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문화재 과학기술 update

Science and Engineering of Cultural Heritage

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수록정보
수록범위 : 14권1호(2019) |수록논문 수 : 9
문화재 과학기술
14권1호(2019년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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1강원도 인제지역 도석의 재료과학적 특성

저자 : 이병훈 ( Byeong Hoon Lee )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 1-6 (6 pages)

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우리나라 도석광상은 전국적으로 부존이 광범위하며, 예로부터 도자기의 원료로서 채굴되어 사용되어왔다. 강원지역에서는 양구, 태백, 삼척 등 도석광상에서 산출되었으며, 본 연구에서는 인제 도석광상 산출 도석을 분석하여, 문화재 보존과학 분야를 포함한 다른 여러 분야에 활용하기 위한 기초자료를 마련하고자 하였다. 주성분 분석, 미량성분 분석, 결정상 분석 외에 원적외선 분석, 음이온 분석을 진행하여, 여러 영역에서 활용 가능한 분석결과를 제시하였다. 분석결과 산성 RO2는 7.44이고, 염기성인 RO+R2O는 0.58인 점토광물이며, 결정상은 석영과 장석이 주로 검출되었다. 또한 원적외선 방사율과 방사에너지, 음이온 개수는 도석을 산업적으로 활용하는 데 양호한 수치로 확인되었다.


The pottery stone deposit of Korea are widely present throughout the country, and have been mined and used as raw materials for pottery. In Gangwon province, a lot of pottery stone were mined from stone mining sites such as Yanggu, Taebaek, and Samcheok. In this study, I wanted to get basic data of the pottery stone in Inje for use in various other areas, including the field of cultural heritage conservation. In addition to principal component analysis, trace elements analysis and crystalline phase analysis, far infrared analysis and anionic analysis were conducted, and analysis results available in various areas were presented. As a result of analysis the pottery stone using the Seger formula, the samples showed RO2 7.44 and RO+R2O 0.58. In the analyzing crystalline phases of the sample using the XRD, quartz and feldspar were confirmed. In addition, the far infrared radiation emissivity, radiation power, and the number of anions were found to be good for industrial use.

2공주 선교유적의 보존상태와 과제에 관한 일고찰

저자 : 이찬희 ( Chan Hee Lee ) , 강산하 ( San Ha Kang ) , 박보영 ( Bo Young Park ) , 서만철 ( Mancheol Suh )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 7-15 (9 pages)

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공주의 선교유적인 중학동 선교사 가옥(등록문화재 제233호)은 1921년에 건축되어 사애리시 선교사가 1939년 은퇴할 때까지 사용했던 건물로, 여선교사들의 주거와 여학교 역할을 했던 것으로 알려져 있다. 공주제일교회(현재 기독교박물관, 등록문화재 제472호)는 1931년에 건립되었으며 1941년에는 적산으로 분류되어 통제되기도 했고, 한국전쟁 때 상당 부분 파손되었으나 1956년에 교인들에 의해 재건되었다. 중학동 선교사 가옥과 기독교박물관의 보존상태를 파악하고자 건축재료, 내부구조, 창호의 구성 및 벽체손상 등을 검토하였다. 이 결과, 목재의 열화 외에 구조적 문제와 특별한 이상은 없는 것으로 나타났으나, 전반적으로 노후되어 기초적인 안전진단을 통한 부분적인 보수가 필요한 상태였다. 공주를 포함한 한국 선교유적의 세계문화유산 등재 가능성을 논의하기 위해서는 우선 세계유산 등재기준에 부합하는 탁월한 보편적 가치, 진정성 및 완전성 등 필요충분조건을 갖추고 있는지에 대한 평가가 선행되어야 할 것이다.


The Junghak-dong Missionary House (Registration Cultural Property No. 233) of the Missionary Sites in Gongju was built in 1921, and used by the missionary Alice H. Sharp until his retirement in 1939. The Gongjujeil Church (currently Christian Museum, Registration Cultural Property No. 472) was established in 1931 and controlled by classified Japanese property in 1941, and was damaged during the Korean War, but was rebuilt by christian members in 1956. In order to examine the conservation status of the Junghak-dong Missionary House and the Christian Museum, brief investigation was carried out on architectural materials, internal structures, wall damages, composition of the windows and doors, and the results indicated that they do not have particular problems in the structure except for the deterioration of the wood. However, it seems necessary to conduct partial maintenance work on the whole following basic safety diagnosis. To discuss the possibility that the missionary heritage in Gongju, Korea become a registered world heritage site, evaluation should preceeded to determine whether they have a outstanding universal value, authenticity and integrity to meet the registration criteria for world heritage.

3문화재 비파괴 진단과 디지털화

저자 : 송정일 ( Jung Il Song ) , 김한슬 ( Han Seul Kim )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 17-22 (6 pages)

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방사선 기술은 우리 일상생활에 다양하게 활용되고 있다. 이미 유럽 등의 국가에서는 문화재 비파괴 진단, 문화재 보존복원 분야에서 보편화되어 연구 및 조사에 활용되고 있다. 방사선의 물질 투과 특성을 이용한 문화재 비파괴 진단은 유물 내부 결함, 제작 기법, 구조 형태를 조사하는 문화재 보존처리 과학적 기록화 과정이다. 문화재 방사선 비파괴 진단은 필름(Film)에서 방사선 투과 결과를 확인하는 아날로그 방식이었으나, 최근에 X선 CR (Computed Radiography)과 X선 CT (Computed Tomography)의 디지털 데이터 방식이 활용되고 있다. 이러한 디지털 방식의 데이터는 디지털 문화유산(Digital Heritage)의 원천 디지털 자원이 될 수 있다.


Radiation technology is used in various ways in our daily life. In European countries, radiation is used for non-destructive diagnosis, conservation and restoration of cultural heritage. Non-destructive diagnosis of cultural heritage using the material penetration properties of radiation is a process of examining production techniques and structural forms. Nondestructive diagnosis of radiation was an analog method for confirming the results of radiation transmission in films, but recently, digital data methods of X-ray Computed Radiography (CR) and X-ray Computed Tomography (CT) have been used. Digital data can be a source of digital resources for your digital heritage.

4비파괴 분석법을 이용한 조선시대 상평통보의 재료 특성 평가

저자 : 김은아 ( Eun A Kim ) , 김다슬 ( Da Seul Kim ) , 현지혜 ( Ji Hyeo Hyen ) , 김규호 ( Gyu Ho Kim )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 23-30 (8 pages)

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상평통보는 숙종 4년(1678)부터 조선 말기까지 약 200년간 전국적으로 통용된 화폐로 임시관서로서 중앙 관련 부서 또는 지방 감영 등에 설치되어 주조되었다. 본 연구에서는 18세기와 19세기에 제작된 상평통보 10점을 대상으로 표면의 가시적 특성과 조성분석을 통해 재료적 특성을 확인하고자 하였다. 가시적 특성 결과, 형태적 특징은 주전 연대에 따라 크기가 구분되고 무게는 증가하는 경향이 나타나는데 이는 주원료인 동의 보급과 주조정책에 따른 변동 때문으로 판단된다. X-선 촬영을 통한 내부구조 특징과 이미지 분석에서 동일 주전소인 평안감영 3점은 동일 환경에서 제작된 가능성이 높다고 생각된다. 호조에서 제작된 상평통보는 획의 형상이 다르고 백색도의 범위가 산발적이므로 재료적인 특성이 다른 것으로 추정된다. 조성분석 결과에서 주성분은 Cu-Zn-Pb의 3원계 합금으로 확인된다. 상평통보는 Cu-Sn의 함량에 따라 연대별 조성의 차이를 보이며 Zn과 Pb 함량이 증가한다. 그리고 지역 및 주전소에 따라 상평통보의 조성이 차이를 보이는 것을 알 수 있다.


Sangpyeongtongbo is a coin that was used nationwide for about 200 years from the fourth year of King Sukjong (1678) to the end of the Joseon Dynasty, and was installed and casted in a temporary government office by central related departments or provincial governments. The purpose of this study is to confirm the material properties through visual and compositional analysis of the surface of 10 Sangpyeongtongbo coins made in the 18th and 19th centuries. As a result of the visual characteristics, the morphological characteristics tend to be distinguished size according to the produced age and to be increased weight. This may be due to the supply of copper the main raw material, and fluctuations in the coin casting policy. Through X-ray internal structural characteristics analysis and image analysis, it is believed that three Pyeongan-Gamyeong coins(the same coin casting station) were manufactured in the same environment. However case of Hojo coins, the material characteristics are different because the shape of writing is different and range of whiteness is sporadic. As a result of composition analysis, the main component is identified as a ternary alloy of Cu-Zn-Pb. According to the Cu-Sn content, there is a difference in composition according to age, and Zn and Pb contents are increased. In addition, the composition is divided according to region, character of government office, and abbreviation of coin casting station.

5천연재료를 이용한 연질 토기 강화제 적용성 연구

저자 : 김영미 ( Young-mi Kim ) , 위광철 ( Koang-chul Wi )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 31-36 (6 pages)

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본 연구는 연질 토기 강화처리제로 많이 사용하는 기존의 합성수지를 대체하기 위한 천연재료에 관한 연구이다. 합성수지는 대표적인 caparol-binder, paraloid B-72를 선정하였고, 천연재료는 아교, 토끼교, 도교, 카라기난을 선정하여 토기 강화처리제용 천연재료의 기초데이터 마련 및 적용 가능성을 확인하고자 하였다. FT-IR을 이용한 분석 결과 천연재료의 경우 peak를 통해 기초데이터를 확인할 수 있었으며, 합성수지의 경우 caparol-binder는 Polyvinylacetate(PVAc)계열, Paraloid B-72는 Acrylate계열임을 확인할 수 있었다. 물성실험 결과 색상 및 광택과 접촉각에서 합성수지와 천연재료에 큰 변화량이 나타나지 않았으며, 강도는 합성수지보다 천연재료의 결과 값이 낮게 확인되었다. 전체적으로 천연재료의 물성 변화값이 큰 변화가 없어 합성수지가 지니고 있는 가역성의 문제점을 해결할 수 있는 좋은 대체 재료라 할 수 있으며, 연질 토기 강화처리제로서 천연재료를 적용할 수 있을 것으로 판단된다.


This study is about natural materials to replace conventional synthetic resins, which are often used as soft earthenware reinforcement agents. The synthetic resin was selected as the representative caparol-binder, paraloid B-72 and natural materials were selected to verify the feasibility of preparation and application of basic data of natural materials for reinforced earthenware treatment by selecting Animal glue, rabbit skin glue, peach gum, and Carrageenan. An analysis using FT-IR allowed basic data to be verified through peak for natural materials, and for synthetic resins, the caparol-binder was found to be the Polyvinylacetate (PVAc) and Paraloid B-72 were the Acrylate series. The results of the material experiment showed no significant variation in the synthetic resin and natural material at the color and gloss and contact angle, and the strength of the natural material was found to be lower than the synthetic resin. Overall, it is believed that the change in nature of natural materials will not change much, thus becoming a good substitute for the reversibility problem of synthetic resins, and through this, natural materials can be applied as soft earthenware reinforcement agents.

6청동거울 경면의 연마기법에 관한 실험 연구

저자 : 배채린 ( Chaerin Bae ) , 조남철 ( Nam Chul Cho ) , 윤용현 ( Yong Hyun Yun )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 37-49 (13 pages)

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청동거울의 경면 처리법 중 연마기법은 사용한 재료나 방법에 대해 구체적인 기록이 거의 남아 있지 않다. 실제 생활에서 청동거울을 빛낼 때에는 상대적으로 간편한 연마를 상용하였을 것으로 추측되나 유물의 성분이나 표면 분석을 통해 표면처리기법을 확인하기는 어렵다. 따라서 본 연구에서는 연마를 통한 청동거울 경면 표면처리 기법을 실험적으로 검증하였다. 문헌에 기록된 내용을 바탕으로 연마재와 윤활제를 선정하고, 3단계에 걸쳐서 연마한 뒤 결과를 실체현미경과 분광측색계를 통해 알아보았다. 분석결과 연마가 진행됨에 따라 표면이 점차 균일하게 연마되어가는 것을 확인하였으며 연마 후 전반적으로 L*값이 상승한 것으로 보아 반사율이 증가했음을 알 수 있었다. 또한 연마 재료는 송탄분과 우지를 사용하는 것이 가장 균일하게 연마되었으며 분광 반사율의 증가 폭도 가장 커 연마효과가 우수함을 확인할 수 있었다. 본 실험 결과는 앞으로 청동거울의 경면 연마 기법에 대한 연구의 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.


The polishing technique about surface treatment technique of the bronze mirror has no detailed records about used materials and methods. When polishing a bronze mirror in real life, it surmised that relatively they use simple methods in the past. But it is difficult to determine the treatment technique through the surface analysis. In this study, we experimentally confirmed that the bronze mirror surface treatment technique through polishing. Thus, select abrasive and lubricant on the basis of the ancient documents and observe the results through stereoscopic microscope and spectrophotometer. As the result, it is confirmed that the surface is becoming polished evenly. After polishing process, the L* values were generally rose, which means that the increasing of reflectivity. Also, it could be confirmed that pine charcoal powder and beef tallow is the most effective abrasive materials. These results are also expected to be used as the basis for the study of the polishing technique of bronze mirror in the future.

7청주 충렬사 요여(腰輿)의 재질분석과 보존처리

저자 : 박형호 ( Hyung-ho Park ) , 홍성효 ( Seong-hyo Hong ) , 이의천 ( Ui Cheon Lee ) , 김수철 ( Soo Chul Kim )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 51-61 (11 pages)

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청주 충렬사에 소장, 전시중인 요여를 대상으로 재질별 분석을 실시하고, 보존처리를 진행하였다. 분석결과 요여에 사용된 목재는 피나무와 가래나무로 확인되었으며, 표면은 3회를 칠하여 제작하였다. 금속 부분은 대부분 Fe(철)이 검출되었으나, 본체 결합부에 사용된 금속제는 성분비가 일정하지 않고 고정이 느슨하여, 후대에 보강을 위해 사용된 것으로 추정된다. 보존처리 전 요여는 표면에 벌레의 사체와 이물질이 뒤엉켜 있으며, 결합 부위와 바닥 및 창살 등이 파손되었다. 특히 지붕의 손상이 심각하여 형태를 유지하기가 힘들었다. 결합부와 손상된 창살의 목재는 수종분석결과를 바탕으로 동일한 목재를 가공하여 최대한 원형으로 복원하였으며, 지붕은 보강용 면직물을 염색하여 기존의 부재의 아래로 보강하였다. 요여는 목재와 금속, 직물, 종이 등 다양한 재료를 사용하여 제작되었으며 보존처리 과정에서 요여의 제작방법과 재료의 특성 등을 자세히 알 수 있는 사례가 될 것으로 기대된다.


This study carried out the analysis and conservation treatments for Yoyeo which has been owned and on display by the Chungnyeolsa Shrine in Cheong-Ju according to each material. As a result of the analysis, it was identified that wooden materials used for Yoyeo in the past are Tilia spp. and Juglans spp. and lacquer was applied three times on its wooden surface in the manufacturing process. From most of the metal parts, Fe was detected, however, the metal composition of connected areas between the main body part and roof is not uniform and fixed ones are loose, which leads into the presumption that those areas were strengthened by posterity. Before conservation treatments of Yoyeo, entangled dead insects and pollutants were found on the surface and connected areas, the bottom and lattices in the window were damaged. Especially, damage to the roof of Yoyeo was so serious that it seemed hard to maintain its form. For connected parts and lattices in the window, same wooden materials based on the analysis of species were processed to restore their orignal shapes and cotton fabrics were dyed and added underneath existing materials for strengthening the roof. Yoyeo was manufactured with various materials such as wooden materials, metals, textiles and paper, which is expected to be a case indicating the manufacturing technique, characteristics of materials and etc. in detail through the process of conservation treatments.

8회화용 아교 재사용 횟수에 따른 특성 변화 연구

저자 : 최지선 ( Ji Sun Choi ) , 정용재 ( Yong Jae Chung )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 63-69 (7 pages)

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본 연구에서는 아교 재사용 횟수에 따라 변화하는 아교의 물리적, 생물학적 특성을 확인하고 접착력 평가를 실시하였다. 이를 바탕으로 아교의 특성을 파악하여 재사용 가능한 횟수를 제시하고자 하였다. 물리적 특성 측정 결과, 아교를 재사용할수록 점도와 수분함량은 변하지 않았다. 점도는 최대 1 cP 차이를 보여 오차범위 이내의 값으로 판단하였다. 수분함량은 모든 아교에서 1% 이내의 차이를 보였다. 접착력 평가 결과, 재사용 횟수가 증가할수록 안료의 박락도가 증가하였으나 모든 시편이 10% 미만의 박락도를 보였다. 그러나 재사용 15회 때 박락도가 증가하여 접착력이 약해지기 시작하는 것을 확인하였다. 생물학적 특성 측정 결과, 재사용을 할수록 아교 내에 포함된 미생물 개체수가 증가하는 것을 확인하였다. 특히 5회에서 10회 사이의 기간에 미생물 개체수가 급격하게 증가하였다. 악취 관능검사 평가 결과, 재사용 횟수가 증가 할수록 악취가 점점 심해지는 것을 확인하였다. 미생물 개체수 계측 결과와 마찬가지로 5회에서 10회 사이에 악취 평가 점수가 급격하게 증가하여, 재사용을 할수록 아교가 부패되고 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 아교 재사용에 따라 물리적 변화는 없지만, 미생물 부패로 인한 악취발생과 접착력의 저하를 확인하였다. 이것을 바탕으로 아교 재사용 범위와 권장 사항을 제시함으로써 현장에서 적절한 아교 사용을 가능하게 하고, 재사용으로 사용자의 비용과 시간이 절약되어 작업성을 증진시킬 수 있을 것이라 기대한다.


This study tried to identify physical and biological characteristics and estimate adhesive strength of Animal glue that change with number of reuse. And purpose stable number of times to reuse animal glue. As a result of measurement of physical characteristics, the viscosity and moisture content did not change as the animal glue was reused. The viscosity was determined by a value within the error range by showing a difference of up to 1 cP. The moisture content of animal glue was within 1%. As a result of the adhesion evaluation, the number of reuses increased, the pigments has fallen out more. But It was less than 10%. However, when animal glue reused 15 times, the adhesion is starting to weaken. As a result of the measurement of biological characteristics, microorganisms included animal glue increased as they were reused. In particular, the number of microorganisms increased rapidly in the five to ten times. Results of odour sensory evaluation, the number of reuses increased, the stench grew worse. It is the same as the result of increasing microbial populations. Experiments have revealed that the more reused the animal glue is, the more corrupt it is. So in this study, there's no physical change from reusing the animal glue. But it identified odour generation and decreased adhesion due to microbial decay. Based on this, the proper range of glue reuse and recommendations are provided. The proper use of animal glue could be made available on the site where use animal glue. Also, it is expected that this study will save users costs and time by reusing it, thereby improving user's workability.

93차원 렌더링 기술을 이용한 청동거울의 표면형상 가시화 및 분석

저자 : 권다경 ( Da Kyung Kwon ) , 조영훈 ( Young Hoon Jo )

발행기관 : 공주대학교 문화재보존과학연구소 간행물 : 문화재 과학기술 14권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 71-76 (6 pages)

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이 연구에서는 문화유산의 문양, 명문, 제작흔, 보존상태 등에 대한 선행 가시화 방법의 한계를 보완하기 위해 청동거울 황비창천명경을 대상으로 3차원 스캐닝과 컴퓨터 그래픽 기반의 렌더링 기술을 적용하였다. 전체적인 연구는 3차원 고정밀 스캐닝 및 모델링, 가시화 렌더링 기술 적용, 형상분석 순으로 진행하였다. 가시화 렌더링 결과, 노말맵은 표면 요철과 문양 윤곽을 명확하게 나타냈고, 곡률맵은 유물 표면에 고착된 부식물을 가시화하였다. 앰비언트 오클루 전맵은 수중짐승과 사람형상 등의 미세 문양을 매우 잘 드러냈으며, 래디언스 스케일링맵은 청동거울 표면형상의 질감과 재질을 가시화하는 데 효과적이었다. 이처럼 3차원 스캐닝 기반의 렌더링 기술은 문화유산의 제작기법과 보존현황을 파악하고 해석하는데 최적의 디지털기술이다. 현재도 다양한 영상기술이 개발되는 만큼 문화유산에 지속적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.


In this study, three-dimensional scanning and computer graphic-based rendering technologies were applied on a bronze mirror inscribed with Hwangbichangcheon in order to supplement the limitation of preceding visualization methods regarding patterns, inscription, making traces, and conservation conditions of cultural heritages. The overall study was carried out in a sequence of three-dimensional high-precision scanning and modeling, visualization rendering technology application, and shape analysis. As a result of the visualization rendering, the normal map had clearly indicated its surface roughness as well as the pattern outline, and the curvature map had visualized the corrosion attached on the surface of the artifact. The ambient occlusion map had well revealed the fine patterns such as underwater beasts and human figures, and the radiance scaling map was effective in visualizing the surface form texture and materials of the bronze mirror. As such, 3D scanning-based rendering technology is a digital technology optimized to identify and interpret the patterns, making traces, inscriptions, and conservation conditions. With various imaging technologies being developed currently as well, it is expected to have a continuous utilization in cultural heritages.

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