KR101384251B1

KR101384251B1 - 콩깍지 재를 포함하는 유약 조성물

Info

Publication number: KR101384251B1
Application number: KR1020130098874A
Authority: KR
Inventors: 양찬모
Original assignee: 주식회사 도야
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-04-14

Abstract

본 발명은 콩깍지 재를 포함하는 유약 조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하자면, 수비(水飛) 처리된 콩깍지 재 15~40 중량%, 장석 15~40 중량%, 석회석 5~20 중량%, 규석 5~35 중량%, 카올린 10~40 중량%를 포함하여 이루어지고, 특히 생활용 도자기에 시유(施釉)할 경우 청아한 백색 바탕에 은은한 청색 또는 황색 빛이 감도는 토속적인 질감을 발현하는 유약 조성물에 관한 것이다.

Description

콩깍지 재를 포함하는 유약 조성물{Glaze composition containing ashes of bean pod}

본 발명은 콩깍지 재를 포함하는 유약 조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하자면, 수비(水飛) 처리된 콩깍지 재 15~40 중량%, 장석 15~40 중량%, 석회석 5~20 중량%, 규석 5~35 중량%, 카올린 10~40 중량%를 포함하여 이루어지고, 특히 생활용 도자기에 시유(施釉)할 경우 청아한 백색 바탕에 은은한 청색 또는 황색 빛을 발현하는 유약 조성물에 관한 것이다.

유약이란 도자기나 옹기를 제작할 때 그 표면에 시유(施釉)되고 열처리에 의해 융착된 광택 또는 무광택의 유리 피막으로서, 소성된 자기의 투수성을 저하시키고 미감과 강도를 향상시키는 기능을 한다.

일반적으로 도자기용 유약 조성물은 통상 장석, 규석, 석회석, 카올린 등을 주성분으로 하고, 여기에 색소로서 산화크롬, 산화코발트, 산화철, 산화동, 이산화망간 등과 같은 금속산화물을 포함하여 구성된다.

그러나 이러한 종래의 유약 조성물을 생활용 도자기에 사용할 경우, 색소로 사용된 상기 금속산화물이 인체에 악영향을 미칠 우려가 있으므로, 최근에는 천연 식물성 소재를 이용한 환경 친화적 유약 조성물들이 속속 개발되고 있다.

예컨대 특허 제10-1043721호(2011년 06월 16일)에는, 발효된 솔잎 분말 분쇄물 30~50 중량%, 발효된 옻나무 잎사귀 분말 분쇄물 20~40 중량%, 발효되지 아니한 옻나무 껍질 건조 분말 분쇄물 5~15 중량%, 장석 15~25 중량%로 구성된 유약 조성물이 소개되어 있다. 초벌구이 된 도자기에 상기 유약 조성물을 칠하여 소성시키게 되면 도자기 표면에 흑색 또는 짙은 회색 바탕에 흑색의 결정체를 형성하는 특징이 있다.

또한 특허 제10-1079706호(2011년 10월 28일)에는, 콩깍지 재 15~25 중량%, 발효된 솔잎 50~70 중량%, 장석 13~25 중량%, 분쇄된 대합조개 껍질 1~7 중량%로 구성된 도자기용 유약 조성물이 소개되어 있는데, 상기 유약 조성물은 도자기의 표면에 은은한 녹색을 발현하며, 동시에 자연스럽게 물결이 흘러내리는 듯한 모양의 독특한 무늬를 형성한다.

마지막으로 특허 제10-1238266호(2013년 02월 22일)에는, 누에 분을 태운 재의 분말인 누에 분재 10∼60 중량%와, 장석과 도석, 백운석, 석회석, 규석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 유약 원료 40∼90 중량%를 포함하는 유약 조성물이 소개되어 있고, 이러한 유약 조성물은 부드럽고 따듯한 질감과 함께 고급스러운 자연미를 발현한다.

특허 제10-1043721호(2011년 06월 16일) 특허 제10-1079706호(2011년 10월 28일) 특허 제10-1238266호(2013년 02월 22일)

이와 같이 유약 조성물은 그 구성성분에 따라서 서로 다른 색상이나 광택 및 질감을 발현하기 때문에 소비자들의 기호나 요구에 따라 보다 새롭고 다양한 도자기를 생산하기 위해서는 새로운 유약 조성물의 개발이 요구된다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 금속산화물을 사용하지 않고, 처리공정이 용이하며, 도자기 표면에 균열이 발생하지 않고, 한국 고유의 맑고 청아한 백자 바탕에 은은한 청색 빛이나 황색 빛이 감도는 유광 또는 무광의 토속적인 질감을 발현하는 유약 조성물의 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 유약 조성물은, 수비(水飛) 처리된 콩깍지 재 15~40 중량%, 장석 15~40 중량%, 석회석 5~20 중량%, 규석 5~35 중량%, 카올린 10~40 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콩깍지 재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 콩깍지 재는 경기도 파주시 장단면에서 생산되는 장단콩의 콩깍지 재를 사용함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유약 조성물은, 상기 콩깍지 재의 독특한 화학적 조성으로 인해서 한국 고유의 맑고 청아한 백자 바탕에 은은한 청색 빛이나 황색 빛이 감도는 유광 또는 무광의 토속적인 질감을 발현하며, 따라서 주방용 물컵이나 커피잔, 접시 등과 같은 각종 생활용 자기를 제조하는데 매우 적합한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유약 조성물을 시유하여 소성한 백자 컵을 촬영한 실물 사진이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유약 조성물을 시유하여 소성한 백자 컵을 촬영한 실물 사진이다.

본 발명에 따른 유약 조성물은, 수비 처리된 콩깍지 재 15~40 중량%, 장석 15~40 중량%, 석회석 5~20 중량%, 규석 5~35 중량%, 카올린 10~40 중량%를 포함하여 이루어진다.

먼저 상기 콩깍지 재는 소성 후 도자기 표면에 유리질을 형성하는 보조 재료로서, 청색 또는 황색의 고유한 색상과 표면 광택을 발현하는데 영향을 미치며, 특히 본 발명에 따라 수비 공정을 거친 콩깍지 재를 사용한다.

일반적으로 수비(水飛)라 함은 자연에서 채취한 도자 원료들을 도자기 작업(성형, 건조, 소성)에 적합하도록 불순물을 제거하고 입도를 조절하는 과정을 말한다. 본 발명에 따른 콩깍지 재의 수비 공정은, 수확이 끝난 콩깍지를 잘 건조하여 불에 소각하고, 그 재를 수거하여 충분한 양의 물에 넣고 교반하여 120 메쉬 체에 걸려낸 다음, 체에 걸려진 고형물은 제거하고 재 현탁액만 따로 모아서 하루 정도 정치(定置)하면 재 입자가 밑으로 가라앉아 맑은 윗물과 분리 된다.

이어 분리된 윗물을 제 하고, 여기에 다시 새로운 물을 충분한 양으로 채워 충분히 교반하고 하루 정도 정치한 후에 다시 윗물을 제거한다. 이러한 과정을 3번 반복한 후 바닥에 가라앉은 걸쭉한 잿물죽(정제된 고운 잿물)을 응달에서 완전 건조하면 수비(水飛) 처리된 콩깍지 재가 미세한 분말 상태로 수득된다.

본 발명에 따라 수비한 콩깍지 재와, 수비를 하지 않은 콩깍지 재의 성분을 분석하여 비교해 보면 다음 표 1 및 표 2와 같은 차이가 있다.

수비를 실시한 콩깍지 재 (단위 : 중량%)

성분	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	TiO₂	MnO	기타	IG. loss	합계
분자량	60	102	160	40	56	62	94	142	80	71
XRF측정 성분비	20.09	8.41	3.43	24.32	23.81	0.15	5.12	11.34	0.35	1.16	1.80		100.0
IG.loss 성분비	14.45	6.05	2.46	17.49	17.12	0.11	3.68	8.155	0.25	0.84	1.29	28.10	100.0
mol비	0.24	0.06	0.02	0.44	0.31	0.00	0.04	0.06	0.00	0.01			1.17

수비를 하지 않은 콩깍지 재 (단위 : 중량%)

성분	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	TiO₂	MnO	기타	합계
XRF측정 성분비	18.65	7.46	3.25	21.77	21.60	0.19	13.11	10.33	0.35	1.03	2.26	100.01
mol비	0.31	0.07	0.02	0.54	0.39	0.00	0.14	0.07	0.00	0.01		1.57

상기 수비 공정은 콩깍지 재 속에 포함되어 있는 불완전 연소된 굵은 입자와 염기성 성분을 제거하기 위한 것으로, 실제로 상기 표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이, 수비를 실시한 콩깍지 재에서는 염기성 성분인 Na₂O와 K₂O의 함량이 대폭 감소한 것을 알 수 있다. 만일 수비 공정을 거치지 않은 콩깍지 재를 사용하면, 균일하지 못한 굵은 입자와 염기성 성분 때문에 소성 후 도자기 표면에 요철이 발생하거나 색조가 변하는 등 원하지 않는 결과물을 얻을 수 있다.

본 발명에서 수비 처리된 콩깍지 재의 함량이 15 중량% 미만이면, 유약이 잘 녹지 않아 거친 표면이 형성되거나 유약 말림현상( 유약층이 건조 수축되거나, 소성 중에 이슬방울처럼 유약이 말려 벗겨지는 현상 )이 나타나게 되고, 반대로 40 중량%를 초과하면 유약의 흐름성과 색상 발현에 원하지 않는 영향을 미치게 된다. 상기 콩깍지 재는 특별한 제한은 없으나, 경기도 파주시 장단면 일대에서 생산되는 소위 ‘장단콩’ 콩깍지를 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로 장석(feldspar; 長石)은 칼륨, 나트륨, 칼슘, 바륨을 함유한 알루미늄 규산염 광물로서, 화강암의 주요 구성성분이며, 칼륨장석, 나트륨장석, 칼슘장석의 세 가지 단성분의 계열로 주로 산출된다. 칼륨장석과 나트륨장석 및 칼슘장석과 나트륨장석은 연속 고용체를 이루는데, 각각을 알칼리장석, 사장석이라 총칭한다.

본 발명에서 장석은 융제(融劑)로서 유약의 용융점을 저하시키는 기능을 한다. 따라서, 상기 장석의 함량이 15 중량% 미만이면, 유약이 잘 녹지 않아 거친 표면이 형성되거나 유약 말림 현상이 나타나는 문제가 있고, 반대로 40 중량%를 초과하면 유약의 흐름성과 색상 발현에 문제가 있다. 상기 장석은 특별한 제한은 없으나, 충남 부여산을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 석회석(limestone; 石灰石)은 탄산칼슘(CaCO₃)을 주성분으로 하는 수성암의 일종으로서, 해수 속의 화학 침전이나 탄산 석회질의 껍데기가 있는 생물의 화석 등에 의해 생성된 것이다. 일반적으로 CaO의 함량이 45% 이상인 석회석이 채굴되고 있으며, 불순물로는 이산화규소, 알루미나, 마그네시아 등이 포함되어 있다. 산업적으로는 중화제로 사용할 수 있지만 탄산가스가 발생하기 때문에 장시간 교반해서 폭기를 실행할 필요가 있고, 그 외에 석탄, 시멘트, 유리, 카바이드의 원료, 제철, 화학 공업 등 용도가 다양하다.

상기 석회석은 용매제로서 용융점을 저하시키는 기능을 하며, 유약 표면 광택과 유연성에도 영향을 미친다. 상기 석회석의 함량이 5 중량% 미만이면, 유약이 잘 유약이 용해되지 않아 소성 후 도자기 표면이 거칠게 될 우려가 높은 문제가 있다. 상기 석회석은 특별한 제한은 없으나, 충북 청주산을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 규석(silica stone; 硅石)은 화학성분이 무수규산(無水硅酸; SiO₂)으로서 순도가 높고 흰색의 것을 백규석이라 하며, 페그마타이트·석영맥(石英脈)·규암·처트(chert) 등 에서 산출되고, 규산분은 95~97 % 이상이다. 특히 페그마타이트에 포함된 것은 장석과 함께 채굴되므로 장규석(長硅石)이라 하고, 백규석은 주로 유리·도자기·규소·페로실리콘의 원료로 사용된다.

한편, 연규석(軟硅石)은 석영질 암석이 풍화하여 토상(土狀)을 이룬 것으로 다소 점토가 혼합되어 있으며, 내화(耐火) 모르타르나 시멘트의 혼합재로 사용되고, 규산분이 90 % 정도이다. 노재(爐材) 규석은 처트의 일종으로, 철분을 함유하므로 적색을 띠는 각력(角礫)이 있으며 내화벽돌의 주원료가 된다. 내장석(內張石)은 규석의 작은 조각으로, 지름이 5~15cm이며, 도자기 원료 분쇄용 볼밀(ball mill)의 내장용에 사용된다

본 발명에서는 백규석을 사용하는 것이 바람직하며, 유약의 주재료로서 유리질을 형성하며 백색도를 증가시키는 기능을 한다. 상기 규석의 함량이 5 중량% 미만일 경우, 유약이 잘 녹지 않아 표면이 거칠어지는 문제점이 있으며, 반대로 35 중량%를 초과하면 유약이 잘 녹지 않거나 유약 말림 현상이 나타나며 노란색 반점이 너무 많이 형성되는 문제가 있다. 상기 규석은 특별한 제한은 없으나, 충남 부여산을 사용하는 것이 바람직하다.

마지막으로 카올린(kaolin)은 기본 화학식이 Al₂Si₂O₅(OH)₄로 표시되며, 자토(磁土) 또는 백도토(白陶土)라고도 한다. 고순도의 점토로서, 순백(純白)한 것은 도자기의 주원료로 사용된다. 광물학적으로는 카올리나이트(kaolinite)로부터 이루어지는 것으로 여겨져 왔었으나, 같은 화학식을 지니는 것으로서 나크라이트와 디카이트가 있으며, 카올린 광물에는 이들 3종이 있다.

본 발명에서 상기 카올린은 유약 슬립을 현탁 시키고, 나아가 상기 유약 슬립을 소지(素地)에 점착시키며, 상기 카올린의 함량이 10 중량% 미만이면 도자기 표면에서 유약층이 박리될 우려가 있고, 반대로 40 중량%를 초과하면 노란색 반점이 너무 많이 형성되어 바람직하지 않다. 상기 카올린은 특별한 제한은 없으나, 경남 하동산을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유약 조성물은 상기와 같은 5가지 필수적 구성성분으로 이루어지며, 제겔식(Seger formula)으로 표시했을 때 다음 표 3과 같은 화학적 조성을 갖는 것이 바람직하다. 다음 표 3에서 기본유는 수비 처리된 장단콩 콩각지 재와, 부여산 장석, 그리고 청주산 석회석을 혼합한 것이다.

구 분	염기성 성분	중성 성분	산성 성분
기 본 유	0.06 K₂O	0.15 Al₂O₃	1.08 SiO₂
	0.06 Na₂O
	0.56 CaO
	0.32 MgO
카올린(하동산)	-	0.34 Al₂O₃	0.81 SiO₂
규석(부여산)	-	-	1.66 SiO₂

[실시예]

이하, 본 발명에 대한 실시예를 설명한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것이므로, 이들 실시예에 의해서 본 발명의 보호범위가 제한되는 것은 아니다.

가. 수비 처리된 콩깍지 재의 제조

장단콩 콩깍지를 태운 재를 수거하여 맑은 물에 투입하고, 충분히 교반한 다음, 120mesh 체로 걸러서 하루 정도 정치(定置)후 윗물은 버리고, 밑으로 가라앉은 걸쭉한 재 현탁액만 따로 수거한다.

상기 재 현탁액에 맑은 물을 충분히 주입하고 교반하여 다시 하루정도 정치(定置)한 다음, 재와 물이 분리되면 위의 동일한 과정을 3회 반복 후 수거된 걸쭉한 잿물죽을 응달에서 완전 건조시켜 유약 재료로 사용한다.

나. 유약 조성물의 제조

상기 표 3의 제겔식에 표시된 화학적 조성을 만족하도록 다음 표 4와 같은 구성성분 및 조성 비율로 유약 조성물을 제조하였다. 이때, 콩깍지 재는 상기와 같은 방법으로 수비 처리된 콩깍지 재를 사용하고, 장석은 부여산, 석회석은 청주산, 규석은 부여산, 카올린은 하동산을 각각 사용하였다.

( 단위; 중량% )

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
콩깍지 재	28.15	26.58	25.13	17.65	19.87
장석	28.15	26.58	25.13	17.65	19.87
석회석	14.07	13.29	12.56	8.82	9.93
규석	18.04	11.66	6.15	34.08	17.60
카올린	11.59	21.89	31.03	21.80	32.73
합 계	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00

다. 백자 컵의 소성

상기 표 4의 실시예 1 내지 5에 따라 제조된 유약 조성물을 각각 약 1.5 배량의 물에 혼합하고, 이러한 유약을 각각 주방용 백자 컵의 절반 부분에만 시유한 다음, 가스 가마에 넣고 환원 분위기로 1,250℃의 온도로 소성하여 백자 컵을 제조하였다.

첨부 도 1은 백자 컵의 하반부(도 1 사진의 위쪽)에다 실시예 1의 유약 조성물을 시유하고 소성한 상태를 촬영한 사진으로서, 청아한 백색 바탕에 은은한 청색을 띠며 광택이 있는 질감을 나타내고 있으며, 유약 조성물을 시유하지 않은 상반부(도 1 사진의 아래쪽)는 소지 자체의 투박한 색상이 그대로 발현되었다.

그리고 실시예 2의 유약 조성물을 시유한 백자 컵은 상기 실시예 1과 색상은 유사하지만 광택이 다소 약한 질감을 나타내었으며, 양자 모두 컵 표면에 균열이나 유약 말림 현상은 전혀 발견되지 않았다.

또한, 첨부 도 2는 백자 컵의 하반부((도 1 사진의 위쪽)에다 실시예 3의 유약 조성물을 시유하고 소성한 상태를 나타낸 것으로, 은은한 황색 빛을 띠며 광택이 거의 없는 질감을 보여주고 있다. 그리고, 실시예 4는 청색 빛에 약한 유광, 실시예 5는 청색 빛에 무광의 질감을 발현하는 것으로 나타났다.

일반적으로 도자기는 여러 가지 요인에 의해서 유광으로 발현되기도 하고 무광으로 발현되기도 하는데, 본 발명에서는 유광 또는 무광 발현에 가장 큰 영향을 미치는 요인이 규석과 카올린의 함량 비율의 차이인 것으로 파악된다. 즉, 규석과 카올린의 순서와 상관없이 함량 비율이 1:1~1:3 범위 내에서는 유광으로 발현되며, 1:4 이상이 되면 무광으로 발현되는 것이다.

본 발명에 따른 유약 조성물은 특히 물 컵이나 커피잔, 접시, 사발 등과 같은 생활용 백자기에 시유할 경우, 청아한 백색 바탕에 은은한 청색 빛이나 황색 빛이 감도는 유광 또는 무광의 토속적인 질감을 발현하는 것으로 확인되었다.

Claims

수비(水飛) 처리된 콩깍지 재 19.87 중량%, 장석 19.87 중량%, 석회석 9.93 중량%, 규석 17.60 중량%, 카올린 32.73 중량%으로 이루어지며,
상기 콩깍지 재와 장석 및 석회석으로 이루어진 기본유는 다음 도표에 표시된 제겔식(Seger formula)과 같은 화학적 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 콩깍지 재를 포함하는 유약 조성물.
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