미술작품에 사용되는 종이의 劣化와 保存

저자 : 稻葉政滿(동경예술대학 미술학부 보존과학실)   
역자 : 황채금(국립현대미술관 학예연구실 보존과학실)

1. 머릿말
2. 종이의 PH
3. 산성종이
4. 종이열화와 PH의 관계
5. 산에 의한 종이의 열화 메카니즘
6. 종이 원료섬유의 종류와 그 열화에 대한 저항성의 차이
7. 중성지(中性紙)
8. 중성 초조지(妙造紙) 		9. 탈산처리 (脫酸處理)
10. 열화된 종이의 강화(强化)
11. 빛의 영향
12. 산화반응에 의한 열화
13. 생물적 원인에 의한 열화
14. 위기관리
15. 끝맺음
5. 산에 의한 종이의 열화 메카니즘(Mechanism)

◀ 圖7 섬유열화 모형도

산에 의한 종이의 열화 메카니즘은 셀를 로즈(Cellulose)와 헤미 셀룰로즈(Hemi Cellulose)의 산가수분해에 의한다고 한 다.

실제 종이 가운데 셀룰로즈등의 중합 도(重合度)는 촉진열화처리(促進劣化處理) 에 의해서 낮아지고 그 저하 비율은 종이 의 산성화도와 상대습도의 증대에 의해서 커지게 된다.


온도와 습도가 종이의 강도 열화(强度劣化)에 미치는 영향을 조사한 R.D.Smith의 결과에 의하면 종이를 저온의 건조한 장소에 보관하면 그 수명이 비약적으로 연장될 수 있다.

한편, 산에의한 열화의 원인으로서, 섬유속의 결정화도(結晶化度)의 증가도 고려해야 한다는 의견도 있다. 섬유속의 셀룰로즈는 규칙적으로 배열되어 있다. 이른바 결정부(結晶部)와 그 배열이 흩어져 있는 비결정부(非結晶部)가 있다.

결정부는 다른 분자가 그 가운데로 들어 갈 수가 없기 때문에 화학적으로 안정하구 비결정부는 물이나 다른 물질이 내부로 들어 갈 수 있기 때문에 불안정하다. 이 비결정부는 섬유에 유연성(柔軟性)을 가지게 한다고 생각된다. 산이 존재하면 비결정부 속의 셀룰로즈 등은 가수분해되어 그 사슬길이가 짧게된다. 동시에 재배열이 일어나 부분적인 재결정화가 시작된다. (圖7)

그 결과 비결정부는 강도 뿐 만이 아니라 그 유연성도 잃어버리고 섬유는 굳어져 약하게 된다.

실제로 Dosa(약한강도)를 도포한 후에 촉진열화처리한 시료의 결정화를 측정한 결과가 鬪8에 있다. 닥종이(楮紙), 삼아지(三柵紙)및 안피지(雁皮紙)의 경우에는 결정화도의 변화는 대체로 확인할 수 없었지만, 마지(麻紙)의 경우에는 결정화도가 증가됐다.

마지의 경우에도 또한, 열화가 심했던 고농도의 Dosa를 도포한 시료의 결정화도는 더욱 증가되었다. 그러나 이같은 셀룰로즈의 마이크로피브 릴(Microfibril)내에서의 재결정화만을 고 려할 뿐 마니라 좀 더 미세한 부분, 예를 들면 마이크로피브릴의 결합도 생각하는 편이 좋다.

예를들면 목재펄프의 경우에는 쪄서 두들긴 후, 섬유의 세포벽은 圖9의 모델처럼 마이크로피브릴 속(束) (圖에서 네모지게 묘사되어져 있는 긴 끈모양의 묶 음으로 셀룰로즈분자가 모여서 만들어졌다. 圖7은 그 일부를 확대한 것이다. )

그 일부는 상호결합을 하고 다른 부분은 떨여 져 있는 상태(내부 피브릴화라고 부른다) 로 되어 있다. 이 사이에는 물이 존재한다. 건조한 상태에서 빛이 강하면 물이 그 사이에서 빠져 나온다.

그 때에 마이크로 피브릴이 새로운 결합을 생성하게 된다. 일단 결합해 버리면 다음에 다습한 상태로 바뀌어 물이 종이 속으로 들어가려고 해도 들어갈 수 없게 된다.

이러한 생각은 비결정부에 존재하고 있는 욜순물이 셀룰로즈 등의 결정화를 저해해 서 섬유의 열화속도를 억제하고 있다고 하는 연구 실험결과에 기초를 두고 있다.

이 결과는 먼저 설명한 R.D.Smith의 결과와 모순되는 것처럼 생각될지는 모르지만 이 것이 중요한 포인트가 되고 있다. 먼저 기술한 것처럼 산가수분해는 당연히 수분이 많 으면 그 만큼 일찍 진행되고, 적으면 적은 만큼 진행은 늦게 된다. 따라서 건조한 상 태쪽의 열화 속도는 늦게된다. 그러나 이 실험은 일정한 습도가 유지되고 있는 경우에 는 재결정화 등의 비가역적인 결합은 일어나지 않는다.

그러나 일반적으로 습도는 어느정도의 변화를 동반한다. 저습도에서는 아주 건조한 상태와 습한 상태가 되풀이 되는 일이 있는데 이는 바람직하지 않다. 이것을 방지하기 위해서는 비가역적인 결합을 생성할 위험성이 없는 범위 내에서 습도를 조절할 수 있 다. 또 실제로 종이를 다룰 때에는 일종의 윤활작용을 가진 물이 종이 중에 함유되어 있는 편이 종이 보존에는 이상적이다.

따라서 아무런 힘이 가해지지 않는 상태로 장기 간 보존하는 경우에 건조한 편이 좋지만, 일정한 습도를 유지 하는 것이 곤란하다던가 자주 이용하는 경우에는 습한 편 (예를 들면 PH55% 전후)이 이상적이다.