제주 항파두리 항몽 유적 출토 청동제 취사용구의 제작기술 연구
Analysis on the Ancient Bronze Cooking Outils Excavated from Historic Site of Anti-Mongolian Struggle in Hangpaduri, Jeju
Article information
Abstract
제주 항파두리 항몽 유적에서 출토된 청동제 취사용구의 미세조직을 분석하여 다양한 제작기술을 확인하였다. 청동숟가락과 청동국자는 구리와 주석만을 합금하여 제작하였으며, 합금 비율은 방짜조성인 구리에 약 22%의 주석을 포함하였다. 공통적으로 고온에서 단조하고, 최종적으로 담금질로 마무리하는 방짜기술의 제작공정이 이루어졌다. 또한 길이 방향으로 길게 연신된 황화물은 유물에 공급된 구리 소재가 황동광, 휘동광 등 황을 포함하는 구리광석일 가능성을 보여준다. 청동용기류 3점은 구리-주석의 2원계 합금과 구리-주석-납의 3원계 합금으로 각각 제작되었다. 구리-주석 2원계 합금을 이용한 제작기술은 열간단조와 담금질 공정을 거치는 방짜기술과 형태 주조 후 담금질하는 제작기술 체계로 나뉜다. 구리-주석-납의 3원계 합금으로 제작한 청동그릇은 주요 금속인 구리에 11 wt%의 주석과 9 wt% 납을 포함하고 있다. 다량 포함된 납은 미세조직 내에 불균일 크기로 형성되어 있으며, 납 주변에 황화물이 분포하는 특징을 보인다. 또한 추가의 가공이나 담금질 등 열처리 흔적은 없어 형태 주조만으로 작업 공정이 마무리되었음을 알 수 있다. 미세조직 분석 결과는 제주 항파두리 항몽유적의 취사용구에 적용된 다양한 제작기술 체계를 보여준다. 특히 다른 지역의 삼별초 항몽유적 출토 청동제 생활용구와 비교를 통해 삼별초의 이동에 따른 청동제 취사용구의 유입 가능성을 확인하였다.
Trans Abstract
The microstructure of ancient bronze cooking outil excavated in historic site of anti-Mongolian struggle in Hangpaduri was analyzed to confirm various manufacturing techniques. Bronze spoon and bronze ladles were made by alloying only copper and tin, and the alloy ratio included approximately 22% tin in the copper composition of the forged high tin bronze. The manufacturing process of forged high tin bronze technology, which commonly involves high-temperature forging and final finishing with quenching, was performed. In addition, the sulfide elongated in the longitudinal direction shows that the copper material supplied to the metal may be copper ore containing sulfur such as chalcopyrite and chalcocite. The three bronzewares were made using a binary alloy of copper-tin and a ternary alloy of copper-tin-lead, respectively. Manufacturing techniques using a binary alloy of copper-tin are divided into a forged high tin bronze technique using a hammering and quenching process and a manufacturing technique system of quenching after casting into a shape. Bronze bowl made using a ternary alloy of copper-tin-lead contain 11 wt% tin and 9 wt% lead in the main metal of copper. The lead contained in large quantities is formed in an uneven size within the microstructure, and shows the characteristic of sulfide being distributed around the lead. In addition, there are no traces of additional processing or heat treatment such as quenching. Therefore, it can be seen that the work process was completed by casting the shape. The results of the microstructure analysis show various manufacturing technology systems applied to the bronze cooking outils from historic site of anti-Mongolian struggle in Hangpaduri, Jeju. In particular, through comparison with bronze artifacts utensils excavated from other regions of the Sambyeolcho’s historic site, the possibility of bronze being introduced due to the migration of the Sambyeolcho was confirmed.
1. 서 론
제주 항파두리 항몽 유적(濟州 缸坡頭里 抗蒙 遺蹟)은 13세기에 고려를 침략한 원나라(몽골)에 맞서 삼별초가 대몽항쟁을 벌인 사적(史蹟)이다. 1270년(원종 11) 2월 고려 조정이 몽골의 침입으로 굴욕적인 강화를 맺고 강화에서 개경으로 환도하자, 이에 맞서 1271년(원종 12) 김통정(金通精)이 삼별초를 이끌고 제주도에 들어와 내⋅외성으로 된 항파두성을 축조했다. 본래 토성(土城)으로 총길이 6 km에 이르는 외성을 쌓고 안에 다시 석성으로 800 m의 내성을 쌓은 이중 성곽이었으며, 각종 방어시설뿐 아니라 궁궐과 관아까지 갖춘 요새였다. 삼별초는 이 성을 근거지로 2년여에 걸쳐 내륙 지방에 주둔한 여몽연합군(麗蒙聯合軍)을 공격하여 막대한 입히며 항쟁하였으나, 1273년(원종 13) 1만 2천여명에 달하는 여몽연합군의 총공격을 받아 항파두성이 함락되고 전원 순의하였다(Kim, 2020). 항파두리 항몽유적은 호국정신 함양을 위해 1978년부터 유적지에 대한 복원과 정비, 발굴조사를 하고 있다. 항파두리 유적에서는 삼별초가 급수로 사용한 구시물과 옹성물, 궁술훈련의 과녁으로 사용한 ‘살맞은 돌’, 돌쩌귀, 건물지, 고려고분, 토성 등이 확인되었다. 또한 최근 발굴조사에서는 고려시대 대몽항쟁 시기에 사용된 것으로 보이는 청동제 일상생활 용구가 출토되었다. 청동그릇, 숟가락, 국자 등 일상생활에 사용하는 청동제 취사용구는 대체로 일반화된 제작기술에 의해 만들고 대량으로 유통시키기 때문에 타지역 생산품과의 연관성을 살펴볼 수 있다. 특히 삼별초가 강화도, 진도 용장성을 거쳐 제주도에 들어왔다는 이동 경로는 이들 청동유물이 삼별초의 이동과 함께 유입된 것인지도 유추할 수 있다. 본 연구는 제주 항파두리 항몽유적지에서 출토된 청동제 취사용구를 과학적으로 분석하여 제작기술을 파악하고, 고려 항몽시기에 만들어진 타 지역의 청동기와 비교할 수 있는 분석 자료를 확보하고자 한다.
2. 연구 대상 및 분석 방법
2.1. 연구 대상
2018년 제주고고학연구소에서 실시한 제주 항파두리 항몽 유적 내성지 6차 발굴조사를 통해 삼별초의 당시 생활상을 보여주는 숟가락, 국자, 뒤집개, 청동잔 등 취사용구가 출토되었다(Jeju Archaeological Institute, 2020). 이들 취사용구는 대부분 청동 재질로 만들어졌으며, 각각의 형태 및 용도에 따라 적용된 제작기술을 분석하기 위해 6점을 선정하였다(Table 1). 분석 대상으로 선정한 청동제 취사용구는 일부만 파손되어 전체적인 형태 파악이 가능한 수저류 3점과 마상배 1점, 파손이 심해 청동용기의 일부라는 것만 알 수 있는 청동그릇 2점이다(Figure 1). 분석대상 청동제 취사용구 6점의 도면에서 보여주듯이 단면 두께는 1.0∼3.0 mm의 얇은 단면 두께를 가지며, 이들 중 수저류 3점은 술잎 부위보다 손잡이가 두껍다(Jeju Archaeological Institute, 2020). 이와 같은 수저류 취사용구의 형태적 특징은 사용 부위에 따라 적용된 가공 방법이 다를 수 있으므로 술잎과 손잡이 부위에서 각각 시편을 채취하였다. 각 청동제 취사용구의 미세조직 분석을 위해 시편을 채취한 부위는 Figure 1에 화살표로 표시하였다.
List of bronze artifacts excavated from historic site of anti-Mongolian struggle in Hangpaduri, Jeju
General appearance of bronze artifacts examined; No.1 Bronze spoon, No.2 Bronze ladle #1, No.3 Bronze ladle #2, No.4 Bronze cup, No.5 Bronze bowl, No.6 Bronze bowl(Drawing source; Jeju Archaeological Institute, 2020).
2.2. 분석 방법
분석 대상 청동제 취사용구로부터의 채취한 시편은 연마 및 분석을 용이하게 하기 위해 에폭시수지로 마운팅하였다. 시편의 연마는 시료연마기에서 300 rpm 속도로 사포 800번, 1000번, 2000번, 4000번순으로 연마한 다음, 150rpm 속도에서 1 μm diamond suspension으로 최종 연마를 실시하였다. 연마된 시편은 에틸알코올 120 ml, 염산 30 ml, 산화철(Ⅲ) 10 g을 혼합한 용액으로 부식시켰다.
미세조직 관찰은 반사식 광학현미경(DMRBE, Leica, DEU)을 이용하였으며, 조직전체를 50배로 확인하고 특징적인 부분을 100배, 200배, 500배로 확대하여 조사하였다. 또한 광학현미경으로는 관찰이 어려운 고배율의 경우에는 시편 표면을 탄소(carbon) 코팅하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, IT-300, JEOL, JPN)으로 조사하였다. 또한 청동제 취사용구의 미세구조 분석시 제작 기술을 이해하는데 중요한 단서를 제공해 주는 개재물, 기지조직 등은 주사전자현미경에 장착된 에너지분산분광계(Energy Dispersive Spectrometer, Oxford, UK)로 분석하였다. 아울러 시편의 전체 영역에 대한 성분 분석도 에너지분산분광계를 이용하였는데, 주사전자현미경의 200배 또는 400배 배율에서 가로 200 μm × 세로 200 μm의 크기로 영역을 설정하여 5회 이상 분석한 측정결과의 평균값으로 구했다.
X선 투과조사를 통해 육안으로 관찰이 어려운 단조 흔적을 파악하였다. X선 투과조사는 두께나 가공 방향에 따른 형태 변형을 밀도 차이로 보여주기 때문에 메질 자국 등 단조 흔적을 찾기 위한 과학적 조사에 효과적이다. X선 투과조사는 연X선 조사기(M-150, SOFTEX, JPN)로 방사선 조사하고, CR(Computred Radiography, CRXvision, DEU)을 이용해 고해상의 디지털 이미지로 현상하였다.
3. 연구 결과
3.1. 미세조직 분석 결과
3.1.1. 청동숟가락
Figure 1의 1번으로 표시한 청동숟가락은 16호 건물지 남쪽 test pit에서 출토되었으며, 술잎 부위는 대부분 유실되고 손잡이 부분은 완형으로 남아있다. 손잡이 부분이 크게 휘어진 형태를 나타낸 Figure 1의 도면을 보면 손잡이보다 술잎 부위의 단면 두께가 얇다. 청동숟가락의 제작기술을 살펴보기 위해 술잎과 손잡이에서 시편을 각각 채취하여 미세조직을 분석하였다. Figure 2a는 Figure 1의 청동숟가락에 a로 표시한 술잎 부위의 미세조직을 관찰한 광학현미경 사진으로, 표면에 가까운 상단부는 대부분 부식되었지만 하단부에는 부식되지 않은 금속이 남아있다. Figure 2a의 부식층 사이에 화살표로 표시한 적색의 구리 입자들은 탈주석화(destannification)나 구리의 재용착(redeposition of copper) 현상과 관련이 있는 것으로 판단된다. 탈주석화는 청동에서 주석이 선택적으로 부식되어 빠져나가고 구리만 남게 되는 현상으로 황동(Cu-Zn alloy)에서 아연은 빠져나가고 구리만 남게 되는 탈아연화 현상과 유사하다. 구리 재용착은 순구리입자가 금속의 틈이나 부식물 내부에 존재하는 현상을 이른다. 특히 납이 부식되어 빠져나간 자리에 구리가 재용착되는 예가 빈번히 나타나는데, 이때 구리는 대부분 부식되어 Cuprite, Copper chloride로 존재한다. 구리의 재용착과 조성성분, 미세조직과의 상관관계가 아직까지 명확하게 밝혀지지는 않았지만 구리의 재용착은 Cu+, Cu2+이온 용액이 포화 상태일때 용액에서 금속구리가 침전되어 나타나고, 이렇게 형성된 구리는 부식환경에서 부식되어 부식물을 형성하는데 이러한 과정은 유물이 완전히 광물화 될 때까지 진행된다(Wang and Merkel, 2001). Figure 2b는 2a의 부식되지 않은 하단부 금속을 에칭시킨 후 확대한 광학현미경 사진으로 바늘모양의 마르텐사이트(β상) 바탕에 쌍정이 포함된 α상이 형성되어 있다. Figure 2c는 Figure 1의 청동 숟가락에 b로 표시한 손잡이 부위의 미세조직을 관찰한 광학현미경 사진이다. 손잡이 부위의 미세조직은 술잎과 동일하게 마르텐사이트(β상) 바탕에 쌍정이 포함된 α상으로 형성되어 있다. 또한 Figure 2c의 중앙 하단부에는 여러 개의 α상이 겹쳐져 하나의 덩어리 형태로 뭉쳐져 있다. 이처럼 겹쳐진 형태의 α상은 숟가락 제작 당시 가해진 고온의 두드림 작업에 의해 생성된 것으로 쌍정과 더불어 청동유물 단조 제작의 흔적을 찾을 수 있는 또 다른 결과물이다(Lee et, 2012). 미세조직의 전체를 SEM-EDS로 성분 분석한 결과, 주성분으로 구리 77.11 wt%, 주석 22.89 wt%가 포함되었다(Table 2). Figure 2d는 Figure 2c의 일부를 확대한 주사전자현미경 사진으로 광학현미경으로는 관찰이 어려웠던 불순 개재물이 관찰된다. Figure 2d에서 관찰되는 각각의 다른 영역에 대하여 EDS로 분석하였으며, 그 결과는 Table 2와 같다. Figure 2d의 1지점은 구리와 주석의 고용체인 α상으로 약 15 wt.% 정도의 주석이 함유되어 있으며, 2지점은 β상을 급랭시킬 경우 나타나는 마르텐사이트 상으로 약 25 wt% 정도의 주석이 함유되어 있다. 또한 불순 개재물인 Figure 2d의 3지점에 대한 분석 결과, 구리와 주석 외에 황, 철이 검출되었다. 이 개재물에는 구리와 황을 중심으로 소량의 철이 존재하는 데 구리광석 중 황과 철을 함유하고 있는 것으로는 황동광(Chalcopyrite : CuFeS2)을 들 수 있지만 구리의 제련에 철이 융제(flux)로 첨가되는 경우가 있음을 고려할 때 구리제련에 사용된 광석이 황을 포함하는 휘동광(Chalcocite : Cu2S)일 가능성도 있다(Lee et, 2010).
Microstructure of the bronze spoon; a) Optical micrograph of Sullip, b) Magnified Figure 2a, c) Optical micrograph of handle, d) SEM image of magnified Figure 2c.
SEM-EDS analysis results of the bronze spoon
3.1.2. 청동국자
Figure 1의 2번과 3번으로 표시한 청동국자는 각각 다른 유구에서 출토되었지만 유사한 성격의 청동국자 또는 뒤집개와 같은 조리용 도구로 판단된다(Jeju Archaeological Institute, 2020). Figure 3a는 청동국자 #1의 술부에서 취한 미세조직을 보여주는 광학현미경 사진으로 검정색의 γ상을 바탕으로 둥근 형태의 α상이 형성되어 있다. Figure 3b는 Figure 3a의 일부를 확대한 주사전자현미경으로 α상에는 생성된 쌍정이 뚜렷하게 관찰되며, γ상이 생성된 바탕 부위에서 마르텐사이트(β상)는 관찰되지 않는다. 손잡이 부위의 미세조직을 보여주는 Figure 3c를 보면 바늘 모양의 마르텐사이트(β상)을 바탕으로 둥근 형태의 α상이 형성되어 있다. Figure 3c와 동일한 배율(200배)에서 미세조직의 전체를 SEM-EDS로 성분 분석한 결과, 주성분으로 구리 76.39 wt%와 주석 23.61 wt%가 검출되었다(Table 3). Figure 3d는 Figure 3c의 일부를 주사전자현미경으로 확대한 사진으로 α상 내에 형성된 쌍정과 바늘 형태의 마르텐사이트(β상), 길이 방향으로 연신된 개재물이 뚜렷하게 관찰된다. 여기서 관찰되는 각각의 미세조직을 분석하고 결과는 Table 3에 나타내었다. Figure 3d의 화살표 1로 표시한 α상에서는 구리 84.37 wt%와 주석 15.63 wt%가 검출되었으며, 화살표 2의 β상에는 24.86 wt%의 주석이 포함되었다. 화살표 3으로 표시한 개재물에는 구리⋅주석과 함께 19.37 wt%의 황, 1.22 wt%의 철이 검출되었다. 이와 같은 분석 결과는 청동국자 제작에 휘동석이나 황동석 등 황이 포함된 구리광석이 사용되었음을 보여준다.
Microstructure of the bronze ladle #1; a) Optical micrograph of Sullip, b) Magnified SEM image of Figure 3a, c) Optical micrograph of handle, d) SEM image of magnified Figure 3c.
SEM-EDS analysis results of the bronze ladle #1
Figure 4a는 Figure 1에 3번으로 표시한 청동국자 #2의 술부에서 취한 미세조직을 보여주는 광학현미경 사진이다. 술잎의 미세조직은 침상의 마르텐사이트(β상)와 구상의 α상으로 구성되어 있다. Figure 4b는 Figure 4a의 중앙을 확대한 주사전자현미경 사진을 보면 구상의 α상은 여러 개로 겹친 상태에서 길게 연신되었고, 입계 내에는 쌍정이 존재한다. Figure 4c는 손잡이의 끝부분에서 취한 미세조직을 관찰한 광학현미경 사진으로 γ상과 침상의 마르텐사이트(β상)로 구성된 미세조직에 길이 방향으로 연신된 α상이 고르게 분산되어 있다. 여기서 관찰되는 미세 조직을 동일한 배율에서 SEM-EDS로 분석한 결과, 주성분으로 구리 76.88 wt%와 주석 23.12 wt%가 검출되었다(Table 4). Figure 4d는 Figure 4c의 좌측 상단을 확대한 주사전자현미경 사진으로 표면에 가까운 상단부에 마르텐사이트(β상)가 집중적으로 생성되어 있다. Figure 4d의 화살표 1로 표시한 α상에서는 구리 84.14 wt%와 주석 15.86 wt%가 검출되었으며, 화살표 2로 표시한 β상에서는 주성분인 구리에 주석이 25.53 wt%가 검출되었고, 화살표 3인 γ상에는 주석이 25.98 wt% 포함되었다. 화살표 4로 표시한 개재물에는 구리⋅주석과 함께 17.46 wt%의 황, 1.31 wt%의 철이 검출되었다. 청동국자 #2의 미세조직은 쌍정을 가진 α상과 함께 γ상과 β상이 모두 형성된 특징을 보인다. 이는 α + β(M)상이 출현하는 600℃의 온도에서도 충분한 가열조건이 이루어지지 않을 경우, α + γ상 또는 α + β(M) + γ상의 경계가 불명확한 미세조직이 형성된다(Lee et, 2011).
Microstructure of the bronze ladle #2; a) Optical micrograph of Sullip, b) SEM image of Magnified Figure 4a, c) Optical micrograph of handle, d) SEM image of magnified Figure 4c.
SEM-EDS analysis results of the bronze ladle #2
3.1.3. 청동용기류
Figure 5는 Figure 1에 4번으로 표시한 청동마상배의 동체부 미세조직이다. 바닥이 뾰족한 팽이형의 마상배는 구연의 끝을 둥글게 말아서 마감한 형태적 특징을 가진다. 이 마상배는 고려시대 유구인 14호 건물지에서 다양한 청자와 함께 출토되었다(Jeju Archaeological Institute, 2020). Figure 5a는 미세조직의 전체를 보여주는 광학현미경 사진으로 수지상의 α상과 검정색으로 관찰되는 γ상으로 구성되어 있다. 여기서 관찰되는 α상은 주조 당시의 수지상을 그대로 유지하고, 결정립 내에는 쌍정이 존재하지 않는다. Figure 5b는 Figure 5a의 일부를 확대한 주사전자현미경 사진으로 화살표 1로 표시한 α상에서는 구리와 14 wt%를 상회하는 주석이 검출되었으며, 화살표 2로 표시한 γ상에서는 25 wt% 이상의 주석을 포함하고, 화살표 3은 미세조직 내에 미량으로 존재하는 납입자로 분석되었다. 이들 금속 조직에서는 1 wt% 내외의 은을 포함하는 공통점을 보인다. 또한 구상 또는 다각형의 형태적 특징을 가지는 화살표 4의 개재물에서는 주성분인 구리와 함께 22 wt%를 상회하는 황과 약 3 wt%의 철이 검출되었다. Figure 5c는 Figure 5a에서 관찰되는 미세조직의 전체 영역을 X선 맵핑한 이미지이다. Figure 5c를 보면, 미세한 크기의 납이 비교적 적은 영역에서 관찰되며, 은으로 검출되는 금속 성분이 낮은 함량으로 고르게 분포한다. 청동마상배는 주조 당시의 수지상을 그대로 유지하는 α상의 입계 내에는 쌍정이 존재하지 않고, 열처리와 관련된 γ상으로 구성되어 있다. 따라서 마상배는 주조를 통해 팽이형의 기본적인 형태를 만든 이후에 추가적인 단조는 없었지만 높은 주석 함량에 의한 취성을 완화시키기 위해 담금질로 제작 공정을 마무리했다.
Microstructure of the bronze cup; a) Optical micrograph of body, b) SEM image of magnified Figure 5a, c) Fgure 5a of X-ray mapping by SEM-EDS.
SEM-EDS analysis results of the bronze cup
Figure 6a는 Figure 1의 5번으로 표시한 청동합 구연부 편의 미세조직을 보여주는 광학현미경 사진이다. 미세조직은 바탕을 이루는 마르텐사이트(β상)에 쌍정을 가진 α상이 형성되어 있다. Figure 6a를 주사전자현미경으로 확대한 Figure 6b에서는 길이 방향으로 연신된 개재물이 관찰되며, 여기서 관찰되는 각각 다른 미세조직을 성분 분석하였다(Table 6). Figure 6b의 화살표 1로 표시한 α상은 구리 83.35 wt%와 주석 16.65 wt%로 분석되었으며, 화살표 2의 β상에는 주원소인 구리에 주석이 25.39 wt% 포함되었다. 또한 화살표 3으로 표시한 개재물에서는 7.92 wt%의 황과 미량의 철이 검출되었다.
Microstructure of the bronze bowl; a) Optical micrograph of rim, b) SEM image of magnified Figure 6a.
SEM-EDS analysis results of the bronze bowl
Figure 7은 Figure 1에 6번으로 표시한 청동그릇의 미세조직이다. 이 청동그릇은 구연부에 해당하는 일부 편만 남아있으며, 용도 파기 후 변형된 것으로 추정하고 있다(Jeju Archaeological Institute, 2020). Figure 7a는 미세조직을 관찰한 광학현미경 사진으로 바탕이 되는 α상에 검정색으로 관찰되는 납입자로 형성되어 있다. Figure 7b는 Figure 7a에 사각형으로 표시한 우측 일부를 확대한 주사전자현미경 사진이다. 이 사진을 보면 광학현미경에서 검정색인 납입자는 백색으로 관찰되며, 이 납입자의 주변에 짙은 회색의 개재물이 형성되어 있고, 미세한 크기의 δ상이 관찰된다. Figure 7b에서 화살표로 표시한 4개의 미세조직을 SEM-EDS로 분석하여 Table 7로 나타내었다. 이 분석 결과를 보면 α상에는 약 10 wt%를 포함하는데, 이는 앞서 살펴본 방짜조성의 청동용기보다 약 5 wt% 낮고 개재물에서는 구리와 황만 검출되었다는 특징을 보인다. Figure 7c는 Figure 7a와 동일한 배율에서 미세조직의 거시적 영역을 주사전자현미경에서 X-선 맵핑한 이미지로, 불균일한 크기의 납입자가 형성되어 있으며 미세조직 전체에 개재물 형태의 황이 고르게 분포한다.
Microstructure of the cast bronze bowl; a) Optical micrograph of rim, b) SEM image of magnified Figure 7a, c) Figure 7a of X-ray mapping by SEM-EDS.
SEM-EDS analysis results of the cast bronze bowl
3.2. 가공에 따른 형태 변화
Figure 8은 단조로 만들어진 청동국자 2점의 손잡이 부분에서 공통적으로 관찰되는 메질 흔적을 X선으로 투과 조사한 사진이다. Figure 8a의 청동국자 #1 손잡이를 확대한 Figure 8b에서는 길이방향으로 촘촘하게 패인 단조 흔적이 남아있으며, 이 부분을 X선으로 투과 조사한 Figure 8c에서는 타원형으로 길게 패인 메질 자국이 선명하게 관찰된다. Figure 8d의 청동국자 #2 손잡이를 확대한 Figure 8e에서는 표면에 단조 흔적이 뚜렷하진 않지만 화살표로 표시한 부위에서 얕게 패인 부위가 육안으로 관찰된다. 육안으로 파악이 어려운 손잡이를 X선 투과 조사한 Figure 8f에서는 길이방향으로 연신된 타원형의 메질 자국이 선명하게 관찰된다. 청동국자 2점의 X선 사진을 비교해 보면 Figure 8c에서 관찰되는 청동국자 #1의 메질 자국 길이는 평균 1 mm 이내인 반면 Figure 8f에서 관찰되는 청동국자 #2의 메질 자국은 평균 1 mm 이상의 길이를 가지고 있다. 따라서 두 청동국자 간의 메질 자국의 크기가 다르다는 것을 알 수 있으며, 이는 두 청동국자의 단조에 사용된 망치 등 도구의 단면적 또는 형태가 다를 수 있음을 보여준다.
Traces of heat hammering on a bronze ladles; a) Outline sketch of bronze ladle #1, b) Trace of hammerig on handle of bronze ladle #1, c) X-ray image of Figure 8b, d) Outline sketch of bronze ladle #2, e) Trace of hammerig on handle of bronze ladle #2, f) X-ray image of Figure 8e.
Figure 9는 주조로 기본 형태를 만들고 마무리 단계에서 담금질이 적용된 청동마상배의 표면 상태와 X선 투과 조사 사진이다. Figure 9a의 청동마상배 외형 사진을 보면 구연부에 가까운 상단부에서 작은 점 형태의 부식물이 다수 관찰된다. X선으로 투과조사한 Figure 9b에서 메질 자국과 같은 단조 흔적은 보이지 않고, 측면을 따라 둥글게 형성된 가질 흔적이 동체부의 중앙에서 관찰된다. 따라서 형태 변형을 위한 단조 과정없이 표면을 다듬는 가질로 작업 공정을 마무리 했음을 알 수 있다.
Traces of casting on a bronze cup; a) Photo of bronze cup, b) X-ray image of Figure 9a.
4. 고 찰
삼별초는 무인정권의 몰락에 이은 1270년 삼별초의 해체를 통해 새로운 대몽항쟁이 벌어지게 되는 계기를 맞이하게 되었다. 이와 더불어 그들이 고려 정부에 맞서 진도 및 제주도까지 내려갔고, 진도 용장성과 제주 항파두리성⋅환해장성 등의 항몽 유적을 구축한 것으로 알려져 있다(Kim, 2020). 삼별초는 진도(珍島)를 주요 거점으로 활동하던 고려 원종 11년(1270) 10월 제주도에 처음으로 입도(入島)하였으며, 원종 12년(1271) 진도가 고려와 몽골의 연합군에게 함락되자, 김통정은 잔여 세력을 이끌고 그들의 최후 아성(牙城)으로 지켜오던 제주도로 들어오게 되었다. 이후 삼별초가 제주에서 여몽연합군에게 항쟁하다 패망하는 1273년까지 항파두리 항몽 유적을 주요 거점으로 삼았다(Yoon, 2016).
제주 항파두리 항몽 유적에서 많은 수량의 청동제 취사용구가 출토되진 않았지만 미세조직 분석 결과를 통해 단조, 주조 등 제작기술의 다양성은 확인해 볼 수 있었다. 단조기법에는 구리와 22%를 상회하는 주석을 포함시킨 청동합금을 메질하고, 담금질하는 ‘방짜기술’이 적용되었다. 또한 주조기법에는 구리-주석-납을 기본 금속으로 함금하여 용도에 맞는 형태로 주조하였다. 특이한 점은 청동마상배 제작에 방짜기술과 주조기법이 혼합된 기술이 적용된 것이다. 청동마상배의 뾰족한 하단부는 메질과 같은 단조로는 만들기 어렵기 때문에 주조에 의한 형태 제작이 용이할 것이다. 그러나 청동마상배는 고려시대의 주조 청동기에서 일반적으로 나타나는 구리-주석-납의 3원계 합금으로 주조하지 않고, 구리-주석의 2원계 합금으로 제작하였다는 재질의 특징을 가진다. 구리에 20% 이상의 주석을 포함시키는 구리-주석 2원계 합금은 방짜기술이 적용된 청동기의 일반적 합금 비율이다(Lee et al., 2018). 청동마상배는 방짜기술의 합금비율로 형태를 주조하고, δ상의 취성을 제거하기 위해 담금질했다. 이처럼 청동마상배는 메질과 같은 단조 공정이 빠졌을 뿐 합금 비율과 담금질 공정은 방짜기술을 그대로 따르고 있다. 청동마상배에서 관찰되는 미세조직의 특징은 방짜유기 기술이 확립되기 이전의 단계인 통일신라말에서 고려초기로 넘어오는 시기의 청동용기에서 나타나는 과도기적 기술로 알려져 있다(Choi and Kim, 1983). 또한 부여 관북리유적에서 출토된 통일신라 청동용기류의 미세조직에서 방짜기술과 주조기법이 혼합된 기술이 나타난다(Kim et al., 2024). 하지만 청동마상배의 미세조직은 방짜기술의 기술적 완성 단계가 지난 고려시대에도 꾸준히 혼합된 기술이 사용되었음을 보여준다.
제주 항파두성 내성지에서 출토된 유물 중 청자류와 철기류, 청동류 등은 강화 고려 중성이나 진도 용장성에서 출토된 유물과 거의 동일한 양상을 보이고 있어 삼별초의 이동과 함께 항파두성으로 유입되어 사용된 것으로 판단된다(Jeju Archaeological Institute, 2020). 특히 삼별초가 제주로 건너오기 전 항몽지로 사용했던 진도 용장성 왕궁지에서는 제주 항파두리 항몽유적의 청동제 취사용구와 유사한 유물이 출토되었다. 진도 용장성 왕궁지에서는 청동숟가락, 청동젓가락 등 다양한 취사용구가 출토되었으며, 이들 중 청동발, 청동뚜껑 등 청동그릇은 최고의 제작기술인 방짜기법이 적용되었다(Mokpo National University Museum, 2019). 고려시대 청동숟가락은 술잎과 술자루의 특징으로 형식을 구분하는데 술잎은 타원형과 유엽협으로 나누어지고 술자루는 연미형, 능형, 연봉형, 약시형 등으로 나누어 진다. 이러한 숟가락은 뚜렷한 시기 구분없이 동시대에 사용되고 있다(Jung, 2007). 제주 항파두리 항몽유적에서 출토된 숟가락의 술잎은 유엽형으로 손잡이의 측면형태는 완만한 ‘S’ 자형을 이루고 있으며, 손잡이 2/3지점에서 4줄의 침선을 음각하였다. 이와 같은 형태적 특징은 Table 8의 진도 용장성 왕궁지에서 출토된 청동숟가락 2점에서 동일하게 나타나므로, 청동숟가락은 용장성 출토품과 동일한 형태로 판단된다(Jeju Archaeological Institute, 2020).
Comparison of bronze ladles and bronze spoons excavated from Sambyeolcho’s historic site(Mokpo National University Museum, 2019; Jeju Archaeological Institute, 2020)
제주 항파두리 항몽유적에서는 국자 또는 뒤집개로 기능을 추정하는 청동국자 2점이 출토되었다. 이처럼 특수한 기능을 가진 청동국자 2점은 진도 용장성 왕궁지에서 출토된 취사용구 1점과 손잡이 부분의 곡선형태와 끝부분 처리가 매우 유사하다(Table 8). 따라서 삼별초의 이동과 함께 청동제 취사용구도 유입되었을 가능성이 크다. 제주 항파두리 항몽유적에서 출토된 청동국자 2점은 모두 사용 중에 잘 깨지거나 휘어지지 않도록 방짜기술로 제작되었다. 다만 손잡이 부분에서 관찰되는 메질 자국의 크기가 다르고, 담금질 온도 차이를 보여주는 미세조직이 술잎과 손잡이에서 각각 다르게 형성되었다는 특징을 보인다. 이는 열간가공으로 형태를 만들고 담금질로 마무리하는 제작 방법은 동일하지만 담금질 과정에서 약간의 차이가 있었음을 보여준다. 현재도 유기공방에서 전통기술로 방짜유기를 담금질할 때도 대부분의 경우는 변형을 최소화하고, 담금질 효과를 극대화시키기 위해 술잎과 손잡이를 동시에 입수시키지만 드물게 술잎이나 손잡이부터 입수시킨다(Lee et al., 2011). 따라서 청동국자 2점에서 다르게 나타나는 미세조직의 특징은 담금질 당시 술잎 또는 손잡이 부분이 먼저 냉각된 결과로 추정할 수 있다.
5. 결 론
사적 제주 항파두리 항몽 유적에서 출토된 청동제 취사용구의 제작기술을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
청동숟가락과 청동국자는 구리와 주석만을 합금하여 제작하였으며, 합금 비율은 방짜조성인 구리에 약 22%의 주석을 포함하였다. 미세조직은 α + β(M), α + γ 상으로 이루어져 있다. 공통적으로 α상 내에는 쌍정이 형성되어 있어 고온에서 단조하고, 최종적으로 담금질로 마무리하는 제작공정이 이루어졌음을 보여준다. 또한 길이 방향으로 길게 연신된 황화물은 유물에 공급된 구리 소재가 황동광, 휘동광 등 황을 포함하는 구리광석일 가능성을 보여준다.
청동용기류 3점은 구리-주석의 2원계 합금과 구리-주석-납의 3원계 합금으로 각각 제작되었다. 구리-주석 2원계 합금을 이용한 제작기술은 2가지의 제작기술로 나누어 진다. 첫번째는 열간단조와 담금질의 공정을 거치는 방짜기술로 청동숟가락과 동일한 제작기술 체계이다. 두번째는 형태 주조 후 담금질의 공정을 거치는 제작기술로 열간가공의 흔적이 미세조직 내에서 발견되지 않는다. 즉 α상은 주조 당시의 형태인 나뭇잎 모양을 그대로 유지하고 있고, 열간가공의 결과로 생성되는 쌍정도 관찰되지 않는다. 고주석 청동의 δ상이 가진 취성을 제거하기 위해 520℃ 이상의 고온에서 담금질하여 γ상을 생성시켰다. 구리-주석-납의 3원계 합금으로 제작한 청동그릇은 주요 금속인 구리에 11 wt%의 주석과 9 wt% 납을 포함하고 있다. 다량 포함된 납은 미세조직 내에 불균일 크기로 형성되어 있으며, 납 주변에 황화물이 분포하는 특징을 보인다. 또한 추가의 가공이나 담금질 등 열처리 흔적은 없어 형태 주조만으로 작업 공정이 마무리되었음을 알 수 있다.
이번 분석을 통해 제주지역 고려시대 유적에서 출토된 청동제 취사용구의 제작기술과 미세조직의 특성을 살펴볼 수 있었다. 구리-주석 2원계 합금의 방짜기술과 구리-주석-납 3원계 합금의 주조기술은 다른 지역의 고려시대 유적 출토 청동기에서 나타나는 다양한 제작기술이기 때문에 제주 항파두리 항몽 유적 출토 청동제 취사용구의 고유한 특성으로 분류하기 어렵다. 특히 다른 지역의 삼별초의 항몽 유적에서 유사한 형태의 청동유물이 출토된다는 사실은 삼별초의 이동에 따라 생활에 필요한 청동제 취사용구도 유입되었음을 의미한다.
Acknowledgements
본 연구는 국립문화유산연구원 문화유산 조사연구(R&D) 사업인 ｢무기질 문화유산 보존처리 및 현장중심실용기술 연구｣의 일환으로 이뤄졌다.
