• 한국광물학회지
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• 제31권4호
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• pp.249-256
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• 2018

석록과 석청은 우리나라 전통 채색 문화유산에서 각각 녹색과 청색안료로 사용되어온 전통안료이며, 천연광물인 공작석과 남동석이 원료광물로 알려져 있다. 석록과 석청은 모두 중국, 일본 등지에서 수입된 것으로 알려져 있으며, 일부 청색계열의 안료가 국내에서 산출된 기록이 있으나, 탄산염 광물이 생성되기 어려운 우리나라의 지질환경을 고려하면 가능성은 높지 않다. 무기안료인 석록과 석청의 특성을 파악하기 위해 공작석과 남동석 원료를 확보하고 성분분석을 실시하였으며, 전통제법을 적용하여 안료를 제조하고 특성을 분석하였다. 제조한 석록의 $L^*$ 값은 59-83 정도, $a^*$ 값은 -20 이하로서, 시판제품에 비해 채도가 약간 높았다. 흡유량은 22-29 mL/100 g이고, 은폐력은 99.2 % 이상으로 우수하였다. 석청의 $L^*$ 값은 35-65 범위이고, $b^*$ 값은 -15 이하로서, 시판제품에 비해 상대적으로 채도가 낮았다. 흡유량은 21-26 mL/100 g이며, 석록과 마찬가지로 은폐력이 99.1 % 이상으로 우수하였다. 남동석의 원료광물은 남동석 외에 공작석, 석영 등의 불순물이 함유하고 있으며, 석청 제조 시 혼합된 불순물이 석청안료의 색도, 흡유량 등의 특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 보존과학연구
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• 통권36호
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• pp.11-32
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• 2015

문화재 수리, 복원재료 및 회화용으로 사용되는 천연광물성 무기안료인 석청의 물리적 특성을 연구하였다. 본 연구를 위해 시중에서 유통되고 있는 청색계열의 안료(KA-한국, JA, JB, JC-일본, CA, CB, CC-중국)를 선정하였다. 연구에 앞서 XRD, XRF분석을 통하여 안료의 결정구조 및 조성을 확인하였으며, 본 연구에 사용된 안료는 Azurite가 주원료임이 확인되었다. 조성물을 확인한 안료는 입도, 색도, 비중, 흡유량 등 물리적 특성을 평가하였으며, 입도에 따른 물리적 특성의 변화를 확인하였다. 안료는 입도가 작아짐에 따라 명도는 커지고, 청색도는 커지다가 다시 작아지는 특성이 있으며, KA가 안료번호에 따라 가장 잘 분급되어 있음을 알 수 있었다. 비중은 입자크기가 커질수록 커지고, 흡유량은 입자크기가 작아질수록 커졌다. 이러한 결과를 토대로 안료의 기초적인 물리적 특성을 규명하고 나아가 문화재 수리, 복원에 선택적으로 사용하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국광물학회지
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• 제32권4호
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• pp.259-271
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• 2019

채색 문화재 및 전통회화의 적색, 황색 안료로 사용되는 진사, 웅황, 그리고 자황의 광물학적 특성을 분석하고 촉진내후성 평가를 통한 안정성을 평가하였다. 진사는 시료명을 JB, JS로 하였고, 웅황과 자황은 각각 UH, JH로 하였다. 광물학적 특성 평가 결과 JB, JS는 cinnabar (HgS)로 주구성 광물이 확인되었고, 품위에 따른 화학성분에 차이를 보이지 않았다. UH와 JH는 각각 realgar (AsS), orpiment (As₂S₃)로 주구성 광물이 확인되었다. 편광현미경 관찰 결과 쪼개짐, 색상 등 편광학적 특성을 통해 모두 천연적으로 생성된 무기안료임을 알 수 있었다. 특히 진사의 경우 성분분석으로는 천연적으로 생성된 안료인지 인공안료인지 판별이 쉽지 않은데 편광현미경을 통해 천연안료가 가지는 입자특성 및 쪼개짐을 확인하였으며, 열적 반응 특성을 확인하였다. 열분석 결과 JH가 UH에 비해 유리전이 온도가 높고 안정한 것을 확인하였다. 촉진내후성 평가 결과 진사, 웅황 그리고 자황은 모두 광열화에 의한 색변화가 크게 나타나며, 진사는 최종적으로 흑색(blackening)되고 웅황과 자황은 밝은 노란색으로 변한다. Meta-cinnabar로 예상되는 JB가 cinnabar인 JS에 비해 흑화현상이 더 빨리 촉진되었으며, UH (realgar)는 광조사에 의해 arsenolite (As₂O₃)로 변하는 것을 확인하였다.

• 보존과학회지
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• 제35권6호
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• pp.600-611
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• 2019

국내에서 황색 내지 적갈색 토양을 일반적으로 황토라 지칭하며 산업 곳곳에서 황토가 활용되고 있다. 그 중 단청에 무기안료로서 황토가 이용되고 있음에도 불구하고 황토에 대한 토양학적 및 광물학적 특징과 연계된 안료의 특성연구는 미비하다. 이번 연구에서 황토의 토양학적 및 광물학적 특징이 안료 특성에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하였다. 연구결과 적색계열의 황토와 황색계열의 황토는 토성, 구성광물, 흡유량, 안정성에서 차이를 보였다. 대부분 적색계열 황토는 clay가 우세한 영역에 도시되나 울릉도 황토는 loam 영역에 도시된다. 황색계열 황토는 대부분 clay loam~loam 영역에 도시되지만 해남 황토는 sandy clay loam 영역에 도시된다. 광물학적 분석결과 적색계열의 황토는 장석질, 점토질 토양으로 구분되며 황색계열의 황토는 대부분 주구성광물이 유사하지만 점토광물의 구성에 차이를 확인 할 수 있었다. 수비법으로 제조된 안료의 특성 분석결과 평균 10~20 ㎛ 이내의 평균입도를 보이며, 흡유량은 적색계열의 황토가 황색계열의 황토보다 평균 20 ml/100 g 높은 값을 가진다. 또한 황색계열의 황토는 적색계열의 황토보다 빛에 의한 변색 및 변질에 대해 보다 안정하다. 본 연구는 황토의 토양학적 및 광물학적 특징은 제조된 안료의 물성 및 안정성에 영향을 미친다는 것을 확인 할 수 있었으며 앞으로 황토를 이용한 천연 무기 안료의 사용에 대한 기초자료로 활용하고자 한다.

• 보존과학회지
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• 제31권4호
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• pp.429-441
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• 2015

문화재 복원을 비롯한 회화용으로 많이 사용되는 녹색 안료 중 천연 무기안료인 석록과 뇌록의 물리적 특성 규명을 위하여 본 연구를 수행하였다. 석록은 Malachite가 주 구성광물이고, 뇌록은 Celadonite가 주 구성광물이다. 본 연구를 위하여 K사(社)의 A등급 석록, B등급 석록, 소성석록의 물리적 특성을 평가하였으며, 이와 비교하기 위하여 J사(社)의 송엽녹청, 소녹청을 평가하였다. 뇌록은 K사(社)의 뇌록을 평가하였다. 석록 및 송엽녹청의 소성 여부는 색도를 제외한 다른 물리적 특성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되며, K사(社)의 석록과 소성석록과의 색차가 J사(社)의 송엽녹청과 소녹청의 색차보다 훨씬 높았다. K사(社)는 녹색도 $+a^*$가 J사(社)보다 가로로 넓게 분포하여 녹색의 다양한 색표현이 가능하다. 뇌록은 색도, 비중, 흡유량 등의 물리적 특성이 석록과는 많은 차이를 보였다. 뇌록의 색도는 $a^*$가 0에 가까이 분포하여 석록에 비하여 무채색에 더 가까웠고, 비중은 석록에 비해 작고, 흡유량은 2배 정도 컸다. 또한 뇌록과 암녹은 비록 구성 물질에 차이가 있어도 물리적 특성이 비슷하여 대체하여 사용 가능 할 것으로 보인다. 본 연구결과를 통하여 천연안료의 물리적 특성을 규명하여 품질기준을 확립하고, 문화재 보존, 복원의 선택적 사용에 대한 기초적인 자료로 활용되길 기대한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.143-143
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• 2003

최근 생활수준 및 생활환경의 향상에 힘입어 청결 및 쾌적을 추구하는 것이 사회적 현상으로 나타나고 있다. 요즘처럼 현대화된 시대에 '왜 항균제가 필요한 것일까' 라는 자연스러운 의문이 발생하게 되지만 현실은 항균제를 이용한 다양한 항균제품, 항균가전제품, 항균가공 내ㆍ건자재 및 항상 신선한 선도를 유지할 수 있는 제품 등이 호황을 누리고 있는 것이 현실이며 그 시장 규모는 3,000억원을 상회하고 있다. 이러한 항균 가공제품이 호평을 받는 사회적 배경은 우리를 둘러싼 주변 삶의 경제환경 신장에 따른 쾌적성 추구와 밀접한 관련이 있을 것이다. 이처럼 항균기능이 부여된 제품이 호평을 받고 있음에도 불구하고 국내에서는 항균제품의 주 기능 역할을 하는 항균제에 대한 개발은 초기단계로 국내 시장에서 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다. 국내의 경우, 유기 항균제의 사용이 전체 사용량의 80%를 차지하고 있고, 제올라이트나 인산염을 무기 담체로 항균성 금속 이온(Ag, Zn)을 물리적으로 결합시킨 무기 항균제가 개발된 것이 최근의 기술 수준이다. 이러한 유기 항균제는 미생물의 번식을 억제 또는 사멸시키기 위한 것이지만, 생체의 피부 세포에도 영향을 줄 수 있는 피부 자극원의 하나로 그 사용이 점차로 제한되고 있다. 무기 항균제는 안정성이나 항균력에서는 유기항균제 보다는 뛰어나지만 가격(경제성)이나 색(Color), 사용성 (Application)측면에서는 여러 가지 문제를 나타내고 있다. 귀금속이므로 가격이 고가이며, 금속고유의 색으로 회귀하려는 플라즈몬 효과에 의해 색(Color)의 조절이 불가능, 분말형태이므로 지류에 첨가시키는 방법 등이 큰 문제로 부각되고 있다. 이 러한 문제점을 해결할 수 있는 기술이 나노기술이다 나노기술(Nano-Technology)은 물질을 분자, 원자단위에서 규명하고 제어하는 기술로서 원자, 분자를 적절히 결합시킴으로서 기존 물질의 변형, 개조는 물론 신물질의 창출을 가능케 하는 기술이다. 나노기술은 여러분야로 세분화되지만 그중 산업화에 가장 접목이 용이한 기술이 나노입자(Nano-Particle)제어 기술이며, 나노입자는 통상적으로 입자크기가 수 nm에서 100nm이하 크기의 넓은 표면적을 가진 콜로이드 상의 불균일 분산입자를 말한다. 나노입자(Nano-Particle)는 기존의 입자($\mu\textrm{m}$)보다 물리적 및 광학적 성질이 우수하고 그 자체의 기능면에서도 탁월하기 때문에 국내외의 여러 산업에서도 기존제품의 품질 향상 및 기능성부여, 기존 공정의 개선 및 생산 원단위 절감 등 경제적, 생산적인 측면을 고려하여 적합한 나노입자를 채택, 적용하고자 하는데 많은 노력을 기울이고 있다. 이에 천연 항생제로 알려진 Ag, 즉 항균 및 탈취, 전기적 기능이 우수한 은(silver, Ag)을 나노(nm) 입자희 제조하고 이와 더불어 이산화티탄(TiO2) 복합 분체를 제조하여 제조된 나노 입자 및 복합 분체를 사용함으로써 환경 친화적이며 다양한 용도로 활용 가능한 소재 개발에 연구 내용을 두고 있다. 본 연구를 통한 기대 효과로서 환경성 측면에서는 환경 친화적인 나노 입자의 제조로 기능성 나노 입자에 친 환경성을 부여하여 유기계 항균제 대체 효과를 발현하고 이를 제품에 적용함으로써 다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에 의한 기능성 나노 입자 제조 기술을 확립하고 2차 오염 발생원인 유기계 항균제를 무기계 항균제로 대체할 수 있다. 이와 더불어 안료의 형상 균일화 기술을 확보하여 가격 경쟁력 및 부가가치 향상을 기대할 수 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권3호
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• pp.528-535
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• 2015

인류는 아름다움을 추구하는 경향이 있으며, 진주는 부와 신분의 상징으로 수 천년 동안 많은 사람들의 사랑을 받아 왔다. 현재의 인조진주는 밝은 색감을 갖고 코팅공정이 쉬운 유기색소를 이용하였으나, 낮은 내후성 및 내구성과 천연진주의 고급스러운 광택 표현의 어려움으로 인해 새로운 코팅기술이 필요한 실정이다. 본 연구는 코팅 결합제로 니트로셀룰로오스와 우레탄을 이용하였고, 색감을 표현하기 위하여 무기 펄 안료를 사용하였다. 니트로셀룰로오스와 용매의 비, 우레탄과 경화제의 비, 펄의 첨가량, 코팅 횟수, 건조 온도 등의 실험변수를 조절하여 실험을 진행하였다. 코팅 된 인조진주는 색차계, 자외선, 촉진내후성 등의 특성을 분석하였고, 우레탄을 이용한 경우 내약품성 및 내후성이 니트로셀룰로오스 보다 뛰어난 것을 확인하였다.

• 보존과학회지
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• 제36권6호
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• pp.549-561
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• 2020

석간주, 진사, 황토, 자황, 웅황, 석록, 뇌록, 석청 및 백토 등 천연 무기안료 9종의 성능과 수명을 평가하고자 실내 촉진내후성과 옥외폭로 시험을 수행하였다. 실내 촉진내후성 시험법은 국내 기후 특성 및 단청의 위치 환경을 반영하여 설계하였고 필드 재현성을 확인하기 위해 서울 숭례문과 대전 연구소 등 2개소에서 옥외폭로 시험을 병행하였다. 또한 누적 자외선량을 기준으로 안료 표면의 물리적 특성 변화를 모니터링하였다. 이 결과, 석간주와 백토는 초기에 미세균열이 발생하지만 안정화된 반면 진사와 석록은 균열이 지속적으로 확대되었다. 황토와 뇌록은 수분 및 송진에 의한 얼룩이 두드러졌고 자황, 웅황 및 석청은 입자의 광택 저하가 나타났다. 각 시험별 안료의 색 변화는 절대적인 수치 차이가 있을 뿐 색도 변화 양상은 유사하였다. 백토와 뇌록의 색차(𝚫E) 값이 5 이하로 가장 작고 진사는 28 이상으로 컸다. 안료 표면의 물리적 변화는 실내 촉진내후성 시험보다는 옥외폭로 시험이, 옥외폭로 시험에서는 대전 연구소보다 서울 숭례문에서 가중되었다. 이는 옥외폭로 시험이 큰 폭의 온·습도 변화, 분진 침적에 따른 오염 등 다양한 환경에 노출되고, 특히 서울 숭례문은 총 누적 자외선량(334 MJ/m²)에 도달하는 데까지 오랜 시간이 소요되어 노출 기간이 장기화되었기 때문이다.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.81-96
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• 2018

본 연구에서는 천연 소재인 경옥가루의 물리화학적 특성을 조사하고 이를 함유한 워시오프 팩과 리퀴드 파운데이션을 제조하였다. 또한 이들 제형을 대상으로 각 제형이 주는 효과와 사용자 관능 평가, 제형 안정성 및 피부 안전성 평가를 수행하였다. 워시오프 팩 중의 경옥가루의 함량이 증가할수록 원적외선 방사율과 방사에너지 값이 증가하였고, 경옥가루를 3% 함유한 제품에서는 피부 적용 시 피부 온도가 약 $0.5^{\circ}C$ 상승하였다. 경옥가루를 첨가한 리퀴드 파운데이션은 피부 본래의 색을 더욱 선명하게 표현할 수 있는 채도를 나타냈다. 경옥가루를 첨가한 워시오프 팩과 리퀴드 파운데이션은 각각의 수분 보유량이 최대 5.0% 및 63.0%로 나타났다. 사용자 관능 평가에서 경옥가루를 함유한 워시오프 팩 제형은 피부친화력, 밀착력, 가려움 및 촉촉함을 개선시켰다. 경옥가루를 함유한 리퀴드 파운데이션도 대조군 제형과 비교했을 때 커버력을 제외한 모든 항목에서 개선이 이루어졌다. 경옥가루 함유 제형에 대해 8주간 안정성 평가를 한 결과 육안상으로 변색이나 분리현상은 관찰되지 않았으며 pH는 8주까지, 점도는 4주까지 안정함을 확인하였다. 또한, 피부 안전성 평가에서 경옥가루 함유 제형은 모두 자극이 없는 것으로 나타났다. 결론적으로, 경옥가루는 무기안료로써 안정성과 안전성이 확보된 새로운 다기능 소재로써 화장품에 응용 가능성이 있음을 시사하였다.