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문제 정의
- 본 연구에서는 ‘산수’ 병풍 제작에 사용된 종이섬유의 특성과 화본 및 회장비단의 재질 그리고 작가별 사용한 안료의 특성에 대해 관찰하였다.
- 본 연구에서는 ‘산수’ 병풍 제작에 사용된 종이섬유의 특성과 화본 및 회장비단의 재질 그리고 작가별 사용한 안료의 특성에 대해 관찰하였다. 이를 바탕으로 보존처리를 실시하여 근‧현대 병풍의 미적가치를 보존하고 향후 전시 활용 시 관람객의 작품 감상 여건 조성을 높이고자 하였다.
가설 설정
- 3. 작품에 사용된 채색안료는 색상에 따라 그 특성에 차이를 보인다(Table 6). 백색은 체질안료인 Calcite가 모든 작품의 바탕층과 물감층에서 확인되며, GS의 백색은 Titanium white, Zinc white 등의 착색안료가 추가로 확인되어 다른 작품과 차이를 보인다.
제안 방법
- 1차 배접 후 자연 건조를 통해 온·습도에 따라 자연스럽게 수축, 이완하는 과정을 반복하여 급격히 변형이 일어나는 것을 방지하였고, 2차 배접 후 작품의 전체적인 틀어짐을 막아주고자 일주일 동안 건조판에서 건조를 실시하였다.
- 분석조건은 20 kv, WD 10 mm, Spot size 50-52에서 저진공모드(30 Pa)로 측정하였으며, EDS는 20 kv, WD 10 mm, Spot size 62, Process time 60 sec로 SEM 이미지에서 확인되는 충전제의 성분을 확인하였다. SEM-EDS 분석에 사용된 종이 시편은 이미지에 나타나는 Charge up 현상을 제거하기 위해 3.5 kv, 100 mA, 5 sec, 3회 조건에서 탄소(C) 코팅 전 처리를 실시하였다.
- XRF의 분석조건은 측정면적 10 mm에서 전압 및 X선 필터에 변화를 주어 40 keV Aluminum filter 10 sec, 40 keV Copper filter 10 sec, 15 keV Aluminum filter 10 sec로 총 30 sec를 측정하였다. 분석된 검출강도는 자체 내장된 라이브러리를 통한 FP(Fundamental parameter method)법을 활용하여, 반정량 값을 산출한 ppm (mg/kg)으로 나타내었다.
- 검출된 라만 스펙트럼은 유·무기 안료 레퍼런스와 비교하여, 사용된 안료의 종류를 추정하였다(Nadim et al., 2009; KIK/IRPA, 2017; IBeA, 2017).
- 결실부 보견 후 물리적 강도를 높여주기 위해 닥지(14.62 g/m2)를 사용하여 종이의 발 방향이 교차되도록 2차례 배접을 실시하였다. 1차 배접 후 자연 건조를 통해 온·습도에 따라 자연스럽게 수축, 이완하는 과정을 반복하여 급격히 변형이 일어나는 것을 방지하였고, 2차 배접 후 작품의 전체적인 틀어짐을 막아주고자 일주일 동안 건조판에서 건조를 실시하였다.
- 이전 수리 시 결실부는 보강 없이 배접만 되어 있는 상태였다. 결실부 보견(保絹)을 위해 실체 현미경으로 작품에 사용된 화본 비단의 직조방법을 확인하였다(Figure 9b). 이는 평직으로 씨실과 날실이 각각 한 올씩 번갈아 상하로 교차하는 형태였다.
- 채색된 안료 중 번짐 위험이 있는 부분은 사전 테스트를 통해 번짐이 없음을 확인하였지만 안료층 보호를 위해 아교더하기를 2차례 실시했다(Figure 8c). 그 후 흡수지 위에 작품을 놓은 뒤, 탈이온수를 앞면에서 분사하는 방식으로 습식클리닝을 2회 실시하였다(Figure 8d). 표면 pH(HI99171, Hanna, USA) 및 색도(CM-700d, Minolta, JPN)를 측정하여 클리닝 전과 후의 변화를 비교하였다(Table 5).
- 44 g/m2)를 붙였다. 기존 회장에 사용된 직물에 대한 분석 결과, 합성섬유로 확인되었고 작품 재료의 질적 개선을 위해 본래와 유사한 색상으로 염색한 비단을 사용하였다. 병풍틀에 작품, 중회장비단, 상하회장비단,병풍 띠 순으로 붙이고(Figure 11) 병풍 사방테두리와 금속 장식을 고정하여 장황을 마무리하였다.
- X선과 같은 투과력이 좋은 전자기선을 사용하는 분석은 채색층 하부의 피도체 성분이 함께 측정되어 분석 데이터 해석에 오류가 발생할 수 있다. 따라서 XRF 분석은 작품의 바탕(Back Ground, B.G)층을 우선적으로 측정한 후 측정데이터의 검출강도를 기준하여 채색안료의 주요성분을 추정하였다. Raman의 분석조건은 Resolution 8 cm-1, Diodelaser 광원 60 mV, 785 nm로 측정하였다.
- 또한 ‘산수’와 같은 근‧현대문화재는 기존에 사용되었던 재료와 함께 근대에 발명·생산된 새로운 재질이 공존하기 때문에(NRICH, 2013) 작품에 사용된 재료에 대한 과학적 조사를 진행하였다.
- 직물섬유 분석 결과, 화본의 바탕비단은 평직구조의 견으로 관찰되어 이와 동일한 직조형태의 비단직물로 결실부의 보견을 실시하였다. 병풍 속틀은 보존성을 고려하여 테두리살은 삼나무, 중간살은 오동나무로 제작하였고, 부착 종이는 닥지를 사용하여 총 7겹 나누어 붙여 틀의 뒤틀림을 잡아주고자 하였다. 완성된 병풍 속틀에 작품, 중회장비단, 상하비단, 병풍띠 순으로 붙이고 병풍의 사방테두리와 금속장식을 고정하여 마무리하였다.
- 기존 회장에 사용된 직물에 대한 분석 결과, 합성섬유로 확인되었고 작품 재료의 질적 개선을 위해 본래와 유사한 색상으로 염색한 비단을 사용하였다. 병풍틀에 작품, 중회장비단, 상하회장비단,병풍 띠 순으로 붙이고(Figure 11) 병풍 사방테두리와 금속 장식을 고정하여 장황을 마무리하였다. 사진촬영을 통해 보존처리 전 · 후를 비교하였다(Figure 12).
- 병풍틀에서 작품을 분리하기 위해 병풍띠, 상하회장, 중 회장 순으로 해체하였다(Figure 8a). 작품 표면의 먼지, 오염물질 등 기타 불순물을 제거하기 위해 붓으로 건식클리닝을 실시하였다(Figure 8b).
- G), 백색(W), 적색(R), 녹색(G)의 대표 색상을 선정 후 최대 3포인트씩 성분을 분석하였다(Figure 4). 본 연구에서는 작품별로 분석결과에 대표성을 보이는 1-2 포인트의 분석위치만 제시하였다. 채색안료의 특성은 휴대용 X선 형광분석기(DP-2000, Innove-X, USA), 휴대용 라만 분광기(Inspector Raman, Deltanu, USA) 분석을 실시하였다.
- 종이 충전제의 주요성분과 종류를 확인하기 위해 주사전자현미경을 이용하였다. 분석조건은 20 kv, WD 10 mm, Spot size 50-52에서 저진공모드(30 Pa)로 측정하였으며, EDS는 20 kv, WD 10 mm, Spot size 62, Process time 60 sec로 SEM 이미지에서 확인되는 충전제의 성분을 확인하였다. SEM-EDS 분석에 사용된 종이 시편은 이미지에 나타나는 Charge up 현상을 제거하기 위해 3.
- 작품의 배접지는 총 6폭, 각 2겹으로 총 12점, 병풍 속틀 부착종이는 총 6폭에 각 4겹으로 총 24점을 대상으로 시료를 채취하였고, 각 종류별로 대표 시료를 선정하여 분석을 실시하였다(Table 3). 사용된 종이의 재질분석을 위해 C-stain을 이용한 원료 섬유의 정색반응 관찰 및 동정, 식별하였다. 섬유 정색반응용 시약은 KS M ISO 9184-4 종이, 판지 및 펄프 섬유지료 분석에 의거하여 제조하였고 정색반응 결과는 광학현미경(ShuttlePix P-MFSC, Nikon, JPN)으로 관찰하였다.
- 사진촬영을 통해 보존처리 전 · 후를 비교하였다(Figure 12).
- 사용된 종이의 재질분석을 위해 C-stain을 이용한 원료 섬유의 정색반응 관찰 및 동정, 식별하였다. 섬유 정색반응용 시약은 KS M ISO 9184-4 종이, 판지 및 펄프 섬유지료 분석에 의거하여 제조하였고 정색반응 결과는 광학현미경(ShuttlePix P-MFSC, Nikon, JPN)으로 관찰하였다.
- 속틀 부착 종이 분석결과, 닥 섬유 외에도 펄프가 섞인 것으로 확인되어 보존처리 시 작품의 보존성을 높이기 위해 닥지를 사용하였다. 속틀용 종이는 5겹, 띄움 종이는 2겹을 발라 병풍틀이 변형되는 것을 방지하고자 하였고 틀을 서로 연결시키기 위한 닥지 날개를 부착하였다(Figure 10b, c, d).
- 상하회장(S3)의 경우 경사와 위사가 서로 다른 색으로 염색되었으며 육안 상 형태가 다르다고 판단되어 각각 섬유를 취하여(S3G, S3Y) 분석에 사용하였다. 실체현미경(DG-3, Scalar, JPN)을 이용하여 표면을 관찰한 후(Table 1), 주사전자현미경(6010 Plus, Jeol, JPN)을 이용하여 섬유의 측면과 단면을 각각 500배, 1000배로 관찰하였다. 전압 20 kv, Working distance 8~12 mm, Spot size 40, 저진공모드(30 Pa) 조건으로 분석을 실시하였고 그 결과는 Table 2와 같다.
- 병풍 속틀은 보존성을 고려하여 테두리살은 삼나무, 중간살은 오동나무로 제작하였고, 부착 종이는 닥지를 사용하여 총 7겹 나누어 붙여 틀의 뒤틀림을 잡아주고자 하였다. 완성된 병풍 속틀에 작품, 중회장비단, 상하비단, 병풍띠 순으로 붙이고 병풍의 사방테두리와 금속장식을 고정하여 마무리하였다.
- 작가별로 사용한 채색 안료의 종류를 비교하기 위해 병풍의 우측부터 한 폭씩 작가명에 따라 구분하였으며(SB, YW, BR, EH, SH, GS) 각 폭마다 바탕(B.G), 백색(W), 적색(R), 녹색(G)의 대표 색상을 선정 후 최대 3포인트씩 성분을 분석하였다(Figure 4). 본 연구에서는 작품별로 분석결과에 대표성을 보이는 1-2 포인트의 분석위치만 제시하였다.
- 병풍틀에서 작품을 분리하기 위해 병풍띠, 상하회장, 중 회장 순으로 해체하였다(Figure 8a). 작품 표면의 먼지, 오염물질 등 기타 불순물을 제거하기 위해 붓으로 건식클리닝을 실시하였다(Figure 8b). 채색된 안료 중 번짐 위험이 있는 부분은 사전 테스트를 통해 번짐이 없음을 확인하였지만 안료층 보호를 위해 아교더하기를 2차례 실시했다(Figure 8c).
- 작품의 배접지 및 병풍 속틀 부착종이를 대상으로 종이 섬유분석을 진행하였다. 작품의 배접지는 총 6폭, 각 2겹으로 총 12점, 병풍 속틀 부착종이는 총 6폭에 각 4겹으로 총 24점을 대상으로 시료를 채취하였고, 각 종류별로 대표 시료를 선정하여 분석을 실시하였다(Table 3).
- 실체현미경(DG-3, Scalar, JPN)을 이용하여 표면을 관찰한 후(Table 1), 주사전자현미경(6010 Plus, Jeol, JPN)을 이용하여 섬유의 측면과 단면을 각각 500배, 1000배로 관찰하였다. 전압 20 kv, Working distance 8~12 mm, Spot size 40, 저진공모드(30 Pa) 조건으로 분석을 실시하였고 그 결과는 Table 2와 같다.
- 직물섬유 분석 결과, 화본의 바탕비단은 평직구조의 견으로 관찰되어 이와 동일한 직조형태의 비단직물로 결실부의 보견을 실시하였다. 병풍 속틀은 보존성을 고려하여 테두리살은 삼나무, 중간살은 오동나무로 제작하였고, 부착 종이는 닥지를 사용하여 총 7겹 나누어 붙여 틀의 뒤틀림을 잡아주고자 하였다.
- 작품 표면의 먼지, 오염물질 등 기타 불순물을 제거하기 위해 붓으로 건식클리닝을 실시하였다(Figure 8b). 채색된 안료 중 번짐 위험이 있는 부분은 사전 테스트를 통해 번짐이 없음을 확인하였지만 안료층 보호를 위해 아교더하기를 2차례 실시했다(Figure 8c). 그 후 흡수지 위에 작품을 놓은 뒤, 탈이온수를 앞면에서 분사하는 방식으로 습식클리닝을 2회 실시하였다(Figure 8d).
- 본 연구에서는 작품별로 분석결과에 대표성을 보이는 1-2 포인트의 분석위치만 제시하였다. 채색안료의 특성은 휴대용 X선 형광분석기(DP-2000, Innove-X, USA), 휴대용 라만 분광기(Inspector Raman, Deltanu, USA) 분석을 실시하였다.
- 그 후 흡수지 위에 작품을 놓은 뒤, 탈이온수를 앞면에서 분사하는 방식으로 습식클리닝을 2회 실시하였다(Figure 8d). 표면 pH(HI99171, Hanna, USA) 및 색도(CM-700d, Minolta, JPN)를 측정하여 클리닝 전과 후의 변화를 비교하였다(Table 5). pH는 클리닝 전 평균 4.
대상 데이터
- 작품의 바탕재질인 화본(S1), 밝은 색의 중회장(中回裝)(S2), 녹색의 상하회장(上下回裝)(S3) 그리고 병풍틀의 광목(S4)을 대상으로 이미 탈락되거나 과거 보수 부분을 해체하면서 채취된 미세 섬유시료를 대표시료로 선정하였다. 상하회장(S3)의 경우 경사와 위사가 서로 다른 색으로 염색되었으며 육안 상 형태가 다르다고 판단되어 각각 섬유를 취하여(S3G, S3Y) 분석에 사용하였다. 실체현미경(DG-3, Scalar, JPN)을 이용하여 표면을 관찰한 후(Table 1), 주사전자현미경(6010 Plus, Jeol, JPN)을 이용하여 섬유의 측면과 단면을 각각 500배, 1000배로 관찰하였다.
- 작품의 바탕재질인 화본(S1), 밝은 색의 중회장(中回裝)(S2), 녹색의 상하회장(上下回裝)(S3) 그리고 병풍틀의 광목(S4)을 대상으로 이미 탈락되거나 과거 보수 부분을 해체하면서 채취된 미세 섬유시료를 대표시료로 선정하였다. 상하회장(S3)의 경우 경사와 위사가 서로 다른 색으로 염색되었으며 육안 상 형태가 다르다고 판단되어 각각 섬유를 취하여(S3G, S3Y) 분석에 사용하였다.
- 작품의 배접지 및 병풍 속틀 부착종이를 대상으로 종이 섬유분석을 진행하였다. 작품의 배접지는 총 6폭, 각 2겹으로 총 12점, 병풍 속틀 부착종이는 총 6폭에 각 4겹으로 총 24점을 대상으로 시료를 채취하였고, 각 종류별로 대표 시료를 선정하여 분석을 실시하였다(Table 3). 사용된 종이의 재질분석을 위해 C-stain을 이용한 원료 섬유의 정색반응 관찰 및 동정, 식별하였다.
- 또한 결구방식이 숨은장부촉 짜임으로 이음 면이 드러나지 않게 하였다(Figure 10a)(Wataro, 2008). 테두리 살은 진이 나오지 않고 뒤틀림이 적은 삼나무(Japanese cedar),중간 살은 가벼우면서 내습성이 강한 오동나무(Paulownia)를 사용하였다(Chung et al., 2008; Yoon, 2014).
이론/모형
- XRF의 분석조건은 측정면적 10 mm에서 전압 및 X선 필터에 변화를 주어 40 keV Aluminum filter 10 sec, 40 keV Copper filter 10 sec, 15 keV Aluminum filter 10 sec로 총 30 sec를 측정하였다. 분석된 검출강도는 자체 내장된 라이브러리를 통한 FP(Fundamental parameter method)법을 활용하여, 반정량 값을 산출한 ppm (mg/kg)으로 나타내었다. X선과 같은 투과력이 좋은 전자기선을 사용하는 분석은 채색층 하부의 피도체 성분이 함께 측정되어 분석 데이터 해석에 오류가 발생할 수 있다.
- 종이 충전제의 주요성분과 종류를 확인하기 위해 주사전자현미경을 이용하였다. 분석조건은 20 kv, WD 10 mm, Spot size 50-52에서 저진공모드(30 Pa)로 측정하였으며, EDS는 20 kv, WD 10 mm, Spot size 62, Process time 60 sec로 SEM 이미지에서 확인되는 충전제의 성분을 확인하였다.
성능/효과
- 1. 직물섬유 분석 결과, 작품 하나에 매우 다양한 종류의 섬유가 함께 사용되었음을 확인하였으며 특히 면, 견 등의 천연섬유와 더불어 합성섬유가 함께 사용된 것을 알 수 있었다. 또한 직물 하나에 천연 섬유인 면과 합성섬유가 혼직된 경우도 확인되었다.
- 2. 작품의 1, 2차 배접지 및 병풍 속틀의 1, 4차 종이에서는 닥나무 인피섬유와 초본류, 침엽수 등의 섬유를 혼합한 한지가 사용된 것으로 추정된다. 또한 병풍 속틀의 2차 종이에서 침엽수재의 특성이 확인되어 혼합된 목재펄프가 사용된 것으로 판단된다.
- 4. 보존처리를 통해 화면의 산성도는 감소하였고 전체적으로 색상이 밝아짐을 확인하였다.
- EDS 분석결과, 종이의 종류에 따라 다양한 충전제가 작품에 사용된 것으로 확인된다(Table 4). PLP-1, PLP-2에서 확인되는 충전제는 마그네슘(Mg)과 규소(Si)가 높은 함량을 보여 활석[Mg3(Si4O10)(OH)2]이 종이에 사용된 것으로 추정된다(Lee et al.
- SEM 이미지 관찰을 통해 확인되는 종이섬유의 특성은 광학현미경으로 관찰된 결과와 상응한다(Figure 3). 대부분 종이시편은 장섬유의 분포가 단섬유보다 상대적으로 높은 것으로 확인되며, 특히 PLP-1, PLP-2, FLP-2, FLP-3는 섬유면적 및 형태가 큰 차이를 보여 다양한 수종이 종이에 사용된 것으로 판단된다. PLP-1, PLP-2의 일부섬유와 FLP-1의 섬유는 횡문, 투명막이 관찰되어 닥나무 인피섬유가 사용된 것으로 판단된다(Figure 3a, b, c)(Jeong, 2010).
- 본 연구에 사용된 785 nm 휴대용 Raman 분석기는 특정 물질에서 발생하는 형광(fluorescence)의 영향으로 일부 착색안료는 스펙트럼이 확인되지 않는 단점을 보였다. 그 결과 일부 적색, 녹색 유기안료의 종류를 해석하는데 어려움이 있었으며, 낮은 검출강도의 Ariabel blue 스펙트럼 또한 특성피크 확인에 한계를 보였다.
후속연구
- 그 결과 일부 적색, 녹색 유기안료의 종류를 해석하는데 어려움이 있었으며, 낮은 검출강도의 Ariabel blue 스펙트럼 또한 특성피크 확인에 한계를 보였다. 1064 nm 파장의 레이져를 사용한 Raman 분석은 상대적으로 작은 에너지의 광원을 통해 형광의 발생을 줄이고, 스펙트럼의 감도를 높여, 다양한 유기안료의 해석이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 해석되지 못한 유기안료의 분석을 위해 추후 장파장 영역의 Raman 분석이 추가적으로 요구된다.
- Raman 스펙트럼은 XRF로 추정된 주요 무기안료 성분과 상응하는 결과를 보이며, 일부 분석위치는 유기안료의 특성피크가 관찰된다(Figure 6). SB의 백색은 1090 cm-1에서 Calcite의 특성피크가 확인되며, YW의 녹색은 691 cm-1, 1592 cm-1의 Ariabel blue로 추정되는 청색안료가 확인되지만, 스펙트럼의 측정강도가 낮은 점으로 착색안료에 대한 추가적인 검증이 요구된다. BR의 적색은 251 cm-1, 363 cm-1에서 Vermilion의 특성피크가 확인된다.
- 본 연구에 사용된 785 nm 휴대용 Raman 분석기는 특정 물질에서 발생하는 형광(fluorescence)의 영향으로 일부 착색안료는 스펙트럼이 확인되지 않는 단점을 보였다. 그 결과 일부 적색, 녹색 유기안료의 종류를 해석하는데 어려움이 있었으며, 낮은 검출강도의 Ariabel blue 스펙트럼 또한 특성피크 확인에 한계를 보였다. 1064 nm 파장의 레이져를 사용한 Raman 분석은 상대적으로 작은 에너지의 광원을 통해 형광의 발생을 줄이고, 스펙트럼의 감도를 높여, 다양한 유기안료의 해석이 가능할 것으로 판단된다.
- 이를 통해 1940년대에 이미 합성섬유를 이용한 직조가 이루어지고 있었음을 알 수 있으며 일제강점기 당시 군수물자 조달로 인해 국내 직물 공급량이 부족해지자 천연섬유와 합성섬유를 혼직하도록 했다는 선행연구 결과(Park, 2013)와 일치하고 있다. 다만 본 연구에서는 수행한 형태적 관찰만으로 합성섬유의 종류를 판별하기에는 어려움이 있으므로 향후 합성섬유의 화학적 구조를 비교할 수 있는 분광분석이 요구된다.
- 1064 nm 파장의 레이져를 사용한 Raman 분석은 상대적으로 작은 에너지의 광원을 통해 형광의 발생을 줄이고, 스펙트럼의 감도를 높여, 다양한 유기안료의 해석이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 해석되지 못한 유기안료의 분석을 위해 추후 장파장 영역의 Raman 분석이 추가적으로 요구된다.
- 본 연구결과를 통해, 근·현대에 제작된 병풍의 장기적 보존방안을 위한 기초자료로써 활용될 수 있기를 기대한다.
- 녹색은 YW, EH에서Ariabel blue가 사용 된 것으로 추정되며, 녹색물감의 조색법으로 추정해 볼 때 청색과 황색안료가 혼합된 것으로 판단된다. 황색안료의 특성은 추가적인 분석을 통해 규명이 필요하다.
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