A Study on the Material and Production Method of Bronze Casting Earthen Mold - Focusing on Earthen Mold Excavated in Dongcheon-dong, Gyungju -

청동주조 토제범(土製范)의 재질과 제작기법 연구 - 경주 동천동 출토 토제범을 중심으로 -

This study examined the actual reconstruction drawing, composite mineral, particle size and property test, fine organic matters, color differences and main ingredients of the earthen mold excavated in Dongcheon-dong, Gyungju. The cross-section of the inner mold and outer mold divides into inside (1st layer) and outside (2nd layer), with organic matters mixed outside. The cross-section has been altered due to heat and form removal agent. X-ray analysis revealed that the layer was made of minerals with high transmissivity and only quartz particles were observed through a polarizing microscope. The inside of cross-section in SEM observation identified enlarged air gap, with crack developed in the center, but no changes observed on the outside. The particle size of the composites is almost the same for the inner mold and outer mold and is silt clay loam. The ratio between silt clay and silt clay loam was about 2.7:1 and 2.9:1 respectively. In the property test, the density and absorption rate of inner mold and outer mold were similar, but porosity was different, with inner mold of 27.36% and outer mold of 31.09%. The color difference of cross-section seems to have been caused by the spread of soot on the 1st layer surface for removal of form or by the covering of ink to protect the 1st layer. Composite mineral analysis revealed the same composition for the inner mold and outer mold, except for the magnetite that was detected in the inner mold alone. As for the main ingredient analysis, the average content of $SiO_2$ was 71.64% and that of $Al_2O_3$ was 14.59%. As for the sub-ingredients, $Fe_2O_3$ was 4.51%, $K_2O$ 3.06%, $Na_2O$, MgO, CaO, $TiO_2$, $P_2O_5$ and MnO was less than 2%.

경주 동천동 출토 토제범(土製范)에 대한 실측복원도, 조성광물 분석, 입도 및 물성시험, 미세조직관찰, 색도차 및 주성분 분석결과를 알아보았다. 연구대상 내범과 외범의 단면은 내측(제1층위)과 외측(제2층위)으로 구분되고 외측에는 유기물이 혼합되어 있다. 단면에는 열적 경험과 탈형제로 인한 변화 양상이 확인되며, X-선 촬영에서는 내측인 제1층위가 투과율이 높은 광물로 구성되었고 편광현미경에서 석영만이 관찰되었다. SEM 관찰에서 단면의 내측은 공극이 확대된 양상을 나타내고 중앙은 균열이 발달하였으며 외측에서는 변화를 관찰할 수 없었다. 구성입자의 입도는 내범과 외범이 거의 유사하며 미사질식양토로 구분되고, 미사질과 점토의 구성비는 약 2.7 : 1과 약 2.9 : 1이었다. 물성시험에서 내범과 외범의 밀도와 흡수율은 유사하고 공극률만이 내범이 27.36%와 외범은 31.09%로 다소 차이가 있었다. 단면의 색도차는 제1층위의 표면에 탈형을 위해 그을음을 입히거나 제1층위를 먹물로 수비하였을 가능성이 있다. 조성광물 분석에서는 내범과 외범의 조성광물이 동일하나 내범에서만 자철석이 동정되었다. 주성분 분석에서는 $SiO_2$의 평균함량이 71.64%, $Al_2O_3$는 14.59%이고, 부성분 중 $Fe_2O_3$는 4.51%, $K_2O$는 3.06%이며, $Na_2O$, MgO, CaO, $TiO_2$, $P_2O_5$, MnO는 2% 이하를 나타내었다.