경주 분황사 모전석탑의 손상 특성 연구

도진영,김정진 한국광물학회 2018 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.31 No.3

석조기념물 흑색표면층에 있는 염의 특성과 기원

도진영 한국문화재보존과학회 2003 보존과학회지 Vol.12 No.1

석조물에 있는 염들이 암석의 손상에 영향을 끼친다는 것은 잘 알려져 있다. 석조물 표면에 형성된 흑색층에서는 다양한 염이 다량 검출되고 있어 흑색층 내에서의 염의 역할과 또 그 기원에 대한 고찰이 요구되고 있다. 이 논문에서는 독일 베를린에 소재한 역사적인 건물에 사용된 사암과 석회암을 대상으로 염들의 특성을 알아보았다. 염은 원자 흡광분석기와 원자발광분석기 및 이온크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 모든 흑색층에서 가장 대표적인 이온은 과 으로, 통계처리에 따른 형성 가능한 염은 황산칼슘이다. 흑색층의 X-선 회절 분석법에서 석고가 검출되었으므로, 여기에 형성된 황산염은 이수화물 형태임을 알 수 있다. 칼슘의 기원이 사암 흑색층에서는 대기중의 먼지로, 석회암 흑색층에서는 모암인 것으로 추정되며, 황은 대기 오염물과 보수 시 사용된 모르타르에서 기인한 것으로 보인다.

도심에 위치한 석탑 표면 흑색층 내의 원소탄소성분과 그 기원연구

도진영 한국문화재보존과학회 2007 보존과학회지 Vol.20 No.-

석탑 표면 흑화현상에 영향을 끼치는 탄소를 평가하기 위하여 석탑표면의 흑색층을 분석하였다. 원소분석기를 이용하여 총탄소량을 측정하였으며. 원소탄소와 유기탄소는 시료를 산처리하여 탄산염탄소를 제거한 후 OC/EC 탄소분석기를 이용하여 분석하였다. 이들 석탑 표면 흑색시료에서 검출된 원소탄소의 함량은 0.52%로 원소탄소 자체만으로 석탑 표면의 흑화현상을 설명하기에는 충분치 않은 양이나 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 석탑 흑색표면 내 원소탄소의 기원을 살펴보기 위해 석탑주변의 대기미세먼지 (PM-10)를 포집하여 성분을 검토하였다. 대기미세먼지 중에서 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것은 이온성분으로 38.4%였으며 토양지각성분이 16.6%. 탄소성분이 38.4%로 측정되었다. 대기의 높은 원소탄소함량(13 wt.%)은 석탑 흑색표면에서 검출된 원소 탄소의 기원으로 판단된다. 대기중의 토양성분 또한 석탑 흑색표면이 함유하고 있는 규산염광물의 기원으로 추정되며, 석탑표면에 축적되어 표면을 어둡게 하는 역할을 한다. Black surface layers collected from stone pagodas were analyzed to study the effects of carbon compounds on the blackening of stone surface layer. The total amounts of carbon was measured through elemental analyser. Organic and elemental carbon were measured by combustion ihrornatographic determination after elimination of carbonates carbon with acid treatment. The elemental carbon concentration in the black surface layer measured 0.52wt.%. This value is not sufficient to explain the complete blackening of stone surface. To trace the origin of carbon in black surface layer on the stone pagoda, aerosol samples for PM 10 were collected at the near sites of the pagoda. The major components of them were soluble ions(42.8wt.%), carbon(38.4 wt.%) and crustal matter(16wt.%). From the high content(13wt.%) of elemental carbon in aerosol ran be deduced that it may be a prime origin for the elemental carbon in the black surface layer on the stone pagoda. The crustal matter in aerosol can be also a origin of silicate mineral in black surface layer and plays a important role in the darkening of black surface layer.

네브라 사암의 강화처리에 미치는 염의 영향

도진영 한국문화재보존과학회 2006 보존과학회지 Vol.18 No.-

염을 함유하고 있는 석조문화재들의 표면층은 대부분 매우 약한 상태이기 때문에 강화처리가 필요하다. 이제까지의 연구들은 강화제의 침투깊이와 강화제가 손상된 조직의 역학적 안정성에 끼치는 영향에 대해 주로 다루었다. 그러나 염을 함유한 석조문화재에 에틸실리케이트를 기반으로 한 강화제를 처리했을 때 성공적이지 못한 결과가 보이고 있다. 본 연구에서는 염이 손상된 석조문화재의(Nationalgalerie, Berlin, Germany) 강화효과에 미치는 영향을 살펴보기 위해서 사암시료를 염용액에 담구어 함염처리를 시킨 후에 에틸실리 케이트를 기반으로 하는 강화제를 함침시켰다. 연구결과, 석조문화재가 함유하고 있는 염들은 암석 내의 공극을 채움으로 해서 강화제가 내부로 충분히 들어가지 못하는 차단작용을 하는 것으로 밝혀졌다. 네브라 사암으로 구성된 Nationalgalerie 건물의 강화처리에 에틸실리케이트 계열의 강화제를 사용하고자 한다면 우선 표면오염층에 함유되어 있는 높은 함량의 염을 줄이거나 없애는 작업을 강화처리 전에 선행하여야만 효율적인 강화효과를 거둘 수 있을 것이다. 염을 함유하고 있는 석조문화재를 손상을 악화시키지 않고 강화시키기 위해서는 우선 정확한 염을 파악하여 그 위해성 여부를 고려하고, 암석, 염과 강화제의 상관관계를 시험한 후 적절한 강화제와 사전처리법을 찾는 일련의 선행연구가 필수적이다. Surface layers of stone cultural properties including the soluble salt need consolidation because they are mostly very weak. There is a lot of research on the penetration depth of consolidant in stone and the effect of consolidant on mechanical stability of deteriorated structure. But some conservation experiences show that consolidation with silicic acid ester is not successful on salt contaminated stone cultural properties. In this study, in order to assess the influence of soluble salts on the efficiency of consolidation on the deteriorated stone cultural properties(Nationalgalerie, Berlin, Germany) sandstone samples have been soaked with the salts solution. The impregnation of consolidant based on ethyl filicate have been afterwards carried out on these samples. As a result, it confirms that the soluble salts act as a preventer or consolidation. They fill up the pores in the stone and prevent that sufficient amount of consolidant enter deeply into the stone. According to this result, if use silicic ethyl ester as a consolidant for the research object which is built by Nebra sandstone, desalination is necessary before the treatment with consolidant. But it is also reported by other researches that some soluble salts improve the consolidation effect. Therefore it should be necessary to pre-study about salt and its harmfulness before the consolidation treatment. In order to consolidate without the aggravative damage in salt contaminated stone cultural heritage, we must first of all study the relations among salt, stone and consolidant.

도심에 위치한 석탑 표면 흑색층 내의 원소탄소성분과 그 기원연구

도진영 한국문화재보존과학회 2007 보존과학회지 Vol.20 No.-

Black surface layers collected from stone pagodas were analyzed to study the effects of carbon com-pounds on the blackening of stone surface layer. The total amounts of carbon was measured through elemental2 determination afterelimination of carbonates carbon with acid treatment. The elemental carbon concentration in the black surface layermeasured 0.52wt.%. This value is not sufficient to explain the complete blackening of stone surface. To trace the ori-gin of carbon in black surface layer on the stone pagoda, aerosol samples for PM10 were collected at the near sites ofmatter(16wt.%). From the high content(13wt.%) of elemental carbon in aerosol can be deduced that it may be aprime origin for the elemental carbon in the black surface layer on the stone pagoda. The crustal matter in aerosol canbe also a origin of silicate mineral in black surface layer and plays a important role in the darkening of black surfacelayer. 석탑 표면 흑화현상에 영향을 끼치는 탄소를 평가하기 위하여 석탑표면의 흑색층을 분석하였다. 원소분석기를 이용하여 총탄소량을 측정하였으며, 원소탄소와 유기탄소는 시료를 산처리하여 탄산염탄소를 제거한 후OC/EC 탄소분석기를 이용하여 분석하였다. 이들 석탑 표면 흑색시료에서 검출된 원소탄소의 함량은 0.52%로 원석탑 흑색표면 내 원소탄소의 기원을 살펴보기 위해 석탑주변의 대기미세먼지(PM-10)를 포집하여 성분을 검토하였다. 대기미세먼지 중에서 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것은 이온성분으로 38.4%였으며 토양지각성분이16.6%, 탄소성분이 38.4%로 측정되었다. 대기의 높은 원소탄소함량(13 wt.%)은 석탑 흑색표면에서 검출된 원소며, 석탑표면에 축적되어 표면을 어둡게 하는 역할을 한다.

수용성염이 석조문화재 표면 박리현상에 미치는 영향

도진영,임권웅 한국문화재보존과학회 2008 보존과학회지 Vol.22 No.-

석조문화재에서 나타나는 박리현상의 발생메커니즘과 염수용액에 의한 화학적 풍화와 관련된 그 원인을연구하였다. 박리편에 대하여 화학적, 광물학적, 물리적 분석을 수행하여 함유하고 있는 대표적인 염이 석고임을 밝혔다. 염의 작용을 이해하기 위하여 석고와 더불어 용해도가 상이한 황산나트륨을 공극율이 다른 응회암과 화강암에 처리하였다. Na2SO4 처리와 인공풍화를 거친 암석시료들의 모세관물흡수율은 약간 증가하였는데 이는 이 염에 의해 암석의 표면가까이에만 변화가 있었음을 의미한다. Na 2SO4는 암석의 표면공극내에서 결정화가 일어나 수화압과 결정압을 발생하여 얇은 박리를 형성하는 것으로 보인다. CaSO 42H 2적되므로 집적되는 양이 Na 2SO4 보다 더 많고, 표면에 집적되는 양보다 내부에 집적되는 양이 많아 물흡수량이 증가하는 결과를 보이는 것이며, 이러한 성질로 인하여 암석에 두꺼운 박리가 야기될 것으로 판단된다. 암석종에 따른 변화에서는 응회암의 경우, 큰 공극율과 높은 모세관물흡수율로 인하여 암석 내부의 깊이까지 들어가서 염이 집적하게로 보인다. 이에 비해 공극율과 모세관물흡수율이 낮은 화강암에서는 표면부위에서 집중적으로 염의 집적이 일어나서얇은 박리가 발생하는 것으로 판단된다. The mechanism of stone exfoliation and its cause in relation to chemical weathering by soluble salt werestudied. Chemical, mineralogical and physical analysis was performed in exfoliation samples from stone monuments.The representative salt is gypsum in the exfoliation samples. In order to understand the salt reaction, stonesolubility. The capillary water uptakes are slight increased in impregnated with Na2SO4 and weathering simulation oftwo rock types. It means that the rock is deteriorated in the near of the surface by Na2SO4. CaSO42H2O bring out thethicker exfoliation than Na2SO4 because it is penetrated into the deeper zone and amount of accumulated salt is more30cycle of weathering simulation, but there are not significant symptoms of exfoliation in the granite by same condi-tion. This result was caused by the different capillary water uptakes and porosity of the rocks. In the tuff, salt solu-tions are penetrated into the inner part due to its high capillary water uptakes and porosity but the granite, which haslow value relatively, can be formed thinner exfoliation.

석조물 표면의 흑화현상 고찰-흑색층의 구성광물 및 흑색에 영향을 끼치는 기타성분

도진영 한국암석학회 2002 한국암석학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-

서악리삼층석탑에 형성된 표면오염물의 특징과 그 제거방안 연구

도진영 慶州大學校 慶州文化硏究所 2005 慶州文化硏究 Vol.7 No.-

서악리삼층석탑에 형성된 표면오염물은 생물체 서식에 의한 두터운 층, 토양이나 먼지의 흡착에 의한 갈흑색층 및 부계 사이에 삽입된 철판의 산화에 의해 흡착 형성된 갈색 철산화물로 대별된다. 이와더불어 빗물이 고이는 부계표면에는 흑색의 勢은 막이 형성되어 있다. 분석 결과 생물체 서식층은 미립의 광물입자들을 포획하고 있으며, 수용성 염성분도 다량 함유하고 있음이 밝혀졌다. 생물체 서식층은 대부분 암석에 단단히 고착되어 물리적 방법으로는 제거가 어렵다. 그러나 우선 메스나 부드러운 솔을 이용하여 제거해보고, 그 후에 바이오사이드등으로 화학적인 처리를 검토해 보아야 한다. 갈흑색 토양이 흡착된 암석의 표면층은 수용성염, 특히 Mg, Ca, Na 및 K과 같은 양이온 성분을 암석에 공급해주어 손상을 일으키는 심각한 원인이 될 수 있으므로 제거가 되어야 한다. 이 부분의 제거를 위해서는 솔을 이용한 가벼운 건식세척이 요망되며, 경우에 따라 증류수를 이용하여 습식으로 세척한다. 그러나 구성암석자체가 다공성임으로 세척 후에는 암석내부에까지 스며들어간 수분을 제거해주는 것이 필요하다. 괴임 철판의 산화로 인하여 형성된 적갈색의 철산화물 띠를 제거하기 위해서는 화학약품을 써야하나, 그 피해에 대한 연구가 많이 보고되고 있고, 여기에 생성된 철산화물은 심각하지 않으므로 그대로 두는 것을 권한다. 흑회색의 양은 막은 빗물이 오랫동안 고여 있으면서, 수분의 건조가 어려운 암석표면에 주로 형성되어 있다. 이 층은 매우 단단하게 암석에 부착되어 있어 암석입자를 제거하지 않고는 흑색막 자체의 제거는 쉽지 않다. The main surface pollutants on Gyeongjuseoangnisamcheungseoktap are classified into the thick layer by biological colony, the brownish black layer by the adsorption of soil or dust and the brownish Fe-oxide by the oxidation of the iron plate inserted for balance. And the black thin layer is formed on the stone surface, on which rainwater can stay long. Through a laboratory analysis, it is elucidatel that the biological colony layer includes the fine mineral grains and an amount of the soluble salts. The biological colony layer is strong attached on the stone surface and it is difficult to remove it by physical methods. However, at first, Physical methods are carried out by using of mess or soft brush and next, if necessary, chemical treatments by biocide should be considered. The brownish black soil layer must be removed from the stone, because this layer provides the soluble salts, especially cation, like Mg, Ca Na and K, which are severe demage causes of stone cultural properties. For the removing of this layer is required simple dry cleaning by brush and, if necessary, to cleanse this layer by distilled water. In this case, the seeped wash water into the inner stone must be removed. For the removing of the red-brown Fe-oxide band on stone surface need generally chemical cleaning methods. But for this cultural properties it is better to leave as it is, except using of distilled water, since its many harmful effects are reported and the present condition of this Fe-oxide band is not severe. The thin greyish black layer is formed on the stone surface, on which rainwater stays long and it is difficult to dry it. It is not easy to remove this black layer alone, because this layer is very thin and strong attached on the stone.

[都軫泳 칼럼] 우먼 파우어

都軫泳 한국마케팅연구원 1974 마케팅 Vol.8 No.11

채색문화재에 적용된 전통 황색 광물안료 석황의 채색 특성

도진영 한국광물학회 2023 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.36 No.1

On painting cultural properties to which Orpiment, a traditional yellow mineral pigment, is applied, the color’s degeneration is frequently observed. To identify the cause of the degeneration, this study takes a look into orpiment and the various pigments that are mixed into it (Lead White, Lead Red, and Cinnabar) in powder and painting state. The pigment was mixed with Argyo glue and then applied to korean traditional paper and silk. Considering the possibility that alum causes the discoloration, it was applied to the specimen. With a UV tester, the powders and the painted specimens were subjected to a light resistance test in three phases (96 hour). Color changes were measured with a colorimeter and minerals, chemical composition and structural changes were analysed by XRD, SEM/EDS and Raman spectrometers. While the color change of pure Orpiment powder according to the light resistance test was small, the colored specimen became darker. The color change was large in the Orpiment colored on the silk and in the alum-treated specimen. In Orpiment powder was produced white arsenolite as altered orpiment after UV test. In the mixed powder of Orpiment and Lead White were detected only the constituent minerals of Orpiment and Lead White, and no altered substances were produced. Whereas after the UV test, orpiment and arsenolite, which were altered substances of orpiment, and the constituent minerals of Lead White were detected. In the case of mixing the two pigments in the powder state, darkening did not occur even by the UV test. However, the specimens colored with the mixed powder were darkened by the UV test. The color change of Orpiment was different depending on the mixed pigment and base material. The color change was greater in the case of alum treatment than in the case without alum treatment, and it was found that alum also had an influence on the color change of Orpiment.