Korean Journal of Heritage: History & Science (헤리티지:역사와 과학)

National Research Institute of Cultural Heritage (국립문화유산연구원)
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A Study on the analysis method and composition characteristics of organic materials in the pottery excavated at the palace site in Yongjangseong Fortress, Jindo

진도 용장성 왕궁지 출토 도기호 내부 유기물의 분석법과 성분 특성 연구

  • YUN Eunyoung (Restoration Technology Division, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • YU Jia (Division of Conservation Science, National Research Institute of Cultural Heritage) ;
  • KIM Kyuho (Dept. of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University)
  • 윤은영 (국립문화재연구원 복원기술연구실) ;
  • 유지아 (국립문화재연구원 보존과학연구실) ;
  • 김규호 (국립공주대학교 문화재보존과학과)
  • Received : 2022.06.08
  • Accepted : 2023.08.16
  • Published : 2023.09.30
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Abstract

Pottery filled with organic materials was excavated from the G-2 building site of Yongjangseong Fortress, Jingo, a relic of the Goryeo Dynasty. In this study, the characteristics of organic material were confirmed by a scientific analysis of organic material in pottery found at the palace in Yongjangseong, Jindo. In addition, it was intended to review the analysis method to identify the natural resin and to secure characteristic components(biomarkers) for each natural resin and use them as basic data in the future. The organic materials in the pottery were analyzed using attenuated total reflectance Fourier-transformed infrared spectroscopy(ATR-FTIR) and gas chromatography mass spectrometry(GC-MS). The infrared spectral characteristics were estimated to be natural resin, and biomarkers of organic materials were identified as sesquiterpene-based compounds(C15H24, MW 204) and derivatives. The lacquer(T.vemicifluum) is composed mainly of alkenes, alkanes, and catechol. Pine resin(P.densiflora), on the other hand, is primarily composed of diterpenoid(abietic acid, pimaric acid) and Whangchil(yellow lacquer) is identified to have sesquiterpenes(such as selinene, muurolene, calamenene) as its main components. So, the organic material in the pottery can be identified as Whangchil by comparing their compounds with modern resin materials from Dendropanax. morbifera that correspond with the results. Whangchil, which is exuded from the Dendropanax. morbifera, has been used as a natural coating materials since ancient times, and it has been confirmed that the characteristic components are well preserved even 700 years later. It can be assumed that the interior Whangchil was stored not for use as a coating, but rather for ritual purposes when the building was constructed, because the pottery was found near the cornerstone. Furthermore, based on simplified sample preparation using pyrolysis-gas chromatography mass spectrometry(Py-GC-MS), the thermal decomposition products were found to be similar to the characteristic components, suggesting that this method can be applied to the identification of natural resins used in historic artifacts.

고려시대 유적인 진도 용장성 왕궁지 G지구 건물지에서 내부에 유기물이 채워진 도기호가 출토되었다. 문화유산에 남아 있는 유기물은 동물과 식물자원에서 유래된 것으로, 과거 생활사 복원에 의미있는 정보를 제공하면서 최근 주목을 받아왔다. 이 연구는 진도 용장성 왕궁지에서 발견된 도기호 내부 유기물의 특성을 과학적 분석을 통해 파악하고자 수행되었다. 이와 함께 천연수지를 규명하기 위한 분석 방법을 검토하고 천연수지별 특성 성분을 확보하여 향후 기초자료로 활용하고자 하였다. 먼저 도기호 내부 유기물은 적외선 분광법과 질량분석법을 이용하여 특성 성분을 분석하였다. 적외선 스펙트럼 특성으로는 천연수지로 추정되었으며, 기체 크로마토그래피 질량분석을 통해 유기물의 주성분은 분자량이 204인 세스퀴테르펜(sesquiterpenes) 계열의 화합물(C15H24)과 유도체물로 확인되었다. 천연수지인 옻칠은 알켄류, 알칸류, 카테콜이 주성분이며, 송진은 수지산(아비에틱산, 피마릭산), 황칠은 세스퀴테르펜 계열의 화합물(셀레넨, 뮤뮬렌, 칼라메넨 등)이 주성분으로 확인되어, 도기호 내부 유기물은 황칠로 규명할 수 있었다. 황칠나무에서 삼출되는 황칠은 예부터 천연도료로 알려진 전통 재료로, 700년이 지난 황칠에서도 특성 성분은 잘 보존되어 있음을 알 수 있었다. 초석 인근에서 발견된 도기호는 진단구로, 내부에 담긴 황칠은 도료로 사용하기 위해 보관되기보다는 건물을 세울 때 진단용(ritual purposes)으로서 매장한 것으로 추정할 수 있다. 또한 시료 전처리가 간소화된 열분해 기체 크로마토그래피 질량분석 결과에서도 도기호 내부 유기물의 열분해산물이 황칠의 특성 성분과 유사하게 검출됨에 따라 향후 문화유산에 사용된 천연수지 규명에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

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