전통 천연도료 황칠의 특성과 이용 (퍼옴)

전통도료 황칠은 삼국시대부터 황제·국왕·제왕의 갑옷, 투구, 기타 금속장신구의 황금색을 발하는 진귀한 도료로 이용되어 왔다. 그래서 우리 나라 특산물인 황칠나무 수지액의 특성과 이용에 대해 알아본다.

전통도료 황칠은 삼국시대부터 황제·국왕·제왕의 갑옷, 투구, 기타 금속장신구의
황금색을 발하는 진귀한 도료로 이용되어 왔다. 고려시대에 쓰여진 중국의「계림류사」,「계림지」,「해동역사」에 우리 나라 전남 도서지방에서 나는 황칠의 산지, 채취시기, 사용목적 등이 기록된 것으로 봐서 그 당시 중국에서도 황칠에 대하여 상당한 인식이 있었던 것을 알 수 있다. 삼국시대부터 황금색 색감을 표현하기 위하여 사용되어온 황칠은 다른 천연도료에서는 물론이거니와 현대의 수많은 인공도료에서도 발현하기 힘든 황금빛 수려한 색감과 안식 향이라는 천연 향을 지니고 있는 우리 나라 고유의 전통도료이다.
이러한 귀중한 문화유산인 황칠에 대하여는 전통 칠장인들도 지식과 정보가 전혀 없고, 황칠공예 장인도 현존하지 않고 있어 사실 그 맥이 끊어진 상태이다. 그러나 최근 국민생활수준의 향상과 더불어 고급공예품의 선호도가 높아지고 있어 부가가치가 높은 상품으로서의 개발이 요구되고 있으며, 황금빛의 수려한 색깔을 발현하며 향기까지 더불어 지닌 황칠 재현의 필요성과 중요성이 재인식되고 있다. 이러한 일련의 환경변화에 대응하기 위하여 우리 나라 특산식물인 황칠나무 수지액의 특성과 천연도료적 가치의 우수성을 재인식시키며, 이를 산업화하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.

황칠의 분비특성

■일반적인 채취방법
황칠나무의 수지액인 황칠의 분비시기는 6월부터 10월까지이나 8월 초순부터 9월 중순사이에 가장 많이 분비된다. 수지액 채취방법으로는 수간에 -자, V자, O자형으로 상처를 내면 황색의 수지액이 나오는데 처음에는 유백색의 수지액이 나오다가 산화되어 황색이 된다. 채취방법별 칠액 분비의 정도는 흉고직경의 크기에 따라서 차이가 있으나 흉고직경급 15㎝의 경우 1회 채취량 -자형 0.81g, V자형 0.93g, O자형 1.21g으로 나타나 O자형의 경우가 가장 많은 양의 황칠을 채취할 수 있었다.
■화공약품처리
황칠 채취에 있어 일반적인 방법으로는 소량밖에 채취할 수 없어 수지액을 대량채취하기 위하여 염산, 황산 및 파라코트 등의 화공약품을 처리하기도 한다. 화공약품의 최적 처리시기는 7월 중순이며, 수지액 분비부위는 수피로 처리 5일 후부터 반응이 일어나 황칠의 분비가 촉진되며 이 현상은 수관 울패도가 높은 지역보다 낮은 지역의 시험 목에서 반응이 잘 일어난다. 흉고직경이 클수록 수지액의 분비가 많았으며, 흉고직경급 15㎝의 경우 1회 채취량은 1.87g으로 일반적인 채취방법에 비하여 2배의 증진효과가 있다. 그러나 화공약품처리의 경우는 수지액에 점성이 떨어져 아래로 잘 흘러내렸으며, 빠른 속도로 산화가 진행되어 질이 좋은 칠액을 채취할 수 없었다. 특히 주의해야 할 사항은 파라코트처리를 함으로써 칠액의 증진효과는 인정되었으나 처리 후 2∼3년이 지나면 시험목이 고사하므로 귀중한 자원을 보존하기 위하여서 화공약품을 이용한 칠액 채취는 제고되어야 할 것이다.
■미생물에 의한 황칠분비 촉진
황칠의 대량 채취방법을 구명하기 위하여 수지액의 분비를 촉진시키는 미생물을 이용하여 황칠의 분비가 촉진되는 균주를 선발하여 동정하였다. 균주의 최적 처리시기는 7월 중순이며, 처리 7일 후부터 균주의 접종이 확인되고 황칠의 분비가 촉진된다. 미생물에 의한 칠액분비 촉진효과는 수관 울패도가 높고 상대습도가 높은 지역에서 효과적이었다.
흉고직경이 클수록 수지액의 분비가 많았으나 일반적인 방법으로 채취할 수 없었던 흉고직경급 5㎝의 경우 1회 채취량이 0.92g으로 나타나 가지를 이용한 칠액 채취가 가능하게 되었다. 흉고직경급 15㎝의 경우는 1회 채취량이 3.10g으로 나타났으며, 흉고직경급에 따라서 3.4∼7.7배의 칠액분비 촉진효과가 있었다. 따라서 귀중한 자원을 보존할 수 있어 환경 친화적이며 일반적인 채취방법 및 약제처리로 칠액 채취가 어려운 소경목에도 균주를 접종하면 황칠 채취가 가능하므로 보다 합리적인 방법으로 생각된다.

황칠의 도료적 특성과 이용

황칠나무의 수지액인 황칠은 투명한 황금빛의 천연도료로 목공예품의 가치를 높이는데 우수한 재료이다. 옛날에는 주로 전투용 갑옷, 산문갑 등 궁중의 귀중품을 만드는데 이용하였으나 현재에는 그 활용도가 높아 목공예는 물론 금속, 가죽, 종이 등의 다양한 공예분야의 도료로 사용되고 있다. 또한 황칠에는 정유성분을 포함하고 있는데 이를 옛날에는 안식 향이라고 불러왔으며 천연향수나 약용으로서도 가치가 매우 크다.
■황칠도료의 분리 및 정제
황칠원액은 채취과정에서 목질부 등 여러 가지 협잡물질들이 포함되어 도료로 바로 이용할 수 없으므로 협잡물질 등을 우선 제거하여야 한다. 이들의 제거방법으로는 황칠원액을 여과하거나 원심분리를 해야 하나 황칠원액의 점성이 커서 황칠을 얻는데 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 여과기나 원심분리기에 묻은 황칠을 회수하는데 문제가 있다. 따라서 이러한 문제점 해결을 위해 황칠원액에 아세톤을 첨가하여 추출하고 여과한 다음 진공 증발시켜 아세톤을 회수하고 정제 황칠을 얻는 방법이 가장 효과적이었다.
■정제방법별 황칠의 회수율
정제황칠의 회수율과 물성을 조사하기 위하여 황칠원액 50g과 아세톤 100㎖를 혼합하여 정제한 후 황칠의 회수율과 물성을 조사하였다. 진공증발은 회전식 증발기로 용제 회수단계, 잔류용제 및 수분제거단계로 나누어 시행하였다. 먼저 45℃의 온도와 150∼200㎜Hg의 압력에서 20분 동안 아세톤을 증발시키고 증발된 아세톤은 0℃의 수조를 사용하여 회수한 다음 잔류 아세톤과 수분제거는 45℃에서 10mHg 이하 압력으로 30분 동안 수행한 결과<표 1>과 같다.
황칠 회수율은 진공정제방법이 황칠원액을 기준으로 85.0%의 회수율을 보여 가장 좋은 결과를 보였으며 원심분리법, 압착법 순으로 나타났다. 그러나 황칠원액에 함유된 고형 협잡물질은 채취시기, 장소 및 방법에 따라 차이가 있을 수 있어 정제 회수율은 고형분의 함량에 따라 달라질 수 있을 것으로 생각된다.
■황칠의 수분함량조사
일반적으로 도료에서 수분은 분산성, 작업성 및 도막의 물성을 저하시키는 요인이 되고있어 황칠원액을 도료용으로 이용하기 위해서는 황칠원액에 상당량이 함유되어 있는 수분을 제거해야 한다. 따라서 황칠원액의 수분함량, 황칠원액을 오랫동안 정치하여 얻어진 상등액 및 정제황칠의 수분함량을 조사한 결과는 <표 2>와 같다.
황칠원액의 수분함량은 8.20%이었으며, 상등액 1.62%, 정제황칠은 정제과정에서 수분이 제거되어 0.93%의 수분을 함유하고 있었다. 이와 같이 황칠원액과 상등액의 수분함량에 차이가 있는 것은 황칠원액에는 상당량의 정유성분이 함유되어 있으며, 정유성분은 물이 서로 잘 섞이지 않고 물의 밀도가 높기 때문으로 생각된다. 정제황칠이 상등액보다도 수분함량이 낮은 것은 본 연구의 정제방법이 수분제거에 효과가 있음을 알 수 있다.
■황칠의 주요 성분
황칠의 주요 구성성분은 크게 나누어 황금색의 도막을 형성하는 도료성분인 비휘발성 성분과 방향성 성분이 약 77%를 차지하고 그 나머지는 수분과 고형분으로 되어 있다. 또한 황칠을 이루고 있는 주요 성분으로는 α-Cuvebene, β-Elemene, β-Gurjunene, GemacreneD, Elixene, β-Cubebene, β-Selinene, γ-Selinene, α-Muurolene, γ-Cadinene,∂-Cadinene, Juniper camphor 등과 같은 sesquiterpenoid 화합물과 steroid인 β-sitosterol 등으로 구성되어 있으며, 세스퀴테르펜류의 β-Cubebene(30.1%), γ-Se1inene(16.1%), ∂-Cadinene(13.5%)이 주성분을 이루고 있었다.
■은제품용 황칠정제
황칠원액은 유백색의 액상물질로서 채취시 생기는 이물질 및 고형 물질과 갈색의 액상성분이 혼합상태로 존재하고 있다. 은제품용 황칠도료로 사용하기 위한 황칠액의 분리는 황칠원액에 아세톤을 첨가하고 여과한 후 회전진공원심농축기로 수조온도 60℃에서 556mbar 기압 하에서 농축하고 60㎜bar 기압에서 감압하여 도료용 황칠액을 정제하였다. 정제된 황칠액에 Turpenetine유, 아세톤, Ether를 적정량 혼합하였을 때 붓 작업성과 퍼짐성이 좋고 도료의 뭉침이 없으며, 다양한 황금색을 표현할 수 있었다.
■황칠도료의 경화, 도막성능 및 제품개발
일반적으로 황칠도료의 경화는 태양건조와 2단계의 변온경화방법이 이용되고 있다. 이러한 경화방법은 날씨와 계절조건에 구애받고, 2단계의 변온경화방법으로 인하여 작업 공정이 복잡하고 시설요구도가 높기 때문에 산업화를 위한 대량생산의 방법으로 적합하지 못하다. 따라서 황칠도료의 도막성능을 개선시키면서 태양광 건조에 의한 자연조건에 제약을 받지 않는 경화방법인 고온경화를 한 번 실행하는데 2∼3시간 정도가 걸렸다. 또한 산업화를 위한 하루공정에 적합한 고온경화조건을 조사한 결과 100±1℃ 조건에서 황칠도막의 지촉건조시간, 연필경도, 부착성, 내충격성, 내수성에서 가장 좋은 결과를 보였으며, 다양한 용도의 생활은기 및 장신구소품에 황금색의 표현이 가능하여 제품화되었다.

맺는말

최근 들어 전통공예를 보호·육성하려는 움직임과 전통공예품의 예술성에 대한 재인식으로 천연물질인 황칠에 관한 많은 연구가 이루어져 근래에 와서는 황칠이 금속, 목재, 섬유 등 다양한 재료에 응용할 수 있는 도료로써의 가치가 재평가되고 있다. 특히 은에 있어서는 황금색의 탁월한 색상과 고광택을 유지하고 시각적 측면에도 최고급 도장재료로서 외국의 우수한 도장재료에 비하여 전혀 손색이 없는 것으로 확인되었다. 따라서 황칠을 은제품에 이용할 수 있는 다양한 황칠정제기술을 습득하고, 황칠을 단지 형식적인 유물복원이나 개인의 취미나 전시회 등의 차원을 넘어 세계시장에서도 경쟁력 있는 우수한 제품으로 개발한다면 황칠을 이용한 은제품을 세계적인 수출상품으로 육성할 수 있으며, 더 나아가 우리 나라를 대표하는 문화상품으로 자리매김할 수 있을 것이다.