KR100786806B1

KR100786806B1 - 나무재의 합성을 위한 유리질계 첨가물 및 이를 포함한합성 나무재 조성물

Info

Publication number: KR100786806B1
Application number: KR1020060112131A
Authority: KR
Inventors: 이병하
Original assignee: 이병하
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2007-12-18

Abstract

본 발명은 쉽게 구할 수 있는 재료를 이용하여 인공적으로 용이하게 도자기 유약용 나무재(tree ash)를 합성할 수 있도록 한 유리질계 첨가물과 이를 다른 천연원료와 혼합 조성함으로 확보되는 도자기 유약용 합성 나무재 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 석회석(CaCO₃) 60~75 중량%; 실리카(SiO₂) 10~20 중량%; 및, 탄산나트륨(Na₂CO₃) 10~30 중량%;를 포함한 혼합물을 소성함으로 제조되는 것을 특징으로 하는 나무재(tree ash)의 합성을 위한 유리질계 첨가물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 유리질계 첨가물에 석회석를 더 포함하면서 장석; 합성본(synthetic bone); 고령토; 탄산마그네슘(MgCO₃); 산화철(Fe₂O₃); 산화티타늄(TiO₂); 산화망간(MnO); 규석(SiO₂); 수산화알루미늄(Al(OH)₃); 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 합성 나무재 조성물을 제공한다. 상기 구성물질의 배합에 따라 각종 나무재를 합성할 수 있게 된다.

도자기, 유약, 나무재, 합성, 유리질

Description

나무재의 합성을 위한 유리질계 첨가물 및 이를 포함한 합성 나무재 조성물{Hyaline additive for synthesizing tree ash and synthetic ahses composite containing the same}

도 1은 천연 소나무재와 합성 소나무재를 각각 도자기 유약으로 사용한 경우의 결과를 비교하여 보여주는 사진이다.

도 2는 천연 고추나무재와 합성 고추나무재를 각각 도자기 유약으로 사용한 경우의 결과를 비교하여 보여주는 사진이다.

본 발명은 도자기 유약용 나무재의 합성을 위한 유리질계 첨가물 및 이를 포함한 도자기 유약용 합성 나무재 조성물에 관한 것으로, 쉽게 구할 수 있는 재료를 이용하여 인공적으로 용이하게 도자기 유약용 나무재(tree ash)를 합성할 수 있도록 한 유리질계 첨가물과 이를 다른 천연원료와 혼합 조성함으로 확보되는 도자기 유약용 합성 나무재 조성물에 관한 것이다.

도자기의 표면에는 통상 유리질의 분말인 유약을 얇게 씌우게 되는데, 유약이 입혀진 도자기는 기물자체의 강도가 강해지고, 흡수성이 없어서 사용하기에 편리하며, 알칼리성이나 산성에 강하여 위생적이며, 또한 색채가 아름답고, 기물의 표면이 매끄럽고 깨끗하여 세척이 용이하다는 등의 장점을 수반하므로, 산업도자기에서 유약은 절대적으로 사용되고 있는 실정이다.

도자기 유약은 장석, 규석, 석회석을 기본원료로 하며, 이를 기물 표면에 얇게 씌워 소성시키면 규석은 유리질이 주성분으로서 유약의 중추적인 역할을 하고, 장석은 점토내에 있는 알루미나 성분과 작용하여 점토에 융착시키는 역할을 하며, 석회석은 유약 표면의 광택과 유연성에 영향을 주는 역할을 한다.

한편, 나무는 땅에 뿌리를 내려 자라고 땅에는 장석, 규석, 석회석의 구성성분과 거의 동일한 규사, 알루미나(산화알루미늄), 석회, 마그네시아, 산화철, 알칼리 등이 함유되어 있기 때문에 나무재는 또한 이들 성분이 함유되어 있어 예로부터 유약으로 많이 활용되어 왔다. 특히 나무재는 그 구성성분들이 비정질(물질 내부의 원자배열이 불규칙적)로 되어 있어 기물과 함께 소성하는 경우 기물의 원료물질과 잘 반응하기 때문에 기물의 맑고 부드러운 표면 연출이 가능하다는 이점과, 기물의 외관특성을 부드럽게 해주면서 요변(窯變)현상을 잘 일으키는 산화인을 구성성분으로 포함한다는 장점을 가진 재료이다.

그러나, 예전에는 난방 재료가 주로 나무였기 때문에 도자기 유약을 위한 나 무재를 확보하는데에 큰 어려움이 없었으나, 요즘은 난방 재료가 가스나 석유 등으로 바뀜에 따라 양질의 좋은 나무재의 수급이 어렵다는 문제가 있다. 이에, 천연 나무재와 같은 성질을 나타낼 수 있는 합성 나무재의 개발이 요구되었다. 하지만, 나무재의 조성상 천연원료를 그대로 혼합하여서는 만들 수 없기 때문(나무재 유약은 물에 개어서 사용하게 되는데, 천연원료를 단순히 혼합하여 나무재의 조성을 따른다면 그 천연원료 중 일부가 수용성이기 때문에 물에 개는 과정에서 물에 녹아버리게 되어 나무재의 성질을 잃게 됨)에 개발과정에는 상당한 어려움이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 쉽게 구할 수 있는 재료를 이용하여 인공적으로 용이하게 도자기 유약용 나무재(tree ash)를 합성할 수 있도록 한 유리질계 첨가물과 이를 다른 천연원료와 혼합 조성함으로 확보되는 도자기 유약용 합성 나무재 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 수용성의 천연원료(탄산나트륨, 석회석)를 다른 물질(실리카)과 함께 소성과정을 거치도록 하여 물에 녹지 않는 상태로 안정화시킴으로써 물에 개어 사용할 수 있도록 한 도자기 유약용 나무재의 합성을 위한 유리질계 첨가물과 이를 포함한 도자기 유약용 합성 나무재 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 목적달성을 위해 본 발명은 석회석(CaCO₃) 60~75 중량%; 실리카(SiO₂) 10~20 중량%; 및, 탄산나트륨(Na₂CO₃) 10~30 중량%;를 포함한 혼합물을 소성함으로 제조되는 것을 특징으로 하는 나무재(tree ash)의 합성을 위한 유리질계 첨가물을 제공한다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명한다.

통상 천연 나무재는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO, KNaO, P₂O₅, TiO₂, MnO를 구성성분으로 한다. 이들 구성성분들의 성분비는 나무재의 원재료인 나무의 종류에 따라 달라지며, 본 발명에서는 도자기 유약용 나무재로 가장 많이 사용되는 소나무재와 고추나무재를 실시예로서 제안하고 있다.

한편, 천연 나무재를 구성하는 이들 구성성분 중 일부는 독립한 물질 상태로는 불안정하여 재료확보에 어려움이 있으며 다른 일부는 물에 쉽게 녹는 문제를 갖고 있기 때문에, 천연 나무재를 구성하는 이들 구성성분을 천연원료 그대로 혼합 조성하여 합성 나무재를 확보하는 것은 실현가능성이 없다. 그런 이유로 본 발명에서는 석회석(CaCO₃) 60~75 중량%; 실리카(SiO₂) 10~20 중량%; 및, 탄산나트륨(Na₂CO₃) 10~30 중량%;를 포함한 혼합물을 소성하여 유리질계 첨가물을 제조하고 있다. 상기와 같은 조성비는 수차례 반복 실험한 결과로 소성된 유리질계 첨가물을 물에 넣었을 때 알칼리가 녹아나오지 않는 경우에 대한 조성비이다.

본 발명에 따른 유리질계 첨가물은 그 원재료 중 석회석과 탄산나트륨이 수용성이어서 물에 녹아버리기 때문에 실리카와 함께 소성과정을 거치도록 함으로써 물에 녹지 않는 상태로 안정화시키고 있으며, 그 결과 물에 개어 사용할 수 있는 도자기 유약용으로 적용할 수 있게 된다. 이때, 상기 실리카로는 볏짚재를 이용할 수 있는데, 볏짚재는 실리카(SiO2)가 비정질 형태로 되어 있기 때문에 반응에 더욱 유리할 것이고 또한 P₂O₅를 함유하고 있어 나무재 합성시 별도 추가되는 P₂O₅(합성본) 함량을 줄일 수 있는 효과를 수반하며 나아가 폐기되는 볏짚을 활용할 수 있게 하므로 바람직한 재료 선택이다.

상기와 같이 확보된 유리질계 첨가물(석회석-실리카-탄산나트륨의 하소 분말)에 석회석을 필수적으로 포함하면서, 장석; 합성본(synthetic bone); 고령토; 탄산마그네슘(MgCO₃); 산화철(Fe₂O₃); 산화티타늄(TiO₂); 산화망간(MnO); 규석(SiO₂); 수산화알루미늄(Al(OH)₃);을 선택적으로 더 포함함으로 본 발명에 따른 도자기 유약용 합성 나무재의 조성물을 완성할 수 있다. 특히, 규석은 유리질계 첨가물로부터 유리질 성분의 확보가 부족한 경우에 더 포함할 수 있다.

수종에 따라 천연 나무재의 성분이 다르므로 합성 나무재의 구성물질 또한 원하는 수종에 따라 달라지는 바, 합성 나무재의 구성물질의 종류와 성분비를 적절히 조절하여 원하는 천연 나무재의 성분과 동일하게 하도록 한다. 다만, 합성 나무재는 상기의 구성물질을 혼합함으로 바로 천연 나무재의 성분과 동일하게 되는 것은 아니며, 적절히 조성된 합성 나무재를 물에 개어 도자기 유약으로 기물 표면에 얇게 씌운 후 도자기 소성과정(대략 1200~1500℃)을 거치고 나서야 반응이 일어나 천연 나무재의 성분과 동일하게 되는 것이다.

[실시예 1] 유리질계 첨가물의 제조

석회석(CaCO₃):실리카:탄산나트륨을 6:2:1.5의 중량비로 혼합하여 1100℃에서 소성하였다.

[실시예 2] 소나무재의 합성

1. 소나무재의 성분 분석

천연 소나무재의 주요성분을 분석한 결과는 하기 표 1과 같다.

[표 1] 천연 소나무재의 주요성분 분석표

구성 물질	함유량(중량%)
SiO₂	11.56
Al₂O₃	4.68
Fe₂O₃	1.08
MgO	2.91
CaO	35.38
KNaO	2.64
P₂O₅	0.99
TiO₂	0.12
MnO	0.59

2.소나무재의 합성

상기 천연 소나무재의 성분과 동일한 성분으로 완성하기 위한 합성 소나무재의 조성은 하기 표 2와 같다. 유리질계 첨가물은 상기 실시예 1에 따라 제조된 것을 채택하였다.

[표 2] 합성 소나무재의 조성

구성 물질	함유량(중량%)
유리질계 첨가물	15.07
Al(OH₃)	4.73
합성본Fe₂O₃	4.70
석회석CaO	58.74
MgCO₃	13.76
Fe₂O₃	1.42
TiO₂	0.23
MnO	1.35

3. 시험 결과

도 1은 천연 소나무재와 합성 소나무재를 각각 도자기 유약으로 사용한 경우의 결과를 비교하여 보여준다. 도석으로 충청도석을 채택하면서 나무재를 일정비율로 혼합한 것을 도자기 유약으로 사용할 때, 도 1에서와 같이 천연 소나무재와 합성 소나무재를 사용한 경우 각각의 질감과 빛깔이 거의 동일하게 나타났다.

[실시예 3] 고추나무재의 합성

1. 고추나무재의 성분 분석

천연 고추나무재의 주요성분을 분석한 결과는 하기 표 3과 같다.

[표 3] 고추나무재의 주요성분 분석표

구성 물질	함유량(중량%)
SiO₂	32.79
Al₂O₃	9.29
Fe₂O₃	3.28
MgO	5.57
CaO	18.08
KNaO	5.31
P₂O₅	3.47
TiO₂	0.36
MnO	0.19

2. 고추나무재의 합성

상기 천연 고추나무재의 성분과 동일한 성분으로 완성하기 위한 합성 소나무재의 조성은 하기 표 4와 같다. 유리질계 첨가물은 상기 실시예 1에 따라 제조된 것을 채택하였다.

[표 4] 합성 고추나무재의 성분

구성 물질	함유량(중량%)
유리질계 첨가물	12.5
장석	32.9
합성본	7.0
고령토	13.2
석회석CaO	18.5
MgCO₃	11.6
Fe₂O₃	3.4
SiO₂	0.3
TiO₂	0.4
MnO	0.2

3. 시험 결과

도 1은 천연 고추나무재와 합성 고추나무재를 각각 도자기 유약으로 사용한 경우의 결과를 비교하여 보여준다. 도석으로 충청도석을 채택하면서 나무재를 일정비율로 혼합한 것을 도자기 유약으로 사용할 때, 도 2에서와 같이 천연 고추나무재와 합성 고추나무재를 사용한 경우 각각의 질감과 빛깔이 거의 동일하게 나타났다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 쉽게 구할 수 있는 재료를 이용하여 인공적으로 용이하게 도자기 유약용 나무재(tree ash)를 합성할 수 있는 유리질계 첨가물을 확보할 수 있게 되며, 이러한 유리질계 첨가물을 다른 원료와 혼합 조성함으로 용이하게 도자기 유약용 합성 나무재를 완성할 수 있게 된다.

또한, 수용성의 원료(탄산나트륨, 석회석)를 다른 물질(실리카)과 함께 소성과정을 거치도록 하여 물에 녹지 않는 상태로 안정화시킴으로써 물에 개어 사용할 수 있는 도자기 유약용 나무재를 합성할 수 있게 된다.

Claims

석회석(CaCO₃) 60~75 중량%;

실리카(SiO₂) 10~20 중량%; 및,

탄산나트륨(Na₂CO₃) 10~30 중량%;

를 포함한 혼합물을 소성함으로 제조되는 것을 특징으로 하는 나무재(tree ash)의 합성을 위한 유리질계 첨가물.
제1항에서,

상기 실리카는 볏짚재인 것을 특징으로 하는 나무재의 합성을 위한 유리질계 첨가물.
제1항 또는 제2항의 유리질계 첨가물에 석회석를 더 포함하면서

장석; 합성본(synthetic bone); 고령토; 탄산마그네슘(MgCO₃); 산화철(Fe₂O₃); 산화티타늄(TiO₂); 산화망간(MnO); 규석(SiO₂); 수산화알루미늄(Al(OH)₃); 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 합성 나무재 조성물.
제3항에서,

유리질계 첨가물; 석회석; 합성본; 수산화알루미늄; 탄산마그네슘; 산화철; 산화티타늄; 및, 산화망간;을 포함하여 조성됨으로 소나무재를 위한 조성물로 완성되는 것을 특징으로 하는 합성 나무재 조성물.
제3항에서,

유리질계 첨가물; 장석; 합성본; 고령토; 석회석; 탄산마그네슘; 산화철; 규석; 산화티타늄; 및, 산화망간;을 포함하여 조성됨으로 고추나무재를 위한 조성물로 완성되는 것을 특징으로 하는 합성 나무재 조성물.