KR101818648B1 - 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법 및 이에 의해 제조된 도자기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 3차원 스캐닝을 통해 삼베의 씨줄과 날줄이 교차된 형상의 3차원 디지털 문양을 획득하는 제1단계, 획득된 문양에 대응하는 형상이 내벽에 형성된 석고몰드를 제작하는 제2단계, 석고몰드 내에 소지조성물을 주입하고 압착하여 목적하는 형태로 소지를 제조하는 제3단계, 석고몰드로부터 소지를 탈형하는 제4단계, 탈형된 소지를 1차 소성하는 제5단계, 1차 소성이 완료된 소지에 유약을 바르는 제6단계, 유약이 도포된 소지를 2차 소성하는 제7단계를 포함하여 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기를 제조하는 방법을 제공하며, 입도가 200 내지 300㎛로 제어된 원료를 사용하는 소지조성물을 습윤압착강도 320kgf/cm2 이상의 석고몰드를 사용하여 압착성형함으로써 도자기의 표면에 미세한 삼베의 결을 구현하는 특징으로 할 수 있다.
Description
본 발명은 표면에 전통문양인 삼베의 결이 표면에 구현된 도자기 제조방법 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 디자인 기술에 의해 삼베의 결을 스캐닝하여 데이터화한 뒤, 삼베의 결이 내측에 형성된 고강도의 석고몰드를 제작하고 이를 이용하여 소지조성물을 압착성형함으로써 표면에 미세하고 세밀한 삼베의 결이 구현된 도자기의 제조방법 및 이에 의해 제조된 도자기에 관한 것이다.
도자기는 점토, 장석, 규석 등의 원료를 일정 비율로 혼합한 뒤, 목적하는 형태로 성형하고 높은 온도의 가마에서 소성함으로써 경화시킨 제품을 의미하며, 예술적 가치가 우수하여 장식의 용도로 사용될 수 있으나, 주로 식기 도구 등의 생활도자기로 사용되고 있다.
최근 생활수준의 향상으로 소비자들은 도자 주방용품의 실용성뿐만 아니라 미적 요소를 중요시하여 제품을 선택하며, 이러한 추세에 부합하기 위하여 도자기 제조업체는 다양한 디자인 기술을 적용하여 실용성과 심미성을 동시에 갖춘 도자 주방용품을 개발 및 출시하고 있다.
종래기술에서 도자기의 표면을 장식하는 기법은 초벌구이한 도자기의 표면에 각종 문양을 수작업으로 그리거나 음각하는 방식 또는 음각된 곳을 다른 색상 및/또는 다른 소재로 메워 장식하는 방식 등이 알려져 있으며, 보다 다양한 색채를 사용하여 용이하게 표면을 장식하기 위하여 문양이 인쇄된 전사지를 사용하여 초벌구이한 도자기의 표면에 전사지를 붙이고 코팅하는 방식이 개발되어 사용되고 있다.
그러나 충격에 의해 파손 및 변형되기 쉬운 도자기를 상기와 같은 기법으로 표면을 장식하는 것은 매우 까다로운 작업이며, 대량생산이 곤란하다는 단점이 있었다. 비교적 양산성이 용이한 전사코팅 방식을 이용하더라도 굴곡면을 갖는 도자기의 표면에 전사지를 붙이는 작업은 수작업으로 이루어지고, 입체적인 형상을 표현하기 곤란하였다.
관련하여 대한민국 등록특허 제10-1136650호(발명의 명칭: 도자기 장신구의 제조방법 및 이에 의해 제조된 도자기 장신구, 이하 종래기술 1이라고 한다.)는 재질 표면에 원형을 조각한 후 실리콘액을 붓고, 하루동안 실온에서 방치시킨 다음, 굳어진 실리콘 몰드를 원형으로부터 떼어내어 완성된 실리콘 몰드를 얻는 단계, 물, 소지 및 분산제를 혼합하여 유동성 상태의 슬립을 제조하는 단계, 실리콘 몰드에 슬립을 1차 및 2차 도포하고 냉동시키는 단계, 상기 냉동된 소지가 부착된 실리콘 몰드로부터 소지를 탈형하는 단계 및 탈형된 소지를 자연건조시키고 소성하는 단계를 포함하는 도자기 장신구의 제조방법에 관하여 개시한 바 있다.
종래기술 1은 재료의 표면에 원형을 조각한 뒤, 실리콘 액을 부어 굳어진 실리콘 몰드에 슬립을 도포하고 냉동 성형하는 방식으로 도자기 장신구를 제조방법에 관하여 개시하고 있으나, 상기와 같은 방식은 수작업으로 재료의 표면을 조각하여 몰드를 제조함에 따라 디자인이 달라질 때 마다 수작업으로 원형을 조각하여야 하고, 미세한 질감을 구현하기에는 제한될 수 있으며, 대형 도자 제품을 제조하기에 곤란하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 수작업으로 구현하기에 곤란한 섬세한 문양을 디지털 디자인 기술을 활용하여 도자기의 표면에 구현하는 것을 일목적으로 한다. 또한, 본 발명은 디지털 디자인 기술을 도자기 제조에 활용하여 자연친화적이고 세밀한 삼베의 결을 도자기의 표면에 구현함과 동시에 압착성형방식을 적용하여 대량생산이 용이한 도자기 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법은 3차원 스캐닝을 통해 삼베의 씨줄과 날줄이 교차된 형상의 3차원 디지털 문양을 획득하는 제1단계, 상기 제1단계에서 획득된 문양에 대응하는 형상이 내벽에 형성된 석고몰드를 제작하는 제2단계, 상기 제2단계에서 제작된 석고몰드 내에 소지조성물을 주입하고 압착하여 목적하는 형태로 소지를 제조하는 제3단계, 상기 석고몰드로부터 소지를 탈형하는 제4단계, 상기 제4단계에서 탈형된 소지를 1차 소성하는 제5단계, 상기 1차 소성이 완료된 소지에 유약을 바르는 제6단계, 상기 제6단계에서 유약이 도포된 소지를 2차 소성하는 제7단계를 포함하고, 입도가 200 내지 300㎛로 제어된 원료를 사용하는 소지조성물을 습윤압착강도 320kgf/cm2 이상인 석고몰드를 사용하여 압착성형함으로써 도자기의 표면에 미세한 삼베의 결을 구현할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제3단계에서의 소지조성물은 i) 점토 25 내지 45wt%, 장석 25 내지 40wt%, 규석 5 내지 40wt%, 경질재료 5 내지 40wt%, 및 CaCO3, MgCO3를 포함하는 알칼리토류 물질 5 내지 15wt%를 배합하는 단계, ii) 상기i) 단계로부터의 혼합물을 분쇄하여 200 내지 300㎛로 입도를 제어하는 단계, iii) 상기 ii) 단계에서 분쇄가 완료된 혼합물에 용매 및 유기바인더를 첨가하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 iii) 단계에서의 유기바인더는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 소지의 1차 소성은 800 내지 900℃에서 9 내지 10시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 유약은 장석 30 내지 40wt%, 석회석 20 내지 30wt%, 유리프릿 20 내지 30wt%, 점토 5 내지 10wt% 및 규석 5 내지 10wt%를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 2차 소성은 1250 내지 1280℃에서 12 내지 14시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제5단계와 제6단계의 사이에 1차 소성이 완료된 소지를 조각 및 채색하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디지털 디자인 기술을 활용하여 제조된 석고몰드에 소지조성물을 압착성형하는 방식으로 도자기를 제조함에 따라 수작업으로 구현하기에 곤란한 세밀한 텍스춰를 도자기 표면에 구현할 수 있다는 제1효과, 도자 제품의 심미성 향상에 기여할 수 있다는 제2효과, 대량생산이 용이하다는 제3효과를 갖는다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기의 실제 사진이다.
이하에서는 도면 및 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 디지털 디자인 기술을 도자기 제조에 접목하여 도자 제품의 표면에 삼베의 결과 같은 미세한 질감을 구현하는 방법에 관한 것으로, 이와 같은 미세한 질감을 구현하기 위하여 레이저 스캐닝을 통해 삼베의 결을 3차원 디지털 문양으로 획득하고, 획득된 문양이 내측에 형성된 석고몰드를 제조하여 도자기 소지를 상기 석고몰드로 압착성형하여 도자기를 제조한다.
본 발명의 일실시예에서 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기는 3차원 스캐닝을 통해 삼베의 씨줄과 날줄이 교차된 형상의 3차원 디지털 문양을 획득하는 제1단계, 제1단계에서 획득된 문양에 대응하는 형상이 내벽에 형성된 석고몰드를 제작하는 제2단계, 제2단계에서 제작된 석고몰드 내에 소지조성물을 주입하고 압착하여 목적하는 형태로 소지를 제조하는 제3단계, 석고몰드로부터 소지를 탈형하는 제4단계, 제4단계에서 탈형된 소지를 1차 소성하는 제5단계, 1차 소성이 완료된 소지에 유약을 바르는 제6단계, 유약이 도포된 소지를 2차 소성하는 제7단계를 포함하여 제조될 수 있다. 이하, 상기 제조방법을 각 단계별로 상술하는 방식으로 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 제1단계는 3차원 레이저 스캐닝을 통해 삼베의 결을 3차원 디지털 이미지로 획득하는 단계이다. 삼베는 씨줄과 날줄이 매우 세밀하게 교차된 형상이며, 3차원 레이저 스캐닝을 통해 이러한 삼베의 미세조직 구조를 디지털 문양으로 획득할 수 있다.
본 발명의 제2단계는 제1단계에서 획득된 문양에 대응하는 형상이 내벽에 형성된 석고몰드를 제조하는 단계이다. 구체적으로는 레이저 스캐닝을 통해 획득된 디지털 문양이 내측에 형성된 원형을 제작하고 이에 석고반죽을 도포한 뒤 굳혀서 삼베의 결이 내측에 형성된 석고몰드를 제작한다. 본 발명은 압착성형을 통해 도자기를 제조함에 따라 압착성형방식에 적합한 물성을 가지면서도 입체적이고 세밀한 삼베의 결이 도자기의 표면에 잘 구현될 수 있도록 석고몰드를 제작하여야 한다. 본 발명의 일실시예에서 석고몰드는 소석고를 50중량% 이상 포함하고, 금속 또는 고분자 수지 구조체를 내장함으로써 습윤 압축강도가 320kgf/cm2 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명에 따른 석고몰드는 상기와 같이 고강도의 습윤 압축강도를 가짐에 따라 이를 사용하여 소지를 압착성형함으로써 세밀하고 입체적인 삼베의 결을 구현할 수 있는 것이다. 또한, 석고몰드는 후술하는 단계에서 소지의 탈형이 용이하도록 여러 개의 조각으로 제조될 수도 있음을 명시한다.
본 발명의 제3단계는 제작된 석고몰드 내에 소지조성물을 주입하고 압착하여 목적하는 형태로 소지를 제조하는 단계이다. 본 발명의 제3단계에서 소지조성물은 i) 점토 25 내지 45wt%, 장석 25 내지 40wt%, 규석 5 내지 40wt%, 경질재료 5 내지 40wt%, 및 CaCO3, MgCO3를 포함하는 알칼리토류 물질 5 내지 15wt%를 배합하는 단계, ii) 상기i) 단계로부터의 혼합물을 분쇄하여 200 내지 300㎛로 입도를 제어하는 단계, iii) 상기 ii) 단계에서 분쇄가 완료된 혼합물에 용매 및 유기바인더를 첨가하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 iii) 단계에서의 유기바인더는 고가소성인 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 소지조성물은 원료성분의 입도크기를 200 내지 300㎛로 제어함에 따라 세밀하고 입체적인 삼베의 결을 용이하게 구현할 수 있다. 아울러, 세밀하고 정교한 삼베의 결을 소지의 표면에 구현하기 위해서는 석고몰드의 기계적 허용 한계 내에서 일정치 이상의 압력이 가해져야 한다. 또한, 석고몰드는 압착성형 공정 중에 많은 양의 수분을 흡수하므로 재사용을 위해 20 내지 60℃에서 2시간 이상 건조된 후 재사용하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제4단계는 석고몰드로부터 소지를 탈형하는 단계이다. 소지를 탈형하는 방법은 공지기술을 따르며, 제2단계에서 석고몰드를 여러 개의 조각으로 제조하는 경우 석고몰드를 분해함으로써 소지를 탈형 할 수 있으며, 이젝터를 구비하여 탈형 할 수도 있음은 자명하다. 또한, 본 발명의 일실시예에서는 제4단계와 제5단계의 사이에 소지를 20 내지 80℃에서 건조하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 제5단계는 소지를 1차 소성하는 단계이다. 본 발명의 일실시예에서 소지의 1차 소성은 800 내지 900℃에서 9 내지 10시간 동안 수행될 수 있으며, 이는 소지를 소성하여 경도를 증대시킴으로써 후술하는 유약 도포 단계를 용이하게 하기 위함이다. 또한, 제5단계 이후, 1차 소성이 완료된 소지를 조각 및 채색하는 단계를 더 포함하여 심미성을 보다 향상시키는 것도 가능할 수 있다.
본 발명의 제6단계는 1차 소성이 완료된 소지에 유약을 도포하는 단계이다. 본 발명의 일실시예에서, 유약은 장석 30 내지 40wt%, 석회석 20 내지 30wt%, 유리프릿 20 내지 30wt%, 점토 5 내지 10wt% 및 규석 5 내지 10wt%를 포함하여 제조되는 것일 수 있으며, 이는 1차 소성이 완료된 소지의 표면에 얇게 도포되어 광택성을 향상시켜 준다. 또한, 유약을 도포하는 방법은 공지기술을 따르며, 담금질, 스프레이 도포 등 다양한 유약 도포 방법 중에서 선택된 하나의 방법으로 실시될 수 있다. 아울러 본 발명에 따른 유약은 도자기의 광택성을 향상시켜 주면서도 내마모성이 우수하여 표면에 스크래치가 발생하는 것을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 제7단계는 유약이 도포된 소지를 2차 소성하는 단계이다. 본 발명의 일실시예에서 2차 소성은 1250 내지 1280℃에서 12 내지 14시간 동안 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기의 실제 사진이며, 이하에서는 일실시예에 따라 제조된 도자기의 물성시험 결과를 기재한다.
[소지의
꺾임강도
측정]
소지의 강도를 평가하기 위하여 소지의 꺾임강도 시험을 KS L1591 규격에 따라 실시하였다. 시편을 36mm(길이) X 4.0mm(너비) X 3.0(두께)의 크기로 준비한 뒤, Instron 장비를 이용하여 3점 꺾임강도를 측정하였으며, 80MPa인 것으로 확인되었다.
[유약의 투광도 평가]
유약의 투광도는 분광광도계를 이용하여 측정하였으며, 투광도는 70(기준치 100)으로 확인되었다.
[유해물질 용출 시험]
유약을 입힌 도자기로부터 유해물질이 용출되는지의 여부를 평가하기 위하여 KS L1204 규격에 따라 납과 카드뮴의 용출시험을 실시하였다. 시험결과 납과 카드뮴의 함량은 각각 2ppm, 0.5ppm 미만으로 적합한 수치를 갖는 것으로 확인되었다.
[문양의
구현성
]
본 발명에 따른 제조방법으로 삼베의 결과 같은 미세한 문양이 도자기의 표면에 잘 구현되는지를 평가하고자 제작된 도자기의 문양을 3차원 스캐닝하여 데이터화한 뒤, 삼베의 결을 3차원 스캐닝하여 얻어진 데이터와의 유사도를 비교하여 문양의 구현성을 정량적으로 측정하였다. 유사도의 정량적 측정은 Delcam사의 Powershape2015 CAD 소프트웨어를 이용하여 산출되었다. 산출 결과 문양의 구현성은 80%인 것으로 확인되었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (8)
- 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기를 제조하는 방법에 있어서,
3차원 스캐닝을 통해 삼베의 씨줄과 날줄이 교차된 형상의 3차원 디지털 문양을 획득하는 제1단계;
상기 제1단계에서 획득된 문양에 대응하는 형상이 내벽에 형성된 석고몰드를 제작하는 제2단계;
상기 제2단계에서 제작된 석고몰드 내에 소지조성물을 주입하고 압착하여 목적하는 형태로 소지를 제조하는 제3단계;
상기 석고몰드로부터 소지를 탈형하는 제4단계;
상기 제4단계에서 탈형된 소지를 1차 소성하는 제5단계;
상기 1차 소성이 완료된 소지에 유약을 바르는 제6단계;
상기 제6단계에서 유약이 도포된 소지를 2차 소성하는 제7단계; 를 포함하고,
입도가 200 내지 300㎛로 제어된 원료를 사용하는 소지조성물을 습윤압착강도 320kgf/cm2 이상의 석고몰드를 사용하여 압착성형함으로써 도자기의 표면에 미세한 삼베의 결을 구현하는 것을 특징으로 하고,
상기 석고몰드는 소석고를 50중량% 이상 포함하고, 금속 또는 고분자 수지 구조체를 내장함으로써 습윤 압축강도가 320kgf/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제3단계에서의 소지조성물은,
i) 점토 25 내지 45wt%, 장석 25 내지 40wt%, 규석 5 내지 40wt%, 경질재료 5 내지 40wt%, 및 CaCO3, MgCO3를 포함하는 알칼리토류 물질 5 내지 15wt%를 배합하는 단계;
ii) 상기i) 단계로부터의 혼합물을 분쇄하여 200 내지 300㎛로 입도를 제어하는 단계;
iii) 상기 ii) 단계에서 분쇄가 완료된 혼합물에 용매 및 유기바인더를 첨가하는 단계;
를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 iii) 단계에서의 유기바인더는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 1차 소성은 800 내지 900℃에서 9 내지 10시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제6단계에서의 유약은 장석 30 내지 40wt%, 석회석 20 내지 30wt%, 유리프릿(glass frit) 20 내지 30wt%, 점토 5 내지 10wt% 및 규석 5 내지 10wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 2차 소성은 1250 내지 1280℃에서 12 내지 14시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제5단계와 상기 제6단계의 사이에 1차 소성이 완료된 소지를 조각 및 채색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기 제조방법.
- 청구항 1에 따른 제조방법에 의해 제조된 표면에 삼베의 결이 구현된 도자기.
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