회청 안료의 보존 환경에 따른 안정성 평가
Evaluation of the Color-change and Stability of Hoecheong (Smalt) Pigments When Exposed to Airborne Environmental Pollutants
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최근 기후가 급격히 변하고 미세 먼지가 증가하는 등 대기 환경 오염 물질의 양상도 변하고 있다. 이에 따라 채색문화재에 사용되는 안료의 안정성 연구에 대한 필요성이 대두되고 있다. 회청은 전통 인공 무기 안료로 스몰트(Smalt)라고 불리는 청색의 유리 안료이다. 포타쉬 유리에 코발트를 녹여 만드는데 벽화, 회화 등의 채색 문화재에 사용되어왔다. 본 연구에서는 시판되는 회청 안료 3종을 수집하여 안료의 특성을 분석하였다. 회청은 제조사에 따라 발색 원소인 Co와 융제인 K의 함량에 차이를 보였는데 Smalt-3의 경우 Co 함량이 15.1 wt.%로 가장 적았고, K 함량은 29.6 wt.%로 가장 많았다. 채색 시편을 제작하여 안료의 보존에 영향을 미치는 것으로 알려진자외선, CO2/NO2 등의 대기 오염 가스, 그리고 미세 먼지에 이온 상태로 존재하는 염(NaCl) 등 주요 환경 인자에 대한안정성을 평가하였다. 색 안정성에 영향을 미친 인자는 NO2 가스, 자외선, 수용성 염(NaCl)이며 이 중 NO2 가스가 색 변화에 가장 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 성분 분석 결과, 안료의 색 변화에 K와 Co의 함량이 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며, Smalt-3은 NO2와 수용성 염(NaCl)에서 색의 안정성이 가장 취약하였다. 특히 수용성 염(NaCl)은 색 변화에도작용하지만 이보다 채색층 표면 물성을 약화시켜 채색층 도막 안정성에 악영향을 미치는 것을 본 연구를 통해 확인하였다. 반면 CO2 가스에 노출된 시편들은 색상 및 성분에 큰 변화가 없었다. 따라서 CO2를 제외하고 시험에 적용된 모든환경 인자가 회청의 색상을 변화시키고 도막의 안정성도 저해한다는 것을 알 수 있었다.
Abstract
Recently, as the climate changes rapidly and the prevalence of airborne fine particulate matter increases, thepattern of pollutants in the atmospheric environment is also changing. Therefore, the importance of studying thestability of pigments used in colored cultural properties is emerging. Hoecheong is an inorganic blue glass pigmentcalled smalt; it is made by using cobalt as a coloring element in potash glass, and was widely used in colored culturalassets, such as murals and paintings. In this study, we collected three other hoecheong pigments to analyze theirproperties. The percentage of Co and K contained are different according to the manufacturer, and the smalt-3sample has a lower cobalt content (15.1 wt.%) and higher potassium content (29.6 wt.%). After this analysis,colored specimens were prepared. Prepared specimens were exposed to ultra-violet rays, CO2/NO2, and NaCl,which are known to have the greatest influence on the stability of pigments. We found that factors affecting thecolor stability were NO2 gas, ultra-violet rays, and water-soluble salts (NaCl). Among them, NO2 has the mostsevere impact on color change of the pigments. Results of the component analysis showed that the color changedepends on the potassium and cobalt content of the hoecheong pigment. Among the specimens, smalt-3 showedthe most vulnerability after exposure to NO2 gas and water-soluble salts. Pigment film stability is affected by watersolublesalts, giving rise not only to color change, but also weakening the physical properties of the film. However,there was no significant change in composition and color after exposure to CO2 gas. In conclusion, we found thathoecheong pigments underwent color change and increased instability of the coating film when exposed to any ofthe atmospheric environmental factors used in this study, except for CO2.
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