KR100934982B1

KR100934982B1 - 금(Ａｕ)의 발색을 위한 도자기안료와 도자기유약, 그리고이를 이용한 채색도자기 제조방법

Info

Publication number: KR100934982B1
Application number: KR1020080015330A
Authority: KR
Inventors: 이병하
Original assignee: 명지대학교 산학협력단; 경기도
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2010-01-06
Also published as: KR20090090074A

Abstract

본 발명은 금의 효과적인 발색을 위한 도자기안료와 도자기유약, 그리고 이러한 안료와 유약을 이용한 붉은 계열의 채색도자기 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 도자기안료 또는 도자기유약은, 물 또는 기본도자기유약; 수용성 금화합물(gold compound); 및 금이온의 콜로이드화를 촉진하는 수용성 콜로이드촉진제(colloid accelerator);를 포함하여 구성되되, 상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 각각 단독 물질로 준비되어 물 또는 기본도자기유약에 혼합되거나 또는 서로 결합된 결합체 형태로 준비되어 물 또는 기본도자기유약에 혼합되는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명은 상기 수용성 금화합물로 AuCl₃(염화금), HAuCl₄(염화금산)을 제안하며, 수용성 콜로이드촉진제로 Na₂CO₃(탄산나트륨), NaOH(수산화나트륨)을 제안한다. 또한, 본 발명은 상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제가 서로 결합된 결합체 형태로 KAu(CN)₂(시안화금칼륨)을 제안한다.

도자기, 유약, 안료, 금, 붉은색

Description

금(Ａｕ)의 발색을 위한 도자기안료와 도자기유약, 그리고 이를 이용한 채색도자기 제조방법{Paints and glaze for color development of gold in ceramic, and manufacturing method of painted ceramic using the same}

도자기는 일반적으로 도자기용 소지로 빚은 기물에 유약을 시유한 후 소성한 제품을 말하며, 이러한 도자기는 그릇, 장식품, 세면기, 변기, 타일 등 다양하게 이용된다. 도자기로 만든 상품에서 디자인은 제품구매를 결정하는 중요한 요소가 되는데, 도자기 디자인에서 색채는 미감(美感)을 좌우한다고 해도 과언이 아니다. 이에 다양한 색채의 채색도자기가 상품화되고 있는 상황이다.

지금까지 채색도자기에서 붉은 색은 CuO(산화동)에 의한 진사유약에 의존해 왔으며, 이 진사유약은 고온의 환원염에서 산소가 부족하면 CuO(산화동)에서 동(Cu)이 환원되면서 적색으로 발색되는 메커니즘을 갖는다. 그러나, CuO(산화동) 에 의한 진사유약이 적색을 내려면 완전 환원 소성을 해야 하는데, 이 진사유약은 소성시 휘발이 심하고 소성조건이 까다롭기 때문에 이를 적용하여 붉은 색의 도자기를 상품화하는 데에는 어려움이 있었다.

위와 같은 종래 진사유약의 문제점을 개선하고자 본 발명자는 염화금(AuCl₃)수용액을 이용하여 붉은 계열의 채색을 가능케 한 도자기 제조방법을 개발하여 특허출원 제2007-42612호로 출원한 바 있다. 즉, 염화금수용액을 도자기안료로 이용한 것으로, 기물에 유약을 시유한 후 염화금수용액으로 기물 표면에 그림을 그리고 이어 환원 소성함으로써 염화금(AuCl₃)속의 금(Au)의 발색을 유도한 것이다. 이와 같은 염화금수용액을 이용한 채색도자기는 간편한 방법으로 진사효과를 낼 수 있다는 장점이 있으나, 고가인 염화금을 5~30% 농도로 다량 사용해야 하기 때문에 경제성이 떨어진다는 단점 또한 가지고 있다.

이에, 본 발명자는 자신의 선출원 발명을 좀더 발전시켜 염화금 사용량을 최소화하면서도 금의 발색도를 극대화시키기 위해 본 발명을 개발하기에 이르게 되었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 소량의 금화합물을 가지고도 금(Au)의 발색효과를 극대화할 수 있는 도자기안료와 도 자기유약, 그리고 이러한 도자기안료와 도자기유약을 이용하여 붉은 계열의 색채를 최적으로 띠게 할 수 있는 채색도자기 제조방법을 제공하는데 기술적 과제가 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 물 또는 기본도자기유약; 수용성 금화합물; 및 금이온(Au⁺)의 콜로이드화를 촉진하는 수용성 콜로이드촉진제;를 포함하여 구성되되, 상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 각각 단독 물질로 준비되어 물 또는 기본도자기유약에 혼합되거나 또는 서로 결합체 형태로 준비되어 물 또는 기본도자기유약에 혼합되는 것을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기안료 또는 도자기유약을 제공한다.

또한, 본 발명은 금의 발색을 위한 도자기안료를 이용하여 도자기를 제조하는 방법으로서, (a)도자기용 기물을 성형하는 단계; (b)성형한 기물을 초벌 소성하는 단계; (c)초벌 소성한 기물에 도자기유약을 시유하는 단계; (d)유약을 시유한 기물 표면에 금의 발색을 위한 도자기안료로 채색하는 단계; 그리고, (e)채색한 기물을 1200~1300℃에서 재벌 소성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 채색도자기 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 금의 발색을 위한 도자기유약을 이용하여 도자기를 제조하 는 방법으로서, (a)도자기용 기물을 성형하는 단계; (b)성형한 기물을 초벌 소성하는 단계; (c)초벌 소성한 기물에 금의 발색을 위한 도자기유약을 시유하는 단계; 그리고, (d)유약을 시유한 기물을 1200~1300℃에서 재벌 소성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 채색도자기 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 금화합물을 콜로이드촉진제와 함께 도자기안료 또는 도자기유약의 원재료로 사용하기 때문에 금(Au)이 콜로이드화되는 것을 촉진시킬 수 있게 되며, 이로써 소량의 금화합물을 가지고도 금의 발색효과를 극대화시키면서 경제적으로 채색도자기를 제조할 수 있게 된다.

본 발명은 수용성 금화합물(gold compound)과 수용성 콜로이드촉진제(colloid accelerator)를 물에 섞어 도자기안료를 만들거나, 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제를 통상적인 기본도자기유약에 섞어 도자기유약을 만든다는데 특징이 있다. 즉, 금(Au)의 발색을 위한 수용성 금화합물을 단독으로 이용하는 것이 아니라 수용성 콜로이드촉진제와 함께 이용하는 것이다. 다만, 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 각각 단독 물질로 준비되어 물 또는 기본도자기유약에 혼합될 수 있을 뿐만 아니라, 서로 결합된 결합체 형태로 준비되어 물 또는 기본도자기유약에 혼합될 수도 있다.

수용성 금화합물은 물 또는 통상적인 기본도자기유약(물을 함유함)에 녹게 되는데, 수용성 콜로이드촉진제는 금의 콜로이드화를 촉진하는 역할을 한다. 금의 콜로이드화는 화합물상태의 금(AuX, X=Cl₃ ³ ^-, HCl₄ ³ ^-, 등)을 금 분자(Au)로 환원되는 것이라 할 수 있는데, 금의 콜로이드화 촉진은 수용성 콜로이드촉진제 또는 결합체의 양이온(Na⁺, K+, 등)들이 역할하며, 금이 콜로이드화가 됨에 따라 금 콜로이드는 도자기안료 또는 도자기유약에 떠 있게 된다. 이로써 금의 콜로이드화가 진행된 도자기안료 또는 도자기유약을 이용하여 채색도자기를 만들면 채색도자기는 금(Au)이 발색되면서 붉은 계열의 색채를 띠게 된다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

1. 도자기안료와 이를 이용한 채색도자기 제조

본 발명에 따른 도자기안료는 물; 수용성 금화합물; 및, 금이온의 콜로이드화를 촉진하는 수용성 콜로이드촉진제;를 포함하여 구성된다. 본 발명은 상기 수용성 금화합물로 AuCl₃(염화금), HAuCl₄(염화금산)을 제안하며, 수용성 콜로이드촉진제로 Na₂CO₃(탄산나트륨), NaOH(수산화나트륨)을 제안한다. 상기 제안된 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 각각 단일물질을 선택하여 이용하는 것도 가능하겠지만 2종 이상의 물질을 함께 이용하는 것도 가능하다. 또한 상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 서로 결합된 결합체 형태로 준비될 수도 있는데, 이러한 결합체 형태는 물과 혼합되어 본 발명에 다른 도자기안료로 완성되며 그 결합체 형태의 대표적인 예로는 KAu(CN)₂(시안화금칼륨)이 있다. 상기 KAu(CN)₂(시안화금칼륨)에서는 K⁺가 금의 콜로이드화 촉진에 관여한다.

상기의 도자기안료를 이용하여 채색도자기를 만든다면, (a)도자기용 기물을 성형하는 단계; (b)성형한 기물을 초벌 소성하는 단계; (c)초벌 소성한 기물에 유약을 시유하는 단계; (d)유약을 시유한 기물 표면에 상기한 도자기안료로 채색하는 단계; 그리고, (e)채색한 기물을 1200~1300℃에서 재벌 소성하는 단계;를 거치도록 한다. 이와 같은 방법은 사용하는 도자기안료만이 다를 뿐, 특허출원 제2007-42612호의 도자기 제조방법과 동일하다고 할 수 있다. 이때 재벌단계를 고온의 환원염 조건에서 소성하는 것이 도자기안료 속에 미처 콜로이드화되지 못한 금이온이 환원되는데 유리하다.

[실시예 1] 도자기안료

본 실시예에서는 금화합물로 AuCl₃(염화금)를, 콜로이드촉진제로 Na₂CO₃(탄산나트륨)를 이용하여 다음 표 1 및 표 2와 같은 조성으로 도자기안료를 제조하였다.

AuCl₃(염화금)의 농도 변화에 따른 조성

시험예	1	2	3	4
AuCl₃(g)	1	1	1	1
물(cc)	8	16	32	64

Na₂CO₃(탄산나트륨)의 첨가량 변화에 따른 조성(상기 표 1의 시험예 4의 용액을 16등분 한 후 Na₂CO₃ 을 정해진 분량대로 첨가함)

시험예	4-1	4-2	4-3	4-4	4-5	4-6	4-7	4-8
Na₂CO₃(g)	0	0.01	0.03	0.05	0.07	0.09	0.11	0.13
시험예	4-9	4-10	4-11	4-12	4-13	4-14	4-15	4-16
Na₂CO₃(g)	0.15	0.17	0.19	0.21	0.23	0.25	0.27	0.37

[실시예 2] 도자기안료를 이용한 채색도자기

상기 실시예 1에서 제조된 도자기안료를 이용하여 채색도자기를 만들었다. 초벌 소성한 기물을 석회유약으로 시유한 후 그 표면에 상기 표 2의 도자기안료로 채색하고 1240℃의 환원염에서 재벌 소성하여 채색도자기를 만들었다.

도 1 및 도 2는 상기 실시예 1의 표 1 및 표 2의 조성에 따른 도자기안료를 이용하여 완성한 채색도자기의 색채를 보여주는 사진이다. 도 1에서와 같이 AuCl₃만을 물에 섞어 도자기안료로 이용하는 경우에는 AuCl₃ 함유량이 많을수록 붉은 색이 진해졌으나, 도 2에서와 같이 AuCl₃ 수용액에 Na₂CO₃를 첨가한 경우 소량의 AuCl₃을 가지고도 짙은 붉은 색이 나타났다. 도 2의 결과를 종합해 보면, 물 50~80중량부, AuCl₃(염화금) 0.5~1.5중량부, Na₂CO₃(탄산나트륨) 0.1~0.6중량부로 조성할 때 금의 발색도가 최적화된 붉은 색 도자기안료로 이용할 수 있을 것으로 파악된다.

2. 도자기유약과 이를 이용한 채색도자기 제조

본 발명에 따른 도자기유약은 물을 함유한 기본도자기유약; 수용성 금화합물; 및, 물에 녹은 금이온의 콜로이드화를 촉진하는 수용성 콜로이드촉진제;를 포함하여 구성된다. 본 발명의 도자기유약에서 기본도자기유약은 통상적으로 도자기 제조시 이용되는 유약을 의미하는 것으로 금화합물과 콜로이드촉진제가 녹을 수 있게 물을 함유하고 있으며, 금 발색력을 고려할 때 마그네시아를 함유하지 아니한 석회유약, 석회바륨유약이 바람직하다.

도자기유약에서 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 도자기안료에서와 마찬가지로 금화합물로 AuCl₃(염화금), HAuCl₄(염화금산)을 채택하고, 수용성 콜로이드촉진제로 Na₂CO₃(탄산나트륨), NaOH(수산화나트륨)을 채택하도록 한다. 물론 상기의 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 각각 하나의 물질을 선택하여 이용하는 것도 가능하지만 두 물질을 같이 이용하는 것도 가능하다. 또한 상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 서로 결합된 결합체 형태로 준비될 수도 있는데, 이러한 결합체 형태는 기본도자기유약과 혼합되어 본 발명에 따른 도자기유약으로 완성되며 그 결합체 형태의 대표적인 예로는 KAu(CN)₂(시안화금칼륨)이 있다.

상기의 도자기유약으로 채색도자기를 만든다면, (a)도자기용 기물을 성형하는 단계; (b)성형한 기물을 초벌 소성하는 단계; (c)초벌 소성한 기물에 도자기유약을 시유하는 단계; 그리고, (d)유약을 시유한 기물을 1200~1300℃에서 재벌 소성하는 단계;를 거치도록 한다. 이와 같은 방법은 사용하는 도자기유약만이 다를 뿐, 통상적인 도자기 제조방법과 동일하다고 할 수 있다.

[실시예 3] 도자기유약

본 실시예에서는 석회유약 100g에 금화합물로 AuCl₃(염화금)를, 콜로이드촉진제로 Na₂CO₃(탄산나트륨)를 변화시키면서 다음 표 3 및 표 4와 같은 조성으로 도자기유약을 제조하였다.

AuCl₃(염화금)의 농도 변화에 따른 조성(Na₂CO₃(탄산나트륨) 미첨가)

시험예	1	2	3	4
석회유약(g)	100	100	100	100
AuCl₃(g)	0.3	0.5	0.7	1

Na₂CO₃(탄산나트륨)의 첨가량 변화에 따른 조성(상기 표 3의 각 시험예를 기준으로 Na₂CO₃를 정해진 분량대로 첨가함)

석회유약 100g		Na₂CO₃(g)
석회유약 100g		0	0.1	0.2	0.3	0.4
AuCl₃(g)	1	시험예 4	시험예 4-1	시험예 4-2	시험예 4-3	시험예 4-4
	0.7	시험예 3	시험예 3-1	시험예 3-2	시험예 3-3	시험예 3-4
	0.5	시험예 2	시험예 2-1	시험예 2-2	시험예 2-3	시험예 2-4
	0.3	시험예 1	시험예 1-1	시험예 1-2	시험예 1-3	시험예 1-4

또한, 본 실시예를 통해서는 석회유약 100g에 금화합물과 콜로이드촉진제의 결합체 형태인 KAu(CN)₂(시안화금칼륨)를 첨가량에 변화를 주면서 다음 표 5와 같은 조성으로 도자기유약을 제조하였다.

KAu(CN)₂(시안화금칼륨)의 농도 변화에 따른 조성

시험예	1	2	3	4
석회유약(g)	100	100	100	100
KAu(CN)₂(g)	1	0.5	0.25	0.125

[실시예 4] 도자기유약을 이용한 채색도자기

상기 실시예 3에서 제조된 도자기유약을 이용하여 채색도자기를 만들었다. 초벌 소성한 기물을 도자기유약으로 시유한 후 1240℃의 환원염에서 재벌 소성하여 채색도자기를 만들었다.

도 3 및 도 4는 상기 실시예 3의 표 3 및 도 4의 조성에 따른 도자기유약을 이용하여 완성한 채색도자기의 색채를 보여주는 사진이다. 도 3에서와 같이 AuCl₃만을 도자기유약에 섞어 유약으로 이용하는 경우에는 AuCl₃함유량이 많을수록 붉은 색이 오히려 유백색으로 나타났으나, 도 4에서와 같이 AuCl₃ 혼합한 석회유약에 Na₂CO₃를 첨가한 경우 소량의 AuCl₃을 가지고도 선명한 붉은 색(시험예 1, 1-1, 1-1, 1-3, 1-4, 2-3, 2-4)이 나타났다. 도 4의 결과를 종합해 보면, 석회유약 100중량부, AuCl₃(염화금) 0.1~0.7중량부, Na₂CO₃(탄산나트륨) 0.1~1.0중량부로 조성할 때 금의 발색도가 최적화된 붉은 색 도자기안료로 이용할 수 있을 것으로 파악된다.

도 5는 상기 실시예 3의 표 5의 조성에 따른 도자기유약을 이용하여 완성한 채색도자기의 색채를 보여주는 사진이다. 도 5에서와 같이 KAu(CN)₂ 소량을 가지고도 선명한 붉은 색이 나타났는 바, 석회유약에 KAu(CN)₂(시안화금칼륨) 혼합한 도자기유약을 이용하면 붉은 색의 채색도자기를 완성할 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 도자기안료를 이용하여 제조된 채색도자기를 찍은 사진이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 도자기유약을 이용하여 제조된 채색도자기를 찍은 사진이다.

Claims

물;

수용성 금화합물(gold compound); 및,

금이온(Au⁺)의 콜로이드화를 촉진하는 수용성 콜로이드촉진제(colloid accelerator);를 포함하여 구성되되,

상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 각각 단독 물질로 준비되어 물에 혼합되거나 또는 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제가 결합된 결합체 형태로 준비되어 물에 혼합되는 것을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기안료.
제1항에서,

상기 수용성 금화합물은 AuCl₃(염화금), HAuCl₄(사염화금산)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되며,

상기 수용성 콜로이드촉진제는 Na₂CO₃(탄산나트륨), NaOH(수산화나트륨)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것임을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기안료.
제2항에서,

물 50~80중량부,

AuCl₃(염화금) 0.5~1.5중량부,

Na₂CO₃(탄산나트륨) 0.1~0.6중량부의 혼합 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기안료.
(a)도자기용 기물을 성형하는 단계;

(b)성형한 기물을 초벌 소성하는 단계;

(c)초벌 소성한 기물에 유약을 시유하는 단계;

(d)유약을 시유한 기물 표면에 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 도자기안료로 채색하는 단계; 그리고,

(e)채색한 기물을 1200~1300℃, 환원염에서 재벌 소성하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 채색도자기 제조방법.
물을 함유한 기본도자기유약;

수용성 금화합물(gold compound); 및,

금이온(Au⁺)의 콜로이드화를 촉진하는 수용성 콜로이드촉진제(colloid accelerator);를 포함하여 구성되되,

상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 각각 단독 물질로 준비되어 기본도자기유약에 혼합되거나 또는 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제가 결합된 결합체 형태로 준비되어 기본도자기유약에 혼합되는 것을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기유약.
제5항에서,

상기 기본도자기유약은 석회유약이며,

상기 수용성 금화합물은 AuCl₃(염화금), HAuCl₄(사염화금산)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되며,

상기 수용성 콜로이드촉진제는 Na₂CO₃(탄산나트륨), NaOH(수산화나트륨)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기유약.
제6항에서,

석회유약 100중량부,

AuCl₃(염화금) 0.1~0.7중량부,

Na₂CO₃(탄산나트륨) 0.1~1.0중량부의 혼합조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기유약.
제5항에서,

상기 기본도자기유약은 석회유약이며,

상기 수용성 금화합물과 수용성 콜로이드촉진제는 서로 결합된 결합체 형태로서 KAu(CN)₂(시안화금칼륨)임을 특징으로 하는 금의 발색을 위한 도자기유약.
(a)도자기용 기물을 성형하는 단계;

(b)성형한 기물을 초벌 소성하는 단계;

(c)초벌 소성한 기물에 상기 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 도자기유약을 시유하는 단계; 그리고,

(d)유약을 시유한 기물을 1200~1300℃, 환원염에서 재벌 소성하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 채색도자기 제조방법.