동관왕묘(보물 제142호)는 조선시대(1602)의 건축물로서 관우, 장비, 우장군, 주창 및 조자룡 등의 소조상이 안치되어 있다. 이 소조상들의 채색층은 먼지 등 무기오염물로 인해 안료의 원색이 손상되었으며, 수차례의 보수 및 덧칠로 인해 원형이 훼손되어 있다. 소조상의 채색안료에 대한 정밀분석을 위해 X-선 회절분석, SEM-EDS, P-XRF 및 색도 측정을 실시한 결과, 적색과 갈색의 안료는 진사, 석간주, 연단이며, 연적색은 석고를 첨가하여 조색하였다. 흑색과 금색은 각각 흑연과 금(Au)박이 사용되었으며, 녹색 안료에서는 공작석, 염화동 및 해록석이 동정되었다. 매우 선명하게 발색된 청색은 현대 안료로 보채한 것으로 판단되며, 백색은 백악, 석고, 연백이 모두 검출되었다. 석황과 밀타승은 각각 황색과 연황색 채색에 사용되었다.
동관왕묘(보물 제142호)는 조선시대(1602)의 건축물로서 관우, 장비, 우장군, 주창 및 조자룡 등의 소조상이 안치되어 있다. 이 소조상들의 채색층은 먼지 등 무기오염물로 인해 안료의 원색이 손상되었으며, 수차례의 보수 및 덧칠로 인해 원형이 훼손되어 있다. 소조상의 채색안료에 대한 정밀분석을 위해 X-선 회절분석, SEM-EDS, P-XRF 및 색도 측정을 실시한 결과, 적색과 갈색의 안료는 진사, 석간주, 연단이며, 연적색은 석고를 첨가하여 조색하였다. 흑색과 금색은 각각 흑연과 금(Au)박이 사용되었으며, 녹색 안료에서는 공작석, 염화동 및 해록석이 동정되었다. 매우 선명하게 발색된 청색은 현대 안료로 보채한 것으로 판단되며, 백색은 백악, 석고, 연백이 모두 검출되었다. 석황과 밀타승은 각각 황색과 연황색 채색에 사용되었다.
The Donggwanwangmyo Shrine was built in the period of Joseon Dynasty in 1602. There are Clay Statues (Gwanwo, Jangbi, Woojanggun, Juchang, Jojaryoung and so on) enshrined in the inside of the main hall. Original color of these Clay Statues are deteriorated by inorganic pollutant like dust. And the o...
The Donggwanwangmyo Shrine was built in the period of Joseon Dynasty in 1602. There are Clay Statues (Gwanwo, Jangbi, Woojanggun, Juchang, Jojaryoung and so on) enshrined in the inside of the main hall. Original color of these Clay Statues are deteriorated by inorganic pollutant like dust. And the origanal forms were damaged during several process of restorations and repaintings. This study carried out XRD, SEM-EDS, P-XRF and chromaticity measurement for characterization of pigments which painted on Clay Statues. As a result, cinnabar, hematite and red lead were used to paint in pigments for the red and brown colors. Light red pigment was made by gypsum with these minerals that make colors. Graphite and gold were used to color of black and gold pigment, respectively. Green pigment is identified of malachite, atacamite and glauconite. Blue pigment which is clearly painted on Clay Statues is interpreted a morden industrial pigment that were painted at repair work. White pigments are detected calcite, gypsum and silver white. Orpiment and litharge were used to color of yellow and light yellow pigment.
The Donggwanwangmyo Shrine was built in the period of Joseon Dynasty in 1602. There are Clay Statues (Gwanwo, Jangbi, Woojanggun, Juchang, Jojaryoung and so on) enshrined in the inside of the main hall. Original color of these Clay Statues are deteriorated by inorganic pollutant like dust. And the origanal forms were damaged during several process of restorations and repaintings. This study carried out XRD, SEM-EDS, P-XRF and chromaticity measurement for characterization of pigments which painted on Clay Statues. As a result, cinnabar, hematite and red lead were used to paint in pigments for the red and brown colors. Light red pigment was made by gypsum with these minerals that make colors. Graphite and gold were used to color of black and gold pigment, respectively. Green pigment is identified of malachite, atacamite and glauconite. Blue pigment which is clearly painted on Clay Statues is interpreted a morden industrial pigment that were painted at repair work. White pigments are detected calcite, gypsum and silver white. Orpiment and litharge were used to color of yellow and light yellow pigment.
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제안 방법
5. 동관왕묘 소조상 채색에 사용된 안료는 적색과 갈색은 진사, 석간주, 연단이며, 연적색은 석고를 첨가하여 조색하였다. 흑색과 금색은 흑연과 금(Au)박이 이용되었으며, 녹색은 공작석, 염화동 및 해록석을 사용하였다.
P-XRF는 Innov-X System사의 Portable XRF Analyzer를 이용하였으며, 토양모드와 경원소 분석모드로 각각 60초씩 원자번호 15번 이상의 원소에 대해서 분석하였다. 분석과정에서 X-선이 얇은 안료층을 투과하여 몸체를 이루는 토양성분까지 분석되는 점을 감안하여 전유근과 이찬희(2011)5가 제시한 바와 같이 안료가 박락되어 노출된 토양 성분에 대해서도 측정하여 안료의 성분과 비교하였다.
이 연구에서는 동관왕묘 소조상에 채색된 안료의 종류를 분석하기 위해 SEM-EDS 분석, X-선 회절분석 및 P-XRF 분석을 실시하였다. SEM-EDS와 XRD는 소조상 아래에 탈락된 극미량 시료를 대상으로 분석하였으며, 시료의 양에 따라 가능한 색상에 대해서만 동정하였다. 또한 각각의 소조상에 대한 색도별 비파괴 정밀분석을 위해 현장에서 P-XRF로 직접 분석하여 채색 안료의 성분을 규명하였다.
적색 안료(DW-3)는 SEM-EDS 결과에서 분말 형태를 보였으며, Fe와 Pb가 모두 확인되었다. X-선 회절분석에서는 SEM-EDS로 분석한 한 개의 시료만 극소량 취하여 분석하였다. 이 결과, 갈색 안료에서 확인된 석간주(hematite)가 동일하게 검출되었다.
동관왕묘 소조상 안료의 광물종을 정밀 동정하기 위해 분석 가능량이 확보된 극미량 시료만을 대상으로 X-선 회절분석을 실시하였다. 분석 가능한 안료는 암녹색, 녹색, 갈색, 청색 및 적색이며, 시료번호 및 특징은 Table 1 및 Figure 2와 같다.
동관왕묘 소조상의 채색 안료 중 수습이 불가한 안료의 색차를 비교 분석하기 위해 색도분석을 실시하였다. 색도 분석한 안료는 적색, 흑색, 금색, 녹색, 적갈색, 청색, 백색, 연적색, 황색 및 연황색으로 P-XRF 분석 안료와 동일하다(Figure 5).
동관왕묘 소조상의 채색 안료에 대하여 X-선 회절분석, SEM-EDS 분석, P-XRF 분석을 종합하여 안료종을 해석하였다(Table 5). 적색 안료로는 진사(HgS)와 연단(Pb3O4)이 사용되었으며, XRD 분석 결과에서 적철석(hematite)이 검출되는 것으로 보아 석간주(Fe2O3)도 함께 사용한 것으로 나타났다.
일반적으로 X-선은 얇은 안료층을 투과하여 내부 토양성분까지 분석하기 때문에 안료의 성분은 미량으로 나타나게 된다. 따라서 소조토의 XRF 분석도 함께 실시하여 미량으로 존재하는 안료와 비교 분석하였다.
SEM-EDS와 XRD는 소조상 아래에 탈락된 극미량 시료를 대상으로 분석하였으며, 시료의 양에 따라 가능한 색상에 대해서만 동정하였다. 또한 각각의 소조상에 대한 색도별 비파괴 정밀분석을 위해 현장에서 P-XRF로 직접 분석하여 채색 안료의 성분을 규명하였다. 분석을 통한 안료종의 규명은 기존에 보고된 각 색상별 성분분석 결과와 전통안료에 대한 자료를 종합 검토하여 제시하였다1-5.
분석에 사용한 안료는 Table 1, Figure 2와 같다. 분석 안료 중 흑색 안료가 포함되어 있어 백금으로 코팅하였으며, 시료의 표면 상태와 형태도 함께 관찰하였다.
P-XRF는 Innov-X System사의 Portable XRF Analyzer를 이용하였으며, 토양모드와 경원소 분석모드로 각각 60초씩 원자번호 15번 이상의 원소에 대해서 분석하였다. 분석과정에서 X-선이 얇은 안료층을 투과하여 몸체를 이루는 토양성분까지 분석되는 점을 감안하여 전유근과 이찬희(2011)5가 제시한 바와 같이 안료가 박락되어 노출된 토양 성분에 대해서도 측정하여 안료의 성분과 비교하였다.
또한 각각의 소조상에 대한 색도별 비파괴 정밀분석을 위해 현장에서 P-XRF로 직접 분석하여 채색 안료의 성분을 규명하였다. 분석을 통한 안료종의 규명은 기존에 보고된 각 색상별 성분분석 결과와 전통안료에 대한 자료를 종합 검토하여 제시하였다1-5.
성분분석은 경원소까지 분석이 가능한 soil mode와 LEAP(light element analysis process) mode를 함께 사용하였다. 여기서 100,000ppm 이상의 원소함량은 정밀도가 떨어지므로 큰 의미를 부여하기 어려우며 색상별 상대적 함량이 중요하여 이들의 함량을 비교 검토하였다.
소조상에서 탈락된 안료의 산출상태와 성분을 SEM-EDS로 분석하였다. 분석에 사용한 안료는 Table 1, Figure 2와 같다.
수습한 시료는 녹색, 갈색, 청색, 적색, 백색, 금색, 연적색 및 흑색 안료이며, 분석 시료의 종류와 산출상태는 Table 1 및 Figure 2와 같다. 수습이 불가한 시료는 대상 소조상과 부위 및 색도에 따라 현장에서 직접 비파괴 분석을 실시하여 동정하였다.
안료종의 정밀한 광물 동정을 위해 X-선 회절분석을 수행하였다. XRD는 Rigaku제 D/Max-ⅡB X-선 회절분석기를 이용하였고, 타겟으로 사용한 X-선은 CuKα이며 양극의 가속전압 및 필라멘트의 전류는 40㎸와 200㎃이다.
우선 안료의 각 색상에 대한 정확한 색도측정을 위해 색도계(Minolta Chroma Meter; CR-300)를 사용하였으며, 조직적 특징을 관찰하기 위해 Nikon SNZ100 모델의 실체현미경을 이용하였다. 안료층의 미세 표면상태 및 공극 분포를 살펴보기 위해 주사전자현미경(FE-SEM; JEOL JSM 6335) 관찰을 실시하였고, 정성분석을 위해 EDS도 함께 수행하였다. 주사전자현미경 분석에서는 시료를 백금으로 코팅하여 전기전도도를 높였다.
성분분석은 경원소까지 분석이 가능한 soil mode와 LEAP(light element analysis process) mode를 함께 사용하였다. 여기서 100,000ppm 이상의 원소함량은 정밀도가 떨어지므로 큰 의미를 부여하기 어려우며 색상별 상대적 함량이 중요하여 이들의 함량을 비교 검토하였다. 분석 위치는 Figure 5와 같으며, 분석 결과는 Table 4와 Figure 7에 제시하였다.
또한 수차례의 보수작업으로 인해 채색된 안료의 원형을 관찰하기 힘들다. 이 연구에서는 X-선 회절분석과 SEM-EDS 분석을 통한 안료종 동정을 위해 소조상에서 탈락된 미량의 표면 안료층을 수습하여 색도별 분류와 함께 정밀동정 하였다. 수습한 시료는 녹색, 갈색, 청색, 적색, 백색, 금색, 연적색 및 흑색 안료이며, 분석 시료의 종류와 산출상태는 Table 1 및 Figure 2와 같다.
이 연구에서는 동관왕묘 소조상에 채색된 안료의 종류를 분석하기 위해 SEM-EDS 분석, X-선 회절분석 및 P-XRF 분석을 실시하였다. SEM-EDS와 XRD는 소조상 아래에 탈락된 극미량 시료를 대상으로 분석하였으며, 시료의 양에 따라 가능한 색상에 대해서만 동정하였다.
안료층의 미세 표면상태 및 공극 분포를 살펴보기 위해 주사전자현미경(FE-SEM; JEOL JSM 6335) 관찰을 실시하였고, 정성분석을 위해 EDS도 함께 수행하였다. 주사전자현미경 분석에서는 시료를 백금으로 코팅하여 전기전도도를 높였다.
대상 데이터
XRD는 Rigaku제 D/Max-ⅡB X-선 회절분석기를 이용하였고, 타겟으로 사용한 X-선은 CuKα이며 양극의 가속전압 및 필라멘트의 전류는 40㎸와 200㎃이다.
청색 안료는 Ca와 S의 함량이 높았으며, 전통안료인 석청(Cu)이 검출되지 않았다. 금색 안료로는 금박을 사용하였다. 흑색 안료에서는 C의 함량이 높았으며, 백색 안료에서는 Ca가 높게 검출되었다.
동관왕묘 소조상 안료의 광물종을 정밀 동정하기 위해 분석 가능량이 확보된 극미량 시료만을 대상으로 X-선 회절분석을 실시하였다. 분석 가능한 안료는 암녹색, 녹색, 갈색, 청색 및 적색이며, 시료번호 및 특징은 Table 1 및 Figure 2와 같다. 분석 결과, 색상에 따라 동정된 광물상에 차이가 있다(Figure 4).
이 연구에서는 X-선 회절분석과 SEM-EDS 분석을 통한 안료종 동정을 위해 소조상에서 탈락된 미량의 표면 안료층을 수습하여 색도별 분류와 함께 정밀동정 하였다. 수습한 시료는 녹색, 갈색, 청색, 적색, 백색, 금색, 연적색 및 흑색 안료이며, 분석 시료의 종류와 산출상태는 Table 1 및 Figure 2와 같다. 수습이 불가한 시료는 대상 소조상과 부위 및 색도에 따라 현장에서 직접 비파괴 분석을 실시하여 동정하였다.
동관왕묘 소조상 채색에 사용된 안료는 적색과 갈색은 진사, 석간주, 연단이며, 연적색은 석고를 첨가하여 조색하였다. 흑색과 금색은 흑연과 금(Au)박이 이용되었으며, 녹색은 공작석, 염화동 및 해록석을 사용하였다. 매우 선명하게 발색된 청색은 현대 공업용 안료로 보채된 것으로 보이며, 백색에서는 백악, 석고, 연백이 모두 검출되었다.
이론/모형
우선 안료의 각 색상에 대한 정확한 색도측정을 위해 색도계(Minolta Chroma Meter; CR-300)를 사용하였으며, 조직적 특징을 관찰하기 위해 Nikon SNZ100 모델의 실체현미경을 이용하였다. 안료층의 미세 표면상태 및 공극 분포를 살펴보기 위해 주사전자현미경(FE-SEM; JEOL JSM 6335) 관찰을 실시하였고, 정성분석을 위해 EDS도 함께 수행하였다.
성능/효과
1. 동관왕묘 정전 내부에는 관우, 장비, 유비, 황충, 관평, 우장군, 주창 및 조자룡 등의 소조상이 안치되어 있다. 이소조상들은 먼지 등 무기오염물로 인해 안료의 원색이 오염되어 있으며 균열, 박락 및 탈락 등의 물리적 훼손도 발생하였다.
2. 소조상 안료의 SEM-EDS 분석 결과, 녹색 안료는 장방형의 입상조직을 보이며 Cu의 함량이 높았다. 갈색과 적색 안료는 분말 형태를 가지고 있으며, Pb와 Fe의 값이 높다.
3. 암녹색, 녹색, 갈색, 청색 및 적색 안료 시료의 X-선 회절분석 결과, 색상별 동정 광물에 차이가 있었다. 암녹색과 녹색 안료에서는 공통적으로 공작석(malachite)과 염화동(atacamite)이 검출되었으며, 해록석(glauconite)도 함께 동정되었다.
4. 안료의 색도분석 결과, 동일 계통의 색상에서도 결과 값에 차이를 보였다. 또한 P-XRF 분석 결과, 적색 안료에서는 S, Pb, Hg의 함량이 높았으며, 금색 안료에서는 Au가 확인되었다.
SEM-EDS 분석에서 특별한 성분이 확인되지 않았던 청색 안료(DG-1)의 X-선 회절분석 결과, 현대 공업용 안료인 것으로 확인되었다. 청색 안료에서 동정된 광물은 모두 납이 포함된 화합물로 lead alluminum silicate였다.
암녹색과 녹색 안료에서는 공통적으로 공작석(malachite)과 염화동(atacamite)이 검출되었으며, 해록석(glauconite)도 함께 동정되었다. 갈색 안료에서는 석간주(hematite)가 동정되 었으며, 적색 안료에서는 석간주(hematite)와 소량의 진사(cinnabar)가 확인되었다. 청색 안료에서는 포함된 화합물(lead alluminum silicate)과 코발트 화합물(cobalt nitrate)이 함께 동정된 것으로 보아 보수 시 사용한 현대 공업안료로 판단된다.
녹색 안료는 Cu의 함량이 매우 높았으며, 일부 시료에서 P, S, Cl, As 및 Pb가 검출되었다(Table 4, Figure 7D). 이는 녹색을 띠는 공작석(CuCO3․Cu(OH)2)과 염화동(Cu2Cl(OH)2)에 포함된 구리가 주성분 역할을 했을 가능성을 지시하는 것이다.
녹색 안료는 공작석(CuCO3·Cu(OH)2), 염화동(Cu2Cl(OH)2) 및 해녹석((K,Na)(Al,Fe,Mg)Si4O10(OH)2)이며, 청색은 현대 공업용 안료를 분채한 것으로 나타났다.
안료의 색도분석 결과, 동일 계통의 색상에서도 결과 값에 차이를 보였다. 또한 P-XRF 분석 결과, 적색 안료에서는 S, Pb, Hg의 함량이 높았으며, 금색 안료에서는 Au가 확인되었다. 녹색 안료에서는 Cu, 적갈색 안료에서는 S, Fe, Hg 및 Pb 등이 검출되었고, 청색 안료에서는 코발트 화합물이 확인되었다.
이 결과, 갈색 안료에서 확인된 석간주(hematite)가 동일하게 검출되었다. 또한 소량의 진사(cinnabar)가 동정되는 것으로 보아 진사와 석간주를 사용하여 적색을 발현한 것을 알 수 있다. 진사의 주성분은 수은(Hg)이나 SEM-EDS 분석에서는 확인되지 않았다.
청색 안료에서 동정된 광물은 모두 납이 포함된 화합물로 lead alluminum silicate였다. 또한 코발트 화합물(cobalt nitrate)도 함께 동정되어 보수 시 사용한 공업용 안료인 것으로 나타났다.
흑색과 금색은 흑연과 금(Au)박이 이용되었으며, 녹색은 공작석, 염화동 및 해록석을 사용하였다. 매우 선명하게 발색된 청색은 현대 공업용 안료로 보채된 것으로 보이며, 백색에서는 백악, 석고, 연백이 모두 검출되었다. 황색과 연황색 채색에는 석황과 밀타승 안료가 사용된 것으로 판단된다.
백색 안료의 주성분은 방해석(CaCO3)과 석고(CaSO4․2H2O)로 확인되었으며, Pb의 높은 함량비로 보아 연백(2PbCO3․Pb(OH)2)도 함께 사용된 것으로 판단된다. 황색과 연황색에서는 S의 함량이 높았으며 As, Hg 및 Pb도 함께 확인되었다.
분석 결과, 녹색 안료(DW-1)는 장방형의 입상조직을 보이며 Cu, Cl 함량이 43.43wt.%, 14.
또한 Pb와 S의 함량도 매우 높았다(Table 4, Figure 7G). 연적색 안료는 S, Ca, Fe, As 및 Pb가 검출되었으며 특히 S, Ca 및 Pb의 함량은 매우 높았다(Table 4, Figure 7H).
유사 계열인 암녹색(DJJ-1)과 녹색 안료(DW-1)의 분석 결과, 공통적으로 공작석(malachite)과 염화동(atacamite)이 확인되었다. 공작석과 염화동은 녹색의 발색에 사용되는 전통 안료로 주성분은 구리(Cu)이다.
이를 종합하면 동관왕묘 소조상에 사용한 채색 안료는 적색은 진사(HgS), 석간주(Fe2O3), 연단(Pb3O4)이며, 갈색 안료는 석간주(Fe2O3)로 볼 수 있다. 녹색 안료는 공작석(CuCO3·Cu(OH)2), 염화동(Cu2Cl(OH)2) 및 해녹석((K,Na)(Al,Fe,Mg)Si4O10(OH)2)이며, 청색은 현대 공업용 안료를 분채한 것으로 나타났다.
적색 안료(DW-3)는 SEM-EDS 결과에서 분말 형태를 보였으며, Fe와 Pb가 모두 확인되었다. X-선 회절분석에서는 SEM-EDS로 분석한 한 개의 시료만 극소량 취하여 분석하였다.
동관왕묘 소조상의 채색 안료에 대하여 X-선 회절분석, SEM-EDS 분석, P-XRF 분석을 종합하여 안료종을 해석하였다(Table 5). 적색 안료로는 진사(HgS)와 연단(Pb3O4)이 사용되었으며, XRD 분석 결과에서 적철석(hematite)이 검출되는 것으로 보아 석간주(Fe2O3)도 함께 사용한 것으로 나타났다. 갈색과 연적색에서도 진사, 석간주 및 연단이 모두 사용된 것으로 확인되었다.
전통 안료 중 흑색을 발현하는 원소는 탄소이며, SEM-EDS 분석에서 C의 함량이 매우 높게 나타났다. 따라서 동관왕묘 소조상의 흑색은 흑연(graphite)이 사용되었을 가능성이 높다.
후속연구
또한 여러 환경적 요인에 의해 박리, 박락 및 균열 등이 발생하였으며, 채색된 표면에는 오염물이 피복되어 있다. 따라서 이 소조상의 지속적인 관리를 위해서는 정밀진단과 함께 안료의 특성을 규명하여 원형보존에 대한 자료를 확보해야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
동관왕묘은 언제 건립이 되었나?
동관왕묘(東關王廟)는 서울 숭인동에 있는 촉한의 장수 관우의 사당이다. 임진왜란 때 관우의 신령이 조선과 명의 군대를 도왔다고 하여 선조 35년(1602)에 만세덕(萬世德)이 건립하였으며, 1963년 1월 21일 보물 제142호로 지정되었다. 소조상이 안치되어 있는 현성전은 정면 5칸, 측면 4칸의 단층 정자형으로 중국의 묘사건축형식(廟祠建築形式)으로 지어져 평면이나 외관이 한국의 다른 건축물과는 다른 모습을 보인다.
동관왕묘란?
동관왕묘(東關王廟)는 서울 숭인동에 있는 촉한의 장수 관우의 사당이다. 임진왜란 때 관우의 신령이 조선과 명의 군대를 도왔다고 하여 선조 35년(1602)에 만세덕(萬世德)이 건립하였으며, 1963년 1월 21일 보물 제142호로 지정되었다.
우리나라의 전통적 채색 안료로 어떤 것이 사용되었는가?
우리나라의 전통적 채색 안료로는 보통 광물성 석채가 사용되었으며, 고구려 벽화와 단청에서 석채의 사용 흔적이 발견된다. 안료는 천연광물을 채취하여 선별하고, 분쇄, 수비 등의 정제 과정을 거쳐 발색이 고르게 나타날 수 있도록 제조한 물감이다.
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