KR100635689B1

KR100635689B1 - 도판용 투명유약 조성물

Info

Publication number: KR100635689B1
Application number: KR1020040047891A
Authority: KR
Inventors: 오유근; 문지웅; 김성훈
Original assignee: 요업기술원; 한국민예 주식회사; (주)넥섬
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-10-17
Also published as: KR20050123331A

Abstract

본 발명은 건축용 실내ㆍ외장재로 활용되는 도판에 사용되는 투명유약에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도판용 투명유약 전체 조성물에 대하여 프리트 91.5∼96.5 wt%와 무기물3.5 ∼ 8.5wt% 혼합ㆍ분쇄하여 된 도판용 투명유약 조성물로서, 상기 조성물을 이용하여 제조된 투명유약을 분청사기도판에 시유할 경우 투명유약이 열팽창계수로 인한 유약표면의 균열현상을 방지하여 도판 표면의 오염을 막을 수 있고 강도와 내마모성이 현저히 개선되며, 분청사기도판의 분장장식이 그대로 표현된 분청사기도판을 얻을 수 있다.

분청사기, 도판, 투명유약, 열팽창계수, 균열, 내마모성, 저화도

Description

도판용 투명유약 조성물{Composition of transparent glaze for plate}

도 1은 본 발명의 도판용 투명유약 조성물을 도판에 시유한 후 온도별 유약조성 실험결과를 나타낸 것이다.

본 발명은 건축용 실내ㆍ외장재로 활용되는 도판에 사용되는 투명유약에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분청사기도판에 시유된 투명유약이 열팽창계수로 인한 유약표면의 균열현상을 방지하여 도판 표면의 오염을 막을 수 있고 강도와 내마모성이 현저히 개선되며, 분청사기도판의 분장장식이 그대로 표현되는 분청사기도판용 투명유약 조성물에 관한 것이다.

현재 건축용 실내ㆍ외장재로 활용되는 도판으로 주로 백자소지를 사용하고 있다. 이러한 백자소지에 사용되는 투명유약은 분청사기도판 소지의 수축과 유약의 용융상태 등이 맞지 않아서 말림, 핀홀, 크랙 등의 문제가 발생하는 단점이 있다.

또한, 대부분 백자소지의 열팽창계수에 적합하게 제조되기 때문에, 열팽창 계수가 낮고 기공률이 높은 분청사기도판에 시유하면 유약표면에 균열이 발생하는 단점이 있다. 그리고 이러한 표면 균열은 분청사기도판의 강도 및 내마모성을 저하시키고, 표면오염이 발생하는 원인이 되고 있다.

이러한 단점을 보완한 것으로서 대한민국공개특허 제2003-0062027호에서는 생유와 같은 고화도 유약에 SiO₂, Al₂O₃, CaO, Na₂O, C₂O, B₂O₃, PbO, BaO 및 ZnO로 구성된 프리트를 첨가하여 된 저화도 투명유약을 기술하고 있으나, 상기와 같은 조성으로 된 투명유약은 종래의 소지에 적용가능하나 열팽창계수가 낮은 분청사기도판에 사용하기에는 부적합하다.

따라서, 종래의 투명유약이 가지고 있는 단점을 보완하고, 열팽창계수가 낮은 분청사기도판에 적합한 저열팽창성의 무균열 투명유약의 개발이 필요하다.

따라서, 본 발명은 건축용 내ㆍ장재로 사용되는 열팽창 계수가 낮고 기공률이 높은 분청사기도판에 시유시 열팽창계수로 인한 유약표면의 균열현상을 방지하여 표면오염을 방지하며, 강도와 내마모성이 현저히 향상되고, 분청사기도판의 분장장식이 투영될 수 있는 투명성이 양호한 도판용 투명유약 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 분청사기도판의 치수 변형을 방지하기 위하여, 상기의 물성을 만족시키면서 동시에 1,150℃ 이하에서 열처리 가능한 저화도 투명유약을 제공 하는 것을 기술적 과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 건축용 실내ㆍ외장재로 활용되는 도판에 사용되는 투명유약에 있어서, 도판용 투명유약 100wt%에 대하여 프리트 91.5∼96.5 wt%와 무기물 3.5 ∼ 8.5 wt%를 혼합ㆍ분쇄하여 된 도판용 투명유약 조성물이 제공된다.

또한, 본 발명의 투명유약 조성물로 된 투명유약을 저 열팽창성의 분청사기도판 표면에 시유한 후 1,000℃∼1,150℃ 범위에서 열처리하여 된 것을 특징으로 하는 분청사기도판이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 도판용 투명유약 조성물은 탄산나트륨 1.0∼3.0 wt%, 탄산칼륨 0.5∼1.5 wt%, 탄산칼슘 0.5∼1.5 wt%, 탄산리튬 15.0∼18.0 wt%, 알루미나 10.0∼15.0 wt% 및 규석 65.0∼70.0 wt%를 혼합하고 백금도가니에서 1,350℃∼1,450℃로 가열 용융혼합 후 급랭시켜 그 냉각물을 325 mesh 표준망을 전통 할 수 있도록 습식분쇄 된 프리트 91.5∼96.5 wt%와 무기물 3.5 ∼ 8.5 wt%를 혼합ㆍ분쇄하여 도판용 투명유약 조성물을 제조한다. 여기서 상기 무기물은 와목점토 또는 몬모릴로나이트를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 와목점토와 몬모릴로나이트를 일정비율로 혼합하여 된 혼합물을 사용하는 것이 더욱 좋다.

상기 와목점토와 몬모릴로나이트를 혼합할 경우에는 투명유약 전체조성물 100 wt%에 대하여 와목점토 1.0 ∼ 5.0wt%, 몬모릴로나이트 2.5 ∼ 3.5 wt%를 함유하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 프리트는 바람직하게는 탄산나트륨 2.0 wt%, 탄산칼륨 1.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 wt%, 탄산리튬 16.0 wt%, 알루미나 14.0 wt%, 규석 67.0 wt%를 용융혼합하여 제조하는 것이 좋으며, 전체조성물에 대하여 상기 프리트 95.5wt%와 무기물 4.5 wt%를 혼합하는 것이 더욱 좋으며, 이때, 상기 무기물은 전체조성물에 대하여 와목점토 1.0wt%, 몬모릴로나이트 3.5wt%가 되도록 혼합하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 와목점토를 사용할 경우 유약의 강도 및 부착성이 향상되게 되고, 몬모릴로나이트를 사용할 경우 유약의 점결성이 향상되게 된다. 상기 와목점토와 몬모릴로나이트를 일정비비율로 혼합한 혼합물을 사용할 경우에는 유약의 강도, 부착성 및 점결성이 더욱 향상되는 상승효과를 얻을 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 도판용 투명유약 조성물은 통상적으로 사용되는 종래의 투명유약이 6 ∼ 8 × 10^-6℃^-1의 열팽창계수를 가지는 반면에 본 발명에 따르는 투명유약 조성물은 종래의 투명유약에 비해 현저하게 낮은 2.5 ∼ 4.0× 10^-6℃^-1의 열팽창계수를 가지게 된다. 이는 하기 표 1의 본 발명 투명유약 조성물과 분 청사기도판간의 온도 구간별 열팽창계수를 비교한 결과로서 알 수가 있다.

* 상기 온도구간별 선열팽창계수 측정은 통상적으로 사용되는 측정방법을 사용하였다.

본 발명에서 개발된 프리트와 같이 도판에 비하여 열팽창계수가 약간 낮은 경우는 유약층에 압축응력이 걸리기 때문에 인장응력이 발생하는 경우에 비하여 유면에 균열이 발생 할 가능성이 감소하게 되며, 오히려 압축응력에 의한 도판의 강도의 증가가 관찰된다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따르는 투명유약 조성물은 2.5 ∼ 4.0 × 10^-6℃^-1를 가지는 것을 알 수 있으며, 분청사기도판에 비하여 현저히 낮은 열팽창계수를 가지는 것을 알 수 있다. 상기와 같이 투명유약 조성물이 분청사기도판에 비하여 낮은 열팽창계수를 가질 경우 유약층에 압축응력이 걸리기 때문에 인장응력이 발생하는 경우에 비하여 유면의 균열을 방지할 수 있으며, 압축응력에 의 한 도판의 강도가 증가되게 된다. 만일 투명유약이 상기 표 1에서 보는 바와 같이 분청사기도판이 가지는 열팽창계수보다 높을 경우에는 냉각과정에서 유약층에 인장응력이 인가되므로 유약표면에 균열이 발생하는 문제가 발생하게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 투명유약 조성물을 이용하여 통상적인 방법으로 투명유약을 제조한 후 저 열팽창성 분청사기도판을 담금방법(dipping)으로 표면에 시유하여 터널킬른(tunnel kiln) 또는 셔틀킬른(shuttle kiln)을 이용하여 1,100 ∼ 1,200℃에서 소성하고 그 후 자연냉각하는 건축용 내ㆍ외장제로 사용 가능한 분청사기도판을 제조한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단, 본 발명이 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

탄산나트륨 2.0 wt%, 탄산칼륨 1.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 wt%, 탄산리튬 16.0 wt%, 알루미나 14.0 wt%, 규석 67.0 wt%를 용융혼합하여 백금도가니에서 1,350℃∼1,450℃로 가열 용융 후 급랭시켜 그 냉각물을 325 mesh 표준망을 전통 할 수 있도록 습식분쇄하여 제조한 프리트 96.5 wt%와 점결제로서 수 팽윤성의 몬모릴로나이트 3.5wt%를 혼합ㆍ분쇄한 후 투명유약을 제조하여 분청사기도판의 표면에 담금방법(dipping)으로 시유하고 유약이 시유된 도판을 전기로에서 +5℃/min로 상온시 켜 1,000℃, 1,050℃, 1,100℃, 1,150℃의 온도에서 1시간 유지하여 산화소성하여 시편을 제조하였다.

[실시예 2]

탄산나트륨 2.0 wt%, 탄산칼륨 1.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 wt%, 탄산리튬 16.0 wt%, 알루미나 14.0 wt%, 규석 67.0 wt% 를 용융혼합하여 백금도가니에서 1,350℃∼1,450℃로 가열 용융 후 급랭시켜 그 냉각물을 325 mesh 표준망을 전통 할 수 있도록 습식분쇄하여 제조한 프리트 95.5 wt%와 유약층의 강도 및 시유 시 부착력 증진을 목적으로 와목점토 1.0 wt%와 점결제로서 수 팽윤성의 몬모릴로나이트 3.5 wt%를 혼합ㆍ분쇄한 후 투명유약을 제조하여 분청사기도판의 표면에 담금방법(dipping)으로 시유하고 유약이 시유된 도판을 전기로에서 +5℃/min로 상온시켜 1,000℃, 1,050℃, 1,100℃, 1,150℃의 온도에서 1시간 유지하여 산화소성하여 시편을 제조하였다.

[실시예 3]

탄산나트륨 2.0 wt%, 탄산칼륨 1.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 wt%, 탄산리튬 16.0 wt%, 알루미나 14.0 wt%, 규석 67.0 wt% 를 용융혼합하여 백금도가니에서 1,350℃∼1,450℃로 가열 용융 후 급랭시켜 그 냉각물을 325 mesh 표준망을 전통 할 수 있도록 습식분쇄하여 제조한 프리트 93.5 wt%와 유약층의 강도 및 시유 시 부착력 증진을 목적으로 와목점토 3.0 wt%와 점결제로서 수 팽윤성의 몬모릴로나이트 3.5 wt%를 혼합ㆍ분쇄한 후 투명유약을 제조하여 분청사기도판 표면에 담금방법(dipping)으로 유약이 시유된 도판을 전기로에서 +5℃/min로 상온시켜 1,000℃, 1,050℃, 1,100℃, 1,150℃의 온도에서 1시간 유지하여 산화소성하여 시편을 제조하였다.

[실시예 4]

탄산나트륨 2.0 wt%, 탄산칼륨 1.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 wt%, 탄산리튬 16.0 wt%, 알루미나 14.0 wt%, 규석 67.0 wt% 를 용융혼합하여 백금도가니에서 1,350℃∼1,450℃로 가열 용융 후 급랭시켜 그 냉각물을 325 mesh 표준망을 전통 할 수 있도록 습식분쇄하여 제조한 프리트 91.5 wt%와 유약층의 강도 및 시유 시 부착력 증진을 목적으로 와목점토 5.0 wt%와 점결제로서 수 팽윤성의 몬모릴로나이트 3.5 wt%를 혼합ㆍ분쇄한 후 투명유약을 제조하여 분청사기도판 표면에 담금방법(dipping)으로 유약이 시유된 도판을 전기로에서 +5℃/min로 상온시켜 1,000℃, 1,050℃, 1,100℃, 1,150℃의 온도에서 1시간 유지하여 산화소성하여 시편을 제조하였다.

상기 실시예 1~4에서 제조된 시편의 온도별 유약조성 실험결과는 도 1에 나타내었다.

상기 실시예 1∼4에서 제조된 시편 중 1,050℃로 소성한 시편을 선택하여 종 래 제품과의 꺾임강도 및 마모감량의 물성을 비교하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.

상기 물성평가 방법은 다음과 같다.

1) 마모감량: KS L 1001 “도자기질 타일”의 규정대로 시험편을 50 * 50㎜ 정사각형으로 절단하여 무게 100g 이내로 조정 한 후, 시험체의 무게를 측정한 후 수평면과 45ㅀ의 각도로 경사지게 낙사식 마모 시험 장치에 장치하고, 1,100의 높이에서 KS L 6508에 규정한 탄화규소 연삭재(입도 #20) 10kg을 8분 이상 낙하시킨 후 시험편의 무게를 0.01g까지 측정하였다.

2) 꺽임강도: KS L 1591 "고기능 요업제품의 꺾임강도 시험방법"의 규정대로 시편의 크기는 길이 3㎝, 폭 0.5㎝, 높이 0.5㎝로 직육면체모양의 시편을 준비한다. 이때 시편의 각각의 면은 뒤틀림없이 평평하여야 하며, 각 면 사이의 모서리는 sand paper등을 이용해 모떼기를 하거나 둥근 모양이 되도록 한다. 시편의 수는 5개 이상으로 하며, 그 평균값을 구하여 꺾임강도 값을 구한다. 실험을 시작하기 전 시편의 상단면과 하중점과의 거리는 항상 1㎜ 정도의 간격을 유지하도록 한다. 시편의 하중점에 크로스헤드를 0.5㎜/min의 속도로 하중을 가하여, 시편이 파괴될 때 까지의 최대 하중을 측정한다.

여기서 M : 꺾임강도 (㎏·f/㎟), P : 시편이 파괴 되었을 때의 최대하중 ( ㎏·f), L : 하부 지점간의 거리 (㎜), b : 시편의 나비 (㎜), d : 시편의 두께 (㎜)

상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 투명유약 조성물을 시유한 제품은 기존의 시유하지 않은 제품에 비하여 꺾임강도가 증가한 것을 알 수 있으며, 마모감량 또한 매우 낮은 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 투명유약 조성물을 분청사기도판표면에 시유하여 1,000∼1,150℃의 범위에서 열처리 할 경우, 유면이 양호한 용융 상태 및 투명성을 유지하고 있었다.

또한, 도 1에서 알 수 있듯이 온도별 유약조성 실험후 유관으로 분청사기도판 겉모양의 결점을 확인한 결과 금, 금 갈라짐, 박리층, 이물질의 부착, 광택얼룩 등이 나타나지 않았다. 따라서 도판 표면의 오염을 막을 수 있고 강도와 내마모성이 현저히 개선되며, 분청사기도판의 분장장식이 그대로 표현된 분청사기도판을 얻을 수 있었다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 도판용 투명유약 조성물을 이용하여 제조된 투명유약을 분청사기도판의 표면에 시유 할 경우 열팽창계수 차이로 인한 유약표면의 균열현상을 방지할 수 있고, 도판 표면의 오염을 막을 수 있으며, 도판의 강도 및 내마모성이 현저히 개선되는 효과가 있다.

또한, 투명성이 우수하여 건축용 내ㆍ외장재로 사용할 경우 분청사기도판의 분장장식이 그대로 나타나는 효과가 있다.

Claims

건축용 실내ㆍ외장재로 활용되는 도판에 사용되는 투명유약에 있어서,

도판용 투명유약 100wt%에 대하여 탄산나트륨 1.0∼3.0 wt %, 탄산칼륨 0.5∼1.5 wt%, 탄산칼슘 0.5∼1.5 wt%, 탄산리튬 15.0∼18.0 wt%, 알루미나 10.0∼15.0 wt%, 규석 65.0∼70.0 wt%를 함유하는 프리트 91.5∼96.5 wt%와 무기물 3.5 ∼ 8.5 wt%를 혼합ㆍ분쇄하여 된 도판용 투명유약 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 프리트는 탄산나트륨 1.0∼3.0 wt %, 탄산칼륨 0.5∼1.5 wt%, 탄산칼슘 0.5∼1.5 wt%, 탄산리튬 15.0∼18.0 wt%, 알루미나 10.0∼15.0 wt%, 규석 65.0∼70.0 wt%를 혼합하고 백금도가니에서 1,350℃∼1,450℃로 가열 용융 후 급랭시켜 그 냉각물을 325 mesh 표준망을 전통 할 수 있도록 습식분쇄하여 된 것을 특징으로 하는 도판용 투명유약 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 무기물은 와목점토 또는 몬모릴로나이트이거나 또는 이들의 혼합물을 사용하고, 전체조성물 100wt%에 대하여 와목점토 1.0 ∼ 5.0wt%, 몬모릴로나이트 2.5 ∼ 3.5 wt%를 함유하는 것을 특징으로 하는 도판용 투명유약 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물의 열팽창계수 2.5 ∼ 4.0 × 10^-6℃ ^-1이고, 도판에 시유 후 마모감량이 0.1㎎ 이하인 것을 특징으로 하는 도판용 투명유약 조성물.
청구항 1 내지 4항의 조성물로 된 투명유약을 저 열팽창성의 분청사기도판 표면에 시유한 후 1,000℃∼1,150℃ 범위에서 열처리된 것을 특징으로 하는 분청사기도판.