경기도 포천시 길명리 가마터 출토 흑유자기와 백자에 대한 특성분석 Characteristics Analysis of on Blackware and Whiteware at Excavated Kiln in Gilmyeong-ri Pocheon-si Gyeonggi-do, Korea원문보기
본 연구는 19세기로 알려진 경기도 포천 길명리 가마터에서 선정한 흑유자기와 백자편을 중심으로 과학적 분석을 활용한 특성 자료를 제시해 보고자 한다. 과학적 분석은 미세구조 관찰과 색도와 비중 및 흡수율, 기공률 등을 포함한 물리적 특성, 태토와 유약의 조성에 대한 화학적 특성으로 구분하여 조사하였다. 분석 결과, 태토의 미세구조는 자화 정도에 따라 태토 표면의 입자 및 기공 등에서 차이를 보이며 유약은 백자보다 흑유자기가 유리질화가 잘된 양상으로 관찰된다. 색도와 비중 및 흡수율은 자기의 종류보다 각 도편의 자화 정도에 따른 미세구조에 따라 차이를 보인다. 화학적 조성 분석에서 태토는 백자보다 흑유자기가 $Fe_2O_3$와 $TiO_2$가 높은 편이고 유약은 백자보다 흑유자기가 $SiO_2$, $Al_2O_3$가 낮고 $Fe_2O_3$, $TiO_2$가 높게 함유하고 있는 특징이 있다. 특히, 흑유자기는 CaO와 재의 사용 여부를 말해주는 $P_2O_5$ 성분이 높다.
본 연구는 19세기로 알려진 경기도 포천 길명리 가마터에서 선정한 흑유자기와 백자편을 중심으로 과학적 분석을 활용한 특성 자료를 제시해 보고자 한다. 과학적 분석은 미세구조 관찰과 색도와 비중 및 흡수율, 기공률 등을 포함한 물리적 특성, 태토와 유약의 조성에 대한 화학적 특성으로 구분하여 조사하였다. 분석 결과, 태토의 미세구조는 자화 정도에 따라 태토 표면의 입자 및 기공 등에서 차이를 보이며 유약은 백자보다 흑유자기가 유리질화가 잘된 양상으로 관찰된다. 색도와 비중 및 흡수율은 자기의 종류보다 각 도편의 자화 정도에 따른 미세구조에 따라 차이를 보인다. 화학적 조성 분석에서 태토는 백자보다 흑유자기가 $Fe_2O_3$와 $TiO_2$가 높은 편이고 유약은 백자보다 흑유자기가 $SiO_2$, $Al_2O_3$가 낮고 $Fe_2O_3$, $TiO_2$가 높게 함유하고 있는 특징이 있다. 특히, 흑유자기는 CaO와 재의 사용 여부를 말해주는 $P_2O_5$ 성분이 높다.
This study is investigated the characteristics and the comparison on blackware and whiteware at Gilmyeong-ri kilns, located Poncheon-si, Geonggi province at AD 19c using scientific analysis. It is measured by scientific analysis classified as microstructure observation, physical methods which involv...
This study is investigated the characteristics and the comparison on blackware and whiteware at Gilmyeong-ri kilns, located Poncheon-si, Geonggi province at AD 19c using scientific analysis. It is measured by scientific analysis classified as microstructure observation, physical methods which involved chromaticity, specific gravity, absorption ratio and porosity, and chemical analysis of components of body and glaze. As a result, a particle and a pore of body surface appeared differently by the degree of vitrification. In glaze, Blackware have better on good vitrification than whiteware in the microstructure observation. The physical characteristics of chromaticity, specific gravity, absorption ratio and porosity differed according to degree of vitrification rather than porcelain types. In composition, body of blackware have higher ratio of $Fe_2O_3$ and $TiO_2$ than of whiteware. Also glaze of blackware have higher ratio of $Fe_2O_3$ and $TiO_2$, and lower ratio of $SiO_2$ and $Al_2O_3$ than whiteware. Especially, blackware have higher ratio in the composition of CaO and $P_2O_5$ by which ash is used or not.
This study is investigated the characteristics and the comparison on blackware and whiteware at Gilmyeong-ri kilns, located Poncheon-si, Geonggi province at AD 19c using scientific analysis. It is measured by scientific analysis classified as microstructure observation, physical methods which involved chromaticity, specific gravity, absorption ratio and porosity, and chemical analysis of components of body and glaze. As a result, a particle and a pore of body surface appeared differently by the degree of vitrification. In glaze, Blackware have better on good vitrification than whiteware in the microstructure observation. The physical characteristics of chromaticity, specific gravity, absorption ratio and porosity differed according to degree of vitrification rather than porcelain types. In composition, body of blackware have higher ratio of $Fe_2O_3$ and $TiO_2$ than of whiteware. Also glaze of blackware have higher ratio of $Fe_2O_3$ and $TiO_2$, and lower ratio of $SiO_2$ and $Al_2O_3$ than whiteware. Especially, blackware have higher ratio in the composition of CaO and $P_2O_5$ by which ash is used or not.
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문제 정의
도자기의 물리적 특성으로 비중, 흡수율 및 기공률을 측정하여 길명리 흑유자기와 백자의 태토에 대한 자화 정도와 치밀도를 확인하고자 하였다(Table 3, Figure 5).
본 연구에서는 길명리 가마터 흑유자기와 백자편을 중심으로 과학적인 분석을 통하여 길명리 자기의 전반적인 특성을 고찰하고자 한다. 또한, 청자나 백자에 비해 상대적으로 연구가 미비한 흑유자기에 대한 과학적 분석 자료를 체계적으로 제시하고자 한다.
본 연구는 경기도 포천시 길명리 가마터 출토 흑유자기와 백자편을 중심으로 원료 및 특성을 파악하고 폐기장 및 층위 그리고 가시적으로 구분된 조질과 양질에 대한 특성을 물리적, 화학적 분석을 통하여 제시해 보고자 하였다.
본 연구에서는 길명리 가마터 흑유자기와 백자편을 중심으로 과학적인 분석을 통하여 길명리 자기의 전반적인 특성을 고찰하고자 한다. 또한, 청자나 백자에 비해 상대적으로 연구가 미비한 흑유자기에 대한 과학적 분석 자료를 체계적으로 제시하고자 한다.
유약의 조성8은 흑유자기와 백자 유약에 대한 특성 비교, 폐기장과 층위에 따른 흑유자기 유약과 조질과 양질에 따른 백자 유약의 상관성을 확인하고자 하였다. 또한 흑유자기 유약이 흘러내리는 원인을 검토해 보았다(Table 5).
이상의 연구는 길명리 가마터 출토 흑유자기와 백자에 대한 특성을 물리·화학적 방법으로 조사하여 그 결과를 제시하였다. 아직까지 흑유자기에 대한 과학적이고 체계적인 연구가 충분하지 못한 실정에서 이번 연구결과가 흑유자기에 관한 기초 자료로 활용되기를 기대한다.
태토의 조성은 X선형광분석기를 이용하여 주성분 분석을 기초로 흑유자기와 백자, 폐기장의 위치 및 층위에 따른 차이 그리고 상대적으로 분류한 조질과 양질에 의한 원료 차이와 특성을 확인해 보고자 한다(Table 4).
제안 방법
4,5 번조분위기를 확인할 수 있는 방법은 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 앞의 자료와 실험결과를 토대로 반사도를 이용해 길명리 흑유자기와 백자의 번조 분위기를 추정해 보았다(Figure 3). 번조 분위기의 추정은 파장에 따라 반사율이 높아지는 상승곡선은 산화번조, 반대로 반사율이 낮아지는 하강곡선은 환원분위기에서 번조된 것으로 해석된다.
Figure 6. Microstructure of sherds analyzed in this study.
Figure 2. chromaticity testing of sherds analyzed in this study.
도편의 전처리는 도편에서 유약을 제거하고 태토만 마노 사발을 이용하여 200mesh 이하로 분말화한 후, 원판 유리시료(glass bead)로 만들어 분석하였다.
은 흑유자기와 백자 유약에 대한 특성 비교, 폐기장과 층위에 따른 흑유자기 유약과 조질과 양질에 따른 백자 유약의 상관성을 확인하고자 하였다. 또한 흑유자기 유약이 흘러내리는 원인을 검토해 보았다(Table 5).
미시적 관찰은 광학현미경(Optical Microscope, Model: ECLIPSE E600WPOL, Nikon)을 이용하여 시편 표면을 반사광(reflected light)으로 조사하였다. 시편은 유약 조성을 분석하기 위하여 제작한 동일한 시편을 이용하여 관찰하였다.
유약 조성은 에너지분산형분광분석기(EDS: Energy Dispersive Spectroscope, Model: OXFORD 6025 EDS)가 부착된 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope, Model: JEOL SUPERPROBE JXA-8600SX)으로 분석하였다. 분석을 하기위해 도편을 이온수로 세척·건조 시킨 다음 에폭시수지(Epoxy resin)로 정착시키고 연마하여 시편을 제작하였다.
색도 및 반사도는 분광측색계(Minolta, CM-2500d)를 이용하여 표준 광원 D65, 시야각 10°의 조건으로 측정하였다. 유약은 선정 시편을 표면에서 가장 오염되지 않고 평편한 부분을, 태토는 비중, 흡수율 및 기공률과 조성 분석을 위한 시료의 전처리 과정에서 유약면을 제거한 상태에서 측정하였다.
비중은 비중측정기(GX-13)가 부착된 디지털저울(GX-200)을 이용하였다. 시료는 태토 분석을 위해 유약을 제거한 편 중에서 3개편을 선택하여 각각의 무게를 측정하여 다음 수식에서 계산하였다.
미시적 관찰은 광학현미경(Optical Microscope, Model: ECLIPSE E600WPOL, Nikon)을 이용하여 시편 표면을 반사광(reflected light)으로 조사하였다. 시편은 유약 조성을 분석하기 위하여 제작한 동일한 시편을 이용하여 관찰하였다. 미시적 관찰을 하기 위하여 시편은 HF(1:1)용액에서 에칭하였다.
유약 조성은 에너지분산형분광분석기(EDS: Energy Dispersive Spectroscope, Model: OXFORD 6025 EDS)가 부착된 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope, Model: JEOL SUPERPROBE JXA-8600SX)으로 분석하였다. 분석을 하기위해 도편을 이온수로 세척·건조 시킨 다음 에폭시수지(Epoxy resin)로 정착시키고 연마하여 시편을 제작하였다.
색도 및 반사도는 분광측색계(Minolta, CM-2500d)를 이용하여 표준 광원 D65, 시야각 10°의 조건으로 측정하였다. 유약은 선정 시편을 표면에서 가장 오염되지 않고 평편한 부분을, 태토는 비중, 흡수율 및 기공률과 조성 분석을 위한 시료의 전처리 과정에서 유약면을 제거한 상태에서 측정하였다.
도자기는 착색제의 함량, 번조 분위기, 자화 정도 등 여러 요인으로 인하여 색상 차이를 보이나 육안 관찰로 객관적으로 표현하기에는 어려움이 있다. 이를 객관적으로 비교하기 위하여 선정 도편에 대한 태토와 유약면의 색도를 분광광도계로 각각 3회씩 측정한 평균값을 정리하였다(Table 2).
태토 조성은 X-선형광분석기(XRF: X-ray Fluorescence Sequential Spectrometer, Model: Philips Inc. PW2404, WD-XRF)를 이용하여 Rh target으로 30 keV, 100 mA(단, Mn 및 Fe : 60 keV, 50 mA) 조건에서 측정하였다.
분석도편은 북측 폐기장 Ⅱ층·Ⅰ층(NⅡ·NⅠ)과 남측 폐기장 Ⅱ층·Ⅰ층(SⅡ·SⅠ)에서 선정하였다. 흑유자기는 층위별로 NⅡ·NⅠ, SⅡ·SⅠ에서 각 3편씩, 백자는 NⅡ에서 조질 및 양질로 구분하여 각 4편씩, 초벌편은 남측 폐기장에서 층위 구분 없이 태토의 상태에 따라 조질, 중간, 양질 등으로 분류하여 각 3점씩 일차 선정하였다. 그리고 이차로 흑유자기 중 태토가 백토로 추정되는 3편을 추가하여 총 32점을 분석하였다(Figure 1).
대상 데이터
기전문화재연구원에서 2002년 8월에 시작하여 2003년 6월까지 발굴한 19세기의 흑유자기 전용 가마터이다. 관련 유구는 가마와 가마 남·북쪽의 폐기장이 확인되었으며 출토 자기는 흑유자기, 백자, 도기, 기와 등이다. 폐기장에서 대부분의 도자기가 출토되었으며 남측 및 북측폐기장에서 출토된 유물의 양상은 큰 차이를 보이지 않고, 다만 북측폐기장의 백자 수량이 좀 더 많은 것으로 확인되었다.
흑유자기는 층위별로 NⅡ·NⅠ, SⅡ·SⅠ에서 각 3편씩, 백자는 NⅡ에서 조질 및 양질로 구분하여 각 4편씩, 초벌편은 남측 폐기장에서 층위 구분 없이 태토의 상태에 따라 조질, 중간, 양질 등으로 분류하여 각 3점씩 일차 선정하였다. 그리고 이차로 흑유자기 중 태토가 백토로 추정되는 3편을 추가하여 총 32점을 분석하였다(Figure 1).
기전문화재연구원에서 2002년 8월에 시작하여 2003년 6월까지 발굴한 19세기의 흑유자기 전용 가마터이다. 관련 유구는 가마와 가마 남·북쪽의 폐기장이 확인되었으며 출토 자기는 흑유자기, 백자, 도기, 기와 등이다.
분석도편은 북측 폐기장 Ⅱ층·Ⅰ층(NⅡ·NⅠ)과 남측 폐기장 Ⅱ층·Ⅰ층(SⅡ·SⅠ)에서 선정하였다. 흑유자기는 층위별로 NⅡ·NⅠ, SⅡ·SⅠ에서 각 3편씩, 백자는 NⅡ에서 조질 및 양질로 구분하여 각 4편씩, 초벌편은 남측 폐기장에서 층위 구분 없이 태토의 상태에 따라 조질, 중간, 양질 등으로 분류하여 각 3점씩 일차 선정하였다.
성능/효과
반사도는 파장에 의한 반사율의 경향성으로 번조 분위기를 추정할 수 있다.4,5 즉, 파장에 따른 반사율이 높아지는 상승곡선은 산화번조, 반대로 반사율이 낮아지는 하강곡선은 환원분위기에서 번조된 것으로 추정할 수 있다.
또한, 유약에 함유된 철성분은 융제 역할을 하므로 실제 융제로 작용한 성분의 함량은 더 높다고 할 수 있다.5,11 흑유자기와 백자에서 차이를 보이는 P2O5성분은 유약 조성에서 흑유자기와 백자가 각각 2.3(±0.53)%, 0.18(±0.18)%로 흑유자기가 백자에 비하여 10배 이상 높은 함량을 갖고 있는 것으로 확인된다. 일반적으로 유약에 P2O5 성분이 많으면 태토에 잘 융착되지 못하고 흘러내리는 현상이 나타난다고 알려져 있다.
이와 같은 추정은 백토 흑유자기가 전체 흑유지기에 비하여 아주 소량이므로 단정하기는 어려우나 실제로 유약에서 산화칼슘의 양을 줄이고 실리카를 높임으로써 유약의 흐르는 단점을 개선한 예가 있다.6 이러한 조성분석결과를 이용하여 실리카와 알루미나의 상대적인 몰퍼센트를 계산하여 도식화 결과, 흑유자기 유약은 1.40~2.15와 0.23~0.36에, 백자 유약은 2.40~5.47와 0.37~0.86의 범위에 분포 하고 있음을 확인하였다.
일반적으로 유약에 P2O5 성분이 많으면 태토에 잘 융착되지 못하고 흘러내리는 현상이 나타난다고 알려져 있다.9,10 백토 흑유자기의 유약 조성은 흑유자기의 유약 조성과 유사하나 CaO 성분이 약 5%정도가 낮은 편이다. 이는 CaO 성분이 낮은 유약을 시유함으로써 유약이 흐르는 것을 개선하려는 시도로 볼 수 있다.
백토 흑유자기도 이 계통에 포함될 수 있다. 마지막으로 백자 중에서 양질 계통으로 태토에서 조질백자보다 SiO2 함량이 10%이상 높고 착색제 성분이 낮으며, 유약의 CaO 성분함량이 흑유자기와 유사한 특징을 보이는 원료이다.
또한, 길명리 초별편은 모두 상승곡선으로 산화번조일 가능성이 높다(Figure 4). 반사도 측정 결과를 토대로 번조분위기를 추정하면 흑유자기는 산화번조일 가능성이 높다. 그러나 태토에서 하강곡선을 나타내는 4점(km-6, 8, 9, 12)은 환원번조일 가능성도 배제할 수 없다.
6)%로 부피 비중은 큰 차이는 없으나 흡수율과 기공률이 백자보다 흑유 자기가 높게 나타나는 특징을 보인다. 백자에서 조질과 양질의 기공률 차이는 없으나 초벌편은 조질과 양질의 기공률이 각각 33.8(±1.1)%, 31.5(±1.7)%로 조질이 양질에 비하여 기공의 분포정도가 큰 것을 알 수 있다. 흑유자기중 채도와 반사도에서 다른 도편과 차이가 있는 도편 4점(km-1, 2, 10, 11, 17)은 기공률 또한 높아 물리적 특성간의 상호 연관이 있는 것으로 생각된다.
흑유자기는 병이나 항아리 등의 일상 생활용기 중에서 음료 등을 저장 및 운반하는 용도로, 백자는 반상기를 위주로 제작되었다. 번조방식에 있어서 흑유자기와 백자를 함께 번조하였는지는 확인할 수 없으며 흑유자기의 경우 포개구이를 하지 않은 것으로 확인되었다.3
분석 결과에서 흑유자기 유약은 주성분 SiO2와 Al2O3가 49.3(±2.3)%, 13.7(±1.5)%이고 착색제 Fe2O3와 TiO2가 6.9(±1.2)%, 0.47(±0.07)%이며 백자 유약은 주성분 SiO2와 Al2O3가 65.8(±3.1)%, 16.7(±1.4)% 이고 착색제 Fe2O3와 TiO2가 1.2(±0.26)%, 0.04(± 0.03)%로 뚜렷한 차이를 보인다. 이 결과에서 흑유자기는 백자 유약에 비하여 실리카와 알루미나의 조성 함량은 낮고 착색제의 함량은 높은 편이다.
색도, 반사도, 비중, 흡수율 및 기공률 등의 물리적 특성에서 길명리 가마터 출토 도편은 흑유자기와 백자의 품질에 따른 구분보다는 선정 도편의 번조 상태에 따라 차이를 보이는 것으로 확인된다. 즉, 번조가 덜된 도편은 채도가 높고 흡수율 및 기공률이 높은 편으로 이와 같은 특징은 미세구조 관찰에서도 확인된다.
이상의 미세구조 특징에서 길명리 흑유자기와 백자는 폐기장과 층위와 관계없이 자화 정도에서 차이가 있는 도편이 모두 관찰된다.
관련 유구는 가마와 가마 남·북쪽의 폐기장이 확인되었으며 출토 자기는 흑유자기, 백자, 도기, 기와 등이다. 폐기장에서 대부분의 도자기가 출토되었으며 남측 및 북측폐기장에서 출토된 유물의 양상은 큰 차이를 보이지 않고, 다만 북측폐기장의 백자 수량이 좀 더 많은 것으로 확인되었다. 출토된 전체유물의 94.
후속연구
그 이유는 유약에 대한 재산화가능성과 백자가 대부분 환원 번조로 흑유자기도 환원번조일 가능성이 있기 때문이다. 뚜렷하게 상승 및 하강곡선을 나타내지 않는 도편은 중성의 가능성 또는 산화와 환원정도의 차이 등 여러 요인이 있을 것으로 판단되며 이에 대한 추가적 실험이 필요할 것으로 생각된다.
이상의 연구는 길명리 가마터 출토 흑유자기와 백자에 대한 특성을 물리·화학적 방법으로 조사하여 그 결과를 제시하였다. 아직까지 흑유자기에 대한 과학적이고 체계적인 연구가 충분하지 못한 실정에서 이번 연구결과가 흑유자기에 관한 기초 자료로 활용되기를 기대한다.
초벌편은 착색제를 기준으로 분류하면 백자보다 흑유 자기의 조성과 유사한 것으로 볼 수 있으나 초벌과 재벌 편의 원료는 번조과정에서 조성 차이가 나타날 수 있으므로 이에 대한 보완 실험이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
흑유자기란?
흑유자기는 유약에 다량의 철분이 포함되어 있어 번조후 표면의 색이 흑색이나 암갈색을 띠는 도자기로 그 수량은 적으나 고려시대부터 조선에 이르기까지 오랜 세월 제작되어 왔다.1
흑유자기가 출토된 대표적인 가마터는?
흑유자기가 출토된 대표적인 가마터는 조선 전기의 공주 학봉리, 진해 두동리, 고창 용산리, 장성 추암리 등이며, 조선 후기에는 울산 상삼정리, 충주 구룡리 등으로 대부분 분청이나 백자와 함께 제작되었다고 알려져 있다.2 그러나 경기도 포천시 길명리 가마터는 다량의 흑유자기와 소량의 백자를 생산하였던 점으로 보아 지금까지 알려진 조선시대 가마터 중에서 흑유자기를 전문적으로 생산한 가마터로 처음으로 발굴, 조사되었다고 할 수 있다.
태토와 유약 조성에 대한 분석 결과에서 도편의 사용 원료는 어떻게 구분할 수 있나?
태토와 유약 조성에 대한 분석 결과에서 도편의 사용 원료는 크게 3가지로 구분할 수 있다. 첫째는 흑유자기의 원료로 백자보다 태토의 착색제 성분이 많고, 유약에서 SiO2와 Al2O3의 함량이 낮고 Fe2O3, TiO2, CaO, P2O5의 함량이 높은 원료이다. 둘째는 백자 중에서 조질 계통으로 태토의 착색제 성분이 적고, 유약은 흑유자기보다 SiO2 함량이 높고 착색제 및 CaO 성분 함량이 낮은 특성을 나타내는 원료이다. 백토 흑유자기도 이 계통에 포함될 수 있다. 마지막으로 백자 중에서 양질 계통으로 태토에서 조질백자보다 SiO2 함량이 10%이상 높고 착색제 성분이 낮으며, 유약의 CaO 성분함량이 흑유자기와 유사한 특징을 보이는 원료이다.
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