KR20130095438A - 통기성 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법 - Google Patents

통기성 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물로서, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 물을 흡수하게 되면 팽창하는 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 통기성 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 다수의 기공이 형성되게 하여 통기성을 부여할 수 있어 음식맛을 좋게 하는 숨쉬는 용기로 사용될 수 있으며, 내열성이 뛰어나고, 강도가 우수한 통기성 자기를 제조할 수 있다.

Description

통기성 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법{Composite for porous ceramic ware and manufacturing method of porous ceramic ware using the composite}
본 발명은 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 자기의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 기공이 형성되어 통기성을 나타낼 수 있는 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법에 관한 것이다.
근래에 들어 친환경 소재에 관한 관심이 폭발적으로 증가하면서 자연스럽게 예로부터 전승되어온 우리 전통 소재에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.
도자기는 도기(陶器)와 자기(磁器)를 포함하는 용어이다. 도자기에는 점토, 장석, 규석, 납석, 도석 등의 원료가 주로 사용되며, 도자기는 이들 원료를 일정 비율로 혼합하여 성형한 다음 소성하여 경화시킨 제품을 말한다. 도기는 흡수율이 크므로 두드려 보았을 때 탁한 음을 내고 내구성이 비교적 약하다. 자기는 흡수율이 거의 없어 두드려 보았을 때 맑은 음을 내고 내구성이 뛰어나다.
근래에는 도자기 제품의 물성 증진 및 특성 부여를 위하여 사용되는 원료를 물리적/화학적으로 정제하거나 다른 원료로 대치하는 연구가 활발하게 진행 중이다.
근래에는 생활식기 분야는 가볍고 얇으며 대형의 새로운 물성을 갖는 제품이 요구되고 있다.
특히 우리 고유의 음식문화를 발전시켜온 옹기는 생활식기로서 저장용기 등의 용도로 오래전부터 사용되어 왔다. 이러한 옹기를 사용하여 조리한 음식물의 맛의 우수성에 대한 논의가 활발하다. 옹기는 특유의 기공 구조로 인하여 숨을 쉬는 도기라고 알려져 있다.
그러나, 생활식기로서 백자, 청자 혹은 분청사기와 자기가 더욱더 보편적으로 사용되고 있고, 이들이 숨쉬는 용기로 만들어진다면 생활식기용 자기의 파급효과가 클 것으로 기대된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 기공이 형성되게 하여 통기성을 부여할 수 있어 음식맛을 좋게 하는 숨쉬는 용기로 사용될 수 있으며, 내열성이 뛰어나고, 강도가 우수한 통기성 자기의 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물로서, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 통기성 자기용 소지 조성물을 제공한다.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.
상기 통기성 자기용 소지 조성물은 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 출발원료를 분쇄하는 단계와, 분쇄된 상기 출발원료에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 혼합하는 단계와, 상기 규사가 혼합된 출발원료를 원하는 형태로 성형하고 건조하는 단계 및 성형된 출발원료를 900∼1200℃의 온도에서 소성하여 통기성 자기를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기의 제조방법을 제공한다.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.
상기 출발원료는 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출발원료는 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출발원료는 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출발원료는 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 통기성 자기용 소지 조성물에 의하면, 자기에 다수의 기공이 형성되어 통기성을 나타내며, 따라서 생활식기로서 통기성 자기는 숨쉬는 용기로 사용될 수 있어 음식맛을 좋게 하는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 통기성 자기용 소지 조성물에 내열성과 열충격 저항성이 우수한 코디어라이트(cordierite) 또는 페탈라이트(petalite)가 함유됨으로써 내열성이 우수한 통기성 자기를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 통기성 자기용 소지 조성물에 강도가 우수한 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4), 뮬라이트(mullite) 또는 지르코니아(ZrO2)가 함유됨으로써 강도가 우수한 통기성 자기를 제조할 수 있다.
도 1은 투과도 측정 그래프의 예이다.
도 2는 투과도 측정을 위한 장치의 개략도이다.
도 3은 투과도 측정을 위한 장치의 실제 모습을 보여주는 사진이다.
도 4는 청자 시편의 소성 온도에 따른 사진이다.
도 5는 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 사진이다.
도 6은 백자 시편의 소성 온도에 따른 사진이다.
도 7a는 1200℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이고, 도 7b는 1300℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이ㄷ다.
도 8a는 1200℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 8b는 1300℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 9a는 1200℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 9b는 1300℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 10은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 청자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 11은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 12는 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 13은 실시예 2에 따라 1200℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 주사전자현미경 사진이다.
도 14는 실험예 2에 따라 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하에서 자기라 함은 일상 생활에서 주로 사용되는 백자, 청자, 분청사기를 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기성 자기용 소지 조성물은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물로서, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.
상기 통기성 자기용 소지 조성물은 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 내열성을 갖는 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기성 자기의 제조방법은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 출발원료를 분쇄하는 단계와, 분쇄된 상기 출발원료에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 혼합하는 단계와, 상기 규사가 혼합된 출발원료를 원하는 형태로 성형하고 건조하는 단계 및 성형된 출발원료를 900∼1200℃의 온도에서 소성하여 통기성 자기를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기의 제조방법을 제공한다.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.
상기 출발원료는 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출발원료는 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출발원료는 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출발원료는 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 통기성 자기용 소지 조성물에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기성 자기용 소지 조성물의 출발원료로는 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함한다. 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 물을 흡수하게 되면 팽창하는 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
규석은 통기성 자기 소지에서 백색도를 높이고 자기의 골격을 유지하는 역할을 한다. 규석은 통기성 자기용 소지 조성물에 20∼50중량% 함유되는 것이 바람직하다. 규석의 함량이 15중량% 미만일 경우에는 통기성 자기의 백색도가 저하될 수 있고, 규석의 함량이 50중량%를 초과하는 경우에는 기공율 저하로 원하는 통기성을 얻기가 어려울 수 있다.
장석은 비교적 낮은 온도에서 용융을 시작하여 규석 등의 원료를 융해하는 융제로서 작용한다. 장석에는 알칼리성 성분으로서 K2O 및 Na2O를 많이 함유하고 있어 장석의 함량을 증가시키면 용융이 촉진되어 융점이 낮아져 보다 저온에서 소성이 가능하다. 그러나, 장석의 함량을 증가시켰을 경우, 소성 시에 원료의 점성(粘性)이 감소되기 때문에 소성 시에 자중(自重) 등의 응력에 의한 소지의 소성 변형량이 커진다. 즉, 장석 성분을 많이 함유할 경우에는, 통기성 자기 소지의 소성이 진행됨에 따라 소지의 연화에 의한 소성 변형이 증대된다. 이러한 점을 고려하여 장석은 통기성 자기용 소지 조성물에 15∼40중량% 함유되는 것이 바람직하다.
점토는 성형 공정 중 소지에 가소성을 제공하고 성형된 소지의 이동이나 장식 등의 공정에 견딜 수 있는 충분한 성형강도를 유지할 수 있도록 하여준다. 또한, 소성 후 소지 내에 뮬라이트상과 유리상을 형성시켜 사용 환경에서 충분한 강도를 유지하도록 하면서 소지가 백색의 투광성을 띠게 하는데 기여한다.
팽윤성 점토를 첨가함으로써 가소성이 향상되고, 경량화된 통기성 자기의 제조가 가능하다. 팽윤성 점토는 점토 소판들이 약한 반데르발스 힘에 의해 유지되는 미립자 형상(형태)를 갖는 층상 점토이다. 이러한 팽윤성 점토는 일반적으로 수분을 잘 흡수하고 소성시 흡수된 수분이 증발하면서 수축되어 기공을 형성할 수 있는 요인을 제공할 수 있다. 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지는 것이 바람직하다.
물을 흡수하여 팽창하게 되는 이러한 팽윤성 점토로는 층간에 물분자가 들어가 있는 층상 점토뿐만 아니라, 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온(일반적으로 알칼리 이온인 Na+, Li+ 등)과 들어간 상태의 층상 점토, 그리고 층간에 있는 물분자가 유기물과 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토 등이 사용될 수 있다.
층간에 물분자가 교환성 양이온과 함께 들어간 상태의 팽윤성 점토는, 기본적으로는 물분자가 교환성 양이온에 배위하고 물분자 상호간 및 밑면 산소와의 사이에 수소결합을 하여 규칙적인 배열을 하고 있다. 한편, 이러한 층간수의 양 즉, 물분자의 매수는 주변 습도 및 층간에 들어간 교환성 양이온의 종류에 의해 단계적으로 변하고, 이에 따라 층간 간격이 변하게 된다. 교환성 양이온을 포함하는 이러한 팽윤성 점토는 고유의 양이온교환 특성으로 인해 층간 양이온이 다른 무기 클러스터 양이온이나 양이온성 표면전하를 갖는 콜로이드 입자와 표면치환 반응이 일어나, 소위 가교화 점토(pillared clays)를 형성하는 특징이 있다. 이러한 가교화 점토는 무기산화물이 층간에 가교 역할을 하면서 존재하기 때문에 안정한 기공이 형성될 수 있다.
층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토는, 층간에 존재하는 교환성 양이온과 유기 양이온 등과의 이온 교환 반응에 의하여, 혹은 극성 유기분자의 흡착에 의하여 층간에 유기물이 혼입되는 것이다. 예를 들면, 에칠렌글리콜 그리세롤 같은 중성분자나 알킬 암모늄과 같은 유기 양이온이 들어갈 수 있다.
이러한 팽윤성 점토는 벤토나이트(bentonite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite), 바이델라이트(beidellite), 할로이사이트(halloysite), 버미큘라이트(vermiculite), 소코나이트(sauconite) 및 논트로나이트(nontronite) 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
벤토나이트(Bentonite)는 점력이 강하고 팽윤성 및 양이온 교환성이 크다.
몬모릴로나이트는 수용액 중에서 층간이온의 수화반응에 의하여 특유의 팽윤 특성을 나타낸다. 몬모릴로나이트는 양이온 교환능이 커서 수용액 중에서 팽윤에 의한 격자박리화가 용이하게 일어난다. Na+ 또는 Li+을 교환성 양이온으로 가진 몬모릴로나이트의 경우에는, 수중에서 40∼140Å 정도까지 층간거리가 측정되고 있고, 이는 점토가 수중에서 층간에 물을 흡착하여 팽창(팽윤(swelling))되는 현상이다.
할로이사이트(halloysite)는 습윤한 상태에서 층간에 물분자가 층간수로 들어가 있으나, 교환성 양이온은 포함되어 있지 않다. 이러한 할로이사이트의 층간수는 건조시키면 쉽게 탈수되어, 층간 간격은 10Å 정도에서 7.4∼7.5Å 정도로 축소된다.
제올라이트(zeolite)는 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)으로 이뤄진 다공성 결정으로 그 결정구조 내에 있는 양이온의 작용에 의해 불포화 탄화수소나 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착하는 성질을 갖는다. 제올라이트는 일정한 크기의 세공경(細孔經)을 갖고 있기 때문에 이것보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착하는 특성을 가지며, 결정구조 내에 교환가능한 양이온을 함유하고 있기 때문에 용이하게 다른 양이온과 자유롭게 교환된다. 제올라이트를 구성하고 있는 양이온의 일부를 음이온으로 치환한 것이 항균성을 갖기 때문에 항균성을 갖는 통기성 자기로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 제올라이트는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다.
납석은 팽윤성 물질로서 자기의 표면에 기공을 형성하는 역할을 한다. 납석은 층상 구조를 갖는 광물로서 화학식은 (MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O 이며, 소성 중에 수증기로 인한 층분리에 의하여 200㎛~2㎜ 크기의 기공을 형성하는 요인으로 작용한다. 상기 납석은 통기성 소지 조성물에 대하여 0.1∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 납석의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 기공에 의한 원하는 정도의 기공율을 얻기가 어렵고, 납석의 함량이 5중량%를 초과하면 기공의 크기 및 기공율이 너무 커질 수 있다.
코디어라이트(cordierite)는 2MgO-2Al2O3-5SiO2의 화학식을 가지며, 내열성이 우수한 재료이다. 코디어라이트(cordierite)는 열팽창계수가 작고 열충격 저항성이 우수하며 내식성이 뛰어난 물질이다. 이러한 코디어라이트는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼5중량%를 함유되는 것이 바람직하다.
내열성이 우수한 재료인 코디어라이트는 낮은 열팽창계수를 갖고 있어서 열충격 저항성은 우수한 반면에 기계적 성질은 좋지 못하다. 높은 강도의 재료를 얻기 위해 소성 온도와 경질재료(hard material)의 종류와 양에 따른 첨가로 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 상기 경질재료(hard material)로는 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4), 뮬라이트(mullite) 또는 지르코니아(ZrO2)를 사용할 수 있으며, 코디어라이트 주위에 미세한 MgAl2O5, 뮬라이트, ZrO2 등이 균일하게 분포되게 되므로 코디어라이트의 입자성장 억제와 미세균열을 감소시켜 강도를 증진시킬 수 있다.
자기의 경우 유리상의 기지(matrix)와 그 안에 분포되어 있는 결정상들의 열팽창계수의 차이로 인하여 유리상에 강한 압축력(compressive force)이 작용하게 되어 소지의 강도 증진으로 이어진다. 자기의 강도는 소성 후 형성되는 유리상의 기지(matrix)와 유리상의 기지 안에 존재하는 결정상들의 종류와 특성(크기, 형태 등)에 의하여 영향을 받는다. 통기성 자기 소지에서 경질재료(hard materials)를 추가함으로써 고강도 통기성 자기를 제조할 수 있다. 상기 경질재료는 소성 공정 시에 용융된 소지의 점도를 증가시키고, 액상의 결정화를 촉진하여 열변형을 낮추며 소성체(소성된 통기성 자기)의 강도를 증진시킨다. 경질재료의 첨가량이 증가됨에 따라 높은 강도가 얻어지고 소성 변형량은 작아지지만, 소성온도가 다소 높아지게 된다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 경질재료는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼5중량% 범위 내에서 함유되는 것이 바람직하다. 예컨대, 경질재료로 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%, 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량% 또는 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 첨가한다.
페탈라이트(petalite)는 내열성이 우수한 재료이다. 고온과 상온에서 사용되는 경우에 재료 내에 온도구배가 생기고, 이러한 온도 변화에서 생성된 열응력이 재료를 파괴시킬 수 있으나, 페탈라이트의 첨가에 의해 이러한 현상을 억제할 수 있는 장점이 있다. 이러한 페탈라이트는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼5중량%를 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서, 상술한 통기성 자기용 소지 조성물을 이용하여 자기를 제조하는 방법을 설명한다.
본 발명의 통기성 자기용 소지 조성물의 출발원료를 원하는 비율로 배합하여 혼합한다. 상기 혼합시에 용매와 분산제를 더 첨가할 수 있으며, 상기 용매로는 증류수, 에탄올, 메탄올 등을 사용할 수 있다. 상기 분산제는 원료 입자의 응집을 억제하고 분산성을 높이기 위해 첨가되는 것이다. 상기 분산제는 통기성 자기용 소지 조성물의 출발원료 고형분 대비 0.1∼5중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
출발원료를 미분화하기 위하여 분쇄한다. 일반적으로 통기성 자기의 원료로 사용되는 장석, 규석 등은 수 ㎜ 까지의 크기를 갖는 굵은 암석질로 이루어진다. 일반적으로 이들 암석질 원료들을 그대로 사용할 경우 소성 온도를 낮추는데 한계가 있다. 따라서, 이들 원료를 사용하여 열변형이 적은 통기성 자기를 제조하기 위하여 장석, 규석 등의 원료를 100 마이크로미터(㎛) 이하(예컨대, 1∼100㎛)로 미분화한다. 소성 변형량을 작게 하기 위해 원료 분말을 미분화(미세화)할 경우 소성 시의 변형은 적어진다. 이들 원료를 미분화하면, 열변형뿐 아니라 소성 온도를 낮출 수 있어 에너지 절감에도 유리하다. 통기성 자기의 출발원료를 분쇄하여 미분화하고 분별 충전하면, 성형체 단계에서 밀도가 상승하고, 소성 밀도를 높일 수 있으며, 흡수율은 감소되고, 소성 온도는 낮아지게 된다. 통기성 자기의 출발원료로서 사용되는 장석, 규석 등을 미분화하는 방법은 건식 또는 습식 볼 밀링(ball milling), 밀링 미디어(milling media) 등 다양한 분쇄 방법을 사용할 수 있다.
이하 볼밀링법에 의한 분쇄 공정을 구체적으로 설명한다. 출발원료를 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 용매와 함께 습식 혼합한다. 상기 용매는 물, 알코올 등일 수 있다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 출발원료를 기계화학적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 0.1㎜∼50㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 10∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼72시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 출발원료는 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다.
슬러리 상태의 출발원료에 대하여 탈수 공정을 수행한다. 압출 여과기(filter press)를 이용하여 탈수 처리한 후, 토련기로 혼합한다. 탈수 공정 전에 출발원료에 포함된 철(Fe) 성분 등을 제거하기 위하여 탈철기로 탈철하는 공정을 수행할 수도 있다. 탈철 공정은 일반적으로 알려진 방법을 이용할 수 있으며, 여기서는 그 설명을 생략한다. 토련기로 혼합 시에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.
상술한 공정을 거친 통기성 자기용 소지 조성물은 후술하는 성형, 건조 및 소성 공정을 통하여 통기성 자기를 형성할 수 있다. 상기 성형은 주입 성형, 압출 성형 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 분쇄된 결과물을 원하는 형태로 성형하고, 건조 공정을 실시한다. 상기 건조 공정은 80∼150℃ 오븐에서 2∼24시간 동안 건조시킬 수 있으며, 분무 건조(spray drying) 방식을 이용할 수도 있다. 분무 건조 방식은 노즐을 통해 열풍을 분사하여 건조하는 방식으로 80∼150℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 건조 공정에 의해 용매 성분은 대부분 제거되게 된다.
건조된 시편을 소성하여 통기성 자기를 제조한다. 상기 소성은 900∼1200℃의 온도에서 1∼48시간 동안 실시한다. 상기 소성 공정은 소성 온도(900∼1200℃)까지는 일정 승온 속도(예컨대, 2∼50℃/min)로 승온시킨 후, 일정 시간(1∼48시간)을 유지하여 소성하고, 상온까지 로냉하여 실시할 수 있다. 상기 소성은 산화 분위기(예컨대, 산소(O2) 또는 공기(air) 분위기)에서 실시하는 것이 바람직하다.
상기 소성 공정은 다음과 같은 공정으로 이루어질 수도 있다. 제1 온도(예컨대, 상온)에서 제2 온도(700∼900℃)로 승온하여 초벌 소성을 실시하고, 제3 온도(예컨대, 900∼1200℃)에서 일정 시간(1∼48시간) 유지하는 재벌 소성을 실시한 후, 상온까지 냉각하는 공정으로 이루어질 수도 있다. 상기 초벌 소성을 실시한 후에는 상온까지 냉각하고 제3 온도(예컨대, 900∼1200℃)로 승온하여 재벌 소성을 실시할 수도 있다.
공정 중에 분산제가 첨가된 경우에, 분산제는 유기물 성분으로 이루어져 있으므로 300∼400℃의 온도가 되면 태워져 없어지게 되며, 소성 온도는 유기물 성분이 타는 온도보다 높은 온도에서 이루어지므로 소성 공정이 완료되면 분산제 성분은 모두 제거되게 되며, 분산제가 위치하는 공간은 기공을 이루게 된다. 또한, 팽윤성 점토의 층간에 함유된 물분자는 상기 소성 공정에서 증발되게 되어 소성 수축이 일어나면서 물분자가 위치했던 공간은 기공을 이루게 되며, 소성 공정을 거친 자기는 다공성을 가져 통기성을 띠게 된다. 또한, 팽윤성 점토가 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어진 경우, 유기물은 상기 소성 공정 동안에 태워져 없어지게 되고 유기물이 위치했던 공간은 기공을 이루게 되며, 소성 공정을 거친 자기는 다공성을 가져 통기성을 띠게 되는 장점이 있다.
이하에서 통기성 자기용 소지 조성물을 이용하여 제조된 통기성 자기의 투과도를 측정하는 장치 및 이를 이용하여 투과도를 측정하는 방법에 대하여 설명한다.
투과도 측정 원리
기체가 즉, 유체가 고압에서 저압으로 흐르는 원리를 이용한다. 고압의 기체가 통기성 자기의 기공을 통과하여 저압으로 빠져나가는 시간의 변화를 측정하는 원리이다.
투과도 측정방법
아래의 실험예들에서 투과도 측정은 다음과 같은 방법으로 이루어졌다.
투과도 측정은 시편을 장착한 후 진공상태에서 가스를 1000torr로 투입시킨 뒤 시작하고, 1회 측정 시간은 90분이며, 가스가 시편의 기공을 통과하여 빠져나가고(도 1의 (b) 참조) 다시 가스가 채워지는 것(도 1의 (a) 참조)으로 도 1의 그래프에서 (a)와 (b)가 만나는 시점이 가스가 완전히 투과하기까지의 과정이다.
투과도 측정장치
도 2는 투과도 측정을 위한 장치의 개략도이고, 도 3은 투과도 측정을 위한 장치의 실제 모습을 보여주는 사진이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 투과도 측정 장치는 고압 제공 장치(200), 진공 제공 장치(300), 고압 챔버(50), 진공 챔버(70) 및 고정 장치(400)를 포함한다.
고압 제공 장치(200)는 가스 용기(10), 밸브들(12 내지 18), 버퍼 챔버(20), 바라트론 게이지(22), 디지털 게이지(24), 및 이들 간을 연결하는 배관을 포함한다.
진공 제공 장치(300)는 진공 펌프(30), 밸브들(32 내지 36), 버퍼 챔버(40), 바라트론 게이지(42), 디지털 게이지(44), 및 이들 간을 연결하는 배관을 포함한다.
상술한 구성에서 고압 챔버(50)로 가스를 공급하기 위해서는 밸브(12, 16, 18)가 모두 열린 상태가 유지되어야 하고, 고압 챔버(50)가 고압으로 설정된 상태에서 센싱을 위해서는 밸브(18)는 열리고 밸브(16)는 닫힌 상태가 유지되어야 한다.
그리고, 진공 챔버(70) 내의 가스를 펌핑하기 위해서는 밸브(32, 34, 25)가 모두 열린 상태가 유지되어야 하고, 진공 챔버(70)가 진공으로 설정된 상태에서 센싱을 위해서는 밸브(36)는 열리고 밸브(34)는 닫힌 상태가 유지되어야 한다.
투과도 측정 방법
세라믹 시편(100)의 테두리에 에폭시 수지로 캡을 형성한다. 그리고 캡이 형성된 자기 시편은 개방된 면이 서로 바라보게 배치되는 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 배치된다.
자기 시편(100)이 배치된 후 상기 고압 챔버(50)를 구동시켜서 직선 방향으로 이동시키고 고압 챔버(50)의 구동에 의하여 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 자기 시편(100)이 압착된다. 이때 기밀성을 높이기 위하여 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)의 개방된 면은 자기 시편(100)과 직접 맞닿지 않고 캡(102)의 양쪽에 압착되며, 그에 따라 고압 챔버(50)의 개방된 면과 진공 챔버(70)의 개방된 면은 자기 시편(100)에 의하여 기밀 상태를 유지한다.
그 후, 자기 시편(100)의 일면 즉 고압 챔버(50)가 밀착된 면 쪽에 미리 정해진 수준의 고압이 형성되도록 고압 챔버(50) 내부에 가스가 공급된다. 이와 동시에 자기 시편(100)의 다른 일면 즉 진공 챔버(70)가 밀착된 면 쪽에 미리 정해진 수준의 진공이 형성되도록 진공 챔버(70) 내부의 가스가 펌핑된다.
고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)가 미리 정해진 수준의 고압과 진공에 도달하면 가스의 공급과 펌핑이 중지되고, 고압 챔버(50) 내의 가스가 자기 시편(100)을 투과하여 진공 챔버(70)로 이동함에 따른 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 내의 압력 변화를 정해진 시간동안 센싱한다.
고압을 제공하기 위하여 공급되는 가스는 공기, 질소 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 적어도 하나 이상이 선택될 수 있으며, 고압을 이루는 압력은 1000 Torr로 형성될 수 있다.
그리고, 진공은 0.1 Torr 내지 0.05 Torr의 범위의 압력으로 형성될 수 있다.
상술한 고압과 진공은 통상적으로 압력을 측정하는데 이용되는 바라트론 게이지(22, 42)를 이용하여 측정될 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
청자, 분청사기 및 백자를 다양한 온도에서 제작하고, 투과도(통기성)를 측정하였다.
자기를 제조하기 위한 출발원료의 배합비는 아래의 표 1과 같다. 아래의 표 1에서 청자와 분청사기를 제조하기 위하여 사용한 점토는 전라남도 강진 지역에서 생산되는 카올린(kaolin)계 점토를 사용하였고, 백자를 제조하기 위하여 사용한 점토는 뉴질랜드에서 생산되는 카올린계 점토를 사용하였다.
청자 분청사기 백자
장석(중량%) 29.70 29.67 20.94
점토(중량%) 44.70 45.83 38.19
규석(중량%) 25.60 24.50 40.87
합계(중량%) 100 100 100
상기 표 1에 나타낸 출발원료 100중량부에 대하여 평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사 5중량부를 추가적으로 첨가하여 청자, 분청사기 및 백자를 제조하였다.
제조 공정을 구체적으로 살펴보면, 표 1에 나타낸 각각의 배치(batch) 조성에 해당하는 출발원료를 볼 밀링으로 분쇄하였다. 볼 밀링 공정을 구체적으로 살펴보면, 출발원료를 볼 밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물과 함께 습식 혼합하고, 볼 밀링기를 이용하여 200rpm의 속도로 회전시켜 출발원료를 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나(Al2O3)로 이루어진 10㎜ 크기의 볼을 사용하였고, 볼 밀링은 2시간 동안 실시하였다.
출발원료의 분쇄가 이루어진 후, 압출여과기로 탈수 처리하고, 토련기로 혼합하였다. 토련기로 혼합 시에 평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사 5중량부를 추가적으로 첨가하였다.
평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사가 혼합된 소지 조성물을 디스크 모양의 시편으로 만들기 위해 가압 성형하였다. 상기 성형은 금속 몰드에 4톤(ton)의 하중을 가하면서 30초간 유지하여 이루어졌다.
위와 같이 성형한 시편을 110℃의 건조오븐(drying oven)에서 10분간 다시 건조시킨 다음, 900∼1300℃에서 2시간 동안 소성하였다.
이렇게 제조된 각각의 자기의 성분은 아래의 표 2와 같다.
청자 분청사기 백자
SiO2(중량%) 61.90 61.20 72.20
Al2O3(중량%) 22.40 22.70 18.90
Fe2O3(중량%) 2.50 2.90 0.30
TiO2(중량%) 0.50 0.50 < 0.10
MnO(중량%) < 0.10 < 0.10 < 0.10
CaO(중량%) 1.30 1.30 0.10
MgO(중량%) 0.80 0.80 0.10
Na2O(중량%) 0.70 0.70 0.70
K2O(중량%) 2.40 2.40 2.40
P2O5(중량%) 0.10 < 0.10 < 0.10
Cr2O3(중량%) < 0.10 < 0.10 < 0.10
ZrO2(중량%) < 0.10 < 0.10 < 0.10
강열감량 7.40 7.50 5.30
도 4는 청자 시편의 소성 온도에 따른 사진이고, 도 5는 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 사진이며, 도 6은 백자 시편의 소성 온도에 따른 사진이다. 도 4 내지 도 6에서 (a)는 900℃에서 소성한 경우이고, (b)는 1000℃에서 소성한 경우이며, (c)는 1100℃에서 소성한 경우이고, (d)는 1200℃에서 소성한 경우이며, (e)는 1300℃에서 소성한 경우이다.
도 7a는 1200℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이고, 도 7b는 1300℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이며, 도 8a는 1200℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 8b는 1300℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이며, 도 9a는 1200℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 9b는 1300℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 7a 내지 도 9b를 참조하면, 주사전자현미경을 관찰하였을 때 기공 형성이 뚜렷하게 나타나는 것을 볼 수 있다. 청자, 분청사기, 백자 모두에서 1200℃의 온도로 소성된 경우에서 기공이 형성되어 있음을 볼 수 있고, 1300℃에서 소성된 경우에는 20~150㎛의 다양한 크기의 기공들이 나타나는 것을 볼 수 있다.
도 10은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 청자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이고, 도 11은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이며, 도 12는 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 소성 온도가 높아질수록 가스가 시편의 기공을 투과하는 시간이 빨라지는 경향이 나타났으며, 이는 소성 후 표면의 미세조직 관찰 결과와 일치한다.
<실험예 2>
팽윤성 점토는 일반적으로 수분을 잘 흡수하고 소성시 흡수된 수분이 증발하면서 수축되어 기공을 형성할 수 있는 요인을 제공할 수 있다. 따라서, 팽윤성 점토를 첨가하여 통기성 자기 제작의 가능성을 검토하였다. 이 영향을 확인하기 위하여 표 1에 나타낸 백자의 원료와 팽윤성 점토인 벤토나이트(Bentonite)를 혼합하여 소성하였다. 벤토나이트는 표 1에 나타낸 백자의 출발원료 100중량부에 대하여 5중량부 첨가하여 혼합하였다. 실험예 2에 따른 백자의 제조는 평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실험예 1에서와 동일하게 진행하였다.
도 13은 실시예 2에 따라 1200℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 주사전자현미경 사진이고, 도 14는 실험예 2에 따라 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 팽윤성 점토인 벤토나이트 첨가 시 소성 온도가 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃인 경우에는 가스가 투과하였으나, 소성 온도가 높아짐에 따라 점차 투과 시간이 길어지는 결과를 볼 수 있었고, 1300℃에서 소성된 경우에는 가스의 투과가 일어나지 않았다. 따라서, 팽윤성 점토인 벤토나이트를 첨가한 경우에 1200℃ 이하의 저온 소성에서는 통기성을 보여주는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10: 가스 용기
12, 14, 16, 18, 32, 34, 36: 밸브
20: 버퍼 챔버
22, 42: 바라트론 게이지
24, 44: 디지털 게이지
30: 진공 챔버
40: 버퍼 챔버
50: 고압 챔버
70: 진공 챔버
200: 고압 제공 장치
300: 진공 제공 장치
400: 고정 장치

Claims (12)

100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물로서,
상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고,
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며,
상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것을 특징으로 하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 납석 0.1∼5중량%를 더 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물.
제1항에 있어서, 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물.
100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 출발원료를 분쇄하는 단계;
분쇄된 상기 출발원료에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 혼합하는 단계;
상기 규사가 혼합된 출발원료를 원하는 형태로 성형하고 건조하는 단계; 및
성형된 출발원료를 900∼1200℃의 온도에서 소성하여 통기성 자기를 형성하는 단계를 포함하며,
상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고,
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며,
상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기의 제조방법.
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