1. 서 론
한지는 “우리나라에서 생산되는 닥 섬유를 주원료로 하여 우리나라 고유의 초지기술에 따라 제조된 전통 종이”로 정의한다.1) 우리나라에 제지기술이 도입된 시기는 삼국시대로, 이후에는 한반도의 토착 섬유 원료들을 사용하여 우수한 품질의 종이를 제조하여 왔다. 실제로 통일신라 시대에는 세계 최고의 목판 인쇄본인 무구정광대다라니경(無垢淨光大陀羅尼經)을 통해 닥 섬유를 이용한 우수한 품질의 종이를 생산하였다는 것이 역사적, 서지학적으로 인정되고 있다. 또한 고려시대에는 불교가 국가적 종교로 승격되어 ⌜팔만대장경(八萬大藏經)⌟, ⌜속장경(續藏經)⌟ 간행 등 인경사업이 활발해지고,2) 중국과의 교역 물품에 한지가 필수가 되면서 한지의 수요가 증가하였고, 한지 제조기술이 더욱 발전하였다. 조선시대에 들어서면서는 활자 주조가 활발하게 이루어짐에 따라 간행물을 인쇄하기 위한 종이의 수요가 증가하였으며, 이에 따라 태종 15년에는 국영 조지소를 설치하였고, 세조 12년에는 조지서를 설치하여 나라에서 필요한 종이를 생산하였다. 조지서를 통해서 충분한 양의 종이를 확보하고, 원료 조달, 종이 규격화, 품질 개량 등을 실시하여 종이 문화가 크게 발달하였지만, 구한말에 이르러서는 서양식 기계로 제조한 종이가 수입되어 종이를 한지와 양지로 구분하게 되었으며, 조지서는 임진왜란으로 인해 파괴되어 관영지소로서의 기능을 수행하지 못하게 되었다. 그럼에도 불구하고, 몇몇 한지 제조 공방에서는 계속해서 가내수공업을 통해 전통한지를 초지하며 한지 문화를 유지하고 전승해 왔다. 현대에 들어서면서 이러한 전통한지를 제조하는 지장에 대한 관심이 증가하였고, 문화재청에서는 중요무형문화재 ‘한지장’ 지정을 실시하며 한지 문화의 전승이 지속되고 있다.2)
이렇듯 한지는 선조들의 과학기술과 장인정신의 집약체로 일상생활에서의 기록을 위한 도구와 공예 도구로 사용되어 우리나라의 역사와 문학, 문헌, 그림 등 오랜 기간의 수많은 문화가 한지에 기록되어 왔고, 지속적으로 그 형태를 유지해 오고 있어 과거의 생활과 문화를 보여주고 있다. 한지는 현재까지도 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 우수한 보존성은 박물관, 미술관, 보존처리 기관 및 연구소 등에서 회화문화재 및 기록문화재의 보존 및 수복처리용으로 많이 사용되고 있으며, 해외에서도 보존처리용으로 한국의 전통한지 사용 사례가 증가하고 있다.
이처럼 우리나라 전통 한지는 보존성, 내구성 등과 같은 다양한 특성을 가지고 있고, 역사적, 문화적으로도 가치를 지녔음에도 불구하고, 중국의 전통종이인 선지와 일본의 전통종이인 화지와 달리 아직 유네스코 인류무형문화유산에 등재되어 있지 않다. 선지와 화지는 이미 2009년, 2014년에 각각 유네스코 인류무형문화유산으로 등재되어 세계적인 관심을 받으며, 종이 문화를 보존하고 계승하기 위한 다양한 노력을 하고 있다. 따라서 우리나라의 고유한 문화유산인 한지 또한 그 우수성을 알리고, 한지 문화를 보존/계승하기 위해서는 한지 문화가 유네스코 인류무형문화유산에 등재되어야 할 필요성이 있다고 판단된다. 이를 위해 우리나라 전통 한지의 우수성을 과학적으로 입증할 근거를 마련하기 위한 선행 연구가 요구되어 왔다.
따라서, 본 연구에서는 초지 방법에 따른 한국과 중국, 일본 전통 종이의 광학적 특성, 강도적 특성, 표면 특성 등의 분석을 통해 전통 한지의 물리화학적, 광학적 특성을 상호 비교하고, 우리나라의 한지가 지니는 고유하고 우수한 특성을 입증하고자 하였다.
2. 재료 및 방법
2.1 공시재료
2.1.1 공시 종이
본 연구에서는 한국, 중국, 일본에서 제조된 전통 종이 14종을 공시재료로 사용하였다. 한지의 경우 보수지(외발, 쌍발), 홑지, 음양지, 안피지를 선정하였다. 또한 중국의 경우에는 닥지, 상피지, 면료지, 죽지를 선정하였고, 일본은 세키슈 반지, 미농지, 미서지, 우다지를 각각 선정하여 분석을 진행하였다. 각각의 공시 전통 종이는 문화재 보존 ‧ 복원 전문기관에서 사용하는 한지, 화지, 선지를 분양받았으며, 그 중 각국 전통 종이의 특징을 검토하여 시료를 선정하였고, 제법 및 두께, 평량, 밀도를 분석하여 Table 1에 나타냈다.
Table 1.
Information of traditional paper samples
2.2 실험방법
2.2.1 광학적 특성 분석
전통 종이의 광학적 특성을 관찰하기 위해 분광분석기 (Elrepho type spectrometer, L&W, Sweden)를 사용하여 KS M ISO 5631-2에 의거하여 L*, a*, b* value를 측정하였고, KS M ISO 2470-1에 의거하여 Brightness를 측정하였다.
2.2.2 강도적 특성 분석
전통 종이 14종의 기계적 특성을 평가하기 위해서 KS M ISO 1924-3에 의거하여 인장강도 측정기(tensile tester, L&W, Sweden)를 사용하여 인장강도를 측정하였으며, 결괏값은 인장지수로 나타냈다.
각 시료의 강도 측정은 시료의 발촉방향(LD) 및 발실방향(CD)으로 구분하여 측정을 실시하였다.
2.2.3 표면 특성
2.2.3.1 주사전자현미경 이미지 분석
주사전자현미경(FE-SEM, JEOL, Japan)을 이용하여 국가별 전통 종이의 표면을 관찰하였으며, 분석 전 시료의 표면은 백금으로 30 s 간 코팅하여 5 kV 전압에서 측정하였다.
2.2.3.2 지합 이미지 분석
국가별 전통 종이의 지합을 측정하기 위해 지합측정기(2D-F sensor, TechPAP, France)를 사용하였다. 지합은 광학적 방법을 이용하여 종이의 이미지를 촬영한 후, 플록의 분포를 분석하여 측정하였다.
2.2.3.3 Optitopo 이미지 분석
14종의 전통 종이의 거칠음도를 측정하기 위해 비접촉 광학측정 장비인 OptiTopo(L&W, Sweden)를 사용하였다. 종이의 양쪽에서 60° 각도의 빛을 입사하여 표면의 굴곡으로 인해 생긴 그림자의 길이를 측정하여 거칠음도를 측정하였으며, 거칠음도의 평균 값을 OSD(Optitopo surface deviation)로 나타냈다.3)
2.2.4 pH 특성
14종 전통 종이의 pH 특성을 평가하기 위해 평판 유리전극이 부착된 pH potable Meter(HI99171, HANNA Instruments, Korea)를 사용하여 종이의 표면 pH를 측정하였다.
3. 결과 및 고찰
3.1 광학적 특성
한국, 중국, 일본 전통종이의 광학적 특성을 평가하기 위해 L*, a*, b* value 및 백색도를 측정하였으며, 그 결과를 Table 2와 Fig. 1에 나타냈다.
Table 2.
Optical properties of traditional paper from Korea, China and Japan
각 국가별 전통 종이의 L*, a*, b* value의 경우, 국가별, 초지 방법별 뚜렷한 경향이 나타나지는 않았다. 다만, 대나무 섬유로 초지한 죽지인 #10 시료의 경우에는 b* value가 14종의 시료 중 가장 높은 값을 나타냈으며, 육안 관찰에 의해서도 다른 시료들의 경우 색상이 비슷하였지만, 그 중 죽지의 경우에만 노란색을 띄는 것이 관찰되었다. 이는 대나무 섬유 자체의 색상에 의해 영향을 받은 것으로 판단된다.
백색도는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 한지의 백색도가 중국, 일본의 전통종이보다 전반적으로 낮은 값을 나타냈다. 한지 시료 중 음양지의 백색도가 가장 낮게 나타났는데, 이는 한지 제조 시 일광 유수표백만 실시하고, 2장의 습지를 겹쳐 1장의 지층으로 형성된 음양지로 인해 나타난 결과로 판단된다. 한편, 중국 시료는 한지 시료보다 백색도가 다소 높게 나타났지만, 큰 차이는 없었으며 일본의 전통 종이 중 #13과 #14 시료인 미서지와 우다지의 경우 63.2%와 70%로 14종의 시료 중 가장 높은 결과를 나타냈다. 이는 미서지와 우다지는 종이를 제조하는 과정에 있어서 백토와 호분이 사용4)되기 때문에 백색도 또한 다소 높은 값을 나타낸 것으로 사료된다.
광학적 특성을 분석한 결과, 국가별 시료마다 유의미한 결과 및 차이가 나타나지는 않았다고 판단되며, 이를 통해 전통 종이의 초지 방법보다는 초지 시 사용한 섬유 원료 및 가공처리가 시료의 광학적 특성에 영향을 미치는 것을 확인하였다.
다만, 종이의 경우 시간이 경과함에 따라 분자량이 감소하며 산화 반응이 진행되는데, 이에 따라 종이의 변색을 유발하게 된다.5) 하지만 전통 종이의 경우 서화작품 제작 또는 보존 처리를 위한 배접지로서 자주 사용되기 때문에 열화에 따른 색 변화가 크지 않아야 한다는 점이 중요하다. 따라서 추후 연구에서는 종류별 전통 종이의 가속 열화에 따른 광학적 특성 변화를 살펴볼 필요가 있다고 판단된다.
3.2 강도적 특성
국가별 전통 종이의 강도는 평량이나 밀도 등에 의해 물리적 특성에 영향을 받기 때문에 한국, 중국, 일본의 전통 종이에 대한 발촉 및 발실 방향에서의 인장강도를 측정하고 각 전통 종이의 평량으로 나누어 인장지수6)로 환산하였다. Fig. 2에서 보는 바와 같이 #1-#6 시료인 한국의 전통 종이인 한지의 강도가 중국의 전통 종이의 강도보다 전반적으로 높게 나타났으며, 평량과 비교했을 때 일본의 전통 종이보다는 비슷하지만 다소 높게 나타났다. 특히 일본과 중국 전통 종이인 #7-#14 시료의 경우, 모두 CD 방향의 강도가 한지의 CD 방향 강도보다 낮은 결괏값이 관찰되었다. 이는 중국 선지의 경우 섬유 원료는 주로 청단 인피섬유를 사용하기 때문에 닥 섬유에 비해 섬유장이 짧고 섬유 폭이 좁은 섬유들을 사용하여 초지되었기 때문으로 사료되며, 상대적으로 분자량이 높은 순수 닥 섬유로 제조된 한지와 일본 전통종이 보다 낮은 강도 특성을 나타낸 것으로 판단된다.
또한, 중국과 일본의 전통 종이의 LD 방향과 CD 방향의 강도 차이는 한지 시료 중 외발뜨기를 사용하여 제조한 #1, #3, #4, #5 시료보다 높게 나타나 전통 한지의 섬유 배향성이 중국과 일본 전통 종이보다 상대적으로 양호함을 확인하였다. 이는 쌍발뜨기 기법으로 초지한 일본의 전통 종이에 비해 외발뜨기 기법으로 초지한 한지의 경우에서 앞 물질과 옆 물질을 통해 섬유가 여러 방향으로 움직여 일정한 두께를 가지면서도 가로와 세로 방향의 강도 간에 차이가 크게 나타나지 않기 때문인 것으로 판단된다.7)
14종의 전통 종이 중 특히 #5와 #6의 경우 인장지수가 높았으며, 그 중 #5 시료의 경우 초지한 습지를 바탕자리에 쌓을 때 2장을 서로 교차시켜 1장으로 초지한 음양지 제법에 따른 균일한 섬유 분포 및 두께 등에 의해 높은 강도적 특성을 나타낸 것으로 사료된다. 한편, #6 시료는 안피지로서 산닥나무 종류의 인피섬유를 이용하여 초지한 종이로 얇고 질기기 때문에 상대적으로 강도 특성이 높게 나타난 것으로 사료된다.
3.3 표면 특성
3.3.1 주사전자현미경(SEM) 이미지 분석
Figs. 3, 4에 14종의 전통 종이에 대한 주사전자현미경 이미지를 나타냈다. #1-#6 시료에 나타낸 바와 같이 한국의 전통 종이는 섬유의 폭이 두껍고 마디 결절 및 투명막 형태가 관찰되어 닥 섬유로 제조되었음을 확인할 수 있었고, 중국의 전통 종이의 경우 닥 섬유를 사용하지 않은 면료지와 상피지(#8-#9)의 경우 닥 섬유를 사용한 전통 종이에 비해 섬유 폭이 매우 좁게 나타났으며, 이러한 섬유의 특징이 강도 결과에 나타나 인장강도 물성이 상대적으로 낮은 것으로 판단된다.
일본의 전통 종이의 경우 한국의 전통 종이인 한지와 유사한 섬유폭을 보였으며 마디 결절이 관찰되었고, 특히 미서지(#13) 이미지에서는 호분이 관찰되었으며, 우다지(#14) 이미지에서는 백토 특성이 관찰되어 호분과 백토를 혼합하여 초지하는 미서지와 우다지의 전형적인 특징이 나타난 것으로 판단된다.
3.3.2 지합 이미지 분석
14종의 전통 종이에 대한 지합 이미지(Fig. 5)를 분석한 결과 전반적으로 선지의 경우 지합이 한지와 화지에 비해 LT 값이 높게 나타났다. 선지 시료의 LT 값은 각각 150.0, 98.3, 85.7, 78.5로 나타나 지합 상태는 좋지 않은 것으로 판단되었다. 이는 중국 선지는 평량 및 두께가 높은데 반해 한국과 일본 종이와 비슷한 밀도를 가지고 있어 종이 자체가 벌크한 특징을 가지기 때문인 것으로 판단된다.
또한 국내산 보수지 #1-#3을 비교해 보았을 때, 외발뜨기로 제조한 시료의 LT 값은 68.0, 62.7이었으며 쌍발뜨기로 제조한 시료는 76.4로, 외발뜨기 방식으로 제조한 한지가 쌍발뜨기 종이에 비해 균일한 지합을 나타내 외발뜨기가 균일한 지합을 형성하는 것으로 판단된다. 또한 일본 종이인 미서지와 우다지의 경우 고평량임에도 불구하고 LT 값이 57.9, 68.8로 균일한 지합을 나타냈으며, 이는 주로 문화재 복원, 보존용으로 사용되는 일본 전통종이의 우수한 품질 특성을 나타내는 요소이다.
3.3.3 Optitopo 이미지 분석
Fig. 6에는 한국, 중국, 일본의 전통 종이의 표면 거칠음도 결과를 나타냈다. 표면 거칠음도는 OSD 값으로 나타냈으며, 측정 결과 #11 시료를 제외하고 모든 시료의 결괏값에서 뚜렷한 경향성을 나타내지는 않았다. 단, 종이 밀도가 상대적으로 높았던 #11번의 화지의 경우 기타 다른 전통 종이 시료들에 비해 더 rough 한 것으로 나타났는데, 종이 표면 거칠음도는 섬유 원료나 초지 방식보다는 초지 후 종이의 건조 방식이나 도침 등의 가공공정에 더 많은 영향을 받을 수 있다고 판단된다.8) 따라서 추후 이와 관련한 추가 연구를 진행할 필요가 있다고 판단된다.
3.4 표면 pH 특성
한국, 중국, 일본의 전통 종이의 pH 측정값을 Fig. 7에 나타냈다. 전통 종이는 주로 서화문화재의 주 바탕재로 사용되기 때문에 종이의 품질과 관련한 핵심 기준 중 하나로 pH 값을 들 수 있을 만큼 중요한 특성 중 하나이다.
pH 측정 결과 값을 보면, #1-#6 시료인 한국의 전통 종이인 한지의 pH가 중국, 일본의 전통 종이보다 전반적으로 높게 나타났으며, pH의 범위가 대부분 7-8 사이로 중성을 띄었다. 이는 알칼리를 띄는 잿물을 이용한 증해 방법에 의한 것으로 판단되며, 특히 #1-#3의 보수지 시료의 경우 보존성이 우수한 문화재 보수, 복원용으로 제조되었기 때문에 7-8 사이의 중성 pH를 띄어 한지의 우수한 특성을 나타냈다.
반면, 중국의 닥지와 죽지, 일본의 세키슈 반지, 미농지의 경우 pH 값이 5-6 범위로 나타나 약산성을 띄었는데 이러한 결과는 추후 열화가 진행될수록 종이의 변색 및 노화 속도가 다른 전통 종이에 비해 빠를 것으로 판단된다.
4. 결 론
본 연구에서는 한국, 중국, 일본의 전통 종이 14종을 수집하여 광학적, 강도적 특성을 살펴보고, 현미경 분석, 지합 및 OSD 값 등의 표면 특성 분석을 통해 각국 전통 종이에 대한 특성 차이를 분석하였다.
광학적 특성 분석에서 전통 종이마다 유의미한 차이는 없었으며, 이는 각국의 전통 종이 초지 과정에 사용된 섬유 원료의 종류, 원료 처리법 등에 따른 공정 인자의 차이로 판단되었다. 인장강도 측정을 통해 닥 섬유를 원료로 초지한 종이에서의 강도 특성이 우수하였고 특히, 한국의 전통 초지법인 외발뜨기로 초지한 종이에서는 발실 방향과 발촉 방향의 기계적 강도 차이가 크지 않고 균일한 경향을 나타냈다. 현미경 기법으로 분석한 14종의 이미지를 통해 한지 제조에 사용된 섬유의 폭이 중국, 일본 전통 종이 제조에 사용된 섬유 보다 두꺼운 경향을 나타냈고, 이와 같은 섬유폭 차이가 종이 종류별 기계적 강도 특성과 상관성이 높았으며, 특히 한지의 섬유 분석에서는 닥 섬유의 전형적 특성인 마디결절이 관찰되었다. 한편, 표면거칠음도 특성을 상호 비교해 본 결과, 1종의 종이 시료를 제외한 나머지 종이 시료에서는 거칠음 특성의 두드러진 차이는 없었다. 반면, 종이의 화학적 성상 차이인 pH 분석에서 한지의 pH는 중국, 일본의 전통 종이보다 전반적으로 높게 나타났으며 중성 영역에 가장 가깝게 나타냈다.
본 연구에서는 우리나라의 전통 종이인 한지의 유네스코 등재를 위한 한중일 전통 종이의 기초자료로서 유네스코 인류무형문화유산으로 이미 등재된 중국 선지 및 일본 화지와의 초지 고유성을 확인하기 위해 시도되었다. 이를 통해, 초지 원료, 초지 방법, 종이의 가공 방법 등에 따라 각 3국의 지종과 상관없이 초지 방법의 차이를 확인하였다.
우리나라의 전통 종이인 한지는 장섬유인 닥 섬유로 구성되었음을 확인할 수 있었고, 발실 방향과 발촉 방향의 기계적 강도 차이가 적어 흘림뜨기 기법의 특이성을 확인할 수 있었다. 또한 각국의 전통 종이 특성은 한국, 중국, 일본에서의 초지 방법 차이와 상관없이 각 전통 종이 제조공방에서 다양한 초지 조건이 서로 상호작용하며 종이의 고유성에 영향을 미치게 되며, 각국의 전통 종이에 대한 품질 특성의 우수성 분석은 무의미한 시도로서 종이의 사용 목적, 용도, 기능에 따른 고찰이 중요함을 확인할 수 있었다.
