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문제 정의
- 앞서 말했듯이 수침 상태인 초본 류 문화재의 보존처리를 위하여 현재 사용되고 있는 재료와 방법에는 여러 가지가 있으나, 그 적합성이 충분히 구명되지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 몇 가지 실험적 사례를 통하여 초본류 문화재 보존처리 방법의 연구선행지표가 될 수 있는 자료를 제시하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 cellulose를 기본 골격물질로 한다는 점에서 화학적인 성상에서 같은 구성을 갖는 수침고 목재 보존처리에 주로 사용되고 있는 polyethylene glycol(이하, PEG)처리법과 진공동결 건조법을 적용하였다.
- 이를 위하여 본 연구에서는 cellulose를 기본 골격물질로 한다는 점에서 화학적인 성상에서 같은 구성을 갖는 수침고 목재 보존처리에 주로 사용되고 있는 polyethylene glycol(이하, PEG)처리법과 진공동결 건조법을 적용하였다. 또한 토양경화제로 널리 쓰이고 있는 Acryl 수지 (Primal MC-76;상품명)를 이용한 치수 안정성을 알아보고, 각각의 경화처리 방법 적용 후 흡습성 실험을 통해 습도 변화에 대한 안정성을 검토하여 초본류 문화재의 보존처리에 대한 적합성을 알아보고자 하였다.
- 따라서 보존처리를 통해 가장 짚 . 풀의 색이 잘 표현되는 방법을 찾고자 하였다. 세 가지 적용 실험에서 가장 흑화 경향이 심했던 것은 PEG#4000의 경우이다.
제안 방법
- 실험1은 저분자량 저농도의 PEG#400을 수분과 서서히 치환하면서 중량의 변화를 살펴보았다. PEG#400 의 침투율이 떨어지는 시점에서 PEG2-Step법과 PEG#400으로 구분하여 시행하였다. PEG2-Step법은 PEG#400을 5%부터 10%까지 분무한 후, PEG#4000 을 10%부터 30%까지 5%씩 농도를 높여 분무하였다.
- PEG#400 의 침투율이 떨어지는 시점에서 PEG2-Step법과 PEG#400으로 구분하여 시행하였다. PEG2-Step법은 PEG#400을 5%부터 10%까지 분무한 후, PEG#4000 을 10%부터 30%까지 5%씩 농도를 높여 분무하였다. PEG#400은 5%부터 50%까지 5%씩 농도를 높여가며 분무하였다(Table 1.
- 각각의 보존처리 방법에 따라 건조된 시험재를 다양한 습도 조건에 놓아두고 중량 변화율을 측정하여 보존처리 방법에 따른 치수 안정성을 측정하였다.
- 습도 조건이 달라지는 것을 나타내기 위하여 낮은 습도(RH 33%)에서 높은 습도(RH 84%)로 다시 높은 습도에서 낮은 습도로 실온(18~227少에서 방치 후 중량 변화율을 측정하였다. 중량변화율은 다음식 (3)으로 계 산하였다.
- 따라서 각각 일정 습도를 조성하는 염포화 수용액을 사용하여 밀폐챔버 내부를 일정 습도로 만들고(Table 2), 건. 습을 반복하는 9단계로 처리하였다(Table 3).
- 실험1은 저분자량 저농도의 PEG#400을 수분과 서서히 치환하면서 중량의 변화를 살펴보았다. PEG#400 의 침투율이 떨어지는 시점에서 PEG2-Step법과 PEG#400으로 구분하여 시행하였다.
- 실험2는 PEG#4000과 PEG#400 모두 침투율이 떨어지는 시점에서 최종 단계의 경화를 염두에 두고 진공동결 건조, Acrylic emulsion 수지 Primal MC-76, PEG#4000 50%(60t 중탕)의 방법으로 시행하였다 (Table 1. b). 처리가 끝난 후, 일주일간 자연 건조하고 Auto Dry Chamber^ 보관하여 중량 변화를 살펴보았다.
- 우리나라 문화의 기반인 농경문화를 배경으로 하여 짚. 풀을 이용한 공예품들이 최근까지도 우리 민족의 생활용품으로 많이 이용되어 왔다.
- 따라서 본 연구에서는 몇 가지 실험적 사례를 통하여 초본류 문화재 보존처리 방법의 연구선행지표가 될 수 있는 자료를 제시하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 cellulose를 기본 골격물질로 한다는 점에서 화학적인 성상에서 같은 구성을 갖는 수침고 목재 보존처리에 주로 사용되고 있는 polyethylene glycol(이하, PEG)처리법과 진공동결 건조법을 적용하였다. 또한 토양경화제로 널리 쓰이고 있는 Acryl 수지 (Primal MC-76;상품명)를 이용한 치수 안정성을 알아보고, 각각의 경화처리 방법 적용 후 흡습성 실험을 통해 습도 변화에 대한 안정성을 검토하여 초본류 문화재의 보존처리에 대한 적합성을 알아보고자 하였다.
- b). 처리가 끝난 후, 일주일간 자연 건조하고 Auto Dry Chamber^ 보관하여 중량 변화를 살펴보았다. *
대상 데이터
- 실험 대상인 궁남지출토 짚신의 재료는 볏짚 또는 보릿짚 등 곡물류와는 달리 길이가 긴 섬유로 제작되었는데, 섬유 형태로 보아 그 재료는 부들류(부들목부들과, Typha spp.)로 동정되었다.
- 매장 환경과 유기질 유물의 취약성으로 인해 수습 당시 짚신 표면을 덮고 있던 토양^ 짚 신의 일부가 부착된 채 떨어지는 경우가 있었다. 이때 토 양^ 부착되어 나온 짚신의 일부(Fig 1 ~5)를 토양과 함께 본 실험의 시험재로 사용하였다.
성능/효과
- 1. 연구대상 초본류 시료는 부들류(Typha spp.)로 동정되 었다.
- 2. PEG#400과 PEG#4000을 적용한 중량변화 실험 에서는 PEG2-Step으로 처리한 경우에 안정적인 중량 증가를 나타내는 것으로 확인되 었다.
- 3. 대상 시료 모두 토양과 함께 보존처리를 하기 위해서 PEG#4000, Primal MC-76, 진공동결 건조로 처리한 경우, 진공동결 건조가 20%로 가장 큰 중량의 감소를 나타냈고, Primal MC-76은 18%, PEG#4000은 약 8%의 중량 감소를 나타냈다. 이것은 토양의 치수 안정성을 고려할 때, 수지침투와 함께 건조 과정이 진행되기 때문으로 판단되었다.
- 4. 보존처리 이후 다양한 습도 조건에서의 중량 변화는 10% 내외로 나타났다. 가장 큰 중량 변화율을 나타낸 것은 PEG#4000의 경우로, 특히 고습(RH 84% 이상) 환경에서는 약제가 용출되었는데, 이것은 토양층에 기인한 것으로 판단되었다.
- 5. 처리 후 색 변화에 있어서는 PEG#4000에서 흑화 현상이 가장 심하게 나타났고, Primal MC-76과진공동결건조는 마른짚 .풀과 가장 유사한 색을 나타냈다.
- 6. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때, 중량 변화율에 있어서 PEG2-Step 처리 후 진공동결 건조한 경우에 가장 안정적인 변화를 나타내었고, 색 변화에 있어서도 가장 변화가 적은 것으로 확인되었다.
- 가장 큰 중량 변화율을 나타낸 것은 PEG#4000의 경우로, 특히 고습(RH 84% 이상) 환경에서는 약제가 용출되었는데, 이것은 토양층에 기인한 것으로 판단되었다. Primal MC-76과 진공동결 건조의 경우에는 6~8%의 중량변화율을 나타냈으며, 진공동결 건조에서 중량 변화율이 가장 낮음을 확인하였다.
- 특히 고습도(RH 84% 이상)에서 급격한 중량 증가를 나타냈으며, 대상 시료 모두 10% 내외의 중량 변화를 보이고 있다. Primal MC-76으로 처리한 경우 RH 58% 이상부터 RH 94%까지 최대 중량 증가를 나타냈고, 다시 낮은 습도 조건으로 서서히 조습한 결과, 꾸준한 중량 감소를 보였다. 최대 7~9%의 중량 변화를 보이고 있는데, 낮은(RH 58% 이하) 습도 조건에서 안정적인 중량 증가를 나타내었다.
- 광학현미경을 통해 관찰한 궁남지출토 짚신의 재질은 부들(부들목부들과, 학명 : Typha orientals Presl)류로 확인되었다. 부들은 다년생 초본으로 근경이나 종자로 번식하는 수생식물로서, 전국적으로 분포하고 강 가장자리와 연못가 및 수로에서 잘 자란다.
- 궁남지출토 짚신에서 관찰된 표피세포의 모양은 장방형으로 세포벽은 밋밋하고, 기공의 부세포는 2개로 실리카나 코르크셀, 털이 없는 점, 기공이 있는 표피세포와 기공이 없는 표피세포가 확실히 구분되는 점 등이 부들의 표피와 일치하였다 (Fig. 8~9).
- 동결건조한 후 조습한 경우에는 Primal MC-76과 비슷한 양상의 중량 변화가 나타났으나, 고습 조건에서의 중량 변화의 폭은 가장 낮았다. 대체로 6~8%로 고습과 저습 환경에서 모두 안정적인 중량 증가율을 나타내었으며, 또한약제 용출 등의 변화는 관찰되지 않았다. 습도 조건에 따른 중 량변화는 PEG#4000으로 처리한 시료에서 가장 크게 나타났으며, 이것은 PEG#4000의 흡습성과 토양의 특성 때문으로 판단되었다.
- 실제 수침고 목재 보존처리에서 고습상태에서 약제용출이 발견되지 않는 것을 볼 때 토양의 영향이 큰 것으로 보인다. 동결건조한 후 조습한 경우에는 Primal MC-76과 비슷한 양상의 중량 변화가 나타났으나, 고습 조건에서의 중량 변화의 폭은 가장 낮았다. 대체로 6~8%로 고습과 저습 환경에서 모두 안정적인 중량 증가율을 나타내었으며, 또한약제 용출 등의 변화는 관찰되지 않았다.
- 최대 7~9%의 중량 변화를 보이고 있는데, 낮은(RH 58% 이하) 습도 조건에서 안정적인 중량 증가를 나타내었다. 또한 고습 환경에서도 약제가 용출되거나 표면에 변화가 생기지 않았으며, 중량 증가율도 비교적 안정적이었다. PEG#4000으로 처리한 후 조습한 시료 5번은 중량 변화율의 폭이 가장 컸다.
- 진 공동결 건조의 경우 20% 이상의 감소율을 나타내고 있고,Primal MC-76이 약 18%, PEG#4000이 약 8%의 중량 감소율을 보이고 있다. 일반적인 수침고목재 처리에서 나타나는 중량 증가율과 달리 중량의 감소를 보이고 있는데 , 본 실험에서 중량의 증가나 감소는 초본 류 유물보다는 토양 내의 기공율과 상관이 있을 것으로 판단된다. 즉 토양의 기공에 가득 찬 수분이 수지 처리(수지의 농도와 비중도 고려) 후 건조되는 과정에서 발생하는 것으로 생 각된다.
- Primal MC-76으로 처리한 경우 RH 58% 이상부터 RH 94%까지 최대 중량 증가를 나타냈고, 다시 낮은 습도 조건으로 서서히 조습한 결과, 꾸준한 중량 감소를 보였다. 최대 7~9%의 중량 변화를 보이고 있는데, 낮은(RH 58% 이하) 습도 조건에서 안정적인 중량 증가를 나타내었다. 또한 고습 환경에서도 약제가 용출되거나 표면에 변화가 생기지 않았으며, 중량 증가율도 비교적 안정적이었다.
- PEG#4000으로 처리한 후 조습한 시료 5번은 중량 변화율의 폭이 가장 컸다. 특히 고습 조건(RH 84% 이상)에서 중량의 변화가 가장 컸고, 낮은 습도 조건에서 또 한 가장 많은 중량 감소율을 나타냈다. 무엇보다도 고습 조건에서 약제가 용출되어 토양과 유물이 모두 검게 변화되는 것이 관찰되었는데, 이것은 PEG#4000의 흡습성 때문이라기보다는 토양의 특성에 기인하는 것으로 판단된다.
- 그러나 Primal MC-76의 경우에는 표면 광택으로 인해 짚. 풀의 질감이 잘 나타나지 않았고, 진공동결 건조의 경우가 가장 질감을 잘 나타내는 것으로 확인되었다.
후속연구
- 이후, 보존처리제로 사용되어온 약제에 대한 비교 실험을 통해 보다 과학적인 근거자료를 제시할 수 있으리라 생각된다. 또한, 초본 유물에 사용되는 재료에 대한 동정과 특성에 관한 연구가 계속되어 재질의 특성에 맞는 보존처리 방법도 고안되어야 할 것이다.
- 본 연구에서는 한정된 시료 조건으로 인해, 지금까지 초본 유물 보존처리에 적용하였던 약제와의 폭넓은 비교 실험을 시행하지 못하였다. 이후, 보존처리제로 사용되어온 약제에 대한 비교 실험을 통해 보다 과학적인 근거자료를 제시할 수 있으리라 생각된다.
- 본 연구에서는 한정된 시료 조건으로 인해, 지금까지 초본 유물 보존처리에 적용하였던 약제와의 폭넓은 비교 실험을 시행하지 못하였다. 이후, 보존처리제로 사용되어온 약제에 대한 비교 실험을 통해 보다 과학적인 근거자료를 제시할 수 있으리라 생각된다. 또한, 초본 유물에 사용되는 재료에 대한 동정과 특성에 관한 연구가 계속되어 재질의 특성에 맞는 보존처리 방법도 고안되어야 할 것이다.
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