전통 단청에 사용된 교착제의 분석 연구 :Analysis of binder in Korean traditional Dancheong

유지아

자료유형: 학위논문

저자정보: 유지아 (한국전통문화대학교, 한국전통문화대학교 문화유산전문대학원)

지도교수: 정용재

발행연도: 2019

저작권: 한국전통문화대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초록· 키워드

현재 단청 시공 현장에 사용되는 교착제는 합성 재료인 아크릴 에멀전이 대부분이지만 과거에는 다양한 천연 재료가 사용되었다. 문헌 기록과 단청 원로 장인의 고증에 따르면 단청 가칠의 교착제는 아교와 전분풀이 사용되었으며 조선시대부터 1970년대까지 사용되어온 것으로 확인된다. 특히 전분풀은 일반적으로 단청 교착제로 알려진 아교 이외의 재료로 쌀가루, 밀가루, 찹쌀가루 등의 곡물 가루를 끓여서 풀을 쑤어 사용하며 주로 뇌록 가칠에 첨가하여 단청 도막의 균열을 방지하는 역할로 사용되었다. 아교와 전분풀은 단청을 비롯한 거의 모든 분야의 채색 및 공예 기법에서 다양하게 사용되어져 왔지만 이를 과학적으로 규명하기 위한 연구는 이루어지지 않았다.
본 연구는 문헌에 기록된 단청 가칠 교착제를 과학적으로 분석할 수 있는 방법을 제시하고 이를 실제 사찰 단청에 적용함으로써 과거에 사용된 우리나라 전통 단청 재료 및 기법을 규명하고자 하였다. 뇌록 안료와 천연 및 합성 교착제를 이용하여 제작한 가칠 재현시편과 조선시대 사찰단청의 유물시편을 대상으로 적외선흡수분광법과 열분해 가스크로마토그래피 질량분석법을 사용하였다. 적외선흡수분광법 결과는 주성분 분석을 통해 비교?분류 하였으며 효소면역분석법을 적용하여 아교를 동정하는 방법을 제시하였다. 가칠 재현시편의 포수에는 아교와 아크릴 에멀전을 사용하였고 뇌록 안료와 혼합한 채색층의 교착제는 아교, 전분풀 그리고 아크릴 에멀전을 사용하였다.
재현시편의 분석을 통해 아교가 포수와 채색층의 교착제로 사용되었을 때 나타나는 특징적인 적외선흡수스펙트럼과 작용기를 확인하였다. 열분해 크로마토그래피 질량분석법을 이용하여 아교를 구성하는 아미노산에서 유래되는 피롤계 열분해 화합물을 제시하였다. 이화학적 분석법 외에 효소면역분석법을 적용하여 현재 우리나라에서 사용되고 있는 다양한 종류의 아교를 분석하고 안료와 혼합된 재현시편 채색층에서 아교가 분석되는 것을 확인하였으며, 이에 적합한 항체와 실험 과정을 검증하였다. 전분풀을 교착제로 사용한 재현시편은 적외선흡수스펙트럼에서는 특징적인 작용기가 분석되지 않았지만 열분해 크로마토그래피 질량분석법을 통해 전분을 구성하는 글루코오스에서 기인하는 퓨란계 화합물이 주요 열분해 화합물로 확인되었다. 아크릴 에멀전은 아교와 마찬가지로 각각 포수와 채색층에 사용되었을 때 특징적인 적외선흡수스펙트럼과 작용기를 확인할 수 있었으며 열분해 크로마토그래피 질량분석법을 통해 아크릴계 단량체와 기타 화합물이 주요 열분해 화합물인 것으로 확인되었다. 특히 아교 포수 후 아크릴 에멀전을 교착제로 사용한 재현시편에서도 아교 관련 열분해 화합물이 분석되어 채색 전 포수에 사용된 교착제를 분석할 수 있을 것으로 기대된다.
재현시편을 통해 확인된 분석 결과를 조선시대 사찰단청 유물시편에 적용하였다. 유물시편은 부안 내소사 대웅보전과 양산 통도사 대웅전 그리고 고창 선운사 대웅전 및 명부전의 내부 단청으로 부안 내소사 대웅보전 단청은 18세기에 조성한 것으로 추정되며, 양산 통도사 대웅전 단청은 17세기에 조성한 것으로 추정된다. 고창 선운사 대웅전 및 명부전 단청은 17세기말에서 19세기 중반에 단청이 조성된 것으로 추정되나 정확한 조성 시기는 알 수 없으며 부재에 따라 단청의 연대가 구분되는 것으로 확인되고 있다. 내소사 대웅보전 단청은 가칠과 석간주 층을 중심으로 분석을 진행하였고 6종의 모든 시편에서 아교와 전분풀의 열분해 화합물이 함께 분석되어 전통 교착제를 이용한 단청 기법이 사용된 것으로 판단된다. 양산 통도사 대웅전 단청은 주사와 뇌록 층의 분석을 진행하였고, 시편 6종 모두에서 아교가 분석되었으며 그 중 시편 4종에서는 전분풀도 함께 분석되었다. 또한 효소면역분석법을 이용하여 시편 4종에서 동물성 교착제인 아교가 분석되는 것을 확인하였다. 고창 선운사 대웅전 및 명부전은 뇌록과 양청 층을 중심으로 분석하였고 그 결과 명부전에서는 아교와 전분풀이 모두 분석되고 대웅전에서는 전분풀 관련 화합물만 분석되었다. 총 16종의 유물시편 중 뇌록은 주로 전분풀 관련 화합물이 검출되고 석간주와 주사는 대부분 아교 관련 화합물이 분석되었다. 이를 통해 채색층 교착제는 아교를 사용하고 뇌록가칠 교착제는 전분풀을 사용한다는 전통 단청 기법에 대한 문헌 기록과 일치함을 확인하였다.
본 연구는 전통 단청에 사용된 재료와 기법을 규명하고 전통 단청과 현대 단청을 구분 짓는 다양한 분석 방법을 제시하였다. 특히 아교와 전분풀은 단청 외에도 회화 및 공예 등 다양한 분야에서 사용되는 전통 재료이기 때문에 향후 다양한 유기물 교착제 연구를 통해 문화재 제작 기법 및 연대 규명 연구에 활용될 것으로 기대된다.

The binders currently used in Dancheong construction sites are mostly composed of acrylic emulsions as a synthetic material but various natural materials were used in the past. Following historical literature and interview from senior artisans, it is confirmed that the animal glue and starch paste have been applied on additional coating layers (Gachil) of Dancheong from the Joseon Dynasty period to the 1970s. In particular, the starch paste is generally used as a binder material other than animal glue and it is prepared by boiling the grain powder such as rich flour, wheat flour and glutinous rice flour to add to the additional coating layers of green earth (celadonite) and prevent the cracking on painting layers. Animal glue and starch paste have been used extensively in most of field for painting and craft techniques including Dancheong but unfortunately scientific researches were not conducted to identify them.
Therefore, the aims of this study are to suggest the scientific methods for analyzing the binders which were recorded with historical literatures and to identify the materials and techniques used in Korean traditional Dancheong in the past by applying them to the samples of cultural properties. The fourier transform-infrared spectroscopy and pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry were analyzed on both fabricated mock-ups using green earth pigment (celadonite) and natural/synthetic binders and also Korean temple Dancheong samples from Joseon Dynasty. The results of fourier transform-infrared spectroscopy were compared and classified by principal component analysis and the enzyme-linked immunosorbent assay was applied to identify the animal glue binder. Animal glue and acrylic emulsion were used on fabricated mock-ups with additional coating layers of green earth. Also, animal glue, starch paste and acrylic emulsion were applied to the painting binders with green earth pigment.
Characteristic spectrums of the fourier transform-infrared spectroscopy and functional groups were identified by scientific analysis with fabricated mock-ups when the animal glue was used as a sizing material and binder of the painting layer. The functional groups were confirmed by fourier transform-infrared spectroscopy and also the compounds derived from amino acid such as the pyrrole compounds were analyzed by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry when the animal glue was mixed with sizing and/or additional coating layers. Applied with enzyme-linked immunosorbent assay other than physicochemical analysis, various types of animal glue used in Korea were analyzed. Moreover, it was confirmed that the animal glue could be analyzed from the fabricated painting layers with a pigment so that suitable antibody and experimental procedure were verified in this study. Even though the characteristic functional groups were not distinguished by fourier transform-infrared spectroscopy from the fabricated mock-ups with starch paste, the furan compounds were analyzed as major compounds derived from glucose of the starch by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry. When the acrylic emulsion was used in sizing and painting layer like animal glue, the characteristic spectrums of the fourier transform-infrared spectroscopy and functional groups were identified. And acrylic monomers and other components were confirmed to major pyrolysis compounds. Specially, pyrolysis compounds based on animal glue were distinguished from the fabricated mock-ups with acrylic emulsion binder after animal glue sizing treatment so that it is expected that the sized binder before painting procedure can be analyzed by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry.
The confirmed analytical method with the fabricated mock-ups was applied to the samples of Dancheong layers from Naesosa-temple, Tongdosa-temple and Seonunsa-temple, Joseon Dynasty. The analysis was conducted with green pigment additional layer (celadonite) and red pigment layer (hematite) of the Dancheong in Daewoongbojeon building of Naesosa temple in Buan that were estimated to be built in the 18th century. Animal glue and starch paste binder were distinguished from all 6 samples so that it is realized the Dancheong technique used with traditional binders was applied to Dancheong of Naesosa temple. Red pigment layer (cinnabar) and green pigment layer (celadonite) were analyzed from the Dancheong of Daewoongjeon building of Tongdosa temple in Yangsan that were constructed in the 17th century. Both animal glue and starch paste, or only animal glue were identified depending on the types of analyzed samples. Also, animal glue was confirmed by enzyme-linked immunosorbent assay from 4 samples in Tongdosa temple. Daewoongjeon and Myungbujeon buildings of Seonunsa temple in Gochang are the places to be divided into their periods and the samples from Seonunsa temple were composed of green pigment layer (celadonite) and blue pigment layer (ultramarine blue). Both animal glue and starch paste binder were identified from the samples in Myungbujeon building, and only starch based compounds was distinguished from those in Daewoongjeon building. Among the total 16 samples, the green pigment (celadonite) was analyzed with compounds based on the starch paste, and most of red pigment layers (hematite and cinnabar) were identified with components with animal glue. Therefore, those results are consistent with the historical literature on Dancheong techniques that animal glue and starch paste have been used differently depending on the pigment types.
This study suggests the materials and techniques used in Korean traditional Dancheong and presents various analytical methods for classifying the traditional and/or modern Dancheong. In particular, animal glue and starch paste are traditional materials used in Dancheong, painting and traditional art crafts so it is expected that this study can be widely applied to the researches on fabricating techniques and dating of the cultural properties through a variety of organic binder investigations for the future.

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 연구재료 및 방법 11
1. 연구재료 11
1) 재현시편 11
(1) 선정재료 11
(2) 시편 제작 12
2) 유물시편 18
(1) 부안 내소사 대웅보전 단청 19
(2) 양산 통도사 대웅전 단청 22
(3) 고창 선운사 대웅전 및 명부전 단청 24
2. 연구방법 26
1) 적외선흡수스펙트럼 분석 26
2) 열분해 화합물 분석 27
(1) 방출기체분석 27
(2) 열분해-가스크로마토그래피/질량분석법 28
3) 주성분 분석 30
4) 효소면역분석 31
Ⅲ. 재현시편 분석 결과 37
1. 적외선흡수스펙트럼 분석 37
1) 선정재료 37
(1) 뇌록 안료 37
(2) 아교 38
(3) 밀풀 39
(4) 찹쌀풀 40
(5) 아크릴 에멀전 41
(6) 선정재료 비교 42
2) 재현시편 45
(1) 포수 종류별 적외선흡수스펙트럼 45
(2) 교착제 종류별 적외선흡수스펙트럼 47
3) 주성분 분석 56
2. 열분해 화합물 분석 61
1) 열분해 온도 확인 61
2) 열분해 화합물 68
(1) 아교 68
(2) 전분풀 76
(3) 아크릴 에멀전 93
(4) 교착제 종류별 열분해 화합물 113
3. 효소면역분석 119
1) 소가죽 원료 시판 및 제작아교 119
2) 동물 종에 따른 시판아교 121
3) 재현시편 아교 123
Ⅳ. 유물시편 분석 결과 124
1. 적외선흡수스펙트럼 분석 124
1) 부안 내소사 대웅보전 단청 124
2) 양산 통도사 대웅전 단청 129
3) 고창 선운사 대웅전 및 명부전 단청 134
4) 주성분 분석 138
2. 열분해 화합물 분석 142
1) 부안 내소사 대웅보전 단청 142
2) 양산 통도사 대웅전 단청 148
3) 고창 선운사 대웅전 및 명부전 단청 154
3. 효소면역분석 159
Ⅴ. 고찰 162
Ⅵ. 결론 171
참고문헌 172
Abstract 182

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