Earticle

처리 농도 및 용매에 따른 PEG의 압축강도를 측정하고 치수안정화 효과와 비교 하여 전시 및 보관에 적합한 처리 조건을 설정하고자 하였다. 선행된 고함수율 수침고목재의 동결건조를 위한 PEG전처리 농도 및 용매 설정 연구에서 수용액 PEG 40% 전처리 후 진공동결건조가 치수안정성이 가장 우수하게 나왔다. 이번 연구에서는 약품의 처리농도에 비례하여 압축강도가 증가하였으며, 용매에 있어서는 물이 t-butanol 보다 상대적으로 압축강도가 높게 나타났다. 특히 수용액에서 PEG 40%와 PEG 50%의 강도차가 6.6%(16kgf/㎠)로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과에 따라 수침고목재유물의 보존처리에서 치수안정성과 압축강도를 동시에 충족시키고자 할 때, 수용액 PEG 40% 전처리 후 동결건조를 실시하는 것이 가장 효과적인 것으로 확인되었다.

The compressive strength of PEG along processing concentration and solvent is willing to be measured and proper processing condition for exhibition and storage is also willing to be measured by comparing with dimensional stability. In the advanced research of setting PEG-preprocessing concentration & solvent for freeze drying of waterlogged archaeological wood of high water content, vacuum freeze drying showed the highest dimension stability after 40% PEG-preprocessing of aqueous solution. In this study, the compressive strength increased in proportion of processing concentration and water showed the relatively-higher compressive strength than t-butanol regarding solvent. Especially, it showed that there is no big strength difference between PEG 40% and PEG 50% in aqueous solution by 6.6%(16kgf/㎠). According to the above results, it was recognized that it is most effective to implement freeze drying after 40% PEG-preprocessing when want to dimensional stability and compressive strength simultaneously.

동관왕묘(보물 제142호)는 조선시대(1602)의 건축물로서 관우, 장비, 우장군, 주창 및 조자룡 등의 소조상이 안치되어 있다. 이 소조상들의 채색층은 먼지 등 무기오염물로 인해 안료의 원색이 손상되었으며, 수차례의 보수 및 덧칠로 인해 원형이 훼손되어 있다. 소조상의 채색안료에 대한 정밀분석을 위해 X-선 회절분석, SEM-EDS, P-XRF 및 색도 측정을 실시한 결과, 적색과 갈색의 안료는 진사, 석간주, 연단이며, 연적색은 석고를 첨가하여 조색하였다. 흑색과 금색은 각각 흑연과 금(Au)박이 사용되었으며, 녹색 안료에서는 공작석, 염화동 및 해록석이 동정되었다. 매우 선명하게 발색된 청색은 현대 안료로 보채한 것으로 판단되며, 백색은 백악, 석고, 연백이 모두 검출되었다. 석황과 밀타승은 각각 황색과 연황색 채색에 사용되었다.

The Donggwanwangmyo Shrine was built in the period of Joseon Dynasty in 1602. There are Clay Statues (Gwanwo, Jangbi, Woojanggun, Juchang, Jojaryoung and so on) enshrined in the inside of the main hall. Original color of these Clay Statues are deteriorated by inorganic pollutant like dust. And the origanal forms were damaged during several process of restorations and repaintings. This study carried out XRD, SEM-EDS, P-XRF and chromaticity measurement for characterization of pigments which painted on Clay Statues. As a result, cinnabar, hematite and red lead were used to paint in pigments for the red and brown colors. Light red pigment was made by gypsum with these minerals that make colors. Graphite and gold were used to color of black and gold pigment, respectively. Green pigment is identified of malachite, atacamite and glauconite. Blue pigment which is clearly painted on Clay Statues is interpreted a modern industrial pigment that were painted at repair work. White pigments are detected calcite, gypsum and silver white. Orpiment and litharge were used to color of yellow and light yellow pigment.

문화재는 화학적 요인, 생물학적 요인 등 각종 열화 인자에 의해 재질이 열화되면서 각각 특유의 휘발성 유기화합물을 방출해내며 이러한 휘발성 유기화합물은 대기 중에 존재하고 다른 재질로 이루어진 유물의 열화 인자로 작용한다. 하지만 다수의 분석법 중에 비파괴적인 분석법은 흔치 않으며 기기 사용의 어려움으로 현장적용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 피혁에서 발생하는 유해가스를 비파괴적이고 조작이 간편한 고체상미세추출법과 기체크로마토그래피를 통해 분석을 실시하였다. 또한 고체상미세추출법 중 이동형 홀더(field holder)의 효율성을 입증하였다. 국가기록원에 보관 중인 행정박물 중 피혁으로 이루어진 유물을 선정하여 고체상미세추출법의 현장적용을 실시, 비교 분석함으로써 피혁재질에서 자체적으로 발생하여 주변 공기에 방출시키는 (E)-2-nonenal, butyl hydroxy toluene 등의 화합물을 확인할 수 있었다.

Cultural heritages emit volatile organic compounds(VOCs) during degradation as chemical, biological factors. These VOCs in the atmosphere are degradation factors for another materials. But non-destructive organic analysis methods are uncommon, and have difficulties for field application. In this study, solid phase micro-extraction(SPME) and gas chromatography(GC) are carried out for analysis of VOCs which are emitted from leather, and prove SPME field holder's efficiency. I analize leather archival objects at The National Archives of Korea by cross-checking GC and SPME methods. It could be confirmed that the compounds are (E)-2-nonenal, butyl hydroxy toluene emitted itself from leather.

출토복식은 조선시대 복식문화를 알 수 있는 중요한 자료들이다. 그 중에서도 염직물들은 복식의 문화사적 연구뿐만 아니라 보존과학적 연구 및 유물복원을 위해 꼭 필요한 자료들이다. 그러나 매장환경에서 오랜 기간 동안 영향을 받으면서 색은 변퇴색되었으며 발굴 후에도 점차 퇴색되어가므로 본래의 색을 추정하기가 어렵다. 이에 본 연구에서는 적색, 황색, 자색, 청색의 천연염색포 표준시료를 제작하여 고속액체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography with Photodiode Array Detector, 이하 HPLC-PDA)에 의해 분석하고, 같은 방법으로 출토염직물에 남아있는 색소를 추출하여 분석함으로써 출토직물의 염료분석을 시행하였으며 당시의 색을 추정하기 위해 전자현미경(Scanning electron microscope 이하 SEM)에 연결된 에너지 분산형 원소분석장치(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy 이하 EDX)를 이용하여 매염제 분석을 시행하였다. 본 실험을 위해 16~17세기 출토직물편으로 대전시 송천동 출토 은진송씨 송문창 출토직물 2점과 대전시 목달동 출토 여산송씨 송희종 출토직물 1점 등 3점을 사용하였으며, 분석결과 alizarin, purpurin, indigo, ellagic acid 등의 색소가 검출되어 꼭두서니-쪽의 중복염색, 꼭두서니 염색, 석류-쪽의 중복염색 등의 결과를 얻을 수 있었으며 매염제로는 모든 유물에서 Al이 검출되었다.

Excavated textiles provide very important research data on the costume culture of the Joseon dynasty. In particular, dyed textiles are indispensable for textile conservation research and for restoration of remains as well as for general costume culture research. Unfortunately, a prolonged burial environment causes the colors to change and gradually fade after excavation. Therefore, it is very difficult to identify the original color. In this study, natural dyed samples of red, yellow, purple and blue were prepared and analyzed using HPLC-PDA. Dyes of colorants extracted from excavated textile remains were analyzed by HPLC. In addition, mordants were analyzed using (SEM-EDX) in order to estimate the original color. The 16~17th Century's three samples were analyzed, sample 1, and 2 from Eunjin Song's Song Mun-Chang excavated at the Songchon-dong in Daejeon, and sample 3 from Yeosan Song's Song, Hee-Jong excavated at the Mokdal-dong in Daejeon. From the HPLC results, alizarin, purpurin, and indigo were detected on sample 1, alizarin and purpurin on sample 2, ellagic acid and indigo on sample 3. Therefore they were dyed with madder and indigo (sample1), madder (sample2), pomagranted and indigo (sample 3). Al mordant was identified on three samples.

석조문화재의 보존·복원 과정에 적용되는 에폭시 수지에 경화제의 혼합을 통하여 경화 시 발열 반응을 제어할 수 있는 접착 시스템을 연구하였다. 사용된 에폭시 주제는 hydrogenated bisphenol A (HBA), 경화제로는 속경화형 경화제 FH와 poly(propyleneglycol)bis(2- aminopropylether) (SH)를 사용하였으며, 무기 첨가물은 탈크를 사용하였다. 에폭시 수지와 경화제의 혼합비에 따라 경화 시 온도를 측정하고, differental scanning calorimeter (DSC)를 이용하여 경화동력학을 확인하였으며, 기계적 특성을 파악하기 위해 무기 첨가물의 함량에 따른 인장강도, 전단강도를 측정하였다. 연구 결과, 에폭시 수지의 경화제 혼합을 통하여 경화 시 반응열 상승폭 제어 및 경화 거동 제어의 가능성을 확인하였으며, 무기 첨가물 첨가를 통해 적절한 강도 조절이 가능하여 석조문화재에 적용 가능한 새로운 접착 시스템을 개발하였다.

The exothermic cure kinetics of epoxy resin was controlled by hardener containing fast and slow curing agents. The epoxy risen comprises hydrogenated bisphenol A-based epoxide (HBA), fast curing agent (FH) and slow curing agent poly(propyleneglycol)bis(2-aminopropylether) (SH). Talc was used as an inorganic additive. In the process of curing, cure kinetics along with temperature was monitored by differential scanning calorimeter (DSC) and thermocouple to show that the temperature increase was well controlled by adjusting the hardener mixture. Additionally, bending and tensile strengths of the epoxy/talc composites were also measured to be lower and higher with the amount of the talc inorganic additive, respectively. It is thus concluded that the increase in the temperature during exothermic curing reaction and mechanical properties of epoxy resins are tuned by optimizing hardener mixture for successful stone conservation.

석조문화재의 훼손된 부재를 재사용하기 위한 보존관리는 1900년대부터 시작되었다고 볼 수 있는데 일제강점기 시대에 무기물인 시멘트를 원료로 사용하면서 부터이다. 1990년대에 접어들면서 건축 재료인 유기질의 에폭시수지가 도입되었고 현재에 이르기까지 석조문화재 전반에 활용되고 있다. 특히 절단된 부재의 구조적 보강에도 충전제를 혼합하여 사용하는 등의 적극적인 보존처리 작업이 진행되었다. 그러나 구조적 보강을 위해 넣은 금속봉의 길이는 보존과학자의 인지적 경험을 바탕으로 설계하였기 때문에 다양한 매입길이와 함께 원부재의 2차적 훼손을 유발할 수 있다. 따라서 본 실험을 통해 원부재의 훼손율을 최소화하면서 최대의 구조적 보강을 하기 위해 유효정착길이를 표준화한 결과 ø8㎜는 60.88㎜, ø12㎜는 91.32㎜, ø16㎜는 121.76㎜가 적정하였다. 이 외의 구경은 ℓd= at⨍y/uΣ0을 이용하여 정착길이를 구한다. 이 때 사용된 금속보강재는 전산형 환봉을 사용하여야 휨, 전단, 압축 등의 재하하중에 대항할 수 있었다.

It was the 1900s that the damaged materials of stone heritages began to be preserved and managed for the purpose of reuse, especially since cement, an inorganic material, began to be used during the Japanese colonial period. Epoxy resin, an organic material, was introduced to architecture around the turn of the 1990s, and has been being used across the board. In particular, filler mixtures began to be aggressively used for the structural reinforcement of severed materials. The problem was metal stiffeners used for structural reinforcement. The anchorage length varied depending in different conservation scientists, and as a result the secondary damage was apt to occur in the materials. In this study, hereat, a calculation was made of the most effective anchorage length with the minimization of material damage. The results were as in the following: the anchorage length of an 8-milimeter-across (ø8) metal stiffener was found to be most effective at 60.88㎜. Those of ø12 and ø16 were 60.88㎜ and 91.32㎜ respectively. In the case of other calibers, the anchorage length was calculated by a formula ℓd= at⨍y/uΣ0. In the experiment, helically-threaded round bars were used as metal stiffeners in order that they could bear surcharge loads such as bending, shear and constriction.

반구대암각화의 주암면은 열변성을 받아 혼펠스화된 암갈색 셰일이 주류를 이룬다. 이 암석의 표면은 일정 깊이의 풍화층(평균 공극률 25%)을 형성하고 있으며 신선한 면(평균 공극률 0.4%)과 광물조성 및 화학조성의 차이를 보인다. 암각화가 새겨지기 이전부터 현재까지 발생한 주암면의 손상된 영역은 약 23.8%로 산출되었다. 또한 박리가 발생한 면적은 전체면적의 약 1.2%를 차지하는 것으로 나타났다. 색도측정 결과, 암각화의 주암면은 생물학적 및 화학적 훼손요인에 의해 백색 및 황색도가 증가한 것으로 확인되었다. 암각화 주암면의 초음파속도는 평균 2,582㎧로 측정되었다. 이는 2003년도의 값보다 감속한 것으로, 특히 암각화 하부 영역에서 물성이 감소한 것으로 나타났다. 암각화 암반을 구획하여 사면안정성을 분석한 결과, 1구역과 2구역은 평면, 전도 및 쐐기파괴에 의한 위험성이 존재하는 것으로 나타났다. 3구역은 전도파괴의 위험성이 높은 것으로 확인되는 등 암각화 및 주변암반은 구조적으로 불안정성을 갖는 것으로 나타났다. 3차원 영상분석을 통해 암각화 하부에 있는 공동부위를 모델링하였다. 이 자료를 토대로 공동부위의 안정에 적합한 지질공학적 보강공법이 도입된다면 암각화를 보다 효과적으로 보존할 수 있을 것으로 판단된다.

The major petroglyphs of Bangudae site were composed mainly of hornfelsed shale. Surface of the rock was formed weathering layer (average porosity 25%) that discriminated mineral and chemical composition against fresh rock (average porosity 0.4%). The lost area of major petroglyphs in the past up images carved to the present was calculated about 23.8%. And occurrence area of exfoliation indicated 1.2% of the whole petroglyphs. As a result of the chromaticity analysis, color of the major petroglyphs was changed brighter and yellower than fresh rock by chemical and biological weathering factors. Average ultrasonic velocity of petroglyphs was measured 2,865㎧. This result indicated that ultrasonic velocity decreased especially bottom of petroglyphs than measured result in 2003 year. The results of the evaluation for slope stability, it identified the possibility of toppling, planar and wedge failure in host rock. The 3D image analysis and modeling data of the cavern obtained for structural reinforcement.

본 연구에서는 고대 먹의 과학적이고 체계적인 분석을 통해 선조들의 조묵방법 및 기술을 파악하는 것이 연구의 목적이다. 고목재와 고문서의 묵서부의 먹을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 고목재(창덕궁 신선원전 적심)를 연륜연대분석한 결과 1899년에 벌채된 것으로 나타났으며, 따라서 고목재에 씌어진 먹의 연대를 추정할 수가 있었다. 고대 먹 원료인 그을음의 단일입자크기는 고목재의 경우 평균 107㎚로 가장 크게 분석되었고, 12개의 고문서의 경우 38~86㎚범위를 나타냈다. 응집체입자크기 분석 결과 고목재의 경우 평균 370㎚로 단일입자크기와 같이 가장 크게 분석되었으며, 고문서의 경우 평균 206~318㎚로 분석되었고, 단일입자크기와 응집체입자크기 간에는 같은 경향의 분포를 나타내었다. 단일입자크기와 응집체입자크기로 그을음의 원료를 분석할 수가 있을 것으로 생각되었다. 고목재와 고문서 묵서부분의 박편상먹의 적외선 및 라만 분광분석에서는 목재나 종이의 간섭으로 먹 입자의 스펙트럼을 얻을 수 없었다. 고목재에서 분리한 분말먹의 라만 분광분석에서는 현대 송연 그을음과 유사한 라만 스펙트럼패턴을 보여, 송연먹으로 추정할 수 있었다.

In this work, scientific and systematic analysis was conducted for finding out the methods and techniques of ancient ink stick making. Analysis the ancient ink stick on ancient documents and wooden writing as letter or painting, we concluded as followings. From the analysis of ancient wood by dendrochronology, wood was cut at 1899, which provided the information on the year of ink stick's made on writing on ancient wood. Single particle size for soot of ancient ink stick was 107 nm for ink on the roof-filling timber in Sinsunwonjeon of Changdeok Palace, compared to 38 to 86 nm on the letter on ancient 12 paper document. Aggregate particle size was 370 nm for ink on the roof-filling timber in Sinsunwonjeon of Changdeok Palace, but 206 to 318 nm for aggregate particle size on 12 paper documents. There was similar pattern between single particle size and aggregate particle size of soot, which might provide the information of raw material for ancient ink. From infra-red and Raman spectroscopic analysis of sheet of writing on paper or wood, there was severe interference from background material (paper or wood). From Raman spectroscopic analysis of ancient ink carefully separated from ancient wood, spectrum pattern was closer to ink stick made by the soot from pine burning.

본 연구는 몽골 도르릭나르스 유적 2호, 3호 및 4호분에서 출토된 청동제 및 금제 유물에 대한 과학적 분석 결과로부터 각 유적 출토품의 특징을 알아보는데 그 목적이 있다. 몽골의 흉노무덤인 도르릭나르스 유적 2호, 3호 및 4호분은 비교적 소형이고, 도굴 된 상태였음에도 불구하고 많은 유물이 다양하게 출토되었다. 특히 출토 유물에는 중국계 유물과 북방계 유물이 공존하고 있어 매우 중요한 유적으로 평가되고 있다. 먼저 청동 용기류의 경우 중국제인 한경이나 일산살꼭지의 성분 조성과는 달리 주석에 비하여 납의 함유량이 높은 특징을 보였는데, 특히 2호의 청동쟁반, 청동등잔 그리고 4호의 청동솥의 경우는 주석이 1wt% 정도로 적게 함유되어 있어 Cu-Pb의 2원계 합금 조성을 보였다. 금제품의 경우는 2호분 장식품의 제작에 비교적 높은 순도의 금이 사용된 것으로 조사되었으며, 금제 누금 장식의 금 알갱이의 접합에는 금과 구리를 합금한 금땜이 사용되었거나 확산접합(말라카이트나 산화구리 화합물 가루를 사용함)에 의하여 접합했을 가능성이 높았다. 향후 몽골지역 뿐만 아니라 다른 지역의 흉노 무덤 출토품에 대한 과학적 조사 및 분석이 더 많이 진행된다면 흉노 문화에 대한 더 많은 문제들을 해결할 수 있는 실마리를 제공하게 될 것이다 .

A purpose of this research is to find out characteristic of bronze artifacts and gold ornaments excavated from Xiongnu tombs No. 2~4 at Duurlig Nars in Mongolia through scientific analysis of them. The Tombs are comparatively small. There were still lots of relics remaining although the tombs had been already robbed. Also the tombs are evaluated important since the origin of them show coexisting of chinese and northern style. First of all, an analysis result about bronze vessels found in this site, they have high lead(Pb) content and relatively low tin(Sn) content, as compared with the Bronze Han Mirror and End-fittings of Bronze Parasol Rib. Especially in case of bronze tray and bronze lamp from the no. 2 tomb and also bronze cauldron from the no. 4 tomb contain only 1wt% of tin which means binary alloy composition(Cu-Pb). Also, in the case of gold ornaments found in the no. 2 tomb, they have comparatively high purity. And the research suppose that the high possibility of that they were used soldering using alloy of Au-Cu or diffused bonding(using malachite and copper oxide) for joining gold grains of gold granulation ornament. Further scientific research and analysis in Mongolia and other countries will provide more clues to solve mystery of Xiongnu culture.