• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.6-6
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• 2018

본 연구에서는 고문헌에 기록된 도금 재료와 도금법 등을 확인하고 이를 기초자료로 활용하여 매실산을 사용한 금(Au)-수은(Hg) 아말감기법으로 고대 도금(鍍金)기술을 되살리고, 이를 토대로 경주 월지에서 출토된 금동삼존판불을 복원하였다. 먼저, 전통 도금법을 되살리기 위해서, "오주서종박물고변", "확지신편", 조선시대 각종 의궤 등에 공통적으로 기록되어 있는 매실에 주목하고, 매실을 3~4개월 발효 숙성 후 착즙한 뒤 그것을 농축하여 만든 매실산을 도금 실험에 적용하였다. 금아말감 도금을 위하여 월지 출토 금동삼존판불의 바탕소지금속인 청동삼존판불을 구리와 주석 89:11(Cu:6kg, Su:750g)로 합금하여 주물사 주조법으로 복원하였으며, 동일한 합금비로 제작된 $2.3cm{\times}3.5cm$(가로${\times}$세로)의 시편에 사전 실험을 실시하였다. 현대적 산처리 방식에 사용되는 질산과 전통방식으로 사용되는 매실산으로 시편에 산처리 한 후 각각 비교해 보고, 금분과 금박, 상온과 가온에 따른 아말감상태를 비교하는 실험을 진행하였는데, 실험에 사용된 매실산 70%는 pH가 1.94로, 오늘날 산처리에 사용하고 있는 질산 20%와는 차이가 있지만, 청동 시편 실험을 통해 매실산에 20분 정도 담근 뒤 금아말감을 도포 후 24시간 지나 가열($380{\sim}400^{\circ}C$) 했을 때 금도금이 잘 되어, 현대적 방법인 질산처리로 도금을 한 시편과 큰 차이가 없는 것으로 관찰되었다. 사전 실험을 통한 결과를 적용한 월지 출토 금동삼존판불 복원은 청동삼존판불 표면처리, 금-수은 합금 및 도금하기, 도금 후 표면처리의 순서로 진행되었는데, 금과 소지금속의 밀착력을 높이기 위해 표면을 숯을 이용해 탈지한 후 물로 씻어내고 매실산을 도포하여 20분 동안 두어 부식 및 세척을 시행하였다. 금도금을 위한 금-수은아말감은 가온할 때 수은이 증발하는 양을 고려하여 금1 : 수은10 비율로 합금하여 완성하였으며, 금아말감 도포 후 약 24시간 지난 다음, $380{\sim}400^{\circ}C$에 가열하여 수은을 기화시켜 도금작업을 완성하였다. 금아말감도금은 평균적으로 6~7차례 시행하여야 완벽히 도금되지만, 본 연구에서는 단 4차례의 도금만으로 금아말감도금을 완성시켰는데, 이것은 금아말감을 바탕소지인 청동에 도포한 후 24시간 동안 금아말감과 청동과의 반응 시간을 두게한 것이 큰 역할을 한 것으로 보이며, 이는 청동시편을 이용한 실험과 과학적 분석을 통하여 입증하였다. SEM으로 표면을 관찰한 결과 아말감 도포시간이 즉시인 경우 도금이 거의 되지 않은 것을 확인할 수 있었고 36시간이 넘어갈 경우 금 도금층이 불균일하게 관찰되었으므로 도금시간은 12시간~24시간 이내가 적절함을 확인할 수 있었다. EDS로 성분을 분석한 결과 산처리 시간이 20분인 시료의 경우 5 wt% 내외로 수은의 비율이 다른 시료에 비해 낮은 것을 확인할 수 있었다. 실험 및 분석결과 산처리 시간이 20분이고 아말감 도포시간이 24시간일 때 도금이 잘 이루어지므로 이 결과를 토대로 금동삼존판불을 복원하였다. 이번 연구를 통해 도금법에 표면을 세척하고 부식시키기 위해 사용한 물질이 매실산임을 찾아내어 확인할 수 있었는데, 이러한 점 에서 이 연구의 가장 큰 의미는 전통 소재와 기술을 복원한 것으로, 앞으로 매실산을 이용한 금 도금기술은 관련 학계에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

• 보존과학회지
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• 제22권
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• pp.87-98
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• 2008

본 연구는 한반도에서 출토된 총 24점의 청동거울을 대상으로 합금의 화학조성과 경면처리법에 대하여 주사전자현미경-에너지분산형분석기로 분석한 내용이다. 고려 고분군에서 출토된 2점의 유물을 제외하면 이들에 관련된 출토지나 제작시기는 알려져 있지 않다. 청동거울의 경면처리법으로는 주석함량이 높을 경우 합금자체가 은백색을 띠는 점을 이용하여 연마만으로 마무리하는 방법과, 주석과 수은을 이용하는 주석칠도금법이나 주석아말감도금법, 그리고 수은도금으로 피막처리를 하는 방법 등을 들 수 있다. 일부 거울에서는 경면뿐 아니라 문양면에도 피막처리가 수행된 흔적이 발견되었으며, 일부에서는 경면과 문양면에 서로 다른 처리가 적용된 예가 관찰되었다. 적용된 피막처리법을 추정함에 중요한 단서가 되는 수은의 존재는 거울의 표면에서는 물론 단면에서도 황화물 형태로 확인되었는데 이는 도금층이 결실된 경우에도 표면처리 여부는 물론 그에 적용된 방법에 관한 추정이 가능함을 의미한다. 앞으로 청동거울의 경면처리법에 대한 연구가 계속될 경우 기술의 시대별 또는 지역별 특성이 밝혀지게 될 것이며 이를 바탕으로 한반도에서 출토되는 청동거울의 제작시기나 제작지에 대한 추정이 가능할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제16권
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• pp.52-63
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• 2004

본 연구는 사적 259호 고려 선원사지 출토 금동축수를 통하여 기존의 기술사, 야금사로 제한되어 왔던 국내연구에서 벗어나 고대에도 현대 금속공예에서와 같이 경제적, 장식적인 목적 등으로 금 합금이 이루어 졌을 것이라는 가정 하에 고대 금동유물들과 선원사지 출토유물과의 연관성과 함께 표면색에 따른 금 함량비의 차이를 밝혀보고자 하였다. 그 결과, 선원사지 출토유물은 금 도금층의 표면색에 따라 육안관찰에 의한 Gold, White-Gold. Red-Gold의 세 가지로 나눌 수 있었으며, 금도금의 표면색에 따라 금 함량의 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다. 세 가지의 표면 색중 금 이외의 물질인 Cu가 많게는 $43.0\%$ 정도가 포함되어 있는 것으로 보아 Red-Gold type은 Cu를 합금하였을 가능성이 있는 것으로 보인다. 도금된 금동시료의 피복기술은 수은이 $0.92\~19.04\%$가 검출됨으로써 수은을 사용한 수은아말감 도금법이 적용되었으며, 금 알갱이가 관찰되고 도금피막 두께는 $2.5\~25{\mu}m$로 도금기법 및 광쇠질의 차이로 인해 부분적으로 매우 불균일한 것으로 보아 금분 아말감을 하고 광쇠질로 광택을 낸 것으로 보인다. 또한 소지금속은 두 가지 방법으로 제작되었는데 하나는 순수한 Cu를 주조하여 제작한 것이고 다른 하나는 거의 순수한 동판을 말아 연접되는 곳에 주석땜을 하여 제작하였다. 또한 주석땜을 하는 과정에서 주석땜이 외부에 묻어있는 곳은 도금되지 않은 것으로 보아 축수의 모양을 만든 후 금도금 작업한 것임을 알 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제31권3호
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• pp.309-318
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• 2015

조선의 18대 왕인 현종이 당시의 원로대신 이경석에게 의자와 함께 하사한 지팡이는 국가에서 관장하는 제작기법과 양식을 알 수 있는 대표적인 조선시대 공예품이다. 지팡이의 장석을 분석한 결과, 지팡이 몸통에 살포가 연결된 금속제 끝 장식은 먼저 철판을 둥글게 말아 원기둥 형태를 만들고 황동으로 도금하였다. 도금된 부분은 살포와 연결된 금속제 끝 장식에만 국한되고 있으며, 동일한 철 소재로 제작된 살포에는 도금되지 않았다. 칼장식에는 20% 내외의 아연이 포함된 황동이 그대로 사용된 반면 살포 연결부는 철판 위에 황동도금을 했다. 이는 제작당시에 칼장식과 살포 연결부의 표면 색조가 동일하였음을 의미하는 것으로 기능적인 측면에서 바탕소재를 달리할 수밖에 없는 상황에서 외견상의 조화를 추구한 결과로 추정된다. 여기에 적용된 도금법으로 수은아말감, 구리박도금, 구리분말도포, 포목상감, 용융 금속 침적 등 다양한 도금법을 고려할 수 있으며, 분석된 결과는 용융 금속을 이용한 도금법이 적용된 것으로 나타났다. 황동으로 제작된 칼코는 주석납땜으로 접합하였다. 칼날을 고정시키기 위해 사용된 리벳은 강도와 유연성을 모두 충족시킬 수 있는 최적의 소재로 순철이 사용되었다.

• 박물관보존과학
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• 제8권
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• pp.49-69
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• 2007

경주 안압지에서 출토된 10점의 금동제 판불에 대한 과학적 분석 결과이다. 우선 X-선 형광분석(XRF)기를 이용하여 판불의 성분을 확인하였고, X-선회절분석기(XRD)를 사용하여 판불 표면을 덮고 있는 부식물의 종류를 규명하였다. 그리고 실체현미경과 주사전자현미경(SEM/EDS)을 이용하여 판불의 미세부분 및 도금 층 조사를 수행하였고, 판불의 내부 상태 조사를 위하여 X-선 투과 촬영을 실시하였다. 그 결과 안압지 판불의 재질은 구리(86~95%)와 주석(4~12%)이 주성분인 Cu-Sn 이원계 청동합금제이며, 금이 도금된 금동제품이라는 것을 알 수 있었다. 그리고 금동판불의 붉은색 부식물은 산화구리(cuprite, Cu₂O), 검은색 부식물에서는 황화구리(chalcocite, Cu₂S)가 검출되었다. 현미경을 통한 미세 구조 관찰 결과 밀랍주조에 의해 제작된 것으로 판단되었으며, 도금층의 두께가 불균일하며, 바탕의 패인 부분을 메운 것으로 보아 아말감도금 기법으로 제작된 것으로 추정되었지만 수은이 검출되지 않은 점은 의문으로 남는다. 마지막으로 X-선 투과 조사로 주조과정에서 발생한 기공으로 추정되는 작은 원형의 반점들이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제26권2호
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• pp.157-169
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• 2010

이 연구는 부여 쌍북리유적에서 출토된 도가니 내부 유리 및 청동용융물질과 금동보살입상의 재료학적 특성 및 고고과학적 상관관계를 규명한 것이다. 도가니 내부의 유리질 용융물질은 주로 황록색과 적갈색을 띠는 PbO-$SiO_2$계의 납유리로서 바륨과 안정제의 함량이 낮은 특징이 있다. 금속용융물질은 Cu, Sn, Pb의 합금으로 이루어진 청동으로 밝혀졌으며, 낮은 불순물 함량으로 미루어 고순도로 정련된 구리를 이용하여 제작되었음을 알 수 있다. 주석의 원광석으로는 석석이 이용된 것으로 판단된다. 금동보살입상의 청동소지도 구리의 함량이 높고 불순물의 함량이 낮아 고도로 정련된 원료를 사용하였으며, 쌍북리 유적의 공방에서 숙련된 기술을 바탕으로 제작되었을 가능성이 충분하다. 또한 표면에는 고순도의 금을 아말감기법으로 도금한 것으로 밝혀졌다. 한편 도가니 내 납유리와 청동물질 및 금동보살입상의 납동위원소비는 일관된 결과를 보여주지 않는 것으로 보아 납광석의 원산지 해석에는 무리가 있는 것으로 판단된다.