되살리는 기록유산

우리나라의 능화지(菱花紙)–방습성(防濕性)-

홍순천 사진
홍순천
자료보존관리팀 보존처리담당

능화지는 종이가 아닌 요철무늬의 능화판에 밀랍을 바르고 그 위에 한지로 된 배접지를 올린 후 밀돌로 밀어 문양을 시문하여 제작된다. 일반 한지에 비해 밀랍을 사용한 종이가 방충효과 및 강도가 우수하다는 사실은 선행연구를 통해 밝혀진 바 있다. 또한 그러한 이유에서 족자, 병풍, 전적 등에서 비단 대신에 사용되기도 한다. 능화지는 일반 배접지보다 우수한 보존성을 가지는 종이라는 것은 이전 능화지 제작방법, 생물학적 특성에서 기술하였다. 이전 글의 연속선상으로 이번 글에서는 능화지의 방습성에 대하여 말하고자 한다.

우선 동일한 조건에서 능화지에 많이 사용된 것으로 알려진 황벽, 치자 염료로 염색한 한지를 사용하여 능화판에 시문하는 공정을 통해 능화지 시료를 제작하였으며, 대조군은 염색한 한지를 사용하였으며, 방습성을 측정하기 위해 접촉각 측정을 실시하였다.

접촉각 측정

접촉각은 고체, 액체, 기체 경계면에서 고체 표면과 액체표면이 이루는 각을 의미한다. 이러한 접촉각의 측정은 액체, 고체 계면에서의 여러 가지 물리적 현상을 이해할 수 있는 매우 중요한 실험적 방법이다. 고체의 표면 위에 액체 방울을 떨어뜨리면, 그 액체는 고체, 액체, 기체상 간의 계면 에너지 합이 최소가 되는 모양으로 존재한다. 이때 고체의 표면과 액체방울의 접촉지점에서 액체로의 접선과 고체 표면이 이루는 각도를 접촉각(contact angle) 이라고 한다. 접촉각은 고체 표면의 표면에너지가 높고 낮음에 따라 0°부터 180°까지 다양한 값을 가지는데, θ=0°일 때 완전 젖음(complete-wetting), 0° < θ < 90°일 때 젖음(wetting), θ>90°일 때는 비 젖음(non-wetting) 이라고 정의한다. 각 종이 시료의 평평한 면 위에 물을 떨어트린 후 물방울이 시편과 만나는 지점에서 접선을 그었을 때 형성되는 각을 측정하였다. 측정 장비는 접촉각측정기(SEO사 PHX300)를 이용하였다.

Meter of contact angle (SEO PHX3000)

그림1) Meter of contact angle (SEO PHX3000)

Contact angle measurement

그림2) Contact angle measurement

접촉각 측정

접촉각은 수분에 대한 저항성과 표면의 고른 피막형상을 나타내는 수치이므로 접촉각이 100°에 근접할수록 높은 저항성과 고른 피막형성을 나타내며, 0°에 가까울수록 수분에 대한 저항성이 떨어지고 고르지 못한 피막 형성을 나타낸다.

접촉각 측정은 SEO사의 PHX300로 측정하였으며, 하나의 시편당 총 5지점의 접촉각을 측정하여 최대값과 최소값을 뺀 나머지 3지점 평균값을 수치화하였다. 접촉각 결과는 Table 2. 수록하였으며, CN > HN > CB > HB > NON-N > NON-B 순의 결과 값을 보여준다. 접촉각 측정결과 CN, CB, HN, HB는 85~92°의 평균접촉각을 보였으나, NON-N, NON-B는 59~63°의 낮은 접촉각을 보여 주고 있다. 또한 세부적으로 보면 CN은 CB보다 1~7°의 높은 접촉각을 보여 주며, HN은 HB보다 1~6°의 높은 접촉각을 보여 주고 있다. 결과적으로, 능화지가 배접된 한지보다 높은 접촉각을 나타낸다.

본 실험을 통하여, 능화지를 만드는 과정 중 밀돌을 문질러서 시문하는 과정이 종이를 도침하는 역할을 하게 되므로 종이의 공극률을 높이게 되고, 또한 시문과정에서 마찰열에 의해 올라온 밀랍이 어느 정도의 방수 역할을 하는 것으로 생각할 수 있다. 하지만 NON-N, NON-B의 경우 CN, CB, HN, HB 비해 상대적으로 낮은 접촉각을 보이는 것은, 종이를 염색하는 과정에서 사용되는 매염제가 종이를 코팅하는 역할도 하는데, 이러한 염색과정이 생략되었기 때문에 상대적으로 낮은 접촉각을 보이게 된 것으로 추정된다. 결과적으로, 능화지가 배접된 한지보다 높은 접촉각이 확인되며, 이를 통해 능화지의 방습성이 높다는 것을 확인 할 수 있다. 하지만 실험에서 도출된 결과에 대하여 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.


표1)Average liquid form is formed on the surface of each sample

Average liquid form is formed on the surface of each sample

표2)Contact angle measurements for each sample, unit : °

Contact angle measurements for each sample