1. 서 론
현재 우리나라의 지정 문화재 중 지류·섬유류 문화재는 전체 문화재 중 약 36%를 차지하고 있다. 이들 문화재는 대부분 대량으로 소장처에 보관되거나 개인 소장품으로 보관되고 있다.1) 지류문화재는 형태에 따라 서책, 동양화, 병풍, 족자, 두루마리 등 그 종류가 매우 다양한데, 대부분의 지류문화재의 근간이 되는 것은 바탕재료인 종이와 기록재료인 먹이나 안료이다.
먹이 최초로 사용된 시기는 중국 한나라의 초기로 기원전 25-220년 후한시대에 오늘과 같은 고체 먹을 만들어 사용하기 시작하였다고 알려진다.2) 그러나 종이와 마찬가지로 먹이 우리나라에 언제 전래되었는지에 대한 정확한 연도는 알려져 있지 않다. 다만 고구려시대에 송연먹을 당나라에 세공으로 바쳤다는 기록이 명나라 도종의의 철경록에 나오고, 고구려 고분 모두루묘지가 발견된 경내의 전실정면 상벽의 사경체 묵서가 있는 것으로 보아 삼국시대에 먹이 성행했다는 것을 알 수 있다.3)
먹은 서책뿐만 아니라 회화에 있어 종이와 더불어 필수불가결한 재료임에도 불구하고 먹의 제조법 및 적용에 관한 연구와4-6) 특성 및 조성 분석에 관한 연구는7-12) 일부 이루어졌으나, 먹이 유물에 미치는 영향과 같은 지류 문화재의 보존과 관련된 연구는 지금까지 전무한 실정이다. 지류문화재 보존과 관련하여 서양에서는 필기 재료로 사용한 청색 잉크에 의한 지류유물의 손상이 심각한 문제가 되고 있다. 그러므로 같은 서사재료로 사용되고 있는 송연먹, 유연먹 같은 전통먹과 현재 사용이 일반화 되어 있는 현대먹인 액상 먹이 기재인 전통한지와 개량한지의 열화에 미치는 영향에 대한 연구가 절실한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 먹의 종류가 한지의 열화에 미치는 영향을 구명하기 위하여 송연먹, 유연먹 및 액상 먹 3종을 전통한지와 개량한지에 도포하고 습식인공열화와 자외선 인공열화를 실시하여 먹과 한지의 종류에 따른 열화 특성을 비교분석하여 실제 지류문화재 보존처리에 필요한 기초자료 제공과 아울러 현재 제작되고 있는 서책 및 회화작품의 열화 정도를 평가할 수 있는 기법을 제시코자 하였다.
2. 재료 및 방법
2.1 공시재료
2.1.1 한지
공시 한지는 현재 시판되고 있는 개량한지와 전통한지 2종을 20×20 cm 크기로 재단하여 사용하였으며, Table 1에 한지 및 시료의 특성을 나타냈다.
Table 1.
Characteristics of Hanji samples
2.2 방법
2.2.1 먹물 제조
액상 먹은 원액을 사용하였으며 막대 형태인 송연먹과 유연먹은 균일한 먹물의 제조를 위하여 자동 먹갈이 기계(진화연)를 이용하였으며, 증류수를 가하여 액상 먹과 동일한 고형분 함량 3%가 되도록 제조하였다.
2.2.2 아교 포수지 제작
공시 아교(우교, (주)덕영) 12 g을 증류수 200 mL에 넣어 2-3시간 불린 후 중탕으로 완전히 녹여 아교액을 제조하였다. 아교액이 60-70°C로 식었을 때, 명반 4 g을 첨가하여 교반하여 용해시킨 다음, 25°C에서 도포하였다. 아교액은 7치(약 21 cm) 아교포수용 붓으로 공시 한지에 1회 도포한 후 실내에서 자연건조 하였다.
2.2.4 촉진열화
습식열화는 항온항습기(성찬과학, SC-THSC 252R1, 252L), 광열화는 가속열화시험기(QUV/SE)를 이용하여 Table 2와 같은 조건으로 실시하였다.
2.2.6 광학적 특성
열화 처리에 따른 한지의 색상변화를 색차계(Elrepho 071/070)를 이용하여 CIE Lab. 색공간에 따른 L*, a*, b* 값을 측정하고, 다음 식을 이용하여 색차 ΔΕ를 계산하였다. ΔΕ 값에 따른 색 변화 정도를 Table 3에 나타냈다.
Table 3.
List of color difference
| ΔΕ | Degree of sensory perception |
|---|---|
| 0.0-0.5 | Trace |
| 0.5-1.5 | Slight |
| 1.5-3.0 | Noticeable |
| 3.0-6.0 | Appreciable |
| 6.0-12.0 | Much |
| Over 12.0 | Very much |
3. 결과 및 고찰
3.1 평량 변화
Fig. 1은 아교포수 처리 전후 개량한지 및 전통한지의 먹 도포에 따른 평량 증가율을 나타낸 것이다. 아교포수 미처리 한지의 경우 개량한지에 비해 전통한지의 평량 증가율이 약 1% 정도 높게 나타났다. 이것은 전통한지의 평량이 개량한지에 비해 높은 것에 기인하는 것으로 판단된다. 아교포수 처리 여부에 따른 평량 증가율의 변화는 아교포수 처리 시료가 아교포수 미처리 시료에 비해 낮게 나타났다. 이것은 아교포수 처리가 한지의 섬유간 공극 충전뿐만 아니라 사이징 효과를 발휘하여 먹물의 흡수를 방해하였기 때문인 것으로 판단된다. 먹의 종류에 따른 평량 증가율은 액상 먹이 가장 높게 나타났으며, 송연먹과 유연먹 간에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 도포한 먹물의 입도 및 점도2,6,8)와 관련이 있는 것으로 판단된다.
Fig. 2 및 Fig. 3은 습식열화 및 광열화 처리에 따른 시료의 평량 변화 결과를 나타낸 것이다.
습식열화 처리에 의한 전통한지와 개량한지 간의 평량 감소율 차이는 미미하였으며, 아교포수 처리시료가 미처리 시료에 비해 약 3배 정도의 높은 평량 감소율을 나타냈다. 이러한 결과는 습식열화 시 한지뿐만 아니라 아교포수 액 및 먹물에 포함된 휘발성 분해물질의 감소에 기인하는 것으로 판단된다. 먹의 종류에 따른 평량 감소율은 아교포수처리 유무에 관계없이 액상 먹이 가장 높았으며, 아교포수 미처리 시료는 유연먹, 처리 시료는 송연먹의 평량 감소율이 다소 높게 나타났다.
광열화 처리에 따른 평량 감소율은 습식열화와 동일하게 아교포수 처리 시료가 미처리 시료보다 높은 평량 감소율을 나타냈다. 한지의 종류에 따른 평량 감소율은 전통한지가 개량한지에 비해 높게 나타났다. 이는 표백 개량한지에 비해 미표백 전통한지가 광열화 시 조사되는 자외선에 의해 분해되는 물질의 함량이 높기 때문인 것으로 판단된다. 먹의 종류에 따른 평량 감소율은 아교포수 처리에 관계없이 액상 먹이 가장 높았으며, 아교포수 처리 시료에서는 송연먹의 평량 감소율이 다소 높게 나타났으나 미처리 시료에서는 송연먹과 유연먹 간의 차이는 미미하였다.
전반적으로 평량 증가율이 가장 높았던 액상 먹 처리 시료와 아교포수 시료의 평량 감소율이 열화 방법에 관계없이 높은 값을 나타냈다. 아교포수 미처리 시료에서는 광열화가, 아교포수 처리 시료에서는 습식열화가 높은 평량 감소율을 나타냈다.
3.2 광학적 특성 변화
3.2.1 원지 및 아교포수 한지
한지 원지 및 아교포수 한지의 열화처리에 따른 색상 변화를 Table 4에 나타냈다.
Table 4.
Color changes of base and gelatin sizing Hanji by accelerated aging
습식열화 시간이 증가할수록 모든 지종에서 명도를 나타내는 L* 값이 감소하고 b* 값이 증가하여 황색 기미가 짙어지는 것으로 나타났으며, 색차는 증가하는 경향을 나타냈다.
한지의 종류에 따른 색상 변화는 개량한지 및 전통한지 모두 아교포수 시료의 색차가 미처리 시료에 비해 크게 나타나 아교포수가 한지의 색상 변화에 미치는 영향이 큰 것으로 판단된다. 아울러 개량한지가 전통한지에 비해 색차가 크게 나타났다. 이러한 결과는 개량한지 제조시 실시하는 원료의 표백처리가 색상 안정성을 저해하기 때문인 것으로 판단된다.
광열화에 의한 한지의 색상변화는 습식열화와는 다른 경향을 나타냈다. 개량한지의 경우 아교포수 유무와 관계없이 열화시간이 증가할수록 L* 값이 감소하고 b* 값이 증가하여 황색 기미가 짙어지는 경향을 나타낸 반면, 전통한지는 아교포수 유무와 관계없이 열화시간이 증가할수록 L* 값이 증가하고 b* 값은 미미하게 증가하여 색상이 밝아지는 경향을 나타냈다.
한지의 종류에 따른 색상 변화의 경우, 개량한지는 아교포수 시료의 색차가 미처리 시료보다 크게 나타났으나 전통한지는 아교포수 시료의 색차가 미처리 시료보다 적게 나타나 아교포수가 전통한지의 색상 안정성에 기여하는 것으로 판단된다.
열화방법에 따른 한지의 색상 변화는 아교포수 미처리 전통한지를 제외한 모든 시료에서 습식열화가 광열화보다 높은 색차 값을 나타냄으로서 습식열화가 광열화보다 한지의 색상 안정성에 악영향을 미치는 것으로 판단된다.
한지에 대한 아교포수는 습식열화 및 광열화 모두에서 색상 안정성이 불량한 것으로 나타났으며, 전반적으로 전통한지의 열화에 대한 색상 안정성이 개량한지에 비해 우수한 것으로 나타났다.
3.2.2 먹 도포 한지
촉진열화 처리에 따른 먹 도포 한지의 광학적 특성 변화를 Table 5와 6에 나타냈다.
먹의 종류에 따른 색상변화 측정 결과, 명도 값을 나타내는 L* 값은 유연먹, 송연먹, 시판 액상 먹의 순으로 나타나 유연먹이 가장 밝은 색을 띄는 것으로 확인되었지만, 공시 먹 3종의 색상 차이는 육안식별이 되지는 않는 미미한 수준이었다. 아교포수 먹 도포 한지의 색상변화는 아교포수 미처리 시료와 동일한 L* 값 변화경향을 나타냈으며, 그 차이 역시 미미한 수준이었다.
Table 5.
Color changes of which applied Chinese ink to Hanji by accelerated aging
Table 6.
Color changes of which applied Chinese ink to gelatin sizing Hanji by accelerated aging
Fig. 4와 Fig. 5에 먹 도포 개량한지 및 전통한지의 습식열화 처리에 따른 색차변화를 나타냈다.
한지의 종류, 아교포수 유무 및 먹의 종류에 관계없이 전반적으로 색변화가 크지 않은 것으로 나타났다. 이는 먹이 습식열화에서도 광학적 특성의 변화가 적어 안정성이 우수하다는 것을 의미한다.
먹 도포 개량한지 및 전통한지의 광열화 처리에 따른 색차변화를 Fig. 6과 Fig. 7에 나타냈다.
시판 액상 먹과 유연먹의 경우 광열화에 따른 색변화는 크지 않았다. 그러나 전통한지에 송연먹을 도포한 시료의 경우, 광열화 72시간 후 ΔΕ 값이 1.74로 나타나 공시 먹 3종 중 송연먹이 광열화에 가장 취약한 것으로 분석되었다.
아교포수 먹 도포 한지의 색차 분석 결과, 아교포수 미처리 시료보다 색변화가 큰 것으로 나타났다. 이는 아교포수가 먹의 열화에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 아교포수 미처리 시료와 동일하게 전통한지에 송연먹을 도포한 시료의 색변화가 가장 큰 것으로 나타났다. 따라서 송연먹이 광열화에 대한 안정성이 가장 떨어지는 것으로 확인되었다.
3.3 강도 특성 변화
3.3.1 내절강도
종이의 열화정도를 평가하는 방법으로 내절도를 측정하는 방법이 이용되어져 왔으나 한지의 경우 양지에 비해 편차가 크다는 문제점이 있다. 먹 도포 개량한지 및 전통한지의 습식열화 처리에 따른 내절강도 감소율을 Fig. 8과 Fig. 9에 나타냈다.
아교포수 미처리 개량한지 및 전통한지 모두에서 전반적으로 먹을 도포하지 않은 시료에 비해 먹을 도포한 시료의 내절강도 감소율이 낮게 나타나 먹을 도포하는 것이 열화에 보다 안정적인 것으로 판단된다. 이는 먹에 포함되어 있는 탄소 및 아교 등의 성분이 첨가제 및 접착제의 역할을 하여 열화 안정성에 기여한 것으로 판단된다.
먹의 종류에 따른 내절강도 감소율 분석결과 전통한지 및 개량한지 모두에서 유연먹을 도포한 시료의 감소율이 가장 낮은 것으로 나타나 유연먹이 습식열화에 보다 안정적인 것을 확인 할 수 있었다.
아교포수 개량한지 및 전통한지의 내절강도 감소율 분석결과 한지와 먹의 종류에 관계없이 열화 15일 경과 후 내절강도가 90% 이상 감소되는 것으로 나타나났다. 이것은 아교포수 미처리 한지와 비교했을 때도 매우 큰 강도 감소율을 보이는 것으로, 아교포수 시 아교액에 포함된 명반이 열화작용을 촉진시키는 것으로 판단된다. 전통한지는 열화 30일 후에는 내절강도 감소율이 99%로 개량한지보다 높은 강도 감소율을 나타났다.
Fig. 10과 Fig. 11에 광열화에 따른 개량한지 및 전통한지의 내절강도 감소율을 나타냈다.
아교포수 미처리 광열화 개량한지 및 전통한지의 내절강도 감소율은 유연먹을 도포한 시료의 내절강도 감소율이 가장 작아 안정성이 우수한 것으로 나타났다. 먹을 도포하지 않은 개량한지의 경우 열화 72시간 경과 후 내절강도 감소율이 72.9%로 먹을 도포한 시료보다 30% 이상 내절강도가 더 감소하였다. 따라서 먹의 도포가 광열화를 억제하는 것으로 판단된다. 지종에 따른 감소율은 개량한지가 19.4-72.9%인 반면, 전통한지는 3.7-44.5%로 개량한지에 비해 전통한지가 광열화 안정성이 뛰어난 것으로 나타났다. 이는 화학약품에 의한 증해 및 표백을 하는 개량한지와 달리 잿물과 천연표백을 실시하는 전통한지의 제조법에 기인하는 것으로 판단된다.
아교포수 개량한지 및 전통한지는 아교포수 미처리 시료와 달리 송연먹을 도포한 시료의 내절강도 감소율이 가장 적은 것으로 나타나 송연먹의 광열화 안정성이 우수한 것으로 평가되었다. 지종에 따른 감소율은 전통한지가 개량한지에 비해 낮게 나타나 전통한지의 광열화 안정성이 높은 것을 확인할 수 있었다.
3.3.2 Zero-span 인장강도
최근 종이의 열화정도를 평가하는 방법으로 zero-span 인장강도를 측정하는 방법이 이용되고 있다. 먹 도포 개량한지 및 전통한지의 습식열화에 따른 zero-span 인장강도 감소율을 Fig. 12와 Fig. 13에 나타냈다.
섬유 자체 강도를 나타내는 zero-span 인장강도의 경우, 열화 후 강도가 크게 저하되었던 내절강도와는 달리 강도 감소율이 적었으나 전반적으로 강도가 저하되는 경향을 나타냈다. 따라서 열화처리에 의한 한지의 강도 감소는 섬유자체의 강도 감소보다 섬유간 결합에 의한 강도 감소와 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.
아교포수 미처리 시료의 zero-span 강도를 측정한 결과, 개량한지는 송연먹을 도포한 시료가, 전통한지의 경우 유연먹을 도포한 시료의 강도 감소율이 가장 낮아 습식열화에 대한 안정성이 양호한 것으로 나타났다.
아교포수 개량한지 및 전통한지의 zero-span 인장강도 감소율 분석결과, 아교포수 미처리 개량한지의 강도 감소율이 1.4-24.7%인 반면, 아교포수 개량한지의 강도 감소율은 14-25%로 아교포수 한지의 강도 감소율이 더 높은 것으로 나타났다. 이는 내절강도와 동일한 결과로 아교포수 처리가 한지 열화에 악영향을 주는 것으로 판단된다. 또한 아교포수 유무와 관계없이 개량한지에 비해 전통한지의 강도 감소율이 높은 것으로 나타났으며, 특히 아교포수 전통한지의 강도 감소율이 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 화학약품 증해 및 표백공정을 거쳐 비교적 순수한 셀룰로오스로 구성된 개량한지에 비해 전통한지는 잿물 증해와 천연표백으로 헤미셀룰로오스 및 펙틴과 같은 물질을 상대적으로 많이 함유하고 있기 때문에 강도 자체는 높지만 강도 감소율이 높게 나타난 것으로 판단된다.
광열화에 따른 개량한지 및 전통한지의 zero-span 인장강도 감소율을 Fig. 14와 Fig. 15에 나타냈다.
Fig. 14.
Decreasing rate of zero-span tensile strength of conventional Hanji by UV irradiation aging.
아교포수 미처리 시료의 zero-span 인장강도 감소율은 지종에 관계없이 유사한 경향을 나타냈으나 전통한지는 습식열화와 광열화가 비슷한 강도 감소율을 나타냈다. 먹의 종류에 따른 zero-span 인장강도 감소율은 지종에 관계없이 시판 액상 먹을 도포한 시료의 감소율이 높게 나타나 열화 안정성이 불량한 것으로 판단되나 그 차이는 미미하였다.
아교포수 개량한지 및 전통한지의 zero-span 인장강도 감소율은 지종에 관계없이 유사한 경향을 나타냈으며, 아교포수 유무에 따른 차이도 크지 않았다. 먹의 종류에 따른 zero-span 인장강도 감소율은 지종에 관계없이 시판 액상 먹을 도포한 시료의 감소율이 높게 나타났으나 그 차이는 미미하였다. 지종과 아교포수 유무에 관계없이 시판 액상 먹 도포 시료의 광열화에 따른 zero-span 인장강도 감소율이 높게 나타나 시판 액상 먹의 열화 안정성이 불량한 것으로 조사되었다.
4. 결 론
먹의 종류가 한지의 열화에 미치는 영향을 구명하기 위하여 아교포수 및 미처리 개량한지와 전통한지에 송연먹, 유연먹 및 액상 먹을 도포하고 습식열화와 광열화를 실시하여 한지의 물성변화를 비교분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
먹의 종류에 따른 평량 증가율은 액상 먹이 가장 높게 나타났으며, 송연먹과 유연먹 간에는 차이가 없는 것으로 나타났다.
열화처리에 따른 평량 감소는 열화 방법에 관계없이 전반적으로 평량 증가율이 가장 높았던 액상 먹 처리 시료와 아교포수 시료에서 높게 나타났다. 아교포수 미처리 시료에서는 광열화가, 아교포수 처리 시료에서는 습식열화가 높은 평량 감소율을 나타냈다.
원지 및 아교포수 시료의 열화처리에 따른 색상 변화 분석결과, 원지의 경우 습식열화에 대한 열화 안정성이 불량하였고, 열화법에 관계없이 아교포수 한지의 안정성이 가장 불량한 것으로 나타났다. 한지의 종류에 따른 열화 안정성은 열화법에 관계없이 전반적으로 전통한지가 개량한지보다 우수한 것으로 나타났다.
먹 도포 한지 시료의 열화처리에 따른 색상 변화를 분석한 결과 지종, 먹의 종류 및 열화 법에 관계없이 육안 구분이 불가능한 수준으로 안정성이 우수하였다. 전반적으로 열화에 대한 안정성은 유연먹이 가장 우수하고 송연먹이 가장 불량한 것으로 나타났다.
내절강도 측정 결과, 전반적으로 먹 도포 시료의 내절강도 감소율이 낮게 나타났다. 아교포수 한지의 강도 감소율은 지종, 열화법에 관계없이 높았으며, 특히 습식열화에 매우 취약한 것으로 나타났다. 지종과 열화법에 관계없이 아교포수 미처리 시료에서는 유연먹이, 아교포수 시료에서는 송연먹의 열화 안정성이 우수한 것으로 나타났다.
Zero-span 인장강도 측정 결과, 습식열화 및 광열화의 처리 시간이 증가할수록 강도 감소율이 증가하였다. 아교포수, 습식열화, 전통한지 및 시판 액상 먹 도포 시료에서의 zero-span 인장강도 감소율이 높게 나타났으나 그 차이는 크지 않았다.
먹의 종류가 한지의 열화에 미치는 영향을 종합할 때, 개량한지, 아교포수, 현대 먹인 액상 먹이 색상 변화, 강도 감소 등 한지의 열화 특성에 미치는 영향이 전통한지, 아교포수 미처리, 송연먹 및 유연먹과 같은 전통 먹에 비해 큰 것으로 나타났다.
