Jangdo(Small Ornamental Knives) manufacturing process and restoration research using Odong Inlay application

오동상감(烏銅象嵌)기법을 활용한 장도(粧刀)의 제작기술 및 복원연구

In this research, literature research on the Odong material, mixture ratio, casting method and casting facility was conducted on contemporary documents, such as Cheongong Geamul. Also, a long sword was produced using the Odong inlay technique. The sword reproduction steps were as follows; Odong alloying, silver soldering alloying, Odong plate and Silver plate production, hilt and sheath production, metal frame and decorative elements, such as a Dugup (metal frame), production, Odong inlay assembly and final assembly. For the Odong alloy production, the mixture ratio of the true Odong, which has copper and gold ratio of 20:1, was used. This is traditional ratio for high quality product according to $17^{th}$ century metallurgy instruction manual. The silver soldering alloy was produced with silver and brass(Cu 7 : Zn 3) ratio of 5:1 for inlay purpose and 5:2 ratio for simple welding purpose. The true Odong alloy laminated with silver plate was used to produce hilt and sheath. The alloy went through annealing and forging steps to make it into 0.6 mm thick plate and its backing layer, which is a silver plate, had the matching thickness. After the two plates were adhered, the laminated plate went through annealing, forging, engraving, silver inlaying, shaping, silver welding, finishing and polishing steps. During the Odong colouring process, its red surface turns black by induced corrosion and different hues can be achieved depending on its quality. To accomplish the silver inlay Odong techniques, a Hanji saturated with thirty day old urine is wrapped around a hilt and sheath material, then it is left at warm room temperature for two to three hours. The Odong's surface will turn black when silver inlay remains unchanged. Various scientific analysis were conducted to study composition of recreated Odong panel, silver soldering, silver plate and the colouring agent on Odong's surface. The recreated Odong had average out at Cu 95.57 wt% Au 4.16wt% and Cu 98.04 wt% Au 1.95wt%, when documented ratio in the old record is Cu 95wt% and Au 5wt%. The recreated Odong was prone to surface breakage during manufacturing process unlike material made with composition ratio written in the old record. On the silver plate of the silver and Odong laminate, 100wt% Ag was detected and between the two layers Cu, Ag and Au were detected. This proves that the adhesion between the two layers was successfully achieved. The silver soldering had varied composition of Ag depending on the location. This shows uneven composition of the silver welding. A large quantities of S, that was not initially present, was detected on the surface of the black Odong. This indicates that presence of S has influence on Odong colour. Additional study on the chromaticity, additional chemical compounds and its restoration are needed for the further understanding of the origin of Odong colour. The result of Odong alloy testing and recreation, Odong silver inlay long sword production, scientific analysis of the Odong black colouring agent will form an important foundation of knowledge for conservation of Odong artifact.

본 연구에서는 "오주서종박물고변(五洲書種博物考辯)", "천공개물(天工開物)" 등 고문헌에 기록된 오동 재료와 합금비, 주조 시설, 주조법 등을 확인하고 이를 기초자료로 활용하여 오동상감기법으로 장도를 제작하였다. 오동상감기법 장도 제작은 크게 오동 합금, 은땜 합금, 오동판과 은판 제작, 칼자루와 칼집 제작, 장도의 장석인 두겁 및 부속품 제작, 오동 상감, 조립의 순으로 진행하였다. 오동의 합금은 "오주서종박물고변"에 보이는 상품(上品)으로 전통방식의 진오동(眞烏銅) 합금비인 구리와 금을 20:1의 중량비로 하였다. 은땜의 합금은 상감된 문양에 사용한 경우 은과 황동(Cu 7 : Zn 3)을 중량비 5:1로, 단순 접합 사용한 경우에는 은과 황동을 중량비 5:2로 합금하여 은땜판을 제작하였다. 칼집과 칼자루 제작은 진오동 합금비로 만든 오동 괴를 풀림과 단조작업을 실시하여 오동판의 두께를 0.6mm로, 오동의 뒷면인 은판도 두께 0.6mm로 제작한 뒤, 오동판과 은판 접합, 풀림과 단조, 오동판에 문양 새기기, 은 상감하기, 오동판으로 칼집과 칼자루 모양잡기, 은땜으로 접합하기, 연마 및 광택내기 등의 과정을 거쳐 완성하였다. 붉은색의 오동판 표면을 검은색으로 부식시키는 '오동 살리기(발색하기)'는 오동 합금의 품위에 따라 발색 효과가 차이가 난다. 한지를 30일 정도 썩힌 인뇨(人尿)에 적셔 칼집과 칼자루 등에 감아 따뜻한 곳($25^{\circ}C$ 이상)에 두고 2~3시간이 경과하면 오동판의 겉면만 검은색으로 발색되고 은이 상감된 문양은 그대로 있어 오동상감기법을 재현할 수 있었다. 오동상감 복원에 사용했던 오동판, 은판, 은땜판의 합금성분과 오동의 표면 발색성분을 알기 위해 과학분석을 실시하였다. 오동 합금 분석(시료 2개)결과 고문헌 기록(Cu 95wt%, Au 5wt%)과 평균성분비가 유사한 Cu 95.57wt%, Au 4.16wt%과 차이가 있는 Cu 98.04wt%, Au 1.95wt%로 검출되었는데, 전자는 오동판 가공에 성공률이 높은 반면, 후자는 가공과정에서 터지는 등의 실패가 있었다. 오동판과 은판이 부착된 시료의 성분분석 결과 은판 부분은 Ag 100wt%로 검출되었고, 오동판과 은판이 접합된 부분은 Cu, Ag, Au가 모두 검출되어 접합이 잘 되었음을 확인할 수 있었다. 은과 황동을 합금한 은땜판은 분석결과 Ag 성분이 다양하게 검출되고 있어 성분비와 관계없이 매우 불균질하게 섞여있음을 관찰하였다. 오동판에 검은색으로 발색된 부분의 성분분석 결과 소지 금속에서 검출되지 않았던 S의 함량이 검출되어 S의 함량이 오동 색상에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 향후 발색에 대한 정확한 메커니즘을 밝히기 위해서는 추가적인 화합물, 색도 및 재현 연구 등 추가연구가 필요하다. 이번 연구를 통해 시도 및 확인된 고문헌 속의 오동합금 실험 및 재현, 오동상감기법에 의한 장도제작, 오동판 검은색 발색 메커니즘의 과학 분석결과 등은 오동상감기법의 복원을 위한 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.