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문제 정의
- 본 연구는 경상북도 영천시 은해사에 소장되어 있는 보물 제1270호 은해사 괘불탱(銀海寺 掛佛幀)에 대한 과학적 조사와 분석을 실시하여 보존 상태, 재질 및 채색 안료 등에 대한 성격과 특징을 해석하고자 하였다. 나아가 연구결과를 종합적으로 검토하여 17세기 괘불탱 제작기법과 재료 분석 데이터를 확보하고 향후 조선시대 채색기법 연구의 기초자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구는 경상북도 영천시 은해사에 소장되어 있는 보물 제1270호 은해사 괘불탱(銀海寺 掛佛幀)에 대한 과학적 조사와 분석을 실시하여 보존 상태, 재질 및 채색 안료 등에 대한 성격과 특징을 해석하고자 하였다. 나아가 연구결과를 종합적으로 검토하여 17세기 괘불탱 제작기법과 재료 분석 데이터를 확보하고 향후 조선시대 채색기법 연구의 기초자료를 제공하고자 한다.
- 보물 제1270호로 지정된 은해사 괘불탱은 당시 유행한 아미타불과 관련된 판본을 수용한 괘불탱으로서 연구 및 보존적 가치가 높다. 본 연구에서는 은해사 괘불탱에 대한 과학적 분석을 실시하여 괘불탱의 상태, 제작에 사용된 직물과 안료의 성격을 확인하였다.
제안 방법
- P-XRF나 XRD로 분석이 어려운 청색과 흑색의 경우는 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-Visible Spectrophotometer, UV-Vis)(Ocean Optics, USA)를 이용하여 총 9지점에 대해 추가 분석을 실시하였다. 광원은 DH-2000-BAL를 사용하였으며 백색 교정하여 200 ~ 850 nm 영역을 측정하였다.
- 변아는 백색, 녹색, 적색 순으로 선을 구획하여 화면과 구분하였으며, 옅은 주황색 바탕으로 채색하였다. 그 위에는 백색의 연화당초문을 연속적으로 가득 채웠다. 또한 회장에는 4엽의 꽃잎을 격자문 안에 그려 장엄하였으며, 원(圓) 안에 범자를 넣어 총 81자를 배치하였다.
- 각 섬유의 굵기는 디지털 이미지 측정 프로그램(Scalar imaging program)을 이용하여 3올씩 측정한 값의 평균치를 구하였다. 또한 바탕직물 노출 부분에서 채취한 섬유를 마운팅하여 측면과 단면을 실체현미경(Zeiss Axio Imager A2m, Carl Zeiss, DEU)으로 관찰하여 섬유의 종류를 식별하였다.
- 또한 일부 채취된 안료의 경우 광물조성의 해석을 위해 X-선 회절분석(X-ray diffraction, XRD)(Empyrean, Malvern Panalytical, NLD)으로 분석하였다. 분석 조건은 High resolution Pixel 3D-256ch Detector와 Cu Target을 이용하여 40 kV, 40 mA, 5∼80°의 조건으로 설정하였다.
- 분석 대상과 범위의 선정을 위해 우선 육안으로 전체적인 상태와 구성을 확인한 후 고성능멀티디지털현미경(DG-3x, Scala, JPN)을 이용하여 바탕 화면 직물과 안료의 입자 특성을 관찰하였다. 또한 표면에서 박락된 시료를 수습하여 광학현미경(Axiotech 100HD/Progress3012, Carl Zeiss, DEU) 관찰을 통해 색상별 안료의 분리 후 입자의 형태 및 혼합 양상 등을 정밀 관찰하였다.
- 바탕화면의 직물은 밀도, 섬유의 굵기 및 단면관찰을 실시하였다. 밀도의 경우 현장에서 촬영한 현미경 이미지를 이용, 1 cm2 범위 안의 경사와 위사의 수를 계산하여 측정하였다.
- 변아는 백색, 녹색, 적색 순으로 선을 구획하여 화면과 구분하였으며, 옅은 주황색 바탕으로 채색하였다. 그 위에는 백색의 연화당초문을 연속적으로 가득 채웠다.
- 분석 대상과 범위의 선정을 위해 우선 육안으로 전체적인 상태와 구성을 확인한 후 고성능멀티디지털현미경(DG-3x, Scala, JPN)을 이용하여 바탕 화면 직물과 안료의 입자 특성을 관찰하였다. 또한 표면에서 박락된 시료를 수습하여 광학현미경(Axiotech 100HD/Progress3012, Carl Zeiss, DEU) 관찰을 통해 색상별 안료의 분리 후 입자의 형태 및 혼합 양상 등을 정밀 관찰하였다.
- 분석 조건은 High resolution Pixel 3D-256ch Detector와 Cu Target을 이용하여 40 kV, 40 mA, 5∼80°의 조건으로 설정하였다.
- 분석 조건은 High resolution Pixel 3D-256ch Detector와 Cu Target을 이용하여 40 kV, 40 mA, 5∼80°의 조건으로 설정하였다. 시료의 양이 적어 XRD분석이 어려운 경우 라만 분광분석(XperRam F2.8, NanoBase, KOR)으로 구조를 분석하였다. 라만 분광분석의 광원은 830 nm에 20배율 렌즈(Olympus)를 사용하였다.
- 안료의 성분은 휴대용 X-선 형광분석기(Portable X-ray Fluorescence Analyzer, P-XRF)(Olympus, Delta, USA)로 분석하였다. 이때 분석 조건은 10∼40 kV에 80∼200 μA, Rh Target, 디텍터는 Silicon Drift Detector, Geochem 모드와 Soil 모드에서 80초를 측정하였다.
- 은해사 괘불탱의 채색 안료를 백, 흑, 적, 황(금), 청색 계열로 분류하고 현미경으로 관찰하여 안료의 채색 상태를 확인하였다(Table 5). 각 위치에 대한 성분분석 결과는 Table 6과 같다.
- 이때 분석 조건은 10∼40 kV에 80∼200 μA, Rh Target, 디텍터는 Silicon Drift Detector, Geochem 모드와 Soil 모드에서 80초를 측정하였다.
- 현미경상에서 바탕층의 백색과 황색층이 단차를 두고 확인이 되는 것으로 보아 유기염료의 발색을 높이기 위해 바탕층에 연백을 채색하고 유기염료를 중첩 채색한 것으로 추정된다. 이러한 황색 원료를 정확히 확인하기 위해서, 회장 범자의 황색의 현미경 사진과 최대한 비슷한 박락된 황색 시편을 선택하여 라만분광분석을 실시하였다. 분석 데이터를 국내에서 시판되고 있는 등황(謄黃, Gamboge)의 분석 결과와 비교한 결과 황색 시료와 등황 표준 시료에서 1590 cm-1 부근에서 동일한 피크가 동정되어 황색의 원료는 유기 염료의 일종인 등황으로 확인되었다(Lee et al.
- 착의는 대의, 복견의, 승각기, 군의 등으로 표현하였고, 적색 대의에는 원(圓) 안에 다양한 문양을 시문하였다. 문양은 총 92개가 확인되며, 크기는 약 10 cm 내외이다.
- 광원은 DH-2000-BAL를 사용하였으며 백색 교정하여 200 ~ 850 nm 영역을 측정하였다. 채색 안료에 대한 반사 스펙트럼은 청색의 경우 쪽(藍), 흑색의 경우 먹을 채색한 직물의 표준 반사 스펙트럼과 비교하여 채색 안료의 종류를 확인하였다.
- 라만 분광분석의 광원은 830 nm에 20배율 렌즈(Olympus)를 사용하였다. 청색 채색층의 경우 안료의 혼합양상을 확인하기 위해 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM)(JSM-IT300, Jeol, JPN)과 에너지분산형X선분광분석기(Energy dispersive spectrometer, EDS)(X-MAXN , Oxford, GBR)을 이용하여 추가 분석을 실시하였다.
- 은해사 괘불탱의 과학조사에 앞서 괘불탱의 전체적인 상태와 손상 정도의 파악이 선행되었다. 향후의 보존관리에 중요한 과정으로서 육안으로 관찰되는 손상의 유형을 분류하고 이에 대한 손상도면을 작성하였으며 일부 미시적인 부분에 대한 현미경 관찰을 실시하였다(Table 3).
대상 데이터
- P-XRF나 XRD로 분석이 어려운 청색과 흑색의 경우는 자외선-가시광선 분광 광도계(UV-Visible Spectrophotometer, UV-Vis)(Ocean Optics, USA)를 이용하여 총 9지점에 대해 추가 분석을 실시하였다. 광원은 DH-2000-BAL를 사용하였으며 백색 교정하여 200 ~ 850 nm 영역을 측정하였다. 채색 안료에 대한 반사 스펙트럼은 청색의 경우 쪽(藍), 흑색의 경우 먹을 채색한 직물의 표준 반사 스펙트럼과 비교하여 채색 안료의 종류를 확인하였다.
- 8, NanoBase, KOR)으로 구조를 분석하였다. 라만 분광분석의 광원은 830 nm에 20배율 렌즈(Olympus)를 사용하였다. 청색 채색층의 경우 안료의 혼합양상을 확인하기 위해 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM)(JSM-IT300, Jeol, JPN)과 에너지분산형X선분광분석기(Energy dispersive spectrometer, EDS)(X-MAXN , Oxford, GBR)을 이용하여 추가 분석을 실시하였다.
- 이때 분석 조건은 10∼40 kV에 80∼200 μA, Rh Target, 디텍터는 Silicon Drift Detector, Geochem 모드와 Soil 모드에서 80초를 측정하였다. 분석 대상 위치는 색에 따라 적, 황(금), 녹, 청 등으로 구분하여 총 73지점을 우선 선정하였으며 분석결과가 중복된 시료를 제외한 백 1지점, 흑 1지점, 적 4지점, 황 3지점(금속 1), 녹 3지점, 청 4지점으로 정리하였다.
- 은해사 괘불탱은 화면 중앙에 입상의 여래를 단독으로 배치한 독존형식의 괘불이다. 이 작품은 1750년에 보총(普總)과 처일(處一)에 의해 조성되었으며, 가로 554.8 cm, 세로 1,165.4 cm로, 약 60 cm 내외 크기의 비단 9매를 이어 제작하였다. 화기에는 제작연대와 제작자만이 적혀있기 때문에 두 기록 이외에 다른 정보를 확인할 수 없다.
데이터처리
- 밀도의 경우 현장에서 촬영한 현미경 이미지를 이용, 1 cm2 범위 안의 경사와 위사의 수를 계산하여 측정하였다. 각 섬유의 굵기는 디지털 이미지 측정 프로그램(Scalar imaging program)을 이용하여 3올씩 측정한 값의 평균치를 구하였다. 또한 바탕직물 노출 부분에서 채취한 섬유를 마운팅하여 측면과 단면을 실체현미경(Zeiss Axio Imager A2m, Carl Zeiss, DEU)으로 관찰하여 섬유의 종류를 식별하였다.
성능/효과
- UV-Vis 분광 광도 분석 결과(Figure 2) 흑색으로 채색된 극락조, 눈동자, 눈동자는 모두 약 200 nm대에서 반사도가 증가 후 감소하며, 400 nm대 이후 일직선에 가까운 반사 스펙트럼을 보인다. 이는 먹의 반사 스펙트럼 패턴과 유사한 형태로 먹의 사용을 추정해 볼 수 있다.
- 바탕화면에 사용된 직물은 견섬유의 특징을 보였으며, 경사 2올이 한 조로 위사 1올이 경사 사이로 교차하는 변화평직으로 된 제직 특성과 밀도가 성글며, 경위사의 굵기가 가는 특징을 통해 평견직물 중 고급직물이었던 초(綃)를 사용한 것으로 확인되었다. 초(綃)는 고대부터 알려진 평견직물로서 설문(設文), 광운(廣韻), 옥편(玉篇)등의 중국 문헌에서 생사로 짠 견직물로 언급되었으며 우리나라의 삼국유사(三國遺事)와 고려사에서는 복식류와 함께 교역품, 하사품, 회화류 등에 사용된(Sim, 2002) 고급 직물로 보고 있다.
- , 2019). 분석 결과 은해사 괘불탱의 경우 왕실과 관련이 있을 것으로 추정되는 법주사 괘불탱과 같이 연백을 단독으로 사용한 것으로 확인된다.
- 이러한 황색 원료를 정확히 확인하기 위해서, 회장 범자의 황색의 현미경 사진과 최대한 비슷한 박락된 황색 시편을 선택하여 라만분광분석을 실시하였다. 분석 데이터를 국내에서 시판되고 있는 등황(謄黃, Gamboge)의 분석 결과와 비교한 결과 황색 시료와 등황 표준 시료에서 1590 cm-1 부근에서 동일한 피크가 동정되어 황색의 원료는 유기 염료의 일종인 등황으로 확인되었다(Lee et al., 2019).
- 상태조사 결과 기존의 보존처리 흔적과 습해, 화면 꺾임, 직물 및 안료의 박락이나 변색, 반점 등이 발생하였으며 특히 상단부분이 하단부분에 비해 손상 정도가 심한 상태로 나타났다. 2009년에 보존처리가 이루어진 결과(Youngcheon-si et al.
- 색별 채색 안료의 분석 결과 공통적으로 사용되는 안료와 특정 부위에 제한적으로 사용한 안료의 양상을 확인할 수 있었다. 우선 백색 계열의 경우를 보면 공통적으로 납을 주성분으로 하는 연백이 사용된 것으로 확인되었다.
- 섬유의 측⋅단면 형태를 관찰한 결과, 꼬임이 없는 매끄러운 형태의 측면과 끝이 둥근 삼각형 모양의 단면을 갖는 견섬유의 특징이 관찰되었다.
- 흑색 계열은 아미타불의 눈동자 및 눈자위, 극락조의 날개, 윤곽선 등에 사용되었다. 이 중 극락조의 날개의 성분 분석 결과 바탕 성분의 납(Pb)과 섬유의 칼슘(Ca) 이외에 별도의 흑색을 지시하는 성분은 검출되지 않고 현미경 상에서도 특정 입자가 관찰되지 않는 것으로 보아 탄소 (C)를 주성분으로 하는 먹(墨)이 사용되었을 것으로 추정된다(Table 5B, 6B). 흑색 안료의 경우 비파괴 분석으로는 정확한 원료 물질의 확인이 어렵고, 정밀 분석을 위해서는 다량의 시료가 필요한 한계가 있다.
- 이 중 아미타불 군의 띠에 대한 분석 결과 납(Pb)이 주성분으로 검출되고(Table 5A, 6A), 수습한 시료의 XRD 분석 결과에서 염기성 탄산납인 수백연광[Hydrocerussite, Pb2(OH)2CO3)]이 동정되어(Figure 1) 연백(Lead white, 2PbCO3⋅Pb(OH)2)을 사용한 것으로 추정된다.
- 이의 검증을 위해 아미타불 얼굴 근처에서 수습한 시료의 경우 라만 분석결과 254 cm-1과 284 cm-1 343 cm-1에서 특정 피크를 보이는데 이는 진사의 피크와 일치하는 결과이다(Figure 3C). 이상의 분석결과로 은해사 괘불탱의 입술의 적색은 진사(辰砂, Cinnabar, HgS)만 사용한 단일색일 가능성이 있다고 판단된다. 이러한 결과는 통도사 괘불탱(Lee et al.
- 이상의 연구 결과로 은해사 괘불탱의 의미, 보존상태 및 재료적 특성에 대해 확인할 수 있었다. 은해사 괘불탱의 보존관리를 위한 자료의 제공과 함께 다른 괘불탱과의 비교 연구로 조선시대 회화연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 여겨진다.
- 대의에 사용된 청색은 백색과 남색, 투명한 청색 입자들이 관찰되었으며 주성분이 규소(Si), 납(Pb), 칼슘(Ca), 칼륨(K), 구리(Cu), 코발트(Co) 등이 검출되어(Table 5P, 6P) 연백, 유기염료, 회청(Smalt), 석청 등 다양한 청색 안료를 사용한 것으로 추정된다. 이에 청색 안료층의 분포 양상을 확인하기 위해 표면에서 탈락된 안료층의 단면에 대해 SEM-EDS 분석을 실시한 결과 하층의 밝은 입자는 납(Pb)성분이 높게 검출되므로 연백으로 확인되며 상층의 깨진 유리형태의 입자는 포타슘(K), 코발트(Co), 비소(As), 바륨(Ba) 등의 성분이 검출되는 것으로 보아 바륨-포타슘 유리계의 회청임을 알 수 있다(Table 7). 이를 통해 청색 안료층의 경우 발색을 높이기 위해 바탕층에 연백을 중심으로 한 백색 층을 구성하고 그 위에 회청 중심으로 청색을 채색하는 중첩 채색법을 사용한 것으로 볼 수 있다.
- 따라서 아미타불 대의 문양의 황색은 석황(Orpiment, As2S3)으로 추정된다.회장 범자에 사용된 황색에서 납(Pb)이 주성분으로 검출되었으며, 색상과 관련된 특정 발색 원소는 확인되지 않았다(Table 5H, 6H). 현미경상에서 바탕층의 백색과 황색층이 단차를 두고 확인이 되는 것으로 보아 유기염료의 발색을 높이기 위해 바탕층에 연백을 채색하고 유기염료를 중첩 채색한 것으로 추정된다.
후속연구
- 이상의 연구 결과로 은해사 괘불탱의 의미, 보존상태 및 재료적 특성에 대해 확인할 수 있었다. 은해사 괘불탱의 보존관리를 위한 자료의 제공과 함께 다른 괘불탱과의 비교 연구로 조선시대 회화연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 여겨진다.
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