Earticle

유적이나 유물에 대한 편년 문제는 고고학의 다양한 연구를 진행함에 있어 항상 논쟁의 중심에 있으며 고고학적 연구만으로는 한계가 있어 자연과학적 연구 분야의 도움을 자주 받는다. 그 중에서도 소토를 통해 연대를 측정하는 고고지자기 연대측정법이 다양한 소토유구의 연대를 결정하는 데 큰 역할을 하고 있다. 유물이 출토되지 않아서 고고학적 편년 자체가 어려운 가마나 주거지 등의 각종 소토유구에 대해서는 특히 유용하게 이용되고 있다. 지자기는 시간의 경과와 더불어 변동하는데 지자기의 화석이라 할 수 있는 각종 잔류자화를 통해 그 흔적을 남겨두고 있다. 고고지자기 연대측정법은 소토의 열잔류자화를 통해 과거의 지자기 변동을 측정하여 소토가 출토되는 고고유적의 연대를 알아내는 연대측정법이다. 본고에서는 대구 부인사 유적에서 조사된 건물지의 화재에 의한 소토층으로부터 채취한 27점의 소토시료를 통해 부인사 유적에서 화재가 있었던 시기를 알아보았다. 대구 부인사는 초조대장경판이 보관된 곳으로 유명하며 몽골의 2차 침입 때(1232년)에 불타서 없어진 것으로 알려져 있고, 그 외에도 이 근처에서 고려시대에 민란이 있었던 기록(1203년)이 남아 있다. 건물지 2곳에 대한 고고지자기 측정결과에서 각각 A.D.1150~1200년과 A.D.1130~1210년의 연대를 구할 수가 있었는데, 이로 볼 때 대구 부인사 유적에서 조사된 건물지의 소토층은 민란에 의한 화재흔적에 가까운 것으로 추정된다.

Issues of chronology on archaeological remains or relics have been a storm- center of controversy when various archaeological researches have been done. Sometimes there is a limit for figuring out issues of chronology by archaeological research. In that case, the field of natural science is often needed to work out issues of chronology. Among various subjects in natural science, archaeomagnetism plays an important role in dating archaeological remains for baked earth bearing relics. In particular, archaeomagnetism is of use for sites where directly excavated dating proxy is unavailable. Terrestrial magnetism changes along with the passage of time and leaves trace by many kinds of residual magnetization which could be called fossil of terrestrial magnetism. Archaeomagnetic dating method is used to assign a date to the archaeological remains in which baked earth is found by measuring the changes of terrestrial magnetism through the thermal remanent magnetization retained in baked earth. This study aims to constrain the age of fire at Buinsa, Daege, Korea using 27 samples that were collected from a layer of baked earth. Buinsa is famous for the place where kept the first edition of Tripitaka Koreana, which was lost in fire at the second invasion of mongolia. In addition, there is a record that there was revolt around this region in A.D.1203. According to archaeomagnetic dating, ages of A.D.1150~1200 and A.D.1130~1210 were assigned for the two building sites in Buinsa, respectively. To this end, it can be concluded that the layer of baked earth on the two building sites in Buinsa recorded the vestige of fire caused by revolt.

이 연구의 목적은 고토양의 소성온도에 따른 재료과학적 특성 변화를 검토하여 동일유적에서 출토된 토기의 제작환경을 전문적으로 해석할 수 있는 방법을 검증하는 것이다. 이를 위해 천안 쌍용동 용암유적 조선시대 토기의 원료점토로 확인된 고토양을 대상으로 500∼1,200℃의 온도범위에서 소성실험을 수행하였다. 각 시료는 소성온도의 상승에 따라 황색도(+b*)와 적색도(+a*), 가비중이 증가하고 흡수율 및 공극률이 감소하는 뚜렷한 경향성을 보인다. 이를 용암유적 조선시대 토기의 특성과 비교 검토한 결과, 연질토기는 800℃ 이상에서 950℃ 이하, 경질토기는 1,100℃ 전후에서 소성한 시편과 상당히 유사한 재료과학적 특성을 공유하여 소성온도 해석에 중요한 결과를 제시하였다. 그러나 지구화학적 거동특성은 온도변화에도 불구하고 일정하게 유지되는 것으로 보아 소성실험에 따른 태토의 화학적 특성 변화는 수반되지 않는 것으로 나타났다.

This research aims to examination the material characteristics changes of the ancient clay depending to firing temperature and to verify the firing temperature of the Joseon potteries from the Yongam site in Ssangyongdong of Cheonan, Korea. To this study, we conducted a firing experiments using the ancient clay that was verified raw material of the Joseon potteries from the study area in the temperature range from 500 to 1,200℃. The yellowish tint, the reddish tint and the specific gravity of firing samples increase according to firing temperature rise. But the absorption ratio and the porosity decreased under same firing temperature range. The soft potteries from the Yongam site has similar material characteristics with the fired samples at 800 to 950℃. And the hard potteries from the Yongam site bears the same relation to the fired samples at about 1,100℃. This result is considerably signification for the interpretation of firing temperature. The geochemical characteristics of the original clay according to the firing experiments, on the other hand, is not affected of temperature in this study.

아산 밖지므레 유적 마한 분묘에서 출토된 유리 65점은 포타쉬유리군이 13점, 소다유리군이 52점으로 소다유리 군이 우세하게 나타났다. 색상별로 세분하면, 감청색 유리는 포타쉬유리군과 소다유리군이 공반되는 반면 자색 유리 는 포타쉬유리군이고 적색, 벽색, 녹색, 금박유리는 소다유리군으로 나타났다. 감청색 유리는 안정제의 함량이 낮은 LCA계이고 이중에 소다유리는 MgO와 K2O 함량이 낮은 LMK형으로 천연탄산소다가 원료로 사용된 것으로 판단된 다. 적색 유리는 균질한 유리가 LCA-B계/HMK형이고 불균질한 유리가 HCLA계/LMK형으로 각각 해양 식물 재와 천연탄산소다가 사용되었을 가능성이 있다. 벽색과 녹색 유리는 환옥이 LCA-A계/LMHK형이고 연주옥이 LCA-B계 /HMK형으로 형태에 따라 차이를 보인다. 금박구슬은 19.9~22.6K의 순도를 갖는 금박과 HCLA계/LMK형의 소다유 리로 제작되었다. 즉, 아산 밖지므레 유적 유리구슬 대부분은 백제시대 타 유적에서 확인되는 유리 조성과 유사성이 높은 편이나 벽색 및 녹색 연주옥과 일부 적색 환옥은 다른 화학 조성을 보이므로 원료에 차이가 있음을 알 수 있다. 이와 같은 특성은 고대유리의 교역 체계 이해를 위한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.

65 samples of glass bead excavated from Mahan tombs of Asan Bakjimeure site consists of 13 of potash glass group and 52 of soda glass group and soda glass is superior in numbers. When classified according to color, purple blue glass bead is accompanied potash and soda glass group whereas purple glass bead is potash glass group and red, greenish blue, green and gold foil glass bead is soda glass group. Purple blue glass bead is classified as LCA type in which the content of the stabilizer is low. Of this, the soda glass categorized as LMK type with low content of MgO and K2O is determined that natron is used as the raw material. As to red glass, the homogeneous glass is LCA- B/HMK type and the heterogeneous glass is HCLA/LMK type. Thus, each of these two types are likely to be used plant ash and natron respectively. Greenish blue and green glass depends of the type that round glass is LCA-A/LMHK type and the segmented glass is LCA-B/HMK type. The gold foil glass bead is manufactured by the purity of 19.9~22.6K gold foil and the soda glass of HCLA/LMK type. In other words, the most of the glass bead of Asan Bakjimeure site is similar to the composition of the glass confirmed in other sites of the Baekche period. On the other hand, the greenish blue and green segmented bead and some red round bead is a different chemical composition is considered that the difference in raw materials. These characteristics is expected to be an important evidence for the understanding of the trade system of the ancient glass.

문화재의 훼손은 다양한 형태로 발생된다. 특히 옥외에 노출되어 있는 금속문화재의 표면 손상은 인위적인 훼손인 페인트나 유성물질 성분의 낙서 등과 같은 행위로 유물의 역사적, 미술사적 가치를 저하시킨다. 그러므로 본 연구에 서는 친환경적이고 인체에 무해한 dry-ice pellet cleaning을 페인트 및 유성물질을 제거하는데 적용하였으며 결과를 습포 법과 비교하였다. 실험 결과 습포법으로 제거할 경우 유성페인트는 제거는 되었으나 금속 표면에 얼룩이 남아 있었으며 락 카 스프레이는 제거가 잘 이루어지지 않고 수지가 들떠 있는 현상이 나타났다. Dry-ice pellet cleaning으로 유성페인트를 제거한 경우 표면관찰, 색도계, FT-IR, SEM 분석을 통해 유물 표면에 손상 없이 깨끗하게 제거되었으며 락카 스프레 이로 제거한 경우 육안 관찰로는 깨끗하였으나 SEM 관찰 결과 미세 입자가 표면에 남아있는 것이 관찰되었다. 그러므로 본 연구를 통해 dry-ice pellet cleaning의 대체 가능성과 한계성을 함께 확인할 수 있었다.

Damage of cultural properties happens variously. Particularly, the surface damage of metal cultural properties exposed outdoors lowers historical and art historical value of artifact by artificial damage such as paint, scribbling containing oily material and so on. Therefore, this study compared dry-ice pellet cleaning with poultice when clearing paint and oily material environment-friendly, harmlessly to humans and without damage of artifact. As the result of experiment, when clearing those (paint and oily material) by poultice, oily paint was cleared, but there were spots of metal surface. Also, Lacquer spray wasn’t well cleared, and resin came off the surface of artifact. When clearing those by dry-ice pellet cleaning, oil paint was cleanly cleared without surface damage of artifact according to Stereoscopic microscope observation, color-measurement, FT-IR, SEM analysis. Also, lacquer spray seemed to be cleared with the naked eye, but there were minute particles on surface according to the result of SEM observation. Consequently, we could confirm possibility of dry-ice pellet cleaning substitution.

본 연구에서는 상아 시편에 습식 세척과 약산을 통한 색상 회복 처리를 실시하고, 이에 대한 안정성 평가를 실시하였다. 사용된 상아 시편은 블랙라이트와 능형무늬 분석을 통해 진위여부를 확인하였다. 습식 세척제로는 상아 및 골각류 유물 처리에 주로 사용되는 증류수, 에틸알코올, 아세톤으로 처리하였으며, 세척 결과 표면관찰, 중량 측정 , 색도 측정에서 특별한 변화가 관찰되지 않았다. 약산을 통한 색상 회복 실험에서는 UV-A, UV-B, UV-C 세 가지 파장 하에서 1주일간 인공 열화 시킨 시편을 대상으로 약산 용액인 2%와 5%로 희석된 아세트산 용액과 레몬즙을 이용해 서 처리하였다. 처리 결과, 모든 시편에서 표면에 균열과 공극이 관찰되었으며, 레몬즙을 사용한 경우 시편의 색이 붉게 변색되어 유물에 적용이 불가능하다고 판단된다.

This research was to evaluate conservational stability of cleaning treatment and color recovery by weak acid treatment on ivory. Before this experiment, had an ivory identification such as black light and schreger angle to find whether it is authentic or not. In wet cleaning treatment on ivory, used polar solvents such as distilled water, acetone, ethyl alcohol and acetic acid which usually used for cleaning ivory and bones. After cleaning took a experiment to evaluate conservational stability in surface observation, calculate weight and color difference. Following these results, these polar solvents were stable on the ivory samples. On the other hand, in weak acid treatment, used samples that were exposed by UV-A, UV-B, UV-C for 1 weeks, to restore its color from changed to original color. After treatment, found tiny cracks and exfoliation on the surface. Moreover, the color changed when it is treated by lemon juice, so, it is impossible to adapt.

이 연구에서는 경북 영양 용화광산 선광장(등록문화재 제255호)을 대상으로 비파괴 훼손도 진단을 실시하였다. 훼손지도를 작성하여 구조물에 대한 훼손상태를 파악한 결과, 6열과 7열 구조물을 기점으로 하여 용화광산 선광장 상부 (7~13열)에서는 생물, 토사에 의한 훼손율이 높은 반면 하부(1~6열)에서는 탈락, 균열, 표면변색의 훼손율이 매우 높게 나타났다. 이는 기계적인 공정과 화학적인 공정이 동시에 진행되는 하부 구조물에서 화학용액들이 구조물의 콘크리트와 반응하면서 물리화학적 풍화작용을 촉진시켰기 때문으로 판단된다. 선광장 구조물의 물성을 파악하기 위해 초음파속도를 측정한 결과, 평균 초음파속도는 2,462㎧(압축강도 529kgf/㎝2)로 측정되었다. P-XRF를 활용한 표면변색 오염물질의 분석에서는 용화광산에서 채굴하였던 광석들의 주요성분(Cu, Zn, Pb, Fe, As)과 동일한 것으로 나타났다. 선광장 주변 토양에는 Cu, Zn, Pb, As와 같은 중금속의 함량이 상당히 높았다. 이와 같은 성분들은 선광장 구조물뿐만 아니라 자연환경에도 영향을 줄 수 있기 때문에 구조물의 보존처리와 함께 토양의 정화도 병행해야 할 것이다.

Nondestructive deterioration diagnosis has been carried out for the former ore dressing plant of the Yongwha mine in Yeongyang (Registered Cultural Property No. 255). Deterioration rates about organic contaminant and soil of the upper part (7 to 13 layer) indicate higher than the lower part (1 to 6 layer) of the ore dressing plants. By contrast, deterioration rates such as crack, break out and discoloration of the lower part indicate very higher than the upper part. It is estimated that the plants of the lower part that mechanical and chemical process had been done for flotation were damaged severely by physicochemical weathering with reaction of concrete and chemical solution. As results of ultrasonic velocity measurement, average p-wave velocity of plants were measured 2,462㎧ (compressive strength 529 kgf/㎝2). As for the analytical results of surface contaminants and soil compositions using P-XRF, they were identical with major elements (Cu, Zn, Pb, Fe and As) of ore minerals from the Yongwha mine. Therefore, the ore dressing plant should be treated by phytoremediation with conservation because heavy metals could impinged upon plants and natural environment.

호박은 삼국시대 이전부터 보석이나 공예품 등에 사용되어 왔으며, 매장문화재 형태로 발굴되고 있다. 하지만, 호박의 산지에 관한 정보가 없어 호박유물의 국내 유입 및 유통경로에 대한 논의가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 호박유물의 산지 구분에 활용하기 위해 5개 산지 호박의 IR스펙트럼을 확보하였고, 산지별 특징적인 peak를 바탕으로 호박의 산지분류 스킴을 작성하였다. 또한, 열, 빛, 산소 조건에서 60일 동안 인공열화 실험을 실시하여 IR스펙트럼과 산지별 특징적인 peak들의 변화를 관찰하였다. 열화 후 대체적으로 C=O band와 O-H band가 증가하였고, C=C 결합과 관련된 band는 감소하였다. 열화와 함께 산지별 특성 peak이 일부 사라져 분류스킴의 수정이 필요하였으나, Baltic 호박, 중남미산 호박, 아시아산 호박 간의 구분은 열화 후에도 여전히 가능하였다. 따라서 이 결과를 토대로 풍화가 많이 진행된 실제 호박유물에 적용하여 신뢰성을 평가한다면, 향후 출토 호박유물의 산지 추정에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Amber has been used as gemstones and artifacts from the period of the Three Kingdoms or earlier, which are discovered in the process of excavation now. It is, however, very difficult to discuss the importing route and circulation of amber because there are no informations available on the provenance. In this study, we acquired the IR spectra of ambers originating from 5 different locations. We also monitored the change of characteristic IR peaks by artificially aging the ambers under heat, light and heat with oxygen, respectively. As the aging proceeded, the intensity of C=O band and O-H band increased, however, the bands related with C=C bond decreased. There needed some modifications in the discerning scheme because some peak disappeared with aging; yet, it was still possible to discern different ambers largely. Therefore, it is expected that the scheme can be used practically by appraising its applicability to the real amber relics excavated.

고대의 거울은 청동으로 만들어지는 것이 일반적이며, 철제거울의 경우 국내에서 출토된 예를 찾아보기는 매우 드물다. 본 연구에서는 불명철기의 보존처리과정에서 원형을 찾아 그 대상이 철제거울임을 밝혀냈으며, 그 과정에서 부식되지 않은 시편을 채취하여 광학현미경과 미세경도시험기, SEM-EDS를 이용하여 미세조직을 분석하고 이를 통해 제작기법을 연구하였다. 그 결과 철제거울의 조직은 비금속개재물이 거의 없고 시편 일부에서 망상 시멘타이트 조직이 관찰되는 것으로 미루어 주철을 부어 만든 거울을 고체상태에서 탈탄시켜 탄소량을 낮춘 고체탈탄강으로 판단된다. 주조품의 백주철 조직은 높은 탄소 함량으로 우수한 경도를 가져 절삭이나 연마가 어렵다. 때문에 주조된 철제거울의 거친 경면을 연마할 수 있도록 CO 또는 CO2를 차단하여 850℃이하의 온도에서 탈탄시켜 주조품의 경도를 낮춘 것으로 추정된다. 따라서 탄소 함량에 따른 조직의 변화가 관찰된 것으로 판단된다.

Ancient mirrors are generally made of bronze, and it is very rare to find cases of iron mirrors excavated domestically. In this study, the unidentified ferrous artifact was treated for conservation, and was identified as a mirror. In this process, the sample was taken and analyzed for microstructure, and the manufacturing technology was studied. Analysis involved optical microscope, micro-hardness tester, and SEM-EDS. As the result of analysis, iron mirror structure exist not almost non-metallic inclusions, and partially network cementite was observed. This appears to have been caused by reduced carbon content due to decarburizing the cast iron in the solid state mirror which was created by cast iron. The ledeburite structure of the casting has difficult to cut or polish because has great hardness by high carbon content. Thus, the cast iron mirror was decarburized at a temperature under 850℃ with CO or CO2 blocked, which reduced the hardness of the iron mirror and made it possible to polish the mirror surface. This deformation of structure according to carbon content results from such manufacturing technology.

석조문화재의 보존․복원 작업에 적용할 수 있는 에폭시 수지의 성능을 개선하기 위해 다양한 성분을 조합하여 경화 거동을 제어할 수 있는 접착 시스템을 연구하였다. 사용된 에폭시 수지 주제는 hydrogenated Bisphenol-A (HBA), 경화제로 속경화형 경화제 FH와 저속 경화제 SH를 구성하였으며, 반응성 희석제는 difunctional polyglycidyl epoxide (DPE), 무기 첨가물은 탈크를 사용하였다. 에폭시 수지와 경화제의 혼합 조건에 따라 경화 시 점도, 온도 및 differental scanning calorimetry (DSC)를 이용하여 경화 동력학을 측정하였고, 기계적 특성을 확인하기 위해 무기 첨가물의 함량에 따른 굴곡강도, 인장강 도, 압축전단접착강도를 측정하였다. 연구 결과, 다양한 석조문화재의 보존처리 작업에 맞춰 에폭시 수지 구성물의 성분 조합 을 통해 경화 특성을 제어하고, 무기 첨가물의 도입을 통해 기계적 특성을 조절하여 성능 개선 및 작업 효율성을 향상 시킨 새로운 접착 시스템을 개발하였다.

Physicochemical properties of HBA epoxy resins were controlled by varying hardener mixture and reactive diluent to improve applicability for stone conservation. The epoxy risen comprises hydrogenated Bisphenol-A based epoxide (HBA), fast curing agent (FH), slow curing agent poly(propyleneglycol)bis(2- aminopropylether) (SH) and difunctional polyglycidyl epoxide (DPE). Talc was used as an inorganic additive. The changes in viscosity and temperature during curing reactions depending on the composition of the epoxy resins were investigated. Additionally, bending, tensile and adhesive strengths were measured to identify the effective mechanical strength in stone conservation. Finally various compositions of epoxy resin/inorganic additives were developed for stone conservation by controlling cure kinetics and mechanical properties.

본 연구는 전차381호(등록문화재 제467호)의 페인트 시료에서 근현대 도료의 특성을 밝히고자 현미경적 관찰 및 적외선 분광분석, SEM-EDS 분석을 실시하였다. 현미경 관찰에서 상부와 하부 페인트는 각각 26층, 29층의 도색 층위 를 이루고 있고 두꺼운 층은 100㎛에서 얇은 층은 10㎛까지 다양한 두께로 도색된 것으로 확인되었다. 페인트는 적색, 녹색 등 여러 색상을 사용한 것으로 확인되며, 도색 전 표면 처리를 위해 퍼티가 사용되었음이 관찰되었다. 적외선 분광분 석 결과 스펙트럼에서 C-H stretching bands와 C=O stretching band, aromatic bands, C-H bending bands, C-O stretching bands의 흡수대가 관찰되었고 Spectrum search 결과에 따라 알키드수지로 확인되었다. 무기물의 성분 분석을 통해 시료 표면의 금색은 구리를 주성분으로 한 페인트를 사용했으며, 퍼티 층은 카올린(kaolin, 카올리나이트 Al2O3 ․ 2SiO2 ․ 2H2O 와 할로이사이트 Al2O3 ․ SiO2 ․ 4H2O), 탈크(talc, 3MgO ․ 4SiO ․ H2O), 아연화(zinc white, ZnO)를 성분으로 하는 래커퍼 티를 사용한 것으로 판단된다.

This study conducted analysis of paint samples from a streetcar No. 381 (Registration Cultural Property No. 467) to identify the characteristics of the modern paint. The samples were analyzed by Microscopic observation, infrared spectroscopy and SEM-EDS. The upper part is consist of 26 layers and the under part is 29 layers. And the layers were painted various thickness from 10㎛ to 100㎛, and confirmed that several color had been used. The putty was used for surface treatment before painting. According to the results of infrared spectroscopy, paint specimens were identified as alkyd resin. Some bands such as C-H and C=O stretcing, aromatic, C-H bending, C-O stretching were found in spectra. Inorganic analysis showed that gold color on the surface was used copper-based paint. And type of the putty was lacquer-putty that was consist of kaolin, talc and zinc white.

이 연구에서는 석조문화재의 재질과 풍화 상태에 따른 강화처리 방안을 도출하기 위해 인공적으로 풍화시킨 암석을 이용하여 강화처리의 효과를 평가하였다. 시료는 2종의 화강암(경주 남산, 익산)과 영양 사암 및 정선 대리암을 사용하였으며, 미처리 및 400℃, 600℃에서 열처리하여 신선암, 중간풍화암, 심한풍화암의 세 등급으로 분류하였다. 3종의 강화제(Wacker OH 100, Remmers KSE 300, 1T1G)를 함침, 모세관 흡수(부분 침적), 분무법으로 적용하고 처리 전후의 중량, 공극률, 초음파속도, 에코팁 경도 및 색도 변화를 비교하였다. 실험 결과, 강화 효과는 암석의 풍화 상태와 처리 방법에 의해 크게 영향을 받으며, 대부분의 조건에서 Wacker OH 100의 효과가 큰 것으로 나타났다.

This study was to assess the effect of consolidation for intension measures of stone cultural heritage using artificially weathered stones. We have prepared four kinds of stones (Gyeongju Namsan Granite, Iksan Granite, Yeongyang Sandstone, Jeongseon Marble), and manufactured fresh, weathered and highly weathered stone samples by thermal shock for each rock type. The samples were treated with three consolidants (Wacker OH 100, Remmers KSE 300, 1T1G) by three methods {immersion, capillary rise (partial immersion), spray}, and tested for weight, porosity, ultrasonic velocity, Equotip hardness and color before and after treatment. As a result, the effect of consolidation was widely influenced by porosity and treatment methods. Wacker OH 100 was shown the highest consolidation effect in almost every stone sample.