Earticle

본 연구에서는 춘천 고성리 백자가마터에서 출토된 백자 편, 백토 적치장 수습 백토 원료, 수비공 1호 내 태토 침전물 등 총 3그룹을 대상으로 재료학적 분석을 진행하였다. 연구목적은 도자 기 제조과정에서 최초로 적치된 백토, 수비를 거친 태토, 최종 제작된 도자기 태토원료의 화학적 특성을 비교하고자 하였으며, 제작 완료된 춘천 고성리 가마터 백자의 특성을 살펴보고자 하였다. 분석방법으로는 주성분 분석, 미량성분 분석, 광물상 분석을 실시하였다. 주성분 분석결과 분석대 상 백자의 태토는 RO2 4.04∼4.28, RO + R2O 0.30∼0.31 몰의 영역에서 군집하며, 수비공 1호 내 태토 침전물과 비교적 유사한 함량을 나타내었다. 하지만, 백토 적치장 수습 백토 원료와는 큰 차이 가 확인되었으며, 이는 보다 양질의 도자기를 제작하기 위해 태토의 수비과정을 거치면서 발생한 결과로 확인되었다. 태토의 광물상에서는 백토 적치장 수습 백토 원료 및 수비공 1호 내 태토 침전 물의 광물상은 거의 일치하지만, 출토 백자 완성품의 태토에서는 소성과정을 거치면서 소성온도에 의해 상전이 된 결과로 Quartz와 Mullite이 검출되었다. 도자기의 제작과정 및 태토 원료의 풍화과정 에 영향을 받지 않는 희토류 원소는 3그룹 모두 일정한 경향성을 나타내어 동일기원임을 알 수 있었다.

The purpose of this study was to compare the chemical properties of white soil and refined clay sediment, which are produced early in the refining process. The characteristics of the white wares made at the kiln site in Goseong-ri, Chuncheon were also examined. Three groups of materials were examined: white wares excavated from the white wares kiln, raw material from white soil collected from the surface, and a refined clay sediment group. There were also three analysis methods, which were a main components analysis, a trace components analysis, and a mineral analysis. The main components analysis found that the white wares clay was in the RO24.04∼4.28 and the RO + R2O 0.30∼0.31 mole areas, which were similar to the results for the refined clay sediment. However, the refining process used to produce better quality white wares meant that the large differences in the early white soil raw material appeared in the refined sediment. The mineral phase analysis showed that the crystals detected in the early white soil raw materials and refined clay sediment were almost identical. However, quartz and mullite mineral phases, which can occur above a certain t emperature, were detected in the excavated white wares clay. Rare earth elements that were not affected by the pottery making process and the weathering of clay materials were found to have the same origin in all three groups.

부여 관북리 유적에서 시행된 동 생산 및 제련과정을 살펴보기 위하여 ‘나’지구, ‘라’지구 출토 동 생산 부산물(동 슬래그 및 동 도가니) 11점의 과학적 분석을 시행하였다. 분석방법은 파장분산형 X-선 형광 분석, X-선 회절 분석, 금속 현미경 관찰, 주사 전자현미경-에너지 분산형 X-선 분석기, 전계방출 전자탐침미량분석기, 라만 마이크로분광분석법을 사용하였다. 분석결과 관북리 동 슬래그에 서는 주로 도가니 슬래그 및 정련 슬래그에서 전형적인 특징으로 나타나는 규산염 광물, Magnetite, Fayalite, Delafossite 등이 검출되었다. 또한 관북리 동 슬래그는 외형 및 미세조직의 양상의 특성에 따라 1. 유리질 바탕 기지 + Cu prill, 2. 유리질 바탕 기지 + Cu prill + Magnetite, 3. 규산염 광물 바탕 기지 + Cu prill, 4. 결정질(Delafossite, Magnetite)/유리질(비정질) 바탕 기지 + Cu prill, 5. Magnetite + Fayalite, 6. 청동합금 슬래그로 분류되었다. 미세조직 내에는 SiO2, Al2O3,, CaO, SO4 P2O5, Ag2O, Sb2O3 등의 불순물 이 잔재되어 있으며, 일부는 주석과 납이 합금되어 있는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 부여 관북리 유적에서는 동 생산과정 중 배소와 제련을 거친 동 중간생성물의 정련과 불순물이 함유된 동-주 석, 또는 동-주석-납의 합금정련을 시행하였다고 판단된다.

Research was conducted to characterize the copper production and smelting process with 11 copper smelting by-products (copper slag and copper crucible) excavated from the NA and LA areas at the Gwanbuk-ri archeological site in Buyeo. Scanning electron microscopy–energy dispersive spectroscopy, wavelength dispersive X-ray fluorescence, X-ray diffraction, and Raman microspectroscopy were employed in the analysis. The research results reveal that the copper slag from Gwanbuk-ri contained silicate oxide, magnetite, fayalite, and delafossite, which are typical characteristics of crucible slag and refined slag. The outward appearance and microstructure of the slag were grouped as follows: 1. glassy matrix + Cu prill, 2. glassy matrix + Cu prill + magnetite, 3. silicate mineral matrix + Cu prill, 4. crystalline (delafossite and magnetite) + amorphous (Cu prill), 5. magnetite + fayalite, and 6. slag from slag. The copper slags from Guanbuk-ri were found to contain residues of impurities such as SiO2, Al2O3, CaO, SO4, P2O5, Ag2O, and Sb2O3 in their microstructure, and, in some cases, it was confirmed that copper, tin and lead are alloys. These results indicate that refining of intermediate copper(including impurities) and refining of alloys of copper(including impurities) – tin and refining of copper(including impurities) – tin – lead took place during the copper production process at Gwanbuk-ri, Buyeo.

동록(銅綠)은 고문헌에 기록되어 있는 전통적인 인공안료 중 하나이다. 고문헌에 기록되어 있는 제법에 따르면, 동록은 동(銅)을 초(醋)를 이용해 부식시키고 생성된 녹을 긁어모아 제조한다. 삼국시대 이후 청동, 황동 등의 동합금을 이용한 다양한 동기(銅器)가 사용되었으며, 채색문화재 의 안료분석 연구를 통해 녹색안료에서 구리뿐만 아니라 주석, 아연, 납 등의 검출이 확인되었 다. 이와 같은 자료를 바탕으로 구리 및 청동, 황동 등의 구리합금으로 5종의 동록안료를 제조하 고 특성 규명을 위한 분석을 수행한 결과, 제조된 동록안료는 청록색을 나타내며, 제조에 사용된 동판의 종류에 따라 색상, 입자형태, 흡유량 등 물성에 차이를 보였다. 또한, 동록안료의 주요 구성원소는 Cu, Sn, Zn, Pb 등으로, 각 원소의 함유 비율은 사용된 동판의 합금 종류에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 동록안료를 구성하는 주요 구성광물은 동판의 종류에 상관없이 호가나 이트[hoganite, Cu(CH3COO)2 ⋅H2O]로 확인되었다. 촉진내후성 시험을 통해 안정성을 평가한 결 과, 동록안료는 전체적으로 빠르게 색변화가 나타나 안정성이 낮은 것으로 보이며, 특히 납 성분 을 함유한 경우에는 더 빠르게 색변화가 나타나 상대적으로 취약한 모습을 보였다.

Verdigris is a traditional artificial pigment reported on old research papers and according to the methods mentioned in the literature, it is manufactured by the corrosion of copper or copper alloys using vinegar and by further scraping the generated rust. Since the Three Kingdoms Period, various household products with copper alloys, such as bronze and brass, have been used, and pigment analysis of these cultural heritage items has revealed the presence of tin, zinc, lead, and copper in green pigments. Based on these data, five types of verdigris were prepared from copper and copper alloys, and analyzed. the analysis results revealed a bluish green pigmentation, and the chromaticity, particle shape, and oil absorption quantity of each verdigris differed based on the type of copper alloy used in its preparation. The main components of verdigris are Cu, Sn, Zn and Pb, and their proportions depended on the type of copper alloy used during manufacturing. However, the main constituent mineral of the pigments is the same as ‘hoganite[Cu(CH3COO)2 ⋅H2O]’, regardless of the copper alloy used. The result of accelerated weathering test for stability evaluation revealed that verdigris was discolored rapidly, thereby indicating that its stability was low, in particular, the pigments comprising lead presented relatively lower stability.

본 연구에서는 조선시대 화협옹주묘 출토 화장품에 대한 선행 연구의 분석결과와 문헌상의 화장품 제법에 대한 기록을 바탕으로 조선시대 화장분 일부를 재현하고 과학적 분석 및 성능 평가를 수행하였다. 연구 대상 출토 화장분은 탄산납과 활석으로 이루어진 백색분과 주사로 이루어진 적색 분이다. 재현 백색분은 탄산납의 원료로 염기성탄산납인 연백을 이용하였으며, 열화 후 출토 백색분 과 유사한 결정구조로 변화되었다. 주사, 명반, 노른자를 이용하여 재현한 적색분은 열화 후에도 출토품의 결정구조와는 차이를 보였으며, 출토 적색분은 순수한 주사로 제조되었거나 유기물 부패 에 의해 현재의 결정구조를 갖게 된 것으로 추정하였다. 재현 화장분의 기능성을 평가한 결과, 발색 력은 현대 화장품의 기준에는 미치지 못하였으나 재현 백색분의 발림성과 흡유능은 배합비율에 따라 일부 시료에서 현대 화장품과 유사한 수준으로 평가되었다.

In this study, we tried to reproduce some of the cosmetics from the Joseon period based on the previous analysis of the cosmetics excavated from the tomb of Princess Hwahyup. The two cosmetic powders, the white powder consisting of lead(II) carbonate and talc and the cinnabar-based red powder, were reproduced according to the records from the 6th to the 19th centuries. We also studied the degradation profiles of these reproduced samples by comparison of XRD patterns. Basic lead carbonate of the reproduced white powder turned into lead(II) carbonate, while the reproduced red powder showed different crystalline structure from the excavated cosmetics even after the degradation. Results of the evaluation tests showed that these reproduced cosmetics fell short of the standards set for the modern-day cosmetics, but based on their mixing ratio, the spreadability and oil absorption capacity of some samples of the reproduced white powder were found to be similar to those of the modern cosmetics.

울산 하대유적에서 출토된 민고리자루칼을 방사선 비파괴조사와 미세조직 분석으로 환두 부의 제작 방법과 재질 특성을 살펴보았다. 방사선 비파괴 조사법으로(X-ray, CT) 내부 구조를 확인한 결과, 제작 방법의 기본형식은 철 단일 소재로 칼 끝부터 환두부까지 일체형으로 제작한 단조품임을 확인하였다. 또한 미세조직 분석을 통해 살펴 본 제작기술은 ‘순철-형태가공, 순철-형 태가공-침탄, 강-형태가공-담금질’의 세 가지 유형으로 분류할 수 있었다. 민고리자루칼 5점 중 4점의 환두부는 약 0.7% 내외인 공석강 정도의 탄소 함량을 가진다. 특히 환두부에서는 손잡이보 다 증가된 탄소함량을 보이는데, 이는 손잡이 끝 부분을 세장한 형태로 만들고 둥글게 구부리는 과정에서 인성을 부여하기 위한 침탄 처리의 결과로 추정된다. 길이 60 cm 이하의 민고리자루칼 1점은 날 부위에 집중시킨 담금질을 통해 강한 인성을 부여하여 무기로서의 용도를 극대화시켰다. 반면 75 cm를 넘는 4점의 날 부위에서는 담금질 조직인 마르텐사이트가 관찰되지 않았다. 하지만 칼등 대비 날 부위의 탄소함량 증가나 결정립의 미세화는 실용기로서 사용이 가능했음을 보여준 다. 2C말에서 4C초로 편년되는 울산 하대고분군 출토 민고리자루칼은 단조기술을 통해 일체형으 로 제작하였으며, 사용 목적에 따라 제강, 열처리 기술을 적용하여 칼이 가지는 용도의 효과를 극대화시켜 제작하였다.

This study analyzed the microstructure of ring-pommel swords, excavated from Ancient Tombs, Hadae, Ulsan and examined their production technique, using non-destructive testing and a metallurgical method. The results confirmed that the five ring-pommel swords, unearthed in Ancient Tombs, Hadae, Ulsan, as identified by radiographic non-destructive testing, had been solely manufactured using iron, through forging based on the single-piece technique. Furthermore, these results were compared with previous studies, and the manufacturing techniques of single-piece ring-pommel swords were categorized into three types: pure iron - changing the shape, pure iron - changing the shape - carburization, and steel - changing the shape - quenching. The ring-pommels of four swords had around 0.7% of carbon content, which is as much as for eutectoid steel and higher than for other parts of these swords, such as the backs of their blades and handles. The weapon function of a small ring-pommel sword, under 60cm in length, was maximized by quenching focusing on its blade. Conversely, the martensite quenching structure was not observed in four ring-pommel swords shorter than 75cm. In other words, the same types of single-piece ring-pommel swords(late in 2C∼early in 4C) were unearthed from Ancient Tombs, Hadae, and the group who has manufactured these swords is presumed to have limited their effectiveness, functionally depending on purposes, through an iron-making process and heat-treatment techniques.

본 연구에서는 여수 진남관 보수 정비 사업 중 발견된 상량문(1965년 기록)을 중심으로 재질의 성분분석 및 보존처리를 수행하였다. 상량문은 금속함에 말아 보관되어 있었으며, 결손, 변색, 경화, 이물질에 의한 손상 등이 확인되었다. X-선 형광분석(XRF) 결과 구리(Cu)로 제작된 금속함에서 기인 한 녹이 상량문 표면에 고착되어 있었다. 상량문 표면에 대해 적외선분광법(FT-IR)과 열분해 -GC/MS(Pyrolysis-GC/MS) 분석을 실시한 결과 카르보닐기와 지방산 화합물 등이 확인되어 상량 문 표면 유기물은 기름 성분으로 확인되었다. 섬유 동정 결과 닥나무 인피섬유가 사용된 것으로 판단된다. 성분분석 및 상태조사, 접착제 예비 실험 등을 바탕으로 보존처리 재료를 선정하였으 며, 닥섬유지와 메틸셀룰로오즈 등을 이용하여 보강 후 부분적으로 배접하였다.

This research conducted a component analysis and conservation treatment of “Sangryangmun,” a material which had been written in 1965 and was discovered during the repair project for “Jinnamgwan” in Yeosu. The “Sangryangmun” has been stored in a cylindrical metal storage; however, defects, discolorations, hardening, and damages caused by pollutants were found. Based on the XRF analysis, rust in the cylindrical metal storage, which was made of Cu, was stuck on the surface of the “Sangryangmun”. Using FT-IR and Pyrolysis-GC/MS analyses, carbonyl and compounds of fatty acids were detected; the organic material on the surface of the “Sangryangmun” was identified to have belonged to oil-based components. Therefore, it was presumed that the bast fibers of a mulberry was used in the paper. To determine the conservation materials, component analysis, condition survey, and preliminary test on adhesives were conducted. Moreover, the missing parts and partial linings were filled using mulberry-fiber paper, methyl cellulose, etc.

본 연구는 PEG 함침처리한 수침고목재를 대상으로 고습도(RH 90%)에서 저습도(RH 30%)로 습도변화를 주면서 목재 내부에 있는 PEG 및 약제 용출량과 압축강도 특성 변화를 관찰하기 위해 수행되었다. 고습도에서 저습도로의 변화는 3회 실시하였다. 시험에 사용된 수침목재는 졸참나무류 (Prinus group)이며, 함침 및 건조 방법은 1) PEG 완료농도 80% 및 자연건조(이하 PEG80), 2) PEG 완료농도 40% 및 진공동결건조(이하 PEG40), 그리고 3) t-butanol을 이용한 PEG 완료농도 40% 및 진공동결건조(이하 TB40) 이다. 목재 내부에 있는 PEG는 3차 습도변화 이후에 대부분 용출되어 제거되었으며, 내강 벽면에 남은 PEG의 결정이 편평하게 고착되었다. 약제의 용출량은 대부분의 경우 습도변화 횟수가 증가할수록 그 양이 증가하였다. 습도조건에 따른 압축강도의 변화는 PEG80 과 TB40의 경우 습도변화 횟수가 증가할수록 증가하였으나, PEG40은 감소하였다. 본 연구를 통해 PEG 처리된 수침고목재 보존을 위한 습도조건에 대한 계획 마련에 필요한 기초자료가 마련되었다.

The present study aimed to monitor changes in the amount of PEG free-flowing back from PEG-treated woods and compressive strength changes with change in relative humidity from 90% to 30%. The change in the relative humidity was done 3 times. For the current study, water-logged wood (Prinus group) was used and the wooden blocks cut out of it were subjected to 3 different impregnation methods combined with different drying conditions as follows: 1) impregnating with 80% PEG#4000 followed by drying in nature (hereafter PEG80), 2) impregnating with 40% PEG#4000 and then drying in vacuum freeze drying equipment (hereafter PEG40), and 3) impregnating with 40% PEG#4000 in t-butanol, followed by drying in the vacuum freeze drying equipment (hereafter TB40). It was verified that most of the PEG was free-flowing back from the PEG-treated woods; however, a small amount of left PEG was observed on the lumen surface. The amount of PEG free-flowing back from the PEG-treated woods increased whenever the relative humidity changes from 90% to 30%. The compressive strengths of PEG80 and TB40 were increased whenever the relative humidity changed from 90% to 30%, whereas PEG40 decreased. The current study showed how to control the relative humidity to effectively manage PEG-treated waterlogged woods.