서 가열하는 것이 좋지 않을까 싶다)하거나, 물에 넣어 가열하는 방법 등 수리자의 노하우에 따라 다양한 방법이 있는 듯하다. 중합 부분을 분리한 후 요소에 남은 발삼(유기용매에 녹는 성질이다)은 아이소 프로필렌 또는 알코올 등의 유기용매를 사용하여 깨끗하게 제거한다

 

3. 새로운 발삼 또는 UV 접착제(UV Curable Optical Assembly Adhesives)를 사용하여 중합 요소 접합

 

기존의 접착성분과 같이 캐나다발삼을 사용하여 다시 접합하여 수리하거나 UV 접착제(UV Curable Optical Assembly Adhesives / UV curing cement - 아크릴, 우레탄, 에폭시 등의 UV 접착제가 있으며, 렌즈에 따라 접합한 것을 선택)를 사용하여 접합, 이때 주의할 점은 렌즈의 광학적 중심(광축)을 정밀하게 일치하여야 하며, 접착제가 고르게 퍼져 접합 면에 균일하게 도포되도록 하여야 한다. (주변에 흐른 접착제는 알코올이나 에탄올로 제거할 수 있다)

 

발삼이나 UV 접착제(UV curing cement)의 경우, 경화가 급속하게 진행하는 것은 아니므로 해당 작업의 경과와 상태를 확인하며 시간적 여유를 갖고 단계별로 진행할 수 있다. 만약 중합/접착 면에 거품이 발생하였거나 광축이 어그러졌을 경우에는 다시 접착제를 제거하고 과정을 반복하여 문제를 해결한다.

 

4. 중합부분의 접착제 경화

 

 발삼은 완전히 경화되는데 시간이 걸린다. UV 접착제의 경우 자외선을 쬐어주어 접착제의 경화를 촉진할 수 있다. 하지만 이 경우에도 하루 이상 제품별로 최적화의 파장을 선택해서 자외선에 노출시켜 접작제의 경화를 확실하게 하는 것이 좋다. 자외선램프는 일반 스탠드에 자외선램프로 교체 후 사용할 수 있으며, 조사되는 양을 증대하기 위하여 알루미늄 포일이나 거울 등의 반사판을 깔고 사용할 수 있다. 자외선램프 등 인공적인 자외선 조광이 어려운 경우에는 햇볕에 쬐어 천연의 자외선을 활용할 수도 있겠다.

 

5. 블랙 리페인팅 등의 마무리와 재조립

 

중합 요소는 두 개 이상의 렌즈를 접합하여 일정 두께가 있으므로 테두리 주변의 빛의 산란을 막기 위해 무광의 블랙 페인팅 처리되는데 렌즈의 조립 전에 해당 부분을 리페인팅하는 한다. 테두리를 감싸는 부속이 있는 경우에는 생략되기도 한다.

 

상기 수리 단계는 아래 해외 사이트의 수리 정보 상당 부분을 참고하여 정리하였다. 보다 자세한 내용은 수리 방법은 아래의 링크를 참고하자.

 

 

▷ 참고>  Old Lenses can be restored by Re-cementing

         http://www.skgrimes.com/library/old-news/old-lenses-can-be-restored-by-re-cementing

 

         Re-cementing a lens      https://saopaulocamerastyle.wordpress.com/2013/06/26/re-cementing-a-lens/