선원사지 출토 금동축수의 표면색과 제작기법에 관한 연구 A study of the surface color and the making technique of the Gilt-bronze roller knobs excavated from the Seonwonsa temple site원문보기
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.
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.
This study tries to investigate the differences in combination of gold and other metals used in the surface guilt of the gold-guilt relics found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty. Our findings are as follows. The gilded roller knobs found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty can b...
This study tries to investigate the differences in combination of gold and other metals used in the surface guilt of the gold-guilt relics found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty. Our findings are as follows. The gilded roller knobs found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty can be classified into three groups by the color of the surface guilt: gold, white-gold, red-gold. By the color it is found that gold type contains $Au\;81.0\%,\;Ag\;3.5\%,\;Cu\;5.6\%$, white-gold type contains $Au\;82.1\%,\;Ag\;10.6\%,\;Cu\;2.4\%$, and the red-gold type contains $Au\;59.9\%,\;Ag\;3.7\%,\;Cu\;33.2\%$. The gold metal used for guilt is found to be amalgam of Hg and the depth of the guilt was uneven with the average of $2.5\~25{\mu}m$. These gilded roller knobs were produced in two methods. One of them was made out of pure bronze, and the other out of bronze veneer and led. Since we found led on the outer surface, we conclude that the led juncture was later guilt with gold.
This study tries to investigate the differences in combination of gold and other metals used in the surface guilt of the gold-guilt relics found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty. Our findings are as follows. The gilded roller knobs found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty can be classified into three groups by the color of the surface guilt: gold, white-gold, red-gold. By the color it is found that gold type contains $Au\;81.0\%,\;Ag\;3.5\%,\;Cu\;5.6\%$, white-gold type contains $Au\;82.1\%,\;Ag\;10.6\%,\;Cu\;2.4\%$, and the red-gold type contains $Au\;59.9\%,\;Ag\;3.7\%,\;Cu\;33.2\%$. The gold metal used for guilt is found to be amalgam of Hg and the depth of the guilt was uneven with the average of $2.5\~25{\mu}m$. These gilded roller knobs were produced in two methods. One of them was made out of pure bronze, and the other out of bronze veneer and led. Since we found led on the outer surface, we conclude that the led juncture was later guilt with gold.
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문제 정의
측면에서 매우 중요하다. 그러나 우리나라에서는아직까지 대부분 형태학적 고찰에 국한되고 있으며, 이제까지 금속유물에 관한 연구들도 주로 도금법, 야금법, 주조술 등에 관한 고대 기술사를 밝히고자 하였다. 이에 본 연구는 고대에도 현대 금속공예에서와 같이 경제적, 장식적인 목적 등으로 금합금이 이루어 졌을 것이라는가 정 하에 고려시대 선원사지 출토 금동축수를 통해서 표면색에 따른 금 함량의 차이에 관하여 알아보고자 하였다.
그러나 우리나라에서는아직까지 대부분 형태학적 고찰에 국한되고 있으며, 이제까지 금속유물에 관한 연구들도 주로 도금법, 야금법, 주조술 등에 관한 고대 기술사를 밝히고자 하였다. 이에 본 연구는 고대에도 현대 금속공예에서와 같이 경제적, 장식적인 목적 등으로 금합금이 이루어 졌을 것이라는가 정 하에 고려시대 선원사지 출토 금동축수를 통해서 표면색에 따른 금 함량의 차이에 관하여 알아보고자 하였다.
가설 설정
이러한 결과로 보아 이 유물은 순동을 판재로 제작하여 말아 연접하는 부분을 주석으로 땜을 하였음을 확인 수 있다. 순동의 용융온도는 1084.5P이고 주석의 용융온도는 23L97C로 약 85(T0정도의 용융점 차이를 이용하여 땜한 것이다. 또한 B-3유물도 B-5유물과 같은 방법으로 제작된 것을 육안과 현미경을 통하여 확인할 수 있다.
제안 방법
고려시대로 추정되는 선원사지 출토 금동축수 총 21 점 중 유물의 표면 금도금색이 뚜렷하게 구분되는 세 가 지 유형의 유물을 선별하고 그 중에서 Fig. 1과 같이 대 표적인 유물로 각각 2개씩을 선별한 후 총 6점에 관하여 분석을 실시하였다.
또한 영상분석기 (ImageAnalyzer, Carl Zeiss, KS300 System, Germany)를 사용하여 각 도금층의 두께를 측정하였다. 도금층과 소지금속의 성분은 SEM(Scanning Electron Microscope, Jeol, JSM-5910LV, Japan)에 부착된 EDS (Energy Dispersive Spectroscope, Oxford 7324,England)를 이용하여 3~5지점을 분석하였으며, 필요. 한 부분은 mapping을 실시하여 성분별 분포상태를 알 아보았다.
보이는 전형적인 녹이 발견되었다. 따라서 일차적으로 현미경을 보면서 증류수, 에틸알콜, 에틸알콜과 증류 수를 1:1로 혼합한 용액을 이용하여 면봉과 유화붓, 보 존처리용 소도구를 이용하여 녹을 제거하고 일차 녹 제 거로도 제거되지 않는 청동 녹은 10% 개미산 용액을 면 봉에 적셔 닦아준 후 다시 물리적인 방법을 동원하여 제거하였으며 약품의 사용 후에는 증류수로 충분히 닦아내어 내부에 잔존하지 않도록 한 후 본 연구에 사용하였다.
채취한 시료는 연마지 #200~20, 00을 사용하여 순차적으로 grinding하고 다이아몬드 6~1㎛ 현탁액으로 연마를 하였고 광학현미경 (Optical Microscope, Carl Zeiss, Axiotech 100HD /Progress 3012, Germany)으로 도 금층의 단면을 관찰하였다. 또한 영상분석기 (ImageAnalyzer, Carl Zeiss, KS300 System, Germany)를 사용하여 각 도금층의 두께를 측정하였다. 도금층과 소지금속의 성분은 SEM(Scanning Electron Microscope, Jeol, JSM-5910LV, Japan)에 부착된 EDS (Energy Dispersive Spectroscope, Oxford 7324,England)를 이용하여 3~5지점을 분석하였으며, 필요.
또한 총 6점 중 소지금속에서 일부 분리되어 금박만 남아있는 나머지 3점의 시편은 전처리 과정 없이 에틸알 콜로 세척한 후 XRF(X-ray Fluorescence Spectroscopy, Kevex OMICRON, USA)를 이용하여 정성분석 및 정량분석을 실시한 후 에폭시 수지로 마운트하여 앞에서와 같은 전처리 과정을 거친 뒤 도금층의 단면을 관찰하였다. Table 1은 유물시편의 상태와 시편을 분석 한기기를정리하여 놓았다.
본 연구에서 선원사지 출토 금동축수 시료 6점에 대하 여 금동의 금 표면색에 따른 육안관찰에 의한 Gold,White-Gold, Red~Gold의 세 가지로 나누어 광학현미 경, 전자주사현미경 조사와 EDS, XRF로 분석된 결과 와 조사내용으로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
금동축수의 소지금속에 대한 분석은 총 6개의 시료중 소지금속에 금 도금층으로 이루어진 시료 A-5, B-3, B-5의 총 3점에 대하여 SEM-EDS5. 성분 분석을 하였다. 분석결과 시료 A-5와 B-3은 Fig.
도금층과 소지금속의 성분은 SEM(Scanning Electron Microscope, Jeol, JSM-5910LV, Japan)에 부착된 EDS (Energy Dispersive Spectroscope, Oxford 7324,England)를 이용하여 3~5지점을 분석하였으며, 필요. 한 부분은 mapping을 실시하여 성분별 분포상태를 알 아보았다.
대상 데이터
선정된 6점의 유물 중 소지금속위로 금도금층이 남아 있는 시료 3점은 다른 편들과 접합이 이루어지지 않는 유물의 가장자리 일부에서 시료를 채취하였다. 채취한 시료는 연마지 #200~20, 00을 사용하여 순차적으로 grinding하고 다이아몬드 6~1㎛ 현탁액으로 연마를 하였고 광학현미경 (Optical Microscope, Carl Zeiss, Axiotech 100HD /Progress 3012, Germany)으로 도 금층의 단면을 관찰하였다.
채취한 시료는 연마지 #200~20, 00을 사용하여 순차적으로 grinding하고 다이아몬드 6~1㎛ 현탁액으로 연마를 하였고 광학현미경 (Optical Microscope, Carl Zeiss, Axiotech 100HD /Progress 3012, Germany)으로 도 금층의 단면을 관찰하였다. 또한 영상분석기 (ImageAnalyzer, Carl Zeiss, KS300 System, Germany)를 사용하여 각 도금층의 두께를 측정하였다.
성능/효과
5. Gilt-bronze of sample A-5,으로 도금되었음을 확인할 수 있었으며, 이러한 분석 결과로 보아 이 시편은 도금 후 Hg를 비교적 많이 기화시 켜 Hg의 함량은 떨어지고 상대적으로 Au의 량이 많아 진 것으로 볼 수 있다.
것이고 다른 하나는 純銅을 母財로.板材로 製造 한 후 주석땜하였는데, 주석이 묻은 부분은 금도금이 잘되지 않은 것으로 보아 축수의 모양을 만든 후 금도금 작업한 것으로 확인되었다.
광학현미경 관찰 결과 Fig. 7의 b와 같이 금도금 층 위로 청동녹이 올라와 생성되어 patina층을 이루고 있 었는데 SEM-EDS에 부착된 영상분석기를 통해 확대해 본 결과 Fig. 7의 c와 d에서와 같이 도금층은 8~ 15㎛로 불균일한 상태를 이루고 있는 입자형태의 도금피막이 여러 곳에서 발견되는 것으로 보아 금 알갱이를 단단하게 밀착시키는 광쇠질 작업이 부족했음을 알 수 있었다. 이는 시료의 채취 부위가 직선부분이 아닌 축수 연결부과 머리 부분 사이의 곡면이었기에 도금 후 광쇠질이 어려웠음을 짐작케 할 수 있는 자료라 여겨진다.
넷째 ; 선원사지 출토 금동유물의 소지 동의 경우 두 가지 방법으로 제작되었는데 하나는 거의 순수한 銅을 鑄造한 것이고 다른 하나는 純銅을 母財로.板材로 製造 한 후 주석땜하였는데, 주석이 묻은 부분은 금도금이 잘되지 않은 것으로 보아 축수의 모양을 만든 후 금도금 작업한 것으로 확인되었다.
둘째 ; 도금된 금동시료의 피복기술은 선원사지 출토유물의 경우 수은이 0.92~19.04%로 분석결과로 나오는 것과, 금 알갱이들이 관찰되고 도금막이 불균일한 것으로 보아 금분 아말감 도금법으로 제작되었음을 확인할 수 있었다.
이 러한 분석결과로 보아 일반적인 금광 또는 소지금속인 Cu에 의한 Au의 오염 등을 고려해 보아도 Cig] 함량이 너무 높다는 것을 알 수 있다. 따라서 이 시편은 Au에 Ag가 3%대로 조금 들어있는 금에 Cu를 인위적으로 첨 가한 합금된 금을 재료로 사용하였을 가능성이 있으며 , 도금표면의 금색이 붉은 색에 가까워지는 것은 Cu의 많 은 함량이 도금 표면색에 영향을 주어 붉은색이 감도는 것으로 보인다.
이러한 분석결과는 도금된 표면색상이 흰색에 가까운 금색을 띄게 하는 원인인 것으로 보인다. 또한 Fig. 9의 4지점 분석결과 소지금속 이 겹쳐지는 끝부분에서 Sn이 검출되었으며, Hg의 경 우 3.2%정도가 검출되어 수은아말감기법으로 도금되 었음을 확인할 수 있었다. 이러한 분석결과로 보아 동판을 말아 연접된 부분을 주석으로 땜을 하였음을 알 수 있었으며 , 이는 주석땜을 하며 연접된 부분에 일정하게 주석이 표면에 묻은 뒤 수은 아말감을 하여 주석이 있는 부분은 수은아말감 도금이 되지 않고 남아있게 된 것으로 보인다.
또한 Hg는 0.92~0.93%정도가 검출되어 본 연구에서 사용된 시편 중 가장 낮은 함량으로 나타나 수은 아말감 법으로 도금한 후 수은을 많이 기화시켜 날려 보낸 것 으로 보인다. Fig.
분석에 사용된 시료는 우선 표면 세척작업이 요구되었는데 선원사지 출토 금동유물의 경우 표면에 금동유물에서 보이는 전형적인 녹이 발견되었다. 따라서 일차적으로 현미경을 보면서 증류수, 에틸알콜, 에틸알콜과 증류 수를 1:1로 혼합한 용액을 이용하여 면봉과 유화붓, 보 존처리용 소도구를 이용하여 녹을 제거하고 일차 녹 제 거로도 제거되지 않는 청동 녹은 10% 개미산 용액을 면 봉에 적셔 닦아준 후 다시 물리적인 방법을 동원하여 제거하였으며 약품의 사용 후에는 증류수로 충분히 닦아내어 내부에 잔존하지 않도록 한 후 본 연구에 사용하였다.
셋째 ; 선원사지 출토 금동유물의 도금피막 두께는 도 금 층이 비교적 고른 것도 있었으나 전체적으로 3~25 ㎛로 도금막의 두께가 현저한 차이가나는 것으로 보아 제작 당시의 광쇠질이 고르게 되지 않았거나 소지 동판의 표면이 불균일하였던 것으로 보인다. 또한 처음 도금에서 너무 얇게 도금되어 다시 도금한 층상구조를 하는 도금 층 부분을 찾을 수 있었으나, 각층마다 분석이 되지 않아 아쉬 움으로 남는다.
10은 A-4시료의 1지점의 XRF로 분석한 분석그래프로 그 정량적인 XRF 분석 결과는 Table 6과 같다. 여기서 주성분으로는 Au,Ag, Cu, Hg가 검출되었으며 , Table 6의 분석결과에서 다른 4개의 시료에 비교해보면 Au의 함량은 다른 시편 에 비해 52%대로 적고, Ag는 비슷한 양이며 Cu의 함량 이 43%정도로 매우 많다는 것을 확인할 수 있었다. 이 러한 분석결과로 보아 일반적인 금광 또는 소지금속인 Cu에 의한 Au의 오염 등을 고려해 보아도 Cig] 함량이 너무 높다는 것을 알 수 있다.
이러한 결과들로 보아 선원사지 출토 금동축수의 표면색에 따른 금의 함량 비를 알아봄으로 하여 그 당시에 축수 제작 시 금 이외 Cu를 합금하여 아말감 재료로 사 용하였을 가능성을 조심스럽게 개진할 수 있었으며, 금동축수 제작에 있어 잘못된 도금은 다시 그 위에 도금하는 기법과 동판을 말아 주석으로 접합한 뒤 도금한 제작기법을 확인할 수 있었다.
여기서 Cu의 함량은 A-2와 A-5시료에 비해 소량으로 나타나고 상대적으로 Ag가 소량이지만 많이 검출되었다. 이러한 결과로 보아 구리의 붉은 색이 은의 색에 이 시편에서도 Hg가 A-5 시편보다 조금 많은 6.2% 정도 검 출되어 수은아말감기법으로 도금되었음을 확인할 수 있었다.
4% 정도로 검출되었다. 이러한 분석결과 Table 7에서 주목할 점은 A-4 유물에는 미치지 못하나 다른 4개의 시료에 비해 Au의 함량은 비교적 적은 반면 Cu의 함량은 Gold type과 White- Gold type 보다 매우 많은 양이 검출된 것을 확인할 수 있다. 또한 이례적으로 Fe값이 0.
2%정도가 검출되어 수은아말감기법으로 도금되 었음을 확인할 수 있었다. 이러한 분석결과로 보아 동판을 말아 연접된 부분을 주석으로 땜을 하였음을 알 수 있었으며 , 이는 주석땜을 하며 연접된 부분에 일정하게 주석이 표면에 묻은 뒤 수은 아말감을 하여 주석이 있는 부분은 수은아말감 도금이 되지 않고 남아있게 된 것으로 보인다.
첫째 ; 금도금 층의 주성분은 Au, Ag, Cu, Hg로 Au를 제외한 특정 원소의 함량은 White-Gold type의 경우 Ag의 함량이 5.19%이며 Red-Gold type의 경우 Cu의 함량이 많게는 43.0%정도 Red-Gold type의 Cu가 현 저히 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 미루어 보아 Red-Gold typee 선원 사지금동축수의 도금 재료로 사용되었던 금은 현대의 금속공예와 유사하게 경제상 또는 제작 가공상의 편의를 위해서 합금을 하였을 가능성이 있다.
후속연구
앞으로 더욱 이러한 고려시대뿐만 아니라 여러 시기와 출토지역 등에 대한 금동 유물 또는 금동장신구에 대한 조사 분석 연구가 이루어진다면 시대와 지역에 따른 기술사와 사회상을 밝힐 수 있는 자료가 되리라 생각된다.
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