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문제 정의
- 그러나 아직까지 시중에 유통되는 담수흑양식진주의 색상이 자연적인 것인지 인공적으로 처리하여 생긴 것인지에 대한 감별법을 연구한 보고는 발표된 적이 없다. 따라서 본 논문에서는 자연 색상의 담수흑양식진주와 처리된 흑색의 담수양식진주, 그리고 기타 다른 흑색의 진주들을 비교, 분석하여, 자연 색상을 가진 담수흑양식진주에 대한 감별 기준을 제시하고자 하였다.
- 본 실험에서는 자연 색상의 흑진주와 은염처리된 흑진주를 구별하기 위하여, 여러 종류의 진주를 사용하여 은염처리를 실시하였다.
제안 방법
- 1), 은염처리에 대한 정확한 데이터를 만들기 위해 화이트계의 담수양식진주 3 개(EF1, EF2, EF3)와 아코야양식진주 3 개(EA1, EA2, EA3) 및 색상이 엷은(회색-흑색) 자연색상의 타히티흑양식진주 3 개(ET1, ET2, ET3)를 각각 4, 8, 16 시간 은염처리하였다. 9 개의 진주 모두를 은염에 4 시간 넣은 후 꺼내어 분석하고, 동일한 진주를 추가적으로 4 시간, 8 시간 동안 은염처리하였다(Fig. 3). 은염 처리는 질산은 용액에 진주를 침적시키는 방법을 사용하였다.
- 진주의 색 변화를 UV-Vis로 분석하고 진주에 남아있는 은의 함량을 ED-XRF(Energy Dispersive X-ray Fluorescence spectrometry)로 비교, 분석하였다. UV-Vis(Jasco, Japan)을 사용하여 가시광선영역인 380-780 nm의 흡수패턴을 분석하여 자연 색상과 처리된 색상의 진주를 구분하고자 하였다. 진주는 반불투명체의 보석이므로 반사율(reflectance)을 측정하였다.
- 진주는 반불투명체의 보석이므로 반사율(reflectance)을 측정하였다. 또한 흑색으로 처리된 진주의 성분 분석을 위하여 ED-XRF(Elva-X,180 eV at 5.9 Kev)를 사용하였다.
- 따라서 흑진주의 색깔은 제조업체에 따라 다르므로 다양한 색깔의 흑진주가 유통되고 있다. 유통되고 있는 흑진주에 어떠한 처리가 되어있는지를 알기 위하여 본 연구에서는 실제 흑색의 진주 18 개를 시료로 구입(Fig. 2), 흑진주에 대한 처리여부에 대한 근거를 UV-Vis와 ED-XRF를 사용 분석하였다.
- 3). 은염 처리는 질산은 용액에 진주를 침적시키는 방법을 사용하였다. 즉 2.
- 은염처리 대상으로 9 개의 진주를 실험에 사용하였으며(Fig. 1), 은염처리에 대한 정확한 데이터를 만들기 위해 화이트계의 담수양식진주 3 개(EF1, EF2, EF3)와 아코야양식진주 3 개(EA1, EA2, EA3) 및 색상이 엷은(회색-흑색) 자연색상의 타히티흑양식진주 3 개(ET1, ET2, ET3)를 각각 4, 8, 16 시간 은염처리하였다. 9 개의 진주 모두를 은염에 4 시간 넣은 후 꺼내어 분석하고, 동일한 진주를 추가적으로 4 시간, 8 시간 동안 은염처리하였다(Fig.
- UV-Vis(Jasco, Japan)을 사용하여 가시광선영역인 380-780 nm의 흡수패턴을 분석하여 자연 색상과 처리된 색상의 진주를 구분하고자 하였다. 진주는 반불투명체의 보석이므로 반사율(reflectance)을 측정하였다. 또한 흑색으로 처리된 진주의 성분 분석을 위하여 ED-XRF(Elva-X,180 eV at 5.
- 진주의 색 변화를 UV-Vis로 분석하고 진주에 남아있는 은의 함량을 ED-XRF(Energy Dispersive X-ray Fluorescence spectrometry)로 비교, 분석하였다. UV-Vis(Jasco, Japan)을 사용하여 가시광선영역인 380-780 nm의 흡수패턴을 분석하여 자연 색상과 처리된 색상의 진주를 구분하고자 하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 아코야흑양식진주 3 개(SAA1, SAA2, SAA3)는 은염 처리에 의한 600 nm, 650 nm의 공통적 흡수 스펙트럼이 있었고 반사율이 낮았다. 스트롱티움 성분이 있으므로 해수산으로 판단되었다.
- 화학 처리 여부를 알 수 없는 흑진주 시료 18 개를 시중에서 구입하여 분석한 결과는 다음과 같다.
성능/효과
- 본 실험에서 실제 은염처리를 해본 결과, 시간 변화에 따른 은 이온의 함유량을 살펴본 바 해수산과 담수산 양식진주 간에 뚜렷한 차이가 발견되었다(Table 2). 담수양식진주는 단시간 내에 많은 양의 은이 침투되었고 이어서 아코야양식진주, 타히티양식흑진주 순으로 나타났다. 또한 같은 종류의 진주라도 각각의 진주에 따라 은 흡수량에 차이가 있었다.
- (2003)에 의하면 1000 nm에서 300-400 nm의 영역으로 가면서 산화은의 흡수량이 늘어난다고 보고된 바 있는데, 이러한 은의 고유 흡수 스펙트럼은 진주의 고유 스펙트럼에 영향을 주게 되고 또한 UV-Vis에서 반사율을 저하시키는 경향을 보인다. 따라서 UV-Vis에서 은염처리된 진주의 반사율은 자연 색상을 지닌 진주의 반사율보다 상대적으로 낮게 스펙트럼됨을 알 수 있었다.
- 자연 색상을 가진 담수양식흑진주 시료 3 개(SFN1, SFN2, SFN3)를 UV-Vis로 분석한 결과, 380-400 nm, 480-500 nm 두개의 특징적 흡수패턴을 가지고 있었지만, 자연산 타히 티흑진주와는 달리 700 nm의 흡수 스펙트럼은 발견할 수 없었다. 따라서 자연 색상의 타히티흑진주와는 구분이 되었으며 반사율이 매우 높아 은염처리가 되지 않았음을 알 수 있었다. 망간 성분과 스트롱티움 성분을 함유하고 있어 담수산 진주로 판단되었다.
- 본 실험에서 실제 은염처리를 해본 결과, 시간 변화에 따른 은 이온의 함유량을 살펴본 바 해수산과 담수산 양식진주 간에 뚜렷한 차이가 발견되었다(Table 2). 담수양식진주는 단시간 내에 많은 양의 은이 침투되었고 이어서 아코야양식진주, 타히티양식흑진주 순으로 나타났다.
- 본 연구에 사용된 타히티흑양식진주의 경우, 은염처리됨에 따라 700 nm에서는 보다 깊은 흡수패턴을 유지하고 있었고, 400 nm와 500 nm 영역의 흡수 스펙트럼은 자연 색상을 지닌 진주의 흡수 패턴에 비해 넓은 흡수 패턴을 보였다. 따라서 이 경우도 은의 고유 스펙트럼에 의하여 영향 받은 것으로 판단되었다.
- 제조 경로를 알 수 없는 아코야흑양식진주 3 개(SAN1, SAN2, SAN3)를 분석해 본 결과, 특징적인 스펙트럼을 발견할 수 없었고 반사율은 매우 낮았다. 스트롱티움 성분이 있으므로 해수산으로 판단되었고 은의 함유량은 매우 높아서 은염처리된 것으로 생각되었다(Fig. 7C, Table 1).
- 실험 전의 타히티흑양식진주는 엷은 블랙 내지는 회색의 실체색을 갖고 있었으나 시간이 흐를수록 은의 침투가 실체색에 영향을 주었다. 침투되어가는 상태를 ED-XRF로 분석한 결과 타히티흑양식진주도 은염처리 시간에 따라 점차적으로 은의 양이 늘어났음을 알 수 있었다.
- 여러 종류의 조개에서 생산된 양식진주는 양식된 조개의 종류에 따라 아코야진주조개(Pinctada fucata)에서는 아코야양식진주 (Akoya cultured pearl), 흰진주조개(Pinctada maxima)에서는 남양양식진주(South sea cultured pearl), 검은진주조개(Pinctada margaritifera)에서는 타히티흑양식진주(Tahitian black cultured pearl), 담수조개류인 Hyriopsis schlegelii, Hyriopsis cumingi, Cristaria plicata에서는 담수양식진주(freshwater cultured pearl)로 구분된다.
- 은염처리된 3 종류의 양식진주들은 시간이 흐르면 흐를수록 흑색으로 변하였으며, 진주층의 콘키올린에 은(Ag)의 량이 점차적으로 증가 침투된 것으로 파악되었다(Table 2).
- 은염처리된 담수양식진주 3 개(SFA1, SFA2, SFA3)를 분석한 결과 특징적인 스펙트럼을 발견할 수 없었으며 반사율이 낮았다. 망간 성분과 스트롱티움 성분을 함유하고 있어 담수산으로 판단되었다.
- 망간 성분과 스트롱티움 성분을 함유하고 있어 담수산 진주로 판단되었다. 은의 함유량이 0.1% 이하 범주에 있어 은염처리가 되지 않았을 가능성이 매우 높았다(Fig. 7D, Table 1).
- 자연 색상 그대로가 아닌 것으로 의심되는 담수양식진주 3개(SFE1, SFE2, SFE3)를 분석해본 결과, 특징적인 스펙트럼을 발견할 수 없었고 반사율도 매우 낮았다. 망간과 스트롱티움 성분을 함유하고 있어 담수산으로 판단되었다.
- 자연 색상을 가진 담수양식흑진주 시료 3 개(SFN1, SFN2, SFN3)를 UV-Vis로 분석한 결과, 380-400 nm, 480-500 nm 두개의 특징적 흡수패턴을 가지고 있었지만, 자연산 타히 티흑진주와는 달리 700 nm의 흡수 스펙트럼은 발견할 수 없었다. 따라서 자연 색상의 타히티흑진주와는 구분이 되었으며 반사율이 매우 높아 은염처리가 되지 않았음을 알 수 있었다.
- 제조 경로를 알 수 없는 아코야흑양식진주 3 개(SAN1, SAN2, SAN3)를 분석해 본 결과, 특징적인 스펙트럼을 발견할 수 없었고 반사율은 매우 낮았다. 스트롱티움 성분이 있으므로 해수산으로 판단되었고 은의 함유량은 매우 높아서 은염처리된 것으로 생각되었다(Fig.
- 망간 성분과 스트롱티움 성분을 함유하고 있어 담수산으로 판단되었다. 조사된 3개의 진주 모두 은의 함유량이 0.3% 이상으로 높아서 은염처리가 되었을 가능성이 높았다(Fig. 7E, Table 1).
- 진주를 감별하는 기기 중 ED-XRF를 이용한 성분 분석을 통하여 양식진주가 해수산인지 담수산인지를 판단하며, 은염처리 여부도 진주에 미량 들어있는 은의 함유량으로 판단할 수 있다(Table 1).
- 실험 전의 아코야양식진주는 각각 핑크와 그린의 간섭색에, 화이트의 실체색을 갖고 있었으나 시간이 흐를수록 은의 침투에 의하여 실체색이 영향을 받아 변하였다. 침투되어가는 상태를 ED-XRF로 분석한 결과 아코야양식진주도 은염처리 시간에 따라 점차적으로 은의 양이 늘어났음을 알 수 있었다.
- 실험 전의 담수양식진주는 각각 핑크와 그린의 간섭색(orient color)에, 화이트의 실체색을 갖고 있었으나 시간이 흐를수록 은의 침투에 의하여 실체색이 영향을 받았다. 침투되어가는 상태를 ED-XRF로 분석한 결과 은염처리 시간에 따라 점차적으로 은의 양이 늘어났음을 알 수 있었다.
- 실험 전의 타히티흑양식진주는 엷은 블랙 내지는 회색의 실체색을 갖고 있었으나 시간이 흐를수록 은의 침투가 실체색에 영향을 주었다. 침투되어가는 상태를 ED-XRF로 분석한 결과 타히티흑양식진주도 은염처리 시간에 따라 점차적으로 은의 양이 늘어났음을 알 수 있었다.
- 타히티흑양식진주인 3 개의 진주(STN1, STN2, STN3) 모두에서 자연산 타히티흑양식진주의 특징인 400 nm, 500 nm, 700 nm의 흡수 스펙트럼을 나타내었고 반사율이 높았다. 스트롱티움(Sr) 성분이 있으므로 해수산으로 판단되었다.
- 한편 자연 색상을 지닌 흑진주들은 은의 상대 함량이 약 0.1% 정도인 반면, 은염처리나 염색처리, 또는 두 가지 처리를 병행한 진주는 은의 상대 성분이 0.1% 이상을 나타내고 있음을 알 수 있었다. 즉 은이온의 상대 함량 0.
- 흑진주를 UV-Vis로 분석함에 있어서, 중요한 점은 반사율(reflectance)에 있는데, 본 연구에서 선별된 진주 시료들 중 은염처리 및 염료에 의하여 처리된 진주들은 UV-Vis 분석결과에서, 반사율이 낮은 영역에서 스펙트럼되었다.
후속연구
- 또한 같은 종류의 진주라도 각각의 진주에 따라 은 흡수량에 차이가 있었다. 이러한 현상은 진주층의 각 층의 두께와 은의 침투가 밀접한 관계가 있을 것으로 판단되며, 진주층 두께에 따른 은의 침투율에 대한 연구가 계속되어야할 것으로 사료되었다.
- 향후 원형의 유핵 담수흑양식진주가 생산될 가능성이 높아지면서 유핵 담수흑양식진주와 기타 양식흑진주와의 감별의 필요성이 요구되어 Oh et al.(2003)은 FT-IR(fourier transform infrared spectroscopy), Ar Laser, He-Cd Laser를 이용하여 담수산과 해수산 진주의 감별을 시도한 바 있다.
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