투고일_2018.10.10 심사기간_2018.11.01-18 게재확정일_2018.11.26
아교의 증발건조가 백색안료의 발색에 미치는 영향
Effect of Drying of Glue on the Development of White Pigments
김 민, 원광대학교 회화문화재보존수복학과
Kim, Min_Department of Painting Cultural Assets´ Preservation and Restoration Studies, Wonkwang University
차례 1. 서론
2. 재료 및 방법 2.1. 공시재료 2.1.1. 바탕재 2.1.2. 백색안료 2.1.3. 유색안료 2.1.4. 전색제 2.2. 실험방법
2.2.1. 바탕재 아교포수 2.2.2. 백색안료 채색
2.2.3. 먹 위에 백색안료의 중첩 채색 2.2.4. 백색안료와 유색안료의 혼합 채색 2.2.5. 안료의 광학적 특성 분석
3. 결과 및 고찰
3.1. 연백색안료의 건조 전·후의 발색 분석 3.2. 전색제의 농도에 따른 백색안료의 발색 분석
3.3. 백색안료 및 유색안료 혼색의 건조 전·후의 발색 분석
4. 결론
5. 참고문헌
아교의 증발건조가 백색안료의 발색에 미치는 영향
Effect of Drying of Glue on the Development of White Pigments
김 민, 원광대학교 회화문화재보존수복학과
Kim, Min_Department of Painting Cultural Assets´ Preservation and Restoration Studies, Wonkwang University
요약 유화물감과는 달리 동양회화에서 전색제로 사용되는 아교는 용매로 물을 사용하여 물이 증발하면서 건조되기
때문에 물감의 건조 전·후의 색상이 크게 변화하는 특징이 있다. 이와 같이 전색제에 따른 특징은 백색안료에서 많은 차이를 보인다. 이는 각각의 백색안료가 지니는 입자의 크기 및 형태, 흡수(유)량, 굴절률 등의 특성으로 착색력, 은폐력 등이 달라지기 때문에 타색과의 혼색, 중첩채색에서 다양한 차이와 변화가 나타난다.
이에 본 연구는 전통 동양회화에서 주로 사용되어 왔던 연백, 호분, 백토와 현대에 이르러 많이 사용하고 있는 티타늄화이트와 같은 백색안료에 전색제로 아교를 혼합하여 제조한 물감의 건조 전·후의 백색도, 불투명도와 은 폐력 등을 비교·분석한 것이다. 전반적으로는 물감이 건조되면서 약간의 색상 변화를 보이며, 명도가 높아지고 채도가 떨어지는 경향을 보였다. 그 중 호분과 백토의 경우가 물감이 건조 전에 투명도가 높았으며, 반면에 연 백과 티타늄화이트의 경우 물감의 건조 전에 투명도가 낮았다. 또한, 호분과 백토의 경우 물감의 건조 전·후의 백색도 차가 크게 나타났으며 연백과 티타늄화이트는 물감의 건조 전·후에 백색도 차는 크지 않았다. 일반적으 로 사용하는 아교액 농도가 높아질수록 백색도가 감소하는 경향을 보이지만, 아교액 2%∼8%에서는 백색안료 의 발색에 미치는 영향이 적은 것으로 판단된다. 다만 고농도의 아교액을 사용 시 안료와 아교액의 상대굴절률 이 커져 물감의 발색에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 연백과 티타늄화이트에 비하여, 호분과 백토가 전반적 으로 젖었을 때와 건조했을 때의 색상, 명도, 채도에서 큰 차를 보이는 것은 호분과, 백토가 가지고 있는 굴절률 에 의한 차로 확인된다.
This study was completed to help artist using white pigment by comparing and analyzing whiteness, opacity and concealability before and after the drying of paints which use animal glue as the medium in white pigments such as lead-white, oyster shell white, terra alba and titanium white.
Paint’s color consists of a coloring component (color-development ingredients) and a binding component (medium) that holds it together and the various types of paints are classified by their medium. Oil paints used in the West used drying oils such as linseed oil and poppy oil as mediums. Drying oil used as the medium of emulsion paints have a similar color before and after drying, because it is dried in a solidified form by the oxidative polymerization reaction of the oil, and not in a dry form in which water evaporates. In Asia, mediums are made from animal skin, intestines, and bone glue. This animal glue is used as a medium for traditional oriental paintings and is characterized in that the color changes greatly before and after the drying of the paint since water which is used as a binding agent evaporates when the paint dries.
The characteristics of the medium that is used creates a large difference in white pigment due to the tinting and the coverture strength which are different due to such things as particle size, shape, absorption and the refractive index of each white pigment. This creates differences and changes in the color mixtures with other colors and their color overlays. When oyster shell white and terra alba were compared with lead-white and titanium white, they showed a large difference in color, brightness, and saturation overall when wet and dry. This is due to the difference in the refractive index between the oyster shell white and the terra alba.
중심어
백색안료 명도 아교 전색제
ABSTRACT Keyword
type typography research trend analysis
본 논문은 한국톤텐츠진흥원 2018년 문화기술연구개발사업
“"근대회화작품 보존 인증 확 인을 위한 진단 분석기술개발”
연구의 일환으로 수행된 논문 임.
1. 서론
물감은 물이나 대부분의 유기용제에 녹지 않는 분말상의 안료와 같이 색을 띠는 발색성분(색 재)과 물, 고무, 기름 등과 같은 색재를 고착시켜주는 다양한 고착성분(전색제=고착제=접착 제)으로 구성되어 있다. 따라서 물감의 종류는 색재와 혼합하는 전색제의 종류에 따라 다양하 게 구분되기도 한다. 즉, 동일한 안료를 사용하더라도 전색제의 차이로 물감의 성질이 달라지 기 때문에 발색의 차이가 생겨나게 된다.
예로부터 서양에서 많이 사용된 유화물감은 린시드유, 포피유 등과 같은 건성유를 전색제로 사용해 왔으며, 동양에서는 동물의 가죽, 창자, 뼈 등을 고아 그 액체를 고형화한 아교를 전색 제로 많이 사용해 왔다. 유화물감을 만드는 데 사용되는 건성유의 경우, 전색제로 물이 아닌 기름을 사용하기 때문에 고형제가 저장 중에 굳어지는 고화 형태의 건조를 하게 되므로 물감의 건조 전·후의 표면 구조에서 차이가 없고 색상이 유사하다<그림 1>. 반면에 전통 동양회화에 서 전색제로 사용되는 아교는 <그림 2>에 나타낸 바와 같이 용매로 물을 사용해 물이 증발하 면서 건조되는 증발건조를 하기 때문에 물감의 건조 전·후의 표면 구조에서 차이를 보이며 색상이 크게 변화하는 특징이 있다.
이와 같이 물감의 건조 전·후의 색상이 변화하는 현상은 전통 동양회화를 그리거나 보존처리 시 종종 보이는 특징이다. 특히 전통 동양회화에서 백색은 백색 단일 색으로 뿐만 아니라, 타색과 혼색을 통해 명도를 조절하는 중요한 색상으로써 사용된다. 주로 사용된 백색은 연백, 호분, 백토로 종류에 따라 건조 전·후의 색상 변화에서 차이를 보인다. 이는 각각의 백색안료가 지니는 입자의 크기 및 형태, 흡수(유)량, 굴절률 등의 특성으로 착색력, 은폐력 등이 달라지기 때문에 타색과의 혼색, 중첩 채색에서 다양한 차이와 변화가 나타난다.
예를 들어 동양회화에서 사용되는 백색안료 중 호분은 아교액과 혼합하여 사용할 때 건조 전에 는 투명에 가까운 색으로 색이 눈에 띠지 않지만, 아교액의 물이 증발하면서 서서히 물감이 건조되는 과정에서 본래의 백색을 띠게 된다. 다시 말해서 건조 전의 호분은 백색도가 낮고 투명도가 높은 색상을 띠므로 작업자가 자칫 잘못하면 건조 후에 원하는 백색을 얻지 못할 수도 있다.
이에 본 연구는 전통 동양회화에서 주로 사용되어 왔던 연백, 호분, 백토와 현대에 이르러 많이 사용하고 있는 티타늄화이트와 같은 백색안료에 전색제로 아교를 혼합하여 제조한 물감 의 건조 전·후의 백색도, 불투명도와 은폐력 등을 비교·분석하여 백색안료를 사용하는 작업자 에게 도움을 주기 위한 기초 연구이다. 또한 백색안료와 유색안료와의 혼색에 따라 색의 명암 및 채도 등의 색채를 알아보고자 고운 입자의 울트라마린블루, 진사 2 종의 유색안료를 사용하 여 비교·분석하였다.
support atmosphere
support polymer oil pigment
drying
support polymerization
Conduct coloring Colored layer after drying
<그림 1> Drying programme of oil painting
support drying
glue pigment
support water
support
Conduct coloring Colored layer after drying
atmosphere
<그림 2> Drying programme of glue painting
2. 재료 및 방법 2.1. 공시재료
본 연구에 사용된 바탕재는 회화용으로 많이 사용되는 한지로 국내 J사에서 100% 국내산 닥섬유를 사용하여 전통 초지법으로 제조한 한지를 분양받았다<표 1>.
Color classification Analysis No.
L*a*b* value
L*(D65) a*(D65) b*(D65)
Hanji
1 79.60 0.11 13.08
2 79.00 0.71 14.21
3 79.05 0.74 13.79
Average 79.22 0.52 13.69
STDEV 0.27 0.29 0.47
<표 1> L*,a*,b* of sample Hanji
2.1.2. 백색안료
백색안료는 전통 동양회화에서 많이 사용되었던 연백, 호분, 백토와 현대에 이르러 많이 사용하 고 있는 티타늄화이트 4 종으로 선정하였으며, <표 2>에 선정한 백색안료의 특성을 나타냈다.
2.1.3. 유색안료
선정한 백색안료와 타색과의 혼색 후 색의 명암, 채도 등의 색채를 비교·분석하고자 색이 있는 안료로 고은 입자의 인공 울트라마린블루와 진사를 사용하였다. <표 3>에 유색안료 2 종의 특성을 나타냈다.
2.1.4. 전색제(고착제)
본 연구에서 회화 복원 및 창작 과정에 있어서 가장 빈번하게 사용되고 있는 백색안료를 물감 으로 만들기 위해 사용된 전색제로는 일본 봉황사에서 판매 하는 막대아교를 사용하였다.비록 일본산 아교 지만 현재 국내에서도 시판하는 것으로 쉽게 구입이 가능하다.
2.2. 실험 방법
2.2.1. 바탕재 아교포수
한지(종이)의 주성분은 친수성인 셀룰로오스로 흡수성이 매우 좋다. 이에 한지 위에 그림을 그리거나 채색을 하기 위해서는 친수성인 한지에 소수성을 부여하는 아교포수가 필요하다.
Pigment Chemical name Specific
gravity
Refractive index
Average particle size,
Lead white 2PbCO3·Pb(OH)2 6.80 ∼ 7.00 1.94 ∼ 2.09 9~23㎛
Oyster shell white CaCO3 Around 3.00 1.51 ∼ 1.65 5~10㎛
Terra alba Al2O3·2SiO2·2H2O Around 2.60 Around 1.56 2~5㎛
Titanium white TiO2 3.90 ∼ 4.20 2.50 ~ 2.72 2~4㎛
<표 2> Information of white pigments
Pigment Chemical name Specific
gravity
Refractive index
Average particle size,
Ultramarine Blue Na4Al3Si3O12S1-2 2.25 Around 1.50 4㎛
Cinnabar Cinnabar / HgS 8.10 Around 2.81 5 ~ 10㎛
<표 3> Information of color pigments
따라서 교반수를 제조한 후 한지 위에 아교포수를 실시하였다.
아교포수는 물 400g에 막대아교 10g, 백반 0.6g을 혼합하여 제조한 교반수로 바탕재인 한지에 충분히 스며들도록 실시하였다.
2.2.2. 백색안료 채색
<그림 3>에 나타낸 바와 같이 납(Pb)이 주성분인 연백과 탄산칼슘(CaCO3)이 주성분인 호분 은 비중의 차가 크기 때문에 동일한 채색량을 얻기 힘들다. 물론 안료의 비중뿐 아니라 입자 크기 및 형태, 흡수(유)량, 은폐력 등 다양한 제반 특성도 바탕재 위에 채색할 때 영향을 미치 지만 채색의 도포 조건에 가장 큰 영향을 미치는 것은 안료가 가지고 있는 체적 조건으로 동일 한 물감 양에서 함유할 수 있는 안료양이다.
호분, 백토, 티타늄화이트에 비하여 비중이 두 배 가까이 되는 연백은 비중을 고려하지 않고 다른 안료와 동일한 양으로 도포했을 경우 <그림 4>에 나타낸 바와 같이 도포할 수 있는 면적이 다른 안료에 비하여 상대적으로 적어질 수밖에 없다. 따라서 유사한 도포량을 얻기 위해서 백색물감을 제조 시 각각 백색안료의 비중을 기준으로 비중비로 환산하여 안료양을 선정하였다.
비중비에 따른 선정 백색안료 양(호분 : 백토 : 연백 : 티타늄화이트 = 1.04 g : 1.00 g : 2.54 g : 1.56 g)에 동일한 농도의 아교액을 혼합하여 백색 물감을 제조하여 선정한 바탕재(한 지) 위에 균일하게 채색하였다.
2.2.3. 먹 위에 백색안료의 중첩 채색
각각의 백색안료가 가지는 특징을 가시적으로 비교·분석하기 위하여 아교포수를 실시한 바탕 재 위에 먹을 도포하고 건조시킨 후 선정한 백색물감을 중첩 채색을 실시하였다.
먹은 고매원 제조의 유연먹을 사용하였으며, 최대한 농묵으로 도포하여, 각 시료에서 균일한 값이 나오도록 하였다.
2.2.4. 백색안료와 유색안료의 혼합 채색
비중비에 따른 선정 백색안료양에 동일한 양의 울트라마린블루와 진사 2 종을 전색제와 혼합 하여 물감을 제조한 후 선정한 바탕재(한지) 위에 균일하게 채색하였다. 이것은 똑같은 조건하 에서 타색과 혼색 하였을 시각 백색이 가지고 있는 백색의 발색능력을 평가하기 위함으로 백색 도가 높을수록 백색 발현성이 좋은 것으로 평가 할 수 있다.
Lead white 5g Oyster shell white 5g
<그림 3> White pigments with different specific gravity
Application of lead white on the Hanji Application of oyster shell white on the Hanji
<그림 4> The amount of coloring of white pigments having different specific gravity
2.2.5. 안료의 광학적 특성 분석
각각의 채색 조건에 따른 안료의 광학적 특성을 분석하기 위해서 물감의 건조 전·후의 색을 KONICA MINOLTA사의 Spectophotometer CM-2500d를 사용하여 <표 4>에 나타낸 표준 규격에 의거하여 백색도, L*,a*,b*를 측정하였으며, 채색한 물감의 건조 전·후의 L*,a*,b*
value를 측정하여 아래의 식 1)에 따라 △E(색차)를 계산하였다. 광학적 특성을 분석 시 사용 한 광원은 D65(태양광)이며, 표면 조건과 관계없이 전체 반사 양을 측정하기 위해 SCI 모드에 서 3회 이상 반복 측정하였다.
Analysis item Test standard Test equipment
Brightness KS M ISO 2470-1
L*,a*,b* -
Munsell HV/C -
<표 4> Testing method for optical properties
여기서, L0,a0,b0:혼색의 건조 전의 L*,a*,b*value
L1,a1,b1:혼색의 건조 후의 L*,a*,b*value
3. 결과 및 고찰
3.1. 연백색안료의 건조 전·후의 발색 분석
전색제로 아교를 사용하는 물감은 아교의 증발건조로 건조 전·후의 발색이 다르게 나타난다.
즉 물감이 건조되기 전에는 안료와 아교, 물이 혼합된 상태의 채색층이 지만, 물이 증발하면 안료와 건조된 아교로 채색층이 구성된다. 즉, 채색층의 표면을 두르고 있던 수분이 증발함에 따라 채색층을 이루고 있는 안료 고유의 요철이 드러나게 되고 여기에 빛의 난반사로 물감의 발색에 변화를 일으키게 된다.
Lead white Oyster shell white Terra alba Titanium white
Before drying
After drying
<그림 5> Photo image of before and after drying of white pigment
<그림 5>, <그림 6>은 각각의 백색안료와 아교액 4%를 혼합한 백색물감의 건조 전·후의 발색 결과이다. 백색에 가까운 한지 바탕재 위에서 백색물감의 건조 전·후의 색차는 가시적으 로 크게 나타나지 않았다. 이에 가시적인 색차를 알아보고자 바탕재 위에 먹을 도포한 후 백색 물감을 중첩 채색한 결과를 <그림 7>, <그림 8>에 나타냈다. <그림 7>에서 알 수 있듯이 전색제로 아교를 사용할 시 물감이 건조 전에는 투명도가 높아 백색물감의 아래에 채색된 먹이 비쳐 보이며, 건조 후에는 투명도가 낮아지면서 본래의 백색물감이 발색되어 먹을 은폐시키는 결과를 확인하였다. 마찬가지로 중첩 채색한 백색물감의 건조 전·후의 백색도도 동일한 결과를 얻었다<그림 8>.
그림7, 8에 나타낸 바와 같이 백색물감의 건조 전·후의 차이는 호분과 백토가 연백과 티타늄화 이트에 비해 비교적 크게 나타났다. 다시 말해서 호분과 백토의 경우 나머지 2종의 물감에 비해 물감이 건조 전인 젖은 상태에서 높은 투명도를 가진다고 할 수 있다. 이와 같은 현 상은 안료와 전색제의 굴절률과 관계가 깊다. 일반적으로 백색안료는 다른 유색안료에 비해 광을 거의 흡수하지 않기 때문에 발색 또는 은폐력은 주로 빛의 입사각과 굴절각의 비율을 나타내는 굴절률로 결정된다. 따라서 안료와 혼합하는 아교의 굴절률의 차이가 물감의 발색 또는 은폐력에 영향을 미친다고 할 수 있다.
Lead white Oyster shell white Terra alba Titanium white
Before drying
After drying
<그림 7> Photo image of before and after drying of superimposed colored white pigment
예를 들어 물에 유리막대를 넣게 되면 물과 유리의 굴절률이 1.33, 1.50으로 다르기 때문에 유리막대가 보일뿐 아니라 약간 끊어진 형태로 보인다. 하지만 파라핀유와 등유를 4:1의 비율
<그림 6> Changes in brightness of before and after drying of white pigment
로 섞어 만든 혼합유의 굴절률은 1.50으로 유리와 같기 때문에 이 혼합유에 유리막대를 넣을 경우 유리가 보이지 않게 되는 상황과 일맥상통한다. 이를 쉽게 확인하기 위해서 <표 5>에 본 연구에서 사용한 각각의 백색안료와 전색제인 아교의 굴절률을 비교하여 나타냈다.
아교액 4%의 용매에 대한 호분과 백토의 상대 굴절률은 1.18, 1.16으로 연백과 티타늄화이트 에 비해 낮은 수치를 보였으며, 그림 7, 8에 나타난 호분과 백토의 건조 전 특징과 동일한 결과라 할 수 있다. 즉, 안료의 굴절률과 전색제의 굴절률 차이가 클수록 불투명도와 은폐력은 높아지며, 반대로 차이가 적을수록 불투명도와 은폐력은 낮아진다는 것을 알 수 있다.
3.2. 전색제의 농도에 따른 백색안료의 발색 분석
전통 동양회화에서 전색제로 자주 사용하는 아교의 농도에 따른 백색안료의 백색도 분석 결과 를 <그림 9>, <그림 10>에 나타냈다.
<그림 9>, <그림 10>에 나타난 결과와 같이 아교액 농도와 백색도의 상관성은 크게 나타나 지 않았다. 이는 백색물감의 제조와 종이 위에 물감을 도포하는 과정에서 발생하는 다양한 오차 요인으로 인한 결과로 판단된다. 따라서 아교액 농도에 따른 백색물감의 백색도 추세선으 로 아교액 농도가 높아질수록 백색도가 감소하는 경향을 보이지만, 아교액 2%∼8%에서는 백색안료의 발색에 미치는 영향이 적은 것으로 판단된다. 다만 고농도의 아교액을 사용 시 물감의 발색에 영향을 미치는 것으로 유추할 수 있다.
<그림 8> Changes in brightness of before and after drying of superimposed colored white pigment
Pigment
Absolute index of refraction (RI) Relative index of refraction (Pigment / Glue)
Pigment Glue 4% Water
Lead white 2.00 ≒ 1.34 1.33 2.00 / 1.34 = 1.49
Oyster shell white 1.58 ≒ 1.34 1.33 1.58 / 1.34 = 1.18
Terra alba 1.56 ≒ 1.34 1.33 1.56 / 1.34 = 1.16
Titanium white 2.71 ≒ 1.34 1.33 2.71 / 1.34 = 2.02
※ Absolute index of refraction of glue 10% = 1.35
<표 5> Comparison of refractive index of pigment and glue
<그림 10> Changes in brightness of white pigment according to concentration of glue
3.3. 백색안료 및 유색안료 혼색의 건조 전·후의 발색 분석
전색제로 아교를 사용한 물감의 건조 전·후의 발색 차이는 백색안료를 단일로 사용했을 때보다 유색안료와 혼합 시 극대화되어 작업자에게 혼란을 초래할 수도 있다. 이를 확인하기 위하여 비중비에 따른 선정 백색안료 양에 동일한 양의 울트라마린블루와 진사를 각각 혼합하여 채색 한 후 건조 전·후의 발색을 분석하였다. 물감의 발색은 L*,a*,b*표색계와 먼셀 표색계로 나타 냈다.
다음의 <그림 11~14>와 <표 6>은 본 연구에서 선정한 백색안료 4 종과 유색안료 2 종의 혼색 물감의 건조 전·후의 발색을 L*,a*,b*표색계로 나타낸 것이다. L*,a*,b*표색계는 검은색 을 0, 흰색을 100을 뜻하는 L*(명도)과 적색과 황색을 뜻하는 a*,b*는 +∞에서 -∞까지 수치 로 나타내며, + 값이 크면 적색이나 황색의 정도가 크며 - 값이 크면 적색과 황색의 보색 계열인 청색과 녹색을 띠는 색이라 할 수 있다. 이하의 그림과 표에서 보면, 건조 전인 젖었을
Conc. of glue Lead white Oyster shell white Terra alba Titanium white
2%
4%
6%
8%
<그림 9> Photo image of white pigment according to concentration of glue
때, 명도는 낮지만, 건조 후에는 명도가 올 높게 올라간다는 것을 알 수 있었으며, 그 차이가 가장 큰 것은 호분과 백토임을 알 수 있다. 그 차이가 가장 적은 것은 티타늄화이트로 진사와 혼색시에는 미세하지만 오히려 젖었을 때 명도가 높다는 것을 알 수 있다
<그림 11> L*,a*,b*of white pigment and ultramarine blue mixture before drying
<그림 12> L*,a*,b*of white pigment and ultramarineblue mixture after drying
Ultramarine blue
Before drying After drying
L* a* b* L* a* b*
Lead white 60.19 -5.79 -28.80 70.40 -6.26 -23.02
Oyster shell white 38.17 -1.89 -40.95 59.11 -6.00 -29.66
Terra alba 25.46 -5.04 -46.23 55.99 -5.16 -31.46
Titanium white 74.49 -7.68 -22.99 76.75 -7.73 -21.13
<표 6> L*,a*,b* system of before and after mixing of white pigment and color pigment (아교 농도 4%)
# O+C / W
# T+C / W
# A+C / W
# L+C / W
# O+C / W
# A+C / W
# T+C / W
# L+C / W
<그림 13> L*, a*, b* of white pigment and cinnabar mixture before drying
# O+C / D
# T+C / D
# A+C / D
# L+C / D
# O+C / D
# T+C / D
# A+C / D
# L+C / D
<그림 14> L*,a*,b*of white pigment and cinnabar mixture after drying
Cinnabar
Before drying After drying
L* a* b* L* a* b*
Lead white 74.61 19.16 9.93 84.18 11.57 6.69
Oyster shell white 60.68 32.57 18.27 74.78 18.78 7.95
Terra alba 53.02 39.10 25.33 75.62 16.91 7.50
Titanium white 88.16 8.25 1.22 86.99 9.08 1.63
먼셀 표색계는 색을 색상(H=Hue), 명도(V=Value), 채도(C=Chroma)의 세 가지 속성으로 나눠 HV/C라고 표시한다. 색상은 빨강(R)·노랑(Y)·녹색(G)·파랑(B)·보라(P)색을 기본색으 로 하며, 기본색을 등분하여 색상을 나눈다. 명도는 검은색(0)에서 흰색(10)으로 총 11단계로 나누며, 채도는 무채색을 0으로 순도가 높아짐에 따라 큰 수치로 표시한다. 즉, 색상에 따라 채도의 단계가 달라질 수 있다<그림 15>.
<그림 15> Munsell color system
다음의 <표 7>는 본 연구에서 선정한 백색안료 4 종과 유색안료 2 종의 혼색 물감의 건조 전·후의 발색을 먼셀표색계(HV/C)로 나타낸 것이다.
<표 7>에 나타낸 바와 같이 각각의 백색안료와 유색안료를 혼합한 물감의 건조 전·후의 색을 비교했을 때, 전반적으로 젖은색 보다 건조의 색에서 명도는 높아지고 채도가 떨어지는 경향을 보였으며, 호분과 백토의 혼합 물감에서 그 차는 크게 보였다.
색상은 명도와 채도에서와 마찬가지로 젖었을 때가 건조했을 때의 색상보다. 청색이나 적색으
Ultramarine blue Cinnabar
Before drying After drying Before drying After drying Lead white 2.50PB 5.85/7.53 2.25PB 6.88/6.27 5.05R 7.32/4.83 5.70R 8.29/3.18 Oyster shell white 3.30PB 3.71/9.95 2.40PB 5.75/7.73 5.85R 5.90/7.89 3.45R 7.33/4.72 Terra alba 4.00PB 2.48/10.61 2.75PB 5.44/8.09 7.05R 5.15/9.25 3.75R 7.42/4.29 Titanium white 1.75PB 7.30/6.24 1.60PB 7.53/5.76 7.95RP 8.70/2.56 8.65RP 8.58/2.73
<표 7> Munsell color system of before and after mixing of white pigment and color pigment
로써의 값이 높게 나타 났으며, 호분과 백토에서 색상차가 크게 나타났다.
다음의 <그림 16>, <그림 17>은 백색안료 및 유색안료 혼색의 건조 전·후의 디지털 카메라 와 현미경 측정 사진이며, <그림 18>는 백색안료 및 유색안료 혼색의 건조 전·후의 색차를 나타낸 것이다.
<그림 16~18>에서 보는 바와 같이 전색제로 아교를 사용한 물감은 건조 전·후의 색이 확연 히 다른 것을 확인할 수 있었다. 특히 절대굴절률이 비슷한 <표 4> 호분과 백토를 혼합한 물감의 건조 전·후의 발색 차이는 연백과 티타늄화이트를 혼합한 물감의 건조 전·후의 발색 차이보다 크게 나타났다. 이와 같은 결과로 물감의 발색에 안료와 전색제의 굴절률이영향을
Ultramarine blue Cinnabar
Before drying After drying Before drying After drying
Lead white
Oyster shell white
Terra alba
Titanium white
<그림 16> Photo image of before and after drying of mixture of white pigment and color pigment
Ultramarine blue Cinnabar
Before drying After drying Before drying After drying Lead
white
Oyster shell white
Terra alba
Titanium white
<그림 17> Microscope image(X 100) of before and after drying of mixture of white pigment and color pigment
미친다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 백색안료와 혼합한 유색안료 중 울트라마린블루 보다 진사를 혼합한 물감의 건조 전·후의 색차가 크게 나타나는 경향을 보였다.
<그림 13>. 앞서 언급했듯이 안료와 전색제간의 굴절률 차이가 울트라마린블루보다 진사가 커서 나타난 결과라고 할 수 있다. 호분의 경우 울트라마린블루를 혼합한 물감의 건조 전·후의 색차가 진사를 혼합한 물감의 건조 전·후의 색차보다 크게 나타났다. 이와 같은 결과는 3회 이상 반복 측정 시 나타난 오차 범위가 커서 나온 결과로 판단된다.
백색안료는 단색으로써 사용할 뿐만 아니라 유색안료의 명도를 조절할 때 매우 유용한 색 중에 하나이다. 이에 본 연구에서 사용한 유색안료인 울트라마린블루와 진사를 단일 색으로 사용했 을 때와 각종 백색안료를 혼합하여 사용했을 때 발색을 비교·분석하였다.
<그림 19>은 울트라마린블루와 진사에 각각의 백색안료를 혼합하기 전과 후의 색차를 나타 낸 것이다. 단일 울트라마린블루의 L*,a*,b*값은 각각 1.82, 19.25, -34.64로 약간 보랏빛을 띠는 색이며, 각각의 백색안료와 혼합 시 명도가 급격하게 높아지는 것을 결과를 나타냈다.
반면에 단일 진사의 L*,a*,b*값은 각각 42.76, 49.85, 34.74로 붉은빛을 띠는 색으로 각각의 백색안료와 혼합 시 명도가 급격하게 높아지며 색상이 크게 변화는 것을 확인하였다.
<그림 19> Color difference(△E) of before and after mixing of white pigment and color pigment
<그림 18> Color difference(△E) of before and after drying of mixture of white pigment and color pigment
4. 결론
전통 동양회화에서 주로 사용되어 왔던 전색제인 아교의 증발건조가 연백, 호분, 백토, 티타늄 화이트와 같은 백색안료의 발색에 미치는 영향을 분석하였다. 선정한 각각의 백색안료를 단색 으로 사용하거나 울트라마린블루, 진사 2 종의 유색안료와 혼색으로 사용했을 때 물감의 건조 전·후의 발색을 비교·분석한 결과는 다음과 같다.
① 아교를 전색제로 사용하는 그림은 아교의 증발건조 특징으로 물감의 건조 전·후의 색이 달라지며, 안료와 혼합하는 아교의 굴절률 차이가 물감의 발색 또는 은폐력에 영향을 미친다.
즉, 안료와 아교의 굴절률 차이가 작을수록 투명도가 높아지며, 굴절률 차이가 클수록 불투명 도가 높아진다.
② 4 종의 백색안료 중 호분과 백토의 경우, 아교와 굴절률 차이가 작아 물감이 건조 전에 투명도가 높았다. 반면에 연백과 티타늄화이트의 경우 아교와 굴절률 차이가 커서 물감의 건조 전에 투명도가 낮았다.
③ 4 종의 백색안료 중 호분과 백토의 경우, 물감의 건조 전·후의 백색도 차가 크게 나타났다.
반면에 연백과 티타늄화이트의 경우 물감의 건조 전·후에 백색도 차는 크지 않았다. 이것으로 굴절률에 의한 투명도의 차이는 물감이 젖어 있을 시에 나타나며, 용제가 건조된 후에는 안료 고유의 백색도와 상관이 있는 것으로 판단된다.
④ 아교액 농도가 높아질수록 백색도가 감소하는 경향을 보이지만, 아교액 2%∼8%에서는 백색안료의 발색에 미치는 영향이 적은 것으로 판단된다. 다만 고농도의 아교액을 사용 시 안료와 아교액의 상대굴절률이 커져 물감의 발색에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
⑤ 각각의 백색안료와 유색안료를 혼합한 물감의 건조 전·후의 색을 비교했을 때, 연백과 티 타늄화이트를 혼합한 물감의 색상은 크게 변화가 없었다. 반대로, 호분과, 백토를 혼합한 물감 의 색상은 명도가 크게 높아지는 현상을 보였다.
⑥ 전반적으로 물감이 건조되면서 약간의 색상 변화를 보이며, 명도가 높아지고 채도가 떨어 지는 경향을 보였다.
⑦ 각각의 백색안료와 혼합한 유색안료 중 울트라마린블루보다 진사를 혼합한 물감의 건조 전·후의 색차가 크게 나타나는 경향을 보였다.
회화에서 백색안료는 백색으로써 뿐만 아니라 타색과 혼색을 통해 명도를 조절해 주는 매우 중요한 역할을 해주는 색재다. 따라서 똑같은 백색을 띠고 있지만 다양한 백색안료가 과거로부 터 지금까지 사용되어 왔으며, 또한 각각의 특성을 가지고 있다. 한국, 중국, 일본을 대표하는 동양회화는 예로부터 수용성 아교를 전색제로 사용해 왔다. 동양회화의 채색은 적당량의 아교 수와 안료를 혼화 시킨 뒤, 화면에 도포 하면, 아교수에 포함된 수분은 점차 시간이 경과됨에 따라 증발건조하게 되고, 채색 층이 바탕재에 고착하게 되는 과정을 거친다. 이때, 도포 직후의 젖었을 때의 색상과, 건조후의 색상은 달라지는데, 그것은 채색 층 표면구조의 변화와, 안료가 가지고 있는 굴절률의 차이에 의해 발생하는 현상이다. 위의 실험결과에서도 제시한 바와 같 이, 백색안료는 공통적으로 젖었을 때 투명도가 높아지고 건조했을 때는 명도가 높아지면서 본연의 백색으로 발색하게 된다. 그중에서도 샘플로 사용된 백토와 호분이 색차가 가장 큰 것은 호분과 백토의 굴절률이 아교액(약 1.33)의 굴절률과 가깝기 때문에 보이는 현상이다.
건성유를 전색제로 사용하는 서양회화 에서 백토와, 호분을 백색안료로써 사용하지 않고 바탕 칠 정도로만 사용한 것은, 건성유의 고화현상으로 인해 채색은 항상 젖은색 즉, 투명해 지기 때문으로 백색으로써 역할을 할 수 없었던 것이다. 서양화에서는 백토나 호분을 대신하여 백색 안료로 연백이나, 아연화등을 사용하였으며, 최근에는 티타늄화이트를 사용하고 있는 것은 이러한 이유 때문이다.
현재 동양회화 전공자들이 가장 많이 사용하는 호분은 젖은색과 건조색의 투명도 차가 매우 큰 안료로써 누구나가 한번쯤은 사용에 실패를 경험한 적이 있는 안료로, 여러번의 시행착오와 경험상의 습득을 통해 극복 하고 있다. 백색안료의 투명도는 굴절률에 관련한다와 같은 기존의 기법서는 있었으나, 각각의 백색안료를 단일채색과 혼색샘플을 통해 가시적으로 제시한 것과
그 차이를 다시 L*,a*,b*값과 먼셀값으로 비교 제시한 것은 이번 논문의 성과라 할 수 있다.
과거 가장 많이 사용했었던, 백토와 연백, 그리고 최근에 이르기 까지 계속 사용하고 있는 호분과, 현재 일반적으로 사용하고 있는 티타늄화이트를 비교한 것은, 비단 작품 제작을 하는 작업자뿐만 아니라, 문화재의 보존수복, 색채를 연구를 하는 연구자에게 도움을 주기위한 기초 연구로써 활용되기를 기대한 것이다.
참고문헌
1. 김민, 『전통회화 재료 및 기법연구』, 문화재청 국립대학 한국전통문화대학교, 전통문화상품개발실.
2. 정소윤, 「종이의 물리적 특성과 보수 처리용 접착제가 아교포수에 미치는 영향」, 국민대하교 석사학위논문, pp.5, 2015.
3. 신학, 「동양회화의 발색 특성연구, 동서미술문화학회 미술문화연구」, 제4호, pp.111, 2014.
1. Jung, S. Y., 2015. Effects of Physical Properties of Paper and Binders on Surface Sizing Treatment, Master’s thesis, Kookmin University, pp.5.
2. Shin, H., 2014, A Study on the Coloration Characteristics of Oriental Paintings, Journal of Art and Culture Studies, No. 4, pp.111.
