인공 처리의 종류와 감별법 1

 

 

 

보석의 인위적인 품질 향상은, 보석의 매력적인 색, 광택, 내구성, 내포물 등을 향상함으로써 보석의 가치를 증진시키는 과정으로, 한 가지 방법을 통해 이루어지는 경우와 복합적인 방법에 의해 품질의 개선이 이루어질 수 있습니다.

 인위적인 처리방법인 표면 처리, 가열 처리, 색상 처리, 메꿈 처리, 그리고 기타 여러 가지 처리를 통해 보석의 품질 향상이 이루어집니다.
  

 

표면 처리

 

코팅

 

1) 코팅 처리
 코팅(coating) 처리는 보석의 색을 바꾸거나 향상시킬 목적으로 보석의 표면에 얇게 특수 재료를 코팅하는 것으로 오래전부터 사용되고 있으며, 단순하게 표면에 코팅하는 방법입니다. 심지어 최근에 코팅된 팬시 컬러 다이아몬드와 탄자나이트 등이 국내에 유통되고 있으며, 해외 시장에서도 큰 이슈가 되기도 합니다.
 코팅재료는 왁스, 니스, 플라스틱, 잉크 등이 사용되며, 라피스 라줄리, 비취, 터키석, 오팔은 광택을 향상시키기 위해 흔히 왁스를 사용합니다. 그리고 베릴, 커런덤, 수정 등은 다양한 유색 코팅제로 처리가 행해집니다. 불투명한 보석은 표면 광택을 높일 목적으로 니스 칠을 하는 경우도 있습니다.
 최근에는 특수 광학렌즈에 사용되는 코팅 기술을 응용한 코팅이 이루어지고 있습니다. 옅은 녹색을 띠는 그린 베릴의 표면에 투명한 녹색 코팅제를 코팅하여 선명한 녹색을 띠게 하여 상질의 에메랄드처럼 보이게 하거나 다이아몬드의 경우 색을 개선하기 위해 표면에 아주 얇은 다이아몬드 박을 입히는 경우가 있습니다.

 

2) 코팅된 보석의 감별
 코팅된 보석은 다른 방법에 의해 처리된 보석보다 감별이 비교적 쉬운 편입니다. 반사광을 이용한 확대 검사를 통하여 표면의 코팅된 코팅제들이 벗겨진 부분을 관찰할 수 있으며, 코팅제들로 인해 보석의 패싯 능선들이 뭉그러져 보이거나, 코팅이 입혀지는 과정에서 생성된 것으로 보이는 작은 반점과 같은 얼룩이 발견되기도 합니다. 굴절률 측정 시 두 개의 굴절상이 나타날 수 있으며, 코팅 물질들이 알코올, 아세톤 등을 묻힌 면봉에 묻어나는 경우도 있습니다. 그러나 코팅층이 손상을 입지 않았거나 정교한 코팅으로 인하여 관찰이 어려운 경우에는 전문적인 첨단 분석기기인 UV-Vis(자외 선·가시광선) 분광광도계와 ED-XRF(에너지 분산형 X-선 형광 분석기) 등을 이용한 성분분석으로 감별이 가능합니다. 코팅은 보석의 표면에만 한정된 처리법으로 영구적이지 않기 때문에 관리와 세척 시 특별한 주의가 필요합니다.

 

포일링

 

1) 포일링 처리
 포일링(foiling) 처리는 주로 보석의 퍼빌리언 표면에 두껍게 에나멜이나 금속 화합물을 입힌 것으로 포일백(foilback) 처리라고도 합니다. 무색투명한 인조 유리를 보석처럼 연마한 후 반사가 잘되는 물질을 뒷부분에 붙여 보석의 휘광을 크게 향상시키는 방법입니다.
포일링은 옛날부터 다이아몬드 모조석으로 많이 사용됐으며, 최근에는 두꺼운 금속 포일이 아닌 반사가 잘 되는 얇은 필름막을 붙여 사용하고 있습니다. 그러나 이러한 처리는 주얼리용 보다는 액세서리용으로 많이 사용됩니다. 또한 포일백이 되어 있고 무색의 납유리로 제조된 다이아몬드 유사석을 뜻하는 라인스톤(rhinestone)이라는 용어가 일반적으로 쓰이고 있습니다.

2) 포일링된 보석의 감별
 포일링 처리와 코팅 처리는 둘 다 표면에만 한정된 방법으로서 코팅 처리에서 설명된 감별법을 적용합니다. 대부분 반사광을 이용한 확대 검사를 통하여 두꺼운 포일링 층의 확인과 스크래치와 같이 외부 다른 요인에 의해 손상된 표면을 확인할 수 있습니다.
 

 

가열 처리

 

가열

 
1) 가열 처리
 가열 처리(加熱處理, heat treatment)는 전통적이며 오래된 처리 방법이지만, 오늘날에도 가장 광범위하게 이용되고 있으며, 열처리라고도 합니다. 대부분의 커런덤과 실제 거의 모든 탄자나이트가 가열되고 있습니다. 이러한 가열의 결과는 일반적으로 안정적이며, 주로 지르콘, 토파즈, 아콰마린, 호박과 같은 보석에 행해집니다.
 가열을 통해 보석의 색을 밝고 진하게 하거나, 전혀 다른 색으로 변화시킬 수 있습니다. 예를 들면, 색이 옅거나 탁한 블루 사파이어를 가열하여 밝고 진한 블루 컬러로 변화시킬 수 있으며, 자색이 포함된 탁한 루비를 더욱 붉고 투명하게 변화시킵니다.
 가열이 이루어질 보석의 화학성분과 결정구조, 그리고 가열 과정 중 보석 주변의 환경과 온도, 압력, 가열, 냉각 속도와 시간 등의 조건을 조절하여 다양한 결과를 얻을 수 있습니다. 예를 들어 어두운 블루 사파이어는 산화분위기에서 색이 더 옅어지며, 옅은 블루 사파이어는 환원분위기에서 색이 더 진해지는 경향이 보이며, 가열을 통해 원자 격자의 구조적 결함인 컬러 센터에 변화를 주어 갈색의 토파즈를 무색으로, 자수정을 더 밝은 자색 또는 황색이나 녹색의 수정으로 변화시킬 수 있습니다.
 일부 보석은 가열 과정을 통해 내포물을 제거하거나 변화를 줄 수 있으며, 내포물의 외관을 변화시키는 경우가 있고, 루비와 사파이어의 경우 가열을 통해 보석 내부의 실크가 부분적으로 용해되어 보이지 않으므로 투명도가 향상될 수 있습니다.
 그리고 스타가 없는 커런덤에 스타 효과를 형성해 주는 실크를 만들기도 합니다. 스타 효과가 만들어지는 과정은 합성 커런덤을 가열한 후에 천천히 냉각시키면, 티타늄이 산소와 결합하여 루틸의 결정화를 통해 만들어 집니다. 그러나 천연 커런덤은 실크를 형성하는데 필요한 티타늄을 충분히 가지고 있는 경우가 드물기 때문에, 천연 커런덤에서는 가열을 통해 스타 효과가 쉽게 만들어지지 않습니다.

2) 가열된 보석의 감별
 가열된 보석의 내포물은 손상되거나 용해될 수 있으며, 가열에 의해서 변화된 내포물은 확대검사에서 명백한 흔적으로 남는 경우가 있습니다.
 가열에 의해 보석의 내포물이 팽창되어 기존의 내포물에 변화를 주고, 내포물 주변에 크랙이 생기는 경우가 있으며, 루틸 실크를 부분적으로 용해시켜 작은 점처럼 보이게 만듭니다. 또한 열에 의해서 패싯 표면이 녹아 연마 상태가 좋지 않을 경우는 재연마가 필요합니다. 재연마 후에도 패싯 표면에 녹은 부분의 일부분이 남아 있을 수 있으며, 이러한 특징은 가열의 증거로 유추될 수 있습니다.
 가열 과정 중에 발생되는 열에 의한 충격으로부터 보석을 보호하기 위해 첨가되는 보락스(borax)와 같은 첨가제 등이 용해되어 보석의 표면에 닿아 있는 프랙처 안으로 흘려들어가 프랙처를 치유하게 되는데, 이렇게 형성된 내포물은 천연 루비에서 볼 수 있는 지문상 내포물과 비슷한 내포물을 보이며 식별이 어려운 경우가 생깁니다.
 

 

착색 처리

 

표백

 
1) 표백 처리
 표백(漂白, bleaching) 처리는 화학 약품을 사용하여 보석의 전체적인 색이나 보석의 어두운 내포물을 엷게 하거나 없애 줍니다. 진주, 상아, 산호, 셸 등은 어두운 얼룩을 지우고 균일한 색을 만들기 위한 표백이 행해집니다. 위와 같이 유기질 보석들은 빛에 노출시켜 희석된 과산화수소와 같이 부드러운 표백제로 표백을 하며, 비취, 호안석, 칼세도니 등은 묽은 산이나 표백 원액을 사용하여 표백합니다.
 
2) 표백된 보석의 감별
 표백 과정중 산과 같은 화학 약품에 의해 보석의 내포물이 제거되거나 보석 표면에 구멍이나 틈이 생길 수 있으며, 보석의 광택이 떨어질 수 있는데, 이러한 표백제의 흔적을 통해 보석의 표백여부를 짐작할 수 있습니다. 이러한 표백과정은 주입이나 방사선, 염색을 하기 전에 1차적으로 행해지는 경우가 많습니다.
 표백 처리된 진주는 전문적인 첨단 분석 기기인 UV-Vis-NIR(자외선·가시광선· 근적외선) 분광광도계를 이용하여 표백에 의해 유기물이 변화되어 나타나는 특징적인 스펙트럼 흡수 현상을 분석하여 진주의 표백 여부를 식별할 수 있게 됩니다.

염색

1) 염색 처리
 염색(染色, dying)은 표백의 반대 개념으로서 유기염료를 사용해 보석의 색을 더욱 짙게 하거나 색을 고르게 혹은 다른 색으로 변화시키는 것을 말합니다.
 염색을 하기 위해서는 다공질 보석이거나, 표면에 닿아있는 프랙처가 있어야 합니다. 수정과 같이 단결정 보석을 염색하기 위해서는 인위적으로 프랙처를 만들어야 하는데, 보석에 열을 가한 후 급 냉각시키는 퀜치-크랙클링(quench-crackling)을 통해 생겨난 틈새로 염료를 침투시키는 방법을 사용합니다. 특히 녹색의 염료를 사용하여 무색의 수정이나 무색의 베릴을 에메랄드로 모조하기 위한 방법도 있습니다.
 진주는 밝은 핑크나 흑진주, 실버 컬러, 골든 컬러 등으로 염색하는데 옅게 처리되거나 색 뭉침이 없이 고르게 염색된 경우 일반 보석학적 검사로는 감지가 어렵습니다. 주로 염색이 행해지는 보석에는 비취, 라피스 라줄리, 진주, 산호, 커런덤, 수정, 터키석 등이 있습니다.

2) 염색된 보석의 감별
 확대 검사시 보석의 크랙 사이에 염료가 침투한 흔적인 색의 집중이 관찰되기도 하며, 또한 분광기를 사용하여 염료에 의해 보일 수 있는 특징적인 흡수 스펙트럼의 확인 이 감별 포인트가 됩니다. 염색된 진주의 경우 드릴링 주위나 진주층 표면에 생긴 홈에 염료가 집중된 것을 볼 수 있으며, 염색된 라피스 라줄리를 감별하기 위해서는 확대 검사와 함께 아세톤을 묻힌 면봉으로 보석을 문질러 보아 염료가 묻어나는 지를 검사해야 합니다. 그러나 염색한 후 광택을 높이고 염료를 보호하기 위해서 가끔 플라스틱과 같은 물질이 도포되어 염료가 검출이 되지 않을 수도 있습니다.
 라벤더 색의 비취와 골든펄의 염색여부를 검사하기 위해서는 자외선 형광 검사가 보조적으로 사용되기도 합니다. 특히 실버나 골든 컬러로 염색된 진주를 감별하기 위해서는 확대검사와 함께 전문적인 첨단 분석기기인 UV-Vis-NIR 분광광도계를 사용한 감별 이 중요합니다.
 

 

 

인공 처리의 종류와 감별법 2

보석의 광학적 특성

보석의 색과 분류