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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 내소사 대웅보전 포벽화를 구성하는 벽체 및 채색층에 대한 면밀한 분석 조사를 실시하여 벽화 제작기법 특징을 파악하였으며, 이를 통해 학술적 주요 정보를 마련하고 향후 보존처리를 위한 효과적인 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 채색층 정밀 분석은 대웅보전 내부 동측 포벽화 인접 부재인 평방 위에 탈락되어 있는 벽화편 시료 4점을 대상으로 하였으며, 광학현미경 분석과 SEM-EDX을 통해 채색층 구조 및 층위별 화학성분을 분석하였다(Table 3). 광학현미경(SMZ18, Nikon, Japan) 분석은 채색 층위에 대한 현황을 우선 조사 후, 에폭시 수지로 전처리하여 채색층 단면 조사를 실시하였다. 다음으로 주사전자현미경 및 에너지분산형 X-선분광분석장치(EM-30AX, Coxem, Korea)를 사용하여 채색층 층위별 미세조직 및 화학성분 분석 그리고 원소 맵핑(elemental mapping) 등 채색층 단면에 대한 정밀분석을 실시하였다.
- 광학현미경 조사 결과를 토대로 채색 층위를 구분하여 시료 4점에 대한 주요성분 검출 결과, Table 6과 같이 구분하였다(Figure 11). 그 중 P-4 시료의 경우 녹색 계통의 바탕칠층과 황갈색 및 적갈색 채색층뿐만 아니라 녹색 채색층 층위가 존재하며 그 위로 백색 채색층 있는 등 여러 채색층이 복합적으로 함께 관찰되어 SEM-EDX를 사용한 원소맵핑(elemental mapping)을 실시하였다. 원소맵핑을 통한 채색층위별 화학성분 분석 결과, 녹색 계통의 바탕칠층은 규소(Si), 알루미나(Al)가 주성분을 이루며, 녹색 채색층에서는 구리(Cu), 염소(Cl) 성분이 확인되었다.
- 내소사 대웅보전 포벽화는 외가지를 골조로, 황토, 모래와 잘게 자른 소나무류의 목질을 혼합하여 벽체를 조성 하였으며, 그 위로 모래 함량이 높은 황토 반죽에 미세한 갈대 섬유를 혼합하여 마감층을 제작하였다. 채색층은 뇌록을 사용한 바탕칠로 매끄러운 벽화 표면을 마련 후 녹염동광, 백토, 산화철 계통 안료 등을 사용하여 1~3회 덧바르며 도상을 채색한 것으로 판단된다.
- 광학현미경(SMZ18, Nikon, Japan) 분석은 채색 층위에 대한 현황을 우선 조사 후, 에폭시 수지로 전처리하여 채색층 단면 조사를 실시하였다. 다음으로 주사전자현미경 및 에너지분산형 X-선분광분석장치(EM-30AX, Coxem, Korea)를 사용하여 채색층 층위별 미세조직 및 화학성분 분석 그리고 원소 맵핑(elemental mapping) 등 채색층 단면에 대한 정밀분석을 실시하였다.
- 채취된 시료에 대해 우선적으로 디지털현미경(G-scope, Genie Tech, Korea)으로 기초조사를 하였으며, 주사전자현미경(Ultra plus, Zeiss,Germany)을 사용하여 미세조직분석과 에너지분산형 형광 엑스선분석기(NS7, Thermo Fisher Scientific, USA)를 사용하여 화학성분 분석을 실시하였다. 또한 미소부 엑스선회절분석기(Empyrean, Miniplex 600, Rigacu, Japan)를 사용한 광물결정상 분석을 실시하였다. 벽체 구성 입자 크기에 대한 분포비는 한국공업규격(KS)에서 정하는 입도 분석 시험(KS F 2302)법을 참고하여 건조된 시료를 적당량의 증류수에 분산시킨 후 스테인레스 표준체(JIS Z 8801, Okutani Ltd.
- 외가지 시편은 면도날을 사용하여 핸드섹션(hand-section)으로 20~30 µm의 두께로 삼단면(횡단면, 방사단면, 접선단면) 박편을 제작하였으며, 섬유편은 과산화수소수와 초산 혼합용액으로 해리하였다. 목재 박편과 해리된 섬유는 슬라이드 글라스(slide glass)에 놓고 글리세린 50% 수용액을 떨어뜨려 커버 글라스(cover glass)로 마감하였으며, 광학현미경(ECLIPSE 80i, Nikon, Japan)으로 세포 특징을 관찰 및 촬영하였다. 종식별은 충북대학교 목재연륜소재은행 소장 목재재감 및 초본류 프레파라트와 상호 비교하였다.
- 입자가 큰 모래가 다량 사용된 마감층은 표면이 상대적으로 거칠기 때문에 안정적인 채색층을 조성하기 위해서는 벽화면을 매끄럽게 조성된 바탕칠층이 필수적이다. 벽체 성분 및 입도분석 결과, 그리고 단면 조사 이미지에서 제시되는 마감층 표면의 요철과 그 위로 조성된 바탕 칠층의 불규칙한 두께가 이를 방증한다.
- 채색상태 조사로는 시료가 수습된 벽화를 대상으로 채색 종류 및 현황을 파악하였다. 벽체의 구조는 포벽화가 파손된 부위를 중심으로 층위 구조를 확인하였으며, 벽체 층위별로 두께를 측정하였다.
- 외가지 시편은 면도날을 사용하여 핸드섹션(hand-section)으로 20~30 µm의 두께로 삼단면(횡단면, 방사단면, 접선단면) 박편을 제작하였으며, 섬유편은 과산화수소수와 초산 혼합용액으로 해리하였다.
- 목재 박편과 해리된 섬유는 슬라이드 글라스(slide glass)에 놓고 글리세린 50% 수용액을 떨어뜨려 커버 글라스(cover glass)로 마감하였으며, 광학현미경(ECLIPSE 80i, Nikon, Japan)으로 세포 특징을 관찰 및 촬영하였다. 종식별은 충북대학교 목재연륜소재은행 소장 목재재감 및 초본류 프레파라트와 상호 비교하였다.
- 채색층 정밀 분석은 대웅보전 내부 동측 포벽화 인접 부재인 평방 위에 탈락되어 있는 벽화편 시료 4점을 대상으로 하였으며, 광학현미경 분석과 SEM-EDX을 통해 채색층 구조 및 층위별 화학성분을 분석하였다(Table 3). 광학현미경(SMZ18, Nikon, Japan) 분석은 채색 층위에 대한 현황을 우선 조사 후, 에폭시 수지로 전처리하여 채색층 단면 조사를 실시하였다.
- 재질특성 분석연구는 벽체를 구성하는 재료에 대한 화학성분 및 광물결정상 그리고 입도분포도 등의 분석을 실시하였으며, 분석 대상은 벽화에서 박락된 일부 시료를 사용하였다(Table 1). 채취된 시료에 대해 우선적으로 디지털현미경(G-scope, Genie Tech, Korea)으로 기초조사를 하였으며, 주사전자현미경(Ultra plus, Zeiss,Germany)을 사용하여 미세조직분석과 에너지분산형 형광 엑스선분석기(NS7, Thermo Fisher Scientific, USA)를 사용하여 화학성분 분석을 실시하였다. 또한 미소부 엑스선회절분석기(Empyrean, Miniplex 600, Rigacu, Japan)를 사용한 광물결정상 분석을 실시하였다.
- 포벽화 벽체의 골격을 구성하는 외가지에 대한 수종분석과 벽체 반죽에 혼합된 섬유질 분석을 실시하였다(Table 2). 수종분석은 파손된 포벽화에 노출된 외가지에서 소량의 편을 수집하였으며, 벽체 섬유는 벽체층과 마감층에서 각각 실오라기 정도의 크기로 채취하였다.
- 포벽화 제작에 사용된 벽체층과 마감층에 대한 정밀분석을 실시하였다. 재질특성 분석연구는 벽체를 구성하는 재료에 대한 화학성분 및 광물결정상 그리고 입도분포도 등의 분석을 실시하였으며, 분석 대상은 벽화에서 박락된 일부 시료를 사용하였다(Table 1).
- 포벽화 표면에서 확인되는 채색상태 및 벽체 구조 등에 대한 육안조사를 우선적으로 실시하였다. 채색상태 조사로는 시료가 수습된 벽화를 대상으로 채색 종류 및 현황을 파악하였다.
대상 데이터
- 포벽화 벽체의 골격을 구성하는 외가지에 대한 수종분석과 벽체 반죽에 혼합된 섬유질 분석을 실시하였다(Table 2). 수종분석은 파손된 포벽화에 노출된 외가지에서 소량의 편을 수집하였으며, 벽체 섬유는 벽체층과 마감층에서 각각 실오라기 정도의 크기로 채취하였다. 외가지 시편은 면도날을 사용하여 핸드섹션(hand-section)으로 20~30 µm의 두께로 삼단면(횡단면, 방사단면, 접선단면) 박편을 제작하였으며, 섬유편은 과산화수소수와 초산 혼합용액으로 해리하였다.
- 포벽화 제작에 사용된 벽체층과 마감층에 대한 정밀분석을 실시하였다. 재질특성 분석연구는 벽체를 구성하는 재료에 대한 화학성분 및 광물결정상 그리고 입도분포도 등의 분석을 실시하였으며, 분석 대상은 벽화에서 박락된 일부 시료를 사용하였다(Table 1). 채취된 시료에 대해 우선적으로 디지털현미경(G-scope, Genie Tech, Korea)으로 기초조사를 하였으며, 주사전자현미경(Ultra plus, Zeiss,Germany)을 사용하여 미세조직분석과 에너지분산형 형광 엑스선분석기(NS7, Thermo Fisher Scientific, USA)를 사용하여 화학성분 분석을 실시하였다.
- 포벽화 표면에서 확인되는 채색상태 및 벽체 구조 등에 대한 육안조사를 우선적으로 실시하였다. 채색상태 조사로는 시료가 수습된 벽화를 대상으로 채색 종류 및 현황을 파악하였다. 벽체의 구조는 포벽화가 파손된 부위를 중심으로 층위 구조를 확인하였으며, 벽체 층위별로 두께를 측정하였다.
이론/모형
- 또한 미소부 엑스선회절분석기(Empyrean, Miniplex 600, Rigacu, Japan)를 사용한 광물결정상 분석을 실시하였다. 벽체 구성 입자 크기에 대한 분포비는 한국공업규격(KS)에서 정하는 입도 분석 시험(KS F 2302)법을 참고하여 건조된 시료를 적당량의 증류수에 분산시킨 후 스테인레스 표준체(JIS Z 8801, Okutani Ltd., Japan)에 거르는 습식 체가름 분석을 실시하였다. 입자 크기 분류는 미농무부(USDA) 및 국제토양학회(ISSS) 기준에 따라 잔류된 토양의 무게를 측정하여 누적백분율로 나타냈다.
- , Japan)에 거르는 습식 체가름 분석을 실시하였다. 입자 크기 분류는 미농무부(USDA) 및 국제토양학회(ISSS) 기준에 따라 잔류된 토양의 무게를 측정하여 누적백분율로 나타냈다.
성능/효과
- 광물 결정상 분석 결과, 내부 벽체층에서는 석영(quartz)과 함께 정장석(orthoclase) 및 회장석(anorthite) 등이 검출되었으며, 내·외부 마감층에서는 석영(quartz)과 함께 회장석(anorthite) 등이 동정 되었다.
- 디지털현미경을 통한 시료 분석에서는 바탕칠층 녹색을 포함하여 녹색, 적갈색, 황갈색 계통과 백색 등 다섯 종류의 색상이 확인되었으며, 시료 모두에서 바탕칠층이 관찰되었다. 녹색 바탕칠층의 경우 규소(Si)와 알루미나(Al)가 주성분으로 검출되어 뇌록 또는 녹토(celadonite or glauconite) 안료가 사용된 것으로 추정되며, 녹색 채색층에서는 구리(Cu), 염소(Cl)가 주 원소로 관찰되어 녹염동광(atacamite)이, 백색에서는 알루미나(Al)와 실리카(Si)가 주성분으로 나타나 백토(kaolinite or halloysite) 안료가 사용된 것으로 보인다.
- 또한 P-3 시료에서 채색층의 색상별 두께 차이가 최대 녹색 148.41 μm, 황갈색 93.01 μm, 적갈색 70.36 μm의 순으로 확인되어, 상대적으로 바탕칠층을 두껍게 조성 후 그 위로 채색이 얇게 이루어진 것을 알 수 있다.
- 다음으로, 대부분의 사찰벽화는 초벽과 중벽에 짚여물이 혼입되는 것이 일반적이나, 내소사 대웅보전 포벽화 벽체에서는 짚여물로 추정되는 물질이 극히 드물게 확인되므로 의도적인 혼합으로 보기에는 어렵다. 또한 포벽화 벽체 층에 혼합된 목질 수종분석 결과에 따라 소나무류의 목질을 혼합한 것으로 미루어볼 때, 기존 조선시대 사찰벽화 벽체층에 일반적으로 짚여물이 사용된 경향과는 상당히 다른 특징이 확인되었다.
- 56%의 분포도를 나타냈다. 마감층은 중립사 이상의 입자가 절반 이상을 차지하며 벽체층과 비교해 보았을 때, 상대적으로 모래의 비율이 높은 것으로 확인되었다.
- 마지막으로 마감층 특징으로서, 내소사 대웅보전 포벽화의 마감층 두께가 크게는 23 mm로 두꺼우며, 사용된 모래의 크기가 크고 함량이 높은 것을 알 수 있다. 강진 무위사 극락전 내벽 사면벽화의 경우 마감층의 두께가 7~10mm(Chae et al.
- , 1999). 본 시료는 모두 방사조직이 1~3열로 존재하여 제 3군에 속하며, 단풍나무속(Acer spp.)으로만 분류하였다.
- 접선단면에서 방사조직은 단열방사조직으로 구성되었다(Figure 8C). 본 시료는 크기가 작아 횡단면에서 수직수지구를 발견할 수 없었으며, 부후가 많이 진행되어있어 접선단면에서는 수평수지구를 포함하는 방추형방사조직의 존재가 명확히 확인되지 않았다. 그러나 침엽수재이며, 직교분야벽공은 창상형이며, 방사가도관의 거치상비후의 존재로 미루어 소나무과(Pinaceae) 소나무속(Pinus)의 소나무류(hard pine)로 식별하였다.
- 습식 체가름에 의한 입도분석 결과(Table 4), 내부 포벽화 벽체층에 사용된 광물 입자들의 크기는 극조립사가 약 1.24%, 조립사 약 3.17%, 중립사 약 3.45%, 세립사 약 34.68%, 극세립사 약 22.67%, 실트 이하 약 33.33%의 분포도를 나타냈다. 세립사 이하의 분포도가 약 90% 이상으로 아주 미세한 입자의 토양이 혼합되어 제작된 것으로 판단된다.
- 그 중 P-4 시료의 경우 녹색 계통의 바탕칠층과 황갈색 및 적갈색 채색층뿐만 아니라 녹색 채색층 층위가 존재하며 그 위로 백색 채색층 있는 등 여러 채색층이 복합적으로 함께 관찰되어 SEM-EDX를 사용한 원소맵핑(elemental mapping)을 실시하였다. 원소맵핑을 통한 채색층위별 화학성분 분석 결과, 녹색 계통의 바탕칠층은 규소(Si), 알루미나(Al)가 주성분을 이루며, 녹색 채색층에서는 구리(Cu), 염소(Cl) 성분이 확인되었다. 적갈색 채색층과 황갈색 채색층에서는 철(Fe) 성분이 주를 이루었으며, 백색 채색층에서는 규소(Si), 알루미나(Al)가 주로 검출되었다(Figure 12).
- 입도분석 결과, 육안상 조사된 내용과 같이 벽체층은 황토의 함량이 높은 반면, 마감층은 모래의 함량이 상당히 높은 것으로 나타났다. 벽체층은 중립사 이상이 8%, 세립사 이하가 92%로 모래와 세립사 이하 크기의 토양을 약 0.
- 전처리를 거친 시료 단면을 통해 채색층위 구성 및 두께 특징을 살펴본 결과, 앞선 시료 현황 조사 결과와 동일하게 녹색 계통의 바탕칠층 위에 녹색, 적갈색, 황갈색, 백색 등이 채색된 것을 확인할 수 있었다. 층위별 두께 특징에서는 바탕칠층이 다른 채색층과 비교하여 상대적으로 두께 차이가 큰 것이 확인되었다.
- 주사전자현미경을 통한 미세조직 분석 결과, 내부 벽체 층에서 모래와 점토광물 등 토양 입자들이 응집체를 형성하고 있는 것으로 확인되었으며 섬유질로 추정되는 물질이 다수 관찰되었다. 크고 작은 토양 입자들은 판상 형태의 미세조직으로 확인되었으며 이는 점토광물이 응집된 형태로 판단된다.
- 전처리를 거친 시료 단면을 통해 채색층위 구성 및 두께 특징을 살펴본 결과, 앞선 시료 현황 조사 결과와 동일하게 녹색 계통의 바탕칠층 위에 녹색, 적갈색, 황갈색, 백색 등이 채색된 것을 확인할 수 있었다. 층위별 두께 특징에서는 바탕칠층이 다른 채색층과 비교하여 상대적으로 두께 차이가 큰 것이 확인되었다. 특히 P-2 시료의 경우, 같은 녹색계통이지만 바탕칠층과 채색에 사용된 각각의 녹색층 두께가 상이하며, 바탕칠층의 녹색이 확연히 두껍고 편차가 크다.
- 채색층은 뇌록을 사용한 바탕칠로 매끄러운 벽화 표면을 마련 후 녹염동광, 백토, 산화철 계통 안료 등을 사용하여 1~3회 덧바르며 도상을 채색한 것으로 판단된다. 특히 시료 단면에 대한 채색층위별 정밀분석을 통해 사찰벽화에 널리 사용된 바탕칠층의 기능적 역할을 확인할 수 있었다.
- 포벽화 외가지에 대한 수종분석 결과 단풍나무속(Acer spp.)으로 동정되었으며, 벽체층에 포함된 목재는 소나무류(hard pine), 마감층의 섬유는 갈대(Phragmites communis Trin.)로 식별되었다(Table 5).
- 포벽화의 각 층위를 구성하는 입자에 대한 미세조직 및 화학성분 분석 결과, 다양한 크기의 토양입자 또는 판상의결정상 응집체와 규소(Si)와 알루미나(Al) 등 일반적인 토양 물질에서 확인되는 화학성분이 검출되었다. 또한 석영과 장석류 계통의 광물 결정상이 동정되는 등 벽체층 및 마감층을 구성하는 주재료는 암석에서 기인하는 풍화토와 모래 등이 사용된 것으로 볼 수 있으며, 기존 연구된 사찰벽화 벽체 재질특성 분석결과(Lee, 2016)와 유사한 범위에 속한다.
후속연구
- 금번 내소사 대웅보전 포벽화가 갖는 토벽체 및 채색층 제작기법 특징에 대한 연구결과가 향후 벽화 보존상태 평가 또는 보존처리 방안 마련에 주요 정보로 활용될 수 있기를 기대한다.
- 또한 벽화의 올바른 보존을 위해서는 제작기술에 대한 정확한 지식이 필요하며, 이는 보존처리 전 반드시 연구되어야 하는 중요한 과정이다. 따라서 벽화 제작에 사용된 재료와 기법에 대해 정확하게 파악한다면 이를 기반으로 신뢰성 있는 벽화보존 연구가 가능할 것이며, 보다 체계적이고 효과적인 보존방안들이 제시될 것이다(Lee, 2013).
- 녹색 바탕칠층의 경우 규소(Si)와 알루미나(Al)가 주성분으로 검출되어 뇌록 또는 녹토(celadonite or glauconite) 안료가 사용된 것으로 추정되며, 녹색 채색층에서는 구리(Cu), 염소(Cl)가 주 원소로 관찰되어 녹염동광(atacamite)이, 백색에서는 알루미나(Al)와 실리카(Si)가 주성분으로 나타나 백토(kaolinite or halloysite) 안료가 사용된 것으로 보인다. 적갈색과 황갈색은 철(Fe)이 주성분으로 검출되어 산화철계 안료가 사용된 것으로 추정되나 이 부분에 대해서는 추가적인 분석이 필요하다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.