三國時代 알칼리 유리구슬의 化學的 特性 考察

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to examine types and characteristics of alkali glasses and to review distribution period and regional characteristics of each, by analyzing microstructure and chemical composition of 491 glass beads excavated from 12 sites of the Three Kingdoms period and by applying new classification of chemical composition on 847 glass beads excavated from 29 sites after summarization of analysis data presented until now. In addition, types of classes and distribution aspects that differ according to color are to be compared. Trading relationship of alkali glasses during the Three Kingdoms period and domestic glass production possibility will be discussed by reviewing the correlation between forming technique and chemical composition.
As analysis methods used in this study, forming technique was measured by microstructure observation using stereoscopic and electron microscopes. Chemical composition was measured using SEM-EDS, trace element of gold foil glass beads using LA-ICP-MS, lead isotopic ratio of high alumina glass of yellow and green using TIMS, and sintering temperature of cast glass beads using high temperature microscope.
According to the study results for each site, chemical composition of glass beads differs depending on the color of glass beads as well as period and regional characteristics of the excavated site. While sites of Baekje regions where blue beads are mainly excavated show dominance of potash glass prior to 3rd century and natron glass after 3rd century, Mahan sites with different colors of glass beads generally show dominance of high alumina glass. On one hand, sites of Shilla and Gaya have monotonous blue color for glass beads compared to Baekje regions. These sites show dominance of potash glass until 2nd century and diverse soda glasses since 3rd century.
Chemical composition of alkali glasses is classified into potash glass I and II types, high alumina glass, natron glass, plant ash glass, and mixed alkali glass. Potash glass I type appeared during 1st century B.C., potash glass II type during 1st century A.D., plant ash glass during 1st～2nd centuries, high alumina glass and natron glass during 2nd century, and mixed alkali glass during 3rd century to show sustained distribution. However, potash glass II type was not found after 4th century. Number of entities for potash glass I type simultaneously increased with appearance, and number of high alumina glasses and natron glasses increased during 2nd and 3rd centuries to become the new main types. Considering the fact that mixed alkali glass appeared later and had smaller share than potash glass and soda glass, as well as the difference in material characteristics from mixed alkali glasses of Goryeo and Joseon periods, mixed alkali glass during this time seems to be a glass composition temporarily created by mixture of potash glass and soda glass.
In terms of characteristics of each color, greenish blue and bluish green show diverse compositions including potash glass I and II types, high alumina glass, and plant ash glass. Purple blue also shows diverse compositions such as potash glass I type, high alumina glass, natron glass, plant ash glass, and mixed alkali glass. On the contrary, red is shown in high alumina glass, natron glass, and plant ash glass. Yellow and green are shown in high alumina glass, showing a close relationship with soda glass culture. As such, chemical composition of glasses differed according to color, and differences were found in the period of appearance, distribution and aspect of trend among different colors of the same composition. Main chemical composition of greenish blue and bluish green glasses changes from potash glass I and II types to high alumina glass during 2nd and 3rd centuries. Main composition of purple blue glass changes from potash glass I type to natron glass during the same period. For red, yellow and green glasses that appear after 2nd and 3rd centuries, high alumina glass becomes the trend of these colors concurrently with their appearance. Yellow and green high alumina glasses containing lead as opaque materials were analyzed for lead isotopic ratio, which shows that most of lead were produced in Thailand. This result supports existing study results that high alumina glass is related to Southeast Asia.
Forming techniques for glass beads during the Three Kingdoms period include drawing technique, segmental technique, casting technique, winding technique and folding technique. Most of glass beads were formed by drawing technique. Gold foil glass beads and monochromatic segmented beads formed by segmental technique were verified as natron glass or plant ash glass predicted as Western glasses such as glass ware. Therefore, they were probably introduced through identical origin and distribution process as glass ware. Especially, gold foil glass beads are classified into three types including gold foil and natron glass, gold foil and plant ash glass, and silver foil and plant ash glass depending on the material of foil and chemical composition of glass. While first type was frequently used in wide range of time and space between 2nd and 7th centuries when gold foil glass beads appeared, third type was introduced to the Korean peninsula around 5th century and used during 6th century. Glass beads formed by casting technique seem to have been manufactured by sintering glass powders from damaged glasses at 780～800℃. Such technique is sufficient to produce beads using damaged glasses and mold without workshop facility or raw material. Thus, secondary processing of glass in Korea was probably carried out since 3rd century, when such glass beads were excavated.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 삼국시대 12개 유적에서 출토된 491점의 유리구슬에 대한 미세구조와 화학 조성을 분석하여 유적별 유리구슬의 특성을 살펴보고 이를 바탕으로 지금까지 발표된 분석 자료를 종합한 총 29개 유적에서 출토된 847점의 유리구슬을 중심으로 새로운 화학 조성의 분류 방법을 적용하여 알칼리 유리의 종류와 그 특성을 살펴보고 각각의 유통 시기와 지역적 특성을 검토하고자 한다. 또한 색상에 따라 차이를 보이는 유리의 종류와 유통 양상을 비교하고자 하였으며 성형 기법과 화학 조성의 상관관계를 검토함으로서 삼국시대 알칼리 유리의 교역 관계와 국내의 유리 생산 가능성을 제시해 보고자 한다.
본 연구에서 활용한 분석 방법으로 성형 기법은 실체 및 전자현미경을 이용한 미세구조 관찰에서, 화학 조성은 SEM-EDS, 금박구슬의 미량성분은 LA-ICP-MS로, 황색과 녹색 고알루미나유리의 납동위원소비는 TIMS로, 주조 유리구슬의 소결 온도는 고온현미경을 이용하여 측정하였다.
유적별 연구 결과에서 유리구슬의 화학 조성은 유리구슬의 색상과 출토 유적의 시기 및 지역적 특성에 따라 차이가 확인된다. 백제 지역에서 청색 계통 구슬이 주로 출토되는 유적은 3세기를 기점으로 이전은 포타쉬유리가, 이후는 네트론유리가 우세한 반면 다양한 색상의 유리구슬이 출토되는 마한 관련 유적은 보통 고알루미나유리가 우세하게 나타난다. 한편 신라?가야 유적은 백제 지역보다 유리구슬의 색상이 청색으로 단조롭고 2세기까지의 유적에서는 포타쉬유리가, 3세기 이후의 유적에서는 다양한 소다유리가 나타난다.
알칼리 유리의 화학 조성은 포타쉬유리 Ⅰ형과 Ⅱ형, 고알루미나유리, 네트론유리, 식물재유리, 알칼리혼합유리로 세분된다. 포타쉬유리 Ⅰ형은 기원전 1세기, 포타쉬유리 Ⅱ형은 1세기, 식물재유리는 1～2세기, 고알루미나유리와 네트론유리는 2세기, 알칼리혼합유리는 3세기에 출현하여 지속적으로 유통되나 포타쉬유리 Ⅱ형은 4세기에 단절된 양상을 보인다. 개체수는 포타쉬유리 Ⅰ형이 출현과 동시에 증가하고 2～3세기경 고알루미나유리와 네트론유리가 증가하여 주된 유형이 대체된다. 알칼리혼합유리는 포타쉬유리와 소다유리보다 늦은 출현 시기와 낮은 점유율 그리고 고려 및 조선시대 알칼리혼합유리와 다른 원료적 특성을 고려할 때 포타쉬유리와 소다유리의 혼합에 의해 일시적으로 나타난 유리 조성으로 판단된다.
색상별 특성에서 벽색 및 청록색은 포타쉬유리 Ⅰ, Ⅱ형, 고알루미나유리, 식물재유리에서, 감청색은 포타쉬유리 Ⅰ형, 고알루미나유리, 네트론유리, 식물재유리, 알칼리혼합유리 등 다양한 조성으로 나타나는 반면에 적색은 고알루미나유리, 네트론유리, 식물재유리에서, 황색과 녹색은 고알루미나유리로 소다유리 문화와 밀접한 관련이 있음을 알 수 있다. 이와 같이 색상에 따라 유리의 화학 조성이 다르게 확인되며 동일 조성이라도 각 색상에 따라 출현 시기와 유통 및 유행 양상에 차이가 확인된다. 벽색 및 청록색 유리는 포타쉬유리 Ⅰ, Ⅱ형에서 고알루미나유리로, 감청색 유리는 포타쉬유리 Ⅰ형에서 네트론유리로 2～3세기경에 주된 화학 조성이 변화하며, 2～3세기 이후에 출현하는 적색, 황색, 녹색 유리는 고알루미나유리가 출현과 동시에 유행하는 것으로 확인된다. 불투명제로서 납이 함유된 황색과 녹색의 고알루미나유리는 납동위원소비 분석을 통해 납의 산지가 대부분 태국산으로 나타난다. 이는 고알루미나유리가 동남아시아 지역과 관련된다는 기존의 연구 결과를 뒷받침하는 결과이다.
삼국시대 유리구슬의 성형 기법은 늘인 기법, 연주옥 기법, 주조 기법, 말은 기법 그리고 접은 기법 등이며 늘인 기법에 의해 성형된 것이 대부분이다. 연주옥 기법에 의해 성형된 금박구슬과 단색 연주옥은 용기와 같이 서양 유리로 추정되는 네트론유리 또는 식물재유리로 확인됨에 따라 용기와 동일한 기원과 유통 과정을 통해 유입되었을 가능성이 높다고 판단된다. 특히, 금박구슬은 박의 재질과 유리의 화학 조성에 따라 금박과 네트론유리, 금박과 식물재유리, 은박과 식물재유리로 구성된 3가지 유형으로 구분된다. 첫 번째 유형은 금박구슬이 출현하는 2세기부터 소멸되는 7세기까지 광범위한 시공간에서 빈번하게 사용된 반면 세 번째 유형은 5세기경에 한반도에 유입되어 6세기에 유행한 것으로 판단된다. 주조 기법에 의해 성형된 유리구슬은 유리 파손품으로 만든 유리분말을 780～800 ℃에서 소결하여 제작한 것으로 판단된다. 이와 같은 기술은 공방 시설이나 원료 없이 유리 파손품과 거푸집만으로 충분히 구슬 생산이 가능한 수준이다. 따라서 적어도 이 유리구슬들이 출토되는 3세기부터는 국내에서도 유리 편을 이용한 2차 가공이 이루어진 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 1. 유리의 정의 및 성분 5
• 2. 고대유리의 화학 조성 6
• 3. 성형 기법 8
• 4. 형태 9
• 5. 색상 11
• Ⅲ. 연구 대상 13
• 1. 분석 시료 13
• 2. 유적 개요 17
• 1) 평택 마두리 유적 17
• 2) 아산 명암리 밖지므레 유적 17
• 3) 고창 남산리 유적 18
• 4) 완주 상운리 유적 19
• 5) 오산 수청동 분묘군 20
• 6) 서산 부장리 유적 20
• 7) 경주 덕천리 유적 21
• 8) 대구 신서혁신도시 B-1 3북구역 유적 22
• 9) 경산 신대리 유적 23
• 10) 영천 화남리 유적 24
• 11) 진해 마천동 고분군 25
• 12) 고령 지산동 고분군 26
• Ⅳ. 연구 방법 27
• 1. 미세구조 관찰 27
• 2. 조성 분석 27
• 3. 미량성분 분석 27
• 4. 납동위원소비 분석 28
• 5. 주조 유리의 소결 온도 추정 28
• Ⅴ. 연구 결과 30
• 1. 평택 마두리 유적 30
• 2. 아산 명암리 밖지므레 유적 33
• 3. 고창 남산리 유적 45
• 4. 완주 상운리 유적 53
• 5. 오산 수청동 분묘군 70
• 6. 서산 부장리 유적 86
• 7. 경주 덕천리 유적 91
• 8. 대구 신서혁신도시 B-1 3북구역 유적 101
• 9. 경산 신대리 유적 107
• 10. 영천 화남리 유적 112
• 11. 진해 마천동 고분군 120
• 12. 고령 지산동 고분군 125
• Ⅵ. 종합 고찰 136
• 1. 유리구슬의 화학 조성 140
• 1) 포타쉬유리군 140
• 2) 소다유리군 142
• 3) 알칼리혼합유리군 145
• 2. 유리구슬의 색상 150
• 1) 벽색 및 청록색 150
• 2) 감청색 153
• 3) 적색 158
• 4) 황색과 녹색 160
• 3. 유리구슬의 성형 기법 164
• 1) 연주옥 166
• (1) 금박구슬 166
• (2) 단색 연주옥 180
• 2) 주조 유리구슬 185
• Ⅶ. 결 론 196
• 참고문헌 200
• ABSTRACT 209