1. 서 론

우리나라는 전통적으로 목조건축물의 목부재와 벽체 표면에 단청을 칠하여 건축 재료를 보호할 뿐만 아니라 재료 본연의 조악함과 결함을 가려왔다. 또한 단청은 주로 궁궐, 관아, 사찰, 서원, 능원 등 권위가 있고 공적인 목조건축물에 적용되어 건물의 종류와 격에 맞게 장엄하는 역할을 하였다. 이중 궁궐 단청은 왕의 권위와 위엄을 표현하였으며 궁궐 내 건물의 종류와 기능에 따라 문양과 색채를 달리하였다. 특히 왕이 주로 머물며 정사를 보는 정전은 궁궐 건축 중에서 격이 제일 높아 왕의 권위와 기품을 보여주는 문양과 색채가 채용되었다(Kim, 2013).

현재 남아 있는 궁궐 건축은 주로 조선 후기의 것들로 순조(1800∼1834) 이후 중건된 건물들이 대부분이며 이마저도 일제 강점기를 겪으면서 변형되고 훼손되었다(Kim, 2014). 근대 이후에는 채색 재료가 현대화되어 단청의 대부분이 화학제품으로 대체되었다. 궁궐의 전통 단청에 대한 실체는 조선시대 영건의궤, 실록에 기록된 채색 재료의 종류와 물량을 통해 확인할 수 있으나 안료, 교착제 등 재료의 명칭이 시대와 원산지, 품위, 분야에 따라 달라지는 등 일정하지 않고 정확히 어떤 물질인지 명확하지 않아 사료에 의존하기 어려운 실정이다. 따라서 궁궐 단청의 원형을 복원하기 위해서는 문헌자료와 함께 현장에 남아 있는 전통 단청에 대한 과학적 분석 자료로 고증이 이루어져야 한다.

궁궐 단청 복원을 위한 연구는 문헌자료와 실존 유적 확인을 바탕으로 사용된 단청안료의 종류, 단청 문양, 단청 기법, 단청 색채에 대한 미술사적 및 디자인 관점에서 이루어진 것이 주를 이룬다(Chun, 2004; Kim, 2012; Kim, 2016; Park, 2016). 단청에 사용된 채색 재료에 관한 분석 연구는 건물의 상단에 있는 지붕 부에 위치하여 현장 조사가 어려울 뿐 아니라 분석시료를 확보하기 어려워 진행이 미진한 편이다. 또한 단청은 기본적으로 색을 내는 안료와 안료를 바탕면에 접착시키는 교착제(binder)로 구성되나 채색 재료에 대한 연구는 안료 분석에 집중되었다(Cho et al., 2001; Song, 2018; Hwang et al., 2020).

이 연구에서는 창덕궁 인정전 내부 평방(平枋)과 창방(昌枋) 부재의 단청안료에 대한 성분분석과 채색층 단면 분석을 통해 사용된 채색 안료와 채색 기법을 규명하였다. 또한 현장에서 수습한 채색 시료 중 일부에 대해서는 유기물 성분분석을 실시하여 단청에 사용된 교착제를 확인하였다. 나아가 창덕궁 인정전에 사용된 채색 재료의 실체와 문헌기록 자료를 비교 고찰하여 전통 단청 복원을 위한 기초자료를 확보하고자 하였다.

2. 연구 대상 및 방법

2.1. 연구 대상

경복궁의 동쪽에 위치한 창덕궁은 태종 5년(1405)에 창건되었으며 조선 전기에는 경복궁의 이궁으로 사용되었다. 임진왜란(1592) 때 전소된 이후 광해군 원년(1608)에 복구되었으나 순조 3년(1803)에 화재로 전소되어 이듬해(1804)에 중건되었고 이후 철종 8년(1857)에 해체 보수한 것이 지금에 이어진 것으로 알려진다. 조선 후기에는 경복궁의 중건이 지연되어 실질적인 정궁의 역할을 수행하였다.

인정전은 창덕궁의 정전으로 왕이 정사(政事)를 보는 곳이다. 전각은 18본의 평주로 된 외진주와 4본의 고주로 된 내진주가 세워져 있고 정면 5칸, 측면 4칸이나 정면 3칸과 측면 2칸이 중앙칸이며 그 둘레는 툇간이다. 팔작 지붕의 다포구조 건물이며 외부에서는 중층으로 세워져 있는데 내부는 통층이다(Figure 1A). 건물 내부에는 어칸 안쪽에 내진고주에 걸쳐 닫집(당가, 唐家)을 설치하여 어좌를 장엄하였다(Figure 1B). 창덕궁은 1907년 고종이 퇴위한 후 즉위한 순종 황제가 이어하면서 공간 구조 및 전각 내부의 의장이 변화되는 등 본격적으로 개조되거나 변용되었다. 건물 내부의 유리창과 전구, 커튼, 쪽널마루 등 서양식 가구와 실내장식은 인정전 영역이 정비된 당시 적용된 것이다(Cho, 2022)

인정전은 창덕궁 건물 중에서도 격이 높은 건물로 왕의 권위와 위엄을 나타내는 단청 문양이 장엄되었다. 일반적으로 궁궐의 정전에는 간단해 보이지만 기품이 있는 모로단청이 주로 시행되었다(Kim, 2013). 인정전 단청 공사에 대한 기록은 순조 5년(1805) ｢인정전영건도감의궤｣, 철종 8년(1857) ｢인정전중수의궤｣에서 확인된다. 외부 단청은 1993년 궁궐 보수 시 화학안료로 단청 공사를 하였으나 내부 단청의 경우 단청 개보수에 대한 기록자료가 확인되지 않는 것으로 전통 단청이 남아 있는 것으로 파악되었다.

이 연구에서는 창덕궁 인정전 전통 단청에 대한 과학적 조사를 위해 대표적인 수평부재인 평방 및 창방을 조사 부재로 정하였다. 평방 및 창방 부재는 모로단청이 적용된 것으로 뒷목부에 뇌록 공터를 두고 색 직휘, 머리초, 인휘 쇠첩, 쇠첩실, 먹당기 순으로 구성되어 있다. 계풍부에는 별도의 별화 없이 뇌록 바탕에 먹당기와 분선만 간략하게 시문되어 있다. 평방에는 주화머리초, 창방에는 연화머리초가 그려져 있다. 분석지점은 단청 전문가의 자문을 통해 단청 문양에 사용된 대표적인 색상으로 정하였다. 분석지점을 선정할 시 채색층 겹침이 없고 채색층의 보존상태가 양호한 부분을 정하려고 하였으며, 붓과 블로어 등을 통해 표면 건식세척 작업을 하여 오염물에 의한 분석오류를 최소화하였다.

평방 및 창방 부재의 단청색상을 색 계열별로 살펴보면, 적색은 석간주, 장단, 주홍, 육색, 다자 등 5종, 황색은 황 1점, 녹색은 뇌록, 양록, 하엽 등 3종, 청색은 삼청, 양청 등 2종, 백색은 분 1종, 흑색은 먹 1종이다. 단청 색명은 단청 분야에서도 통일되지 않는 부분이 있어 연구자 입장에서 조심스러운 부분이 있다. 이에 현장 조사 시 단청 색명은 단청 전문가의 자문을 받아 문양에 주로 사용하는 색명으로 표기하였다. 조사 및 분석을 통한 단청안료 명칭은 National Research Institute of Cultural Heritage (2021)에서 제시한 ‘전통안료의 종류 및 성분표’에 준하여 기재하였다.

분석지점은 총 14지점으로 모든 지점에 대해서는 현장에서 표면 현미경 조사, 비파괴 성분분석을 진행하였고 각 지점에서 박락된 채색 시료를 미량 수습하여 무기안료의 광물조성 분석을 하였다(Figure 2, Table 1). 평방 단청에서 수습해온 채색 시료 10점 중 8점에 대해서는 채색 안료 사용과 기법을 파악하기 위해 단면분석을 실시하고 이 중 4점에 대해서는 단청에 사용된 교착제를 확인하기 위해 유기물 성분분석을 실시하였다.

2.2. 연구 방법

2.2.1. 안료 분석

창덕궁 인정전 평방 및 창방 단청에 사용된 안료의 종류와 보존현황을 파악하기 위해 현장에서 모든 분석지점을 대상으로 표면 현미경 조사, 비파괴 성분분석을 실시하였다. 여기에 사용된 현미경은 Scalar사의 DG-3(JP)을 이용하였고 채색층 표면을 100배율로 관찰하였다. 성분분석은 현장에서 사용하기 편리한 휴대용 X-선 형광분석 장비인 Olympus 사의 Innov-X DELTA(US)를 이용하였다. 분석조건은 전압 15∼40 kV, 전류 10∼50 μA 이고 geo, soil mode를 병행하여 분석하였다. 분석면적은 직경 약 10 mm, 분석시간은 60초이다.

현장 조사 중 분석지점의 채색층이 들떠있는 부분에서 채색 시료를 미량 수습하고 X-선 회절분석(XRD)을 실시하여 현장에서 확보한 성분분석 결과와 비교하였다. X-선 회절분석은 보통 분말시료를 사용한 분말회절법을 사용하나 본 연구에서는 현장에서 수습해온 시료가 미량으로Moon and Lee(2019)에 의해 활용 가능성이 입증된 비파괴 표면 X-선 회절분석법을 적용하여 분석하였다. X-선 회절분석 장비는 PANalytical사의 Empyrean을 사용하였으며, 분석 전압과 전류는 40 kV, 15 mA로 5∼60〬 범위에서 연속 스캔하였다. 분석결과 해석에는 High Score Plus 프로그램을 이용하였다.

단청 채색 안료에 대한 성분분석 결과는 상부 채색층 외에도 가칠층이나 채색 겹침, 중첩 및 혼합 채색 여부 등 채색 현황을 면밀히 파악하는 데 한계가 있어 일부 시료에 대해서 채색층 단면분석을 병행하였다. 단면분석은 인정전 평방에서 수습한 시료 8점을 대상으로 실시하였다. 해당 시료에 대해서는 채색 시료의 상부 채색층 위치를 확인한 후 단면분석용 박편을 제작하고 편광현미경(DM 2700P, Leica, DE)을 이용하여 관찰하였다. 또한 안료 채색층 단면의 미세조직과 원소 분포를 확인하기 위해 에너지 분산형 성분분석기(X-MAKN, Oxford)가 장착된 주사전자현미경(SEM-EDS) 분석을 실시하였다. 분석 장비는 Jeol사의 JSM-IT300(JP)이다. 전처리로 시료를 백금(Pt) 코팅하였고 분석조건은 20 kV, Probe Current 60, Working Distance는 10 mm로 맞추어 실시하였다.

2.2.2. 교착제 분석

창덕궁 인정전 평방에서 수습한 채색 시료 중 4점을 선정하여 교착제 분석을 실시하였다. 파괴 분석 전에 광학현미경(AXIO IMAGER.A2m, Zeiss, DE)을 이용하여 채색층을 관찰한 뒤 마노유발을 이용하여 분말화하였다. 열분해 화합물 분석은 분말시료에 유도체화 시약을 가하지 않고 직접 열분해한 것(pyrolysis-GC/MS)과 유도체화 시약(Tetramethylammonnium hydroxide 25 wt.% in methyl alcohol)을 가한 것(THM-Pyrolysis-GC/MS)으로 나누어 실시하였다. 각 분석에 사용된 시료의 중량은 Table 2와 같다. 열분해장비(Pyrolyzer)는 Frontier Lab의 PY-3030D(JP)이며 기체 크로마토그래프 질량분석기(GC/MS)는 Agilent Technologies(US)의 7890A와 5975C를 사용하였다. 시료를 넣은 시료컵을 열분해장치 속에 투입하여 600℃에서 2분간 열분해한 후 GC/MS를 이용하여 분석하였다. 컬럼은 DB-1HT(30 m × 0.32 mm × 0.1 μm, J&W Scientific, US)을 사용하였고, 40℃에서 2분 유지 후 140℃까지 10℃/분의 속도로 승온시키고 280℃까지 6℃/분의 속도로 승온시켰으며, 마지막으로 300℃까지 10℃/분의 속도로 승온한 후 2분간 유지하여 총 37.3분 동안 분석하였다. 이동상 기체는 헬륨(1.2 ml/분)을 사용하였고, 주입구의 분할 비율은 1:10이다. 질량분석기 조건은 MS transfer line 온도 280℃, MS ion source 온도 230℃, MS quadrupole 온도 150℃이며 질량 범위는 m/z 29-600으로 설정하였다. 분석결과는 NIST library를 이용하여 해석하였다.

3. 연구 결과

3.1. 안료 분석

3.1.1. 안료 성분분석

단청용 채색 안료는 광물성 안료가 대다수를 차지한다. 창덕궁 인정전 평방 및 창방 단청에 사용된 채색 안료를 파악하기 위해 현장에서 비파괴 성분분석을 실시하여 안료를 조성하는 원소의 종류와 상대적 함량을 파악하고 원료 광물을 명확하게 파악하기 위해 X-선 회절분석을 실시하였다(Table 3). 평방 및 창방의 단청색상은 적색 5종, 황색 1종, 녹색 3종, 청색 2종, 백색 및 흑색 각 1종으로 총 13종이며 각 색 계열별 성분분석 결과를 통해 사용된 안료를 살펴보았다.

적색 단청색상은 석간주, 장단, 주홍, 육색, 다자이며 분석 결과, 적색에서 확인되는 주요 발색원료는 적철석(hematite), 산화납(minium)으로 석간주와 연단이 주로 사용된 것을 알 수 있다. 석간주는 주토가 아닌 철 함량이 높은 산화철을 기반한 것으로 확인된다. 석간주와 장단색은 성분 및 광물 동정 결과, 석간주와 연단 안료가 함께 확인되어 두 종류의 안료를 혼합한 것으로 보이고 단청 색상에 따라 혼합 비율을 달리한 것으로 판단된다. 주홍색에서는 일반적으로 사용되는 주사가 아닌 석간주 안료의 단독 사용이 확인되나 석간주와는 다른 붉은 빛을 나타내어 검토가 필요하였다. 육색과 다자색은 주요 발색 원료로 적절석이 확인되어 석간주의 사용이 확인되나 색감을 위해 육색은 백토, 다자는 먹을 혼합 사용한 것으로 판단된다.

황색 단청색상은 황 1종이고 분석 결과, Si, Mg, Al, K가 주성분으로 확인되며, 구성광물은 석영, 백운모 등 규산염 광물이 주로 동정되었다. 현장에서 확보한 표면 현미경 이미지를 관찰한 결과, 백색 안료인 백토로 밑칠을 하고 황색층이 얇은 피막을 이루며 상부에 칠해진 것을 알 수 있다. 채색 양상으로 볼 때 황색의 발색원료가 무기 재료가 아닌 유기 재료로 판단되며, 대표적인 황색 유기 안료인 등황을 상부에 칠한 것으로 추정되나 정확한 근거를 위해서는 추가적인 분석이 필요하다.

녹색 단청색상은 뇌록, 양록, 하엽이며 분석 결과, 녹색에서 확인되는 발색원료는 석고(gypsum), 아타카마이트(atacamite)로 석고와 하엽(녹염동광 또는 염화동)이 주요 안료로 사용된 것을 알 수 있다. 뇌록색은 회색빛이 도드라지고 실제 뇌록의 주요성분인 셀라도나이트(celadonite)가 아닌 석고가 확인되는 것으로 채색층 단면 분석을 통한 추가적인 검토가 필요하였다. 양록과 하엽색은 하엽 안료가 주요 발색안료로 사용된 것으로 확인되나 양록 색상의 경우 Si, Mg, Fe 등이 확인되어 색감을 위해 백토를 혼합한 것으로 추정된다.

청색 단청색상은 삼청, 양청이며 분석 결과, 청색에서 확인되는 발색원료는 남동석(azurite), 코발트 계열의 비정질 청색원료로 석청과 회청이 주요 안료로 사용된 것을 알 수 있다. 이를 통해 삼청색은 석청, 양청색은 회청 안료의 사용이 확인되었다.

백색 단청색상은 분 1종이며 본 연구에서는 분선과 민주점에 적용된 백색 안료를 분석하였다. 이 결과, 분선에서는 Si, Ca, Al, Fe가 주성분으로 확인되고 구성광물로 백운모, 석고가 동정되어 백토가 안료로 사용된 것을 알 수 있다. 민주점 부분에 적용된 백색 안료는 Ca가 높게 검출되고 주요 구성광물로 방해석이 동정되어 탄산칼슘 성분의 호분 안료로 확인되었다. 흑색은 먹 1종이며 분석 결과, Si, Fe, Al, Ca, K가 주성분으로 확인되고 구성광물은 석영, 석고, 장석, 셀라도나이트가 확인되었다. 표면 채색층과 비교해 볼 때 이 같은 성분과 광물은 흑색 하부 채색층의 성분을 반영하는 것을 알 수 있다. 특징적인 흑색 발색원료가 확인되지 않으나 채색층의 표면을 현미경으로 관찰한 결과, 흑색의 미립질 입자가 확인되어 먹이 사용된 것으로 판단된다.

3.1.2. 채색층 단면분석

창덕궁 인정전 평방 및 창방 단청에 대한 비파괴 성분 분석은 표면 오염물의 영향, 하부채색 안료 성분의 중첩으로 해석하는 데 어려움이 있다. 또한 현장에서 수습한 대부분의 시료가 미량인 상태에서 비파괴 표면 X-선 회절 분석법으로 실시한 광물분석은 채색층의 중첩이나 혼합에 대한 정성적인 결과를 얻을 뿐 명확한 안료의 종류와 기법을 파악하는 데 있어 한계를 보였다. 따라서 채색층에 따른 안료의 종류와 채색 기법에 대해 보다 직관적인 단서를 확보하기 위해 채색층 단면을 박편으로 제작하여 현미경 분석을 실시하고 앞서 도출한 표면 성분 및 광물 분석 결과와 교차 검토하고자 하였다.

단면분석을 통해 면밀하게 살펴본 채색 시료는 적색의 경우 석간주(6-8), 장단(6-2), 주홍(6-3), 녹색은 뇌록(6-1), 양록(6-5), 하엽(6-4), 청색은 삼청(6-6), 양청(6-7)으로 평방 부재를 중심으로 수습해 온 채색 시료 8점을 대상으로 하였다.

3.1.2.1. 적색계열

적색에 대한 단면분석 결과, 석간주색 채색 시료는 2개의 층위를 보였다. 상부층은 미립질의 입자가 치밀한 모습으로 적색을, 하부층은 자형 및 반자형의 광물입자가 밀집된 모습으로 녹색을 나타냈다. 층위별 구성원소를 매핑한 결과, 녹색을 띄는 하부층은 Si, K, Mg, Al, Fe로 셀라도나이트를 구성하는 원소로 확인되었다. 적색을 띄는 상부층은 Fe가 우세하지만 Pb성분도 미세하게 확인되었다. 이는 p-XRF를 통한 표면분석 및 XRD 광물분석 결과와 일치하는 것으로, 뇌록 가칠 위에 연단을 미량 혼합하여 석간주 안료가 칠해진 것을 알 수 있다(Figure 3).

장단색 채색 시료 또한 2개 층위로, 상부층은 비정형의 입자들이 응집된 상태로 적색을 보이고 하부층은 자형 및 반자형의 광물입자가 밀집되어 녹색 층위를 나타냈다. 층위별 구성원소를 매핑한 결과, 하부층은 석간주색과 마찬가지로 뇌록 가칠되었고 그 위에 Pb가 우세하여 산화납이 원료인 연단 안료가 칠해진 것을 알 수 있다. 특히 상부 적색층은 연단 안료 입자 사이 공극을 Mg, K, Fe 원소가 미량이지만 채우고 있는 것으로, 연단에 석간주를 미량 혼합한 것을 알 수 있다(Figure 4).

주홍색 채색 시료도 2개 층위를 보이는 것으로, 상부층은 미립질의 입자가 적색을 띠며 치밀한 층위를 보이고 하부층은 자형 및 반자형의 광물로 이루어져 녹색을 나타냈다. 층위별 구성원소를 매핑한 결과, 하부층은 뇌록으로 가칠되었고 상부층은 Fe가 우세하여 석간주 안료가 칠해진 것을 알 수 있다. 그러나 석간주와 주홍색이 다른 색감을 보이는 것으로 색감 차이를 위해 유기 안료를 혼합한 것으로 추정된다. 이와 관련해서는 유기물 분석을 통한 검토가 필요한 것으로 생각된다(Figure 5).

3.1.2.2. 녹색계열

녹색에 대한 단면분석 결과, 뇌록색 채색 시료는 2개 층위를 보였다. 상부층은 침상 결정을 보이는 입자로 구성되며 회색을 띠고, 하부층은 자형 또는 반자형의 광물 입자가 녹색을 나타냈다. 층위별 구성원소를 매핑한 결과, 녹색을 띄는 하부층은 K, Si, Fe, Mg, Fe 로 구성되어 셀라도나이트 광물을 지시하였고 회색을 띄는 상부층은 Ca, S로 구성되어 석고로 확인되었다. 이를 통해 뇌록색 부분은 본래 셀라도나이트를 원료로 한 뇌록 안료로 가칠되어 있으나 이후 석고로 개칠한 것으로 판단된다(Figure 6).

양록색 채색 시료는 단일 층으로 자형 및 반자형의 광물입자가 치밀한 층위를 이루며 녹색과 흰색이 혼재된 상태를 보인다. 채색층 단면의 구성원소를 매핑한 결과, Si, Al, Ca, K, Fe, Mg로 구성되며 매핑된 원소의 이미지를 살펴볼 때 백토 안료가 사용된 것을 알 수 있다. 또한, 단면 이미지에서는 명확하게 확인되지 않으나 SEM-EDS의 면분석을 통해 구성 원소에서 Cu, Cl가 미세하지만 확인되었다. 이는 표면 성분분석 및 광물분석과 연계해 볼 때 백토에 하엽 안료를 미량 혼합하여 사용한 것으로 판단된다(Figure 7).

하엽색 채색 시료는 2개 층위를 보이는 것으로, 상부층은 약 50 μm 내외의 비정형을 나타내는 입자들이 응집된 형태로 성글게 녹색의 층위를 이루고 하부층은 치밀한 입자 조직을 보이는 녹색층을 나타냈다. 층위별 구성원소를 매핑한 결과, 상부층의 안료 입자는 Cu, Cl로 구성되고 광물 고유의 결정형태를 보이지 않았다. 이는 전통 하엽색을 구현하는 인공 동록안료의 전형적인 특징으로Kang et al.(2023)에 의해 규명된 바 있다. 하부층은 Fe, K, Si, Al로 구성되어 셀라도나이트가 주 구정광물인 뇌록 안료가 사용되었다. 따라서 하엽색은 뇌록 안료로 가칠하고 인공적으로 제조된 염기성 염화동을 원료로 한 하엽 안료가 칠해진 것을 알 수 있다(Figure 8).

3.1.2.3. 청색계열

청색에 대한 단면분석 결과, 삼청색 채색 시료는 3개 층위를 보였다. 상부층은 자형 또는 반자형의 청색 입자들이 장경 최대 100 μm부터 다양한 크기를 보였다. 중간층은 상부층에 비해 미세한 입자들이 밀집되어 백색을 나타내고 하부층은 다양한 광물입자로 구성된 녹색 층위가 확인되었다. 층위별 구성원소를 매핑한 결과, 청색을 보이는 상부층은 Cu가 우세하고, 중간층은 K, Si, Al로 이루어졌으며 하부층은 K, Al, Mg, Fe로 구성된 것을 알 수 있다. 앞서 살펴본 표면성분 및 광물분석과 연계하여 살펴본 결과, 뇌록 가칠 위에 규산염 계열의 광물로 이루어 진백토로 밑칠을 하고 Cu가 주성분인 남동석으로 만들어진 석청 안료를 상부에 칠한 것을 알 수 있다(Figure 9).

양청색 채색 시료는 2개 층위로 상부층은 치밀한 조직을 이루며 흑색을 나타내고 하부층은 청색을 띠는 투명한 입자들이 장경 100 μm내외의 입자로 성글게 층위를 구성하고 있다. 층위별 구성원소를 매핑한 결과, 흑색층은 Ca, S, Al, Na, Si, K로 이루어져 일반적인 흙먼지가 표면에 침적되어 나타나는 오염물층으로 판단되었다. 하부층인 청색입자는 Si, K, As, Co, Al, Fe 원소로 이루어져 코발트 계열의 비정질 청색원료인 회청 안료로 채색한 것을 알 수 있었다(Figure 10).

3.2. 교착제 분석

창덕궁 인정전 단청에 사용된 교착제를 분석하기 위해 평방에서 수습해온 채색 시료 4점을 선정하고 현미경으로 관찰하였다(Figure 11). 단백질계 교착제 분석을 위해 유도체화 시약을 사용하지 않은 직접 열분해 분석(Pyrolysis-GC/MS)을 실시하였다. 뇌록(6-1)과 장단색(6-2) 시료에서 pyridine, pyrrole, 3-methyl-1H-pyrrole, diketodipyrrole, hexahydro-pyrrolo[1,2-a] pyrazine-1,4-dione 등 다양한 피롤계(pyrrole) 화합물들이 분석되었다(Figure 12A, 12B). 하엽(6-4)과 분색(6-10) 시료에서는 머무름 시간(retention time) 26분대와 29분대에서 화합물 2개가 매우 큰 존재비로 나타났으나 질량 스펙트럼을 이용하여 정확한 화합물이 동정되지 않았다(Figure 12C, 12D). 그 외 유기물 교착제와 관련지을 수 있는 유의적인 화합물은 검출되지 않았다.

Pyrolysis-GC/MS를 이용한 직접 열분해 분석법을 통해 시편 뇌록(6-1)과 장단색(6-2) 시료에서 단백질의 특징적인 바이오 마커인 피롤계 화합물을 확인하였다. 피롤계 화합물은 아미노산 중 히드록시프롤린(hydroxyproline)과 프롤린(proline)의 주요 열분해 화합물로 단백질인 아교는 이들 아미노산의 함량이 높은 것이 특징이다(Colombini and Modugno, 2009). 따라서 뇌록(6-1)과 장단색(6-2)시료에 아교와 같은 단백질계 교착제가 사용된 것으로 판단된다.

유도체화 시약을 이용한 열분해 분석(Thermallyassisted hydrolysis and methylation, THM-Pyrolysis-GC/MS)을 진행하였다. 분석 결과, 팔미트 산(hexadecanoic acid methyl ester; palmitic acid, 38번 피크)과 스테아르 산(octadecanoic acid mathyl ester; stearic acid, 42번 피크)이 채색 시료에서 모두 검출되었고 특히 팔미트 산이 스테아르 산보다 높은 존재비로 나타났다(Figure 13, Table 4).

또한 뇌록(6-1), 장단(6-2), 분색(6-10)시료에서 숙신 산(butanedioic acid dimethyl ester, succinic acid, 5번 피크)이 분석되고 장단(6-2), 분색(6-10) 시료에서 아젤라 산(nonanedioic acid dimethyl ester, azelaic acid, 27번 피크) 등이 분석되었다. 이처럼 건성유의 특징적인 화합물로 알려진 다양한 다이카르복실산(dicarboxylic acids)이 분석되어 장단(6-2)과 분색(6-10) 시료에는 식물성 재료에서 기인한 기름 성분이 있는 것으로 추측되었다. 그러나 건성유, 특히 불포화 지방산의 바이오 마커로 알려진 아젤라 산이 장단(6-2)과 분색(6-10) 시료에서만 검출되고 존재비도 높지 않게 나타났기 때문에 확실하게 분석된 것이라고 말할 수 없다(Figure 13).

이를 종합하면 뇌록(6-1)과 장단색(6-2) 시료에서는 단백질계 교착제 관련 화합물이 확인되었고 장단(6-2)과 분(6-10) 색상 시료에서는 기름 관련 화합물이 확인되었다.

4. 고찰 및 결론

창덕궁 인정전 단청에 사용된 채색 재료와 기법을 파악하기 위해 안료와 교착제를 분석하였고 다음과 같은 결과를 얻었다.

단청안료를 파악한 결과, 적색에는 석간주와 연단이 주요 발색안료로 사용된 것을 알 수 있다. 석간주는 석간주를 주로 사용하였지만 연단이 미량 확인되었고 장단은 연단을 주로 사용하였지만 석간주가 미량 확인되었다. 주홍색에서는 주사가 아닌 석간주 사용이 확인되었으나 석간주 색상과는 색감이 다른 것으로 유기안료를 첨가하여 색상에 차이를 둔 것으로 판단된다. 육색과 다자는 석간주에 백토와 먹을 혼합하여 채색하였다.

황색은 무기재료에 집중된 분석으로 발색안료에 대한 과학적 정보를 확보하지 못하였지만 성분분석과 채색양상을 통해 백토로 밑칠하고 등황액을 채색한 것으로 추정된다. 녹색에는 뇌록과 하엽이 주로 사용된 것으로 하엽색은 인공 동록인 염기성 염화동을 원료로 한 하엽 안료가 사용되었다. 양록색은 백토에 하엽 안료를 미량 혼합하여 채색한 것으로 판단된다. 청색에는 석청과 회청이 주로 사용된 것으로 삼청과 양청색은 백토로 밑칠을 하고 석청과 회청으로 채색하였다. 백색인 분은 분선의 경우 백토가 사용되었지만 민주점에서는 탄산칼슘 성분의 호분이 확인되었다. 먹색은 탄소계열의 흑색원료로 제조된 먹이 사용되었다.

채색층 표면 현미경 조사와 단면분석을 통해 창덕궁 인정전 내부 평방 및 창방부재의 단청 채색은 뇌록 안료로 가칠하고 문양을 칠한 것을 알 수 있다. 특히 단청색중황, 삼청, 양청색은 백토와 같은 백색 안료를 밑칠한 후 등황, 석청, 회청을 중첩 채색하였는데 이는 황색과 청색 안료의 발색도를 높일 뿐 아니라 고가의 청색 안료를 아끼기 위해 적용된 단청기법이라 판단된다. 적색 안료의 경우 석간주와 연단을 주 안료로 사용하였지만 색감의 차이를 주기 위해 두 안료를 혼합하거나 연지와 같은 유기 안료를 혼합 사용한 것으로 판단되며 녹색 안료의 경우 초빛은 염기성 염화동을 원료로 한 하엽 안료에 백토를 혼합 채색하고 이빛은 염기성 염화동을 단일 채색하였다. 특히 뒷목부의 뇌록 가칠 부분은 석고로 개칠되었으며 시기를 규정하긴 어렵지만 근대 이후일 것으로 판단된다.

단청 채색에 사용된 교착제를 파악하기 위해 채색 시료에 포함된 유기물을 분석한 결과, 뇌록과 연단색 채색 시료에서 단백질의 특징적인 바이오 마커인 피롤계 화합물이 확인되어 아교가 교착제로 사용된 것으로 확인하였다. 또한 연단과 분색 채색 시료에서 아젤라 산을 비롯한 다이카르복실산이 분석됨에 따라 기름(건성유)의 사용도 확인되었다.

창덕궁 인정전 평방 및 창방부재에 남아 있는 전통단청 채색 재료를 ｢인정전영건도감의궤｣, ｢인정전중수의궤｣를 토대로 창덕궁 인정전 단청공사에 소용된 채색 재료의 명칭과 물량자료와 비교하였다(Chun, 2004; Kwok, 2023). 의궤를 통해 볼 때 적색 안료의 경우 황주주토, 당주홍, 번주홍, 왜주홍, 당황단, 상황단, 편연지, 석간주의 기록이 있고 분석 결과, 석간주와 연단이 확인되었다. 황색 안료는 동황, 석자황, 석웅황의 기록이 있으며 이번 조사에서는 등황의 사용이 추정되었다. 석자황과 석웅황은 황과 비소로 이루어진 무기안료이나 동황은 정확한 물질이 파악된 바 없다. 기록자료에 있는 동황이 유기안료인 등황인지는 검토가 필요하다. 녹색 안료는 뇌록, 삼록, 하엽, 석록에 대한 기록이 있고 분석 결과, 뇌록과 인공으로 제조한 염기성 염화동 물질인 하엽이 확인되어 기록자료와 일치하였다.

청색 안료는 청화, 삼청, 이청에 대한 기록이 있고 분석 결과 석청과 회청이 확인되었다. 보통 삼청과 이청은 석청을 의미하는 것으로 알려진다. 청화는 코발트 계열의 청화 안료로 유추되며 코발트 계열의 청화 안료는 조선시대 기록자료에서 주로 회청 또는 회회청으로 제시된 바 있어 회청의 사용이 기록과 일치하는 것으로 판단된다(Jang, 2012; Lee, 2020). 백색 안료는 정분, 진분의 기록이 있고 분석 결과, 백토와 호분이 확인되었다. 정분은 패각으로 제조된 합분 또는 백악, 백토로 제조한 것으로 보며 진분은 연백으로 사료된다(Kwok, 2023). 정분에 대한 안료 명칭이 지칭하는 안료 범위가 포괄적인 편이며 실제 분석 결과가 기록자료에 포함될 수 있는 것을 알 수 있다. 흑색 안료는 송연, 진묵, 당묵의 기록이 있고 실제 조사 결과 먹이 사용된 것으로 판단되었다. 이를 통해 문헌에 제시된 안료 명칭에 대한 물질이 명확하지 않은 부분이 일부 있지만, 분석을 토대로 파악한 안료인 석간주, 연단, 뇌록, 하엽, 석청, 회청, 백토, 호분, 먹은 기록자료에 포함되었으며 석고의 사용은 개체에 따른 결과로 판단된다. 교착제는 기록자료와 실제 분석 결과가 일치하였다.

이번 연구에서 등황이나 연지와 같은 유기안료 사용에 대한 과학적 데이터를 확보하지 못한 점은 아쉬운 부분이며 전통 단청을 복원하는 데 있어 해결해야 할 숙제라고 생각된다. 더불어 창덕궁 인정전 내부의 평방 및 창방이라는 특정 부재에 한정해 연구를 진행하여 인정전 단청 전반에 대한 결과를 이끌어내기에는 부족함이 있다. 그러나 특정 부재에 대한 사례 연구지만 경복궁 인정전에 사용된 전통 무기안료뿐 아니라 교착제 사용에 대한 과학적 자료를 확보함으로써 기록과 비교할 만한 실증적 데이터를 마련하였다고 할 수 있다. 또한 채색 재료에서 나아가 단청 채색 기법에 대한 과학적 자료를 구축함으로써 기존에 안료 규명에만 집중된 선행 연구에 비해 발전된 성과라 사료된다. 이 같은 자료는 경복궁 인정전뿐 아니라 우리나라 궁궐의 전통 단청 복원에 중요한 단서로 활용될 것이라 기대된다.