휴대용 라만분광기와 벤치탑 라만분광기의 안료 분석데이터 특성 비교 연구 (Comparative Study of Pigment Spectral data Using Portable and Benchtop Raman Spectrometers)

서지정보

· 발행기관 : 한국전통문화대학교 전통문화연구소
· 수록지 정보 : 한국전통문화연구 / 34호 / 105 ~ 134페이지
· 저자명 : 이재욱, 한민수

초록

휴대용 라만분광기와 벤치탑 라만분광기의 분석데이터를 서로 비교하여 문화유산의 채색층 분석 시 나타날 수 있는 특성 차이를 확인하고자 하였다. 전통 안료 7종과 근·현대 안료 3종 및 바탕재를 선정하여 채색 시편을 제작하였으며, 안료별 특성 피크를 파악하고 벤치탑 라만 스펙트럼을 기준으로 비교 분석하였다. 또한, 표면분석과 결정구조분석 결과를 활용하여 열화에 따른 라만 스펙트럼 변화를 파악하였다.
연구 결과, 휴대용 라만 스펙트럼을 통해 전반적인 안료의 주요 피크를 확인할 수 있었다. 벤치탑 라만 스펙트럼을 기준으로 비교한 결과, 호분과 연백, 진사, 연단, 황연, 인공군청의 주요 피크는 ±1.6 ㎝⁻¹ 이내에서 일치하였으며, 장비 간의 성능 차이에 의해 석청과 양록, 하엽, 황토 순으로 피크의 위치와 반치폭의 차이가 크게 나타났다. 황토는 +5.8 ㎝⁻¹로 가장 큰 차이를 보였고, 하엽과 양록은 상대적으로 높게 형성된 노이즈로 인해 스펙트럼 품질의 차이를 보였다. 열화에 따른 두 장비 간의 데이터 변화 특성은 전반적으로 유사하였으며, 휴대용 라만 스펙트럼에서 하엽과 양록은 노이즈가 증가하는 양상을 보였다.
결론적으로 국내 채색문화유산에 주로 사용되는 안료 10종에 대한 특성 분석 결과, 하엽과 양록을 제외한 안료의 특성 피크에 대해서는 명확히 해석할 수 있어, 휴대용 라만분광기는 현장 분석기술로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

영어초록

A study was conducted to compare the analytical data obtained from portable Raman spectrometers and benchtop Raman spectrometers to identify differences in their performance when analyzing painted layers in cultural heritage. Seven traditional pigments, three modern pigments, and a substrate material were selected to produce painted specimens. The characteristic peaks of each pigment were identified and compared using benchtop Raman spectra as the reference. Additionally, surface analysis and crystallographic studies were employed to investigate changes in Raman spectra resulting from material degradation.
The results showed that the portable Raman spectra could successfully identify the major peaks of the pigments. Upon comparing with the benchtop Raman spectra, the main peaks of white lead, calcite, cinnabar, red lead, chrome yellow, and ultramarine matched within ±1.6 cm⁻¹. However, due to performance differences between the instruments, significant differences in peak positions and full width at half maximum (FWHM) were observed for azurite, atacamatie, emerald green, and yellow ochre. Yellow ochre exhibited the largest discrepancy with a peak shift of +5.8 cm⁻¹, while atacamite and emerald green showed decreased spectral quality due to relatively higher noise levels. Despite these differences, the aging trends between the two instruments were generally consistent, with increased noise observed in the portable Raman spectra of atacamite and emerald green after artificial aging.
In conclusion, the characteristic peak analysis of ten pigments commonly used in Korean painted cultural heritage indicated that, except for atacamite and emerald green, the portable Raman spectrometer could effectively interpret the characteristic peaks of the pigments. Thus, the portable Raman spectrometer can be considered a valuable tool for on-site analytical applications.

참고자료

· 없음