Earticle

중국 도자기에 대한 과학적 연구는 화학적 성분분석을 중심으로 18세기부터 구라파에서 지속적으로 이루어졌으며, 중국내에서는 1950년대부터 시작되었다. 반면에 한국도자기의 경우는 1980년대에 미국과 독일에서 연구가 이루어지고 한국내에서 체계적 연구는 1990년대부터 시작되었다. 이와 같은 도자기 연구는 많은 분석결과들이 축적됨에 따라 여러 도요지들을 서로 비교하고 중국의 분석 결과와도 비교가 가능하게 되었다. 이 논문에서는 고려청자와 고려백자를 생산도요지와 발굴층위 등에 따라 각각 21그룹과 10그룹으로 나누어서, 성분결과들을 비교 관찰하였다. 각 그룹의 태토와 유약의 성분은 일반적으로 3~5편을 분석하고 그들의 분석값을 평균하였다. 비교 결과에서 한국도자기의 태토는 월주요와 경덕진요와 같은 중국 남방에서 사용되고 있는 운모-석영계의 도석으로 만든 것으로 나타나며, 유약도 중국과 유사하게 점토와 나무재, 그리고 석회석 종류의 용융재를 혼합하여 만든 것으로 추정된다. 특히, 석회석은 처음에 태워서 사용하다가 고려말기에 이르러 분말상태로 사용하는 경우가 많아지는 경향을 보인다. 월주요에서 사용한 유약은 몸체를 만든 태토를 섞은 것에 비하여 강진 청자의 유약은 백자를 만들 수 있는 점토를 사용하였기 때문에, 산화 티타늄의 함량이 현저하게 적게 나타나는 것을 알 수 있다. 이 논문의 방법과 결과들을 토대로 앞으로 이루어질 많은 발굴과 분석 자료들이 계속 축적될 수 있다면 더욱 좋은 비교 연구가 가능 할 것이다.

The composition of Chinese ceramic shards has been the subject of analysis in Europe, beginning in the 18th century, and in China from the 1950s. Scientific studies of traditional Korean shards commenced in the United States and Germany in the 1980s, and studies within Korea began in the 1990s. From analysis of a large systematically collected dataset, the composition of porcelain produced during the Koryŏ dynasty, including 21 celadon and 10 whiteware groups, was characterized and compared with that of Chinese ceramics. The average composition of the body and glaze of several shards (usually three to five) from each group was determined, enabling comparisons between groups. The results show that the majority of groups were derived from mica-quartz porcelain stone, which was commonly used in Yuezhou, Jingdezhen, and other southern Chinese kilns. The composition of glazes includes clay and flux components; the latter were typically wood ash and limestone, initially as burnt but later as crushed forms. The earliest of the Kangjin glazes contained substantially less titanium oxide than did the Yuezhou glazes, which were typically formulated from body material and wood ash. The present study provides a comparative framework for the growing number of analytical investigations associated with excavations occurring in Korea.

이 연구는 나주 오량동 가마 유적과 운곡동 고분 유적에서 출토된 대형전용옹관의 재료학적 동질성과 소성환경 및 제작기법적 특성을 비교검토 한 것이다. 모든 옹관편은 회색계열로 물리적, 광물학적 및 지구화학적 특성이 상당히 유사하다. 옹관 기벽의 두께는 약 2.3~5.3㎝로 미정질의 기질 사이로 분급이 다양한 다량의 석영을 포함하며 부분적으로 정장석과 흑운모가 관찰된다. 이는 대형의 옹관 제작시 건조 및 수축률을 조절하고 두꺼운 기벽을 유지하기 위해 첨가된 것으로 사료되며 약 11.4~19.8%의 면적비를 가진다. 옹관편의 X-선 회절분석 결과, 뮬라이트와 헤르시나이트 등이 검출되었으며, 이를 열적특성 분석 결과와 함께 종합할 때 약 1,000~1,150℃의 소성온도를 경험한 것으로 추정된다. 또한 옹관의 태토로 추정되는 오량동 태토저장공 토양과 옹관편과의 동질성이 입증되어 의미가 있다. 그러나 점토질의 오량동 가마 소성토와 원료산지로 추정되는 유적 남사면 토양의 경우, 미량 및 희토류원소의 거동특성은 일치하나 주성분원소에서 다소 차이를 보인다. 이들은 옹관 태토와 동일 기반암의 풍화에 의해 생성된 토양으로 간단한 정선이나 비짐첨가 등 별도의 과정을 거친다면 옹관태토로의 이용 가능성이 충분하다.

The pupose of this study was to identify the material characteristics, firing environments and making techniques for the jar coffins from the Oryangdong kiln site and the Ungokdong tomb site in Naju. All jar coffins had very similar physical, mineralogical and geochemical characteristics, although it was excavated from the different sites. The wall thickness of the jar coffins was about 2.3 to 5.3 cm. Under the microscopy, the jar coffins include a large quantity of various quartz with some microcrystalline and showed partly orthoclase and biotite. It is presumed that the mineral sherds added to maintain the thick wall and to control the percentage of contraction during drying and firing of jar coffins and it has contained about 11.4 to 19.8 %. Firing temperature of the jar coffins is estimated as 1,000 to 1,150℃. Also, all jar coffins and soils show similar geochemical behavior of elements and clay-mineralization degree within the site. This indicates making that the soil is probable to be a raw material of the jar coffins. But it shows different characteristics in major elements of soils which is collected at the kiln floor and the trench region of the Oryangdong kiln site because of the lack of quartz and feldspar in the soils. Therefore, it can use of the jar coffins making clay, if it goes through a simple special process such as mixing temper.

무령왕릉 출토 목관재 6점의 칠도막 편에 대하여 광학 현미경 관찰, 적외선 분광분석 및 SEM-EDS 분석을 실시하였다. 목관재에 도장된 옻칠 기법은 크게 네 가지 방법으로 분류되었다. 목재 표면에 그을음(미립자의 흑색 안료)을 혼합한 흑색 안료층이 밑층으로 존재하면서 그 위로 칠이 1회(그룹 Ⅱ) 도장된 것과 3회(그룹 Ⅰ) 도장된 것, 흑색 안료층이 존재하지 않으면서 칠 도장이 1회(그룹 Ⅳ)와 2회(그룹 Ⅲ) 되어있는 것으로 분류되었다. 이는 목관의 제작기법과 부재의 결구방법을 밝히는데 좋은 정보가 될 것으로 생각된다. 적외선 분광분석을 통해 무령왕릉 칠도막은 자외선에 의한 열화 요인이적은 것으로 나타났다. 이는 이동이 어려운 목관의 크기와 무덤이라는 매장 환경 등에 기인한 결과로 보인다. 또한 SEM-EDS 분석결과 현재까지 고대 칠분석에서 보고된 바 없는 Ca, Fe, Cu의 성분이 확인되어 의미가 있다.

We conducted optical microscopy, infra-red spectroscopy and SEM-EDS analysis of the lacquer layers on the wooden coffins excavated from King Muryeong's Tomb. We found four varnishing methods according to the sub-materials of lacquer layers: The lacquer of wooden coffins with black paint layer on the surface were classified with two groups; single layer and three layers. The lacquer of wooden coffins without black paint layer on the surface were classified with two groups; single layer and two layers. IR spectra of the laquer were same as those of the oriental laquer. The SEM-EDS analysis showed that the lacquer layers were mixed with iron, copper and calcium.

본 연구는 2007년 4월에서 6월까지 국내 8기의 석조문화재를 대상으로 환경요인과 엽록소 a 및 색에 따른 생물오염등급을 평가하였다. 엽록소 a 의 경우 16.2~136.6㎍ﾈ·g-1의 농도를 나타냈으며, 색은 녹색에서 검정색의 범위로 나타났다. 생물오염등급 평가 결과 물걸리삼층석탑과 수타사삼층석탑은 3등급을 나타냈고, 괘석리사사자석탑 및 5개의 문화재는 4등급 이상을 나타냄으로써 생물오염이 심각한 것으로 나타났다. 기중조류는 총 32분류군이 출현하였으며, 이 중 남조강은 16분류군이고, 녹조강은 13분류군이며 규조강은 3분류군으로 나타났다. 엽록소 a와 생물오염등급 간의 상관 분석결과, 상관계수는 0.43을 나타냈다. 엽록소 a와 출현종 간의 상관분석에서 Trebouxia sp.와 Chroococcus bituminosus는 상관계수 0.89와 0.65로써 높은 상관성을 나타냈다. 생물오염등급과 출현종의 경우에는 Chroococcus bituminosus, Aphanocapsa grevillei, Xenococcus acervatus, Chlorella vulgaris 및 Synechocystis pevalekii 등이 상관계수 0.54~0.65의 범위로 높은 상관성을 나타냈다.

To evaluate the biological pollution class, Chl-a concentration and color were examined in 8 stone cultural heritages of Korea from April to June 2007. In the case of Chl-a, it had the range of 16.2 to 136.6㎍ﾈ·g-1, and for the range of the colors, it came out from green to black. As the result of the evaluation, the Three storied stone pagoda in Mulgeol-ri and the Three storied stone pagoda in Suta Temple both showed class 3 and the other 6 stone cultural heritages showed the classes above 4, proving severe biological pollution. The total of 32 aerial algae taxa were found in 8 stone cultural heritages. Out of the 32 taxa, 16 taxa were found in Cyanophyceae, 13 taxa in Chlorophyceae, and 3 taxa in Bacillariophyceae. The correlation coefficient showed 0.43, as a result of the correlation analysis between Chl-a and the biological pollution class. Two among all the aerial algae taxa, Trebouxia sp, and Chroococcus bituminosus, showed high correlation coefficients of 0.89 and 0.65 with Chl-a, in the correlation analysis. High correlation coefficients from 0.54 to 0.65 were shown in a correlation analysis between the biological pollution class and the aerial algae taxa, which are Chroococcus bituminosus, Aphanocapsa grevillei, Xenococcus acervatus, Chlorella vulgaris, and Synechocystis pevalekii.

법주사 철확의 부식상태 및 미세조직 분석을 통해 제작기법을 추정하고자 광학현미경, SEM-EDS, 미소경도계, XRD를 이용하여 자연과학적 연구를 실시하였다. 표면층의 미세조직에서는 페라이트와 일부 펄라이트 조직이 관찰되었다. 내부층에서는 펄라이트 조직과 깃털모양의 흑연이 관찰되었으며, 중간 경계층에서는 심한 부식현상이 관찰된다. 미소경도는 조직별로 217Hv~698Hv 값의 범위를 가졌으며, 이는 일반적으로 고대 철제유물에서 보이는 경도 값 범위이다. 각 층별 미세조직에 대한 성분분석 결과, 표면층이 내부층에 비해 탈탄이 많이 되었음을 알 수 있었다. 금속 부식화합물의 XRD 동정 결과, 일반적인 금속유물의 부식과정에서 만들어지는 침철석과 적철석이 동정되었다. 결론적으로 법주사의 대형 철확은 주조기술로 제작되었으며, 내부는 흑연을 포함한 회주철 조직을 보이고 있다. 또한 표면층은 사용과정에서 가열과 냉각의 반복으로 탈탄작용이 일어났다. 이러한 연구결과는 대형 철확의 제작기법을 밝히는데 중요한 비교자료로 활용될 수 있을 것이다.

This study aims to extract manufacturing techniques by analysing metallurgical characteristics of the cast-iron pot from Bubjusa, examining corrosion status and microstructure with a optical microscope, SEM-EDS, micro vickers hardness tester and XRD. The microstructure analysis has presented that ferrite and partial portion of pearlite exist within the corroded outer layer. The analysis of the inner layer revealed that there is pearlite and graphite of feather shape. The one of the middle layer, which is placed between outer and inner layer, showed that corrosion has been heavily developed. Microvickers hardness values range from 217Hv to 698Hv in constituent layers and such values lie within the ranges of the ancient iron relics. The result of EDS analysis for each microstructure presented that the outer layer has been more decarbonized than the inner layer. XRD analysis of iron corrosion compound revealed that Goethite and Hematite had been produced from the corrosive process of iron. The study concludes that the large iron pot was made by casting technique, and microstructure of inner layer had a gray cast iron. Outer layer has been decarbonized through repetitive process of heating and cooling. This results can be used as fundamental data for comparative study to reveal manufacturing techniques of large cast-iron pot.

서산마애삼존불상(국보 제84호)을 이루는 암석은 담회색을 띠는 중립질 흑운모 화강암이며 부분적으로 페그마타이트 및 석영 세맥이 관찰된다. 삼존불이 조각된 암반은 전면에 걸쳐 불규칙적인 불연속면의 발달로 크기와 모양이 다양한 암괴를 형성하고 있으며, 암반 사면의 안정성이 취약한 것으로 나타났다. 훼손도 진단 결과, 수직 및 수평 절리가 밀집된 부분을 중심으로 물리적 풍화와 표면변색에 의해 훼손이 가중된 상태를 보인다. 이를 삼존불의 전체 면적대비 훼손율 42.7%에 비교했을 때, 물리적 풍화는 9.6%, 변색은 33.1%로 변색에서 높은 점유율을 보였다. 초음파 측정 결과, 삼존불은 전반적으로 심한 풍화단계(HW)에 있으며 삼존불에 발달하고 있는 불규칙한 절리계를 따라 약 1,000㎧ﾐ의 저속도대가 분포하여 구성 암석이 약화된 것을 알 수 있다. 삼존불 보호각 내외부의 상대습도는 사계절 모두 평균 70% 이상을 기록하며, 95% 이상의 고습도 영역에서 높은 빈도수를 나타냈다. 이 고습도 환경은 강수와 함께 암석 표면에 결로를 발생시켜 수분을 공급하며 수분의 침투와 함수율이 높은 균열 및 절리대를 따라 물리적 , 화학적, 생물학적 풍화를 진전시키는 것으로 사료된다. 따라서 삼존불의 과학적 보존을 위해 수분문제를 비롯하여 지속적인 보존환경 모니터링을 통한 환경제어 방안이 필요할 것으로 판단된다

The Seosanmaaesamjonbulsang (National Treasure No. 84) consists of light gray and coarse to mediumgrained biotite granite with partly developed pegmatite and quartz vein. The host rock is divided into dozens of rock blocks with various shape along irregular discontinuity plane. The evaluation results of discontinuity systems reveal that the host rock were exposed to instable sloping environments. Results of deterioration diagnosis show that the degree of damage has been made worse by physical weathering and surface discoloration laying stress on part that vertical and horizontal joints are massed. Generally, deterioration rate of the triad Buddha surface cover with 42.7%, however, the rate of physical weathering and surface discoloration are subdivided to 9.6% and 33.1%, respectively. Ultrasonic measurements indicate that the triad Buddha was reached highly weathered grade in general. And the rock material was weaken to show low velocity zone of 1,000㎧along irregular joint systems. Indoor and outdoor mean relative humidity of the shelter was recorded more than 70% during every season, and high frequency appears in high relative humidity range over 95%. Such environments seem to have produced dew condensation on the rock surface with rainfall and supply water, promoted physical, chemical and biological weathering along crack and joint, resulting in high permeation of water and percentage of water content. Therefore, it is judged that for scientific conservation of the triad Buddha it needs environment control through persistent preservation environment monitoring including water problem.

금산사미륵전벽화는 사찰벽화에서 나타나는 손상상태 중에서도 극히 심각한 상태에 놓여있다 . 이들 벽화에 대한 보존처리에 앞서 벽화의 구조, 특성, 손상유형 및 원인 등 거시적 관점에서 사전조사를 하고 그 결과에 대한 평가를 실시하였다. 손상이 가장 심한 곳은 건물의 남측으로, 채색층과 마감층의 손상이 두드러지는 것으로 조사되었다. 채색층과 마감층 일부가 도막을 형성하며 얇은 두께로 벽체로부터 박리･박락되었으며, 상태가 심한 경우는 마감층 전체가 이탈되기도 하였다. 주요 손상원인은 건물 하중으로 인한 벽체의 균열 및 파손과 과거 보존처리에 사용된 보강재의 열화로 판단된다. 채색층 및 마감층의 손상은 환경적인 요소에서 기인하는 온습도 편차, 자외선으로 인한 물리화학적 손상과 과거 적용된 합성수지 고분자물질의 기계적 물성저하로 인한 영향 등이 상호 복합적으로 작용하여 발생한 것으로 보인다. 벽체의 균열, 박락과 과거 보강부위 이탈 등의 손상은 사찰벽화와 물성이 다른 보강재료의 사용과 유럽식 이전복원 공법의 무리한 적용에서 비롯되었다고 판단된다.

Since wall paintings in Maitreya Hall of Geumsan-sa temple had displayed a serious state of damage and deterioration, a detailed examination such as structural analysis of the wall, cause of damage, and the state of deterioration have been thoroughly conducted before the conservation treatment has commenced. The most seriously deteriorated part of the wall paintings was the south wall of the building in particular in its painted and surface layer. The painted layer had formed its own layer of thick, which has been separation from the surface layer. As such problem developed the whole surface layer has been separated from the wall. The problem has been caused by two reasons: 1. the heavy weight of the roof section and it caused cracks and damage on the wall; 2. the loss of function of consolidating material and it caused discolouring and the separation of surface layer from the wall. The cause of damage on the painted and surface layers can be assumed in two ways: 1. its surrounding environment such as the change of temperature and humidity level and ultraviolet rays ; 2. the loss of mechanical function of consolidating material, synthetic resin which had been applied in the past conservation treatment. The separation of layers from the wall and cracks was caused by the mistake in choosing an applicable consolidating material and dismantling technique which had ignored a different characteristic of the wall painting of Korean buddhist temples.

본 연구는 다양한 소성온도에서 원료 점토의 화학조성(광물조성)에 따른 토기의 특성을 밝히고, 소성조건과 특성이 확인된 토기시료를 제작함으로써 향후 비슷한 조성을 가지는 토기의 제작기법 연구에 비교시료로서 제시하고자 수행되었다. 이를 위하여 서로 다른 조성을 가지는 원료 점토를 선정하여 온도에 따른 토기 시편을 제작하고, 제작시편의 물리적, 조직적 특성을 연구하였다. 실험에 사용된 점토의 화학조성은 제겔식(Seger formula)을 이용하여 광범위하게 선정하였으며, 산성산화물을 기준으로 몰비율이 낮은 점토에서 높은 점토까지 4단계가 되도록 선정하였다. 시편의 소성은 600~1200℃까지 100℃간격으로 7단계로 조절하였다. 그 결과 각 화학조성별 소성온도에 따른 제작시편의 특성을 확인할 수 있었으며, 산성산화물의 몰 비율이 6.10, 5.85로 높은 시편(Y, G)이 산성산화물의 몰비율이 3.41, 2.85로 낮은 시편(H, S)에 비하여 동일 소성온도에서 보다 높은 경도값을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한 4종의 제작시편 모두 1100℃의 소성온도에서 급격한 흡수율의 감소와 조직의 유리질화를 나타냈으며, 산성산화물의 몰 비율이 높을수록 상대적으로 높은 조직의 유리질화를 보였다. 이러한 결과는 산성산화물의 몰 비율이 토기의 물리적, 조직적 특성에 상당한 영향을 미침을 보여주며, 향후 비슷한 조성을 가진 토기의 제작기법 연구와 물리적 특성을 파악하는데 비교자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

The purpose of this study aims to reveal characteristics of reproduced potteries which made with clays of various chemical compositions in different firing temperatures and thereafter to provide comparative samples for identifying the manufacturing techniques of earthenwares from archaeological excavation by reproducing and characterizing sample under controlled conditions. For this study, various samples of earthenware are reproduced using different types of raw clays at several different firing temperature, followed by physical and structural characterization. Chemical specification were varied from different types of clay, which were calculated by Seger formula, and four different types of clay were selected based on different mole ratio of acidic oxide. The temperatures of firing of 7 samples were varied between 600℃ to 1200℃ at the interval of 100℃ for each sample. The result of analysis revealed that each reproduced earthenware has different chemical compositions divided into two groups: 1. Sample Y(6.10) and Sample G(5.85) clay; 2. Sample H(3.41) and Sample S(2.85) clay. The former which has higher mole ratio of acidic oxide than the latter, shows higher level of rockwell hardness at the same firing temperature. In addition, all four samples presented that as the firing temperature was increased, absorption rates of Y and G were abruptly dropped at 1200℃. Furthermore the more mole ratio of acidic oxide increase, the more microtexture of samples were vitrificated. Such result reveals that mole ratio of acidic oxide influence physical and microtextural characteristics of earthenwares, and it can be used as the comparison data in the understanding of manufacture techniques for the earthenwares of similar chemical composition.

이 연구에서는 석조문화재 강화제의 처리 효과를 정량적으로 규명하기 위해 화강석분과 포틀랜드시멘트를 이용하여 강도가 낮은 인공 다공질 시료를 제작하고, 여기에 4종의 알콕시실란계 강화제와 아크릴수지, 에폭시수지 등 상업화 된 6종의 강화제를 적용하여 처리 전과 후의 특성을 비교 분석하였다. 실험 결과, Silres BS OH 100은 밀도 및 표면 경도 향상에 효과적이며, 발수성의 SS-101과 친수성의 Site SX-RO는 염풍화에 대해 향상된 내구성을 보였다. Araldite 2020은 물리적 기능 향상에 가장 효과적이나, Syton HT-50 및 Paraloid B72는 낮은 침투율로 인해 표면 일부에 처리효과가 집중되어 전체적으로는 풍화에 취약한 것으로 나타났다.

In order to clarify the effect of consolidant, the artificial porous material with low intensity was manufactured using granite powder and Portland cement. We have prepared four kinds of alkoxysilane system consolidants, a acrylic resin and a epoxy resin and investigated about characteristics before and after consolidation. As a result of the research, Silres BS OH 100 was effective for density and surface hardness. SS-101 with hydrophobicity and Site SX-RO with hydrophilicity had the good durability over salts weathering. On the other hand, Syton HT-50 and Paraloid B72 were easily destructed by salt weathering because they were concentrated on surface area by the low penetration depth. Araldite 2020 was the most effective consolidant for improvement of physical properties.

유구 전사용으로 수입되어 사용되는 우레탄 수지 NS-10을 대체하기 위하여 1 차 유구 전사용과 토층 전사용 우레탄 수지를 합성하였다. 합성된 우레탄 수지는 NS-10과 비교하여 볼 때, 수분을 함유하는 토양에서 같은 침투력을 갖고 있으며, 유구 전사 시, 최종생성물인 에폭시 표면과 우레탄 pre-polymer 층의 박리에도 안정한 도막층을 형성하였다. 1 차 유구 전사용으로 사용될 우레탄은 NS-10과 같이 강한 인장 강도를 부여하고자 했으며, 토층 전사용 우레탄의 경우에는 역시 NS-10과 같은 인장 강도를 가지되 NS-10보다 경질성을 증가시켰다. 이 경질성의 증가로 인하여 토층 전사 후에도 토층 전사체 후면의 작업을 최소화할 수 있는 장점을 갖게 되었다. 최종적으로 합성된 우레탄 수지들을 실험실에서 제작한 압착 토양과 실제 유구와 유사한 토양에 직접 적용하여 본 결과, 기존에 사용하였던 NS-10과 비교하여 만족스런 침투력과 안정성을 가지고 있는 전사체를 형성함을 보여 작업자에게 편의성을 주는 우수한 전사용 수지였다.

Urethane resin applicable for the first transcription of historical site and transcription of soil layer were synthesized in order to replace the imported urethane resin, NS-10. Comparing to the NS-10, the urethane polymers showed similar penetration to wet soil and formed a stable layer of polyurethane during progress working the peeling off the polyurethane pre-product from epoxy surface of final product. The urethane resins used for the first transcription of historical site improved tensile strength, which is consistent with that of NS-10. In addition the urethane resin for transcription of soil layer was supplied with hardness that have a also same strong point as like NS-10. This property is advantage due to simplifying the transcription work of soil layer in backward. When we tested to the real ground soil as well as experimentation compressed soil with use these synthesis urethane resin, we ca get the satisfying result in penetration property and stability and these properties evaluated the resins as an advanced product serving better convenience for worker.