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 2. 콜롬비아 보고타에서의 Emerald의 0il처리

본 자료는 대전보건대학 귀금속 공예학과 최덕환 교수께서 관련업계에서 업무관련자료로 사용할 수 있도록 보내주신 것입니다.

오늘날 전세계 시장에 출하되고 있는 Emerald의 대부분은 Oil 처리한 것이 대부분이다.  본 고에서는 콜롬비아산 Emerald에 초점을 맞추어서 Oil처리 공정을 상술하기로 한다.  사용된 방법은 Emerald에 따라서 많은 변화가 있을 수 있으며 공정 그 자체는 변하지 않으나 처리의 성패여부는 작업자의 경험에 의해 좌우될 수 있다.
본 내용은 Gem & Gemology 겨울호에 게재된 내용과 본인의 실험을 기초로 기술하였다.
업계에 조그마한 도움이 되었으면 한다.

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보석의 아름다움을 높이는 방법이나 처리가 시작된 것은 보석 그 자체가 발견되어 그 가치가 인정되었던 때와 거의 동일한 시기였었다.
실제로 보석결정을 Oil처리한 기록은 고대 그리스로 올라간다 (Sinkankas 1981).  Oil처리의 원리는 단순하며 보석의 Fracture (깨짐)에 공기가 들어가 있으면 분명하게 눈에 띄지만 투명한 Oil등 적합한 소재로 Fracture가 채워져 있다면 훨씬 눈에 잘 띄지 않는다.

Oil처리는 보석의 Clarity(투명도)에 변화를 주기 때문에 색도 자연증가 된다.
<그림1>은 저품질 Emerald  3점에 대한 Clarity와 색의 변화를 나타내고 있다.  콜롬비아 산 등의 Emerald가 Oil 처리한 것이라는 것은 보석 업계에서는 상식이지만 방법 그 차체는 많이 알려져 있지 않다.

본 고에서는 Bogota에서 행해지고 있는 Oil처리 방법의 상세한 일부분을 밝히고자 한다.  특히 Bogota의 Emerald처리 업자들은 특히 Fracture에 무색 Oil을 침투시키는 방법으로 Emerald를 처리하고 있으며 Oil처리를 하지 않은 Emerald는 완성품이 아니라고 말하고 있다.
처리공정을 하는 방법은 사람에 따라 다르지만 대부분 연마가 끝났을 때 작업을 하고 있다.  Oil 처리 공정은 예비세척, 산처리, 산제거, Oil처리, 최종세척 의 5단계로 이루어지며 구체적인 내용은 다음과 같다.

<그림1>
좌측의 사진은 무색의 Cedar Wood Oil로 처리하기 전에 찍은 저품질 Emerald 3점이다. 아래는 같은 돌에 Oil처리 한 후 2주간이 경과된 것. 모든 Fracture가 처음에는 확실하게 보였으나 Oil처리 후에는 보기 어렵게 되었고 색도 좋아졌다.  Emerald로서 저질의 돌이라도 Oil처리 하면 좀더 나은 등급의 품질로 향상 시킬 수 있다.

Oil 처리 공정

  • 세  척

    먼저 연마된 Emerald의 세척부터 시작한다.

    Methyl alcohol 이나 ethyl alcohol 이 들어있는 시험관에 Emerald를 넣고 끓여서 서서히 식힌다 <그림2>

    비등과 냉각을 최고 3회까지 반복한다.  이것은 Emerald원석에 Oil처리를 한 경우가 있기 때문이며 Emerald의 Fracture에 이와 같은 Oil이 스며 있으면 산에 반응해서 Emerald의 내부에 갈색의 얼룩이 되어 영원히 남게 되기 때문이다.
    연마 전에 Oil처리가 된 것을 알고 있는 원석의 경우 그 돌을 알코올에 하룻밤 담가 두기도 하고 Acetone으로 예비세척을 하기도 한다.
     
  • 산처리

    연마를 하고 있는 사이에 Fracture의 벌어진 부분에 있는 Tin Oxide나 산화크롬은 이 단계와 다음단계에서 제거하고 Fracture에 Oil이 침투하기 쉽게 한다.
    처리 방법은 Screw-one cup (나사식으로 뚜껑을 돌리는 컵)이 달린 입이 넓은 시험관에 농염산과 농초산을 2:1의 비율로 섞은 것을 사용한다.

    Screw-one cup은 시험관 내부에 생기는 압력을 봉할 수 있으며 침투나 세척에 편리하다고 생각된다.
    Screw-one cup이 없으면 신문지를 말아서 물에 축인 것을 마개로 사용하면 된다.  이 방법은 극히 적은 양의 압력은 빠져 나가지만 콜크나 고무마개처럼 “펑” 하고 튀어 나가지 않기 때문이다.

    Barger 연구소에서는 돌에 압력을 가하는 대신 진공 시험관 장치 <그림3>속에 돌을 넣고 가열을 하지만 비등 시키지 않으면서 하룻밤 그대로 놓아 둔다고 하며 다른 한 전문가는 산에 돌을 넣고 하룻밤 두지만 가열은 하지 않는다고 한다.
    산이 불순물이나 연마시 생긴 잔류 화합물과 반응해서 Fracture에 남아 있는 공기와 뒤섞이게 되는 약 2시간동안은 약간의 거품을 낸다.
                
    <그림2> 버너의 연료로 사용되는 알코올은 Emerald를 세척하는 용제로도 쓰인다.


























  • <그림3> Bargar보석 연구소에서는 산 처리로 발생되는 증기를 이 장치에 의해 제거 하고 있다.아래 있는 Pump로 가열된 Beaker를 진공으로 만든다.


























  • <그림4> 산 혼합액이 Emerald에 침투하기 쉽게 하기 위하여 초음파 세척기를 사용할 때가 있다.
    Cutting이나 연마에 사용된 산화물이 Fracture의 벌어진 부분에 남아 있으면 Oil의 침투를 방해하기 때문이다.



















    산을 끓였을 때 특히 시험관에 생기는 압력이 너무 많아지기 때문에 작업자는 증기를 호흡하지 않도록 주의하면서 압력을 빼내어야 한다.

    이 단계에서는 산이 Fracture에 침입하기 쉽게 초음파 세척기를 사용하기도 한다 < 그림 4 >.  이 단계에 있어서는 가연성 인용제나 극히 부식성 및 위험성이 높은 산을 취급할 때 매우 신중히 행동하지 않으면 안된다.

  • 산 제거

    계속해서 돌에서 산을 세척해 낸다. 일반적으로는 Methly Alcoholethyl Alcohol. Alceton 도료 thinner에 Emerald를 넣어서 끓이거나 혹은 약간 가열한다.  그러나 일반적인 작업자의 생각은 산을 제거하는데 가장 좋은 물질은 물일 것이다.  세척한 후 말릴 경우가 아니고서는 산기가 남아있는 상태의 돌을 용제에 넣을 수 없기 때문에 물이 안전한 것이다.

    Barriga의 처리 연구소에서는 작은 Beaker에 세제를 녹인 물을 넣어 그 속에 Emerald를 담군다.
    Beaker를 초음파 통에 30초 동안 담구어 놓고 가볍게 흔든다.  그 뒤 Beaker를 들어내고 수 시간 동안 담구어 놓는다.  다음에 돌을 닦고 말린다.
     
  • 오일처리

    다음 단계인 Oil처리는 사람에 따라서 가장 현저하게 차이가 나는 단계일 것이다. Bogota에서 추천하는 가장 좋은 Oil은 Ceder wood Oil (굴절률 1.515)이나 Canada Balsam (굴절률 1.25)이다.
    이상 두 가지 Oil 굴절률은 Emerald의 굴절률 (1.577∼1.583)보다 낮으나 가장 가까운 수치이므로 돌에 스며들면 보이지 않게 된다.

    표준 화학 참고 문헌인 『Merck Index』(Merck. 1976)에서는 Canada balsam은 투명하며 약간의 형광성이 있는 액체이며 공기에 노출되면 서서히 고체로 비결정질의 덩어리가 된다고 기술하고 있다.

    또한 단독으로 사용할 경우와 소량의 Ceder유를 섞어서 사용할 때가 있으며 Canada Balsam의 특징은 Bogota에서는 잘 알려져 있지만 가장 많이 사용되고 있는 것은 역시 Ceder Wood Oil이다.  이것은 Emerald의 Fracture가 많이 있다고 하더라도 이것을 감추는데 필요한 Oil은 소량에 지나지 않으면 Ceder유가 훨씬 값이 싸기 때문이다.  Oil은 상당히 농후하기 때문에 돌에 충분히 침투시키기 위해서는 가열하지 않으면 안된다.  산의 경우와 같이 Bargar 연구소에서는 Emerald를 Oil과 함께 시험관에 넣어 진공상태로 만들어 수시간 가열하지만 끓이지는 않는다.  다음에 진공상태를 해체하여 83℃로 4시간 동안 가열한다.  Oil을 비등시키는 방법은 시험관을 끓는 물속에 넣었다 꺼낸 후 시험관을 직접 75Watte 전구열에 타지 않게 전구위 1∼2인치 위에 띄어 하룻밤 놓아둔다. <그림5>

    이때 꼭 맞는 Screw cup이나 Stpper(마개)를 사용하여 압력이 빠지지않게 한다.  돌이 저질품이거나 Cabochon인 경우에는 광원상에 수일간 놓아두지 않으면 안될 때도 있다.

    시험관 내를 비교적 간단하게 진공상태로 만들기 위해서는 Screw cup밑에 고무 Stopper를 달고 주사침을 여러번 Stopper에 찔러서 공기를 뺀다.  이 처리를 정확하게 하면 실온에서 Oil이 비등하기 시작할 정도의 진공이 된다.  이때 시험관을 끓는 물에 담근다.
    처리를 한 직후에 명확하게 될 결과에  대해서는 극히 적은 압력하에서의 Oil과 산의 처리도 본질적으로 같은 것이다.
    장기적으로 보면 진공법은 어쩌면 가장 완벽하고 오래가는 방법인 것이다.

    동법은 또한 단시간 동안에 할 수 있기 때문에 대량의 Emerald를 매일 처리 하고 있는 Bargar연구소에는 가장 적합하며 대부분의 모든 상인은 Emerald처리를 동 연구소에서 의뢰하고 있으며 처리의 질도 높다.
    그 외 일부 독립된 상인들은 기본적으로는 같은 공정을 여러 가지로 변화 시켜 각 개인의 경험의 정도에 따라서 자기자신이 돌을 처리하고 있다.

    <그림5> 보통 Table lamp 의 전구가 Oil의 온도를 일정 하게 유지하기 위하여 사용된다.

     

     

     














    최종세척

    마지막 단계는 Emerald를 말려서 cloth (헝겊)으로 연마하는 것이다.  상인 가운데 Hernando castro라는 사람은 “내자신이 반할 때까지 Hand kerchief(손수건)로 돌을 문지르면 Emerald에 상품가치가 스스로 구비될 것이다.” 라고 말한다.
    어느 연마공은 Vaseline으로 돌을 광택낼 것을 권하고 있으며 농후한 Canada Balsam으로 Oil처리를 한 돌에 대해서는 특히 이점을 강조하고 있다.

    Chiguinguira의 상인들은 단지 이 이유 때문에 Vaseline통에 돌을 넣고 운반 할 때가 더러 있다.  이와 같이 엄밀한 처리를 수많은 Emerald에 실시해온 경험의 덕택으로 처리업자들은 여러 산지의 Emerald를 하나하나의 특징과 함께 어느 정도 파악하게 되었다.

    예를 들면 Cosguez산은 매우 안정되어 있으면 처리에 대하여 충분히 반응을 나타낸다는 점을 전원이 인정하고 있다.  Wheel상에서나 초음파통속에서 깨지는 일은 절대로 없으며 Oil 처리 후에 건조할 것도 없다고 보고하고 있다.
    Muzo석은 일반적으로 안전성에는 결함이 있다고 하지만 절대로 무르지는(Fragile) 않는다.  또한 같은 Muzo의 Puerto Arturo지방의 돌은 처리에 대한 반응이 극히 좋기 때문에 상인들의 호평을 얻고 있지만 La Cristaleria의 것은 Oil처리를 해도 없어지지 않는 내부 Feather (가는 흠)가 있다.

    Cincha 지역의 돌에 있는 Dark Inelusion도 처리에 대하여 반응하지 않는다.

결 론

본 고에서 Oil처리로서 기본 5단계를 설명하였지만 처리의 질에 대해서는 처리업자의 경험 및 기술이 크게 영향을 미치고있다.

비등(沸騰)공정이나 초음파 세척기의 사용이 거칠다고 생각할지 모르지만 연마의 고통을 참아낸 Emerald는 대개의 경우 Oil처리에도 견디어 낼 수 있다고 처리업자들은 알고 있다.  콜롬비아 산의 돌에 Oil처리를 하였을 때 돌에 따라서는 그 내구성이 금후에도 문제점으로 남을 것이지만 기존의 검사 방법을 잘 활용하여 구입을 신중하게 한다면 그 위험성은 감소할 것이다.

 2. 콜롬비아 보고타에서의 Emerald의 0il처리

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