다호리 출토 목재의 수종은 전체 24점 모두 활엽수 8종류로 상수리나무류(37.7%), 밤나무(8.3%), 벚나무속(8.3%), 감탕나무속(4.1%), 오리나무류(25%), 산복사류(4.1%), 느티나무(4.1%), 물푸레나무속(8.3%)으로 식별되었다. 출토목재의 물리적 특성은 현생재에 비해 높은 함수율과 수축율 그리고 현저한 밀도 감소를 나타내었다. 분해상태는 편광현미경 관찰결과 현생재에 비해 모든 출토목재의 도관을 제외한 나머지 부분에서 복굴절현상 감소가 뚜렷하게 나타났으며 주사전자현미경 관찰에서는 목섬유의 2차 세포벽을 포함한 구성조직이 현저하게 분해되었다. 분해가 많이 된 목재는 개방성이 확대되어 약제의 침투·확산이 용이하므로 처리기간이 짧고, PEG#4000(MW:3,350)을 적용한 고분자약제 함침처리가 유리하며 고농도의 함침 처리가 요구된다.
다호리 출토 목재의 수종은 전체 24점 모두 활엽수 8종류로 상수리나무류(37.7%), 밤나무(8.3%), 벚나무속(8.3%), 감탕나무속(4.1%), 오리나무류(25%), 산복사류(4.1%), 느티나무(4.1%), 물푸레나무속(8.3%)으로 식별되었다. 출토목재의 물리적 특성은 현생재에 비해 높은 함수율과 수축율 그리고 현저한 밀도 감소를 나타내었다. 분해상태는 편광현미경 관찰결과 현생재에 비해 모든 출토목재의 도관을 제외한 나머지 부분에서 복굴절현상 감소가 뚜렷하게 나타났으며 주사전자현미경 관찰에서는 목섬유의 2차 세포벽을 포함한 구성조직이 현저하게 분해되었다. 분해가 많이 된 목재는 개방성이 확대되어 약제의 침투·확산이 용이하므로 처리기간이 짧고, PEG#4000(MW:3,350)을 적용한 고분자약제 함침처리가 유리하며 고농도의 함침 처리가 요구된다.
24 wooden objects excavated from Daho-ri were identified into 8 categories such as Quercus spp. (37.7%), Castanea crenata (8.3%), Prunus (8.3%), Ilex (4.1%), Alnus spp. (25%), Prunus spp. (4.1%), Zelkova serrata (4.1%) and Fraxinuse (8.3%). Physical properties of the above high water content, high c...
24 wooden objects excavated from Daho-ri were identified into 8 categories such as Quercus spp. (37.7%), Castanea crenata (8.3%), Prunus (8.3%), Ilex (4.1%), Alnus spp. (25%), Prunus spp. (4.1%), Zelkova serrata (4.1%) and Fraxinuse (8.3%). Physical properties of the above high water content, high contraction rate and significant density reduction. As for degradation pattern, observation with polarizing microscope showed significant decrease of double reflection phenomenon in most of the excavated objects excluding vessel compared to other kinds of objects, and observation with SEM showed remarkable degradation of organization structure including the 2nd cell wall of wood. Reagent can be easily penetrated and diffused into the objects with high degradation rate, so it's beneficial to treat them with polymers such as PEG#4000(MW:3,350), but in order to prevent contraction and change in shape, high concentration of Reagent is required in treatment to hold wood organization structure.
24 wooden objects excavated from Daho-ri were identified into 8 categories such as Quercus spp. (37.7%), Castanea crenata (8.3%), Prunus (8.3%), Ilex (4.1%), Alnus spp. (25%), Prunus spp. (4.1%), Zelkova serrata (4.1%) and Fraxinuse (8.3%). Physical properties of the above high water content, high contraction rate and significant density reduction. As for degradation pattern, observation with polarizing microscope showed significant decrease of double reflection phenomenon in most of the excavated objects excluding vessel compared to other kinds of objects, and observation with SEM showed remarkable degradation of organization structure including the 2nd cell wall of wood. Reagent can be easily penetrated and diffused into the objects with high degradation rate, so it's beneficial to treat them with polymers such as PEG#4000(MW:3,350), but in order to prevent contraction and change in shape, high concentration of Reagent is required in treatment to hold wood organization structure.
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문제 정의
본 고는 본관 고고부 다호리 발굴보고서 에 발표될 예정에 있으며 그 결과에 분해상태를 보강하여 재정리 하였다.
이번 조사에서는 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 다호리에서 출토된 가공목재 7점과 자연목재 17 점의 수종을 식별하고 목재의 함수율, 밀도, 수축율 등 물리적 특성과 편광현미경 및 주사전자현미경을 이용한 미시경적 조직관찰로 분해상태를 조사 검토하여 보존처리를 위한 기초자료로 삼고자 하였다.
제안 방법
5cm 크기로 절단하여 알코올 시리즈로 탈수시킨 후 진공동결건조하였다. 건조된 시편을 SEM시료대에 고정시킨 후 gold coating 하여 주사전자현미경 (SEM) 으로 미세조직을 관찰하였다2, 11).
경남 창원 다호리 토탄층(약 2,000년 전 이상)에서 출토된 가공목재 7점과 자연목재 17점등 총 24점에 대해 수종조사를 하였고 식별된 수종 중 자연목재 5점에 대하여 물리적 특성과 분해상태를 관찰하였다.
분해상태는 편광현미경으로 출토목재와 동일 수종의 현생재조직을 비교 관찰하는 방법으로 하였으며 또한 보다 세밀한 조사를 위해 도관, 목섬유, 유세포, 방사조직 등 목재 세부조직을 주사전자현미경으로 조사 관찰하였다 11).
수종별 분해상태를 관찰하기 위해 현생재와 분해된 조직의 영구 프레파아트를 제작하여 편광장치가 장착된 편광현미경(Leica M10) 을 이용하여 삼단면의 복굴절 현상을 비교하였으며18), 분해된 목재의 세포벽 관찰은 시편을 사방 0.5><0.5cm 크기로 절단하여 알코올 시리즈로 탈수시킨 후 진공동결건조하였다.
수축율측정은 각각의 시편을 섬유방향으로 두께 5 mm 원판을 자른 후 횡단면상에 측정용 핀(직경 0.5 mm)을꽂아 방사방향과 접선방향으로 구분하여 건조 전과 건조 후 핀의 간격을 측정하였다. 다음 식으로 계산하였다 18).
최대 함수율 (Maximum Moisture Content) 과 비 중 (Actual Density)을 측정하기 위해 시편 (1X 1>< 1 cm)을 절단 후 증류수가 담긴 비이커에 담아 탈기시킨 후 용액 중 중량, 대기중 중량을 측정한 후 105oC 건조기에 넣어 항량에 도달할 때까지 건조시켜 최대함수율과 비중을 측정하였다. 다음의 식에 넣어 계산하였다18).
출토된 목재의 수종을 확인하기 위해 시편(5X5 X 5 mm)을 채 취 하고 강고성 을 주기 위하여 PEG(MW: 2, 000)로 포매 후 로터리 마이크로톰으로 두께 10~20 [Im 로 절편하여 샤프라닌으로 염색한 후 영구 프레파아트를 만들어 광학현미경으로 관찰하여 수종식별을 하였으며 숯의 경우는 시편을 전건시킨 후 금코팅을 하여 주사전자현미경 (HITHACHI S-3500N) 으로 관찰하고 목재조직 및 식별, 한국산 목재의 구조, 조선목재의 식별 등을 참조하여 식별하였다11-18).
성능/효과
가공 목재는 상수리나무류, 밤나무, 벚나무속이며 자연목재는 상수리나무류, 감탕나무속, 오리나무류, 산복사류, 느티나무, 물푸레나 무속 등으로 식별되었다(Table 1).
물푸레나무는 목섬유의 2차벽이 대부분 분해 유실되었으나 도관 주위의 섬유 상가도 관은 목섬유보다 2차벽이 잘 남아있으며 (Photo 9), 도관의 세포벽은 비늘처럼 일어나 있다. 관찰결과 수종 간 분해양상은 큰 차이가 없으며 목재구성 요소별 분해양상을 살펴보면 목섬유의 경우 2차벽인 중층이 많이 분해되었으며 내층 (S3) 은 대부분 찌그러지거나 외층 (S1) 과 붙어 있었다. 외층 (S1) 과 세포간층은 거의 변화가 없이 원형을 유지하고 있었다.
1). 느티나무 현생재는 모든 목재 구성요소들이 밝게 관찰되었으나 출토목재의 경우에는 삼단면 모두 조직 전체가 어둡게 보였다(Photo 2). 상수리나무류의 현생재는 도관 주위와 유세포에서 복굴절현상이 관찰되었으나 출토목재의 경우 횡단면과 방사단면상 일부 도관 주위와 유세포에서만 나타났다(Photo 3).
유세포는 목섬유와 거의 같은 형태로 분해되었다. 도관은 원형을 유지하고 있으므로 목섬유와 유세포에 비해 분해에 대한 저항성이 큼을 알 수 있었다.
또한 수종간의 차이는 크지 않으나 산공재인 산복사류와 오리나무류가 환공재인 느티나무, 상수리나무류 보다 목재조직의 분해가 좀더 많이 진행된 것으로 조사되었다. 이와 같은 분해상태의 수침목재는 조직의 개방성이 확대되어 약제의 침투 확산이 원할하므로 약제 처리에 소요되는 기간이 짧고, PEG#4000(MW:3, 350) 과 같이 분자량이 큰 약제를 적용한 보존처리가 유리하다.
이것은 당시 그 지역의 식물 분포가 한랭한 기후에서 자생하는 침엽수보다는 대부분이 온난한 기후에서 자라는 활엽수로 이루어짐을 짐작할 수 있었다. 또한 출토된 가공 목재류 중에서 크기가 크고 물리적 강도가 요구되는 쐐기와 원형 자루 형태의 목재는 참나무과의 나무로 만들고 반면 작고 얇은 판재는 재질이 균일한 벚나무속의 나무를 사용한 것으로 나타났으며, 자연목재는 여러 종류의 활엽수로 식별되었으며, 그 중 가장 많이 점유하고 있는 수종은 오리나무류이었다.
산복사류의 경우 최대함수율이 1015% 횡단면수축율이 77%이며 동일수종의 현생재에 비해 밀도가 18/100 로 낮아진 것으로 나타났으며 최대함수율이 530%인 상수리나무류는 횡단면 42%로 현생기건 수축율의 2.4배이고 밀도는 31/100이었다(Table 2). 동일 출토지 수침 고목 재임에도 불구하고 수종별 물리적 특성이 다양하게 나타났다.
수침고목재의 편광현미경 관찰결과 모든 수종이 도관을 제외한 나머지 부분에서 복굴절현상의 감소가 뚜렷하게 나타났으며 주사전자현미경 관찰에서도 목섬유의 2차 세포벽을 포함한 구성 조직의 현저한 분해가 관찰되었다. 또한 수종간의 차이는 크지 않으나 산공재인 산복사류와 오리나무류가 환공재인 느티나무, 상수리나무류 보다 목재조직의 분해가 좀더 많이 진행된 것으로 조사되었다.
전체 24점 중 가공목재 7점과 자연목재 17점을 식별한 결과 모두 활엽수 8종류로 식별되었다. 가공 목재는 상수리나무류, 밤나무, 벚나무속이며 자연목재는 상수리나무류, 감탕나무속, 오리나무류, 산복사류, 느티나무, 물푸레나 무속 등으로 식별되었다(Table 1).
편광현미경으로 관찰한 결과 오리나무 현생재의 경우 목재 구성요소인 도관, 목섬유, 유세포 등의 세포벽이 복굴절 현상으로 밝게 보이는 반면에 출토 목재는 횡단 면상 도관 주위와 방사단면상 유세포를 제외한 나머지 부분에서는 이와 같은 현상이 뚜렷하게 나타나지 않았다(Photo 1). 느티나무 현생재는 모든 목재 구성요소들이 밝게 관찰되었으나 출토목재의 경우에는 삼단면 모두 조직 전체가 어둡게 보였다(Photo 2).
후속연구
이와 같은 분해상태의 수침목재는 조직의 개방성이 확대되어 약제의 침투 확산이 원할하므로 약제 처리에 소요되는 기간이 짧고, PEG#4000(MW:3, 350) 과 같이 분자량이 큰 약제를 적용한 보존처리가 유리하다. 또한 목재 세포벽이 상당부분 분해 유실되어 목재조직을 지탱하는 세포벽의 기능이 크게 약화된 상태이므로 고농도의 약제 처리를 통해서만 충분한 치수안정화효과를 얻을 수 있을 것이다.
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