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J. Conserv. Sci > Volume 39(4); 2023 > Article
백토바탕칠과 호분바탕칠이 전통단청 채색층의 안정성에 미치는 영향

초 록

본 연구에서는 전통소재인 백토와 호분으로 전통단청 기법 중 하나인 ‘바탕칠’ 기법을 재현하여 시험시편을 만든 후 인공열화시험을 수행하였다. 실험 결과에 따라 바탕칠이 전통소재를 이용한 단청의 가칠층 및 채색층의 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 인공열화시험 전⋅후 도막의 표면상태 및 색차, 밀착력 변화를 평가기준에 따라 수치화하고 등급을 나누어 바탕칠 적용 여부 및 바탕칠 안료에 따른 가칠층 및 채색층의 안정성을 평가하였다. 평가결과 바탕칠을 적용한 시편에서 표면 상태변화가 적게 관찰되었고, 바탕칠 안료 중에서는 호분을 이용한 바탕칠이 보다 안정적인 것으로 나타났다. 색차 변화에서도 바탕칠을 적용한 시편의 색상변화가 적게 나타났으며, 바탕칠 안료 중에서는 호분바탕칠이 안정적으로 나타났다. 밀착력 변화는 분상박락과 판상박락으로 나누어 평가하였는데, 바탕칠을 적용한 시편이 더 안정적이었으며, 호분바탕칠이 백토바탕칠보다 안정적이었다. 결론적으로 전통소재인 호분과 백토를 이용한 바탕칠 기법은 전통단청 가칠층 및 채색층의 표면상태, 색상, 밀착력의 성능 증대에 도움을 주는 것으로 판단되며, 백토보다는 호분을 사용하여 바탕칠을 하였을 때 더 안정적인 것으로 나타났다.

ABSTRACT

In the study, a deterioration test was conducted after making a test specimen by reenacting the “Ground layering” technique, one of the traditional Dan-Cheong techniques, with traditional materials such as White caly and oyster shell White. According to the results, the effect of Ground layering on the stability of Gachil layer and Painting layer of Dan-Cheong using traditional materials was analyzed. Surface state, color difference, and adhesion changes of the coating film before and after the deterioration test were quantified according to the evaluation criteria; by dividing the grades, the stability of Gachil layer and Painting layer was evaluated according to the application and Ground layering pigment to be based on apply Ground layering. As a result of the evaluation, fewer changes in surface state were observed in the specimen to which Ground layering was applied, oyster shell white Ground layering was more stable. In the Chromaticity change, there was less color difference change in the specimen to which Ground layering was applied, the oyster shell white was more stable. The change in adhesion was evaluated by dividing Powdery flaking and Plate flaking, and the specimen applied with Ground layering was more stable, and the oyster shell white was more stable. In conclusion, the Ground layering technique using traditional materials such as oyster shell white and white clay is believed to be helpful in improving the surface state, color difference, and adhesion of Gachil layer and Painting layer the in the traditional Dan-Cheong, and is more stable when applied using oyster shell white.

1. 서 론

전통목조건축물에 행해진 단청은 그 자체로 아름다운 우리의 문화적 소산이며, 건축물의 역사성과 함께 학술적, 예술적 가치를 지니고 있는 소중한 문화재이기도 하다. 목조건축물의 목재 표편에 시공되는 단청의 특성상 단청 채색층의 내구성(耐久性) 및 내후성(耐朽性)은 단청의 장기적인 보존과 보호를 위한 중요한 요소로 작용하게 된다. 전통목조건축물의 단청은 온⋅습도 등의 환경 조건과 목재의 수종 및 함수율, 안료, 교착제 등 재료의 특성 등으로 인해 채색층의 내구성(耐久性) 및 내후성(耐朽性)에 영향을 받게 된다(Han and Shin, 2007). 특히 천연의 무기⋅유기⋅인공 재료를 사용하는 전통단청의 특성상 장기적인 보존과 보호에는 제약이 따랐으며, 이러한 한계를 시공기법을 통해 어느 정도 보완해 왔다고 할 수 있다. 단청 시공기법은 필연적으로 소재의 변화와 함께 변모되어 왔는데, 19세기 중반 색료를 제조 하는 새로운 조성법이 유럽을 중심으로 크게 발전하였다(Lee, 2013). 이 시기를 기준으로 천연의 소재를 사용하였던 시기와 합성한 화학안료를 사용한 시기로 구분할 수 있다. 이러한 단청 소재의 변화 시기에 따라 시공기법에도 변화가 나타나는데 바탕층을 형성하는 바탕칠(ground layering) 시공기법이 점차 사라져 최근에는 바탕층이 모습을 감춘 점을 들 수 있다.
전통소재를 사용한 단청의 도막은 포수층, 바탕층, 가칠층, 채색층, 마감층으로 구분되며, 공정에 따라 각각의 층위를 이루게 되는데 그 역할이 각기 다르다. 포수층은 아교수 및 교반수 칠을 통해 목재표면에 가장 먼저 형성되며 목재 표면의 공극을 메워 부재 표면의 안정성을 증가시키고 안료가 목재 표면에 지나치게 흡수되는 것을 방지하여 색채를 선명하게 유지시키는데 도움을 준다. 또한 목부재와 안료가 안정적으로 접착될 수 있도록 가교역할을 한다. 바탕층은 포수층 위에 바탕칠을 통해 형성되며, 목재 표면을 평탄하게 조성하여 가칠층의 작업성을 높이고 채색층 도막의 내구성 및 은폐력을 증대시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 주로 백토(白土), 진분(眞粉), 정분(丁紛), 밀타승(密陀僧), 황토(黃土), 장단(長丹) 등이 쓰인 것으로 전해진다. 가칠층은 목재 표면 또는 바탕층 위에 단일색의 안료를 도채한 층위를 말하며 타분을 위한 바탕면을 형성하고 바탕층이 없는 경우 가칠층이 바탕층의 역할을 하기도 하며, 가칠층 자체로 마무리층이 되기도 한다. 안료에 따라 뇌록가칠, 석간주가칠, 장단가칠, 육색가칠 등으로 구분된다. 채색층은 가칠층 위에서 단청문양을 이루는 안료의 층을 말한다. 단청의 양식이나 문양에 따라 석록(石碌), 황단(黃丹), 뇌록(磊綠), 석청(石淸), 청화(靑花), 주홍(朱紅), 석간주(石磵朱) 등 다양한 안료가 사용된다. 마감층은 우수(雨水)에 의한 안료의 씻김을 방지하고 내구성을 증진하기 위한 층위로, 법유(法油), 명유(明油)등 건성유를 이용하며, 주로 처마부의 마구리 및 기둥 등 우수에 직접적으로 노출되는 부분에 적용한다. 이와 같이 각각의 층위는 시공 목적에 따라 각 층위의 기능을 최대한 발현할 수 있는 기법으로 구현되어 왔을 것으로 생각된다. 포수층, 바탕층, 마감층의 시공기법은 채색층의 안정성에 직접적인 영향을 미치는 요인으로 작용하게 되는데, 포수층과 마감층은 근래에도 시공기법이 이어지고 있으나, 바탕층의 소재와 기법은 현대에 이르러서는 사용되지 않고 있다. 이는 19세기 중반 이후 합성안료를 사용하여 단청을 하게 되면서 바탕칠은 오히려 도막의 박락 및 박리를 유발할 수 있는 요인으로 작용하게 되어 점차적으로 사라지게 되었을 것으로 생각된다. 그러나, 19세기 중반 이전의 원단청이 남아있는 부안 내소사 대웅보전 내부단청(1781년), 고창 선운사 대웅보전 내부단청(1840년) 및 영산전의 내부단청(1821년-1822년)에서 근래에는 사라지고 없는 바탕층의 존재를 확인할 수 있다. 모두에서 바탕층, 가칠층, 채색층의 3가지 층위가 관찰되었는데, 내소사 대웅보전 내부단청의 경우 가칠층 하부에서 산소(O)와 규소(Si), 알루미늄(Al)을 주성분으로 하는 황토 또는 백토로 추정되는 연황색의 토양성 물질이 확인되었고, 선운사 대웅보전과 영산전 내부단청에서도 가칠층 하부에서 백토로 추정되는 회백색의 토양성 물질이 확인되었다. 이를 통해 전통단청에서 토양성 안료 등을 이용한 바탕칠 기법을 이용하여 목재표면에 바탕층을 형성하고 있음을 알 수 있으며, 전통소재를 사용하는 단청에서 바탕칠은 은폐력이 낮거나 일정 두께의 도막을 형성하기 어려운 천연안료의 단점을 보완하고, 도막의 내구성 및 내후성을 증대시키는 요소로 작용하였을 것으로 생각된다. 전통단청 장인들 또한 이러한 점을 언급하고 있는데, 장기인 장인은 바탕칠에 대해 단색 채색 시 안료가 탈락되는 것을 방지하고 가칠면의 평활성을 돕기 위하여 백토⋅백분 등을 이용했다고 언급하고 있다(Jang and Han, 1969). 그 외에도 한석성 장인 또한 백토, 백분 등을 이용한 바탕칠이 바탕면의 평활성을 돕고 안료의 변색이나 내구성을 증대시켜주는 것으로 소개하고 있다(Han, 2004). 곽동해 장인은 밀타승을 이용한 바탕칠을 언급하고 있으나, 공정이 까다로워 사장된 기법이라고 언급하고 있다(Kwok, 2002).
최근에는 전통안료 등의 개발과 함께 전통소재를 이용한 단청의 시공이 활발히 이루어지고 있으나 곽동해 장인이 언급한 바와 같이 바탕칠 기법은 거의 사용되지 않고 있는 상태이며, 시공 장인들 또한 바탕층의 존재나 필요성에 대해서는 의문점을 갖고 있는 상태이다. 그러나 바탕층 없이 시공이 완료된 ‘전통소재단청’에서 일부 안료의 은폐력 및 내구성이 저하되는 것을 확인할 수 있는데, 앞서 언급한 것처럼 바탕칠이 이러한 전통소재의 단점을 보완하고 단청 도막의 성능 개선에 영향을 미치는지에 대한 검증이 필요하다고 생각된다.
따라서, 본 연구에서는 전통단청의 바탕칠을 통해 형성된 바탕층이 전통단청 가칠층 및 채색층의 내구성 및 내후성에 미치는 영향을 파악하기 위해 전통단청 바탕칠 기법을 재현하여, 바탕칠 적용 여부에 따른 시험시편을 제작한 후 열화실험 및 안정성 평가를 실시하였다. 평가 결과를 분석하여 전통단청 바탕칠 기법이 단청 도막의 안정성에 미치는 영향을 구체적으로 검증해 보고자 하였다.

2. 연구 방법

2.1. 시험시편 제작

전통단청 바탕칠 기법을 재현하여 바탕칠 적용 여부에 따른 채색층의 안정성을 평가하기 위해 바탕칠을 적용한 시편과 바탕칠이 없는 시험시편을 제작하였다. 바탕칠 안료는 19세기 중반 이전의 전통단청 과학적조사에서 주로 발견되고 있는 백색의 토양성 안료인 백토(A)와 단청 장인들이 바탕칠 재료로 사용하였다고 언급하고 있는 호분(B)을 선정하였다. 가칠 안료는 근래까지도 가장 많이 사용되는 대표적인 가칠 안료이며, 시공면적에서도 가장 광범위하게 나타나는 뇌록(C)과 석간주(H)를 선정하였다. 채색 안료의 경우 다양한 색상이 있으나 일반적인 단청문양에서 비교적 많은 면적을 차지하는 대표적인 색상인 석록(하엽)(CM)과 황단(CR)을 선정하였다. 교착제로 사용된 아교수 농도는 포수의 경우 5%(1차 아교수), 6%(2차 교반수)를 적용하였고, 바탕칠 안료와의 배합에는 저농도(3%), 중농도(6%), 고농도(9%)를 사용하였다. 가칠 및 채색 안료의 배합에는 6%를 적용하였다(Table 1).
열화시험 조건에 따라 습⋅건열화시험(a), UV열화시험(b)으로 구분하고 바탕칠 적용 여부와 아교수 농도에 따른 56개의 조건을 3배수로 하여 대조군 포함 총 168개의 시편을 제작하였다. 시편 제작을 위한 바탕재 수종은 전통목조건축에 주로 쓰이는 소나무(산림조합중앙회 동부목재유통센터)로 하였으며, 옹이가 없는 변재부의 판목 판재를 선별하여 사용하였다. 바탕재의 크기는 300 mm(L) × 90 mm(W) × 11 mm(T)로 제작하였다.

2.2. 열화시험

2.2.1. 습⋅건 열화

습⋅건열화시험은 ‘목조문화재용 방염제 검정기준 지침’의 3조 ④항 ‘흡습 및 건조성 평가 시험’ 기준에 준하여 적용하였으며, 기기는 항온⋅항습시험기(SH-CTH-288SCR1, SAMHEUNG, KOREA)를 사용하였다. 열화조건은 10.5h/50℃/95%, 1.5h/20℃/0%, 10.5h/60℃/30%, 1.5h/20℃/O% 주기로 360시간 시험하였다.

2.2.2. UV 열화

UV열화시험은 ‘도료 및 관련 원료의 시험방법(KS M 5000)’의 ‘도료의 촉진내후성 시험방법(3231)’을 준수하여 적용하였으며, 시험기(QUV/SE, Q-panel Lab Products, USA)를 사용하였다. UV/60℃/26시간 주기로 390시간 시험하였으며, 광원으로는 UV-A 340 nm Lamp를 사용하고 자외선 조사량은 0.89 W/m2로 설정하였다.

2.3. 채색 안정성 평가

2.3.1. 표면상태

열화시험 전⋅후 육안관찰에 기초하여 시험시편의 표면에 발생한 얼룩, 변색, 박락, 균열 등의 표면상태 변화를 파악하였다. 동일 조건으로 제작된 3개 시편의 표면상태에 따라 등급을 나누고 평균을 내어 안정성을 평가하였다(Table 2).

2.3.2. 색도측정

바탕칠 적용에 따른 채색층의 색변화를 파악하고자 열화시험 전⋅후의 색도를 측정하였다. 색도측정 방법은 ‘KS M ISO 7724 도료와 바니시의 측색법’을 적용하였으며, 시편별로 Colour Chart와 함께 정밀스캔을 실시하여 열화시험 전⋅후의 색변화를 관찰하였다. 동일 조건으로 3개의 시험시편을 제작하고, 지그를 사용하여 시편 별 3지점의 색도를 측정하였으며, 한 지점당 3회씩 측정하여 9회 측정치의 L*, a*, b* 값 평균을 구하고 색차(△E*)를 산출하여 비교하였다(Table 3). 색도는 국제조명위원회에서 정한 CIE Lab 표색계를 사용하였다.

2.3.3. 분상박락

분상박락에 대한 평가는 ‘KS M ISO 2409’를 응용하여 테이프 박리시험으로 진행하였다. 시험시편 표면의 약 3 cm × 3 cm 면적에 규격테이프를 붙이고 잘 눌러 기포가 없도록 부착하고 90°의 각도에서 잡아당겨 테이프를 떼어내는 방식이다. 시각적 관찰에 기초한 표면의 박락상태와 테이프에 붙은 정도를 육안 관찰하여 등급을 나누어 도막의 성능을 비교하였다(Table 4). 동일 조건으로 제작된 3개 시편의 동일 지점에 대해 테이프 박리시험을 실시하여 등급을 나누고 평균을 내어 분상박락에 대한 안정성을 평가하였다. 측정영역의 백분율은 이미지에 대한 시각적 관찰에 기초하였다.

2.3.4. 판상박락

판상박락에 대한 평가는 ‘KS M ISO 2409’ 도료의 밀착성 시험 방법을 응용하여 도막을 격자로 잘랐을 때 기재로부터 도막의 박리 정도를 측정하여 밀착성능을 판정하는 방법으로 진행하였다. 시험시편 도막의 표면에 줄 간격 2 mm로 12칸의 격자를 만들어 흠집을 낸 후 3M社의 투명 점착테이프를 손으로 눌러 부착하고 한번에 떼어내 도막이 떨어져 나온 범위를 수치화하여 등급을 나누고 안정성을 평가하였다(Table 5).

3. 연구결과

3.1. 표면상태 변화

습⋅건열화 조건에서 Group1 A의 저농도(3%) 뇌록시편(A3-C-a), 고농도(9%) 석록(하엽)시편(A9-CM-a), 중⋅고농도의 석간주시편(A6-H-a⋅A9-H-a)와 저농도 황단시편(A3-CR-a)을 제외하고, Group1은 0-2등급로 나타났고, Group2의 경우 석록(하엽)(CM)을 제외하고 3등급으로 나타나 전반적으로 표면상태 변화에 대한 안정성은 Group1이 Group2에 비해 안정적으로 나타났다. Group1 A 석간주시편(H)의 경우 오히려 저농도에서 안정적인 결과가 확인되었는데 중농도와 고농도에서의 낮은 결과치는 안료 배합의 문제로 생각된다(Figure 1).
UV열화에서는 Group1의 황단시편(CR)과 Group1 A의 석간주시편(H)을 제외하고 모두에서 0-2등급의 안정적인 결과가 확인되었다. Group2의 경우 석록(하엽)(CM)만 2등급으로 나타나고 나머지 시편은 3-4등급으로 나타났다(Figure 2).
결과적으로 인공열화시험 후 바탕칠이 없는 시편보다 바탕칠을 적용한 시편의 표면 상태 변화가 적고 안정적인 경향을 보였으며, 바탕칠한 시편에서는 호분바탕칠이 백토바탕칠 보다 안정적이었다.

3.2. 색상 변화

인공열화시험 조건에 따라 Group1과 Group2의 색상 변화 평균값을 비교하여 바탕칠 적용 여부에 따른 색상 변화의 전반적인 경향성을 확인하고자 하였다(Table 6).
습⋅건열화 후 Group1의 색차 평균값은 1.52이고, Group2의 색차 평균값은 1.47로 Group1의 색차 평균값과 비슷하게 나타나 습⋅건열화 조건에서는 바탕칠의 적용 여부에 따른 색상 변화가 크지 않음을 알 수 있다.
UV열화 후 Group1의 색차 평균값은 8.34이고, Group2의 색차 평균값은 16.40으로 나타나 UV열화 조건에서 바탕칠 적용에 따른 큰 차이의 색변화가 관찰되었는데, 이는 UV열화 조건에서는 바탕칠의 적용 여부가 색변화에 대한 안정성에 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다.
습⋅건열화 후 Group1과 Group2 모두에서 가칠시편은 색변화가 있으나 미미하였으며, 채색시편의 색차값이 가칠 시편에 비해 높지만 그 또한 차이가 크지 않았다. Group1 A의 저농도 황단시편(A3-CR-a)의 경우에는 4.1의 다소 높은 색차값을 보였으나 이는 바탕칠의 영향보다는 안료 자체의 변색에서 기인한 것으로 판단된다(Table 7). 즉, 습⋅건 열화 조건에서 바탕칠은 도막의 색변화에 대한 안정성에 별다른 영향을 미치지 않은 것으로 판단된다.
UV열화 조건에서 Group1과 Group2의 색차평균값의 차이는 가칠 시편의 색차값 차이에서 기인함을 알 수 있었다. Group2의 가칠시편에서 색차값이 크게 차이가 나타난 반면, Group1 가칠시편의 색차값은 상대적으로 적게 나타났다. 채색시편의 경우에는 바탕칠 적용 조건에 관계없이 일관적인 색변화 경향이 나타났다. 석록(하엽)시편(CM)은 안료 자체의 내광성으로 인해 바탕층 유무와 관계없이 변색의 양상을 거의 보이지 않았다. 황단시편(CR)의 경우 Group1과 Group2 모두에서 비교적 큰 폭의 색차값이 나타났는데 이는 바탕칠 조건보다는 안료 자체의 낮은 내광성에 따른 색변화가 발생되는 것으로 판단된다(Table 8).

3.3. 밀착력

3.3.1. 분상박락

습⋅건열화 후 Group1 A의 저농도(3%) 뇌록시편(A3-C-a)과 황단시편(A3-CR-a)를 제외하고 Group1 시편이 도막의 분상박락에 대한 안정성에서 Group2에 비해 상대적으로 높게 판정되었다. 특히 Group1 B의 경우 모든 농도에서 평가 결과가 0-2등급으로 안정적이었으며, Group1 A의 경우 고농도(9%) 뇌록시편(A9-C-a)을 제외하고 모든 조건에서 Group1 B에 비해 낮게 평가되었다. Group2의 경우 황단시편(CR-a)만 2등급으로 나타났으며, 나머지는 3-4등급으로 Group1에 비해 전반적으로 낮은 등급이 확인되었다(Figure 3).
UV열화 후 Group1 A의 저농도 뇌록시편(A3-C-b)과 석록(하엽)시편(A3-CM-b), 황단시편(A3-CR-b), 석간주시편(A3,6,9-H-b)을 제외하고 0-3등급으로 나타났다. 석간주시편(H)의 경우 Group1, Group2 모두에서 낮은 등급이 관찰되었는데 이는 안료 자체의 흡유량이 높아 아교의 사용량이 부족한 요소가 작용한 것으로 생각된다. Group2의 경우 황단시편(CR-b)을 제외하고 모두에서 3-4등급이 나타나 전반적으로 분상박락에 대한 안정성에서 Group1이 Group2에 비해 안정적인 경향이 확인되었다(Figure 4).
결과적으로 열화 후 분상박락에 대한 안정성은 바탕칠을 적용한 시편이 바탕칠이 없는 시편에 비해 상대적으로 높게 나타났으며, 바탕칠을 적용한 시편에서는 호분바탕칠을 적용한 시편이 백토바탕칠을 적용한 시편에 비해 상대적으로 안정적임을 알 수 있다.

3.3.2. 판상박락

습⋅건열화 후 Group1 A의 경우 저농도(3%) 가칠시편과 채색시편, 중농도(6%)의 석간주시편(A6-H-a)이 3-4등급으로 평가 되었고, 나머지 가칠시편과 채색시편에서는 0-2등급의 안정적인 결과가 확인되었다. Group1 B의 경우 바탕칠 농도와 상관없이 모두에서 0-2등급으로 평가되었다. Group2에서는 뇌록시편(C-a)이 0-1등급으로 나타났으며, 나머지 시편에서는 2-3등급으로 나타났다(Figure 5). 결과적으로 습⋅건열화시험 전⋅후 도막의 판상박락에 대한 안정성은 백토바탕칠을 적용한 일부 저농도 가칠시편과 중농도 석간주 시편을 제외하고 전반적으로 바탕칠을 적용한 시편이 바탕칠이 없는 시편에 비해 안정적으로 평가되었다.
UV 열화 후 Group1의 판상박락에 대한 안정성은 Group1 A의 경우 저농도 뇌록가칠시편(A3-C-b)과 저⋅중 농도 황단시편(CR)에서 4-5등급으로 불안정한 결과가 나타났으며, Group1 B는 모두에서 0-2등급의 안정적인 수치가 확인되었다. Group2에서는 석록(하엽)(CM) 시편을 제외하고 1-2등급의 안정적인 결과가 나타났다(Figure 6). 전반적으로 백토바탕칠을 적용한 일부 시편을 제외하고 바탕칠을 적용한 시편이 바탕칠이 없는 시편에 비해 열화시험 전⋅후 도막의 판상박락에 대한 안정성이 높은 것으로 평가되었다. 백토바탕칠을 적용한 저농도의 뇌록가칠시편과 저⋅중농도 황단시편의 경우 오히려 바탕칠이 없는 시편에 비해 불안정한 결과를 보였는데 이는 바탕층의 영향보다는 안료의 흡유량 등 가칠에 사용된 안료의 특성과 아교의 농도, 배합비 등의 특징에서 기인한 것으로 판단된다.

4. 결론 및 고찰

본 연구에서는 전통단청 기법인 바탕칠이 가칠층 및 채색층의 안정성에 미치는 영향을 파악하기 위해 과학적 실험 및 평가를 실시하였다. 바탕칠 안료와 아교수와의 배합비를 선정하고 전통단청 바탕칠 기법을 재현하여 시험시편을 제작하였고, 시험시편에 대한 인공열화시험을 실시하여 바탕칠 적용에 따른 가칠층 및 채색층의 안정성을 평가하였다. 결론적으로 일부 안료의 배합비 불균형 및 안료 자체의 약한 내광성 등의 원인을 제외하고 백토와 호분을 이용한 바탕칠은 전통단청 가칠층 및 채색층의 표면상태, 색상변화에 대한 안정성을 보완하고, 밀착력의 성능을 개선하는 것으로 판단되며, 백토보다 호분을 사용하여 바탕칠을 하였을 때 보다 안정적인 결과를 확인할 수 있었다. 연구결과를 종합하여 요약하면 다음과 같다.
1. 열화시험 전⋅후 바탕칠의 적용 여부에 따른 표면 상태 변화에 대한 평가 결과에서는 바탕칠을 적용한 시편의 표면 상태가 바탕칠이 없는 시편보다 상대적으로 양호하였으며, 바탕칠을 적용한 시편에서는 백토바탕칠에 비해 호분바탕칠의 표면 상태가 안정적인 것으로 평가되었다. 다만, 백토바탕칠을 적용한 중⋅고농도의 석간주시편과 저농도의 황단시편에서 낮은 등급의 결과가 나타나는데 석간주시편의 경우는 저농도에서, 황단시편의 경우는 중⋅고농도에서는 양호한 결과를 나타낸 것으로 미루어 보아 안료자체의 문제보다는 바탕칠 안료와 아교수의 배합비 불균형이 원인인 것으로 생각된다. 채색층 시편의 경우 바탕칠이 없는 시편의 표면 상태가 오히려 양호한 경우도 있어 바탕칠에 의한 영향보다는 안료 자체의 물리⋅화학적 특성에 의한 영향이 더 큰 것으로 판단된다.
2. 색상변화의 경우 습⋅건열화 조건에서 바탕칠은 가칠층 및 채색층의 색변화에 별다른 영향을 미치지 않았다. UV열화 조건에서 바탕칠을 적용한 시편과 바탕칠이 없는 시편에서 색차값의 차이가 나타났는데, 이는 UV열화 과정에서 바탕재인 목재의 변색이 작용하여 가칠층의 색차값을 증가시킨 것으로 생각된다. 채색층의 경우에는 바탕칠 조건에 관계없이 안료 자체의 내광성에 따른 색변화가 발생되는 것으로 판단된다. 따라서 UV열화 조건에서는 바탕칠이 가칠층의 색변화 안정성에 영향을 미치는 것을 알 수 있으며, 백토바탕칠 보다는 호분바탕칠의 색차값 변화가 가장 적은 것으로 나타났다.
3. 습⋅건열화 및 UV열화 후 가칠층 및 채색층의 분상 박락에 대한 안정성은 바탕칠을 적용한 시편에서 더 안정적인 것으로 나타났으나, 채색층에서 평가된 분상박락에 대한 안정성은 바탕칠의 적용 여부 보다는 가칠층과의 관계에서 해석되어야 할 것으로 판단된다. 호분바탕칠이 백토바탕칠에 비해 안정성이 높게 평가되었고, 모든 시편 조건에서 중농도, 고농도의 호분바탕칠이 가장 안정적이었다. 다만 저농도의 백토바탕칠을 적용한 뇌록시편과 황단시편에서 바탕칠이 없는 경우보다 분상박락에 대한 안정성이 낮게 평가되었는데, 이는 안료 자체의 흡유량과 물리적인 특성에 따른 아교수와의 배합비 불균형에서 기인한 것으로 생각된다.
4. 습⋅건열화 및 UV열화 후 판상박락에 대한 안정성은 백토바탕칠을 적용한 저농도의 뇌록시편 및 황단시편을 제외하고 바탕칠을 적용한 시편에서 안정적인 것으로 나타났으며, 호분바탕칠이 더 안정적으로 나타났다. 그러나 UV열화 후 백토바탕칠 한 석간주시편의 고농도 조건에서 안정성이 다소 낮은 것으로 나타났는데, 이는 바탕층의 영향보다는 안료의 흡유량 등 가칠에 사용된 안료의 특성과 아교의 농도, 배합비 등의 특징에서 기인한 것으로 판단된다. 백토바탕칠의 경우 고농도의 아교수와 배합한 경우 호분바탕칠과 비슷한 결과가 확인되는 것으로 보아 아교수와의 배합비 조정을 통해 저농도와 중농도의 문제점을 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

Figure 1.
Evaluation result of surface state change after wet-dry deterioration(a).
JCS-2023-39-4-16f1.jpg
Figure 2.
Evaluation result of surface state change after UV deterioration(b).
JCS-2023-39-4-16f2.jpg
Figure 3.
Evaluation results of powdery flaking after wet-dry deterioration(a).
JCS-2023-39-4-16f3.jpg
Figure 4.
Evaluation results of powdery flaking after UV deterioration(b).
JCS-2023-39-4-16f4.jpg
Figure 5.
Evaluation results of plate flaking after wet-dry deterioration(a).
JCS-2023-39-4-16f5.jpg
Figure 6.
Evaluation results of plate flaking after UV deterioration(b).
JCS-2023-39-4-16f6.jpg
Table 1.
Mixing ratio Pigment and glue ratio of deterioration test specimen
Level Ground layer(3, 6, 9%)
Gachil layer(6%)
Painting layer(6%)
Group Pigment Mixing ratio Pigment Mixing ratio Pigment Mixing ratio
Group1 A (White Clay) 1.0 : 2.5 Celadonite(C) 1.0 : 3.0 Malachite(CM) 1.0 : 0.8
Hematite(H) 1.0 : 2.0 Lead Red(CR) 1.0 : 0.7
B (Oyster Shell Powder) 1.0 : 2.0 Celadonite(C) 1.0 : 3.0 Malachite(CM) 1.0 : 0.8
Hematite(H) 1.0 : 2.0 Lead Red(CR) 1.0 : 0.7
Group2 - - Celadonite(C) 1.0 : 3.0 Malachite(CM) 1.0 : 0.8
Hematite(H) 1.0 : 2.0 Lead Red(CR) 1.0 : 0.7
Table 2.
Surface state change assessment grade classification
Classification Chromaticity change
0 No change in status
1 Fine cracks, minor flakes, stains, discoloration
2 Fine cracks, flakes, stains, discoloration in small areas
3 Fine cracks, flakes, stains, discoloration in a lot of territory
4 Cracks, flakes, stains, discoloration in many areas
5 Cracks, flakes, stains, discoloration in a significant number of areas
Table 3.
Discoloration grade classification based on △E*
Classification △E* NIST Standard
0 0 ∼0.5 Very slight difference
1 0.5∼1.5 Slight difference
2 1.5∼3.0 Discern in eyes
3 3.0∼ 6.0 Significant difference
4 6.0∼12.0 Very significant difference
5 12.0∼ Different color
Table 4.
Powdery flaking evaluation classification
JCS-2023-39-4-16i1.jpg
Table 5.
Plate flaking evaluation classification
JCS-2023-39-4-16i2.jpg
Table 6.
Color change according to application of Ground Lyering after deterioration
Average Value of △E* Wet-Dry deterioration (a) UV deterioration (b)
Group
Group1 A (White Clay Ground Layering) 1.61 1.52 8.63 8.34
B (Oyster Shell Powder Ground Layering) 1.43 8.05
Group2 No Ground Layering - 1.47 - 16.40
Table 7.
Color change after wet-dry deterioration(a)
Group1
Group2
A (White Clay Ground Layering)
B (Oyster shell Powder Ground Layering)
No Ground Layering
Specimens △E* / SD Specimens △E* / SD Specimens △E* / SD
A3-C-a 1.0 / ±0.12 B3-C-a 0.9 / ±0.21 C-a 1.2 / ±0.24
A3-H-a 0.9 / ±0.04 B3-H-a 0.6 / ±0.07 H-a 0.9 / ±0.28
A3-CM-a 2.1 / ±0.58 B3-CM-a 2.6 / ±0.85 CM-a 1.6 / ±0.19
A3-CR-a 4.1 / ±3.99 B3-CR-a 2.2 / ±0.56 CR-a 2.2 / ±1.11
A6-C-a 1.1 / ±0.22 B6-C-a 1.2 / ±0.72
A6-H-a 2.1 / ±1.35 B6-H-a 0.5 / ±0.12
A6-CM-a 1.8 / ±0.41 B6-CM-a 2.2 / ±0.23
A6-CR-a 1.2 / ±0.35 B6-CR-a 1.6 / ±0.53
A9-C-a 1.1 / ±0.17 B9-C-a 1.0 / ±0.13
A9-H-a 0.8 / ±0.11 B9-H-a 0.6 / ±0.33
A9-CM-a 1.9 / ±0.76 B9-CM-a 2.0 / ±0.49
A9-CR-a 1.3 / ±0.07 B9-CR-a 1.8 / ±0.26
Table 8.
Color change after UV deterioration(b)
Group1
Group2
A (White Clay Ground Layering)
B (Oyster shell Powder Ground Layering)
No Ground Layering
Specimens △E* / SD Specimens △E* / SD Specimens △E* / SD
A3-C-b 3.7 / ±0.22 B3-C-b 3.7 / ±0.12 C-b 26.7 / ±20.50
A3-H-b 4.3 / ±0.13 B3-H-b 4.1 / ±0.09 H-b 17.5 / ±23.21
A3-CM-b 0.8 / ±0.32 B3-CM-b 1.2 / ±0.37 CM-b 0.9 / ±0.51
A3-CR-b 27.6 / ±3.35 B3-CR-b 28.0 / ±4.50 CR-b 20.5 / ±2.01
A6-C-b 3.4 / ±0.34 B6-C-b 3.9 / ±0.87
A6-H-b 4.0 / ±0.08 B6-H-b 4.0 / ±0.08
A6-CM-b 1.4 / ±0.40 B6-CM-b 2.9 / ±0.06
A6-CR-b 23.4 / ±1.25 B6-CR-b 30.3 / ±2.65
A9-C-b 4.3 / ±0.92 B9-C-b 4.8 / ±0.80
A9-H-b 4.1 / ±0.05 B9-H-b 4.3 / ±0.45
A9-CM-b 1.0 / ±0.06 B9-CM-b 1.4 / ±0.16
A9-CR-b 25.6 / ±2.17 B9-CR-b 24.9 / ±2.67

REFERENCES

Cultural Heritage Administration, 2016, Buan Naesosa Daeungbojeon Hall Dancheong pattern survey and produce replication, 702–703.

Cultural Heritage Administration, 2017, Gochang Seonunsa Daeungjeon Hall Dancheong Investigation, 38–41.

Cultural Heritage Administration, 2018, Gochang Seonunsa Yeongsanjeon Hall Dancheong Investigation, 34–36.

Han, G.S. and Shin, S.J., 2007, Effect of vehicle resin on coating performance of Dan-Chung. Journal of the Korean Wood Science and Technology, 35(1), 142, 145.

Lee, H.H., 2013, (A)study on the color change of pigment caused by ultraviolet ray – Focused on light stability of pigment used in dancheong. Ph.D. dissertation, Hongik University, Seoul, 1.

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