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문제 정의
- 따라서 이 연구에서는 동관왕묘 소조상 중 손상이 가장 심각한 우장군, 장비 및 조자룡 소조상을 대상으로 현황을 조사하고 훼손양상을 정밀 진단하였다. 또한 다양한 비파괴 분석을 적용하여 제작기법을 규명하였다.
- 이 연구에서는 동관왕묘 우장군, 장비 및 조자룡 소조상의 손상상태를 평가하기 위해 훼손지도 작성, 초음파 측정 및 열적외선 조사를 실시하였다. 우선 훼손상태에 대한 진단을 위해 실측도면을 바탕으로 각 요인별 훼손상태를 종합하여 훼손지도를 작성하고 각 훼손유형별 훼손율을 산출하였다.
가설 설정
- (A, C) Pigment layers peeled off to the surface. (B) The inner part of elbow is exposed by physical damage. (D, E) Surface of the Statue is coated with dust.
- (D, E) Surface of the Statue is coated with dust. (F) The front side of Jojaryoung Statue was discolored from artificial damage.
제안 방법
- 4. 감마선과 적외선 TV 촬영 결과, 소조상은 목심으로 기초를 만들고, 연결부위는 가는 철사를 이용하여 고정하였다. 고정된 목심은 새끼줄로 밀착시킨 후 복장물을 안치하였으며 소조토로 성형한 것으로 보인다.
- 감마선 측정은 우장군, 장비 및 조자룡 소조상의 전면에 대해 실시하였으며, 전암대자율 값의 변화가 큰 지점과 영상의 분포가 고른 부분을 선별하여 실시하였다. 이 결과, 우장군 두상 부분을 중심으로 두께가 다른 목심 부분이 확연하게 드러났으며, 목심을 중심으로 표면에 토양을 매우 두껍게 부착하여 성형한 것을 알 수 있다(Figure 6A).
- 동관왕묘 소조상의 물리적 훼손을 상대적으로 평가하기 위하여 초음파 측정을 실시하였다. 측정은 소조상의 형태를 고려하여 간접전달방식으로 실시하였으며, 균열 부위와 부재간 거리를 고려하려 측정 거리는 10~20cm로 설정하였다.
- 따라서 동관왕묘 소조상의 실측도면을 제작하고, 소조상의 손상유형을 물리, 화학적으로 구분하여 훼손도면을 작성하였다. 세부 손상유형은 박리, 박락, 균열, 수지와 같은 물리적 훼손과 먼지오염물, 백색, 연황색, 청색, 녹색, 적색, 흑색, 금색안료들의 부분적 변색이 있다.
- 따라서 이 연구에서는 동관왕묘 소조상 중 손상이 가장 심각한 우장군, 장비 및 조자룡 소조상을 대상으로 현황을 조사하고 훼손양상을 정밀 진단하였다. 또한 다양한 비파괴 분석을 적용하여 제작기법을 규명하였다. 이 결과는 소조상 보존의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이며, 이와 유사한 조선시대 소조상의 제작기법에 대한 과학적 연구에 좋은 정보를 제공할 수 있을 것이다.
- 또한 소조상 내부에 발생한 훼손정도를 추정하기 위해 비파괴진단 진단기법 중 초음파 측정 및 적외선열화상 조사를 실시하였다. 초음파 측정에 사용된 기기는 CNS FARNELL사의 Model PUNDIT PLUS이며 초음파 속도를 각 소조상 몸체에 투영하기 위해 전문 응용프로그램을 이용하였다.
- 또한 소조상 표면의 안료층 상태를 파악하기 위해 적외선 TV 조사를 실시하였다. 적외선 TV 카메라는 일반 적외선의 파장영역에 비해 2,000mm까지 조사하여 벽화와 회화 문화재의 밑그림 관찰에 응용되어 왔다(Kang et al.
- 동관왕묘 소조상의 비파괴분석 결과로 보아, 우장군, 장비 및 조자룡 소조상은 조선시대 소조상과 동일한 재료와 기법을 적용하여 제작한 것으로 판단된다. 목심으로 기초를 만들고, 내부에 복장물을 안치하고 위에 정선한 소조토로 성형하였으며, 팔과 장신구의 연결부위는 가는 철사를 이용하여 고정하였다. 또한 소조토로 성형하기 전 목심을 새끼줄로 단단히 밀착시켰다.
- 소조상에 발생한 물리적 손상을 정량적으로 확인하기 위해 적외선열화상분석을 수행하였다(Figure 5). 적외선열화상분석은 적외선 영역의 전자파를 감지하는 소자를 보유하고 있는 카메라를 사용하여 대상물의 온도분포 화상을 얻어 미세균열과 박락현상을 정량적으로 도출하는 방법이다.
- 소조상의 제작기법 및 내부관찰을 위해 투과력이 강한 감마선(γ-선) 조사를 실시하였다.
- 고정된 목심은 새끼줄로 밀착시킨 후 복장물을 안치하였으며 소조토로 성형한 것으로 보인다. 소조토는 균열과 탈락 방지를 위해 볏짚을 혼합하였으며, 한지와 면섬유를 덧발라 안료층과 구분하였다. 안료 채색 전에는 석회를 고루 펴 발라 발색 효과를 최대화한 것으로 해석된다.
- 열화상 측정은 박리와 박락 부위에 순간적인 미열을 가한 후와 자연 냉각과정에서 이미지에 대한 온도분포 변화를 살펴보았고, 여기에 라인(LI01)과 포인트(SP01∼SP06) 를 이용하여 온도 분석을 수행하였다.
- 이 연구에서는 동관왕묘 우장군, 장비 및 조자룡 소조상의 손상상태를 평가하기 위해 훼손지도 작성, 초음파 측정 및 열적외선 조사를 실시하였다. 우선 훼손상태에 대한 진단을 위해 실측도면을 바탕으로 각 요인별 훼손상태를 종합하여 훼손지도를 작성하고 각 훼손유형별 훼손율을 산출하였다. 훼손도면 작성과 훼손율 산출에 사용된 프로그램은 2D그래픽 전문 응용프로그램을 이용하였다.
- 우장군, 장비 및 조자룡 소조상은 목심으로 기초를 세우고 소조토로 성형한 후 석회나 종이 위에 채색한 것으로 추정된다. 이러한 소조상의 채색 및 제작기법을 정밀하게 분석하기 위해 감마선 촬영을 실시하였다. 감마선 촬영기기는 Model Irs100이며, 조건은 OUTPUT 30Ci, Effective focal: 3.
- 25mm이다. 채색된 안료는 수차례 덧바른 흔적이 있어 적외선 TV 촬영을 통해 초벌 안료층과 재벌 안료층의 차이를 검증하였다. 사용된 기기는 IRRS-200이며, 적외선 램프를 이용하여 영상을 획득하였다.
- 동관왕묘 소조상의 물리적 훼손을 상대적으로 평가하기 위하여 초음파 측정을 실시하였다. 측정은 소조상의 형태를 고려하여 간접전달방식으로 실시하였으며, 균열 부위와 부재간 거리를 고려하려 측정 거리는 10~20cm로 설정하였다. 측정은 감쇄를 유발할 수 있는 균열 및 요철이 심한 지점을 피하여 우장군 소조상 78지점, 장비 소조상 86지점, 조자룡 소조상 89지점에 대해 수행하였다.
- 우선 훼손상태에 대한 진단을 위해 실측도면을 바탕으로 각 요인별 훼손상태를 종합하여 훼손지도를 작성하고 각 훼손유형별 훼손율을 산출하였다. 훼손도면 작성과 훼손율 산출에 사용된 프로그램은 2D그래픽 전문 응용프로그램을 이용하였다.
대상 데이터
- 이러한 소조상의 채색 및 제작기법을 정밀하게 분석하기 위해 감마선 촬영을 실시하였다. 감마선 촬영기기는 Model Irs100이며, 조건은 OUTPUT 30Ci, Effective focal: 3.0*2.25mm이다. 채색된 안료는 수차례 덧바른 흔적이 있어 적외선 TV 촬영을 통해 초벌 안료층과 재벌 안료층의 차이를 검증하였다.
- 채색된 안료는 수차례 덧바른 흔적이 있어 적외선 TV 촬영을 통해 초벌 안료층과 재벌 안료층의 차이를 검증하였다. 사용된 기기는 IRRS-200이며, 적외선 램프를 이용하여 영상을 획득하였다.
- 연구대상인 우장군, 장비 및 조자룡 소조상은 안료층의 박락이 심하며, 먼지 등의 무기오염물로 인해 원색이 퇴색되어 있다. 기록은 남아 있지 않지만 동일 안료라도 여러 색을 띠고 있는 것으로 보아 수차례의 보수가 있었던 것으로 판단된다.
- 초음파 측정에 사용된 기기는 CNS FARNELL사의 Model PUNDIT PLUS이며 초음파 속도를 각 소조상 몸체에 투영하기 위해 전문 응용프로그램을 이용하였다. 적외선 열화상 카메라는 FLIR사의 T400의 모델을 사용하였다. 이 기기는 최고, 최저 온도를 자동으로 추적하고 60mK @+30℃의 온도 분해능으로 최소 -20℃ 에서 350℃까지 측정이 가능하다.
- 측정은 소조상의 형태를 고려하여 간접전달방식으로 실시하였으며, 균열 부위와 부재간 거리를 고려하려 측정 거리는 10~20cm로 설정하였다. 측정은 감쇄를 유발할 수 있는 균열 및 요철이 심한 지점을 피하여 우장군 소조상 78지점, 장비 소조상 86지점, 조자룡 소조상 89지점에 대해 수행하였다.
이론/모형
- 또한 소조상 내부에 발생한 훼손정도를 추정하기 위해 비파괴진단 진단기법 중 초음파 측정 및 적외선열화상 조사를 실시하였다. 초음파 측정에 사용된 기기는 CNS FARNELL사의 Model PUNDIT PLUS이며 초음파 속도를 각 소조상 몸체에 투영하기 위해 전문 응용프로그램을 이용하였다. 적외선 열화상 카메라는 FLIR사의 T400의 모델을 사용하였다.
성능/효과
- 1. 동관왕묘 소조상은 균열, 박리, 박락 및 탈락 등의 물리적 손상과 먼지 오염물과 색상별 안료의 부분변색 등에서 화학적 손상이 발생하였다. 이 소조상들의 훼손율 산출결과, 균열은 조자룡 소조상 전면이 63개로 가장 많았으며, 박리와 박락은 우장군 소조상 배면이 각각 37.
- 2. 소조상 내부의 물리적 훼손상태를 파악하기 위해 초음파측정을 실시한 결과, 우장군의 평균 초음파속도는 전면 716㎧, 배면은 659㎧였다. 장비 소조상은 전면과 배면이 각각 916㎧, 1,009㎧로 높은 편이었으며, 조자룡 소조상은 각각 883㎧, 873㎧였다.
- 3. 안료층의 결함상태를 정량적으로 평가하기 위해 적외선열화상 조사를 실시한 결과, 소조상 표면에 이미 박락이 발생한 부분 외에도 고온피크가 확인되었다. 이러한 고온영역은 1차 박락 후 2차 박락까지 이어질 수 있기 때문에 균열 부위와 내부 공동부분의 접착이 수행되어야 할 것으로 판단된다.
- 동관왕묘 소조상의 비파괴분석 결과로 보아, 우장군, 장비 및 조자룡 소조상은 조선시대 소조상과 동일한 재료와 기법을 적용하여 제작한 것으로 판단된다. 목심으로 기초를 만들고, 내부에 복장물을 안치하고 위에 정선한 소조토로 성형하였으며, 팔과 장신구의 연결부위는 가는 철사를 이용하여 고정하였다.
- 동관왕묘 소조상의 적외선 TV 조사 결과, 오염물과 풍화로 인해 잘 나타나지 않는 조자룡 소조상의 적색 안료층에는 연화문이 그려져 있었으며, 녹색 안료층이 박락되어 문양이 전혀 나타나지 않던 부분에서는 운문이 확인되었다 (Figure 6D, 6E). 우측 다리 부분의 적색과 청색 안료층은 다른 부분에 비해 매우 선명한 선과 색을 띠고 있다.
- 5%로 높았다. 먼지 오염물의 피복도는 장비 소조상 배면이 54.5%로 가장 높았으며, 안료층 부분변색은 조자룡 소조상보다 우장군과 장비 소조상에서 더 훼손된 것으로 나타났다.
- 화학적 손상은 먼지 오염물의 점유율이 가장 높으며, 각각의 안료층 부분 변색의 차이는 주채색 안료와 부채색 안료 차이로 인한 결과이다. 상대적으로 화학적 훼손이 작은 편인 조자룡 소조상은 우장군, 장비 소조상에 비해 수지와 탈락 등 물리적 손상이 더 심각한 것으로 나타났다(Table 1).
- 우장군, 장비 및 조자룡 소조상의 물리적 훼손지도 작성 결과, 박리와 1차 박락이 가장 심각하였다. 우장군 소조상은 전면보다 배면의 상태가 더 손상되었으며 장비와 조자룡 소조상은 유사한 훼손 상태를 보였다(Table 1, Figure 3).
- 이 결과를 이차원 모델링을 통해 비교해보면, 우장군의 전면 하단부에서 황색의 저속도대가 관찰되는데 이는 이 부분이 다른 부분에 비해 상대적으로 물성이 약하다는 것을 지시하는 결과이다. 장비 소조상은 수지로 접합된 팔 부분의 물성이 취약한 것으로 나타났으며 두상, 어깨 등에서 상대적으로 저속도대를 나타냈다(Figure 4).
- 동관왕묘 소조상은 균열, 박리, 박락 및 탈락 등의 물리적 손상과 먼지 오염물과 색상별 안료의 부분변색 등에서 화학적 손상이 발생하였다. 이 소조상들의 훼손율 산출결과, 균열은 조자룡 소조상 전면이 63개로 가장 많았으며, 박리와 박락은 우장군 소조상 배면이 각각 37.5%, 36.5%로 높았다. 먼지 오염물의 피복도는 장비 소조상 배면이 54.
- 소조상에서 탈락된 토양은 토양층, 한지층, 석회층, 안료층이 모두 관찰되었다(Figure 7). 이를 주사전자현미경에서 관찰한 결과, 볏짚이 토양과 혼재되어 있었으며, 그 위로 석회층과 안료층이 확인되어 안료 채색 전 석회로 소조 토를 덧발라 마감하였다는 것을 알 수 있다. 안료의 채색은 벽화나 단청과 동일하게 진행되었으나, 동관왕묘 소조상의 경우 수차례의 덧칠 흔적이 있는 것으로 보아 보수 시 기존 안료층 위에 다시 안료를 채색한 것으로 해석된다(Figure 7).
- 장비 소조상은 우장군과 조자룡에 비해 화학적 훼손은 양호한 편이나 먼지 오염물의 점유율이 전면은 24.6%, 배면은 54.5%로 매우 높게 나타났다(Table 1, Figure 3). 조자룡 소조상의 전면은 금색, 적색, 녹색 및 청색 안료층의 부분 변색이 심한 것으로 나타났으며, 배면은 먼지 오염물로 인한 훼손이 27.
- 초음파 측정 결과, 우장군 소조상의 전면 초음파속도는 최저 245㎧, 최대 1,488㎧(평균 716㎧)였으며, 배면은 최저 238㎧, 최대 1,198㎧(평균 659㎧)로 전면보다 낮은 것으로 나타났다(Table 2). 장비 소조상의 전면 초음파속도는 최저 276㎧, 최대 1,409㎧(평균 916㎧)였으며, 배면의 초음파속도는 최저 370㎧, 최대 1,739㎧(평균 1,009㎧)였다 (Table 2, Figure 4).
- 조자룡 소조상의 전면 초음파속도는 최저 278㎧, 최대 1,539㎧(평균 883㎧)였으며, 배면 초음파속도는 최저 405㎧, 최대 1,281㎧(평균 873㎧)으로 전면과 유사한 값의 범위를 보였다(Table 2, Figure 4). 우장군, 장비 및 조자룡 소조상의 초음파속도 값은 암석으로 구성된 석조문화재의 초음파속도 값에 비해 현저히 낮은 값을 보인다.
- 종합적 훼손율을 살펴보면 물리적 손상으로는 균열, 박리 및 박락이 가장 심각하였으며, 배면보다는 전면의 점유율이 높게 나타났다. 화학적 손상은 먼지 오염물의 점유율이 가장 높으며, 각각의 안료층 부분 변색의 차이는 주채색 안료와 부채색 안료 차이로 인한 결과이다.
- 초음파 측정 결과, 우장군 소조상의 전면 초음파속도는 최저 245㎧, 최대 1,488㎧(평균 716㎧)였으며, 배면은 최저 238㎧, 최대 1,198㎧(평균 659㎧)로 전면보다 낮은 것으로 나타났다(Table 2). 장비 소조상의 전면 초음파속도는 최저 276㎧, 최대 1,409㎧(평균 916㎧)였으며, 배면의 초음파속도는 최저 370㎧, 최대 1,739㎧(평균 1,009㎧)였다 (Table 2, Figure 4).
- 열화상 측정은 박리와 박락 부위에 순간적인 미열을 가한 후와 자연 냉각과정에서 이미지에 대한 온도분포 변화를 살펴보았고, 여기에 라인(LI01)과 포인트(SP01∼SP06) 를 이용하여 온도 분석을 수행하였다. 측정 결과, 우장군소조상 하단부의 안료 박락 부분에서 비정상온도 피크를 보였다.
후속연구
- 또한 다양한 비파괴 분석을 적용하여 제작기법을 규명하였다. 이 결과는 소조상 보존의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이며, 이와 유사한 조선시대 소조상의 제작기법에 대한 과학적 연구에 좋은 정보를 제공할 수 있을 것이다.
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