목재는 오랫동안 인류의 생활과 밀접하여 건물, 가구, 도구 등의 재료로 사용되어왔다(Namichev and Petrovski, 2019; Varga and Pauliny, 2014). 일부 목재는 장기간 토양이나 수중에 매장되어 미생물에 의해 목질이 분해되고 공극에 물이 채워져 수침목재 상태가 된다(Kim and Lee, 1999; Majka et al., 2018). 이러한 수침목재는 외기에 노출되면 형태가 변형되므로 처리제를 침투⋅확산시켜 강화하는 보존처리가 필요하다(Lee et al., 2011).

수침목재의 보존처리는 처리제에 따라 PEG(polyethylene glycol) 함침법, Sucrose 처리법, Lactitol 처리법 등이 있다. PEG는 가장 보편적인 처리제로 물이나 알코올에 용해되며, 온도가 증가할수록 용해도가 증가한다(Broda and Hill, 2021). 고분자량 PEG는 치수 안정화에 적합하나 미세 다공성 구조에 침투하지 못하고, 저분자량은 쉽게 침투하나 상온에서 액체 상태이므로 수침목재 중 밀도가 높은 선박 부재 등에 2-step법을 적용한다(Broda and Hill, 2021). Sucrose는 목재 내 셀룰로스 및 다른 목재 중합체 하이드록시와 작용하여 세포벽을 강화한다(Parrent, 1985). 그러나 미생물에 의해 분해되어 표면에 흰색 결정이나 갈색 물질이 발생하며, 가수분해로 수분을 재흡수해 습도에 따라 팽창⋅수축되는 단점이 있다(Graves, 2004; Kennedy and Pennington, 2014). Lactitol은 Sucrose보다 안정적이고 흡습성이 낮으며, 미생물의 피해가 덜 취약하다(Broda and Hill, 2021). 그러나 큰 결정을 가진 Lactitol은 3수화물로 결정화되어 취약한 목재의 구조를 손상시키는 문제점이 존재한다(Broda and Hill, 2021).

처리제에 따른 보존처리 연구는 광주 신창동에서 출토된 칠기 칼집을 PEG#4,000 수용액에 함침처리 후, 진공동결건조를 하여 보존처리를 한 연구(Kim and Lee, 2004), 김해 봉황동 유적에서 출토된 선박부재를 PEG#3,350을 이용해 45%까지 함침하고 진공동결건조하였으며, 수종 분석을 통해 일본과의 교류를 확인한 연구(Lee and Kim, 2015), PEG#4,000, Lactitol, 슈크로스의 농도를 증가시켜 중량증가율, 횡단면수축률을 비교하여 슈크로스 함침처리가 치수안정화효과가 높은 것을 확인한 연구(Lee et al., 1999)와 PEG, 슈크로스, Lactitol로 목재를 처리하고 치수 안정 및 건조특성을 비교하여 PEG는 치수안정성이 높고 습도변화 적응성이 양호하나, 슈크로스와 Lactitol은 약제가 용출되고 갈라짐이 발생한 것을 확인하였다(Lee et al., 2000).

함침처리가 완료된 유물의 건조방법에는 주로 조습건조와 진공동결건조 방법이 있다. 조습건조는 대체로 선박의 보존처리에 사용되어 해외에서 많이 사용되는 방법으로 저농도(40-50%)에서 균열이 발생하며, 고농도(60-70%)에서 흑화현상 및 PEG가 불균일하게 분포하지만, 치수안정성이 우수하다(Lee et al., 2011). 진공동결건조는 목재 내부에 존재하는 수분을 고체의 얼음에서 기체로 승화시키는 건조방법으로 많은 전력이 소요되고 소형유물에만 적용할 수 있으나, 약제함침기간을 단축시키고 치수안정성이 우수하고 PEG의 분포가 고르게 분포하며, 목재 고유의 재색을 잘 나타낸다(Lee et al., 2011).

서천 봉선리유적 탐방로구역은 충남 서천군 시초면 풍정리 산 33번지 일원에 위치하며, (재)충청남도역사문화연구원에서 2016년부터 2019년까지 총 4차례의 조사를 진행하였다(Seocheon and Chungnam Institute of History and Culture, 2019)(Figure 1). 조사 결과, 백제 및 조선 시대의 생활 유구와 백제 시대 제단과 목곽고 등이 확인되었다. 그중 목곽고의 내부에서 다수의 유물과 동⋅식물 유체, 목기류 및 다량의 목재들이 뒤섞여 출토되었으며(Figure 2), 이전 연구를 통해 목곽고가 5세기 후반에서 6세기 초에 조성된 것을 확인하였다(Seocheon and Chungnam Institute of History and Culture, 2019; Lee and Kim, 2018). 따라서 본 연구에서는 서천 봉선리유적 탐방로구역에서 출토된 목제유물 9점에 대해 수종을 확인하고 PEG 함침과 진공동결건조를 통해 목제유물의 보존처리를 진행하였다.

본 연구는 서천 봉선리유적 탐방로구역에서 출토된 목제유물 9점에 대한 수종분석과 보존처리를 진행하였다. 수종분석 결과, 소나무류 3점, 오리나무류 2점, 밤나무류 2점, 상수리나무류 1점, 느티나무속 1점으로 식별되었다. 소나무류는 우리나라 전역에 자생하는 목재로 심재의 내후 및 보존성은 보통이나 수중에서 보존성이 양호한 것으로 알려져 있다(Lee, 1997). 이러한 소나무류의 용도는 건축, 토목, 기구, 선박, 가구, 악기 등 다양하게 사용된다(Lee, 1997). 오리나무류는 재질이 치밀하고 할렬이 어려워 건축, 기구, 가구, 선박 등에 사용되며, 현재 국내에 흔하지 않으나 토탄층에서 주로 나타나 과거에 광범위하게 분포한 것으로 추정된다(Lee, 1997; Han, 2005). 밤나무류는 제주도 및 북부를 제외한 우리나라 전역에 자생하는 목재로 내부후성 및 보존성이 크고 습기에 강해 과거부터 가구, 조각, 건축재 등에 사용되었다(Lee, 1997; Han, 2005). 상수리나무류는 우리나라 중⋅남부 지역에 자생하는 목재로 거칠지만 단단하고 강하여 건축, 기구, 선박, 토목 등 과거부터 널리 사용된 수종이다(Lee, 1997). 느티나무속은 한반도 북부를 제외한 전역에서 자생하는 목재로 내부후성 및 보존성이 높고 습기에 강해 조선시대에 전통목가구의 최상급 재료로 사용되었다(Lee, 1997; Han, 2005). 목제유물 중 나무망치 2는 수종이 단일수종이 아닌 소나무류와 밤나무류가 같이 식별되었으며, 접합과정에서 일부 편들은 접합할 수 있었지만, 다른 유물과 달리 대다수 편이 서로 접합되지 않아 매장 과정에서 교란이 된 것으로 추정하였다.

보존처리 결과, 목제유물들은 대체로 6-9%의 중량이 증가 되었으며, 이전 연구사례에서 PEG 수용액 함침처리 후 중량변화율이 5-10% 내외로 확인되어 PEG 수용액을 이용한 치수 안정화가 잘 이뤄진 것으로 판단하였다(Kim, 2003; Oh, 2019; Lee, 2013,Jo and Kim, 2021). 또한, 진공동결건조를 통해 목제유물들은 대체로 40-53%의 중량이 감소하였으며, 이전 연구에서 PEG 수용액 40%에서 진공동결건조 이후 중량감소량이 약 53%로 이전 연구사례와 유사하게 건조가 진행된 것으로 판단된다(Kim, 2003). 하지만 이배형 목기는 62.28%, 미상목기 2는 37.03%로 중량이 감소하였다. 이는 이전의 연구 및 같이 처리한 유물에 비해 수치의 차이가 존재하나, 이배형 목기는 매장 과정에서 미생물에 의한 분해로 함수율이 높은 것으로 판단된다. 미상 목기 2는 다른 유물들보다 중량변화율이 낮으나, 측정기기에 의한 오차로 추정된다. 따라서 목제유물들은 건조 이후 중량변화율에 차이는 존재하나, 전반적인 보존 처리 이후 유물 표면에 균열 및 뒤틀림과 같은 손상이 발생하지 않아 보존처리가 이상 없이 이뤄진 것으로 판단하였다.

또한, 보존처리가 완료된 목제유물들은 해당 유물의 용도를 파악할 수 있었다. 나무망치 1과 2, 미상목기 1과 3은 목재의 재질이 단단하고 탄력이 높은 상수리나무, 밤나무류, 소나무류로 제작되었으며, 함안 성산산성에서 출토된 농기구와 형태가 유사하였다(Gaya National Reasearch Institute of cultural Heritage, 2008). 나무망치 1과 2는 비교적 자루와 머리가 같이 출토되어 망치로 확인되었으나, 미상목기 1과 3은 형태가 성산산성에서 출토된 고무래와 유사하여 해당 유물들은 농기구로 사용된 것으로 판단하였다. 이배형 목기와 목제 합은 용기로 이배형 목기는 함안 성산산성과 경주 황남대총 등 다른 유적에서 다수 출토된 유물과 유사하였다(Gaya National Reasearch Institute of cultural Heritage, 2008; Gaya National Reasearch Institute of cultural Heritage, 2013). 하지만 목제 합은 용기와 뚜껑으로 구성되었으나, 뚜껑에 사각형의 구멍이 뚫려 있어 국내에서 출토된 유사한 유물을 확인하기 어려워 정확한 용도를 파악할 수 없었다. 방추차형 목기는 광주 신창동저습지 유적과 부여 능산리 유적 등에서 유사한 형태가 확인되어 방직구로 판단되며, 미상목기 4는 접합을 통해 목간 형태로 목간으로 추정된다(Gaya National Reasearch Institute of cultural Heritage, 2008). 미상목기 2는 구조적으로 불안정하여 2점으로 분리하였다. 또한, 유물 내⋅외부에 도구흔이 존재하여 자연목은 아니나, 국내에 유사한 유물을 찾기 어려워 명확한 용도를 파악할 수 없었다. 서천 봉선리유적 탐방로구역은 제사유적으로 제단구역과 제단지원구역으로 분리되며, 제단지원구역에서 목곽고를 비롯한 건물지 등이 확인되었다(Seocheon and Chungnam Institute of History and Culture, 2019). 따라서 본 연구대상인 목제유물들은 목곽고 내부에서 출토되었으며, 용도가 농기구 및 용기 등 생활 도구로 유적의 성격과 관련된 것으로 판단된다.