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J. Conserv. Sci > Volume 36(3); 2020 > Article
여수 진남관 상량문의 재질분석 및 보존처리

초 록

본 연구에서는 여수 진남관 보수 정비 사업 중 발견된 상량문(1965년 기록)을 중심으로 재질의 성분분석 및 보존처리를 수행하였다. 상량문은 금속함에 말아 보관되어 있었으며, 결손, 변색, 경화, 이물질에 의한 손상 등이 확인되었다. X-선 형광분석(XRF) 결과 구리(Cu)로 제작된 금속함에서 기인한 녹이 상량문 표면에 고착되어 있었다. 상량문 표면에 대해 적외선분광법(FT-IR)과 열분해-GC/MS(Pyrolysis-GC/MS) 분석을 실시한 결과 카르보닐기와 지방산 화합물 등이 확인되어 상량문 표면 유기물은 기름 성분으로 확인되었다. 섬유 동정 결과 닥나무 인피섬유가 사용된 것으로 판단된다. 성분분석 및 상태조사, 접착제 예비 실험 등을 바탕으로 보존처리 재료를 선정하였으며, 닥섬유지와 메틸셀룰로오즈 등을 이용하여 보강 후 부분적으로 배접하였다.

ABSTRACT

This research conducted a component analysis and conservation treatment of “Sangryang-mun,” a material which had been written in 1965 and was discovered during the repair project for “Jinnamgwan” in Yeosu. The “Sangryangmun” has been stored in a cylindrical metal storage; however, defects, discolorations, hardening, and damages caused by pollutants were found. Based on the XRF analysis, rust in the cylindrical metal storage, which was made of Cu, was stuck on the surface of the “Sangryangmun”. Using FT-IR and Pyrolysis-GC/MS analyses, carbonyl and compounds of fatty acids were detected; the organic material on the surface of the “Sangryangmun” was identified to have belonged to oil-based components. Therefore, it was presumed that the bast fibers of a mulberry was used in the paper. To determine the conservation materials, component analysis, condition survey, and preliminary test on adhesives were conducted. Moreover, the missing parts and partial linings were filled using mulberry-fiber paper, methyl cellulose, etc.

1. 서 론

여수 진남관은 조선시대 전라좌수영의 본영으로 삼은 진해루가 있던 자리로 정유재란 때 소실되었으나, 1599년 75칸의 단층 목조건물을 세워 진남관(鎭南館)으로 명명하였다. 이후 진남관은 1718년(숙종 44년) 중건하여 객사로 이용되었으며, 현재까지도 그 모습이 전해지고 있다. 또한 18세기의 건물이지만 현존하는 지방관아 건물로는 최대 규모이며, 학술적 예술적 가치가 뛰어나 1963년 보물 제324호로 지정되었다가 2001년 국보 제304호로 승격되었다(Park, 2010).
2015년부터 진행된 진남관 보수 정비 사업 중 지붕 해체 과정에서 발견된 상량문(上樑文)은 총 3점(비지정문화재)으로 1899년에 기록된 상량문 2점과 1965년에 기록된 상량문 1점이다. 상량문은 건물을 짓거나 중수할 때 공역 일시, 내력, 참여 인력 등을 적은 글로 상량문의 내용에 따라 창건 상량문, 중수 상량문, 중건 상량문 등으로 나눌 수 있다(Lee et al., 2002). 원래는 상량대에 붓글씨로 남겼으나 글귀가 많은 경우 종이나 비단 등에 써서 대나무⋅나무⋅구리 등의 통에 밀봉하고 그 통을 다시 판 홈 속에 넣어 밀봉하여 기록을 보관하도록 하였다(Encyclopedia of Korean Culture).
본 연구에서 다루고자 하는 상량문은 1965년에 작성되었으며 내용은 전라 좌수영 요충지로써 진남관의 연혁과 중요성에 대해 기록되어 있다. 비교적 근현대에 작성되었으나 함께 발견된 1899년 기록된 상량문 두 점과 비교할 때 손상이 심각한 상태였다. 상량문이 보관된 위치는 도리 밑을 받치는 기둥인 장여 부분이며, 목판상량문 뒤편에 금속함에 밀봉된 채 발견되었다. 또한 종이 표면은 반투명한 황색을 띠고 있어 표면 가공 처리한 종이가 사용된 것으로 추정되었다.
최근 진남관과 같이 중요 목조건조물에 대한 보수공사가 진행됨에 따라 상량문의 발견이 점차 증가하고 있다. 이러한 상량문은 당시의 생활상 및 건축사 등 기록학적으로 가치 있는 자료이다(Lee et al., 2002). 본 연구에서는 진남관 해체 과정에서 발견된 상량문 중 1965년 기록된 상량문을 대상으로 하여 과학적 분석을 통해 표면 가공 처리된 지류 유물의 분석 방법에 대한 연구와 함께 과학적 조사를 바탕으로 지류 유물의 적절한 보존처리 방법을 제안하고자 한다.

2. 분석 방법

2.1. 분석 대상

상량문은 보관되어있던 금속함에서 기인된 부식화합물이 표면에 고착되어 산화, 변색, 결손 등으로 손상이 심각한 상태였다. 또한, 육안 및 현미경 관찰 결과 상량문 표면 색상과 광택 등이 나타났으며, 상량문 작성 시 묵서의 번짐을 방지하기 위해 한지에 기름을 입혀 사용(Lee et al., 2002)하였다는 기존의 보고 등을 통해 가공된 종이가 사용된 것으로 추정되었다.
따라서 금속함과 지류 및 표면의 부식화합물에 대한 성분분석을 실시하였으며, 지류 표면의 가공 물질을 분석하기 위해 본 연구 대상인 상량문의 대조군으로서 한지에 들기름을 바른 유지(油紙)를 제작하여 비교 분석하였다(Shin, 2014). 제작된 유지의 일부는 상량문과 같이 열화가 진행된 상태를 재현하기 위하여 105℃의 열풍 건조기에서 144시간 동안 고온⋅건조 환경에 비교 시편을 노출시켰다(KS M ISO 5630-1). 즉 지류 표면 첨가물의 분석에는 상량문과 열화 전⋅후의 유지, 가공되지 않은 한지가 분석에 이용되었다.

2.2. 분석 방법

금속함의 동체부에서는 시료채취가 불가하였기에 휴대용 X-선 형광분석기(Olympus, DELTA, USA)를 이용하여 성분 분석을 실시하였다. 분석 조건은 40 kV, 80∼200 μ A, Rh Target, spot size는 15 mm이다. 또한, 금속함의 위⋅아래 부분을 밀봉시키기 위해 사용된 땜납 부위에 대해 주사전자현미경 성분분석(JEOL, JSM-IT300, JPN / X-MAX N, Oxford, GBR)을 실시하였다. 분석 조건은 20 kV, prob current 60, working distance는 10 mm이다.
지류 표면에 고착된 부식화합물의 성분분석은 해체 과정에서 수습된 미량의 시료를 이용하였다. 성분 분석에는 ED-XRF(Eagle Ⅲ-XXL, EDAX, USA)를 이용하였으며, 분석조건은 40 kV, 800 μ A, spot size 300 μ m이며, 진공환경에서 조사하였다.
적외선분광분석(FT-IR)은 다이아몬드 크리스탈의 ATR (Attenuated Total Reflection) 장치가 부착된 FT-IR(Nicolet iS5, Thermo Fisher Scientific, USA)를 이용하였으며, 측정 범위는 4,000∼600 cm-1이며 분해능은 4 cm-1, 스캔 횟수는 32회로 분석 조건을 설정하였다.
열분해-GC/MS(pyrolysis-GC/MS)분석 대상은 상량문 시료(0.14 mg), 열화된 유지 샘플(0.15 mg), 한지(0.16 mg)를 분석하여 비교하였으며, 유도체화를 위해 Tetramethy-lammonium Hydroxide solution[TMAH, 25 wt% in methanol, Sigma Aldrich, United States] 3 μ L을 이용하였다. 열분해장치(PY-3030D, Frontier Lab, JPN)의 온도 조건은 550℃에서 1분이었으며 가스크로마토그래피(Agilent technologies, 7890A, USA) 주입구는 280℃(분할비 1:20), 가스는 헬륨(99.999%)을 이용하여 분당 1.0 mL의 속도로 흘려주었다. 오븐은 40℃에서 3분간 유지 후 300℃까지 분당 10℃의 속도로 승온 시켰으며 최종 온도에서 10분간 정치하였다. 질량분석기(5975C, Agilent technologies, USA)는 트랜스퍼 라인 280℃, 이온 소스 230℃, 사중극자 150℃ 온도 조건이며 질량 범위는 m/z 33에서 800으로 설정하였다. 분석 결과는 NIST mass spectral library(NIST08, NIST, USA)를 이용하여 해석하였다.
섬유 정색 반응에는 Graff-C 염색법(KS M ISO 9184-4)과 사프라닌(Safranine)과 아스트라 블루(Astra blue) 시약을 이용한 이중 염색법(Jang, 2017)을 실시하였으며, 광학현미경(Nikon, Eclipse Ni-E, JPN / Leica, DE-DM R, GER)을 이용하여 관찰하였다.

3. 분석 결과

3.1. 금속함 및 지류 표면 성분 분석

X-선 형광분석기를 이용하여 금속함 동체부에 대한 성분분석 결과 구리(Cu) 성분이 100 wt%로 나타났으며, 그 외의 금속함을 제작하면서 포함되었을 것으로 추정되는 경원소는 비파괴 분석의 한계로 검출되지 않았다.
땜납 부위의 분석 결과 납(Pb) 약 60 wt%와 주석(Sn) 약 40 wt%가 검출되었다. 이와 같이 납-주석의 합금비를 가진 땜납은 약 220℃를 상회하는 온도에서 녹는다. 따라서 본 유물을 금속 봉에 넣은 후 현장에서 쉽게 밀봉하여 작업할 수 있다.
녹색의 이물질 부분의 성분 분석 결과 구리(Cu) 성분 함유량이 72.71 wt%로 매우 높게 나타나는 것으로 보아 금속함에서 기인하는 부식화합물이 지류 표면에 고착된 것으로 확인되었다(Table 2A). 이물질이 없는 지류 표면의 성분 분석 결과 구리(Cu)가 31.53 wt%, 칼슘(Ca)이 30.84 wt%로 나타났다. 가장자리 녹색의 이물질이 있는 부분과 비교하여 구리 함량이 낮게 나타났다. 육안으로는 금속 부식화합물이 보이지 않으나, 일부 구리 성분이 표면에 잔류하여 검출된 것으로 판단된다(Table 2B).
Table 1.
XRF and SEM-EDS analysis of metal storage and soldering part of cap
Samples Components(wt%)
remark
Cu Pb Sn Sb total
Metal rod 100.00 - - - 100.00 p-XRF
Soldering - 60.70 39.30 - 100.00 SEM-EDS
Table 2.
XRF analysis of the Sangryangmun surface
Samples Components(wt%)
Si P S K Ca Fe Cu Zn Pb total
A 1.77 1.89 7.18 1.78 7.45 0.75 72.71 0.9 5.56 100
B 9.51 10.02 11.09 9.69 33.03 1.74 24.91 - - 100

3.2. 지류 첨가물 분석

3.2.1. 적외선흡수스펙트럼 분석(FT-IR)

상량문과 열화 전⋅후의 유지 시편은 모두 기름 성분에서 특징적으로 나타나는 것으로 알려진 2923 cm-1, 2853 cm-1의 이중(doublet) 피크가 동일하게 나타났으며 1730 cm-1 부근에서 카르보닐기(carbonyl group)의 강한 피크가 확인되었다(Figure 1) (Raymond J. et al., 1990).
Figure 1.
FT-IR spectra (A) Sangryangmun, (B) Oiled paper replica sample(fresh), (C) Oiled paper replica sample(thermal degraded), (D) Hanji.
jcs-36-3-213f1.jpg
비교 시편 중 유지는 열화 후에 3010 cm-1의 작은 피크가 사라지며 2900 cm-1 부근의 이중 피크와 1730 cm-1 근처의 카르보닐기의 강도(intensity)가 줄어드는 것으로 확인되었다. 한지 비교 시편을 포함한 시편 4종 모두에서 공통적으로 확인된 스펙트럼은 작용기 영역 중 3330 cm-1 부근의 넓은 O-H stretching 밴드와 1500 cm-1 이하의 지문 영역이었다(Figure 1).

3.2.2. 열분해 가스크로마토 그래피 분석(Py-GC/MS)

상량문 시편은 nonanedioic acid, dimethyl ester(19번, azelaic acid, methyl ester), hexadecanoic acid, methyl ester(25번, palmitic acid, methyl ester), 9-octadecenoic acid (Z)-, methyl ester(26번, oleic acid, methyl ester) 그리고 octadecanoic acid, methyl ester(27번, stearic acid, methyl ester) 등 기름에서 특징적으로 검출되는 지방산 화합물이 다수 검출되었다(Figure 2, Table 3)(Colombini et al., 2009). 상량문 시편의 열분해 화합물을 한지 및 유지와 비교한 결과 유지와 상당수의 화합물이 동일하게 분석되는 것이 확인되었으며, 특히 대부분은 기름에서 유래하는 지방산 화합물이었다(Figure 2, Table 3). 한지에서 검출된 열분해 화합물은 방향족 화합물(7번, 9번, 16번 등), 알데히드(26번), 소량의 지방산(33번∼36번) 그리고 단당류 관련 화합물(42번)이 분석되었다. 특히 42번 화합물인 1,6-anhydro-β-D-glucose는 셀룰로오즈의 대표적인 열분해 화합물인 레보글루코산(levoglucosan)의 유도체화 화합물로 잘 알려져 있다(Bin et al., 2019).
Figure 2.
Pyrograms of (A) Sangryangmun, (B) Oiled paper replica sample(thermal degraded), (C) Hanji(Standard).
jcs-36-3-213f2.jpg
Table 3.
Pyrolysis products of Sangryangmun and replica samples(Peak number correspond to those in Figure 2)
Peak no. R.T. Compounds M.W. Sangryang mun Replica samples
Oil paper Hanji
1 7.65 2-propanol, 1,3-dimethoxy- 120 + +  
2 7.94 propane, 1,2,3-trimethoxy- 134 + +  
3 8.42 hexanoic acid, methyl ester 130 + +  
4 8.94 2-cyclopenten-1-one, 3-methyl- 96     +
5 10.00 6-heptenoic acid, methyl ester 142 + +  
6 10.17 1,2-cyclopentanedione, 3-methyl- 112     +
7 11.16 phenol, 2-methoxy- 124     +
8 11.84 octanoic acid, methyl ester 158 + +  
9 11.95 benzene, 1,2-dimethoxy-8 138 +   +
10 12.27 benzene, 1,4-dimethoxy- 138 +    
11 12.49 3,4-dimethoxytoluene 152 +    
12 13.33 nonanoic acid, methyl ester 172 + +  
13 13.37 hexanedioic acid, dimethyl ester 174   +  
14 13.45 benzene, 2-methoxy-4-methyl-1-(1-methylethyl)- 164 +    
15 14.1 benzene, 1-methoxy-4-(1-propenyl)- 148 +    
16 14.32 1,2,3-trimethoxybenzene 168 +   +
17 14.77 heptanedioic acid, dimethyl ester 188 +    
18 14.95 8-methoxyoctanoic acid, methyl ester 188 + +  
19 15.07 1,2,4-trimethoxybenzene 168 +   +
20 16.07 octanedioic acid, dimethyl ester 202 + +  
21 16.19 benzene, 1,2-dimethoxy-4-(1-propenyl)- 178 +    
22 16.68 benzene, 1,2-dimethoxy-4-(2-propenyl)- 178 +    
23 16.91 decanoic acid, 9-oxo-, methyl ester 200   +  
24 17.31 nonanedioic acid, dimethyl ester 216 + +  
25 17.63 1-methylcyclooctanol 142 +    
26 17.76 benzaldehyde, 3,4,5-trimethoxy- 196     +
27 18.41 decanedioic acid, dimethyl ester 230 + +  
28 18.63 ethanone, 1-(3,4,5-trimethoxyphenyl)- 210     +
29 19.08 benzoic acid, 3,4,5-trimethoxy-, methyl ester 226 +    
30 19.40 methyl tetradecanoate 242 + + +
31 19.49 undecanedioic acid, dimethyl ester 244 + +  
32 20.42 pentadecanoic acid, methyl ester 256     +
33 21.40 hexadecanoic acid, methyl ester 270 + + +
34 22.06 hexadecanoic acid, 14-methyl-, methyl ester 284   + +
35 23.01 9-octadecenoic acid (Z)-, methyl ester 296 + + +
36 23.21 octadecanoic acid, methyl estser 298 + + +
37 23.65 methyl 9-cis,11-trans-octadecadienoate 294 + +  
38 23.68 1,2,3,4-Tetramethylmannose 236     +
39 23.82 octadecanoic acid, 11-methyl-, methy ester 312   +  
40 24.39 oxiraneoctanoic acid, 3-octyl-, methyl ester, cis-eicosanoic 312 + +  
41 24.86 acid, methyl ester 326 + + +
42 25.37 1,6-anhydro-.beta.-d-glucose, trimethyl ether 204     +
43 26.00 1-nonadecene 266     +
44 26.38 docosanoic acid, methyl ester 354     +
45 27.1 tricosanoic acid, methyl ester 368     +
46 27.79 tetracosanoic acid, methyl ester 382 + + +
일반적으로 아제라인산과 팔미트산의 비율(A/P ratio)이 1과 같거나 1 이상일 때 기름 특히 건성유로 판단할 수 있으며 1 미만일 때에는 계란 등에서 확인되는 동물성 지방으로 판단한다(Colombini et al., 2009). 들기름 유지 시편과 상량문 시편 모두 A/P 비율이 1 이상으로 분석되어 식물성 기름 성분이 존재하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 사용된 열분해(Pyrolysis) 방법의 경우 무작위적인 곁사슬 제거 혹은 유도체화 시약에 의해 정확한 지방산 함량 비율을 구할 수는 없지만 본 연구에서는 보다 간편한 방법으로 유지를 확인할 수 있는 분석법으로서 열분해-GC/MS를 적용하였으며, 한지 및 인공열화 전⋅후의 들기름 유지 시편과 비교 분석하여 지방산 함량 비율을 확인하였다.

3.3. 지류 섬유 동정

섬유는 그 종류에 따라 물리⋅화학적 성질이 다르므로 염색 시약 처리를 하면 특유의 색으로 발색되고, 이때 발생되는 색 차이와 해부학적 특성을 관찰하여 섬유 식별이 가능하다(National Research Institute of Cultural Heritage, 2018). Graff-C 염색법에 의한 분석 결과 정색반응에서 적갈색을 띠었으며(Figure 3A), 목재섬유의 특징을 띄는 세포가 관찰되지 않아 비목질계 섬유로 판단된다. 또한 섬유 표면에 적갈색의 첨가물이 관찰된다(Figure 3B).
Figure 3.
Microscopy of paper fiber (A) Reddish-brown color reaction(C stain, ×40), (B) Interfibre additive(C stain ×200), (C) Fiber damage (Double stain, ×400), (D) Red and blue color reaction(Double stain, ×100), (E) Transparent membrane(Double stain, ×200), (F) Cross-marking, dislocation(Double stain, ×200).
jcs-36-3-213f3.jpg
이중 염색법에 의한 분석 결과 정색 반응에서 대부분 적색을 띠었으며, 부분적으로 청색으로 염색된 섬유가 관찰되었다(Figure 3D). 섬유가 짧게 끊어진 것으로 보아 열화에 의해 손상되었을 것으로 추측할 수 있다. 이중 염색에 이용되는 사프라닌은 목질화 된 세포벽의 리그닌에 우선 염색되며 셀룰로오스 이외의 성분이 많을수록 붉은색으로 나타난다. 아스트라 블루는 섬유 속 셀룰로오스에 선택적으로 염색되어 성숙 세포일수록 진한 청색을 나타내며 미성숙 세포일수록 옅은 색으로 발색된다(Jang et al., 2017). 이중염색법에 의한 분석 결과 대부분 사프라닌에 의해 적색으로 염색되었으며, 부분적으로 청색으로 염색된 섬유가 관찰되었다. 또한, 형태상 투명막(Transparent membrane)(Figure 3E), 마디(Cross-marking), 왜곡(Dislocation) (Figure 3F)이 관찰되어 닥나무 인피섬유로 판단된다.

4. 보존처리

4.1. 해체 및 훈증처리

상량문은 지름 약 2.5 cm의 금속 봉에 둥글게 말린 상태로 보관되어 있었으며, 오랜 시간 금속 봉에 보관되어 내부의 금속 표면과 종이 표면이 밀착되어 있어 분리가 어려웠다(Figure 4A). 금속함의 위⋅아래 부분의 마개를 제거한 뒤 핀셋, 헤라 등을 이용하여 봉으로부터 해체하였다(Figure 4B, C).
Figure 4.
(A) Sangryangmun located in Jangyeo, (B) Disassemble of metal storage, (C) Sangryangmun separated from a metal storage.
jcs-36-3-213f4.jpg
보존처리 전 Hygen-A(Ethylene oxyde 15% + HFC134a 85%)를 이용하여 훈증처리 하여 유물에 존재하는 곤충 및 미생물을 제거하고 향후 영향을 미칠 수 있는 생물 피해를 방제하였다.

4.2. 보존처리 전 상태조사

4.2.1. 물성 및 손상 상태 조사

금속함에서 분리한 후 상태를 관찰한 결과 금속함 내부에서 발생된 녹색의 부식 화합물이 지류 표면에도 고착되어 있었다(Figure 5A). 특히 위, 아래 가장자리 부분과 말려있을 때 가장 바깥부분에 산화 및 갈변이 심각한 상태였다(Figure 5B). 갈변이 심한 가장자리 부분은 쉽게 바스러지거나 박락되고, 지질이 약화되어 일부분은 조각으로 분리된 상태이다(Figure 5C).
Figure 5.
Stereo microscope images (A) Surface rust(×200), (B) Brown spot(×25), (C) Loss and surface rust(×25).
jcs-36-3-213f5.jpg
상량문의 물성을 조사한 결과 가로 69.1 cm, 세로 23.7 cm, 두께 0.11 mm, 무게 13.40 g로 조사되었으며, 평량 81.82 g/㎡, 밀도는 0.74 g/㎤이다. 투과광을 비춰 발끈 폭을 측정한 결과 평균 1.6 cm이며, 발 초수(3 cm 이내)는 측정이 불가능하였다.

4.2.2. 산성도(pH) 측정

유물의 보존처리 전⋅후 pH 측정기(HORIBA, F-72/ 6261, JPN)를 이용하여 산성도를 측정하였다. 육안관찰 결과 유물의 좌측 부분의 갈변 및 산화가 심하며, 오른편으로 갈수록 상태가 양호한 것으로 확인되어 갈변이 심한 곳 3 point(No. 1∼3)와 양호한 3 point(No. 4∼6)를 측정하였다(Figure 6).
Figure 6.
Sign for pH and chromaticity measurement.
jcs-36-3-213f6.jpg
측정결과 처리 전 평균 pH는 3.84이며, 처리 후 평균 pH는 4.36으로 나타났다. 세척 후 표면 이물질이 제거되어 전반적으로 pH가 상승한 것으로 판단된다. 그러나 일반적으로 표면이 가공되지 않은 지류 유물들에서 보이는 pH 값이 6∼7인 것에 비해 본 유물에서는 낮은 값을 나타내고 있었다. 이는 종이에 첨가된 기름 성분에 의한 것으로 추정된다. 또한 갈변되어 산화가 심할 것으로 추측된 부분(No. 1∼3)의 pH와 상태가 양호한 곳(No. 4∼6)의 pH 가 큰 차이가 나타나지 않았다(Table 4, Figure 6).
Table 4.
pH & chromaticity value of before and after cleaning
No. Before
After
ΔE
pH L* a* b* pH L* a* b*
1 4.14 39.29 7.12 18.02 4.61 46.80 12.37 27.17 12.95
2 3.72 50.89 6.54 27.17 4.70 60.66 9.86 34.88 12.88
3 4.05 39.20 6.49 19.49 4.62 41.12 8.40 20.47 2.88
4 3.57 60.50 4.71 30.42 4.16 75.32 6.92 39.33 17.43
5 3.60 63.75 5.65 34.50 3.79 75.02 9.18 43.62 14.92
6 3.98 48.85 8.05 26.06 4.25 58.16 13.09 38.60 16.41
Average 3.82 50.41 6.43 25.94 4.38 59.51 9.97 34.01  

4.2.3. 색차 측정

세척 전⋅후 색차측정기(Konica Minolta, CM-700d, JPN)를 이용하여 유물에 대한 CIE LAB 표색계의 L*, a*, b*를 측정하였다. 색도 측정값의 L*값은 명도, a*값의 (+)는 적색도, (−)는 녹색도, b*값의 (+)는 황색도. (−)는 청색도를 나타낸다. 측정 부분은 pH 측정 부분과 동일한 곳으로 총 6 point를 측정하였다(Figure 6).
처리 전⋅후를 비교한 결과 L*값은 평균 9.1 point, a*값은 3.54 point, b*값은 8.07 point 상승하였다. a*, b*값 모두 상승한 것으로 보아 적색, 황색 방향으로 색이 변화했음을 나타낸다. 이는 세척 과정에서 표면에 부유해 있던 녹 및 이물질이 제거되면서 유물 본래의 색이 선명하게 드러난 것으로 판단된다(Table 4).
L*, a*, b* 표색계에 의한 색차값(Δ E*)은 아래와 같은 계산법에 의해 나타냈다.
ΔL*=LA*LB*,Δa*=aA*a*B,Δb*=bA*bB*ΔEL*a*b*=(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2

4.3. 평판 및 세척

상량문은 금속함에 오랜 시간 보관되어 있어 녹과 부식물 등이 지류 표면에 고착되고, 유지 열화 특성인 변색 및 경화가 진행되어 쉽게 바스라지고 펼치기 어려운 상태였다. 따라서 미세 가습 펜슬을 이용하여 유물에 수분을 가하여 유연성을 높인 후 순차적으로 펼쳐주었다(Figure 7A).
Figure 7.
(A) Unroll with a micro humidifier(Preservation pencil), (B) Dry cleaning, (C) Wet cleaning.
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말려있는 유물을 편 후 핀셋, 붓 등을 이용하여 표면에 부착된 먼지 및 이물질 등을 제거하여 건식 세척하였다(Figure 7B). 습식세척 전 글씨 부분에 먹 번짐 테스트를 실시하였으며, 지질이 약한 부분의 균열, 탈락 등 2차 손상을 예방하기 위해 레이온지를 이용하여 페이싱(facing)하였다. 습식세척 과정에서 지류 유물을 오랜 시간 물에 침지할 경우 섬유 및 먹, 안료 등의 접착 강도가 저하될 수 있기 때문에(Cheon, 2004) 유물을 흡습지 위에 두고 분무기를 이용하여 세척하였으며, 2∼3회 흡습지를 교체하여 반복하였다(Figure 7C).

4.4. 결손부 보강

4.4.1. 접착제 선정 예비 실험

메틸셀룰로오스(Methyl cellulose)는 노화된 종이의 강도 보강 효과와 노화 안정성 측면에서 우수한 성질을 가지고 있다(Jeong et al., 2012; Lee, 2015). 그러나 지류 문화재의 접착제 및 보강제로 메틸셀룰로오스를 사용할 경우 표면의 막 형성 및 광택, 경화 등의 현상이 발생할 수 있으므로 접착력을 비롯하여 이러한 부분을 함께 고려해야 한다. 따라서 결손부 보강에 앞서 접착제로 사용하기에 적합한 점도의 메틸셀룰로오스를 선정하기 위한 예비 테스트를 실시하였다.
메틸셀룰로오스(MC, Sigma Aldrich, USA) 점도 15 cp, 400 cp, 1900 cp의 5% 수용액을 각각 종이에 도포하여 다른 종이를 겹쳐 접착시켰다. 건조 뒤 접착 부분에 대해 금속현미경(Leica, SG/DM2700M, GER) 및 광택측정기(KSJ, MG268-F2, CHN)를 이용하여 조사하였다.
광택도 측정 경과 메틸셀룰로오스를 도포하지 않은 종이의 광택도가 5.0 GU로 측정되었으며, 점도 15 cp인 메틸셀룰로오스를 도포한 종이는 6.9 GU로 측정되어 광택도 차이가 가장 적었다. 반면 점도 400 cp은 9.9 GU, 1900 cp는 10.4 GU로 측정되었다. 육안 및 현미경 관찰에서도 점도 400 cp와 1900 cp의 경우 접착제를 도포한 부분에 광책 및 도막이 형성된 것이 관찰되었다(Table 5).
Table 5.
Microscopic photographs and gloss measurements value to viscosity(GU: Gloss Unit)
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4.4.2. 결손부 보강

본 유물은 금속함에 오랜 시간 말려져 보관되어 금속함과 접촉된 부분의 산화, 균열 등의 손상이 심하였다. 따라서 보강용 종이 선정은 본 유물의 열화 정도와 두께 등을 고려하여 평량 19 g/㎡의 한지(닥섬유)를 이용하였으며, 앞의 예비 테스트 결과에 따라 접착제로 15 cp의 메틸셀룰로오스를 이용하였다(Figure 8B).
Figure 8.
(A) Reinforcement paper dyeing, (B) Reinforcement of damaged parts, (C) Partial backing with thin paper.
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한편 유지의 특성상 표면 기름 성분의 산화로 지질의 변색, 경화 등의 손상이 우려되므로 결손부 보강용 종이는 치자와 오리나무 열매로 천연 염색하여 유지의 고색(古色)을 표현하였다(Figure 8A).
우측의 열화 및 갈변이 심한 부분에는 결손부 보강 후 추가로 평량 5 g/㎡의 얇은 닥 섬유지를 이용하여 부분적으로 배접하였으며, 접착제로 묽은 소맥 전분 풀을 이용하였다(Figure 8C).

4.5. 건조 및 색맞춤

보강처리 완료 후 건조판에 부착하여 자연건조 하였다(Figure 9A). 건조 후에는 보강한 부분과 유물의 색상 차이를 줄이기 위해 전통안료를 이용하여 색 맞춤하였다(Figure 9B). 여분의 보강지를 유물 크기에 맞게 재단하여 마무리 하였다(Figure 9C).
Figure 9.
(A) Attaching to a drying plate, (B) Color matching, (C) Cutting to fit the original size.
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4.6. 보관상자 제작 및 완료

보존처리가 완료된 유물은 처리 후 사진 촬영과 상태조사 후 기록카드를 작성하여 데이터화 하였다. 보존처리 후 유물이 외부 충격으로부터 안정적인 상태를 유지하고 보관될 수 있도록 중성 종이를 이용하여 보관용 폴더 및 상자를 제작하였다(Table 6).
Table 6.
Before and after conservation treatment
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5. 결론 및 고찰

본 연구 대상인 1965년 기록된 여수 진남관 상량문은 진남관의 가장 최근 수리 기록이자, 1599년 축조된 이래 여러 차례 수리⋅중축된 과정이 담긴 진남관 역사의 일부이다. 진남관 상량문은 표면에 기름칠이 되어 있으며, 금속함에 보관되어 있어 표면 손상이 심한 상태였다. 여수 진남관 상량문에 대한 재질분석과 보존처리에 대한 결과는 다음과 같다.
1. 여수 진남관 상량문 및 금속함의 XRF 분석 결과 금속함에서는 구리(Cu) 성분이 검출되었으며, 지류 표면에서도 구리(Cu) 성분이 검출되었다. 따라서 지류 표면의 녹색 이물질은 금속함에서 기인한 녹이 표면에 고착되어 잔류한 것으로 판단된다.
2. 상량문 표면에 도포된 유기물을 분석하기 위해 비교 시편을 제작하고 적외선흡수스펙트럼과 열분해 화합물을 분석하였다. FT-IR 분석 결과 상량문 시편은 유지에서 나타나는 특징적인 기름 유래 스펙트럼이 동일하게 분석되었다. 상량문 시편에서도 인공 열화 후 유지에서 사라지는 3010 cm-1의 작은 피크가 나타나지 않음에 따라 열화가 어느 정도 진행된 유지인 것으로 추측된다. 열분해 화합물 분석 결과 아질레산(azelaic acid methyl ester), 팔미트산(palmitic acid methyl ester), 올레인산(oleic acid methyl ester) 그리고 스테아르산(stearic acid methyl ester) 등의 지방산 화합물이 다양하게 나타남에 따라 상량문 시편에는 기름 성분이 포함되어 있는 것으로 판단된다.
3. 섬유 분석 결과 Graff-C 정색 반응에서 적갈색으로 나타났으며, 투명막(Transparent membrane), 마디(Cross-marking), 왜곡(Dislocation) 등의 형태가 관찰되어 닥나무 인피섬유로 판단된다.
4. 보존처리 과정에서 건⋅습식 세척 결과 산성도 및 색차값이 상승하였다. 재질 분석 및 유물의 상태 등을 고려하여 평량 19 g/㎡의 한지(닥섬유)를 천연염색하여 보강지로 사용하였으며, 접착제로 메틸셀룰로오스를 이용하여 경화된 섬유 강도 보완과 접착효과를 낼 수 있도록 하였다. 열화 및 갈변이 심한 부분(약 7 cm 폭)에는 평량 5 g/㎡의 얇은 닥 섬유지와 소맥전분풀을 이용하여 부분적으로 추가 배접하였다.
최근 셀룰로오스 유도체의 지류 유물 적용 방법에 대한 연구가 진행되고 있으며, 연구결과 안정성이 인정되었다(Jeong et al., 2012; Lee et al., 2014; Choi et al., 2015). 본 연구에서는 기존 연구결과를 바탕으로 지류 유물의 보존처리에서 메틸셀룰로오스를 접착제로 사용할 때 발생될 수 있는 문제점인 도막 형성 및 광택 등을 예비 실험을 통해 평가하였다. 실험 결과를 통해 적절한 점성의 접착제를 선정하여 유물에 적용할 수 있었으나, 다양한 셀룰로오스 유도체의 유물 보존처리 활용을 위해 점도 및 농도에 관한 추가 연구가 필요하다고 사료된다. 따라서 본 연구 결과가 기름 성분이 함유된 지류 유물 등 경화된 지류 유물의 셀룰로오스 유도체 적용성을 위한 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다.
또한 기존 보고에 의하면 상량문에 사용된 종이에 기름을 입힌 경우 묵서의 번짐을 방지하는 효과를 볼 수 있지만, 오랜 시간 동안 건물 내부에 보관되면서 습해와 충⋅균 등에 의해 손상 및 경화되거나 응고되어 붙어있는 경우가 있다고 한다(Lee et al., 2002). 즉 과거 상량문의 내용을 보존하기 위한 방법으로 고안된 금속함 및 기름칠 등의 방법은 오히려 지류 유물의 열화, 경화, 산화, 변색 등의 손상을 야기하는 것으로 판단된다. 근래에도 건조물을 개축 및 보수 후에 전통적인 방법에 따라 상량문을 봉하는 경우가 많다. 이러한 자료 역시 오랜 시간이 지난 후에는 역사의 일부가 될 수 있기에 상량문의 재료 및 봉안 방법 등에 보존성을 높일 수 있는 최선의 방법을 고안해야 할 것이다.

사 사

본 연구는 문화재청 국립문화재연구소 문화유산 조사연구(R&D) 「유기질문화재 보존처리 및 조사」연구과제 일환으로 수행되었다.

REFERENCES

Bin, H., Vial, J., Sakamoto, S. and Sablier, M., 2019, Identification of traditional East Asian handmade papers through the multivariate data analysis of pyrolysis-GC/MS data. Analyst, 144(4), 1230–1244.
crossref pmid
Cheon, J.H., 2004, A study on the change of matter properties of paper cultural heritage by wet cleaning, Master's thesis, Yongin University, Yongin. (in Korean with English abstract)

Colombini, M.P. and Modugno, F., 2009, Organic Mass Spectrometry in Art and Archaeology, John Wiley & Sons, Ltd, Wiley, Chichester, 308–312.

Encyclopedia of Korean Culture, Sangryangmun, http://encykorea.aks.ac.kr (May. 27, 2020)

Jang, K.J., Go, I.H., Son, H.N. and Jeong, S.H., 2017, Optical properties of excavated funeral ode fibers from the tomb of Gwon Goeng(1494-1563). Textile Science and Engineering, 54(6), 412–420. (in Korean with English abstract)

Jeong, H.Y., Choi, K.H., Lee, K.S. and Jo, B.M., 2012, Studies on conservation of the beeswax-treated annals of Joseon Dynasty. Journal of Korea TAPPI, 44(6), 70–78. (in Korean with English abstract)

Jeong, S.H. and Cho, A.N., 2013, The change of physical properties of artificial aging paper in the cleaning process for the conservation treatment of historical paper documents: Focusing on ommersion wet cleaning. Munhwajae, 46(1), 228–237. (in Korean with English abstract)

Lee, H.Y., 2015, Improvement of preservability of aged bamboo paper through the application of cellulose derivatives, Master's thesis, Seoul National University, Seoul. (in Korean with English abstract)

Lee, H.Y., Chung, Y.J., Lee, K.S. and Han, S.H., 2002, The conservation treatment and examples of sangyangmun in a wooden building. Conservation Science Studies, 23, 179–196. (in Korean with English abstract)

Lee, H.Y., Lee, J.G., Kim, M.S., Sim, K.J. and Youn, H.J., 2014, Strengthening performance of aged papers with chemical strengthening treatments. Journal of Korea TAPPI, 46(5), 35–42. (in Korean with English abstract)
crossref pdf
Masuda Katsuhiko, 2008, The issues concerning of paper used in the Jianghuang, The 3rd Annual Symposium on Conservation of Works on Paper in East Asia, 207–244. (in Korean with Japanese and Chinese)

National Research Institute of Cultural Heritage, 2018, Scientific analysis of cultural assets – Material specific study cases, Bandicom pnc, Dajeon, 157–168.

Park, J.Y., 2010, A study on restoration dancheong of Korean traditional architecture: with focus on Jinnamgwan, Yeosu, Master's thesis, Seokyeong University, Seoul, 16–18. (in Korean with English abstract)

Raymond, J.M., James, G.B. and Arthur, S., 1990, Analysis of aged paint binders by FTIR spectroscopy. Studies in Conservation, 35(1), 33–51.

Shin, H.Y., 2014, Manufacturing of Korean traditional paper (Hanji) with plant oils immersing and its deterioration characteristics, Master's thesis, Chungbuk National University, Cheongju. (in Korean with English abstract)



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