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제 목 |
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채색 문화재 복원을 위한 과학적 연구 |
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tntv |
등록일 |
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[2017.04.14] |
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안료가 쓰인 채색 문화재
우리나라에서 가장 이른 시기에 안료가 사용된 곳은 고구려의 수산리, 쌍영총 등과 같은 고분벽화로, 고분 내부에 다양한 의미와 장식을 담기 위해서였다. 오늘날 안료가 가장 많이 사용되는 곳은 불화와 단청으로 보인다. 이들 안료에 대한 연구는 지속적으로 진행되고 있으며, 이와 더불어 최근에는 장비를 이용한 과학적 분석연구를 통해 전통안료에 대한 데이터도 확보하고 있다. 회화 분야에 따라 사용된 안료의 종류가 조금씩 다르므로, 이를 비교함으로써 시대적 특징과 당시 이뤄졌던 문화적 교류 등 보다 많은 부가적 정보를 얻을 수 있다.
이는 조선시대의 왕실 문헌 기록인 『조선왕조실록』, 『승정원일기』를 비롯해 국가 의례에 따라 조성된 의궤에 상당 부분 기록되어 있다. 더불어 백과사전식의 문헌 기록인 중국의 『본초강목』과 우리나라의 『임원경제지』, 『오주연문장전산고』 등 개인이 편찬한 책에도 안료의 종류, 산출지, 용법, 제작기법 등이 기술되어 있다. 이들 문헌을 살펴보면, 채색 안료는 크게 적·청·황·백·흑 등 오방색과 녹·금·은 등 8가지 계열로 구분할 수 있다.
첫 번째 단계, 육안 관찰과 이물질 제거
안료 분석의 첫 단계는 육안 및 현미경 관찰이다. 이를 통해 안료 표면의 상태, 주변 안료와의 중첩 등을 상세히 기록한다. 충분한 육안관찰을 통해 분석하고자 하는 부위를 선정한 후, 표면에 유입된 이물질을 제거하는 전처리 과정을 반드시 거쳐야 한다. 채색 문화재의 경우 주변 환경에 의한 이물질은 물론 물과 온도 등에 의해 쉽게 오염될 수 있기 때문이다. 적합한 분석기술을 찾기 위해 먼저 현미경으로 표면 상태 등을 관찰한 다음, 구성성분을 확인할 수 있는 분석법(X-선형광분석)을 활용한다.
과학분석의 기초가 되는 X-선형광분석
휴대용 X-선형광분석(XRF)을 이용해 대기 중에서 안료를 분석할 경우에는 칼슘(원자번호 20)보다 원자번호가 작은 경원소의 정성(성질)과 정량(함유량)의 측정에 한계가 있음을 기억해야 한다. 최근에는 마그네슘까지도 분석 가능한 장비들이 시판되고 있으나, 경원소의 검출한계(원소가 가지는 고유의 특성X-선량)가 매우 낮고, 공기 중에서 상당한 흡수가 일어나기 때문에 여전히 데이터의 신뢰도는 다른 분석법에 비해 상대적으로 낮다. 또한, 분석물질의 구성 원소나 밀도 등에 따라 X-선의 침투와 응답 깊이에 상당한 차이가 있어 분석 부위 선정과 결과해석에 주의가 요구된다. 예로서 납과 같은 무거운 원소는 상부에 다른 안료가 채색되어 있더라도 강한 신호로 검출되는 경우가 많으나, 경원소의 경우에는 반대의 경향이 나타나므로 분석 결과로부터 구성원소의 비율을 판단하는 데 주의가 필요하다. 분석 데이터 해석 시에 기기에서 자동으로 산출된 원소 동정(시료 중 포함된 화학종이 이미 알려진 화학종과 완전히 동일하다는 것을 확인) 결과와 정량적 수치를 절대적인 값으로 판단해서는 안 되며, 항상 X-선형광분석에서 얻어진 원소들 하나하나의 스펙트럼들을 상세하게 확인하여 정확한 원소 동정을 수행하여야 한다. X-선형광분석은 안료의 종류와 상태에 따라 가시광선분광분석, 라만분광분석, 테라헤르츠분광분석 등을 선택해 적용한다.
가시광선분광분석
가시광선분광분석은 분광시스템을 갖춘 휴대용 측색 장비로도 측정이 가능하다. 분석할 때 충분한 면적 확보와 표면의 이물질 제거가 중요하다. 분석 결과 얻어진 스펙트럼의 해석 시에는 항상 안료별 열화(열, 빛, 방사선, 산소, 오존, 물, 미생물 등에 의해 특성이 떨어지는 현상)에 따른 변색과 이에 따른 스펙트럼 변화 경향을 고려해야 한다.
미세한 부분을 위한 라만분광분석
라만분광분석은 레이저광원을 이용하기 때문에 시료의 좁은 면적에도 적용할 수 있는 장점이 있다. 현미경이 장착된 장비의 경우 분석부위를 확대 관찰하면서 분석을 수행할 수 있기 때문에 미세한 부분에 대한 분석도 가능하다. 따라서 혼합된 채색부위에서도 개별 안료를 구분하여 분석할 수 있다.
라만분석 스펙트럼은 분석대상의 표면 상태에도 영향을 받게 된다. 특히 외부에 노출되어 이물질이 표면에 존재하는 경우에는 라만신호가 여러 방향으로 산란되어 검출이 어려운 경우가 발생하게 된다. 따라서 분석표면에 대한 전처리가 요구되며, 레이저 광원의 세기가 높을 경우 안료표면에 손상이 유발될 수 있어 특히 주의해야 한다.
3차원 이미지를 끌어내는 테라헤르츠분광분석
테라헤르츠분광분석법은 표면 아래에 있는 안료층을 노출하지 않고 비파괴적으로 분석할 수 있는 장점이 있으며, 안료물질의 종류에 따라 특유의 스펙트럼을 얻을 수 있다. 무엇보다 2차원 스캔을 통해 3차원 이미지를 구성할 수 있으므로 유물에 접촉하지 않고 채색 문화재의 층위를 확인할 수 있다. 이 기법은 유기화합물을 색소의 주체로 하는 유기안료보다는 무기안료에 유용하다. 다만, 공기 중에서는 수분을 배제하지 않으면 3THz 이상에서 깨끗한 스펙트럼을 얻기 어려운 단점이 있다.
글+사진‧한민수(문화재청 국립문화재연구소 학예연구사) |
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