선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이를 위해서는 안료층에 대한 X-선의 투과깊이를 정확히 이해하는 것이 아주 중요하다. 따라서 이 연구에서는 실험과 검증을 통하여 안료에 대한 X-선의 투과깊이를 산출하고 P-XRF를 활용한 안료의 분석기법 및 데이터 해석방법을 제시하였다.
- 이 벽화의 벽체는 체계적인 보존관리가 이루어지지 않아 여러 부분에서 균열과 박리 및 박락이 발생하여 1990년대부터 최근까지 지속적인 보존처리 및 보수가 이루어졌다. 따라서 이 연구에서는 안료분석 기법의 현장 적용성 평가와 함께 쌍계사 대웅전 벽화의 지속적인 보존 및 적합한 복원을 위해 채색 안료의 화학적 특성 및 종류를 규명하였다.
- 성분분석은 soil mode와 LEAP(Light Element Analysis Process) mode로 각각 45초씩 원자번호 15번 이상의 원소에 대하여 수행하였다. 이를 통해 과거부터 전해져 내려온 벽화와 최근에 새로 그려진 벽화에 사용된 안료의 종류를 규명하였다.
제안 방법
- 대신력금강도의 안료 성분을 밝히기 위하여 안료층이 없이 노출된 화벽층을 탐색해 보았으나 존재하지 않았다. 따라서 이 벽화는 벽화의 토양성분을 기준으로 표준화하여 안료의 성분을 분석하였다(Figure 5).
- 따라서 이 실험에서는 분석의 정밀도를 높이기 위해 두 가지 분석조건을 병행하여 실시하였다. 표준안료로 사용한 티타늄화이트의 구성원소 함량을 토양모드로 측정한 결과, 주성분인 Ti는 543,408ppm, Ca는 236,500ppm, S는 36,071ppm으로 나타났으며, K가 1,742ppm으로 미량 검출되었다.
- 또한 근대에는 대웅전 서측 내벽에 대신력금강도를 시멘트 층위에 새로 그려넣었다. 따라서 이 연구에서는 다시 그려진 벽화에 대해서도 안료분석을 실시하여 기존의 벽화와 사용된 안료의 종류를 비교하였다.
- 따라서 이 연구에서는 안료 두께에 따른 성분변화를 분석하여 안료의 X-선 투과깊이를 측정하였다. 이를 위해 전통안료에 많이 사용되어 왔던 구리(Cu)를 표준시료로 선정하고 동일지점을 지속적으로 측정하기 위해 샘플스테이지와 동일한 모양으로 동판을 재단하였다(Figure 1A).
- 이후 최근 문화재 보존처리 후 고색처리를 위해 많이 사용하는 안료인 티타늄화이트(백색)를 일정하게 채색하였다(Figure 1B). 또한 디지털 버니어캘리퍼스를 사용하여 채색된 안료층의 두께를 정밀측정하고 안료의 성분분석을 실시하였다(Figure 1C). 성분분석은 표준시료인 구리(Cu)의 성분이 검출되지 않을 때까지 수행하였다(Figure 1D).
- 각 색상별 채색된 안료의 종류를 규명하기 위해 총 80지점을 대상으로 성분분석을 실시하였으며 대표적인 지점은 Figure 4와 같다. 또한 분석결과와 함께 기존에 연구된 전통안료에 대한 자료와 비교하여 쌍계사 대웅전 벽화에 사용된 안료의 종류를 규명하였다1-10.
- 또한 안료층에 대한 X-선 투과깊이의 검증을 통해 제안된 벽화안료의 분석기법 및 데이터 해석방법을 토대로 쌍계사 대웅전 벽화에 채색된 안료를 대상으로 P-XRF 분석을 실시하였다. 안료의 성분을 분석하기 위해 사용한 분석기는 Innov-X System사의 Portable XRF Analyzer이다.
- 또한 이 연구에서 제시된 방법으로 논산 쌍계사 대웅전 벽화의 안료분석을 수행하였다. 이 벽화의 벽체는 체계적인 보존관리가 이루어지지 않아 여러 부분에서 균열과 박리 및 박락이 발생하여 1990년대부터 최근까지 지속적인 보존처리 및 보수가 이루어졌다.
- 안료의 성분을 분석하기 위해 사용한 분석기는 Innov-X System사의 Portable XRF Analyzer이다. 성분분석은 soil mode와 LEAP(Light Element Analysis Process) mode로 각각 45초씩 원자번호 15번 이상의 원소에 대하여 수행하였다. 이를 통해 과거부터 전해져 내려온 벽화와 최근에 새로 그려진 벽화에 사용된 안료의 종류를 규명하였다.
- 쌍계사 대웅전 벽화에 채색된 색상은 육안관찰을 통해 바탕색인 연녹색, 녹색, 연회색, 적갈색, 담청색, 황색, 백색, 담홍색으로 총 8가지 색상으로 분류하였다. 각 색상별 채색된 안료의 종류를 규명하기 위해 총 80지점을 대상으로 성분분석을 실시하였으며 대표적인 지점은 Figure 4와 같다.
- 10㎜로 일정비율에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 안료두께에 따른 성분함량의 변화를 살펴보기 위해 합금모드로 분석을 실시하였다. 안료를 칠하지 않은 동판을 분석한 결과, Ti는 검출되지 않았다.
- 안료층에 대한 X-선의 투과깊이를 정밀하게 산출하기 위해 P-XRF의 분석조건을 달리하여 종합분석을 실시하였다. 일반적으로 P-XRF는 금속을 분석하기 위한 합금(alloy)모드와 암석 및 토양을 분석하기 위한 토양(soil)모드로 분류된다.
- 이상의 결과를 종합하여 과거에서부터 존재하고 있던 벽화와 근래에 새로 그려진 대신력금강도에 사용된 안료종류를 비교하였다(Table 5). 이 결과, 황색을 제외한 모든 색상에 사용된 안료의 종류는 조금씩 다른 것으로 확인되었다.
대상 데이터
- 쌍계사 대웅전 벽화에 채색된 색상은 육안관찰을 통해 바탕색인 연녹색, 녹색, 연회색, 적갈색, 담청색, 황색, 백색, 담홍색으로 총 8가지 색상으로 분류하였다. 각 색상별 채색된 안료의 종류를 규명하기 위해 총 80지점을 대상으로 성분분석을 실시하였으며 대표적인 지점은 Figure 4와 같다. 또한 분석결과와 함께 기존에 연구된 전통안료에 대한 자료와 비교하여 쌍계사 대웅전 벽화에 사용된 안료의 종류를 규명하였다1-10.
- 벽화에 채색된 녹색안료에 대하여 성분분석을 실시하고 이를 토양의 함량으로 표준화한 결과, 주요원소로 Cu와 Cl이 검출되었다. 따라서 이 벽화에 채색된 안료는 염화동(Cu2Cl(OH)3)인 것으로 보인다. 그러나 대신력금강도에 채색된 녹색안료는 Cr과 Ca를 주성분으로 하는 것으로 나타났다.
- 따라서 이 연구에서는 안료 두께에 따른 성분변화를 분석하여 안료의 X-선 투과깊이를 측정하였다. 이를 위해 전통안료에 많이 사용되어 왔던 구리(Cu)를 표준시료로 선정하고 동일지점을 지속적으로 측정하기 위해 샘플스테이지와 동일한 모양으로 동판을 재단하였다(Figure 1A). 이후 최근 문화재 보존처리 후 고색처리를 위해 많이 사용하는 안료인 티타늄화이트(백색)를 일정하게 채색하였다(Figure 1B).
- 이를 위해 전통안료에 많이 사용되어 왔던 구리(Cu)를 표준시료로 선정하고 동일지점을 지속적으로 측정하기 위해 샘플스테이지와 동일한 모양으로 동판을 재단하였다(Figure 1A). 이후 최근 문화재 보존처리 후 고색처리를 위해 많이 사용하는 안료인 티타늄화이트(백색)를 일정하게 채색하였다(Figure 1B). 또한 디지털 버니어캘리퍼스를 사용하여 채색된 안료층의 두께를 정밀측정하고 안료의 성분분석을 실시하였다(Figure 1C).
성능/효과
- 82wt.%로 비교적 일정한 비율로 증가하다가, 0.50㎜ 이상의 두께에서는 Ti 함량의 증가폭이 감소하는 경향을 보인다(Table 2).
- 1. 안료층에 관한 X-선의 투과깊이를 측정한 결과, 안료의 두께와 내부매질의 분석함량에 대한 상관관계는 y = -82.99x + 97.077 (R2 = 0.9956)로 분석을 위해 발생시킨 X-선은 1.17㎜의 두께까지 투과가 가능한 것으로 확인되었다. 따라서 P-XRF를 활용한 벽화안료의 분석에서는 바탕층의 성분함량을 제거하는 필터링 과정을 수행해야 보다 효과적으로 안료의 화학적 특성을 규명할 수 있을 것이다.
- 3. 쌍계사 대웅전 벽화에 채색된 안료는 연녹색, 녹색, 연회색, 적갈색, 담청색, 백색, 황색, 담홍색으로 분류된다. 과거에서부터 존재하고 있던 벽화와 근래에 새로 그려진 대신력금강도에 사용된 안료를 비교한 결과, 색상은 유사하나 다른 종류의 안료를 사용한 것으로 나타났다.
- 4. 쌍계사 대웅전의 원벽화에 대한 연녹색 안료는 녹토, 녹색은 염화동, 연회색은 연백과 석황을 혼합하여 사용한 것으로 판단된다. 또한 적갈색 안료는 주사 및 연단과 석황을 혼합하여 사용하고, 담청색은 염화동과 석고 또는 연백을 혼합하여 채색한 것으로 해석된다.
- 5. 근래에 새로 그려진 대신력금강도에 사용된 안료는 연녹색은 크롬산납과 석고를 혼합하여 사용한 것으로 판단되며, 녹색 안료는 산화크롬인 것으로 추정된다. 담청색은 공작석과 티타늄화이트를 혼합하고, 백색은 티타늄화이트를 사용하였을 것으로 해석할 수 있다.
- 쌍계사 대웅전 벽화에 채색된 안료는 연녹색, 녹색, 연회색, 적갈색, 담청색, 백색, 황색, 담홍색으로 분류된다. 과거에서부터 존재하고 있던 벽화와 근래에 새로 그려진 대신력금강도에 사용된 안료를 비교한 결과, 색상은 유사하나 다른 종류의 안료를 사용한 것으로 나타났다.
- 담청색(하늘색) 안료에 대한 성분분석 결과, S, Cl, Ca, Cu, Pb가 주요성분인 것으로 확인되었다. 따라서 이 안료는 염화동(Cu2Cl(OH)3)과 석고(CaSO4) 또는 연백(2PbCO3 · Pb(OH)2)을 혼합하여 사용하였을 것으로 해석된다.
- 백색 안료에 대한 성분분석 결과, 주요성분은 Ca로 나타났으며 S와 Fe가 미량으로 검출되었다. 따라서 백색을 채색하기 위해 사용한 안료는 석고(CaSO4)일 가능성이 높다.
- 대웅전 벽화에 채색된 바탕색은 연녹색으로 분류된다. 벽화 바탕층의 P-XRF 분석결과를 살펴보면 주성분은 K, Ca, Ti, Fe로 토양의 성분과 거의 유사한 것으로 분석되었다. 이를 토양의 성분함량으로 표준화시킨 결과, 연녹색을 지시하는 원소는 K, Ca, Fe로 확인되었다.
- 벽화에 채색된 녹색안료에 대하여 성분분석을 실시하고 이를 토양의 함량으로 표준화한 결과, 주요원소로 Cu와 Cl이 검출되었다. 따라서 이 벽화에 채색된 안료는 염화동(Cu2Cl(OH)3)인 것으로 보인다.
- 붓으로 1회 칠하였을 때의 안료 두께는 0.02㎜로 확인되었으며, 3회에는 0.06㎜, 5회에는 0.10㎜로 일정비율에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 안료두께에 따른 성분함량의 변화를 살펴보기 위해 합금모드로 분석을 실시하였다.
- 안료두께에 따른 성분함량의 변화를 살펴보기 위해 합금모드로 분석을 실시하였다. 안료를 칠하지 않은 동판을 분석한 결과, Ti는 검출되지 않았다. 안료의 두께가 0.
- 쌍계사 대웅전 벽화에 채색된 각 색상별 안료의 원소에 대한 평균 성분함량을 Table 3에 종합하였다. 안료의 성분만을 분석하기 위해 필요한 토양의 성분을 분석한 결과, 주성분원소는 K, Ca, Ti, Fe, S이며 미량성분은 거의 검출되지 않았다. K의 함량은 11,000~12,000ppm의 범위를 나타냈으며, Ca의 함량은 11,000~23,000ppm의 범위를 갖는다.
- 그러나 얼굴에 채색된 색상은 약한 붉은 색조를 나타내고 있다. 연회색 안료의 성분을 표준화한 결과, S, Pb, As가 주요원소로 확인되었으며 Ti, Hg가 미량으로 검출되었다. 따라서 이 벽화에 채색된 연회색 안료는 Pb를 주성분으로 하는 연백(2PbCO3 이상의 결과를 종합하여 과거에서부터 존재하고 있던 벽화와 근래에 새로 그려진 대신력금강도에 사용된 안료종류를 비교하였다(Table 5). 이 결과, 황색을 제외한 모든 색상에 사용된 안료의 종류는 조금씩 다른 것으로 확인되었다. 벽화에 사용된 황색은 벽화의 중심을 이루는 인물상이 아니라 외각틀 및 중깃에 사용된 것으로 이는 보수과정에서 일괄적으로 채색된 것으로 해석된다.
- 벽화 바탕층의 P-XRF 분석결과를 살펴보면 주성분은 K, Ca, Ti, Fe로 토양의 성분과 거의 유사한 것으로 분석되었다. 이를 토양의 성분함량으로 표준화시킨 결과, 연녹색을 지시하는 원소는 K, Ca, Fe로 확인되었다. 이를 과거에 수행되었던 정량분석 데이터와 비교해 볼 때, 바탕층에 채색된 안료는 녹토(K(Mg,Fe,Al)Si4O10(OH)2)일 가능성이 높다.
- 적갈색 안료에 성분분석 결과를 표준화한 결과, S, Cl, Ca, As, Hg, Pb가 주요원소로 확인되었다. 이를 과거의 전통안료 성분과 비교해 볼 때, 적갈색으로 채색된 안료는 적색을 띠는 안료인 주사(HgS)와 연단(Pb3O4) 및 황색의 석황(As2S3)을 혼합하여 사용한 것으로 판단된다.
- 따라서 이 실험에서는 분석의 정밀도를 높이기 위해 두 가지 분석조건을 병행하여 실시하였다. 표준안료로 사용한 티타늄화이트의 구성원소 함량을 토양모드로 측정한 결과, 주성분인 Ti는 543,408ppm, Ca는 236,500ppm, S는 36,071ppm으로 나타났으며, K가 1,742ppm으로 미량 검출되었다. 합금모드로 분석한 표준안료의 경우 Ti은 45.
후속연구
- 17㎜의 두께까지 투과가 가능한 것으로 확인되었다. 따라서 P-XRF를 활용한 벽화안료의 분석에서는 바탕층의 성분함량을 제거하는 필터링 과정을 수행해야 보다 효과적으로 안료의 화학적 특성을 규명할 수 있을 것이다.
- . 이를 위해 안료층의 원소함량과 박락되어 노출된 토양의 원소함량에 대한 상대적인 차이를 산출하여 미량으로 존재하는 원소의 성분을 검출한다면 효과적으로 안료층의 성분을 분석할 수 있다. 위와 같은 기법을 적용하여 분석된 안료층의 사례는 다음과 같다.
- 벽화에 사용된 황색은 벽화의 중심을 이루는 인물상이 아니라 외각틀 및 중깃에 사용된 것으로 이는 보수과정에서 일괄적으로 채색된 것으로 해석된다. 이와 같은 연구 결과는 향후 논산 쌍계사 벽화의 보수 및 복원이 수행될 때 중요한 자료로 활용할 수 있을 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.