Pigment Analysis and Nondestructive Deterioration Diagnosis of the Wall Paintings in Gwanyongsayaksajeon (Yaksajeon Hall of Gwanyongsa Temple), Changnyeong, Korea

접수 09. 10. 13 / 심사 09. 11. 25 / 승인 09. 11. 30

Vol.25, No.4, pp383-398(2009)

Printed in the Republic of Korea

8

창녕 관룡사 약사전 벽화의 안료분석 및 비파괴 훼손도 진단

전유근* | 김원국* | 조영훈* | 한두루** | 김선덕*** | 이찬희*

^,1

*공주대학교 문화재보존과학과, **한림보존테크, ***서진문화유산(주)

Pigment Analysis and Nondestructive Deterioration Diagnosis of the Wall Paintings in Gwanyongsayaksajeon

(Yaksajeon Hall of Gwanyongsa Temple), Changnyeong, Korea

Yu Gun Chun* | Won Kuk Kim* | Young Hoon Jo* | Doo Roo Han**

Sun Duk Kim*** | Chan Hee Lee*

^,1

*Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University, Gongju, 314-701, Korea

**Hanrim Conservation & Technology, Jeonju, 560-870, Korea

***Seojin Cultural Heritage Conservation Co. Ltd., Gwangmyeong, 423-810, Korea

1 Corresponding Author: [email protected], +82-41-850-8543

초 록 이 연구에서는 비파괴 기법을 활용하여 관룡사 약사전 벽화에 채색된 안료의 화학적 특성을 규명하고, 손상유형에 따른 정밀진단을 통해 훼손도를 정량적으로 평가하였다. 각 색상에 따른 추정 안료는 기존의 연구와 동일한 것으로 확인 되었으나, 청색계통과 화조화의 바탕으로 채색된 녹색계통의 안료에서 검출된 Co는 지금까지 전통 채색 안료에서 확인 된 바 없는 특이한 결과이다. 훼손도 진단을 위해 초음파 측정, 적외선 열화상 촬영 등을 실시한 결과, 관룡사 약사전 벽화에 발생한 균열 및 박리 ․ 박락은 수분의 영향으로 판단된다. 따라서 이 벽화의 장기적인 보존을 위해서는 벽화로 유입되는 수분의 침투경로를 정확히 파악하고 효율적인 주변환경 관리를 통해 장기적인 보존대책을 마련해야 할 것이다. 중심어

:

,

,

,

,

,

ABSTRACT

According to the deterioration diagnosis, ultrasonic measurement and infrared thermography, dominant cracks and ex- foliation caused by high content of moisture. Therefore, it should be devised effective plan to prevent penetration of water for the long term this wall painting.

Key Words: Gwanyongsa temple, Wall painting, Pigment analysis, Nondestructive diagnosis, Ultrasonic measurement, Infrared thermography

1. 서 론

보물 제146호로 지정된 창녕 관룡사의 약사전은 임진왜 란 과정에서도 원형이 보존된 관룡사 유일의 건물로서 부 석사 조사당, 송광사 국사전 등과 함께 한국건축사 연구의 귀중한 문화유산이다. 또한 약사전 벽체에 그려진 벽화는 고승에 대한 설화나 불보살을 그리는 여느 사찰의 전각벽 화와는 달리 조선 후기 궁중의 장식화나 민화로 유행한 꽃 과 새의 그림인 화조화가 그려져 있어 미술사학적으로 매 우 중요한 가치를 가지고 있다.

그러나 관룡사 약사전 벽화의 벽체는 체계적인 보존관 리가 이루어지지 않아 자연적, 인위적 요인들에 의해 여러 부분에서 박리․박락 및 균열이 발생하여 훼손이 심각한 상태이며, 채색된 표면이 벽체와 분리되는 현상이 나타나 고 있다. 따라서 이 벽화의 지속적인 보존 및 적합한 복원 을 위해서는 벽체에 채색된 안료의 특성을 밝히고 정량적 인 훼손도 평가를 통해 기초적인 자료를 확보해야 한다.

지금까지 벽화에 관한 연구는 대부분 인문학적인 방법 으로 문헌상의 자료에 의존한 연구가 이루어져 왔다. 따라 서 벽화에 대한 자연과학적 조사는 상대적으로 미비한 실 정이다. 이는 문화재 특성상 분석 가능한 시료를 확보하는 데 어려움이 있어 정량적인 데이터를 획득하는데 많은 어 려움이 있기 때문이다. 지금까지 수행된 자연과학적 조사

는 대부분 건축물 및 벽화의 수리과정에서 탈락된 시편 등 을 수습하여 연구되어 왔다.

이 연구에서는 다양한 비파괴 기법을 적용하여 관룡사 약사전 벽화를 그리기 위해 사용된 안료의 화학적 특성과 채색순서를 규명하고, 벽화의 손상유형에 따른 정밀진단을 통해 훼손도를 정량적으로 평가하였다. 또한 비파괴 분석 에서 나타나는 문제점을 보완하기 위해 분석결과들을 상호 비교하여 정밀도를 높이는 과정을 수행하였다. 이 결과는 관룡사 약사전 벽화의 복원을 위해 사용될 안료를 선정하 고, 손상부위의 원형복원과 장기적인 보존관리를 위해 중 요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

2. 현황 및 연구방법 2.1. 현 황

관룡사는 신라시대 8대 사찰 중의 하나로 대한불교 조 계종 제15교구 본사인 통도사의 말사이다. 이 관룡사는 신 라 내물왕9년(349년)에 창건되었다. 그 뒤 748년 秋潭이 중건하였고, 1401년에 대웅전을 중수하였다. 그러나 임진 왜란 때 대부분의 당우가 소실되었고, 1617년에 중창하였 다. 1704년 가을 대홍수로 금당과 부도들이 유실되었으나 1712년에 대웅전과 기타 건물들을 재건하였다

¹

Figure 1. The present condition of the wall paintings in Gwanyongsayaksajeon.

년에 부분적인 보수를 거쳐 오늘에 이르고 있다

²

관룡사 약사전은 임진왜란 속에서 남은 관룡사 유일의 건물이다. 관룡사는 신라시대에 창건되었다고 하나, 이 건 물은 조선 초기의 것으로서 비록 규모는 작지만 그 모습이 매우 균형이 잡혔고 안정감을 준다. 약사전은 주심포집 계 통에 속하며 규모는 앞면 1칸, 옆면 1칸으로 매우 작은 불 당이 있다. 지붕은 옆면에서 볼 때 맞배지붕으로 구성되어 있으며 기둥머리에 괴면서 내민 창방 끝을 그대로 첨차로 만들어 공포를 짜 올렸다. 이와 같은 수법으로 건축된 관룡 사 약사전은 부석사 조사당, 송광사 국사전과 함께 한국건 축사 연구의 귀중한 문화유산이다.

약사전 벽화는 내부 세 벽면과 창방 위, 외부 북쪽 벽면 과 사방의 창방위에 그려져 있다. 약사전 내부 창방 위로는 가로로 길게 53불도가 그려져 있다. 그 아래의 중앙 약사여 래 좌상을 중심으로 세 벽면에 병풍처럼 둘러가며 수묵 위 주로 묘사된 화조화는 한 벽면을 4면으로 구획하여 모두 12면에 묘사되어져 있다. 이 벽화들은 보통 사찰의 전각벽 화와는 달리 조선후기 궁중의 장식화나 민화로 유행한 화 조화를 그려 놓은 매우 드문 벽화이다(Figure 1).

2.2. 연구방법

이 연구에서는 관룡사 약사전 벽화에 채색된 안료의 특 성을 규명하고, 벽체의 훼손상태를 평가하기 위해 정밀 현 장조사를 실시하였다. 일반적으로 이와 같은 연구를 위해 서는 시료를 확보하여 정량적인 데이터를 확보하는 것이 필수적이지만 문화재 특성상 시료의 확보는 불가능하였다.

따라서 벽화에 채색된 안료의 화학적 성질과 종류를 파악 하기 위해 이동식 X-선형광분석기(P-XRF)를 이용한 정밀 분석을 실시하였으며, 벽체의 손상상태를 평가하기 위해 훼손지도 작성, 초음파 탐사 및 열적외선 조사를 실시하였다.

채색 안료의 성분을 분석하기 위해 사용한 P-XRF 분석 기는 Innov-X System사의 Portable XRF Analyzer이다. 분 석은 soil mode와 lip mode로 각각 60초씩 원자번호 15번 이상의 원소에 대해서 분석을 실시하였다. 분석 과정에서 X-선이 얇은 안료층을 투과하여 벽체를 이루는 토양성분 까지 분석되는 점을 감안하여 안료가 박락되어 노출된 토 양성분에 대해서도 측정하여 안료의 성분과 비교하였다.

이 벽화의 훼손상태에 대한 비파괴 진단을 위해 실측도 면을 바탕으로 각 요인별 손상상태를 종합하여 훼손지도를 작성하고 각 훼손유형별 훼손율을 산출하였다. 훼손도면

작성에 사용된 프로그램은 2D그래픽 전문응용 프로그램 인 Adobe Illustrator CS3이며, 훼손율 산출은 AUTO CAD 프로그램을 이용하였다.

또한 벽화 내부에 발생한 훼손정도를 추정하기 위해 비 파괴진단 진단기법 중 초음파 탐사 및 적외선 열화상 조사 를 실시하였다. 초음파는 CNS FARNELL사의 Model PUNDIT PLUS를 사용하여 측정하였으며, 탐촉자는 벽화의 약한 물 성을 고려하여 54㎑의 주파수를 가진 원주형의 탐촉자를 사용하였다. 또한 벽화의 초음파 속도 분포를 확인하기 위 해 WINDOWS용 SUFFER 프로그램을 이용하여 2D 모델 링을 실시하였다. 적외선 열화상 조사는 FLIR사의 T400의 모델을 이용하여 촬영하였다. 이 기기는 최고, 최저 온도를 자동으로 추적하고 60mK @ +30°C의 온도 분해능으로 최 소 -20℃에서 350℃까지 측정이 가능하다.

3. 채색안료의 정밀분석 3.1. 분석 및 측정위치

관룡사 약사전 벽화에 채색된 색상은 육안관찰에 의해 백색계통, 흑색계통, 청색계통, 적색계통, 황색계통, 녹색 계통 등 총 6가지 색상으로 분류된다. 그러나 같은 계통의 색상이라 할지라도 미세한 차이를 나타내고 있어 서로 다 른 안료를 사용하였을 가능성이 높다. 이 벽화에 사용된 안 료의 종류를 정량적으로 규명하기 위해서는 일정량의 시료 확보가 필수적이지만 문화재 특성상 파괴가 불가능하다.

따라서 채색된 안료의 종류를 규명하기 위해 비파괴 분석 방법인 P-XRF 분석을 실시하였다.

분석을 위해 발생시킨 X-선의 투과 깊이는 측정대상의 밀도에 따라 달라진다. 일반적으로 암석의 경우 1㎜ 정도 까지 투과하지만, 토양의 경우 5~6㎜ 정도 투과하는 것으 로 알려져 있다. 따라서 X-선이 얇은 안료층을 투과하여 벽 체를 이루는 토양성분까지 분석되어 안료의 성분을 정확히 검출하기 어렵다(Figure 2). 따라서 안료의 성분만을 검출 하기 위해서 토양성분의 함량을 제거하는 필터링 과정을 수행해야 한다. 이를 위해 아래와 같은 식으로 보정을 수행 하여 미량으로 존재하는 안료의 성분을 검출하였다.

Normalized value = element of figment

element of soil

해 실시한 성분분석 측정지점은 백색계통, 흑색계통, 청색 계통, 적색계통, 황색계통, 녹색계통으로 분류하고 총 40지 점에 대하여 측정하였다(Figure 3). 이 연구를 위해 기존에 보고된 각 색상별 성분분석 결과를 토대로 정량적인 데이

터를 확보하였으며, 기존에 연구된 전통안료에 대한 자료 (Table 1)와 비교하여 관룡사 약사전 벽화에 사용된 안료의 종류를 규명하였다

^3-13

3.2. 결과 및 해석

이 약사전 벽화의 채색 안료에 대한 성분분석 결과를 Table 2와 Figure 4에 종합하였다. P-XRF를 통해 검출된 토 양의 주성분원소는 Fe, Ca, K, Ti이며 S를 제외한 나머지 미량성분은 거의 검출되지 않았다. Fe의 함량은 10,000~

65,000ppm의 범위를 나타내고 있으며, Ca의 함량은 1,000~

4,000ppm의 범위를 갖는다. K의 함량은 10,000~35,000ppm, Ti의 함량은 1,000~3,000ppm의 범위를 나타내고 있어 일 반적인 토양의 성분비와 유사한 분포를 갖는 것으로 나타

Figure 2. Analysis theory of P-XRF for the wall painting.

Figure 3. Analytical point of P-XRF for the wall paintings in Gwanyongsayaksajeon.

났다.

토양성분의 P-XRF 측정결과에 대한 정밀도를 확인하기 위해 1984년 보존처리된 부분을 대상으로 4지점에 대하여 성분분석을 병행하였다. 보존처리된 지점의 주성분 함량은 Ti가 6,000~17,000ppm으로 토양층에 비해 상대적으로 높 은 함량을 보였으나, 대부분의 원소는 토양의 함량과 유사 한 범위를 나타내고 있다. 또한 미량성분의 검출여부를 확 인하기 위해 보존처리된 지점에 대한 토양성분의 평균함량 을 기준으로 표준화시킨 결과에서도 변화가 거의 없는 것 으로 나타나 토양의 성분과 유사한 것으로 해석된다.

벽화에 채색된 녹색계통의 색상은 육안관찰시 53불도 에 사용된 진녹색(G-1), 화조화에 사용된 녹색(G-2~4), 벽 화 내부벽체의 바탕색(G-5~7)으로 사용된 옥색으로 구분 된다. 진녹색 및 녹색으로 채색된 지점에서는 Cu의 함량이 가장 높게 나타났으며, 진녹색으로 채색된 지점에서는 Cl 이 추가적으로 높게 검출되었다.

따라서 53불도에 사용된 진녹색은 염화동(Cu

2

2

3

2

^5-12

분이 검출되었다. 이 모든 원소들이 녹색계통의 색상을 보 이는 안료의 주성분을 나타내는 것은 아니며, 이는 분석과 정에서 X-선이 벽화의 채색층을 투과하여 내부의 토양성 분까지 같이 분석되었기 때문으로 판단된다.

이를 보정하기 위해 측정된 녹색계통의 성분들을 토양 성분의 평균함량을 기준으로 표준화하였다. 이 결과, 녹색 및 진녹색의 색상원소는 Cl, Cu, Hg, As로 구리와 친화력 이 높아 구리의 원광석에서 같이 산출될 가능성이 높은 원 소들이 나타났다. 그러나 기존 전통안료의 연구결과에 의 하면 As는 황색, Hg는 적색을 나타낼 수 있는 지시원소로 알려져 있다

^5-12

녹색에서 As가 토양의 함량보다 상대적으로 높게 검출 된 G-3과 G-4 지점은 바탕색이 황색이며, Hg가 검출된 G-1과 G-2 지점은 인접한 곳에 적색이 채색되어 있다. 따 라서 녹색 및 진녹색에 대한 성분 분석시 As 또는 Hg가 검 출된 것은 인접한 그림의 바탕위에 채색된 안료들이 같이 분석되었기 때문인 것으로 판단된다.

내부 벽화의 바탕색으로 사용된 옥색의 성분은 토양의 조성과 거의 유사하게 나타났다. 미량성분의 검출여부를 확인하기 위해 토양성분의 평균함량을 기준으로 표준화한

Table 1. Summary of traditional pigments in Korea.

Color Pigment name Mineral name Chemical formula Red

진사(辰砂) Cinnabar HgS

은주(銀朱) Vermilion HgS

석간주(石間硃) Hematite Fe

2

3

연단(鉛丹) Red lead Pb

3

4

Yellow 석황(石黃) Orpiment As

2

3

황토(黃土) Ocher Fe

2

3

2

Green

석녹(石綠) Spectrum Green 2CuO·CO

2

2

3

2

염화동(鹽化銅) Atacamite Cu

2

2

뢰녹(磊綠) Celadonite K(Mg,Fe,Al)Si

4

10

2

4

10

2

Blue

석청(石淸) Azurite 3CuO·2CO

2

2

3

3

2

청금석(靑金石) Lapis Lazuli 3Na

2

2

3

2

2

8

12

24

4

White

백악(白堊) Calcite CaCO

3

석고(石膏) Gypsum CaSO

4

2

합분(蛤紛) Oyster Shell White, Aragonite CaCO

3

고령토(高嶺土) Kaolin Al

2

3

2

2

3

2

조장석(曹長石) Albite NaAlSi

3

8

Black 흑석지(黑, 墨) Graphite C

Ta bl e 2 . Re sults o f P-XRF a na lysis of pigm en ts for th e wa ll pa inting s in G w any ong sa ya ks aj eo n. (u ni t; ppm ) E lem en ts So il G ro up C on ser va tio n P ar ts Gr ee n Gr oup R ed G rou p S- 1 S- 2 S- 3 S- 4 C- 1 C- 2 C- 3 C- 4 G- 1 G- 2 G- 3 G- 4 G- 5 G- 6 G- 7 R- 1 R- 2 R- 3 R- 4 R- 5 As 22 nd 42 nd 25 nd nd 18 92 147 10, 60 2 3, 61 9 45 67 47 nd 53 26 9 30 9 99 4 B a 31 2 652 425 468 66 4 50 1 72 9 90 9 1, 037 1, 101 36 7 335 176 18 1 21 5 44 4 63 5 nd 4 08 306 C a 1, 15 1 1, 285 2, 397 4, 471 8, 70 7 7, 80 5 3, 21 8 2, 99 9 9, 274 13, 765 2, 81 4 nd 397 64 2 82 6 1, 007 2, 697 nd 1, 23 6 27, 15 8 C l nd nd nd nd nd nd nd nd 101 ,9 18 3, 341 3, 03 5 nd nd nd nd nd nd nd nd nd C o nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd 21 0 nd 555 47 1 16 0 nd nd nd nd nd C r 48 37 26 33 10 27 89 2 76 12 28 54 0 21n d n d 23 52 nd nd nd 29 C u 59 77 269 239 nd nd nd nd 118 ,4 72 66, 043 14, 80 3 1, 479 72 51 50 nd 19 5 158 208 220 Fe 63, 43 9 13 ,2 54 29, 928 17, 914 52, 25 1 49, 50 0 63, 21 1 60, 49 5 18 ,5 60 40, 629 16, 97 0 13 ,3 27 25, 740 15, 01 2 13, 67 2 107, 92 1 67, 95 7 134 ,2 38 100 ,0 50 46 ,4 08 Hg nd nd nd nd nd nd nd nd 284 719 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd K 12, 16 7 30 ,0 61 23, 608 33, 096 24, 52 4 8, 98 9 7, 05 7 6, 64 9 3, 677 21, 396 3, 13 8 5, 571 2, 980 2, 05 1 2, 32 2 28, 30 2 26, 15 0 6, 076 5, 539 15 ,6 31 M n 22 4 251 270 880 78 5 47 3 47 6 52 1 1, 390 2, 426 62 1 179 171 19 3 27 3 17 2 36 9 nd 1 36 260 Ni nd nd nd nd nd nd nd nd 173 98 nd nd nd nd nd nd n d 102 104 nd Pn d nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd P b 33 35 212 168 77 17 25 20 779 495 32 0 51 76 78 60 42 17 9 124 247 314 R b 19 8 208 205 200 17 54 65 1 45 111 126 15 4 144 146 11 5 14 0 19 0 11 1 122 85 98 S 8, 150 5, 25 4 8, 78 3 3, 572 7, 72 8 12, 27 8 8, 85 0 nd 25 ,9 14 nd nd nd 6, 399 nd nd nd 8, 76 9 nd nd 31 ,2 30 Se nd nd nd nd nd nd nd nd 13 nd n d nd nd nd nd nd nd nd nd nd S n nd nd 194 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd S r 54 50 57 50 47 158 129 13 9 52 62 52 34 52 61 58 44 19 9 33 172 197 T i 1, 62 5 966 2, 138 2, 842 6, 50 5 15, 59 4 17, 00 9 16, 87 1 nd 4, 030 53 6 579 670 45 0 56 3 2, 97 3 3, 06 4 nd nd 1, 514 Z n 36 27 21 137 64 33 43 34 nd 1, 046 nd 30 38 43 33 27 41 20 4 10 4 59 Zr 17 3 16 3 162 162 87 11 5 12 9 18 0 18 1 180 10 3 10 4 142 14 8 13 7 15 4 15 9 83 14 3 21 1 E lem en ts R ed G ro up W hite G ro up B la ck G rou p Yel lo w Gr ou p B lue G rou p R- 6 R- 7 R- 8 R- 9 W- 1 W- 2 W- 3 W- 4 Ba- 1 Ba -2 Ba- 3 Ba- 4 Y- 1 Y- 2 Y- 3 Y- 4 Bu -1 Bu -2 Bu -3 Bu -4 As 11 5 9, 78 8 66 1, 358 47 4 1, 62 3 2, 84 4 4, 93 8 94 56 11 0 nd 21 1, 30 9 1, 52 5 60 14 2 14 0 43 5, 33 2 B a 33 6 135 671 280 nd nd 335 30 5 216 217 79 9 48 2 1, 219 7, 43 4 8, 65 7 27 3 nd nd 283 790 C a nd 137 ,4 92 10, 978 7, 649 565, 06 1 340, 27 9 4, 84 7 4, 38 0 591 2, 174 13, 32 9 345 ,9 04 7, 645 180, 00 8 36, 75 6 1, 20 8 80, 10 4 285 ,0 15 13 ,0 07 4, 394 C l nd 34 ,9 11 nd 8, 094 nd 10, 41 4 20, 65 1 26, 68 4 nd nd 1, 72 3 nd nd 8, 34 1 8, 30 0 nd nd nd nd nd C o nd 51 6 nd nd 78 36 3 nd 23 3 37 8 36 0 nd nd nd nd nd nd 98 5 639 nd nd C r nd 50 46 29 nd 20 34 22 20 nd 3 7 30 63 2, 44 1 6, 94 0 38 nd nd nd 52 C u 48 nd 2, 418 815 41 nd 1, 15 6 1, 01 2 61 93 28, 93 9 nd 253 73 19 0 30 96 78 64 1, 14 9 Fe 33, 11 3 5, 266 37 ,120 18, 808 1, 67 6 3, 58 1 19, 41 7 13, 08 4 14 ,3 93 14, 392 40, 43 4 19 ,5 51 30, 847 123, 30 0 68, 15 7 15, 22 7 36, 73 0 9, 348 78 ,4 31 38 ,2 06 Hg nd nd 1, 714 19, 711 nd nd 688 72 6 nd nd 2, 61 8 nd 27 nd 51 nd nd nd nd nd K 12, 55 0 2, 808 13, 240 3, 182 nd 2, 00 2 4, 43 9 2, 58 2 2, 078 2, 305 11, 26 0 14 ,5 07 24, 348 2, 80 4 8, 16 5 12, 29 6 3, 81 6 3, 406 10 ,9 34 24 ,5 18 M n 69 13 9 1, 91 2 1, 253 76 140 1, 040 83 6 160 201 2, 71 1 24 7 1, 793 33 9 98 2 19 0 14 0 133 227 337 N i nd 16 9 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd 76 nd nd nd nd nd P nd nd nd 14 1, 174 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd P b 18 9 58 ,3 87 440 5, 602 68 7, 44 8 12, 23 8 22, 24 4 12 0 86 410 46 173 6, 79 2 7, 38 8 61 25 3 180 51 96 R b 16 8 nd 176 149 95 78 150 12 0 131 119 13 0 68 197 9 13 7 15 5 13 6 128 158 101 S 3, 70 8 526 ,1 81 13, 199 23 6, 012 32, 32 5 156, 33 3 275, 31 0 365, 17 2 3, 415 5, 137 15, 88 8 63 ,4 54 9, 721 102, 07 3 116, 38 8 3, 64 1 156, 72 4 187 ,5 68 14 ,9 09 4, 584 Se nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd S n nd nd nd nd nd nd nd 16 2 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd S r 30 33 69 nd 206 141 42 33 51 57 66 32 0 68 12 3 75 31 11 1 145 50 218 T i 98 4 446 3, 055 1, 108 50 1 33 4 77 0 31 5 429 440 2, 76 5 1, 65 5 4, 132 2, 91 4 3, 79 9 2, 12 6 69 8 625 1, 557 2, 986 Z n 42 1, 36 5 12 8 162 31 30 1 82 84 34 35 67 1 84 139 21 0 11 2 32 48 42 nd 43 Zr 10 1 53 196 186 10 2 14 2 18 6 13 9 12 4 175 20 3 74 185 10 8 18 9 89 15 2 20 1 17 4 17 0 (n d; no t det ect ed )

결과, 토양성분에서는 검출되지 않았던 Co가 확인되었다.

또한 청색계통으로 채색된 안료인 Bu-1과 Bu-2 지점에서 도 Co가 미량 검출되었다. 이 Co는 전통안료에 대한 기존 의 연구에서 보고된 바 없는 특이한 결과이다.

코발트는 도자기나 유리 등에 청색을 내는 화합물로서 알려져 있었으며, 고대 이집트에서 이미 실용되었다고 한다.

중국에서도 당나라 시대(618~907)에 오수(吳須), 일명 오수

토(코발트·망간·철 등을 함유하는 흑갈색 점토)를 도자기의 청색 채료로 쓰기 시작했다. 이 약사전 벽화의 바탕층과 청 색으로 사용된 안료는 코발타이트(cobaltite)와 같은 Co를 주성분으로 하는 현대안료를 사용하였을 가능성이 높다.

적색계통의 안료에 대한 성분분석 결과, 화조화를 채색 하기 위해 사용된 R-1, R-3, R-4 지점에서는 Fe가 100,000 ppm 이상의 상당히 높은 함량으로 검출되었다. 이와 같은

Figure 4. Results of P-XRF analysis of pigments for the wall paintings in Gwanyongsayaksajeon.

높은 Fe의 함량은 벽체를 구성하는 토양성분에 의한 것이 아니라 안료의 성분이 주로 Fe로 구성되어 있기 때문으로 볼 수 있다. 따라서 R-1, R-3, R-4 지점은 석간주(Fe

2

3

^7-12

R-7 지점의 성분분석 결과, Ca, S, Pb가 주성분으로 검 출되었다. 기존 전통안료의 연구결과에 의하면 위의 성분 중 적색을 지시하는 원소를 포함하는 안료는 연단(Pb

3

4

이다

^7-8

53불도에 채색된 적색계통 안료인 R-8, R-9 지점의 성

Figure 4. Continued.

분분석 결과, 원자료에서는 특정 색상원소를 검출하기 어 렵지만 벽체를 구성하는 토양성분의 평균함량비로 표준화 시킨 후 Hg 성분이 높게 나타남을 확인하였다. 따라서 53 불도를 그리기 위해 사용된 적색안료는 진사(HgS)를 사용 하였을 것으로 판단된다

^3-12

백색계통의 안료에 대한 성분분석 결과, 화조화를 그리 기 위해 채색된 W-1, W-2 지점에서는 Ca와 S 성분이 높게 검출되어 방해석(CaCO

3

4

2

¹³

53불도에 채색된 백색안료(W-3, W-4)에서는 Ca 성분이 벽체를 구성하는 토양의 성분과 유사한 것으로 분석되었 다. 반면 이 백색안료의 Pb 함량은 12,238~22,244ppm로 토 양의 Pb 함량에 비해 매우 높은 것으로 나타났다. 이와 같 은 분석결과를 선행연구 결과와 비교해본 결과, 이 백색안 료는 화조화에 사용되었을 것으로 판단되는 방해석(CaCO

3

4

2

3

2

4

^3-12

최근까지 전통안료에 대한 연구결과에 따르면 흑색을 나타내는 안료의 주성분 원소는 탄소이다

^3-12

관룡사 약사전 벽화 중 53불도에 채색된 황색계통 안료 에 대한 성분분석 결과, Y-2 지점은 120,000 ppm 정도의 높 은 Fe의 함량을 나타내고 있으며 Ca와 S의 함량도 매우 높 게 검출되었다. 또한 토양의 평균함량비로 표준화시키면 Cr, Ni, As, Hg, Pb를 확인할 수 있다. 이상의 결과를 가지 고 전통안료에 대한 선행연구와 비교해보면 관룡사 약사전 벽화에 채색된 황색계통 중 Y-2 지점은 황토(Fe

2

3

2

2

3

^3-12

Y-3 위치에 채색된 안료는 Fe의 함량이 토양의 함량과 유사한 범위를 나타내고 있으나 표준화시킨 결과 As가 상 대적으로 높게 검출되었다. 따라서 Y-3 지점은 Y-2와는 달 리 석황(As

2

3

3. 비파괴 훼손도 진단 3.1. 훼손도 평가

관룡사 약사전 벽화의 훼손정도를 파악하기 위해 훼손 지도를 작성하였다. 문화재를 대상으로 한 훼손지도의 작 성방법은 석조문화재 연구자들에 의해 많은 진전을 보이고

있다

^14,15,16

보존처리에 이용할 수 있도록 고해상도 사진과 도면을 바 탕으로 제작된 실측도면에 훼손지도를 작성하였다. 훼손지 도 작성을 위해 현장조사시 훼손유형별로 균열, 박리․박 락, 보수물질, 인위적 훼손으로 분류하여 표기하였고, 현장 에서 작성된 훼손지도는 실내에서 수정과 보완작업을 실시 하여 정밀한 훼손지도를 완성하였다(Figure 5).

이와 같은 방법으로 작성된 관룡사 약사전 벽화의 훼손 도면을 근거로 손상유형에 따라 평면적인 점유 면적과 분 포를 살펴보기 위해 표면적의 비율을 산출하였다. 훼손유 형 점유율은 각 벽화의 전체면적에서 훼손이 발생한 점유 면적을 백분율로 산출하여 구했으며, 이를 통해 유형별 훼 손율을 비교하였다. 이때 균열은 면적으로 계산할 수 없어 독립적으로 발생한 경우를 합산하여 표시하였다. 이렇게 산출된 훼손율을 통하여 관룡사 약사전 벽화의 주요 훼손 유형을 파악하였고 전반적인 훼손특성에 대한 정량적 자료 를 제시하였다.

동측내부의 벽면과 창방위에 그려진 벽화의 훼손에 대 한 정량적 평가 결과, 벽면에 그려진 벽화의 경우, 육안적 으로 확인 가능한 균열이 47개나 되었다. 또한 박리․박락 은 전체의 8.4%, 보수물질은 1.0%, 인위적 훼손은 1.4%를 점유한 것으로 나타났다, 창방위에 그려진 벽화는 균열이 35개, 박리․박락은 2.5%, 인위적 훼손은 0.6%로 산출되 었다. 벽면에 그려진 벽화에 발달한 균열들은 대부분 수직 방향으로 발달해 있으며 박리․박락은 주로 벽면의 아랫 부분에 집중적으로 분포하고 있다. 창방위에 그려진 벽화

에 발달한 균열들은 대부분 수직방향의 발달해 있으며 대 부분 미세균열들이다.

서측 내부의 벽면과 창방위에 그려진 벽화의 훼손율은, 벽면에 그려진 벽화의 경우, 균열이 36개, 박리․박락은 2.7%, 보수물질은 1.2%, 인위적 훼손은 0.1%이며 창방위 에 그려진 벽화는 균열이 29개, 박리․박락은 42.0%, 보수 물질은 5.8%로 산출되었다. 벽면에 그려진 벽화의 훼손유 형 중 가장 심각한 것은 수직으로 발달한 균열이며, 박리․

박락은 대부분 벽화의 아랫부분에 분포하고 있다. 창방위 에 그려진 벽화는 박리․박락이 심각하여 불도의 그림 중 거의 반이 유실된 상태이다.

북측 내부 벽면에 그려진 벽화에는 균열이 62개, 박리․

박락은 4.4%, 인위적 훼손은 0.1%로 균열에 의한 손상이 가장 심각한 것으로 나타났다. 동측과 서측 내부 벽면에 노

출된 균열의 경우, 대부분 수직방향으로 발달해 있는 반면 북측 내부 벽면에 그려진 벽화에 있는 균열들은 수직방향 의 균열들과 함께 수평방향으로도 다수 발달해있다. 북측 내부 창방위에 그려진 벽화의 훼손율은 균열이 5개, 박 리․박락은 15.0%로 산출되었다. 박리․박락은 대부분 불 상이 그려진 부분을 제외한 곳에서 발생되어 있다.

북측 외부 벽면과 창방위에 그려진 벽화의 훼손율은 벽 면에 그려진 벽화의 경우, 균열이 70개, 박리․박락은 28%, 보수물질은 13.6%, 인위적 훼손은 0.5%이며, 창방위에 그 려진 벽화는 균열이 18개, 박리․박락은 4.7%, 보수물질은 0.2%, 인위적 훼손은 0.5%로 산출되었다. 북측 외부 벽면에 발달한 균열들은 대부분 수직균열들이다. 벽면에 발생해 있 는 훼손 중에서 박리․박락과 보수물질은 벽화를 2등분 하 였을 때 대부분 아랫부분에 집중적으로 분포하고 있다.

Figure 5. Damage map for the wall paintings in Gwanyongsayaksajeon.

이상의 각 벽화별 훼손율을 종합해 보면, 관룡사 약사전 벽화는 박리․박락 및 균열에 의한 훼손이 가장 심각한 것 으로 나타났다. 박리․박락은 대부분 각 벽화의 아랫부분 에 집중적으로 분포하고 있다. 이는 바닥에서 올라온 습기 에 의해 벽화를 구성하는 토양들이 부피가 팽창하고 수축 하는 과정이 오랜 시간동안 반복되면서 박리․박락을 발 생시켰을 것으로 판단된다.

균열은 거의 대부분이 수직방향으로 발달해있으며, 각 벽면에 발달한 주요 균열들은 크게 3개의 일직선상에서 일 정한 간격으로 발달해 있다. 동측 내부 벽면 좌측면과 우측 면 하부에 발생한 박락된 곳을 살펴보면 벽체를 구성하기 위해 사용한 부재(중깃)가 관찰되는데 이 부재의 방향으로 균열들이 발달해 있다. 따라서 벽화 중간에 일직선상으로 발달한 주요 균열들은 벽체 내부에 사용된 중깃을 따라 발 생한 것으로 판단된다.

3.2. 초음파 측정

초음파 측정에 이용되는 초음파는 탄성파의 일종으로 가청 주파수 영역(16㎐~20,000㎐) 이상에서 100㎒ 사이의 주파수를 가진 진동파를 말한다. 이 초음파는 다른 음파 영 역대에 비해 지향성이 우수하고 동일 재질에서의 속도가 일정하며, 온도변화에 의한 속도변화가 거의 없는 특징이 있다. 특히 암석 및 금속과 같은 고체 속에서 진행하는 초 음파의 속도는 밀도 및 탄성계수와 밀접한 관계를 가지므 로 측정대상 물체의 물성 및 내부결함을 측정하는데 활용 되고 있다. 최근 석조문화재를 대상으로 초음파 탐사를 활 용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 이 방법을 활용 한 벽화의 안전진단에 관한 연구는 소수의 연구자들에 의 해 진행되었을 뿐 거의 전무한 실정이다

^11,17

관룡사 약사전 벽화의 물성특성을 확인하기 위해 초음 파 탐사를 실시하였다. 초음파 탐사는 벽화의 약한 물성을 고려하여 54㎑의 주파수를 가진 원주형의 탐촉자를 사용 하여 별도의 접촉매질 없이 측정하였다. 초음파속도 측정 은 각 벽화마다 구획을 나누어 15㎝ 간격으로 측정하였으 며 균열이 발생한 곳에서는 균열을 피해 측정하였으며 벽 화내부의 결함으로 인해 초음파가 도달하지 못하여 측정이 불가능한 지점은 0㎧로 나타냈다. 벽화의 상대적인 물성차 이를 비교하기 위해 측정결과를 종합하여 2D 모델링을 실 시하였다(Figure 6).

동측 내부 벽면과 창방위에 그려진 벽화의 초음파측정

결과, 벽면에 그려진 벽화는 0~994㎧(평균 325㎧)의 범위 를 나타내며, 창방위에 그려진 벽화는 0~430㎧(평균 193

㎧)의 범위를 보였다. 각각의 측정지점에 초음파 전달속도 를 투영하여 벽화 내부에 발생해 있는 결함을 탐색하였다.

이 결과, 동측 내부 벽면에 그려진 벽화에 나타나는 저속도 대는 균열주위를 따라 수직방향으로 분포하고 있으며, 박 리․박락이 집중적으로 발생한 벽화의 아랫부분에서도 분 포하고 있다. 창방위에 그려진 벽화에서는 왼쪽 일부지점 을 제외한 대부분의 곳에서 저속도대를 나타냈다.

서측 내부 벽면과 창방위에 있는 벽화의 초음파 속도는 벽면에 그려진 벽화의 경우, 0~1135㎧(평균 417㎧), 창방 위에 그려진 벽화에서 220~707㎧(평균 373㎧)의 범위를 나타냈다. 동측 내부 벽화에 수행한 방법과 같이 각 측점지 점에 대한 초음파 전달속도를 투영하였다. 이 결과, 서측 내부 벽면에 그려져 있는 벽화에서는 균열주위를 따라 저 속도대가 발생해 있는 반면, 창방위에 그려진 벽화에서는 전체적으로 비교적 균일한 초음파 속도를 나타냈다.

북측 내부 벽면에 그려진 벽화의 초음파속도 분포는 0~1353㎧(평균 334㎧)이며, 창방위에 그려진 벽화의 초음 파속도는 0~493㎧(평균 255㎧)의 분포를 나타낸다. 각각 의 측정지점에 대한 북측 내부 벽화의 초음파 전달속도를 투영한 결과, 벽면에 그려져 있는 벽화에서도 동측 및 서측 벽면에 그려진 벽화와 같이 균열이 발생해 있는 주변으로 저속도대가 발달해 있다. 창방위에 그려진 벽화에서는 좌 측면에 비해 우측면이 상대적으로 초음파 속도가 낮은 것 으로 나타났다.

북측 외부의 벽면과 창방위에 그려진 벽화의 초음파속 도 측정 결과, 벽면에 그려진 벽화는 0~1415㎧(평균 276

㎧)의 범위를 나타내며, 창방위에 그려진 벽화는 0~371㎧

(평균 229㎧)의 범위를 보였다. 각각의 측정지점에 초음파 전달속도를 투영하여 벽화 내부에 발생해있는 결함을 탐색 하였다. 이 결과, 벽면에 그려진 벽화에 나타나는 저속도대 는 대부분 균열주위를 따라 수직방향으로 발달해 있다. 창 방위에 그려진 벽화에서는 좌측면에 비해 우측면이 상대적 으로 초음파 속도가 낮은 것으로 나타났다.

이상의 결과를 종합해보면 관룡사 약사전 벽화에 나타 나는 초음파속도의 저속도대는 균열 및 박리․박락이 일 어난 영역에서 집중적으로 분포한다. 또한 벽화의 내부 벽 면을 살펴보면 저속도대는 균열을 따라 일정한 간격으로 크게 3개의 일직선상에서 집중적으로 나타난다. 이 저속도 대는 동측 내부 좌측과 우측하단에 발생한 벽화의 박락으

로 인해 관찰되는 중깃을 따라 분포하고 있다. 따라서 벽화 의 가운데를 따라 발생한 저속도대에는 육안으로는 확인이 불가능하지만 내부에는 목부재가 있을 것으로 판단된다.

3.3. 적외선 열화상 분석

모든 물체는 절대온도 0K 이상에서 적외선 복사 에너지 를 방출한다. 적외선 열화상법은 적외선 영상장치를 이용 하여 물체 표면의 열화상을 촬영하고, 온도 분포나, 그 변 동 상황을 해석시스템을 이용해 처리하는 방법으로써 물체 의 내부 상태를 추정하는 조사 방법이다. 이 방법은 비접촉 식으로 각 재료의 열전도율이나 비열 등의 물리적 성질의 차이, 표면형상 및 상태의 차이에 따라 다르게 분포하는 온

도를 측정하여 물체 내부의 결함을 확인할 수 있다.

온도변화가 없는 곳에서 온도분포 데이터를 이용하여 결함검출을 실시할 경우는 피측정물 표면에 나타난 결함의 온도변화가 열확산의 영향으로 소실 또는 약화되기 때문에 결함검출 정밀도 및 분해능이 저하되는 문제가 있다

¹⁸

균열 및 박리․박락등과 같은 훼손이 발생한 영역에서 나타나는 표면온도의 변화는 매질의 열전도율 및 비열과

Figure 6. Modeling 2D contour map of the ultrasonic velocity for the wall paintings in Gwanyongsayaksajeon.

내부결함으로 인해 발생한 공극에 의한 영향 때문이다. 벽 화표면에 열을 가할 경우 토양에 비해 공기의 비열이 작기 때문에 온도가 상대적으로 빠르게 상승하면서 온도변화가 나타나고 열이 식는 과정에서 상대적으로 공기보다 열전도 율이 높은 토양에 잠재되어 있던 열이 내부로 빨리 전달되 어 벽화내부에 결함이 있는 영역에서 온도가 높게 나타난다.

관룡사 약사전 내부 벽면에 그려진 동측과 서측 벽화를 대상으로 적외선 열화상 조사를 실시한 결과, 균열 및 박 리․박락이 발생한 영역에서 상대적으로 높은 온도를 나 타냈다. 또한 육안관찰을 통해 확인된 손상영역보다 더 넓 은 영역을 나타내고 있어 육안으로는 확인이 불가능한 곳 에서도 균열 및 박리․박락이 진행되고 있는 것으로 판단 된다. 1984년도에 보존처리되었던 동측면 좌측 상부와 서 측면 우측 상부의 온도변화는 손상이 발생하지 않은 지역 과 동일한 온도분포를 보이고 있어 벽체면과 보수물질들이 잘 결합해 있는 것으로 판단된다(Figure 7).

동측 내부 좌측과 우측 하부에 발생한 박리․박락이 발 생한 부분을 살펴보면 벽체를 구성하기 위해 사용한 부재 (중깃)가 관찰된다. 이 중깃과 벽체와의 온도변화를 살펴보 면 나무로 된 중깃에서 벽화의 다른 곳보다도 높은 온도분 포를 나타내고 있으며 벽체가 온전히 붙어있어 중깃을 덮 고 있는 영역에서도 중깃과 동일한 방향으로 높은 온도분 포를 나타낸다. 벽화의 가운데 부분에서도 양쪽의 중깃과 평행한 방향으로 높은 온도분포를 나타내고 있으며 서측내 부 벽화에서도 동일한 양상을 띠고 있는 것으로 보아 내부 에 중깃이 있는 것으로 판단된다.

4. 고 찰 4.1. 추정안료 및 채색순서

지금까지 수행된 전통안료의 성분분석에 관한 연구는

Figure 7. Results of infrared thermography for the wall painting in Gwanyongsayaksajeon.

복원 및 보존처리 과정에서 박락된 미량의 시료를 수습하 고, 이 시료들을 대상으로 X-선 회절분석 및 SEM-EDS 분 석을 실시하여 안료의 종류를 규명하였다

^3-10

^11-12

따라서 P-XRF를 활용하여 벽화에 채색된 안료의 성분 만을 검출하기 위해서는 토양성분의 함량을 제거하는 필터 링 과정을 수행해야 한다. 이를 위해 안료가 박락되어 노출 된 토양을 대상으로 성분분석을 실시하였고 토양의 평균원 소 함량을 기준으로 안료가 채색된 지점의 원소비로 나타 내는 표준화 과정을 수행하였다. 표준화 과정을 통해 관룡

사 약사전 벽화에 채색되어 있는 안료의 성분만을 명확하 게 추출할 수 있었다. 이와 같은 방법을 통해 추정된 각 색 상별 안료는 Table 3과 같다.

관룡사 약사전 벽화에 채색된 색상은 같은 계통의 색상 이라 할지라도 채색대상에 따라 안료의 종류를 다르게 사 용하여 색상을 표현한 것으로 확인되었다. 각 색상에 따른 추정 안료는 기존의 연구와 동일한 것으로 확인되었으나, 청색계통과 화조화의 바탕으로 채색된 녹색계통의 안료에 서 검출된 Co는 지금까지 채색 안료에서 확인된 바 없는 결과이다. 따라서 이 색상의 안료를 정확하게 규명하기 위 해서는 보다 심도있는 연구가 필요하다.

또한 벽화에 채색된 안료의 분석결과를 토벽의 평균함 량으로 표준화함으로써 벽화의 채색순서를 해석할 수 있 다. 관룡사 동측내부 벽화에 그려진 화조화를 대상으로 분

Table 3. Estimated pigments for the wall painting in Gwanyongsayaksajeon.

The painting of flowers and birds Color Color elements Sub-elements Estimated pigment

Green Cu Co, Ni, As, Hg Malachite(CuCO

3

2

2

3

3

4

3

4

2

Blue Co S, Ca, As Cobaltite(CoAsS) Background Co S Cobaltite(CoAsS)

The painting of Buddha

Color Color elements Sub-elements Estimated pigment Green Cu, Cl Ni, Hg Atacamite(Cu

2

2

Red Hg S Cinnabar(HgS)

White Pb Cl, Co, As, Hg Silver white(2PbCO

3

2

4

Yellow Ca, Fe, S, As Cl, Cr, Ni Ocher(Fe

2

3

2

2

3

2

3

Figure 8. Results of P-XRF analysis of pigments and coloring sequence of the painting flowers and birds for the wall

석한 결과, 모든 색상에서 바탕층의 색상을 지시하는 Co가 검출되었다. 꽃의 줄기 및 잎사귀에 채색된 흑색에서는 Co 만이 내부 토양의 함량보다 높은 것으로 나타났다. 한편 꽃 잎을 채색하기 위해 사용된 적색계통 안료에서 백색을 나 타내는 성분이 동시에 검출되었다(Figure 8).

색상을 지시하는 주요원소 및 미량원소들의 상관관계를 종합해보면, 이 벽화는 Co 성분을 가진 안료(G-6)가 바탕 에 칠해진 후에 흑색(Ba-1)을 덧칠한 것으로 해석된다. 이 후 방해석 또는 석고를 이용하여 백색(W-1)을 칠하고, 적 색안료인 연단(R-7)을 사용하여 꽃잎을 채색한 것으로 판 단된다. 이와 같은 채색순서의 해석은 이 벽화의 화조화가 수묵 위주로 채색되었기 때문에 육안으로도 판단할 수 있 다. 이러한 결과는 이 연구에서 제시한 보정방법이 벽화의 안료를 분석하는데 있어 효과적으로 적용될 수 있다는 것 을 의미한다.

4.2. 훼손도 평가

벽화에 균열을 발생시키는 주요 요소는 수분이다. 벽체 를 구성하는 토양은 목부재의 수분함유량에 의해 발생하는 수축율 및 팽창율의 차이에 따라 균열이 발생할 수 있다.

또한 벽의 골격인 목재는 잘 건조되었다 하더라도 벽체 보 다는 높은 함수율을 가지게 된다. 그리고 벽을 바르는 과정 에서 다량의 수분이 목재로 흡수되었을 것이다. 목재 조직 으로 흡수된 수분은 건조되는 과정에서 목재의 이방성으로 인해 휨, 뒤틀림 현상을 일으키게 될 때 벽체 내부응력의 변화로 이어져 균열을 발생시킨다

¹⁹

박리․박락의 발생원인은 벽체를 이루는 구성물질의 입 도분포와 함수율 차이로 인해 발생하는 것으로 알려져 있 다. 벽의 구조는 채색층을 포함하여 초벽, 중벽, 화벽층으로 크게 구분할 수 있다. 각각의 층은 입도와 점질이 서로 다른 흙으로 조성되어 점밀도가 다르며 두께 또한 차이가 나기 때문에 함수율이 다르게 나타난다. 일반적으로 공극이 많고 두께가 가장 두꺼운 초벽의 함수율이 가장 높으며 다음으로 중벽, 화벽층의 순서로 함수율은 낮아진다. 그 중에서 자유 함수율의 편차는 수축과 팽창계수를 달리하여 각각의 층간 에 직접적으로 작용함으로써 박리․박락을 일으킨다

¹⁹

관룡사 약사전 벽화 중 북측 외부 벽면에 그려진 벽화는 균열 70개, 박리․박락 28.8%로 훼손율이 가장 높은 것으 로 나타났다. 이 벽면에 균열 및 박리․박락이 발생한 위치 는 벽화의 중간부터 아랫부분까지 집중적으로 분포하고 있

으며, 주요 균열은 벽체를 구성하기 위해 사용된 목부재(중 깃)을 따라 발생해 있다. 따라서 북측 외부 벽면은 강우에 의해 다수의 수분이 벽화에 직접적으로 공급되면서 훼손이 심각하게 발생한 것으로 판단된다.

내부 벽면에 그려진 벽화들의 훼손상태는 북측 외부 벽 면보다 비교적 양호한 상태를 보이고 있다. 내부 벽면에 발 생하고 있는 박리․박락의 위치를 살펴보면 대부분 아랫 부분에 집중적으로 발생하고 있다. 따라서 내부 벽면으로 공급되는 수분의 유입경로는 우천시 내린 빗물로 인해 외 부 벽면에 공급되었던 물이 내부로 공급되었거나 또는 바 닥에서 올라오는 습기들이 벽면 아랫부분에 수분을 공급한 것으로 판단된다.

이와 같은 원인으로 인해 훼손이 발생한 부분에 대해 초 음파 탐사 및 적외선 열화상 조사를 실시한 결과, 육안으로 확인이 가능한 훼손영역 이외에 벽화의 내부에서도 훼손이 진행되고 있는 것으로 나타났다. 따라서 더 이상의 훼손이 진전되지 않도록 하기 위해서는 수분의 유입을 근본적으로 차단할 수 있는 대책을 수립해야 한다. 또한 균열 및 박락 으로 인해 발생한 결실부위를 보강하고 박리로 인해 채색 층이 들떠있는 부위에 대해서는 안착작업이 실시되어야 한다.

5. 결 론

1. 관룡사 약사전 벽화에 채색된 안료는 녹색계통, 적색 계통, 백색계통, 흑색계통, 황색계통, 청색계통으로 분류된 다. 그러나 같은 계통의 색상이라 할지라도 채색대상에 따 라 안료의 종류를 다르게 사용하여 색상을 표현한 것으로 나타났다.

2. 적색계통 안료는 석간주, 진사, 연단을 사용한 것으로 보이며, 백색계통 안료로는 방해석 또는 석고, 연백을 사용 한 것으로 판단된다. 황색계통 안료는 황토, 석황, 석간주 와 방해석 또는 석고를 혼합하여 사용하였을 가능성이 있 다. 청색계통은 코발트, 녹색계통은 공작석, 염화동, 코발 트로 판단된다.

3. 청색계통과 화조화의 바탕으로 채색된 녹색계통의 안 료에서 검출된 Co는 지금까지 채색 안료에서 확인된 바 없 는 특이한 결과이다. 따라서 이 색상의 안료를 정확하게 규 명하기 위해서는 보다 심도있는 연구가 필요하다.

4. 벽화의 훼손도를 평가한 결과, 관룡사 약사전 벽화의 주요 훼손양상은 균열 및 박리․박락으로 나타났다. 훼손 지도에서 나타나는 훼손영역보다 초음파 측정 및 적외선

열화상 조사를 통해 탐색한 훼손영역이 더 넓게 나타났다.

따라서 표면상에 드러나는 훼손영역 이외에 벽화의 내부에 서 균열 및 박리․박락이 진행되어 있는 것으로 확인되었 다.

5. 관룡사 약사전 벽화에 발생한 균열 및 박리․박락은 주로 수분의 영향으로 판단된다. 따라서 이 벽화의 장기적 인 보존을 위해서는 벽화로 유입되는 수분의 침투경로를 정확히 파악하고 효율적인 주변환경 관리를 통해 장기적인 보존대책을 마련해야 할 것이다.

참고문헌

1. 이형권, “아름다운 山寺”. 가림출판사, p96-98, (2004).

2. 문화재관리국, “한국의 고건축 제

13

3. 이숙연, “고대단청의 분석학적 연구(Ⅰ)”. 논문집, 3, p317-320, (1963).

4. Winter, J., “한국 고대안료의 성분분석”. 미술자료, 43, p1-36, (1989).

5. 홍종옥, 정광용, “금산사 벽화 안료성분에 관한 비교 분 석”. 보존과학연구, 13, p73-82, (1992).

6. 김사덕, 이은희, 엄두성, 조남철, “봉정사 극락전 벽화조 사(Ⅰ)”. 보존과학연구, 20, p175-207, (1999).

7. 조남철, 문환석, 홍종옥, 황진주, “경복궁 근정전 단청안 료의 성분분석”. 보존과학연구, 22, p93-114, (2001).

8. 조남철, 홍종옥, 문환석, 황진주, “봉정사 극락전 벽화안 료의 재질분석 연구(Ⅱ)”. 보존과학연구, 21, p119-144, (2001).

9. 한민수, 홍종옥, “고대 안료의 성분분석 연구(쌍계사 탱

화 안료를 중심으로)”. 보존과학연구, 24, p131-152, (2003).

10. 한민수, 홍종옥, “일월오악도 안료에 대한 과학적 분 석”. 보존과학연구, 26, p165-188, (2005).

11. 건국대학교 회화보존연구소, “무위사 극락전 내벽 사면 벽화 보존처리 보고서”. p47-75, (2006).

12. 한림보존테크, “흥국사대웅전수월관음벽화 및 무사전 외벽화 보존처리 보고서”. 여수시청, p58-80, (2008).

13. 홍종옥, “백색안료의 구조 및 조직관계(방해석과 아르 고나이트 중심으로)”. 보존과학연구, 18, p35-47, (1997).

14. 이명성, 이찬희, 김지영, “감은사지 석탑(서탑)의 정량 적 풍화훼손도 평가기법”. 대한자원환경지질학회

2006

15. 이선명, 이찬희, 김지영, 최석원, “서산마애삼존불상의 정밀 훼손도 진단과 미기상환경 분석”. 한국문화재보존 과학회 학술대회 발표논문집, 25, p18-19, (2007).

16. 조영훈, 이찬희, 조성남, 전유근, 신재호, “비파괴기법 을 활용한 마곡사오층석탑의 안전진단과 정량적 훼손도 평가”. 한국문화재보존과학회 학술대회 발표논문집,

27, p7-8, (2008).

17. 이태종, “한국 사찰 토벽화의 안전진단 방안 연구: 초음 파속도법을 이용한 안전진단을 중심으로”. 경주대학교 석사학위논문, p1-73, (2003).

18. 강형규, “열화상 기법을 이용한 구조물 결함에 대한 실 험적 연구”. 진주산업대학교 산업대학원 석사학위논문, p16-46, (2007).

19. 한경순, “사찰벽화의 주변환경에 의한 손상원인과 보존 방안”. 문화재과학기술, 2, p155-167, (2003).