옻은 접착력과 도막 형성 특성이 있으면서 방수성, 방부성, 내산성 등도 있어 우리나라에서 예로부터 공예품, 목제품, 무기, 목관, 부장품, 생활용품 등에 사용해 왔다. 그 결과 옻을 사용한 다양한 유물이 출토되어 왔는데, BCE 3세기로 추정되는 충남 아산 남성리 석관묘 유적에서 발견된 칠편(National Museum of Korea, 1977), BCE 1∼CE 3에 형성된 창원 다호리 유적에서 출토된 옻칠칼집(칠초), 칠기원형두, 칠기방형두, 통형칠기, 칠기붓, 칠기부채 등의 다양한 칠기 유물(National Museum of Korea, 2012), 칠기칼집, 파문원형칠기, 통형칠기 등 광주 신창동 저습지 출토 칠기 유물(Gwangju National Museum, 1997) 등을 들 수 있다(Cho and Jeong, 2024). 칠을 포함한 유물에서 옻층은 한 개인 경우도 있지만 대개 여러 개의 층으로 구성되어 있다(Kim, 2007). 각각의 옻층은 옻으로만 구성되기도 하지만, 골분, 안료, 토분, 목탄, 그을음 등을 포함하기도 한다. 옻층에 비해 첨가물이 포함된 층이 대체로 두꺼운데, 옻으로만 구성된 층이 두께가 수∼수십 μm로 제한적이지만, 골분을 포함하는 경우는 200 μm의 두께도 관찰되고 있다.

단순한 옻 도막 대신 골분을 함유한 도막층으로 구성된 칠기 시료를 분석한 사례는 다음과 같다. 이용희는 조선시대 나전칠기 수리 결과를 정리했다(Yi, 1996). 수리복원과정에서 칠도막단면의 현미경조사결과 수리대상 나전칠기들의 칠기법은 대부분 심바르기 없이 곧바로 골해를 두껍게 바르고 그 위에 다시 2∼3차례에 걸쳐 옻을 얇게 올린 것으로 조사되었다. 골분을 사용한 이유에 대하여 다공질 재료인 골분이 칠의 침투가 용이하고 칠도막에 적당한 탄성을 부여하는 특성 때문인 것으로 추정하였다. 김경수 등은 현미경과 SEM-EDS로 낙랑칠기 7점의 칠기법을 조사하여 골분을 관찰하였으며(Kim et al., 2003), 이용희 등은 고려시대 이전 제작된 출토 고대칠기를 조사하면서 현미경 조사를 통해 골분이 들어 있다고 보고하였다(Yi and Seo, 2010). Miyakoshi Tetsuo 등은 조선 중기후기 용문나전어피함, 나전함, 나전경상에서 칼슘(Ca), 인(P)을 SEM-EDX로 확인하였고, 크로스섹션에서 골분을 확인하였다(Miyakoshi et al., 2013). 정지연 등은 협저아미타불의 칠층에 골분을 포함한 회칠이 사용된 것을 관찰하였는데, 골분 사용이유로 가볍고 견고하며 많은 기공층을 가지고 있기 때문에 한 번에 두껍게 회칠층을 올려도 주름이 생기지 않고 빨리 경화되는 장점을 골분이 가지기 때문이라고 추정하였다(Jeong and Motoya, 2014). 아울러, 휴식록(髹飾錄, 黃成 저)에서 회칠층(灰漆層) 관련 기록을 언급하면서 예로부터 회칠의 혼합재료로 뼈를 태워 가루로 만들어 칠에 혼합하는 기법이 사용되었음도 보고하고 있다. 최석찬 등은 조선시대 후기의 창(spear), 지팡이, 철검, 부채, 장(chest, 장롱)과 모란문나전칠기 사각함의 칠편을 IR, SEM 등으로 분석하여 창, 지팡이, 모란문나전칠기 사각함의 바탕칠에 골분이 사용된 것을 확인하였다(Choi et al., 2011). 박정혜 등은 나전포류수금문향상 칠편, 파주금파리 출토 칠편, 고려시대 칠 장식궤 칠편의 칠도막에 대한 현미경 관찰 결과 나전포류수금문향상, 고려시대 칠장식궤 칠편에서 골분을 포함한 칠층이 관찰되었다고 보고하였다(Park and Yi, 2013). 최근에는 부여 대조사 석조미륵보살입상(보물 제217호)의 불안을 해체하여 보존처리하는 과정에서 불안의 주변을 감싸고 있는 옻 기반 접착제가 발견되었는데, 옻 접착제의 두께는 두꺼운 것이 1 cm 정도로 흔히 관찰되는 옻 도막보다 매우 두꺼웠다. 성분 분석 결과 옻 외에 골분이 함유되어 있으며 성분비는 유기물(옻 포함):골분 = 4:5 정도인 것으로 밝혀졌다(Park and Lee, 2019). 장은정 등은 옻에 토분, 목분, 목탄분, 와분, 쌀풀을 첨가하여 칠기 하지층 복원제로 적용할 수 있는 충전제의 특성을 비교하였는데, 토분의 비율이 많아질수록 옻의 건조 속도는 빠르고 충전제의 연마가 쉬워지며 충격에 약해지고 표면의 균열도 심해진다고 하였다(Jang et al., 2015).

하지만, 두꺼운 옻층에 골분이 혼합되어 있는 이유에 대해 골분 함유 옻의 경화과정 실험을 통해 고찰한 연구는 지금까지 없었다. 여기서는 골분을 함유한 옻의 시간에 따른 변화를 육안으로 관찰하고 순수한 옻의 변화와 비교 검토하였으며, 경화된 골분함유 옻의 내부구조를 현미경으로 관찰하여 골분이 옻의 경화에 미치는 영향을 추정하였다. 회화(灰化) 전후 골분을 비교함으로써 회화에 따른 옻의 경화현상도 관찰하였고, 골분의 함량, 골분의 크기가 옻의 경화현상에 미치는 영향도 검토하였다. 이로부터 골분의 특성이 어떻게 옻의 경화특성에 영향을 미치는지 이해하고자 하였다.

골분은 칠기를 제작하는 과정에서 상칠 작업에 앞서 바탕재 표면의 요철이나 직물심의 눈매를 메워 칠면을 평활하게 하기 위해 토분, 목탄분 등과 함께 옻과 섞어 바르는 것으로 골해, 골회, 고래라고 한다. 즉, 충전제로서 역할을 하는 것으로 보는 것이다. 고분자 재료에서 충전제는 고분자 재료의 강도, 탄성, 유연성 등의 물성이나 성형 가공성 등의 개선을 목적으로 고분자와 배합하여 사용하는 무기물 또는 유기물을 말한다. 하지만, 본 연구에서 관찰한 결과 옻에서 골분의 역할은 이러한 충전제로서의 역할로 끝나지 않는다. 옻의 경화를 촉진하여 옻이 옻층의 깊이 방향으로 경화가 가능하게 함으로써 경화된 두꺼운 옻층을 얻을 수 있게 한다. 이러한 옻의 역할은 그 동안 행해진 칠기 유물의 도막 분석 결과에서도 확인된다. 경주 방내리 고분에서 출토된 붉은색 칠편은 칠층이 3개층으로 41 μm이나 골분을 포함하는 밑층은 200 μm로 훨씬 두껍다(Kim, 2007). 조선시대 나전칠기함, 나전칠기상자 등의 칠편도 골분을 포함하는 하지층과 2∼3개의 상도층으로 이루어졌는데 칠도막 전체 두께가 640 μm, 460 μm로 매우 두껍다(Yi, 1996). 낙랑칠기에서도 칠반(367 μm, 211μm), 칠이배(450 μm, 480μm) 등 골분을 포함하는 바탕칠의 두께가 두껍다(National Museum of Korea, 2012). 삼국시대부터 조선시대까지의 칠기시편을 현미경과 SEM-EDS로 분석한 연구결과에서도 200 μm이상의 두께를 가지는 옻칠층에서는 1개의 경우를 제외하고 모두 골분이 검출되었다(Choi, 2012). 대조사 불안의 유기물(옻 포함)과 골분의 조성이 유기물:골분 = 4:5(w/w)으로 비교적 높은 골분 함유량을 나타낸 것도(Park and Lee, 2019) 불안에 옻을 바를 때 빠른 경화가 필요했기 때문인 것으로 생각된다. 반면 옻칠층이나 흑색안료, 작은 이물질을 포함하는 옻칠층의 두께는 5∼60 μm로 골분이 들어 있는 옻층에 비해 얇다(Kim, 2007). 경산 임당 유적 출토 칠기 유물에서도 1개 칠층의 두께가 15∼27 μm, 2개 칠층의 두께가 20∼55 μm, 3개 칠층의 두께가 30 μm로 관찰되고 있다(Lee and Han, 2017). 앞에서 본 것처럼 순수한 옻의 경화 두께가 10일 경과 후에도 33∼52 μm인 것과 대체로 부합하는 도막 분석 결과이다. 골분이 포함된 옻층에서 점토광물 등 토분 성분이 검출되기도 하는데, 충진제로서 쉽게 구할 수 있는 흙만을 사용하지 않고 골분을 사용한 것도 골분의 경화 보조 특성을 이용하기 위한 것으로 추정된다. 생골분에 비해 회화골분에서 옻의 경화가 빠른 것으로부터 회화에 따라 형성된 pore가 옻의 경화에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며 골분입자의 크기도 옻의 경화에 영향을 미쳤다. 회화골분이 포함되었을 때 경화가 빨라지는 이유는 골분에 형성된 pore가 공기 저장소 역할을 해 옻의 경화가 내부에서도 쉽게 일어 날 수 있게 하고, 그렇게 경화된 옻이 수축하면서 생긴 빈틈과 골분의 pore가 외부에서 옻층 내부로의 공기통로를 형성해 옻의 경화에 필요한 공기를 공급하기 때문인 것으로 사료된다.