석간주는 적색과 적갈색 등 붉은 빛을 띠는 전통 광물성 안료로 주성분은 산화철이다. 석간주의 광물학적 특성과 기능성을 연구하기 위해서, 문헌에 옛 산지로 나와있는 울릉도 주토굴에서 석간주를 채취하였다. 울릉도주토굴의 석간주광석은 감람석현무암과 각섬석조면암 경계면에서 단속적으로 산출하며, 적갈색 또는 황갈색을 띠고 대체로 점토질이며 부분적으로 암편을 함유하고 있다. 석간주광석 중 적색은 적철석에 의한 것이며, 황갈색은 훼리하이드라이트에 의한 것이다. 울릉도석간주광석의 색상을 결정하는 산화철광물들은 고토양중에서 함철 수용액으로부터 훼리하이드라이트라는 광물로 침전되었으나 부분적으로 적철석으로 전이되었다. 석간주광석을 전통방식에 의해 안료로 제작하여 목재에 재현한 색상은 전통 건축물에서 측정한 붉은색 색상과 유사하였다. 울릉도석간주안료의 내습기능과 방염기능은 화학석간주안료에 비해 월등히 우수한 것으로 확인되었으며 연소시험에서 화학석간주안료는 발화와 연소를 촉진시키는 결과를 보였다. 울릉도석간주안료가 함유된 배지에서 목재부후균의 성장이 저지되는 경향을 보여 울릉도석간주는 방부성을 지닌 채색안료로 판단된다.
석간주는 적색과 적갈색 등 붉은 빛을 띠는 전통 광물성 안료로 주성분은 산화철이다. 석간주의 광물학적 특성과 기능성을 연구하기 위해서, 문헌에 옛 산지로 나와있는 울릉도 주토굴에서 석간주를 채취하였다. 울릉도주토굴의 석간주광석은 감람석현무암과 각섬석조면암 경계면에서 단속적으로 산출하며, 적갈색 또는 황갈색을 띠고 대체로 점토질이며 부분적으로 암편을 함유하고 있다. 석간주광석 중 적색은 적철석에 의한 것이며, 황갈색은 훼리하이드라이트에 의한 것이다. 울릉도석간주광석의 색상을 결정하는 산화철광물들은 고토양중에서 함철 수용액으로부터 훼리하이드라이트라는 광물로 침전되었으나 부분적으로 적철석으로 전이되었다. 석간주광석을 전통방식에 의해 안료로 제작하여 목재에 재현한 색상은 전통 건축물에서 측정한 붉은색 색상과 유사하였다. 울릉도석간주안료의 내습기능과 방염기능은 화학석간주안료에 비해 월등히 우수한 것으로 확인되었으며 연소시험에서 화학석간주안료는 발화와 연소를 촉진시키는 결과를 보였다. 울릉도석간주안료가 함유된 배지에서 목재부후균의 성장이 저지되는 경향을 보여 울릉도석간주는 방부성을 지닌 채색안료로 판단된다.
The main compositions of "Seokganju", a Korean traditional red mineral pigment, are iron oxides. To investigate its mineralogical and functional properties, we had got its ore from Juto cave in Ulreoung island, which was a famous field of it in Korean documents. The ore occurs as a paleosol between ...
The main compositions of "Seokganju", a Korean traditional red mineral pigment, are iron oxides. To investigate its mineralogical and functional properties, we had got its ore from Juto cave in Ulreoung island, which was a famous field of it in Korean documents. The ore occurs as a paleosol between the olivine basalt and amphibole trachyte in discontinuously. It is reddish brown and yellowish brown and consists mainly of clay minerals with minor debris. Its reddish and yellowish brown color are due to the hematite and ferrihydrate, respectively. These iron oxides are precipitated as ferrihydrate from the ferrous water in the paleosol and partly changed to hematite. The color reproduced in timber by using seokganju pigment with traditional tools and methods is similar to that in heritage building. The moistureproofing and fire resistance of Ulreungdo seokganju is far better than that of artificial seokganju. Moreover, the combustion tests show that the artificial seokganju promote the ignition and combustion of the timber. Ulreungdo seokganju is regarded as a pigment with fungicidal efficacy because growth of two wood decay fungi (cov. and typ.) are inhibited in solid medium with it.
The main compositions of "Seokganju", a Korean traditional red mineral pigment, are iron oxides. To investigate its mineralogical and functional properties, we had got its ore from Juto cave in Ulreoung island, which was a famous field of it in Korean documents. The ore occurs as a paleosol between the olivine basalt and amphibole trachyte in discontinuously. It is reddish brown and yellowish brown and consists mainly of clay minerals with minor debris. Its reddish and yellowish brown color are due to the hematite and ferrihydrate, respectively. These iron oxides are precipitated as ferrihydrate from the ferrous water in the paleosol and partly changed to hematite. The color reproduced in timber by using seokganju pigment with traditional tools and methods is similar to that in heritage building. The moistureproofing and fire resistance of Ulreungdo seokganju is far better than that of artificial seokganju. Moreover, the combustion tests show that the artificial seokganju promote the ignition and combustion of the timber. Ulreungdo seokganju is regarded as a pigment with fungicidal efficacy because growth of two wood decay fungi (cov. and typ.) are inhibited in solid medium with it.
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문제 정의
본 연구에서는 전통 광물안료 중 적색을 띠는 석간주 안료를 전통적인 수비가공방식으로 제작하고, 그 기능적인 특성을 파악하고자 하였다. 고문헌에서 찾아낸 석간주안료 산지인 울릉도 주 토굴에서 원료를 채취하여 석간주광석에 대한 광물학적 특성을 밝히고, 전통 가공기술로 석간주 안료를 재현하였다.
안료를 채색하는 건축물의 단청은 목조 건물을 부식과 충해로부터 예방하며, 기후의 변화에 따른 부재의 풍해, 부후, 건습 반복 등을 방지하여 목부 재의 내구성을 강화시켜 목재의 손상을 방지하려는 목적으로도 행해진다(김병호, 1997). 따라서 전통 광물성 석간주안료가 이와 같은 기능성을 지니고 있는지를 화학석간주안료와 비교시험을 통하여 살펴보고, 그 결과로서 광물성 석간주안료의 우수성을 규명해보고자 하였다.
경북 울릉군 서면 태하리 주토굴에서 산출되는 석간주 광석에 대한 광물학적 특성을 연구하기 위하여 야외조사와 분석을 실시하였다. 하부의 감람석 현무암과 이를 피복하고 있는 상부 각섬석 조면암의 경계 부위에서 산출되는 울릉도 석간주광석을 색상별로 분류하여 박편을 제작하였으며, 구성 광물의 광학적 특성을 연구하기 위하여 편광현미경 관찰을 실시 하였다.
전통 건축물의 바탕칠에 사용되었던 적색 안료인 울릉도 석 간주광석의 산출상태 와 광물학적 특징 에대한 연구와 함께 그 기능성에 대해 살펴본 후 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
고문헌에서 찾아낸 석간주안료 산지인 울릉도 주 토굴에서 원료를 채취하여 석간주광석에 대한 광물학적 특성을 밝히고, 전통 가공기술로 석간주 안료를 재현하였다. 안료를 채색하는 건축물의 단청은 목조 건물을 부식과 충해로부터 예방하며, 기후의 변화에 따른 부재의 풍해, 부후, 건습 반복 등을 방지하여 목부 재의 내구성을 강화시켜 목재의 손상을 방지하려는 목적으로도 행해진다(김병호, 1997).
야외조사와 분석을 실시하였다. 하부의 감람석 현무암과 이를 피복하고 있는 상부 각섬석 조면암의 경계 부위에서 산출되는 울릉도 석간주광석을 색상별로 분류하여 박편을 제작하였으며, 구성 광물의 광학적 특성을 연구하기 위하여 편광현미경 관찰을 실시 하였다. 석 간주광석 의미 세 구조와 광물조성 을 밝히기 위하여 주사전자현미경 관찰 및 X-선 회절 분석 을 실시 하였으며 , 한국지 질자원 연구원 에서 습식 정량분석법으로 석간주광석의 주화학성분을 분석하였다.
하부의 감람석 현무암과 이를 피복하고 있는 상부 각섬석 조면암의 경계 부위에서 산출되는 울릉도 석간주광석을 색상별로 분류하여 박편을 제작하였으며, 구성 광물의 광학적 특성을 연구하기 위하여 편광현미경 관찰을 실시 하였다. 석 간주광석 의미 세 구조와 광물조성 을 밝히기 위하여 주사전자현미경 관찰 및 X-선 회절 분석 을 실시 하였으며 , 한국지 질자원 연구원 에서 습식 정량분석법으로 석간주광석의 주화학성분을 분석하였다.
최주, 1997). 문헌에 따라 약연기를 이용하여 석간주광석을 분쇄한 후 수비과정을 통해 입자크기 별로 분리하였으며, 수분을 건조시킨 후 주사전자현미경을 이용하여 입자크기를 확인하였다. 입자크기별 석간주안료와 전색제인 아교액을 혼합하여 목조건축물의 자재로 사용되고 있는 목재 시편(육송, 5x5x2 cm)에 칠하였을 때의 채색 특성을 조사하였다.
문헌에 따라 약연기를 이용하여 석간주광석을 분쇄한 후 수비과정을 통해 입자크기 별로 분리하였으며, 수분을 건조시킨 후 주사전자현미경을 이용하여 입자크기를 확인하였다. 입자크기별 석간주안료와 전색제인 아교액을 혼합하여 목조건축물의 자재로 사용되고 있는 목재 시편(육송, 5x5x2 cm)에 칠하였을 때의 채색 특성을 조사하였다. 색차계를 이용하여 채색된 석간주 안료의 색상특성과 이와 더불어 석간주안료 채색층 위에 전통방식에 따라 참기름과 들기름을 도포한 후 변화된 채색층의 색상의 특성을 분석하였다.
색차계를 이용하여 채색된 석간주 안료의 색상특성과 이와 더불어 석간주안료 채색층 위에 전통방식에 따라 참기름과 들기름을 도포한 후 변화된 채색층의 색상의 특성을 분석하였다. 울릉도석간주안료의 기능성을 연구하기 위하여 시판 화학석간주안료와 함께 목재시편에 채색하여 다양하게 비교시험하였다. 석간주안료들로 채색된 목재 시편을 자외선조사기 내에서 손상 가속화 시험을 실시하여 석간주안료의 내광성을 조사하였다.
울릉도석간주안료의 기능성을 연구하기 위하여 시판 화학석간주안료와 함께 목재시편에 채색하여 다양하게 비교시험하였다. 석간주안료들로 채색된 목재 시편을 자외선조사기 내에서 손상 가속화 시험을 실시하여 석간주안료의 내광성을 조사하였다. 울릉도 석간주안료를 목재시편에 채색완료한 후 상대습도 100%인 곳에 48시간을 둔 후 변화된 무게를 재어 울릉도석간주의 내습기능을 살펴보았으며, 불꽃 가까이 시편을 접근시켜 시편에 불이 붙는 시간과 일정 시간 후 불꽃에서 떼었을 때 불이 소화되는데 걸리는 시간을 측정하여 석간주의 방연기능을 조사하였다.
석간주안료들로 채색된 목재 시편을 자외선조사기 내에서 손상 가속화 시험을 실시하여 석간주안료의 내광성을 조사하였다. 울릉도 석간주안료를 목재시편에 채색완료한 후 상대습도 100%인 곳에 48시간을 둔 후 변화된 무게를 재어 울릉도석간주의 내습기능을 살펴보았으며, 불꽃 가까이 시편을 접근시켜 시편에 불이 붙는 시간과 일정 시간 후 불꽃에서 떼었을 때 불이 소화되는데 걸리는 시간을 측정하여 석간주의 방연기능을 조사하였다. 석간주안료의 방부성 연구를 위하여 목재부후균의 생장시험법에 따라 석간주분말을 첨가한 고체 배지를 제조하고 임업연구원 목재 보존연 구실에서 보존균주(목재부후균 cov.
)를 분양받아 이식하였다(이명재 외, 2003). 석간주함량에 따른 균의 생장정도를 살펴보기 위하여 배지에 입자가 25 nm 이하의 석간주를 양을 달리하여 0.5 g, 1.25 g, 2 g씩 배합하였다. 균의 배양조건은 실외 목조건축물에 영향을 주는 환경을 고려하여 인공풍화 기실에서 최대 30℃ 최하 -5℃정도로 온도를 변화시키면서 실험을 진행하였으며 배양은 약 14일 정도를 하였다.
25 g, 2 g씩 배합하였다. 균의 배양조건은 실외 목조건축물에 영향을 주는 환경을 고려하여 인공풍화 기실에서 최대 30℃ 최하 -5℃정도로 온도를 변화시키면서 실험을 진행하였으며 배양은 약 14일 정도를 하였다.
울릉도 석간주 안료와 현재 단청에 사용되고 있는 화학 석간주 안료(적색을띠는 무기화합물, 현대단청에는 Iron Oxide Red라는 상품으로, CI 77491을 사용함)를 비교 시험함으로써 내광성, 내습성, 방염성 및 방부성 등의 기능성을 살펴보았다.
건축물의 표면에 채색을 하는 경우 자연광 또는 조명 환경에 노출되므로 내광성은 안료의 중요한 기능 중의 하나로, 석간주안료로 채색완료된 목재 시편에 자외선을 쬐여 변화된 색상을 측정하였다(표 2).
울릉도석 간주안료가 목재 부후균의 생 장에 미치는 영향 실험을 통해 방부기능성을 살펴보았다(표 3).
울릉도석간주광석 을 전통방식에 의해 채색 안료로 제작한 후 전색제를 사용하여 목재시편에 도색하고 들기름이나 참기름을 사용하여 추가 도포한 다음 측정된 색상은 현 전통 건축물에서 측정한 색상과 유사하였다. 자외선 조사에 따른 울릉도 석간주 안료의 내광기능은 화학석간주안료에 비해 우수하다고는 평가할 수 없었으나, 내습기능과 방연기능에서는 월등히 우수한 것으로 확인되었다.
입자크기별 석간주안료와 전색제인 아교액을 혼합하여 목조건축물의 자재로 사용되고 있는 목재 시편(육송, 5x5x2 cm)에 칠하였을 때의 채색 특성을 조사하였다. 색차계를 이용하여 채색된 석간주 안료의 색상특성과 이와 더불어 석간주안료 채색층 위에 전통방식에 따라 참기름과 들기름을 도포한 후 변화된 채색층의 색상의 특성을 분석하였다. 울릉도석간주안료의 기능성을 연구하기 위하여 시판 화학석간주안료와 함께 목재시편에 채색하여 다양하게 비교시험하였다.
대상 데이터
울릉도 석간주안료를 목재시편에 채색완료한 후 상대습도 100%인 곳에 48시간을 둔 후 변화된 무게를 재어 울릉도석간주의 내습기능을 살펴보았으며, 불꽃 가까이 시편을 접근시켜 시편에 불이 붙는 시간과 일정 시간 후 불꽃에서 떼었을 때 불이 소화되는데 걸리는 시간을 측정하여 석간주의 방연기능을 조사하였다. 석간주안료의 방부성 연구를 위하여 목재부후균의 생장시험법에 따라 석간주분말을 첨가한 고체 배지를 제조하고 임업연구원 목재 보존연 구실에서 보존균주(목재부후균 cov. typ.)를 분양받아 이식하였다(이명재 외, 2003). 석간주함량에 따른 균의 생장정도를 살펴보기 위하여 배지에 입자가 25 nm 이하의 석간주를 양을 달리하여 0.
울릉도 석간주광석은 울릉도 북서쪽에 위치한 태하리 해안 암벽 아래쪽의 주토굴(또는 황토굴)에서 산출한다(좌표 N 37° 39' 50.9", E 130° 47' 41.6"). 주토굴은 하반이 평탄하고(현재 인공적으로 조성되어 있음') 상반이 위쪽으로 만곡된 렌즈(planoconvex lens) 모양의 공간에서 대략 그 중간 지점에서 해안선에 평행하게 수직절단되어 렌즈모양의 절반이 남아 있는 형태이다.
성능/효과
입자의 크기에 따라 구분한 석간주 분말을 전색제인 아교와 혼합하여 목재시편에 채색한 결과, 입자 크기가 45 gm 이상의 입자 크기에서는 아교액과의 혼합에서 분산성이 급격하게 저하되어 채색 성이 떨어졌고, 45 gm 이하 입자크기가 채색성과 은폐력에서 안료로서 적합한 결과를 보였다(그림 5). 목재시편에 채색된 45 gm 이하 입자크기 석간주 안료의 색상을 색차계를 이용하여 측정한 후 L*, a*, b* 색좌표 값(L*는 명도를, a*, b*는 색의 방향을 나타냄.
울릉도 적갈색 석간주안료만이 채색된 시편과 들기름과 참기름이 추가 도포된 시편 모두에서 자외선 조사 후 색상이 밝아졌으며, 특히 기름칠된 울릉도 석간주 채색시료들의 명도가(L* 값) 현저하게증가되었다. 적색과 녹색의 기준값인 a*, 황색과 청색의 기준값 b* 이 자외선 조사 후 모든 울릉도 석간주 채색시편에서 감소하여 적색과 황색이 저하되는 경향을 보였다.
울릉도석간주안료를 사용하여 채색된 목재 시편은 흡습시험 후 2.64%의 무게 증가가 있었으며, 화학 석간주의 경우에는 3.34%로 측정되어 더 큰 흡습율을 보였다. 석간주안료가 채색되지 않은 목재 시편은 3.
울릉도석간주안료를 사용하여 채색된 목재 시편에 불이 발화되기까지 걸리는 시간은 12.4초이며 채색되지 않은 시편에서는 7.62초가 걸려 울릉도 석간주 안료가 발화를 지연시키는 효과가 있음이 확인되었다(그림 6). 반면에 화학석간주의 경우에는 4.
울릉도석간주안료와 화학석간주안료 모두 동일한 조건, 즉 아교를 전색제로 하여 동일한 목재에 도포하였기 때문에 이와 같은 결과는 안료자체의 성질에서 나타난 것으로 판단된다. 따라서 위의 결과는 광물성 울릉도석간주안료의 채색이 연소가 확대되지 않도록 방지하거나 발화원이 가해지는 것을 억제하는 방염효과를 나타내는 것에 비해 화학 석간주의 적용은 화재에 취약함을 확인시켜주었다.
cov.균을 1주일 배양시킨 결과, 울릉도 석간주 미첨가 배지에서는 균이 활발하게 생장하였으며 석간주 05 g 첨가 배지와 석간주 lg 첨가 배지에서도 균의 생장은 확인되었다. 그러나 석간주의 함량이 2 g인 배지에서는 균의 생장이 매우 느려지고 있음이 확인되었다.
목재부후균 typ. 균을이식시킨 석간주 미첨가 배지에서는 균의 활발한 생장이 관찰되었으며 석간주 0.5 g 첨가 배지에서부터 균의 생장이 저하됨이 관찰되었다. 반면에 화학 석간주를 첨가한 배지에 목재부후균을 첨가하여 배양시켰을 때 목재부후균의 생장이 뚜렷이 저하되는 결과는 나타나지 않았다.
유사하였다. 자외선 조사에 따른 울릉도 석간주 안료의 내광기능은 화학석간주안료에 비해 우수하다고는 평가할 수 없었으나, 내습기능과 방연기능에서는 월등히 우수한 것으로 확인되었다. 더구나 현재 건축물의 단청소재로 사용하고 있는 화학 석간주 안료는 발화와 연소를 촉진시키는 것으로 나타나 목재보호에는 악영향을 미칠 것으로 보인다.
참고문헌 (11)
곽동해 (2002) 한국의 탄청. 학연문화사. 서울, 514p
김병호 (1997) '단청의 재료', 문화재와 더불어 살아온 길, 김병호, 768p
도진영, 이상진, 김수진, 윤윤경, 안병찬 (2008) 전통 녹색 광물안료 '뇌록'의 특성연구, 한국광물학회지, 21(3), 271-282
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