목초액(木酢液) 및 팀볼(timbor) 처리가 해인사 사간경판(寺刊經板)의 흰곰팡이 발생에 미치는 효과

경북대학교 농과대학, 대구광역시 북구 산격동 1372

박 상진

Effect of wood vinegar and timbor treatment on white rot fungi on wooden plates carving Buddhist scriptures in the Hein temple

Sang-Jin Park

College of Agriculture, Kyungpook National University, 1372 Sankyuk-dong, Bukku, Taegu 702-701, Korea

초록 : 이 실험은 해인사 서사간장에 보관하고 있는 사간경판의 흰곰팡이 방제를 목적으로 수행하였다. 처리제는 조목초액을 사용하여 흰곰팡이의 발생억제를 관찰하였으며 얻어진 결과는 다음과 같다.

곰팡이 발생은 목재함수율이 45.5%이상의 고함수율에 기인하였으므로 서사간장 건물의 벽면을 가능한 개방하여 통풍이 용이하도록 개선이 필요할 것으로 생각된다. 또 같이 사용한 숯은 상당한 조습효과가 인정되었으므로 서사간장 건물의 바닥시공에 혼합 사용할 필요가 있다. 일단 곰팡이가 발생한 이후에는 방제제로서는 조목초액이 가장 효과적이며 살포처리로서도 방제효과를 충분히 얻을 수 있었다. 그러나 정제목초액 및 팀볼처리는 방제효과가 거의 없었다.

Abstract : This project sought to prevent white rot fungi on wooden plates carving Buddhist scriptures stored at Susaganjang in the Hein temple. The potential of wood vinegar and timbor treatment as a measure for eliminating white rot fungi was examined.

Since the occurrence of fungi at the storage house resulted from high moisture content (45.5%) of the wooden plates, the walls of Susaganjang should be opened for efficient air circulation. t was confirmed that charcoal has substantial hygroscopic ability. Therefore, it is recommended that charcoal should be jointly used for the flooring of Susaganjang.

After establishment of fungal infestation, raw wood vinegar treatment was the most effective to eliminate white rot fungi. Spraying of raw wood vinegar was sufficient to eliminate the fungi. However pure wood vinegar treatment and timbor treatment had little effect on white rot fungi.

1. 서언

합천 해인사에는 81,258장의 국간(國刊) 팔만대장경판 이외에 동서 양 사간장(寺刊藏)에는 판각 년대가 명확하지 않은 2000여장의 사간경판(寺刊經板)이 보관되어 있다. 팔만대장경판이 완벽한 통풍설비가 된 수다라장 및 법보전에 보관된 반면 사간경판은 통풍이 불량한 창고 모양의 건물에 보관되어 있다. 특히 서사간장의 일부 경판은 매년 장마철이면 일시적으로 흰곰팡이 발생하였다가 가을에 들어서서 공중습도가 떨어져야만 없어지는 현상이 반복되었다.

이와 같은 통풍불량문제를 해결하고 노후한 건물의 보수를 위하여 97년 12월부터 현재 서사간장의 대대적인 수리가 진행되고 있다. 서사간장 경판은 수다라장과 법보전 사이에 알루미늄 판으로 이루어진 간이건물에 97년 12월부터 임시 보관하여 오고있다. 이 간이건물의 벽 및 천장이 알루미늄 단열판이고 밑바닥도 수분차단 조치를 하지 않아 목조경판의 보존에 필수적인 조습(調濕)기능을 기대할 수가 없다. 설상가상으로 98년 여름과 같이 엘리뇨 현상에 의한 기상 이변 때문에 8월 중순까지 장마가 계속됨으로서 간이건물의 공중습도가 거의 90%에 이르고 7월 20일 경부터 8월 중순까지 1개월 여에 걸쳐 계속 흰곰팡이가 계속 발생하였다. 응급조치로서 몇 차례에 걸쳐 부드러운 솔로 흰곰팡이를 털어 내었으나 공중습도가 떨어지지 않고 경판의 함수율이 50-60%에 이르러 2-3일 후면 다시 발생하는 현상이 반복되었다.

처음 방미제(防黴劑)의 처리를 검토하였으나 일부 경판에 옻칠이 되어 있으므로 방미제와의 반응에 의한 손괴 우려와 미검정약제에 대한 문화재관리국 및 사찰측의 거부반응 때문에 선 듯 처리 할 수가 없었다. 이에 최근 유기농법에 널리 쓰이고 있는 목초액(木酢液, wood vinegar)⁴⁾으로 살포처리하고 식품첨가제로도 쓰일 만큼 안정성을 인정받고 있는 팀볼(timbor)^1,2)을 대조구로 하여 방미효과를 검정하였다. 목초액은 나무의 열분해(탄화) 과정에서 발생하는 연기를 냉각시켜 만든 것으로 탄화온도에 따라 성분이 약간씩 다르나 타르를 비롯한 알콜류, 페놀류, 에스텔류, 알데히드류 등 약 200여종의 성분이 함유되어 있다⁴⁾. 목초액은 정제하지 않은 조목초액(粗木酢液)과 정제목초액으로 구분되며 일반적으로 목초액이라 함은 정제목초액을 말하는데 토양소독, 살균, 방부방충 효과가 알려지고 있다. 목초액은 우선 합성약제가 아니므로 경판 자체를 종교적인 영물로 보고 있는 스님들에게 믿음을 줄 수 있고 안정성에도 문제가 없는 것으로 판단하여 처리제로 사용하였다.

2. 재료 및 방법

2.1 재료

해인사 수다라장과 법보전 사이의 임시건물에 보관중인 서사간장 경판중 98년 7월 20일에서 8월 20일 까지 약 1개월에 걸쳐 흰곰팡이가 발생한 경판을 연구 재료로 하였다. 일시 보관중인 사간경판의 보존환경은 약 50평의 알루미늄 단열판으로 시공된 임시건물내에 5단으로 된 높이 4m의 경판가를 동서로 두줄 설치하고 경판은 길이 방향으로 세워두었다. 건물에는 통풍창이 설치되어 있으나 바닥에 방수처리를 하지 않았으며 벽이나 천장에서 전혀 조습효과를 기대할 수 없는 구조이었다. 건물 내에서 북쪽 통풍창 가까이 있는 경판가(經板架)의 하단부가 흰곰팡이 발생이 가장 심하였다.

2.2 방법

경판의 흰곰팡이 발생현황과 전기저항식 수분측정계에 의한 함수율 조사를 시행하여 가장 흰곰팡이의 발생이 심한 경판에 대하여 목초액 및 팀볼 처리를 한 후 본래의 위치에 넣어 처리 효과를 조사하였다. 공중습도를 떨어트리기 위하여 바닥에 두께 약 10cm의 숯을 깔았다.

2.2.1 처리 약제

채취한 조목초액을 증류법(蒸溜法)⁸⁾으로 정제하여 경유질의 기름 층과 타르를 제거한 액이 연한 황적갈색의 순수목초액이다. 이 실험에서 조목초액(粗木酢液, raw wood vinegar)이라 함은 제탄 과정에서 나오는 연기를 응축한 후 다른 정제과정을 거치지 않은 액을 말하며 정제목초액(精製木酢液, pure wood vinegar)이란 정제된 순수목초액을 말한다. 팀볼은 미국에서 시판되고 있는 상품명 'Timbor'라는 약제^1,2)로서 붕소가 주제(主劑)이다. 처리제의 종류는 다음과 같다.

처리1 정제한 정제목초액<S임산(주) 제품> : 원액

처리2 정제하지 않은 조목초액<S임산(주) 제품> : 원액

처리3 timbor<미국 Borax사 제품> : 5% 수용액

처리4 timbor<미국 Borax사 제품> : 10% 수용액

처리5 timbor<미국 Borax사 제품> : 20% 수용액

2..2.2 처리방법

경판전체에 걸쳐 흰곰팡이가 완전히 피복 할 정도로 심하게 발생한 경판을 선정하여 함수율을 비롯한 기본적인 조사를 하고 부드러운 솔로 흰곰팡이를 깨끗이 털어 내었다. 다음 경판을 약 45°각도로 눕히고 스프레이 장치로 처리1∼처리5의 처리제를 충분히 젖을 만큼 2-3회 분무하였다. 처리약제가 표면에 완전히 흡수되면 본래의 판가(板架)에 넣은 후 3-4일 후 표면의 곰팡이 발생상태를 관찰하였다.

경판의 함수율은 처리 직전 전기저항식 수분측정계로 경판의 가장자리로부터 좌우 각 각 15cm 부위와 정 중앙부에서 측정하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1 경판의 함수율

처리 전 경판의 부후정도 및 목재함수율은 Table1과 같다. 부후경판은 경판 제작 후 200년에서 1000여 년을 지나오는 동안 보존환경의 미비로 어느 시기에 부후가 되었다가 현재는 부후가 더 이상 진행되지 않은 경판이다. 경판의 수종은 육안관찰의 결과 산벚나무류 및 돌배나무류로 추정되었다.

경판의 함수율은 Table1과 같이 평균 45%에 이르고 경판의 부후정도에 따라 다르며 부후가 비교적 심한 경판의 함수율이 높다. 경판의 중앙부가 가장자리보다는 10%이상 함수율이 높으며 평균 56%에 달한다. 이는 서사간장에 보관되고 있든 94년 6월의 조사 함수율이 16-20%인 것과 비교하면 3∼4배 더 높은 값이다. 임시보관 건물의 통풍불량과 높은 공중습도가 약 6개월의 단기간 내에 경판의 함수율을 섬유포화점이상으로 상승시키고 있다. 한편 경판은 인경 할 때 먹물에 식물성 풀을 섞는 것으로 알려져 있어서 경판의 표면에는 전분질이 풍부하다. 따라서 경판은 열화미생물이 활동하기에 적합한 환경을 가지고 있어서 흰곰팡이 발생하고 이와 같은 상태가 장기간 계속되면 목재부후균에 의한 열화도 예상된다.

Table1. Moisture contents and decayed degree of wooden plates carved the Buddhist scriptures

3.2 숯에 의한 방미효과

숯은 표면적이 200~400m³/g에 달하는 다공성재료로서 높은 조습효과를 갖는다^4,6). 수다라장과 법보전의 바닥에도 여회라는 조개껍질과 숯을 섞어 다진 것으로 알려져 있으므로⁷⁾ 곰팡이의 발생이 극심한 8월 초순에 임시건물의 바닥에 두께 10cm정도의 칩형(chip type) 숯을 깔고 곰팡이의 발생현황을 관찰하였다. 처리전 보다 곰팡이의 발생정도가 훨씬 적었으며 숯과 인접한 부위의 경판은 곰팡이의 발생이 상당히 줄었다.

3.3 목초액과 팀볼의 경판살포 처리

Fig1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a는 처리 전 경판의 흰곰팡이 발생현황을 나타내며 Fig1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b는 방제제 처리 후 경판의 상태를 나타낸다. NonT는 무처리, Pwv는 정제목초액, Rwv는 조목초액, Tb는 팀볼처리를 각각 나타낸다.

정제목초액(처리1)의 처리 결과는 Fig 1b, 3b, 5b의 기호 Pwv부위와 같다. Fig 1b는 처리 전 경판과 거의 같은 정도로 흰곰팡이가 발생하며 Fig5b는 오히려 더 심하게 발생하였다. Fig 3b는 처리 전의 경판보다 약간 덜 발생하나 효과를 인정하기는 어렵다. 이는 정제과정에서 타르성분이 제거된 원인과 표면 처리에 의한 페놀등의 방미효과를 나타낼 수 있는 유효성분이 불충분하게 침투하여 토양소독제 등으로의 효과는 인정되는 반면에 흰곰팡이에 대한 억제효과는 거의 기대할 수 없음을 알 수 있다.

조목초액(처리2)의 처리결과는 Fig 1b, 3b, 5b의 기호 Rwv부위와 같다. 처리 전 경판의 심한 흰곰팡이 발생이 처리 후는 거의 완벽하게 방제되었다. 팀볼처리에서 발생한 다른 종류의 갈색곰팡이 등도 전혀 발생하지 않았다. 이와 같이 정제목초액과 조목초액의 명확한 처리효과 차이는 조목초액에 함유된 타르성분 때문으로 생각된다. 타르는 진한 흑색으로 석탄 건류에서 얻어지는 콜탈과 거의 동일한 성분으로서 처리 후 경판의 흑화(黑化)를 염려하였으나 경판은 각판(刻板)후 여러 번의 인경(印經)⁷⁾이 있어서 경판 자체가 먹물에 의하여 처리 전에 흑화 되어 있으므로 문제가 되지 않았다. 또 글자가 새겨지지 않은 Fig 1b와 같은 경판에서도 본래의 목재 색깔을 거의 변화시키지 않았다.

팀볼(처리3, 4, 5)의 5%, 10%, 20%처리는 Fig2b, 4b, 5b, 6b의 기호 Tb부위와 같다. 팀볼은 약제의 농도에 따라 방제효과는 크게 차이가 있다. 5%와 10%처리에서는 처리 전 경판보다 약간의 흰곰팡이 발생을 억제한 경향이 보이나 거의 방제효과는 인정되지 않는다. 반면에 팀볼 20%처리는 팀볼 5%와 10%처리보다는 훨씬 높은 방제효과 인정된다. 그러나 그 효과는 조목초액처럼 완벽하지 않고 서로 다른 효과를 나타낸다. Fig 6b처럼 거의 완전한 방제효과가 나타나는 경판이 있는가 하면 Fig5b처럼 부분적으로 흰곰팡이가 발생하는 경판도 있다. 또 Fig 2b처럼 흰곰팡이는 발생이 억제되었으나 전혀 종류가 다른 것으로 추정되는 갈색곰팡이가 새로 발생하였다. 이는 팀볼의 방미성에는 곰팡이의 종류에 따라 강한 선택성이 있음을 알 수 있다. 따라서 팀볼은 살포처리에 의한 경판의 방미제로는 사용할 수는 없다고 생각된다. 그러나 침지처리를 하면 상당한 방부효과가 인정되고 있다³⁾.

이 실험에서는 경판의 표면에 발생하는 균류를 육안판정에 의하여 곰팡이로 분류하고 색깔에 따라 흰곰팡이와 갈색곰팡이로 나누었다. 곰팡이⁵⁾는 사상균의 일종으로 약 4만종이 알려져 있으며 균사가 목재속으로는 거의 침입하지 않은 표면균류로 알려져 있다. 경판에는 인경 할 때 사용한 전분의 풀이 어느 정도 남아있다고 추정되므로 경판의 함수율이 올라가면 곰팡이는 피할 수 없다고 생각된다. 이번 경판의 곰팡이 발생은 조습효과가 전혀 없는 알루미늄 단열판으로 만들어진 임시건물이라는 조건과 98년의 장기간 장마가 계속되는 기후조건이 상승작용한 결과이다. 그러나 스님들의 증언에 의하면 서사간장은 평년에도 긴 장마기간에는 곰팡이의 발생이 계속되었다고 한다. 따라서 서사간장의 수리는 통풍조건을 이전 보다 개선하여 일차적으로 곰팡이의 발생을 막아야 할 것이고 그래도 곰팡이가 발생한다면 조목초액을 살포함으로서 흰곰팡이의 방제제로 조목초액을 사용함이 타당하다고 생각된다. 방미제로 시판되는 약제도 있으나 화학약제라는 이유 때문에 스님들의 거부 반응과 옻칠과의 다른 반응이 검정되어 있지 않으므로 숯이란 인산물의 부산물에서 추출되는 조목초액이 가장 적합한 경판 처리제로 판단된다.

4. 결론

해인사 서사간장의 수리를 위하여 보관하고 있든 사간경판을 알루미늄 단열판으로 시공된 임시건물에 보관하면서 98년 7중순에서 8월말에 걸쳐 흰곰팡이가 심하게 발생하였다. 이 실험은 흰곰팡이가 사간경판에 발생하는 조건을 조사하고 아울러서 처리약제는 저독성 약제로 널리 알려진 팀볼과 숯제조 과정에서 얻어지는 목초액을 대상으로 흰곰팡이의 발생억제효과를 구명코자 하였다.

곰팡이 발생은 목재함수율이 45.5%이상의 고함수율 일 때 주로 일어나므로 서사간장 건물의 벽면을 가능한 개방하여 통풍이 용이하도록 개선하여야 할 것으로 생각된다. 또 제습효과를 보기 위하여 같이 사용한 숯은 상당한 조습효과가 인정되었으므로 현재 수리중인 서사간장 건물의 바닥시공에 혼합 사용할 필요가 있다. 일단 곰팡이가 발생한 이후에는 방제제로서는 조목초액이 가장 효과적이며 처리방법으로서는 간편한 살포처리로서도 방제효과를 충분히 얻을 수 있었다. 그러나 정제목초액 및 팀볼처리는 곰팡이의 방제효과가 거의 없었다.

사 사

이 연구를 수행하는데 편의를 제공하여 주신 해인사 대장경연구소 보존부장 남일스님 및 timbor를 제공하여 주시고 처리방법에 조언을 주신 고려대학교 김 규혁 교수님께 감사드립니다.

인용문헌

1. Borax House, "Timbor preservative plant operators manual of recommended practice", p.1-52, 1996

2. Borax House, http://www.bugspray.com/catalog/products/page299.html, 1998

3. Casebolt, D., "Boron wood preservatives and their application to historic wooden vessels at San Francisco Maritime N.H.P", National Maritime Museum Association, bull. : 1-3, 1998

4. 대규창(大槻彰), "木炭パワ&#8132;", 日東書院, p.12-40, 1992

5. 정상가행(井上嘉幸), "木材保護化學 ", p.38, p.236, 1969

6. 박상범, 권수덕, 안경모, 차순형, "대나무숯의 특성구명(Ⅰ)'98학술발표논문집, 한국목재공학회, 266-271, 1998

7. 정병완, "高麗大藏經(再雕) 印刷顚末", 고려대장경 연구자료Ⅱ, 고려대장경 보존연구회, 323-336, 1989

8. 황병호, "목초액의 정제와 이용기술", 한국임산에너지11(1), 64-78, 1991