고려시대 출토 청동거울의 경면처리 기법 재현 연구 = Experimental Reproduction of Reflective Surface Treatment Techniques Applied to Bronze Mirrors Excavated from the Goryeo Dynasty

국문 초록 (Abstract)

청동거울은 구리 합금으로 제작한 후 표면을 연마하여 사물을 반사하도 록 만든 물건으로, 선사시대부터 조선시대에 이르기까지 널리 사용되었다. 청동거울의 형태와 제작기술은 제작시기와 사회적 및 기술적 배경에 따라 변화했으며, 시대별 특징이 비교적 뚜렷하게 나타난다. 특히 고려시대 청동 거울에서는 이전과 달리 주석(Sn)의 함량이 낮은 합금 조성이 확인되는데, 이러한 합금 조성으로 인해 낮아진 경면의 반사율을 보완하기 위한 경면처리(경면 도금)가 수행되었을 것으로 추정된다. 이와 관련하여 청동거울의 비파괴 분석 중심의 선행연구에서는 경면처리 재료로 주석과 수은(Hg)이 사용되었을 가능성이 제시된 바 있다. 주석 및 수은을 이용한 경면처리 기법은 후기 청동거울에서 확인되는 특징임에도 불구하고, 경면처리에 적용된 재료와 기법에 대한 체계적인 연구는 여전히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실험 및 분석을 통해 청동거울 경면에 적용된 도금 기법을 규명하고, 재료적·방법적 측면에서의 기초자료를 마련하고자 하였다.
먼저 고려시대 분묘에서 출토된 청동거울의 경면을 대상으로 과학적 분석을 실시하여 경면처리의 흔적을 확인하였다. 분석 결과 구리-주석 금속간 화합물이 확인되어 주석 도금이 적용되었을 가능성을 확인하였으며, 수은이 검출되는 경우와 수은은 검출되지 않고 주석 성분이 높게 검출되는 경우로 구분되었다. 이를 통해 주석과 수은이 경면처리의 주요 재료로 사용되었음을 확인하였다.
출토 청동거울의 분석 결과를 바탕으로 주석 및 수은을 주재료로 한 주석칠도금(Tin-Plating), 주석아말감도금(Amalgam-Tinning), 수은도금(Mercury -Tinning)의 경면처리 재현실험을 수행하였으며, 비교를 위해 현대 도금 기법인 주석전기도금(Electro-Tinning)을 추가로 실시하였다. 재현실험 결과 네 가지 기법의 시편 모두 표면에 은색의 도금층이 형성되었으며, 사용한 재료에 따라 주석, 주석과 수은, 또는 수은 성분이 주성분으로 검출되었다. 또한 주석을 사용한 도금 시편 중 가열 과정을 거친 시편에서는 주석의 확산에 의해 구리-주석 금속간 화합물이 형성되는 양상이 확인되었다.
이후 재현시편을 대상으로 부식시험을 실시한 결과 주석칠도금 시편에서 는 도금층 내 주석이 우선 부식되는 양상이 관찰되었으며, 금속간 화합물을 형성한 시편의 경우 부식 이후에도 금속간 화합물이 잔존함으로써 표면의 광택이 일정 수준 유지될 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 출토 청동거울의 경면처리에 적용된 도금 기법을 확인함과 동시에 재현실험을 통해 각 경면처리 기법의 재료적·구조적 특성을 규명하였다. 또한 주요 검출 성분과 구리-주석 금속간 화합물의 존재 여부를 기준으로 경면처리 기법을 구분할 수 있음을 실험적으로 확인하였으며, 이는 향후 청동거울의 경면처리 연구에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 다만 본 연구는 분석대상이 제한적이었고, 재현실험 또한 제한된 조건에서 수행되었으므로, 분석대상과 실험 조건을 다양화하여 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Bronze mirrors are objects made by casting copper alloys and subsequently polishing their surfaces to achieve reflectivity. They were widely used from the prehistoric period through the Joseon Dynasty. The forms and manufacturing techniques of bronze mirrors evolved in response to changes in production periods as well as social and technological backgrounds, resulting in relatively distinct characteristics for each period. In particular, bronze mirrors from the Goryeo Dynasty exhibit alloy compositions with lower Tin(Sn) contents compared to earlier periods. It has been suggested that reflective surface treatments, including surface plating, were applied to compensate for the reduced reflectivity caused by these alloy compositions. In this regard, previous studies focusing on non-destructive analyses have proposed the possible use of tin and Mercury(Hg) as materials for reflective surface treatments. Although surface treatment techniques employing tin and mercury are characteristic features observed in later bronze mirrors, systematic studies on the materials and methods applied to reflective surface treatments remain limited. Therefore, this study aims to identify the plating techniques applied to the reflective surfaces of bronze mirrors through experimental reproduction and scientific analysis, and to establish fundamental data from both material and methodological perspectives.
First, scientific analyses were conducted on the reflective surfaces of bronze mirrors excavated from Goryeo Dynasty tombs to identify traces of surface treatment. The analytical results revealed the presence of copper–tin intermetallic compounds, indicating the possible application of tin plating. The mirrors could be classified into two groups: those in which mercury was detected and those in which mercury was not detected but high tin contents were observed. These results confirm that tin and mercury were the primary materials used in the reflective surface treatment of bronze mirrors.
Based on the analytical results of the excavated bronze mirrors, experimental reproductions of reflective surface treatments were carried out using tin and mercury as main materials, including tin-plating, amalgam -tinning, and mercury-plating. For comparison, modern electro-tinning was additionally performed. The results of the reproduction experiments showed that all specimens produced by the four techniques formed silvery plated layers on their surfaces, and the principal detected components varied depending on the materials used, namely tin, tin and mercury, or mercury. Furthermore, in tin-plated specimens subjected to heating processes, the formation of copper–tin intermetallic compounds was observed as a result of tin diffusion.
Subsequently, corrosion tests were conducted on the reproduced specimens. In the tin-plated specimens, preferential corrosion of tin within the plated layer was observed. In contrast, specimens in which copper–tin intermetallic compounds had formed retained these compounds even after corrosion, indicating that a certain level of surface gloss could be maintained.
This study not only identifies the plating techniques applied to the reflective surfaces of excavated bronze mirrors but also elucidates the material and structural characteristics of each surface treatment technique through experimental reproduction. Furthermore, it was experimentally confirmed that reflective surface treatment techniques can be distinguished based on the major detected components and the presence or absence of copper–tin intermetallic compounds. These findings are expected to serve as fundamental reference data for future studies on the reflective surface treatment of bronze mirrors. However, as the number of analyzed samples was limited and the reproduction experiments were conducted under restricted conditions, further studies incorporating a broader range of analytical targets and experimental conditions are required.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. 청동거울의 시대별 특징 4
• 1) 선사시대 4
• 2) 삼국시대 6
• 3) 통일신라시대 8
• 4) 고려시대 9
• 5) 조선시대 10
• 2. 청동거울 경면의 제작기법 12
• 1) 경면 연마(고주석 청동거울) 13
• 2) 경면 도금(경면처리 청동거울) 14
• Ⅲ. 연구 대상 및 방법 25
• 1. 청동거울의 경면처리 기법 분석 25
• 1) 연구 대상 25
• 2) 연구 방법 26
• 2. 경면처리 재현실험 28
• 1) 시편 제작 28
• 2) 분석 방법 38
• Ⅳ. 연구 결과 40
• 1. 고려시대 청동거울의 경면처리 기법 분석 40
• 1) 청동거울 GM-01 40
• 2) 청동거울 GM-02 46
• 3) 청동거울 GM-03 51
• 4) 청동거울 GM-04 56
• 2. 경면처리 재현시편 분석 61
• 1) 주석칠도금 61
• 2) 주석전기도금 71
• 3) 주석아말감도금 79
• 4) 수은도금 109
• 3. 인공부식시편 분석 119
• 1) 주석칠도금 120
• 2) 주석전기도금 123
• 3) 주석아말감도금 126
• 4) 수은도금 129
• Ⅴ. 고 찰 132
• 1. 도금 기법에 따른 도금층 형성 메커니즘 132
• 1) 도금 재료의 확산으로 인한 농축 현상 133
• 2) 도금 재료와 소지금속 간의 금속간 화합물 형성 133
• 3) 금속간 화합물을 통한 경면처리 기법 추론 가능성 확인 135
• 2. 가열 온도에 따른 주석아말감도금의 특성 137
• 1) Sn 확산과 Hg의 기화 정도 137
• 2) 광택 정도의 차이 138
• 3) 주석아말감도금의 적정 가열 온도 추론 139
• 3. 출토 청동거울의 경면처리 기법 추론 140
• 1) Hg 검출 청동거울 140
• 2) Hg 미검출 청동거울 141
• 4. 경면처리 기법에 따른 부식 현상 142
• Ⅵ. 결 론 144
• 참고문헌 146
• Abstract 150