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)”로 지칭되는 중합 렌즈의 접합 불량 또는 하자는 렌즈의 광학 성능 및 결과물의 품질 저하를 초래하며, 수리 난도가 높아 빈티지 렌즈 사용자에게 심각한 문제를 야기합니다. 발삼 분리의 발생 원인과 수리 방법에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

 

 

 

▶ Balsam의 사용 배경과 특징

 

렌즈의 다양한 광학 설계에서 색수차 보정을 위해 굴절률 및 아베 수가 서로 다른 성질의 광학 유리를 중합 또는 삼중합하는 것이 일반적인데, 이러한 요소들을 결합하는 접착제는 UV 접착제가 도입되기 이전까지 발삼(침엽수에서 분비되는 끈끈한 진액/식물성 유지)이라는 천연 수지를 사용했습니다. 광학 렌즈의 요소 중합에 사용되는 접착제는 높은 빛 투과율과 광학 유리와의 동일 또는 유사한 굴절률을 요구되므로 (캐나다발삼은 천연 수지임에도 불구하고) 광학 접착제의 요건을 충족하여 널리 사용되었습니다.

 

 

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 제조되며, 광학(크라운) 유리와 우수한 호환성을 보여 렌즈 요소 중합에 활용되었습니다. 그러나 제조 당시에는 예측하지 못했던 문제가 십수 년 후 발현되었습니다. 발삼은 천연 수지이므로 시간 경과에 따른 내구성이 뛰어나지 않아 ‘발삼 분리’ 현상이 발생하기 시작했습니다. 1960년대 이후 인공 화학 수지 접착제(UV 접착제)가 천연 수지 발삼을 대체하면서 발삼 사용량은 감소했지만, 중합 요소 접착 부분의 분리 문제는 여전히 ‘발삼 분리’라는 용어로 관례적으로 표현되고 있습니다.

 

UV 접착제를 사용하더라도 중합 요소 접착면 분리가 발생하는 경우가 있습니다. 따라서 발삼 분리의 문제는 천연 접착제만의 문제라기보다는 제조상의 결함 또한 주요 발생 원인 중 하나로 간주됩니다. 

 

 

 

▶ 발삼 분리의 원인과 발생 형태

 

발삼의 발생 원인은 발삼 자체의 내구성 문제로 인한 중합 면의 분리 또는 변형 등이 주된 요인입니다. 발삼 분리가 광학 요소에 나타나는 형태는 매우 다양하며, 일부분에 국한되거나 넓은 범위에 걸쳐 방사형 또는 전면 전체에 걸쳐 나타날 수 있습니다. 심각한 경우, 광학부의 빛 투과율을 저해하여 정상적인 기능 수행이 어려워질 수 있습니다. 사소한 발삼 분리의 경우, 렌즈의 중합 광학 요소군에 빛을 비스듬히 조사하여 관찰하면 작은 점 형태로 나타나거나, 밤하늘의 별이 반짝이는 것처럼 보일 수 있습니다. 또한, 서로 다른 면의 중합 요소 간 온도 차이로 인해 일시적으로 흐려지거나, 분리된 중합 면에 심한 포그가 발생하여 곰팡이와 혼동되는 경우도 빈번합니다. 이러한 이상 상태들이 복합적으로 또는 중복적으로 나타나는 경우도 있습니다.

 

 

<출처> 구글링

 

 

 

▶ 발삼 분리의 수리 방법

 

발삼 분리 작업은 문제가 되는 구성 요소를 분리하여 중합 렌즈를 분리하고, 기존의 발삼 접착제를 완전히 제거한 후 새로 해당 중합 부분을 접착해야 하는 작업입니다. 렌즈 광학부 수리 작업 중 가장 난이도가 높은 작업 중 하나로 여겨지며, 발삼 수리 방법을 숙지하고 있다고 하더라도 쉽게 접근하기 어려운 분야입니다. 특히 수리 실패 시 큰 손실을 초래할 수 있는 고가의 렌즈의 경우, 전문 수리 업체에 수리를 의뢰하는 것이 현명한 판단일 것입니다. 막연한 자신감만으로 접근하기에는 수리 난도가 상당히 높습니다.

 

사실 광학부에 사소한 발삼 분리가 발생하는 경우, 결과물에 미치는 영향은 미미할 수 있습니다. 이러한 경우에는 굳이 어렵고 번거로운 발삼 수리 작업을 진행하기보다는 렌즈를 그대로 사용하는 것이 바람직합니다.

 

렌즈 분해 과정에서 어려움을 겪는 경우, 수리의 성공 가능성은 매우 낮습니다. 또한, 중합 부분의 기존 발삼을 제거하기 위해서는 매우 높은 고열을 가해야 하는데, 이는 렌즈 코팅의 손상을 초래할 가능성이 큽니다. 렌즈 코팅은 고열 압착 방식으로 제작되므로 코팅 면은 열에 취약합니다. 수리 렌즈가 무코팅의 올드 렌즈일 경우에는 문제가 되지 않을 수 있으나, 싱글 또는 멀티 코팅 렌즈의 경우 손상된 코팅을 재코팅해야 합니다. 코팅 작업은 규모 있는 안경원에서 의뢰할 수 있지만, 추가 비용이 발생할 수 있습니다.

 

하지만 크게 부담 없는 렌즈의 경우, 자가 수리에 도전해 볼 만합니다. 보유 중인 올드 렌즈 중 삼중합 요소 부분에 심하지는 않지만, 빛을 비춰보면 우주 공간의 별들처럼 보이는 렌즈가 있는데, 비교적 아끼는 렌즈이므로 심해진다면 직접 수리해 볼 생각입니다.

 

일단 웹에서 검색한 자료를 바탕으로 수리 단계를 간략히 정리하면 다음과 같습니다.

 

 

1. 렌즈를 분해하여 문제가 발생한 중합요소를 분리

 

2. 열을 가하여 중합부분을 분리 후 기존 발삼 접착 성분을 제거

 

중합 요소에 열을 가하는 방식은 다양하며, 수리자의 노하우에 따라 오븐 가열(300도 이하를 권장하며, 끓는 물에서도 분리가 용이하므로 고온 사용은 지양하는 것이 바람직합니다) 또는 수열 가열 등이 있습니다. 중합 부분을 분리한 후 요소에 잔류하는 발삼(유기용매에 용해되는 성질)은 아이소 프로필렌 또는 알코올 등의 유기용매를 사용하여 제거합니다.

 

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

 

기존의 접착 성분을 활용하여 캐나다발삼을 사용하여 재접합 및 수리를 진행하거나, UV 접착제(UV Curable Optical Assembly Adhesives / UV curing cement - 아크릴, 우레탄, 에폭시 등의 UV 접착제가 있으며, 렌즈 특성에 따라 적합한 접합 방식을 선택)를 사용하여 접합합니다. 이 과정에서 렌즈의 광학적 중심(광축)을 정밀하게 일치시키고, 접착제가 고르게 퍼져 접합 면에 균일하게 도포되도록 주의해야 합니다. (접착제가 주변으로 흘러나온 경우 알코올 또는 에탄올을 사용하여 제거할 수 있습니다.)

 

발삼 또는 UV 접착제(UV curing cement)의 경우 경화가 급격하게 진행되지 않으므로 작업 경과 및 상태를 확인하며 충분한 시간을 두고 단계별로 진행할 수 있습니다. 중합/접착 면에 거품이 발생하거나 광축이 어긋난 경우에는 접착제를 제거하고 과정을 반복하여 문제를 해결합니다.

 

 

4. 중합부분의 접착제 경화

 

 발삼은 완전히 경화되는 데 시간이 소요됩니다. UV 접착제의 경우, 자외선을 조사하여 접착제의 경화를 가속화할 수 있습니다. 그러나 이 경우에도 제품별로 하루 이상 최적화된 파장을 선택하여 자외선에 노출시키는 것이 접착제의 경화를 확실하게 하는 데 효과적입니다. 자외선 램프는 일반 스탠드에 자외선 램프로 교체하여 사용할 수 있으며, 조사량을 증대시키기 위해 알루미늄 포일이나 거울 등의 반사판을 설치하여 사용할 수 있습니다. 자외선 램프 등 인공적인 자외선 조사가 어려운 경우에는 햇볕에 노출시켜 천연 자외선을 활용할 수 있습니다.

 

 

5. 블랙 리페인팅 등의 마무리와 재조립

 

중합 요소는 두 개 이상의 렌즈를 접합하여 일정 두께를 가지므로, 테두리 주변의 빛 산란을 방지하기 위해 무광 블랙 페인팅 처리됩니다. 렌즈 조립 전에 해당 부분을 리페인팅하며, 테두리를 감싸는 부속이 있는 경우에는 리페인팅을 생략할 수 있습니다.

 

본 수리 단계는 아래 해외 사이트의 수리 정보를 상당 부분 참고하여 정리되었습니다. 보다 자세한 내용은 아래 링크를 참조하십시오.

 

 

▷ 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/