• 헤리티지:역사와 과학
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• 제47권3호
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• pp.24-41
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• 2014

손곡2리 4호 가마터 출토 청자는 원주 법천사지와 근거리에 위치하고 있어 법천사지 출토 청자와의 유사성이 제기되고 있으며, 따라서 자연과학적 방법을 통해 상관성을 알아보고자 하였다. 총 19개 대상 청자에 대한 도자사적 성격을 알아보고, 과학적 분석을 진행하였다. 먼저, 과학적 분석결과 분석대상 청자 태토의 화학조성은 $RO_2$ 3.79-7.77mole, $RO+R_2O$ 0.33-0.49mole 영역에서 분산된 분포를 나타낸다. 미세구조 확인결과 실생활에 사용되었을 것으로 추정되는 원주 법천사지 출토 청자는 대부분 자화 상태가 양호하며, 손곡2리 4호 가마터 수습 청자 중에는 시유와 소성이 제대로 이루어지지 않은 청자가 일부 확인되었다. 태토의 결정상 분석결과 quartz와 mullite가 검출되었으며, 손곡2리 4호 가마터 수습 청자 중 일부에서는 corundum이 검출되었다. 분석대상 청자 대부분은 $1150{\sim}1200^{\circ}C$에서 소성되었으며, 일부 $1100^{\circ}C$ 이하 온도에서 소성된 청자와 $1200^{\circ}C$ 이상 고온에서 소성된 청자도 확인된다. 분석 결과 법천사지와 손곡2리 4호가마터 청자 태토에서 다양한 화학조성 및 제작기법이 확인되었으며, 손곡2리 4호 가마터 청자가 법천사지에서 사용된 청자의 생산가마터라고 단언하기 어렵다. 다만, 희토류 원소 분석에서는 법천사지와 손곡2리 4호 가마터 수습 일부 청자에서 일정한 규칙성을 갖는 분포 패턴을 나타내어 도자기 제작에 사용된 원료가 동일기원일 가능성을 제시한다. 도자사적으로 살펴보면, 법천사지 출토 청자와 손곡2리 4호 가마터 수습청자는 성형방법과 번조방법에서 동일한 제작기법으로 확인된다. 또한 전반적인 청자의 기형과 문양의 양상으로 봤을 때, 12~13세기에 제작된 것으로 보인다.

• 분석과학
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• 제26권3호
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• pp.211-221
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• 2013

본 연구는 원주 법천사지에서 출토된 분청사기의 화학조성과 미세조직, 결정상을 X-선형광분석기와 주사전자현미경-에너지분산형엑스선분석기, X-선회절분석기를 이용하여 알아보았다. 태토의 화학성분 분석 결과, 낮은 실리카($RO_2$) 함량과 높은 융제(RO+$R_2O$) 함량임을 알 수 있다. 유약의 경우 융제 성분 중 CaO 함량이 높은 전형적인 석회계열(lime type)과 석회-알칼리 계열(lime-alkali type) 유약을 사용하였으며 태토의 결정상으로는 quarts, mullite, microcline, albite가 확인되었다. 특히 원주 법천사지에서 출토된 분청사기 태토의 화학적 조성은 제겔식을 이용하여 이미 연구된 다른 유적에서 출토된 분청사기와 비교하였으며 화학조성은 서로 상이한 결과를 보였다.

• 보존과학회지
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• 제35권3호
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• pp.259-268
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• 2019

석조문화재는 조성된 직후부터 복합적 훼손요인에 의해 손상되거나 본래의 역사적 진정성을 잃어버린 채 현재에 이르게 된다. 원형보존과 진정성을 회복시키기 위한 다양한 인위적 개입을 원주 법천사지 지광국사탑 보존처리 사례를 중심으로 설명하였다. 지광국사탑의 보존처리는 해당 문화재의 연구와 보호에 기여하는 모든 과학적 기술적 수단을 확보한 후 진행하였으며, 지광국사탑의 미학적, 역사적 가치를 보존하고 원 재료와 원형에 대한 이해를 바탕으로 추진하였기 때문에 과도한 복원은 지양하였으며 원형보존과 진정성을 회복하는데 기여한 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제26권2호
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• pp.171-182
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• 2010

공주 계실리, 청원 연제리, 원주 법천사지 유적에서 출토된 철재의 화학조성 및 미세조직을 X-선형광분석, 금속현미경 및 주사전자현미경-에너지분산형분광기 등을 이용하여 각 유적별 사용된 원료광석과 제철 기법에 대하여 알아보았다. 우선 각 유적별 주성분을 분석한 결과 공주 계실리 유적 출토 철재는 보통 고대에서 발견되는 철재의 전철량인 30~50% 범위에 속하는 39~44%로 나타났다. 조재량은 15~21%로 고대에 나타나는 보통의 양이다. 청원 연제리 유적은 제철로가 확인되었고, 수습된 철재의 전철량은 41~43%이며, 조재량도 18~30%로 일반적인 전철 및 조재량을 보였다. 그러나 원주 법천사지 유적의 경우 주거지내에서 철재만이 수습되었고, 제철 유적은 확인되지 않았다. 또한 주성분 분석결과 전철량은 52~57%, 조재량은 8~14%이다. 이 함유량은 공주 계실리와 청원 연제리보다 전철량이 높고, 조재량이 낮은 것으로서 철재와 철의 분리가 다른 지역에 비해 원활하게 이루어지지 못했음을 보여준다. 또한 미량성분 분석결과 공주 계실리 유적은 Ti과 V, Zr의 함량이 다른 유적들에 비하여 높게 나타나며, 미세조직에서는 magnetite와 ulvospinel이 나타나는 것으로 보아 원재료로서 사철을 사용했음을 확인 할 수 있었으며 청원 연제리와 원주 법천사지는 철광석으로 제련된 철재로 확인되었다. 미세 조직 관찰 결과 청원 연제리 출토 철재는 회색장주상의 fayalite가 나타나고, 원주 법천사지는 거상의 wustite가 주상으로 확인되었다. 즉, 청원 연제리 출토 철재는 제련 작업 시 생성된 철재이고, 원주 법천사지는 출토 지점과 분포된 조직 양상을 보아 단야 작업 과정에서 생성된 철재임을 확인할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제35권5호
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• pp.518-527
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• 2019

원주 법천사지(사적 제466호)에서 파편 상태로 출토된 치미의 제작기법을 조사하고 보존처리(복원)를 진행하였다. 치미의 제작기법 조사 결과는 동체부 제작, 날개부와 깃 부착, 장식부 제작, 상·하단 사절흔, 상·하단 연결을 위한 투공, 조형적 특징 등으로 나누어 서술하였다. 보존처리는 예비조사, 이물질 제거, 강화처리, 접합 및 복원, 색맞춤 순서로 진행하였다. 특히 접합 후 결손 부위의 원형 복원을 위해 3차원스캐닝 데이터를 활용하여 위치, 크기, 각도 등을 추정하였다. 복원한 치미는 높이 118 cm, 무게 121 kg에 이르는 대형 치미로서 이는 국내 완형(복원) 토제 치미 중 5번째로 큰 크기이다. 또한 깃이 뾰족한 형태의 치미는 현재까지의 국내에 알려진 유사 사례가 없어 희귀한 자료가 될 것으로 예상한다.

• 보존과학회지
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• 제34권3호
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• pp.211-225
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• 2018

원주 법천사지 지광국사탑(국보 제101호)은 고려시대(11세기 경)에 조성된, 양식과 기법이 매우 뛰어난 승탑이다. 1912년에 일본 오사카로 무단 반출되었다가 반환되었으며, 한국전쟁기간에 큰 손상을 입었다. 이후 모르타르와 같은 재료를 사용하여 보수되었으며, 이 과정에서 국립고궁박물관 옆으로 이건되었다. 지광국사탑의 표면오염은 대부분 보수재료를 중심으로 나타난다. 변색 등급이 높은 흑화는 북측면과 앙시에서 비교적 높은 점유율을 보였다. 이는 상대적인 수분유지시간에 따른 것으로 해석된다. 표면오염물은 대부분 방해석과 석고이며, 특히 흑화부위는 2차적으로 대기오염물질의 영향을 받았다. 상대적으로 변색도가 낮은 석재에서도 조암광물사이에서 염결정이 확인되며 부분적으로 표면을 피복하고 있다. 지광국사탑은 보수과정에서 사용된 모르타르가 열화되면서 용해된 석회물질의 영향으로 탑신 전반에 걸쳐 변색에 의한 손상이 넓게 나타난 것으로 해석된다. 따라서 보존처리 과정에서 표면오염물 제거와 세정 및 탈염처리를 통해 염에 의한 물리화학적 손상을 제어할 필요가 있다.

• 보존과학회지
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• 제34권6호
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• pp.503-515
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• 2018

원주 법천사지 지광국사탑의 1957년 수리 복원에 사용된 모르타르의 손상정도를 평가하고 제거 필요성에 대한 객관적인 데이터를 제공하기 위해 콘크리트 분야에서 사용되는 반전위측정방법을 적용하였다. 철근이 사용된 옥개석 모르타르와 실내 실험체의 촉진부식시험 후 반전위 측정값에 대한 다중회귀분석 결과, 부식량과 피복두께에 따른 HCP 값의 결정계수는 0.86이상의 높은 상관식이 도출되었다. ASTM C876기준에 따르면 옥개석의 습윤상태 측정값 - 431~-663 mV는 철근의 부식손상 확률이 90%이상이기 때문에 손상된 모르타르를 제거한 후 신석재를 사용한 복원이 필요한 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.100-117
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• 2020

국보 제101호로 지정된 원주 법천사지 지광국사탑은 조성 후 수차례 이전 및 이건되었는데, 특히 한국전쟁 시 폭격으로 인한 심각한 훼손으로 1957년 전면적인 해체·보수가 이루어졌다. 당시 재료 및 수리 내용이 남아있지 않지만 보존 처리를 진행하면서 지광국사탑에 사용된 다양한 형태의 금속재료를 확인하였다. 각 부재를 연결하는데 꺽쇠 및 앵커볼트 외에 두께 9mm의 원형철근이 주로 사용되었으며, 부재와 모르타르 복원재를 연결하기 위해 다양한 두께의 원형철근과 철사 등이 사용되었다. 건축물로 분류되는 석탑에 통상적으로 사용되는 이형철근이 아닌 매끈한 표면의 원형철근이 사용되었다. 이는 모르타르 복원 시 재료가 가진 부착 강도와 결합력 강화를 위해 재료의 형태를 변형시키고, 서로 교차시켜 결속하고 불규칙적으로 꼬아 단면적을 늘리는 등 재료의 단점을 보완한 것으로 확인되었다. 또한 금속학적 분석법을 적용하여 알아본 결과 전체적으로 탄소 함량이 낮은 아공석강 소재로 사용하여 제작하였다. 미세조직 내에는 불규칙한 크기로 분포하는 방울 형태의 비금속개재물이 다수 포함되어 있으나 전체 성분에는 영향을 미치지 않을 정도의 미량으로 포함되어 있다. SEM-EDS의 면 분석으로 검출되지 않는 망간(Mn)과 황(S)이 정량 분석 및 EPMA 분석법으로 확인한 결과 망간황화물(MnS)로 시료의 형태와 관계없이 미세조직 결정립 내에 고르게 분포하고 있다. 철물의 형태 제작 후 작업의 용이성을 위해 2차로 균질화 등 열처리를 실시한 것으로 보여지며, 철물의 두께가 얇아질수록 포함된 탄소 함량이 감소하고 탄성과 신장률이 증가하는 특성에 따라 복원 작업 순서를 정하고 다양한 형태의 철물을 사용한 것으로 보인다.

• 보존과학회지
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• 제30권1호
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• pp.67-80
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• 2014

본 연구는 고려 중기 가마터인 유천리 고려백자의 조성 및 미세구조 분석 결과를 기초로 기 연구된 서리, 중암리, 방산동 그리고 법천사지 출토 백자와 비교하여 고려백자의 원료적 특징을 확인한 것이다. 유천리 고려백자는 태토가 고려 전기 백자에 비해 실리카가 높고 융제 함량이 낮은 반면 유약은 이 반대의 특징을 보인다. 또한 철산화물에 비해 티타늄 산화물의 함량이 높게 나타나는 경향을 보이는데 이는 고려청자의 티타늄 산화물 함량과 비슷한 수치이다. 전기 고려백자는 각 가마별 함량의 차이를 보이나 이것이 시기에 따른 일정한 변화로 나타나지는 않았으며 중기 고려백자인 유천리 도편과 비교해 보아도 비슷한 양상이다. 또한 소비유적 출토인 법천사지 고려백자는 도편별 함량 차이를 보여 동일하지 않은 지역에서 제작, 수급되었을 가능성이 있다. 이로 보아 각 가마별 함량의 특징 및 차이점은 고려백자의 시기적 흐름에 따른 변화라기보다 제작 환경이나 재료 수급의 차이 등에 따른 각 지역적인 특성으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제37권5호
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• pp.411-425
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• 2021

원주 법천사지 지광국사탑은 조성시기와 대상이 명확하며, 뛰어난 장엄조각과 화려한 문양이 새겨진 고려시대를 대표하는 승탑이다. 그러나 한국전쟁 당시 폭격으로 파손되어 1957년 시멘트와 철근 등으로 수리·복원하였으며, 오랫동안 복원부 모르타르의 영향으로 원형부재 표면에 손상이 진행되고 있었다. 이러한 손상원인을 확인하기 위해 복원부 모르타르와 원형부재의 풍화산물인 표면오염물을 분석하였다. 복원부 모르타르에서는 수산화칼슘, 방해석, 에트링자이트, 이수석고를 확인하였으며, pH측정과 중성화 반응검사를 통해 모르타르는 열화가 진행 중임을 알 수 있었다. 표면오염물 분석에서도 난용성 물질인 방해석, 이수석고가 확인되었고, 현미경 관찰을 통해 조암광물 사이에서 부피 성장 중인 모습도 관찰되었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 표면손상 기초 해석을 위해 염 결정 형성에 큰 영향을 미치는 칼슘과 황의 함량을 P-XRF를 이용하여 반정량 분석하였으며, 모르타르의 영향을 받은 탑신석과 영향을 받지 않은 상층기 단석을 비교하여 교차 검증하였다. 그 결과 해당 원소들이 탑신석의 표면손상에 직접적으로 관여한 것으로 판단된다.