Earticle

초분광 이미지 분석은 석조문화재 손상지도 제작 시 화학적⋅생물학적 오염의 정량적인 면적 산출이 어려운 단점을 보완하기 위해 제안되었다. 이 연구에서는 다양한 표면오염물이 나타나는 경주 굴불사지 석조사면불상을 대상으로 초분광 이미지 분석을 수행하였다. 이때 화학적⋅생물학적 오염 은 색상과 형태에 따라 10가지 범주로 구분하였고 범주의 참조 이미지 제작법을 제시하였다. 또한 오염물을 분류하기 위해 SAM 알고리듬을 사용하고 관심영역을 사용한 분류방법(Method A)과 영상 에서 추출한 분광정보를 라이브러리로 구축하여 분류하는 방법(Method B)을 적용하였다. 분류된 이 미지를 참조 이미지와 비교한 결과, 정확도는 분류 방법에 따라 52.07%와 63.61%, Kappa 지수는 0.43과 0.55로 산출되었고, 분류시 오분류 화소는 동일한 계열의 오염에 분포하는 경향을 보인다.

Considering the difficulties associated with the creation of deterioration maps for stone cultural heritages, quantitative determination of chemical and biological contaminants in them is still challenging. Hyperspectral image analysis has been proposed to overcome this drawback. In this study, hyperspectral imaging was performed on Stone Buddhas Temple in Four Directions at Gulbulsa Temple Site(Treasure 121), and several surface contaminants were observed. Based on the color and shape, these chemical and biological contaminants were classified into ten categories. Additionally, a method for establishing each class as a reference image was suggested. Simultaneously, with the help of Spectral Angle Mapper algorithm, two classification methods were used to classify the surface contaminants. Method A focused on the region of interest, while method B involved the application of the spectral library prepared from the image. Comparison of the classified images with the reference image revealed that the accuracies and kappa coefficients of methods A and B were 52.07% and 63.61%, and 0.43 and 0.55, respectively. Additionally, misclassified pixels were distributed in the same contamination series.

현대 미술작품은 재료와 제작기법, 종류가 매우 다양하게 사용되고 있으며 특히 조각작품 중 많은 비율을 차지하는 금속의 경우 형태가 다양하고 여러 재질과 혼합된 작품이 다수 존재한다. 이러한 구조적, 재료적 특성은 보존처리 시 기존의 처리 방법을 적용하기 어려운 경우가 많아 보다 다양한 처리 재료 및 방법이 요구된다. 본 연구에서는 금속 작품의 효과적인 보존처리를 위해 방청제 (Rust inhibitor, 防錆劑)를 작품에 직접적으로 도포하는 방법이 아닌 기화성 방청제를 적용하였으며, 기화성 방청제 및 이를 함유한 방청필름의 방청효과를 평가하였다. 금속 시편을 대상으로 기화성 방청제를 적용한 방청처리 결과, 시편의 색도 변화는 미미하였으며, 부식 속도는 방청 미처리 시편과 비교하였을 때 절반 정도 감소하는 것을 확인하였다. 방청필름 적용 실험 결과, 방청필름 사용 시 미처리 및 폴리에틸렌 필름을 사용한 시편보다 부식화합물의 발생이 감소하였다. 접촉각 및 표면에너 지, 표면전기저항 측정을 통해 표면의 물성을 측정하였으며 방청피막이 형성됨을 확인하였다. 또한 기화성 방청제 및 방청필름을 실제 조각작품에 적용하여 방청효과를 확인하였다.

Modern artworks are constructed using a variety of materials and techniques. Sculptures, which predominantly consist of metals, usually have different shapes and consist of different material mixtures. The structural and material properties of these sculptures are often controlled by conservation treatment methods. However, the application of existing treatment methods is challenging at times, indicating that more diverse treatment materials and techniques are necessary. Therefore, in this study, a treatment method that employs volatile corrosion inhibitor(VCI) powder, rather than an anti-corrosion solution, for the conservation and management of metal artworks was used. VCI powder and VCI films containing VCI powder were used, and the results obtained confirmed that both of them showed anti-corrosion effect. Only a slight change in the chromaticity of metal samples was observed, and compared to the untreated samples, the application of the VCI powder resulted in a decrease in the rate of corrosion by half. Moreover, VCI film tests revealed that comparing to the untreated or polyethylene film-treated samples, VCI film treatment resulted in a decrease in the occurrence of corrosion compounds. The contact angle, surface energy, and surface electrical resistance were measured, and the evaluation of these surface properties established the anti-corrosion effect of VCI. Additionally, direct application of VCI and VCI films on actual sculptures further confirmed the anti-corrosion effect of VCI.

지의류는 효모를 포함하는 곰팡이와 조류의 공생체로 복합미생물이다. 지의류의 다양한 종들 은 문화재에서 흔히 발견되며 풍화작용과도 관련되어 있는 것으로 보고되어 유럽에서는 많은 연구가 이루어져 왔다. 그러나 우리나라의 문화재에서 지의류에 관한 연구 보고는 거의 이루어지고 있지 않다. 본 연구는 국립수목원에서 진행하는 생활권 및 특수지역에 서식하는 버섯⋅지의류 탐색 및 분류 연구 조사의 일환으로 수행되었으며 성주 세종대왕자 태실의 지의류상 조사에서 밝혀진 내용을 보고한다. 총 19기의 태실로부터 총 65점의 지의류를 채집하였으며, 채집된 지의류를 형태학 및 분자 생물학적으로 동정한 결과 3강 10목 17과 23속 40종이 밝혀졌다. 형태학적 분류 결과 잎의 형태를 띠는 엽상지의류(24점, 36.9%)와 딱지 형태를 띠는 가상지의류(24점, 36.9%)가 나뭇가지 형태를 띠는 수지상지의류(17점, 26.2%)에 비해 높은 비율로 분포하였다. 이들 중 엽상지의류에 속하는 Xanthoparmelia coreana가 가장 많이 채집되었으며, 가상지의류인 Lepraria sp.가 19기 태실 모두에 분포하였다. 또한 수지상 지의류인 Cladonia속이 8종으로 종 다양성이 가장 높았다. 계양군 태실에서 16종의 지의류가 채집되어 가장 높은 종 다양성을 보인 반면, 금성대군 태실의 경우 5종의 지의류가 채집되어 가장 낮은 종 다양성을 보였다. 본 연구는 우리나라 문화재에 분포하는 지의류 종 다양성 연구에 기초자료로 활용 될 것이다.

A lichen is a complex microorganism comprising fungi and algae. Various lichens are commonly found in cultural heritage and are reportedly related to weathering. Lichens are commonly studied in Europe; however, few reports exist on lichens in Korean cultural heritage. The present study was conducted as part of the Korean National Arboretum’s “A study on the Fungus and Lichen.” We report the lichen diversity found at the Placenta Chambers of King Sejong’s Sons, Seongju. A total of 65 lichens were collected from 19 placenta chambers and one memorial stone. We identified 40 species belonging to 10 genera, 17 families, and 23 orders. Morphological identification revealed that foliose lichens in the form of leaves(24, 36.9%) and crustose lichens in the form of crust(24, 36.9%) were distributed at a higher percentage than that of fruticose lichen in the form of branches(17, 26.2%). Xanthoparmelia coreana(foliose lichen) and Lepraria sp.(crustose lichen) were the most collected lichens and were distributed on 19 chambers. In addition, Clodonia, a fruticose lichen, had the highest species diversity with eight species. The highest species diversity of lichens was identified on the chamber of Prince Kyeyang(16 lichens), whereas the chamber of Prince Geumsung had the lowest species diversity(five lichens). This study will be used as primary data for the study of distribution of lichen diversity in Korean cultural heritage.

건조칠기 유물 세척 시 사용되는 다양한 용매을 대상으로 클리닝 효과를 비교하기 위해 실험을 진행하였다. 건조칠과 자외선에 24일 노출시킨 건조칠에 물, 에탄올, 아세톤, 헥산을 가하여 녹아 나오 는 물질을 열분해/GC/MS로 검출하였다. 용출되는 양은 아세톤과 에탄올에서 많았으며, 극성이 높은 용매인 물은 저분자량 용출에 비교적 효율이 좋았다. 비극성 용매인 헥산은 용출량이 매우 낮았다. UV에 24일 노출되어 열화가 많이 진행된 건조칠은 노출되기 전 건조칠에 비해 용출되는 물질이 크게 증가하였다. 열화가 되면서 고분자 형태의 우루시올 사슬이 절단되고 산화되는 과정을 거쳐 dicarboxylic acid를 포함한 저분자량의 극성 물질을 생성하기 때문인 것으로 보인다. 이와 같은 용출 특성은 칠기유물을 클리닝하는 용매를 선택할 때 유물의 열화 상태와 더불어 중요한 참고자료가 될 것이다.

To compare the cleaning effect of solvents such as water and ethanol used to clean lacquer relics, the components extracted with various solvents were analyzed. A freshly dried lacquer sample and a lacquer sample exposed to ultraviolet radiation for 24 days were treated with water, ethanol, acetone, and hexane, and the dissolved material was detected by pyrolysis–gas chromatography-mass spectrometry. The amount extracted was significantly higher in acetone and ethanol than in hexane, a nonpolar solvent. Water, a highly polar solvent, was relatively efficient for extracting lowmolecular- weight materials. After experiencing 24 days of ultraviolet radiation, the lacquer exhibited a significant increase of extracted materials compared with the nonexposed one. This may be due to the degradation of the urushiol chain in the form of polymers, resulting in the formation of lowmolecular- weight polar substances, including dicarboxylic acids. In addition to the deterioration status of lacquer relics, such solvent extraction properties will be a crucial consideration in selecting the appropriate cleaning solvent.

본 연구는 장흥 풍길리 출토 도자기들의 소성특성 등 제작기술과 재료학적 비교 분석을 통해 상관성을 밝혀내고자 하였다. 색차 분석결과 넓은 영역에서 분포하였으며, 유약층과 태토층의 단면 미세조직에서도 청자와 백자, 흑유자기, 도기편들이 서로 특징적인 차이를 보이지 않았다. 구성광물과 열분석을 통해 소성온도를 추정한 결과, 대부분 1100℃에서 소성된 도편과 일부는 1200℃ 이상의 고온 소성된 도편들도 있었다. 태토의 주요성분분 함량에서도 청자와 백자의 명확한 구분이 어려웠으 며, 통계분석에서도 유약은 도자기의 종류에 따라 3개의 그룹으로 분류할 수 있으나 태토는 청자와 백자, 흑유자기가 유사한 1개의 그룹으로 분류된다. 이는 원재료의 차이라기 보다는 수비와 같은 정선 과정에서 일부 성분이 제거되거나 첨가되었을 가능성이 높다. 따라서 다양한 도자기를 제작하고자 하는 기술적인 시도가 있었고, 도자기의 제작 기술과 재료가 안정화되지 않은 초기 단계였음을 과학적 분석을 통해 알 수 있었다.

The purpose of this study was to find out the correlation through comparative analysis of used materials and manufacturing techniques such as firing characteristics for sherds excavated from celadon kiln site in Punggil-ri, Jangheung. The color difference of the sherds was very wide, and even in the microstructure of the cross section of the glaze layer and the body layer, the celadons, whitewares, blackware, and stonewares could not be characterized because they did not show distinct differences from each other. As a result of estimating the firing temperature through the analysis of constituent minerals and thermal analysis, most of them were estimated to have been fired at 1000℃, but some were fired at high temperatures above 1200℃. It was difficult to clearly distinguish between celadon and whiteware even in the major compositional content of bodies. In the statistical analysis, glaze could be classified three group according to the type of sherds, but the bodies of celadons, whitewares, and blackware classified into one similar group. It is considered that it is not more likely differences in raw materials but some ingredients were removed or added during the purification process. Conclusionally, in this kiln site was found through scientific analysis that there were technical attempts to produce various ceramics, and that the manufacturing techniques and materials of ceramics were in an early stage that was not stabilized.

고문헌 조사를 토대로 밀랍주조법을 이용한 사전실험, 재현실험을 통해 청동반가사유상 의 복원 연구를 실시하였다. 복원대상은 국보 제83호 금동미륵보살반가사유상으로, 이에 대한 과학적 분석결과를 바탕으로 합금비, 주조방법 등을 설정하였다. 사전실험에서 합금비는 구리: 주석:납=95.5:4.0:0.5로 설정하였으나, 본실험에서는 기화량을 감안하여 납과 주석을 각각 2.5% 씩 증량하여 장입하였다. 밀랍주조법을 적용하였으며, 본실험에서는 밀랍 경도 실험을 실시하여 송진 30%를 투입하였을 때 적정 강도를 가짐을 알 수 있었다. 미세조직은 일반적인 주조조직(α-Cu, δ)이 확인되었고, 성분분석 결과 선행연구와 유사한 양상을 나타내었다. 거푸집 분석결과, 구조 적 안정성과 내화성을 위해 석영 비짐을 넣었으며, 다수의 유기물이 확인되었다. 본 연구가 향후 청동반가사유상의 전통주조법과 복원기술 연구에 대한 기초 자료로 활용될 것을 기대한다.

We attempted an experimental study of lost-wax casting to reconstruct the Gilt-bronze pensive Bodhisattva; The main object we aimed to reconstruct was the Korean national treasure No.83, Gilt-bronze pensive Bodhisattva(Maitreya); thus, we scientifically analyzed and measured the alloy ratio and casting method. Initially, the alloy ratio we used during the preliminary experiment was Cu:Sn:Pb = 95.5:4.0:0.5; we then increased tin and lead by 2.5% to consider vaporization during the main experiment. After applying lost-wax casting, we realized that 30% rosin contributed to proper hardness after the wax hardness experiment. The microstructure revealed normal casting character(α-Cu, δ), and the results of the chemical analysis are identical to those of previous studies. The analysis of the mold suggests the presence of quartz powder for structural stability and fire-resistance along with other organic materials whose contribution is still unknown. We expect that our research will serve to provide basic data for advanced studies in the future.

본 연구에서는 인제 부평리유적 4-2지구 통일신라시대 제철유적에서 출토된 슬래그 5점에 대해 분석을 수행하였으며 그 결과를 통하여 당시의 제철공정을 밝히고자 하였다. 인제 부평리유적 출토 슬래그의 전철량은 3.65∼23.78%로 고대 제철에서 일반적으로 나타나는 전철량보다 상당히 낮 았다. 조재량 또한 65.92∼88.96%로 매우 높아 철과 슬래그의 분리가 원활하게 이루어졌을 것으로 보이며 그로 인해 철의 회수율이 상당히 좋았을 것으로 추정된다. 화합물 분석결과 대부분의 시료에 서는 크리스토발라이트가 검출되었으며 FAS 상태도와 FCS 상태도에 분석된 데이터를 대입하여 추정한 노 내 온도 또한 1600℃ 이상으로 나타나 탄소를 포함한 철이 완전히 용융되어 주철을 생산 하기에 충분한 온도로 조업이 이루어졌음을 확인하였다. 미세조직 관찰 결과 철편에서는 백주철 조직이 관찰되고 백주철 조직에서 철-탄소-인의 3원계 공정인 스테다이트가 함께 관찰되었다. 이는 제철부산물이 생성될 당시 주조 공정을 위한 간접제련이 이루어졌다는 증거가 된다. 분석결과를 토대로 인제 부평리유적은 철광석을 용해하여 선철을 생산한 간접제련유적인 것을 추정하였다.

In the present article, we have analyzed five slags excavated from the Unified Silla period iron smelting site, i.e., location 4-2 of the Inje Bupyeong-ri site, to investigate the iron smelting process. The total Fe content of the slag excavated from the Inje Bupyeong-ri site ranged between 3.65 and 23.78 wt%, lower than that of typical slag, and deoxidation agent of the slag ranged between 65.92 and 88.96 wt%, higher than that of typical slag. These results suggest that the recovery rate of iron was significantly high. Furthermore, cristobalite was detected in most of the samples, and the furnace temperature, estimated by substituting the analyzed data into the FAS and FCS state diagrams, was confirmed as 1,600°C or more. These results suggest that the operation at the Inje Bupyeong-ri site was performed at a temperature capable of producing cast iron by completely melting the carboncontaining iron. Observation of the microstructure showed that the iron fragments excavated at the Inje Bupyeong-ri site were identified as white cast iron. Steadite from the ternary iron-carbon-phosphorus system was observed in the white cast iron structure. These results show that indirect smelting was performed when the iron smelting by-products were produced. Based on the analysis results, it was confirmed that the Inje Bupyeong-ri site was the indirect smelting site in the Unified Silla period.