KR100242624B1 - Method of producing a pottery by using zeolite - Google Patents

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Abstract

도자기 원료의 주요 성분인 SiO2와 Al2O3를 주성분으로 하고 인체에 유용한 원적외선 방출량이 많은 합성 제올라이트를 이용하여 경량의 개선된 기능성 도자기를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 먼저 5∼20중량%의 4A-타입 제올라이트, 25∼28중량%의 점토류, 5∼20중량%의 장석류, 10∼30중량%의 규석류, 10∼40중량%의 도석류, 0∼10중량%의 알루미나와 0∼5중량%의 활석류를 포함하는 도자기 원료를 마련한다. 다음에는, 도자기 원료를 분쇄한 후, 미분쇄되지 않은 조립자를 체를 이용하여 분리시킨다. 그런 후에는, 이장으로부터 유해한 수용성 염류를 제거한 후, 충분히 교반 및 분산시켜서 각각의 이장을 혼합한다. 다음에는 배토 이장을 탈수 및 여과시키고 배토 이장의 조성 및 함수량을 일정하게 유지하기 위한 혼련을 수행한다. 그런 후에는, 이장을 주형 내에 주입한후 압력을 가하여 성형한 후, 성형품을 건조시킨다. 다음에는, 건조된 성형품을 가마 내에서 1,000∼1,300℃의 온도하에서 소성한다. 끝으로, 소성이 끝난 성형품의 표면상에는 유약을 시유하여 소지 표면상에 보호성의 유리질 피복을 형성한다.Disclosed is a method for producing a light and improved functional ceramic using a synthetic zeolite mainly composed of SiO 2 and Al 2 O 3 , which are main components of ceramic materials, and having a large amount of far-infrared emission useful for the human body. According to the present invention, first, 5 to 20% by weight of 4A-type zeolite, 25 to 28% by weight of clay, 5 to 20% by weight of feldspar, 10 to 30% by weight of silica, 10 to 40% by weight of pottery , A ceramic raw material containing 0 to 10% by weight of alumina and 0 to 5% by weight of talc. Next, after crushing the porcelain raw material, the finely divided granules are separated using a sieve. Thereafter, the harmful water-soluble salts are removed from the sheet, followed by stirring and dispersion sufficiently to mix the respective sheets. Next, kneading is performed to dewater and filter the clay strip and to keep the composition and water content of the clay strip constant. Thereafter, the sheet is injected into the mold and molded under pressure, and then the molded article is dried. Next, the dried molded product is fired in a kiln at a temperature of 1,000 to 1,300 ° C. Finally, glaze is applied on the surface of the fired molded article to form a protective glassy coating on the surface of the base.

Description

제올라이트를 이용한 도자기 제조 방법Method of manufacturing porcelain using zeolite

본 발명은 제올라이트를 이용한 도자기 제조 방법에 관한 것이며, 특히 도자기 원료의 주요 성분인 SiO2와 Al2O3를 주성분으로 하고 인체에 유용한 원적외선 방출량이 많은 합성 제올라이트를 이용하여 경량의 개선된 기능성 도자기를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing porcelain using zeolite, and in particular, to improve the light weight of functional porcelain using synthetic zeolites mainly composed of SiO 2 and Al 2 O 3 , which are the main components of the porcelain raw material, and having a large amount of far-infrared emission useful for the human body. It relates to a manufacturing method.

일반적으로, 도자기는 점토 또는 점토와 유사한 물질을 가소성 상태로 하여 성형 및 건조시켜서 필요한 강도를 부여하고 최종적으로 충분한 고온에서 소성시켜 얻는 재료나 제품을 말한다. 이러한 도자기를 용도에 따라서 분류하면, 건축물을 조립하거나 장식하는데 사용하는 연와류나 타일류, 금속을 만드는데 사용되는 내화물, 전기 공업에 사용되는 자기나 스티어타이트(steatite)등의 절연물, 화학 제품을 만드는데 쓰이는 석기나 자기, 위생시설에 쓰이는 질그릇, 물이나 오수를 흘려보내는데 사용되는 석기, 부엌 용품이나 식탁용품등으로 쓰이는 자기, 라디오나 텔리비젼의 부속품에 사용되는 전자재료등을 나눌 수 있다.Generally, ceramics refers to materials or products obtained by molding and drying clay or clay-like material in a plastic state to give the required strength and finally firing at a sufficient high temperature. These ceramics can be classified according to their use, to make edibles or tiles used to assemble or decorate buildings, refractory materials used to make metals, insulation materials such as porcelain or steatite used in the electrical industry, and chemical products. It can be divided into stoneware and porcelain used in sanitary facilities, stoneware used to drain water and sewage, porcelain used as kitchen utensils and tableware, and electronic materials used in radio and television accessories.

이러한 도자기를 제조하기 위한 도자기의 원료로는 자연계에 존재하는 다양한 성분들이 사용된다. 예를 들면, 각종 점토광물 뿐만 아니라 수반광물과 유기질을 함유하는 점토질 원료로서, 장석질, 운모, 규산백토등의 점토, 가소성 점토, 화산재 또는 응회암이 변성한 몬모릴로나이트(Montmorillonites;Al2O3·4SiO2·2H2O)계의 광물을 주성분으로 하여 구성되는 부드러운 점토가 사용된다. 또한, SiO2를 주성분으로하는 실리카(Silica)질 원료, 칼륨 장석이나 나트륨 장석등의 장석질 원료, 석회질 원료, 납석, 견운모(Sericite), 도석(Pottery stone), 활석등이 도자기 원료로서 사용된다.As a raw material of ceramics for manufacturing such ceramics, various components existing in nature are used. For example, montmorillonites (Al 2 O 3 · 4SiO) in which clay, plastic clay, volcanic ash or tuff have been modified as clay raw materials containing not only various clay minerals but also accompanying minerals and organic matters, such as feldspar, mica and siliceous clay Soft clay composed mainly of 2 · 2H 2 O) -based minerals is used. In addition, silica raw materials mainly composed of SiO 2 , feldspar raw materials such as potassium feldspar and sodium feldspar, calcite raw materials, feldspar, sericite, pottery stone, talc and the like are used as ceramic raw materials. .

최근에는, 국민 생활 수준의 향상으로 인하여 다양한 기능을 갖는 도자기를 보유 및 사용하고자하는 소비자의 욕구에 부응하여 기존의 도자기 성분에 특수한 기능을 지닌 성분을 혼합함으로써 기능성을 가진 도자기를 개발하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들면, 강도를 증가시킨 도자기, 인체에 유용한 성분을 방출하는 도자기, 항균성 도자기 등이 재료공학 분야의 급속한 발전에 힘입어서 다양하게 개발되고 있다. 이러한 기능성 도자기를 제조하기 위한 원료로는 위에서 언급한 바와 같은 다양한 성분들이 사용되고 있으며, 근래에는 원적외선 방출량이 많은 소재인 게르마늄(Ge)과 제올라이트(Zeolite)를 도자기의 원료로서 채용하는 연구가 주료 이루어지고 있다.Recently, in response to the desire of consumers to possess and use ceramics having various functions due to the improvement of the standard of living, researches on developing functional ceramics have been actively carried out by mixing components with special functions with existing ceramic components. It's going on. For example, ceramics having increased strength, ceramics releasing useful components for the human body, and antimicrobial ceramics have been variously developed due to the rapid development of the material engineering field. As a raw material for manufacturing such functional ceramics, various components as mentioned above are used, and in recent years, researches employing germanium (Ge) and zeolite (materials having a large amount of far-infrared emission) as raw materials of ceramics have.

제올라이트는 현재 천연 제올라이트를 이용하여 제조하는 머그컵과 같은 실용 자기를 생산하는데 주로 사용되며, 가격이 저렴하고 인체에 유익한 원적외선의 방출량이 많다는 장점이 있다. 그러나, 천연 제올라이트는 도자기의 품질을 좌우하는 백색도가 저하되며, 성형품의 소성후에 특유의 색상을 나타내므로 고급 소재로서 사용하기에는 부적합한 결점이 있다.Zeolites are currently mainly used to produce practical porcelain, such as mugs manufactured using natural zeolites, and have the advantage of being low in cost and having a large amount of far-infrared radiation beneficial to the human body. However, natural zeolites have poor whiteness, which affects the quality of ceramics, and exhibit a distinctive color after firing of molded articles, which is not suitable for use as high-quality materials.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 도자기 원료의 주요 성분인 SiO2와 Al2O3를 주성분으로 하고 인체에 유용한 원적외선 방출량이 많은 합성 제올라이트를 이용하여 경량의 개선된 기능성 도자기를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is the main component of the main ingredient of the raw material of SiO 2 and Al 2 O 3 and the use of synthetic zeolite with a large amount of far-infrared emission useful to the human body In order to provide a method for manufacturing a lightweight and improved functional ceramics.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 건조 수축율 측정 결과 그래프이다.1 is a graph showing the results of measuring dry shrinkage of ceramics manufactured according to a preferred embodiment of the present invention.

제2(a)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 질량 분율에 따른 소성 강도 결과 그래프이다.Figure 2 (a) is a graph of the resulting plastic strength according to the mass fraction of porcelain prepared according to a preferred embodiment of the present invention.

제2(b)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 질량 분율에 따른 소성 강도 결과의 전체적인 개형을 나타낸 그래프이다.Figure 2 (b) is a graph showing the overall modification of the resulting plastic strength according to the mass fraction of porcelain prepared according to a preferred embodiment of the present invention.

제3(a)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 온도에 따른 기공율/흡수율 측정 결과를 나타낸 것으로, 실험 온도와 소성 온도가 일치한 경우를 나타낸 그래프이다.Figure 3 (a) is a graph showing the porosity / absorption rate measurement results according to the temperature of the porcelain produced according to a preferred embodiment of the present invention, the experimental temperature and the firing temperature is the same.

제3(b)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 온도에 따른 기공율/흡수율 측정 결과를 나타낸 것으로, 소지의 화도가 낮아서 과소성이된 경우를 나타낸 그래프이다.Figure 3 (b) is a graph showing the results of measuring the porosity / absorption rate according to the temperature of the porcelain prepared according to the preferred embodiment of the present invention, the case is made of a low degree of burning of the base.

제4도는 질량 분율에 따른 백색도 측정 결과 그래프이다. 그리고4 is a graph showing the result of measuring whiteness according to the mass fraction. And

제5도는 본 발명에 따른 도자기 제조 공정도이다.5 is a pottery manufacturing process according to the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 4A-타입 제올라이트, 점토류, 장석류, 규석류, 도석류, 알루미나, 활석류를 포함하는 도자기 원료를 마련하는 단계(S1); 상기 도자기 원료의 입자를 미세화하기 위해서 상기 도자기 원료를 분쇄하는 단계(S2); 분쇄된 도자기 원료로부터 미분쇄되지 않은 조립자를 분리시키는 단계(S3); 상기 도자기 원료를 분쇄하는 과정에서 혼입된 철을 제거시키는 단계(S4); 이장으로부터 유해한 수용성 염류를 제거시키는 단계(S5); 상기 수용성 염류를 제거한 후 충분히 교반 및 분산된 각각의 이장을 혼합하는 단계(S6); 배토 이장을 탈수 및 여과시키는 단계(S7); 상기 배토 이장의 조성 및 함수량을 일정하게 유지하기 위한 혼련(混練)을 수행하는 단계(S8); 상기 혼련을 수행한 이장을 주형 내에 주입한후 압력을 가하여 성형하는 단계(S9); 성형품을 건조시키는 단계(S10); 건조된 성형품을 가마 내에서 1,000∼1,300℃의 온도하에서 소성하는 단계(S11); 및 소성이 끝난 성형품의 표면상에 유약을 시유하는 단계(S12)를 포함하는 도자기 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the step of preparing a ceramic material including 4A-type zeolite, clay, feldspar, silica, pottery, alumina, talc (S1); Pulverizing the porcelain raw material in order to refine the particles of the porcelain raw material (S2); Separating unpulverized coarse particles from the crushed porcelain raw material (S3); Removing iron mixed in the process of crushing the porcelain raw material (S4); Removing harmful water-soluble salts from this chapter (S5); Removing each of the water-soluble salts, and mixing each of the two sheets sufficiently stirred and dispersed (S6); Dewatering and filtering the clay field (S7); Performing a kneading to maintain a constant composition and water content of the clay field (S8); Injecting the two sheets of the kneaded mixture into a mold and then applying pressure to form the mold (S9); Drying the molded article (S10); Firing the dried molded product at a temperature of 1,000 to 1,300 ° C. in a kiln (S11); And it provides a ceramic manufacturing method comprising the step (S12) of applying a glaze on the surface of the fired molded article.

또한, 본 발명은, 4A-타입 제올라이트, 점토류, 장석류, 규석류, 도석류, 알루미나, 활석류를 포함하는 도자기 원료를 마련하는 단계(S1); 상기 도자기 원료의 입자를 미세화하기 위해서 상기 도자기 원료를 분쇄하는 단계(S2); 분쇄된 도자기 원료로부터 미분쇄되지 않은 조립자를 분리시키는 단계(S3); 상기 도자기 원료를 분쇄하는 과정에서 혼입된 철을 제거시키는 단계(S4); 이장으로부터 유해한 수용성 염류를 제거시키는 단계(S5); 상기 수용성 염류를 제거한 후 충분히 교반 및 분산된 각각의 이장을 혼합하는 단계(S6); 혼합된 이장을 탈수 및 여과시키는 단계(S7); 상기 여과를 수행한 이장을 성형틀 내에 주입한 후 1차적으로 건조시키는 단계(S8); 상기 단계(S8)에서 건조된 이장외에 건조되지 않은 이장을 상기 성형틀로부터 배출시킨 후 2차적으로 건조시키는 단계(S9); 2차적으로 건조된 이장을 상기 성형틀로부터 탈형하는 단계 (S10); 탈형된 이장을 3차적 건조시키는 단계(S11); 3차적으로 건조된 성형품을 가마 내에서 1,000∼1,300℃의 온도하에서 소성하는 단계(S12); 및 소성이 끝난 성형품의 표면상에 유약을 시유하는 단계(S13)를 포함하는 도자기 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention, the step of preparing a ceramic material including 4A-type zeolite, clays, feldspars, silicas, pottery, alumina, talc (S1); Pulverizing the porcelain raw material in order to refine the particles of the porcelain raw material (S2); Separating unpulverized coarse particles from the crushed porcelain raw material (S3); Removing iron mixed in the process of crushing the porcelain raw material (S4); Removing harmful water-soluble salts from this chapter (S5); Removing each of the water-soluble salts, and mixing each of the two sheets sufficiently stirred and dispersed (S6); Dehydrating and filtering the mixed two sheets (S7); Injecting the two sheets having undergone the filtration into a molding mold and then drying them first (S8); A step (S9) of drying the second sheet that is not dried in addition to the dried sheet in the step (S8) and then drying the second sheet (S9); Demolding the secondary dried second sheet from the mold (S10); Tertiary drying of the demolded duodenum (S11); Firing the third dried article in a kiln at a temperature of 1,000 to 1,300 ° C. (S12); And it provides a ceramic manufacturing method comprising the step (S13) of applying a glaze on the surface of the fired molded article.

바람직하게는, 상기 4A-타입 제올라이트, 5∼20중량%, 점토류는 25∼28중 량%, 장석류는 5∼20중량%, 규석류는 10∼30중량%, 도석류는 10∼40중량%, 알루미나는 0∼10중량%, 활석류는 0∼5중량%의 성분 함량을 갖는다.Preferably, the 4A-type zeolite, 5 to 20% by weight, 25 to 28% by weight of clay, 5 to 20% by weight of feldspar, 10 to 30% by weight of quartz, 10 to 40% of pottery %, Alumina 0 to 10% by weight, talc has a component content of 0 to 5% by weight.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 도자기 제조에 사용되던 고가의 원료 대신에, 저가의 4A-타입 합성 제올라이트를 이용하여 새로운 기능성 제품을 생산할 수 있으며, 가격면에서도 저렴한 도자기 제품을 얻을 수 있다.As mentioned above, according to the present invention, instead of the expensive raw materials used in the manufacture of ceramics, new functional products can be produced using low-cost 4A-type synthetic zeolites, and inexpensive ceramic products can be obtained in terms of price. have.

이하, 첨부된 도면들을 참조로하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

일반적으로, 제올라이트(Zeolite)는 규소 원자 또는 알루미늄 원자 주위에 4개의 산소 원자가 배열된 SiO4, AlO4의 정사면체 구조를 갖는다. 이러한 SiO4, AlO4의 정사면체 구조가 여러 가지 기하학적 형태로 붙으면서 2차 단위결합(Secondary Building Unit; SBU)을 형성하고 이들이 결합되어 여러형태의 다면체를 형성한다. 최종적으로는, 이들이 다시 3차원적으로 결합하여 제올라이트 결정을 이룬다.Generally, zeolites have a tetrahedral structure of SiO 4 , AlO 4 in which four oxygen atoms are arranged around a silicon atom or an aluminum atom. The tetrahedral structures of SiO 4 and AlO 4 are attached to various geometric shapes to form secondary building units (SBUs), which are combined to form various polyhedrons. Finally, they again combine three-dimensionally to form zeolite crystals.

이러한 제올라이트는 각각의 결정에 이온 교환된 양이온의 종류에 따라서 세공의 크기가 변화한다. 그런데, 세공의 크기는 함수율과 흡착능을 좌우하기 때문에 중요하다. 하기 표 1에는 여러 종류의 합성 제올라이트 성분과 세공 크기가 나타나 있다.These zeolites vary in pore size depending on the type of cation ion exchanged in each crystal. However, the size of the pores is important because it influences the water content and the adsorption capacity. Table 1 shows the various types of synthetic zeolite components and pore sizes.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

본 발명에서는 도자기를 제조하기 위한 제조 원료로서 4A-타입 제올라이트를 채용하고, 그외에 영국 점토, 고려 규석, 부여 장석, 가사도 도석, 알루미나와 활석을 소량 첨가하여 사용한다. 이때, 먼저 제올라이트의 성분을 일정 비율로 변화시키고, 그에 따라서 기타 다른 성분들을 적정한 비율로 변화시킨다. 이를 위해서, 공지의 세거(Seger)식을 이용하여 각각의 성분별 조성을 결정한다.In the present invention, 4A-type zeolite is employed as a raw material for producing ceramics, and in addition, a small amount of British clay, Goryeo quartzite, Buyeo feldspar, Kasido pottery stone, alumina and talc are used. At this time, the components of the zeolite are first changed at a constant ratio, and thus other components are changed at an appropriate ratio. To this end, the composition of each component is determined using a known Seger formula.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

상기 표 2는 산화물, 천연광물을 염기성, 중성 및 산성 산화물로 분류한 것이다. 단, RO에는 알칼리 R2O(Li2O,Na2O,K2O)가 있으나, 편의상 RO 그룹으로 포함시킨다. 상기 표 2를 참고하면, 도자기 원료와 소지의 세거(Seger)식 표시 방법은 하기와 같다.Table 2 above is divided into oxides, natural minerals as basic, neutral and acidic oxides. However, although RO has alkali R 2 O (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O), it is included in RO group for convenience. Referring to Table 2, the ceramic display method and seger (Seger) display method of the base is as follows.

Figure kpo00004
로 한다.
Figure kpo00004
Shall be.

이때, 세거식(Seger)의 성분 비율은 Al2O3=1 일 때 결정질과 유리질의 비 SiO2/KNaO=6∼10(질량 분율)이 되도록 각각의 성분별 조성을 결정한다.At this time, the composition ratio of Seger determines the composition for each component so that the ratio of crystalline and glassy SiO 2 / KNaO = 6 to 10 (mass fraction) when Al 2 O 3 = 1.

예를 들면, 제올라이트의 성분 함량을 20.0중량%로 하고, 점토류는 26.5중량 %, 장석류는, 8.0중량%, 규석류는 15.0중량%, 도석류는 26.5중량%, 알루미나는 3.0중량%, 활석류는 1.0중량%로 결정하면, 이때의 SiO2/KNaO=3.824/.581=6.576이 되어 상기 세거식의 성분 비율을 만족시킨다.For example, the zeolite component content is 20.0 wt%, clay is 26.5 wt%, feldspar is 8.0 wt%, silica is 15.0 wt%, pottery is 26.5 wt%, alumina is 3.0 wt%, bow When the pomegranate was determined to be 1.0% by weight, the content of SiO 2 /KNaO=3.824/.581=6.576 at this time was satisfied.

하기 표 3에는 4A-타입 제올라이트의 성분 함량이 나타나 있다.Table 3 shows the component content of 4A-type zeolite.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

표 3을 참조하면, 유리질 성분을 나타내는 Na2O의 성분 함량이 18중량%임을 알 수 있다. 이는 다른 도자기 원료 성분과 비교하였을 때 상당히 많은 양이다. 한편, 도자기 성형품의 소성시에 유리화하여 결정들을 붙잡아 주는 역할을 수행하는 장석류의 경우 6.67중량%로서 제올라이트 함량의 1/3 정도이므로, 제올라이트를 20중량% 이상 첨가하게 되면 유리질의 비율이 커지게 되어 소성 강도가 900미만으로 떨어진다. 또한, 과소성의 영향으로 제올라이트의 끓어오름 현상이 발생하여 내부에 큰 기공을 만들게 되어 강도를 약화시키게 된다. 따라서, 제올라이트의 함유량은 20중량% 미만으로 유지한다. 바람직하게는, 약 5∼20중량% 범위내에서 유지한다.Referring to Table 3, it can be seen that the component content of Na 2 O representing the glassy component is 18% by weight. This is a considerable amount compared to other ceramic raw material ingredients. On the other hand, feldspars, which vitrify and hold crystals during firing of ceramic moldings, account for 6.67% by weight, which is about one third of the amount of zeolite. Therefore, when 20% by weight or more of zeolite is added, the ratio of glass is increased. The plastic strength falls below 900. In addition, the boiling phenomenon of the zeolite occurs due to the effect of undersintering to create a large pores therein to weaken the strength. Therefore, content of zeolite is kept at less than 20 weight%. Preferably, it is maintained within the range of about 5 to 20% by weight.

한편, 점토의 성분 함량이 28중량% 이상일 경우에는 소성 수축이 13% 이상으로 기물의 과다 수축을 야기하여 기존의 생산 공정에 적용하기 어렵다. 또한, 새로운 공정과 제품의 규격을 부합시키기가 어렵다. 따라서, 점토의 함량은 28중량%이하로 유지하는 것이 바람직하다. 그런데, 점토의 함량이 25중량% 이하인 경우에는 성형성이 적어지므로 성형품(1차 건조 제품)에 금이가서 성형품이 깨지는등, 성형 강도(green strength)의 약화로 제품의 생산성 및 품질이 저하된다. 그러므로, 점토의 함량은 약 25∼28중량% 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다.On the other hand, if the component content of the clay is 28% by weight or more, the plastic shrinkage is 13% or more, causing overshrinkage of the substrate, it is difficult to apply to the existing production process. It is also difficult to meet new process and product specifications. Therefore, the content of clay is preferably kept below 28% by weight. However, when the content of clay is 25% by weight or less, the moldability decreases, so that the molded product (primary dry product) is cracked and the molded product is broken, and thus the productivity and quality of the product are reduced due to the weakening of the green strength. . Therefore, the content of clay is preferably maintained in the range of about 25 to 28% by weight.

한편, 규석류는 주성분이 SiO2이기 때문에, 규석류를 미분시킬 때 기계의 마모도가 커지게 되고 동력비가 많이 드는 등 생산비상의 단점이 있다. 따라서, 규석류의 성분 함량은 약 10∼30중량% 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the main component of the silica is SiO 2 , when the silica is finely divided, the wear of the machine increases and power costs are high. Therefore, the component content of the silica is preferably maintained in the range of about 10 to 30% by weight.

장석류는 낮은 온도에서 용융되므로 다른 성분들을 연결해주는 역할을 한다. 따라서, 일정한 성분이 포함되어야 하지만, 다량으로 포함될 경우에는 과소성되어 소성품의 표면이 유리처럼 매끄러워지는 유리화 경향성이 커지기 때문에, 성분 함량을 넣어줄때에는 다른 성분에 따라서 조절해 주어야 한다. 제올라이트에도 유리질 성분인 Na2O가 많이 함유되어 있으므로, 장석류의 성분 함량은 약 5∼20중량%, 바람직하게는 7∼13중량% 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다.Feldspar melts at low temperatures and serves to connect other components. Therefore, a certain component should be included, but when included in a large amount, the glass tends to be vitrified and the surface of the fired article becomes smooth. As a result, the component content should be adjusted according to other components. Since zeolite also contains a large amount of Na 2 O as a glass component, the component content of feldspar is preferably maintained in the range of about 5 to 20% by weight, preferably 7 to 13% by weight.

도석류는 그 자체로도 소성에 의하여 도자기를 만들 수 있는 원료이며, 석영 함량이 높기 때문에 가소성 후 강도를 증진시키는 효과가 있다. 그러나, 도석류가 40중량% 이상 함유되면 성형이 곤란해지기 때문에, 약 10∼40중량% 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다.Porcelain is a raw material that can make porcelain by firing itself, and has a high quartz content, thereby improving strength after plasticity. However, when 40% by weight or more of the pottery is contained, the molding becomes difficult, so it is preferable to keep it within the range of about 10 to 40% by weight.

알루미나는 Al2O3를 주성분으로 하는 물질로서, 성분 함량이 많아지면 소성 온도를 높아지게 될 뿐만 아니라 생산 원가가 증가될 수 있다. 따라서, 알루미나의 함량은 약 0∼10중량% 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다.Alumina is a material containing Al 2 O 3 as a main component, and as the content of the component increases, the firing temperature may be increased and production costs may increase. Therefore, the content of alumina is preferably maintained in the range of about 0 to 10% by weight.

끝으로, 활석류는 주로 백색도 증진을 위해서 첨가되는 물질로서, 열 팽창 계수가 작고 열충격에 대한 저항성이 강하다. 그러나, 활석류의 함유량이 많으면 누런색을 띠거나 청색을 띠게 되므로, 약 0∼5중량%의 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다.Finally, talc is a substance added mainly for whiteness enhancement, and has a small coefficient of thermal expansion and a high resistance to thermal shock. However, when the content of talc is high, the color becomes yellowish or blue, and it is preferable to keep it within the range of about 0 to 5% by weight.

전술한 바와 같은 조성의 도자기 원료를 선정한 후에는, 제5도에 도시된 바와 같은 본 발명의 도자기 제조 공정에 따라서 도자기를 제조한다. 즉, 도자기 원료의 선정후에는, 원료를 분쇄하여 원료의 입자를 미세화함과 동시에 요구에 합당한 입도조성을 갖게 한다. 이를 위해서, 먼저 죠 크라셔(jaw crusher), 프레트 밀(fret mill), 에지 런너(edge runner), 햄머 밀(hammer mill), 또는 롤 분쇄기등을 이용하여 괴상의 원료를 중분쇄 또는 조분쇄한다. 다음에는, 중분쇄 또는 조분쇄된 원료를 볼 밀(ball mill)등을 이용하여 미분쇄한다. 도자기 원료의 분쇄시에는 적당량의 물을 보조 재료로 사용한다. 그런데, 분쇄만으로 희망하는 입도조정이 이루어지지 않는 경우에는, 물을 사용하여 입자를 분급한후 혼합하거나 도자기 원료를 개별적으로 분류하고난 후 혼합하는 방식을 취한다.After the porcelain raw material having the composition as described above is selected, porcelain is produced according to the porcelain manufacturing process of the present invention as shown in FIG. In other words, after the selection of the porcelain raw material, the raw material is crushed to refine the particles of the raw material and at the same time have a grain size suitable for the request. To this end, first, a mass or coarsely pulverized raw material is obtained by using a jaw crusher, a fret mill, an edge runner, a hammer mill, or a roll grinder. do. Next, the finely ground or coarsely pulverized raw material is pulverized using a ball mill or the like. In the grinding of ceramic raw materials, an appropriate amount of water is used as an auxiliary material. By the way, when the desired particle size adjustment is not achieved only by grinding, water is used to classify the particles and mix them or classify the ceramic raw materials separately and then mix them.

도자기 원료를 분쇄한 후에는, 습식 분쇄한 원료나 조합물로부터 미분쇄되지 않은 조립자를 체를 이용하여 분리시킨다. 이때, 체는 큰 눈의 것을 통과하고 난 후 가는 눈의 것을 통과하도록 사용하며, 가는 눈은 보통 120∼150 메쉬(mesh)의 것이면 무방하다. 체를 통과시킨 다음에는, 분쇄 과정에서 이장에 혼입된 철을 전자석을 이용하여 이장으로부터 제거한다. 그런 후에는, 이장으로부터 칼슘이나 마그네슘의 황산염과 같은 유해한 수용성 염류를 제거한다. 유해 염류를 제거한 이장을 충분히 교반 및 분산시킨다.After pulverizing the porcelain raw material, the finely ground granulated particles are separated from the wet pulverized raw material or the combination using a sieve. At this time, the sieve is used to pass through the thin eye after passing through the big eye, and the fine eye may be 120 to 150 mesh. After passing through a sieve, the iron incorporated into the sheet during the milling process is removed from the sheet using an electromagnet. Thereafter, harmful water-soluble salts such as calcium and magnesium sulfates are removed from this chapter. Agitation of the harmful salts is sufficiently stirred and dispersed.

다음에는, 각각의 이장을 혼합해서 배토로 만든다. 그런 후에는, 필터 프레스(filter press)를 사용하여 수비한 점토나 배토 이장으로부터 물을 제거한다. 이와는 달리, 진공을 사용하거나 원심력을 응용한 탈수방법도 이용될 수 있다.Next, mix the two sheets together to make a clay. Thereafter, a filter press is used to remove water from the protected clay or clay field. Alternatively, a dehydration method using a vacuum or applying centrifugal force may also be used.

그런데, 수비한 점토나 배토 이장을 필터 프레스로 탈수시켜 케이크로 하거나 혹은 건조 원료를 혼합하여 물을 가한 상태의 배토로 하는 경우에, 그 상태에서는 완전한 균일성이 부족하고, 또한 공기가 봉입된다. 그러므로, 제품의 내용에 따라 이겨서 섞거나 또는 반죽 등을 행하여야 한다. 이를 위해서, 토련기(pug mill), 진공 토련기(de-airing pug mill) 혹은 니딩 머신(kneading table)을 사용하여 혼련(混練)을 수행한다. 즉, 원료의 어느 부분을 취해도 조성이 일정하고 함수량이 일정하도록 원료를 혼합한다.By the way, in the case of dehydrated clay or clay sheets dehydrated by a filter press to make a cake, or a clay in a state where water is mixed with dry raw materials, complete uniformity is insufficient and air is enclosed. Therefore, it is necessary to mix or knead according to the contents of the product. To this end, kneading is performed using a pug mill, a de-airing pug mill, or a kneading table. In other words, the raw materials are mixed so that the composition is constant and the water content is constant no matter which part of the raw materials is taken.

그런 후에는, 보조재료로 사용되는 성형용 석고형이나 금형 내에 도자기 소지를 가능한한 균일하게 장입한후 가공하여 희망하는 형상으로 성형하는데, 소지의 형상이 임의의 복잡한 형상, 특히 표면에 모양이 있는 것일때는 고형 주입 성형법을 사용하고, 소지의 형상이 움푹 패인것일 때는 건식 가압 성형을 사용한다. 그런 후에, 소지를 성형하고, 자연 건조나 건조기를 이용하여 성형한 소지로부터 수분을 증발시켜서 없앤다.Thereafter, the porcelain base is used to be molded as uniformly as possible in the molding gypsum mold or mold used as an auxiliary material, and then processed into a desired shape, the base having any complex shape, especially a surface. In the case of solid injection molding, solid injection molding is used, and when the base is dented, dry pressure molding is used. Thereafter, the base is molded and moisture is evaporated away from the base molded by natural drying or a dryer.

이와는 달리, 가압 주입 성형법은 점토등의 도자기 소지 입자를 물등의 용매에 분산시킨 슬러리를 다공질의 주형내로 주입하고 슬러리에 압력을 걸어서 주형에 용매를 흡수시켜 슬러리를 고화시키고 그 후에 고화한 성형품을 탈형하는 방식이다. 이러한 가압 주입 성형방식에는 성형품의 양측에서 주형이 용매를 흡수하는 고형 주입성형(solid casting)과, 성형품의 일측에서 주형이 용매를 흡수하고 소정이 벽 두께를 갖는 물품이 얻어진 후에 잉여의 슬러리를 배출하는 배출 주입성형(drain casting)이 있다. 배출 주입 성형은 비교적 단순한 장비를 사용하여 복잡한 구성을 갖는 세라믹 물품을 제조할 수 있다.In contrast, the pressure injection molding method injects a slurry obtained by dispersing porcelain particles such as clay into a solvent such as water into a porous mold, pressurizes the slurry to absorb the solvent into the mold, solidifies the slurry, and then demoulds the solidified molded product. That's the way it is. In this pressure injection molding method, a solid casting in which a mold absorbs a solvent on both sides of the molded article, and a surplus slurry is discharged after the mold absorbs a solvent on one side of the molded article and an article having a predetermined wall thickness is obtained. There is a drain casting. Exhaust injection molding can produce ceramic articles having complex configurations using relatively simple equipment.

고형 주입 성형법이나 배출 주입 성형법을 이용하여 성형하는 경우에는, 여과를 수행한 주입 이장을 석고로 만든 성형틀 내에 주입한다. 이때, 성형과정에 사용된 물은 취급시나 가마에 넣어줄 때 형이 허물어지지 않도록 강도를 가지게 하는데 불필요하기 때문에, 자연 건조나 건조기를 이용하여 성형체로부터 1차적으로 수분을 증발시켜서 없앤다. 다음에는, 1차적으로 건조된 주입 이장중 건조되지 않은 부분을 성형틀로부터 제거한후 2차적으로 건조시킨다. 그런 후에는, 2차적으로 건조된 주입 이장을 성형틀로부터 탈형시킨다.In the case of molding by using the solid injection molding method or the discharge injection molding method, the injection sheet which has been filtered is injected into a mold made of gypsum. At this time, since the water used in the molding process is unnecessary to have strength so that the mold does not collapse during handling or in the kiln, the water is first evaporated and removed from the molded body by using natural drying or a dryer. Next, the undried portion of the first dried injection rod is removed from the mold and then dried secondly. Thereafter, the secondary dried infusion rolls are demolded from the mold.

다음에는, 탈형된 이장을 3차적으로 건조시킨후, 가마 내에서 충분한 고온, 바람직하게는 약 1,000∼1,300℃의 온도하에서 소성한다.Next, the demolded double sheets are dried in a tertiary manner, and then fired in a kiln at a sufficient temperature, preferably at a temperature of about 1,000 to 1,300 ° C.

소성이 끝난 후에 가마로부터 배출된 도자기 소지는 미세한 분말로 이루어져 있으므로 입자의 직경과 같은 크기 단위의 거칠기를 보인다. 즉, 성형한 소지를 소성시키면 소지는 수축되므로 표면의 움푹파임은 수축율의 크기 정도로 작게 되지만 미세한 것은 남아 있다. 이 표면의 거칠기를 작게하여 평활하게 하고 사용중에 더렵혀지거나 습기가 부착되지 않도록 하기 위하여 혹은 미관을 위해서 소지 표면을 유리질로 피복한다. 특히, 소성 소지가 다공성인 경우에는 액체나 가스의 침투를 막는 것은 매우 중요하기 때문에, 유약을 시유하는 것에 의하여 소지 표면상에 보호성의 유리질 피복을 형성한다. 그러면, 소지 표면이 평활하게 되어 광택이 증가되고, 또한 다양한 장식이 가능해진다.The porcelain body discharged from the kiln after the firing is composed of fine powder and thus exhibits roughness in the same size unit as the diameter of the particle. In other words, when the molded body is fired, the base is shrunk, so that the dents on the surface are reduced to the size of the shrinkage ratio, but the minute remains. The surface of the substrate is coated with glass to make the surface roughness small and smooth, and to prevent it from becoming dirty or sticking during use, or for aesthetics. Particularly, when the plastic body is porous, it is very important to prevent the penetration of liquids or gases, so that the glaze is applied to form a protective glassy coating on the surface of the body. This makes the surface of the base smooth, which increases gloss and enables various decorations.

전술한 바와 같이 제조된 도자기의 물리적 특성을 시험하기 위해서, 시편을 마련한 후 건조/소성 수축율, 성형/소성 강도, 기공율/흡수율, 백색도, 열팽창 계수를 측정하였고, 그 결과들을 토대로 각각의 성분별 영향을 분석하였다.In order to test the physical properties of the ceramics manufactured as described above, after the specimen was prepared, the drying / plastic shrinkage, molding / plastic strength, porosity / absorption rate, whiteness, thermal expansion coefficient was measured, based on the results of each component Was analyzed.

[건조 수축율][Dry shrinkage]

먼저, 본 발명에 따라서 제조된 도자기 시편의 건조 수축율을 측정하였다. 건조 수축율은 제조된 시편에 90mm 길이로 금을 그은 후 완전 건조시킨 후의 길이를 측정하여 그 수축율을 결정하였다. 제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 건조 수축율 측정 결과 그래프이다. 몇몇 휘어진 시편에 대한 결과가 포함된 값들은 1%보다 큰 수축을 나타내었다. 이러한 값들은 주로 질량분율(SiO2/KNaO, Al2O3=1일 때)이 5.5 내지 6.2의 값에서 주로 나타났으며 6.6부터 7.2값까지 수축율 0.8에서 일정한 값을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 7.1이상에서는 점차 증가하기 시작하는 것을 알 수 있다.First, the dry shrinkage of porcelain specimens prepared according to the present invention was measured. The dry shrinkage was measured by measuring the length after complete drying after drawing gold to a length of 90 mm in the prepared specimens to determine the shrinkage. 1 is a graph showing the results of measuring dry shrinkage of ceramics manufactured according to a preferred embodiment of the present invention. The values included for some flexural specimens showed a shrinkage greater than 1%. These values are mainly shown in the mass fraction (when SiO 2 / KNaO, Al 2 O 3 = 1) mainly in the value of 5.5 to 6.2 and has a constant value at 0.8 shrinkage from 6.6 to 7.2 value. In addition, it can be seen that more than 7.1 starts to increase gradually.

이러한 현상은 표면 수분의 증발에 따른 영향을 고려할 수 있는데, 이론적으로 수분의 내부 확산보다 표면 수분의 증발이 빠르게 일어나면 수축율이 커지게 된다. 다시 말해서, SiO2의 질량 분율이 커지게 되면 건조 수축율이 줄어들거나 1% 부근, 즉 1.0±0.1∼0.2에서 안정화된다는 것을 의미한다. 그래프 오른쪽 중간에서 보면, 질량 분율이 7.3부터 점차적으로 증가한다. 또한, 질량 분율 12에서 수축율이 1.28%로 나타나므로, 질량 분율이 7.3 이상으로 증가하게 되면 수축율은 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 수축이 너무 많이 일어나서 소지가 갈라지는 것을 막기 위해서는 질량 분율이 6.2이상 되어야 함을 알 수 있다.This phenomenon can be considered by the effect of the evaporation of the surface moisture, in theory, if the surface moisture evaporates faster than the internal diffusion of the moisture, the shrinkage is increased. In other words, an increase in the mass fraction of SiO 2 means that the dry shrinkage decreases or stabilizes around 1%, i.e., 1.0 ± 0.1 to 0.2. In the middle right of the graph, the mass fraction gradually increases from 7.3. In addition, since the shrinkage ratio is 1.28% at the mass fraction 12, it can be seen that when the mass fraction is increased to 7.3 or more, the shrinkage increases linearly. Therefore, it can be seen that the mass fraction should be 6.2 or more in order to prevent the shrinkage occurs so that the body cracks.

[소성 수축율][Plastic shrinkage rate]

소성 수축은 완전 건조된 도자기 시편에 90mm의 길이로 금을 그어 소성을 시킨 후 그 길이를 측정하여 수축율을 결정하였다. 소성 수축은 주로 10∼12% 범위에서 주로 측정되었으나 일부의 질량 분율에서 14%정도까지 수축율이 커지는 것을 발견할 수 있었는데, 이것은 점토의 함량이 일정 성분(약 28%) 이상 함유되어 있으므로 인하여 기인된 수축의 결과와 제올라이트와의 결합수의 방출로 인한 수축, 그리고 시편의 휨으로 인한 결과로 해석할 수 있다. 우선, 질량 분율이 6.2에서는 수축율이 13%를 나타내었고, 6.5에서는 14%를 나타내었지만, 그 주변에서는 여전히 10에서 12% 범위내로 측정되었다. 하기 표 4에는 그 대략적인 값이 나타나 있다.The plastic shrinkage was measured by measuring the length of the fully dried porcelain specimen by firing gold with a length of 90 mm and determining the shrinkage rate. The plastic shrinkage was mainly measured in the range of 10-12%, but it was found that the shrinkage increased from 14% to 14% by mass fraction, which is due to the fact that the clay contained more than a certain component (about 28%). It can be interpreted as a result of shrinkage, shrinkage due to the release of bound water with zeolite, and the warpage of the specimen. First, the mass fraction showed a shrinkage of 13% at 6.2 and 14% at 6.5, but was still measured in the range of 10 to 12% in the vicinity. Table 4 below shows the approximate values.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

상기 표 4를 통해서 알 수 있듯이, 제올라이트가 함유되어 있는 경우에는 제올라이트의 세공과 결합한 결합수의 방출에 의하여 그 구조가 치밀해 지면서 발생되는 수축의 영향으로 0.5∼1.0% 정도 수축이 더 되는 것으로 확인되었고, 점토의 성분 함량이 28% 이내로 감소하는 경우에는 수축율을 12% 이내로 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 즉, 점토의 성분 함량이 25% 일 때 소성 수축율은 11.8%(제올라이트 20%), 9.91%(제올라이트 10%)의 측정 결과를 나타낸다.As can be seen from Table 4, when the zeolite is contained, it is confirmed that the shrinkage is increased by about 0.5 to 1.0% due to the shrinkage caused by the structure being densified by the release of the combined water bonded to the pores of the zeolite. When the content of clay is reduced to less than 28%, shrinkage can be reduced to less than 12%. That is, when the component content of clay is 25%, the plastic shrinkage rate is 11.8% (zeolite 20%) and 9.91% (zeolite 10%).

반면에, 점토가 31%(제올라이트 16.5%) 함유된 시편들의 경우에는 13% 이상의 수축율을 나타내는데, 주된 소성 수축은 제올라이트의 함량보다는 점토의 성분 함량이 많아지게 되면 증가하는 것으로 나타났다. 점토의 함량이 30% 이상일 경우에는 12% 이상의 높은 수축을 나타내었다.On the other hand, specimens containing 31% clay (16.5% zeolite) exhibited a shrinkage of more than 13%. The main plastic shrinkage increased as the content of clay was increased rather than the content of zeolite. If the content of clay is more than 30%, it shows a high shrinkage of more than 12%.

[성형 강도 측정][Molding strength measurement]

성형 강도 측정용으로 제작된 도자기 시편을 자연 건조 시킨 후, 항온 건조기 내에서 110℃의온도로 1시간 동안 추가 건조 시킨 다음에 건조기(desiccator)내에서 2시간 동안 건조시키고 곡강도 측정기에서 성형 강도를 측정하였다. 곡강도를 나타내는 식은 다음과 같다.After drying the porcelain specimens made for measuring the molding strength by natural drying for 1 hour at a temperature of 110 ℃ in a constant temperature dryer, then drying for 2 hours in a desiccator and measuring the molding strength in a bending strength meter It was. The formula representing the bending strength is as follows.

Figure kpo00007
Figure kpo00007

을 나타낸다. 하기 표 5에는 제올라이트의 함량에 따른 성형 강도의 결과치가 나타나 있다.Indicates. Table 5 shows the results of the molding strength according to the content of the zeolite.

Figure kpo00008
Figure kpo00008

상기 표 4를 통해서 알 수 있듯이, 성형 강도는 제올라이트의 함량이 10∼20wt.%로 증가함에 따라서 증가한다. 이것은 제올라이트의 함량이 증가함에 따라 성형시 포함되어있던 수분이 제올라이트의 수분 흡착으로 인하여 도자기 시편을 항온 건조기 내에서 110℃의 온도로 1시간 동안 건조시킬 때 급격하게 방출되기 때문이다. 이때, 도자기 시편은 불규칙한 기공을 갖는 소지보다 큰 성형 강도를 나타낸다.As can be seen from Table 4, the molding strength increases as the content of zeolite increases to 10-20 wt.%. This is because the moisture contained in the molding is rapidly released when the ceramic specimens are dried at a temperature of 110 ° C. in a constant temperature dryer for 1 hour due to the adsorption of zeolite. At this time, the porcelain specimen exhibits greater molding strength than the substrate having irregular pores.

[소성 강도 측정][Firing Strength Measurement]

완전 건조된 시편을 소성로에서 소성시킨 후 곡강도 측정기에서 측정 하였다. 제2(a)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 질량 분율에 따른 소성 강도 결과 그래프이다. 소성 강도는 제2(a)도에 나타난 바와 같이 SiO2/KNaO의 비(Al2O3=1 기준)가 증가함에 따라 어느 정도 증가하다가 감소하는 곡선의 형태를 보였다. 즉, SiO2/KNaO 의 비가 6.7 내지 7.3의 값 사이에서는 곡강도 측정값이 1,000Kgf/㎠이상의 값을 나타내었고, SiO2/KNaO의 비는 7.1부터 감소하기 시작하는 경향을 나타내었다.The completely dried specimens were calcined in a kiln and measured on a bending strength meter. Figure 2 (a) is a graph of the resulting plastic strength according to the mass fraction of porcelain prepared according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 (a), the plastic strength was somewhat increased as the SiO 2 / KNaO ratio (based on Al 2 O 3 = 1) and then decreased. That is, the bending strength value was exhibited in the measured value is more than 1,000Kgf / ㎠ between the SiO 2 / KNaO ratio of 6.7 to 7.3 of the value of the ratio of SiO 2 / KNaO exhibited a tendency to begin to decrease from 7.1.

제2(b)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 질량 분율에 따른 소성 강도 결과의 전체적인 개형을 나타낸 그래프이다. 이것은 각 시편들의 평균값을 기준으로 하였는데, 대략적으로 6.5의 비에서 그래프의 기울기가 급격하게 증가하고 있다. 이러한 결과는 KNaO의 성분이 유리화하는 비가 상대적으로 증가하게 되면 소성후 비결정성 물질의 비가 상대적으로 커지게 되어 강도가 감소하는 것을 의미한다. 즉, 질량 분율이 낮아져서 KNaO의 성분이 많으면, 소성 온도가 낮아지게 되고 그 결과로 온도가 고정되어 진행되기 때문에 과소성의 경향이 커지게 되고, 그에 따라서 강도가 약해질 수 밖에 없었다. 이러한 결과를 통해서 볼 때, 1,170∼1,200℃의 온도 범위에서는 질량 분율이 대략 7.0이상의 값을 가져야 할 것으로 예상되었다.Figure 2 (b) is a graph showing the overall modification of the resulting plastic strength according to the mass fraction of porcelain prepared according to a preferred embodiment of the present invention. This is based on the average value of each specimen, and the slope of the graph is rapidly increasing at a ratio of approximately 6.5. This result means that if the ratio of vitrification of the KNaO component is relatively increased, the ratio of amorphous material after firing becomes relatively large and the strength decreases. In other words, when the mass fraction is low and the KNaO component is large, the firing temperature is lowered, and as a result, the temperature is fixed and progressed, so that the tendency of underfiring becomes large, thereby intensifying the strength. From these results, it was expected that the mass fraction should have a value of about 7.0 or more in the temperature range of 1,170 to 1,200 ° C.

[기공율/흡수율 측정][Porosity / absorption rate measurement]

기공율은 소지중에 공극이 어느정도나 존재하는 가를 나타내는 값으로, 기공율과 흡수율을 측정하면 대략적인 소성 온도를 알 수 있다. 이를 위해서, 시편을 선형적으로 온도가 증가하는 경사로 내에서 상온부터 1,200℃까지 온도를 상승시키고 1시간 30분동안 소킹 타임(soaking time)을 주었다. 그리고, 4시간 30분후에 최저 940∼1,200℃까지 일정한 온도 분포를 가지도록 하였다. 기공율 측정은 아르키메데스의 원리를 이용하여 측정하였다. 제3(a)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 온도에 따른 기공율/흡수율 측정 결과를 나타낸 것으로, 실험 온도와 소성 온도가 일치한 경우를 나타낸 그래프이다. 제3(b)도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도자기의 온도에 따른 기공율/흡수율 측정 결과를 나타낸 것으로, 소지의 화도가 낮아서 과소성이된 경우를 나타낸 그래프이다. 제3(a)도 및 제3(b)도에서, 기공율과 흡수율이 거의 "0"%로 떨어지는 부분의 온도가 소성온도이다.The porosity is a value indicating how much voids exist in the substrate, and the approximate firing temperature can be known by measuring the porosity and the water absorption. To this end, the specimens were heated from room temperature to 1,200 ° C in a ramp where the temperature increased linearly and gave a soaking time for 1 hour and 30 minutes. And after 4 hours and 30 minutes, it was made to have a constant temperature distribution to 940-1,200 degreeC at least. Porosity was measured using Archimedes' principle. Figure 3 (a) is a graph showing the porosity / absorption rate measurement results according to the temperature of the porcelain produced according to a preferred embodiment of the present invention, the experimental temperature and the firing temperature is the same. Figure 3 (b) is a graph showing the results of measuring the porosity / absorption rate according to the temperature of the porcelain prepared according to the preferred embodiment of the present invention, the case is made of a low degree of burning of the base. In FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b), the temperature of the portion where the porosity and the water absorption fall to almost " 0 "% is the firing temperature.

[백색도 측정][Whiteness Measurement]

건조된 시편의 혼합물을 항온 건조기 내에서 110℃의 온도로 1시간 가량 완전 건조시킨 후 약 15g을 저울에 측정하고 결합제를 7∼8방울 첨가시킨 후 잘 혼합한다. 다음에는, 원형 틀에 넣어 원판 형태로 찍어낸다. 완성된 시편을 소성시킨 후 연마해서 백색도 측정장치(ReFelectometer Model Tc-6D, Tokyo Denshoku co., LTD)를 이용하여 측정 하였다. 영점 조절은 표준편을 이용하여 수행하였다.After drying the mixture of the dried specimens for about 1 hour at a temperature of 110 ℃ in a constant temperature dryer, measure about 15g on a balance, add 7 to 8 drops of the binder and mix well. Next, put them in a circular frame and dip them into discs. The finished specimen was calcined and polished and measured using a whiteness measuring device (ReFelectometer Model Tc-6D, Tokyo Denshoku co., LTD). Zero adjustment was performed using a standard piece.

제4도는 질량 분율에 따른 백색도 측정 결과 그래프이다. 제4도를 참조하면, 백색도는 74∼90% 범위내에서, 질량 분율이 낮은 부분에서는 높았다가 질량 분율이 커짐에 따라서 점차 감소하다가 일정해지는 형태를 나타내고 있다. 백색도는 도자기 제품의 성능을 나타내는 지표로, 품질을 향상시키기 위해서는 높은 백색도가 나타나게 해야한다. 보편적으로, 제올라이트를 이용한 도자기의 경우에는 75% 이상의 높은 백색도를 나타내어 양호한 결과를 보였다.4 is a graph showing the result of measuring whiteness according to the mass fraction. Referring to FIG. 4, the degree of whiteness is high in the portion having a low mass fraction within the range of 74 to 90%, and gradually decreases and then becomes constant as the mass fraction increases. Whiteness is an indicator of the performance of porcelain products. To improve the quality, high whiteness should be shown. In general, in the case of ceramics using zeolite showed a high whiteness of more than 75% showed good results.

소지를 만들 때 탈철 공정을 거치게 되면 백색도가 증가한다. 또한, 제올라이트의 함량이 많아지면 질량 분율이 낮아지게 되면서 높은 백색도를 나타낸다. 제올라이트가 20% 함유된 시편은 10% 함유된 시편에 비하여 백색도가 약 5∼6% 정도 향상되어지는 결과를 나타낸다. 따라서, 백색도는 제올라이트의 성분 함량을 조절함으로써 적절한 값을 얻을 수 있다.The whiteness increases when the degassing process is carried out when making the body. In addition, as the content of zeolite increases, the mass fraction is lowered and thus high whiteness is shown. 20% zeolite-containing specimens show about 5-6% improvement in whiteness compared to 10% -containing specimens. Thus, the whiteness can be obtained by adjusting the component content of the zeolite.

[결론][conclusion]

도자기의 원료들 중에서, 점토류는 가소성 및 성형성을 좋게하는 특성을 나타낸다. 점토의 함량이 적어지면 가소성 및 성형성이 낮아지지만, 점토의 함량이 많아지면 소성이 수축이 커지는 단점이 있으므로 적합한 양을 혼합하는 것이 중요하다. 점토의 성분 함량은 25∼28% 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다.Among the raw materials of ceramics, clays exhibit properties that improve plasticity and formability. If the content of clay is low, plasticity and moldability are low, but if the content of clay is high, it is important to mix a suitable amount because plasticity has a disadvantage in that shrinkage is increased. The component content of clay is preferably maintained in the range of 25 to 28%.

다음으로, 장석은 융제로 작용하는 성분으로서 소성 온도를 낮출 수 있기 때문에 많은 양을 혼합하기에는 문제가 있으므로 적절한 양을 혼합시켜야 한다. 장석류의 성분 함량은 5∼20% 범위내에서 유지하는 것이 바람직하다. 만일, 많은 양의 장석이 혼합될 경우에는 표면이 유리표면과 같이 매끄럽게 변하기 때문에 시유를 할 수 없게 된다. 제올라이트가 함유되어 있는 도자기의 경우에는 제올라이트에 Na성분 함량이 높기 때문에 제올라이트와 혼합하여 사용할 때는 소량(주로 10% 이내의 범위)을 혼합하는 것이 적합하다.Next, feldspar is a component that acts as a flux, and since the firing temperature can be lowered, there is a problem in mixing a large amount, so an appropriate amount must be mixed. The component content of feldspar is preferably maintained within the range of 5 to 20%. If a large amount of feldspar is mixed, the surface may be smoothly changed like a glass surface, and thus the oil may not be applied. In the case of ceramics containing zeolite, it is suitable to mix a small amount (usually within 10%) when mixed with zeolite because Na content is high in zeolite.

규석은 다량 함유될 경우 강도가 크게 증가되지만, 가공성을 떨어뜨리기 때문에, 10∼30% 범위내에서, 바람직하게는 15% 내외에서 조절되어야 한다.If the silica is contained in a large amount, the strength is greatly increased, but since the workability is deteriorated, it should be controlled within the range of 10 to 30%, preferably around 15%.

소성시 수축은 주로 점토의 영향을 많이 받았으며, 제올라이트는 수축에 큰 영향을 미치지는 않은 것으로 나타났다.Shrinkage during firing was mainly affected by clay, and zeolite did not appear to have a significant effect on shrinkage.

강도는 제올라이트를 사용할 경우, 제올라이트의 성분 함량이 증가함에 따라서 감소하였다. 강도를 증가시키는 성분은 규석류와 도석류였고, 제올라이트를 다량 함유시에는 강도가 약해졌으며, 무엇보다도 진공 정도와 화도가 강도에 큰 영향을 주었던 것으로 판단된다.The strength decreased with increasing zeolite component content when using zeolite. The components that increased the strength were silica and pottery, and when the zeolite was contained in a large amount, the strength was weakened.

백색도는 측정 결과, 제올라이트의 성분 함량이 높아짐에 따라 증가하고, 화도가 소성 온도와 맞을 때 값이 증가하는 것으로 나타났다.The whiteness increased as the component content of the zeolite increased, and the value increased when the degree of firing was matched with the firing temperature.

제올라이트의 성분 함량이 증가함에 따라 도자기의 무게가 현저하게 감소하며, 소성 온도에 따라 무게의 변화 정도가 다른 것으로 나타났다.As the component content of zeolite increased, the weight of ceramics decreased markedly, and the degree of change in weight varies according to the firing temperature.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 도자기 제조에 사용되던 고가의 원료 대신에, 도자기 원료의 주요 성분인 SiO2와 Al2O3을 주성분으로 하고 인체에 유용한 원적외선 방출량이 많은 합성 제올라이트를 채용함으로써, 새로운 기능성 도자기 제품을 생산할 수 있으며, 가격면에서도 저렴한 도자기 제품을 얻을 수 있다.As mentioned above, according to the present invention, instead of the expensive raw materials used in the manufacture of ceramics, synthetic zeolites containing SiO 2 and Al 2 O 3 which are main components of ceramic raw materials as main components and having a large amount of far-infrared emission useful for the human body are used. By adopting, new functional ceramic products can be produced, and inexpensive ceramic products can be obtained at a price.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

Claims (13)

4A-타입 제올라이트, 점토류, 장석류, 규석류, 도석류, 알루미나, 활석류를 포함하는 도자기 원료를 마련하는 단계(S1); 상기 도자기 원료의 입자를 미세화하기 위해서 상기 도자기 원료를 분쇄하는 단계(S2); 분쇄된 도자기 원료로부터 미분쇄되지 않은 조립자를 분리시키는 단계(S3); 상기 도자기 원료를 분쇄하는 과정에서 혼입된 철을 제거시키는 단계(S4); 이장으로부터 유해한 수용성 염류를 제거시키는 단계(S5); 상기 수용성 염류를 제거한 후 충분히 교반 및 분산된 각각의 이장을 혼합하는 단계(S6); 배토 이장을 탈수 및 여과시키는 단계(S7); 상기 배토 이장의 조성 및 함수량을 일정하게 유지하기 위한 혼련(混練)을 수행하는 단계(S8); 상기 혼련을 수행한 이장을 주형 내에 주입한후 압력을 가하여 성형하는 단계(S9); 성형품을 건조시키는 단계(S10); 건조된 성형품을 가마 내에서 1,000∼1,300℃의 온도하에서 소성하는 단계(S11); 및 소성이 끝난 성형품의 표면상에 유약을 시유하는 단계(S12)를 포함하는 도자기 제조 방법을 제공한다.Preparing a ceramic material including 4A-type zeolite, clays, feldspars, silicas, pottery, alumina, talc (S1); Pulverizing the porcelain raw material in order to refine the particles of the porcelain raw material (S2); Separating unpulverized coarse particles from the crushed porcelain raw material (S3); Removing iron mixed in the process of crushing the porcelain raw material (S4); Removing harmful water-soluble salts from this chapter (S5); Removing each of the water-soluble salts, and mixing each of the two sheets sufficiently stirred and dispersed (S6); Dewatering and filtering the clay field (S7); Performing a kneading to maintain a constant composition and water content of the clay field (S8); Injecting the two sheets of the kneaded mixture into a mold and then applying pressure to form the mold (S9); Drying the molded article (S10); Firing the dried molded product at a temperature of 1,000 to 1,300 ° C. in a kiln (S11); And it provides a ceramic manufacturing method comprising the step (S12) of applying a glaze on the surface of the fired molded article. 제1항에 있어서, 상기 4A-타입 제올라이트의 성분 함량이 5∼20중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.The method of claim 1, wherein the component content of the 4A-type zeolite is 5 to 20% by weight. 제1항에 있어서, 상기 점토류의 성분 25∼28중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.The ceramic ware manufacturing method according to claim 1, wherein the clay is 25 to 28% by weight of the component. 제1항에 있어서, 상기 장석류의 성분 5∼20중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.The pottery manufacturing method of Claim 1 which is 5-20 weight% of components of the said feldspar. 제1항에 있어서, 상기 규석류의 성분 함량이 10∼30중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.The method of claim 1, wherein the content of the silica is 10-30% by weight. 제1항에 있어서, 상기 도석류의 성분 함량이 10∼40중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.The method of claim 1, wherein the content of the pottery is 10 to 40% by weight. 제1항에 있어서, 상기 알루미나의 성분 함량이 0∼10중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.The method of claim 1, wherein the component content of the alumina is 0 to 10% by weight. 제1항에 있어서, 상기 활석류의 성분 함량이 0∼5중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.The method of claim 1, wherein the component content of the talc is 0 to 5% by weight. 4A-타입 제올라이트, 점토류, 장석류, 규석류, 도석류, 알루미나, 활석류를 포함하는 도자기 원료를 마련하는 단계(S1); 상기 도자기 원료의 입자를 미세화하기 위해서 상기 도자기 원료를 분쇄하는 단계(S2); 분쇄된 도자기 원료로부터 미분쇄되지 않은 조립자를 분리시키는 단계(S3); 상기 도자기 원료를 분쇄하는 과정에서 혼입된 철을 제거시키는 단계(S4); 이장으로부터 유해한 수용성 염류를 제거시키는 단계(S5); 상기 수용성 염류를 제거한 후 충분히 교반 및 분산된 각각의 이장을 혼합하는 단계(S6); 혼합된 이장을 탈수 및 여과시키는 단계(S7); 상기 여과를 수행한 이장을 성형틀 내에 주입한 후 1차적으로 건조시키는 단계(S8); 상기 단계(S8)에서 건조된 이장외에 건조되지 않은 이장을 상기 성형틀로부터 배출시킨 후 2차적으로 건조시키는 단계(S9); 2차적으로 건조된 이장을 상기 성형틀로부터 탈형하는 단계 (S10); 탈형된 이장을 3차적 건조시키는 단계(S11); 3차적으로 건조된 성형품을 가마 내에서 1,000∼1,300℃의 온도하에서 소성하는 단계(S12); 및 소성이 끝난 성형품의 표면상에 유약을 시유하는 단계(S13)를 포함하는 도자기 제조 방법.Preparing a ceramic material including 4A-type zeolite, clays, feldspars, silicas, pottery, alumina, talc (S1); Pulverizing the porcelain raw material in order to refine the particles of the porcelain raw material (S2); Separating unpulverized coarse particles from the crushed porcelain raw material (S3); Removing iron mixed in the process of crushing the porcelain raw material (S4); Removing harmful water-soluble salts from this chapter (S5); Removing each of the water-soluble salts, and mixing each of the two sheets sufficiently stirred and dispersed (S6); Dehydrating and filtering the mixed two sheets (S7); Injecting the two sheets having undergone the filtration into a molding mold and then drying them first (S8); A step (S9) of drying the second sheet that is not dried in addition to the dried sheet in the step (S8) and then drying the second sheet (S9); Demolding the secondary dried second sheet from the mold (S10); Tertiary drying of the demolded duodenum (S11); Firing the third dried article in a kiln at a temperature of 1,000 to 1,300 ° C. (S12); And lubricating the glaze on the surface of the fired molded article (S13). 제9항에 있어서, 상기 4A-타입 제올라이트의 성분함량이 5∼20중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the component content of the 4A-type zeolite is 5 to 20% by weight. 제9항에 있어서, 상기 점토류의 성분 함량이 25∼28중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the content of the clay is 25 to 28% by weight. 제9항에 있어서, 상기 장석류의 성분 함량이 5∼20중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the content of the feldspar is 5 to 20% by weight. 제9항에 있어서, 상기 규석류의 성분 함량이 10∼30중량%인 것을 특징으로 하는 도자기 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the content of the silica is 10 to 30% by weight.
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