KR101196032B1

KR101196032B1 - 내열 도자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 내열 도자기의 제조방법

Info

Publication number: KR101196032B1
Application number: KR1020120012829A
Authority: KR
Inventors: 김순호; 전병세
Original assignee: 경남대학교 산학협력단
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-10-30

Abstract

본 발명은 수입에 의존하는 엽장석을 전혀 사용하지 않고 천연광물질인 고령토, 점토, 활석, 규석, 철분 등의 국내산 원재료를 활용하여, 품질의 균일성을 확보함은 물론, 내열성과 열 충격에 강한 내열 도자기의 제조방법과 그 조성물에 관한 것이다.

Description

내열 도자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 내열 도자기의 제조방법{Heat-Resistant Ceramic Composition And Method For Manufacturing Porcelain Using the Composition}

본 발명은 점토, 고령토, 활석, 규석, 및 산화철의 천연광물질을 이용한 내열 도자기용 조성물 및 이를 이용한 내열 도자기, 특히 내열 식기의 제조방법에 관한 것이다. 내열 식기라 함은 음식물을 끓이는 조리기구인 가스레인지에 반복적으로 사용하였을 때, 소지나 유약에 균열(Crack)이 발생되지 않는 것을 말하며, 특히 음식물이나 물이 담기지 않은 상태에서 직화(直火)로 가열하여 물을 끼얹을 때, 소지나 유약이 균열되지 않는 것을 초 내열 식기라고 한다.

내열 그릇은 요업제품으로서 유리제 그릇, 법랑 그릇, 도자기제 그릇이 있다. 일반적으로 물이나 음식을 끓이기 위해서 사용하는 그릇을 통상적으로 내열 그릇이라고 말한다. 대부분은 내열 그릇으로서 도자기 그릇을 많이 사용하고 있다. 이 세 가지 조리용 그릇은 서로 장단점이 있다. 일반적으로 유리나 법랑의 경우에는 기물의 흡수성이 거의 없어, 위생적인 것으로 평가받는다. 뚝배기 내열 식기는 흡수율이 10～12% 정도로서 거의 도자기와 유사하다. 또한 엽장석(페트라이트)을 사용하여 만든 것은 흡수율이 6～8% 정도로서 경질 도기와 거의 유사하다. 따라서 식기를 설거지 할 때 설거지 국물이 기물 속에 흡수하다가 다시 가열할 때 기물 속에 표면으로 용출되어 나오는 설거지 국물이 음식 속에 배게 되어 비위생적이다. 이것이 도자기제 내열 식기의 치명적인 결함이다.

가정에서 물이나 음식을 담은 내열 그릇은 가스레인지로 가열하여 조리하게 된다. 일반적으로 점화 30분 후에 불꽃의 가열온도는 300 ℃이상이 되고, 음식물이 들어있는 경우에 내열 식기의 표면온도는 대체적으로 100～120 ℃정도의 온도를 유지하도록 되어 있다. 그러나 물이나 음식물이 담겨있지 않은 빈 내열 식기의 경우에는 30분 이상 가열시간을 유지하면 피열물의 표면온도는 300℃에서 곧 500 ℃의 온도까지 높아지게 된다. 이러한 상태의 빈 내열 식기를 그대로 찬물에 담가 설거지하게 되면, 내열 식기의 소지와 유약이 같이 갈라지게 된다.

한국특허 제10-0924213호 (“고강도 내열자기”), 한국특허 제10-0811396호(“무균열 자기 제조방법”) 및 한국특허 제10-1021620호(“내열 직화 자기용 유약 조성물 및 내열 제작방법”)에서는 수입 엽장석(페트라이트)을 사용하여 내열 식기를 제조하는 방법에 대해 기재하고 있는데, 이 엽장석은 일반적으로 소지에 50～60 중량%를 사용하고, 유약에는 70～80 중량%를 사용하기 때문에 제품의 가격이 본 발명의 제품에 비하여 5～10배로 비싸서 소비자에 부담을 주고 있다.

지금까지 우리나라에서는 대부분 경상남도 산청 지방의 고령토, 점토("오부점토")를 활용하여 내열 식기, 뚝배기 등을 제조해 오고 있으나, 소규모 공장들이 영세하고 품질관리가 체계적으로 되지 않아 내열성의 편차가 심하여 시장에서 저급으로 평가받고 있다.

종래에는 수입에 의존하는 엽장석을 사용하여 식기를 제조하였기 때문에 제조비용이 적어도 5～10 배 정도 상승하여 경제적인 문제가 있을 뿐만 아니라, 국내에서 생산되는 오부점토를 이용하여 식기를 제조하는 경우 산지마다 그 구성 성분과 조성이 불균일하여 품질이 균일하지 못하므로 시장성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위해 연구를 거듭한 결과, 엽장석을 전혀 사용하지 않고, 내열성 도자 식기에 대한 품질의 균일성을 확보하기 위해 국내산 천연 광물 자원을 활용하여 특정 성분과 조성을 갖고 특정 입도 분포(관리입도)를 갖는 조성물을 사용함으로써 상기 문제점들을 해결할 수 있다는 사실을 알아내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 엽장석을 사용하지 않고, 내열성 도자 식기에 대한 품질의 균일성을 확보하기 위한 조성물 및 이를 이용한 도자 식기의 제조방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 특정 성분들과 그들의 조성비 및 특정 분포의 입도를 갖는 조성물을 제공함으로써 달성된다.

본 발명에 따르면, 수입에 의존하는 엽장석(페트라이트)을 전혀 사용하지 않고, 국내의 천연광물을 사용하여 기존의 내균열성을 유지하면서 품질의 균일성을 확보한 내열 도자기용 조성물과 그를 이용하여 내열 도자기를 제조하는 방법을 제공하게 된다.

본 발명에 따른 내열 도자기용 소지 조성물은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 다음 조성의 성분을 포함한다:

- 점토 45～55 중량부,

- 고령토 15～20 중량부,

- 활석 5～15 중량부,

- 규석 5～10 중량부, 및

- 철분 1～5 중량부.

본 발명에서 사용되는 점토는 경남산청 오부지역에서 채굴되는 점토로서 철분 함량이 많은 소지 중 하나로 백자토나 청자토에 비해 흙 입자가 조금 거칠은 편이며, 산화 소성에서는 많은 효과를 보지 못하지만 환원 소성시 동영토보다 다소 핑크색 반점(모미지)이 생기도 한다. 주로 다른 소지와 섞어서 사용하면 다완이나 다기류 제작용으로 많이 쓰고 있으며 점토자체의 질감을 이용한 화분이나 화병 제작용으로 사용하기도 한다. 이 점토의 소성온도는 1200 ～ 1250 ℃이다.

본 발명에서 사용하는 오부점토의 성분 및 조성비는 다음과 같다: SiO₂: 45～55%, Fe₂O₃: 5～6%, Al₂O₃: 25～35%, MgONa₂O: 8%, CaCO₃: 6%.

본 발명에서 사용되는 오부점토는 점토광물(粘土鑛物, clay mineral) 층상구조(層狀構造：판상구조)와 매우 작은 입자 크기(0.002㎜)를 가진 수화된 알루미늄 규산염 광물군의 일종으로 상당량의 철이나 알칼리 금속, 및 알칼리 토금속을 함유하기도 한다. 점토광물들은 서로 매우 비슷하여 많은 종류들이 X선 회절분석, 전자현미경 또는 시차열분석(示差熱分析)에 의해서만 구별된다.

본 발명에서 사용되는 점토는, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 45～55 중량부의 양으로 사용된다. 점토의 양이 45 중량부 미만이면, 가소성이 낮아져 작업성이 나빠지는 문제점이 발생하고, 55 중량부를 초과하면 수축율이 증가하여 제품의 변형이 생기는 문제점이 발생한다.

본 발명에서 사용되는 고령토는 카올린, 고릉토 또는 백도토(白陶土, china clay)라고도 한다. 그 주성분은 카올리나이트 (Al₂O₃?2SiO₂?2H₂O)와 할로이사이트 (Al₂O₃?SiO₂?4H₂O)이다. 이러한 고령토는 바위 속에 있는 장석?정장석?소다 장석?회장석 같은 장석류가 탄산 또는 물에 의해 화학적으로 분해되는 풍화에 의해 생성된다. 보통 원성토(原成土)로 된 바위 위에 수 미터의 두꺼운 층이 생겨 발달한다. 도자기의 원료로 사용되며 중국의 가오링[高陵]에서 많이 산출되었으므로 고령토라 불리게 되었다. 양질의 고령토는 철분이 포함되지 않기 때문에 연하고 밝은 색을 띄게 되며 얇은 그릇을 만들기에 적당하다. 한국에서는 흔히 백토(白土)라고 하는데, 경남 하동(河東), 산청(山淸) 지방에 질이 좋은 백토가 많이 생산된다.

본 발명에서 사용되는 고령토의 성분 및 조성비는 SiO₂: 45～55%, Fe₂O₃: 1～5%, Al₂O₃: 25～35%, MgONa₂O: 2%, CaCO₃: 약1%이며, 광물 구성요소로는 석영 60～70%, 장석과 운모 10～20%, 탄산염광물 5～35%, 2～5%의 실트는 각섬석, 인회석, 흑운모, 석류석, 휘석, 규선석, 전기석, 지르콘 등과 같은 중광물들로 구성된다.

고령토는 요업원료, 제지, 페인트, 플라스틱, 고무공업 등에서 충전재, 토목, 건축재료, 화학공업에서의 촉매제, 농업분야에서의 비료첨가제, 토양충화제 등 다양하고, 최근에는 나노산업 등과 같은 첨단 분야에서도 광범위하게 이용이 확대되는 등 고기능성 소재로서의 중요성이 강조되고 있다.

본 발명에서 사용되는 고령토는, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 15～20 중량부의 양으로 사용된다. 고령토의 양이 15 중량부 미만이면, 수축율이 증가하여 마찬가지로 제품이 변형되는 문제점이 발생하고, 20 중량부를 초과하면 가소성이 낮아져 작업성이 나빠지는 문제점이 발생한다.

본 발명에서 사용되는 활석은 규산염(硅酸鹽) 광물의 하나로서 분자식 Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂을 갖는다. 이 활석은 단사정계(單斜晶系)에 속하는데, 무르고 광택이 있으며 백색 또는 녹회색이다. 초염기성암(超鹽基性岩)이나 특수한 변성암(變成岩)에서 산출되는데, 전기절연제, 도료, 활제(滑劑), 도자기, 제지, 내화재(耐火材), 보온재 등에 쓰인다.

이러한 활석은 때로는 인상(鱗狀) 또는 엽편상(葉片狀)을 이루는데, 대부분 치밀질의 집합체이다. 엽편은 휘기 쉽지만 탄성은 없다. 백색, 은백색, 담녹색, 암녹색, 또는 갈색이고, 엽편상의 활석은 투명하거나 반투명하며, 괴상의 것은 거의 불투명하다. 조흔색(條痕色)은 백색이며, 굳기 1, 비중 2.7～2.8로서, 칼로 자를 수 있다.

본 발명에서 사용되는 활석은 MgSiO₃를 주성분으로 하는 세라믹스이기도 하다. 이러한 활석은 고주파의 유전손실이 작아 고주파 절연용 자기로 사용된다. 열팽창이 작으므로 열의 급변에 견디어야 할 전열반(電熱盤) 등에 사용되기도 한다. 무선통신기의 부품, 진공관 및 브라운관 등의 전극 지지물, 고주파용 코일의 보빈, 진공관용 소켓, 전자회로용 기판 등 전기회로에 사용하기 위해서는 단자(端子)를 붙이기 위해 도금을 해야 한다. 그 금속과 열팽창 계수를 일치시키기 위해서 마그네시아 분을 증감한다. 알루미나를 가하면 열팽창 계수가 낮은 근청석(菫靑石) 자기가 된다.

본 발명에서 사용되는 활석은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 5～15 중량부의 양으로 사용된다. 활석의 양이 5 중량부 미만이면, 내균열성과 수축율이 낮아지는 문제점이 발생하고, 15 중량부를 초과하면 가소성이 낮아져 작업성이 나빠지는 문제점이 발생한다.

본 발명에서 사용되는 규석의 분자식은 SiO로서 주로 석영으로 된 광석이다. 순도가 높고 흰색의 것을 백규석이라 하며 페그마타이트?석영맥(石英服)?규함?처트(chert)에서 산출된다. 규산분은 95～97% 이상이다. 특히 페그마타이트에 포함된 것은 장석과 함께 채굴되기 때문에 장규석(長硅石)이라 한다. 내장석(內張石)은 규석의 작은 조각으로서 지름 5～15cm이며 도자기 원료 분쇄용 볼밀(ball mill)의 내장용으로 사용된다. 유리 및 사기 그릇의 주요 원료로 사용하며 규석벽돌은 노(爐) 등의 내화재로 사용된다.

본 발명에서 사용되는 규석은 주로 석영으로 이뤄진 광물이다. 순도가 높은 흰색을 백규석이라 하고, 그 중 페그마타이트에 포함된 것을 장규석이라고 한다. 연규석은 다소 점토가 섞여 있고, 노재(爐材) 규석은 철분을 함유하여 적색을 띄며, 내장석은 작은 규석 조각이며, 규산분이 95～97% 이상이다.

이러한 규석은 주로 유리, 도자기, 규소, 페로실리콘의 원료로 사용된다. 연규석은 석영질 암석이 풍화하여 토상(土狀)을 이룬 것으로 다소 점토가 섞여 있다. 내화 모르타르나 시멘트의 혼합재로 사용되며 규산분이 90% 정도이다. 노재 규석은 처트의 일종으로, 철분을 함유하므로 적색을 띠는 각력(角礫)이 있으며 내화벽돌의 주원료이다. 내장석은 규석의 작은 조각으로, 지름 5～15cm이며, 도자기 원료 분쇄용 볼밀(ball mill)의 내장용에 사용된다.

본 발명에서 사용되는 규석은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 5～10 중량부의 양으로 사용된다. 규석의 양이 5 중량부 미만이면, 소성시에 수축율이 높아져 제품이 변형되는 문제점이 발생하고, 10 중량부를 초과하면 점성이 떨어져 작업성이 나빠지는 문제점이 발생한다.

본 발명에서 사용되는 철분은 Fe₂O₃로서 원료중 포함 성분을 분석하여 부족분을 순도 99%이상으로 한 Fe₂O₃를사용한다. 본 발명에서 사용하는 철분은 점토나 고령토에 함유되어 있지만, 적정 성분량을 유지하기 위해 별도로 첨가한다.

본 발명에서 사용되는 철분은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 1～5 중량부의 양으로 사용된다. 철분의 양이 1 중량부 미만이면, 표면의 결정화 유리화가 되지 않아 균열 및 변색이 발생하는 문제점이 발생하고, 5 중량부를 초과하면 융점이 낮아져 변형이 생기고 색상이 진한갈색 또는 검정색으로 되는 문제점이 발생한다.

본 발명에 따른 소지 조성물에 있어서, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 조성물 입자의 1～5 중량부는 그 입도가 177 ㎛보다 커야 하며, 20～30 중량부는 그 입도가 177 ㎛～44 ㎛이어야 하며, 65～75 중량부는 44 ㎛보다 작아야 한다.

입도가 177 ㎛보다 큰 조성물 입자의 함량은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 1～5 중량부이어야 한다. 이러한 크기의 입자의 함량이 1 중량부 미만이면 표면이 거칠어져 균열이 발생하는 문제점이 발생하고, 5 중량부를 초과하면 입자에 의한 입도분포의 문제로 내균열성 문제점이 발생한다.

입도가 177 ㎛～44 ㎛인 조성물 입자의 함량은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 20～30 중량부이어야 한다. 이러한 크기의 입자의 함량이 20 중량부 미만이면 균일한 입도분포가 되지 않아 점성이 떨어지는 문제점이 발생하고, 30 중량부를 초과하면 미립자 입도분포에 의한 수축과 내균열성의 문제점이 발생한다.

입도가 44 ㎛보다 작은 조성물 입자의 함량은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 65～75 중량부이어야 한다. 이러한 크기의 입자의 함량이 65 중량부 미만이면 점성기준의 입도로서 가소성(작업성)에 영향을 미치는 문제점이 발생하고, 75 중량부를 초과하면 미세한 점토 성분의 입자로서 수축율이 높아지는 문제점이 발생한다.

또한, 본 발명에서는 본 발명에 따른 소지 조성물을 이용하여 내열 도자기를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 내열 도자기의 제조 방법은, 소지 조성물의 총 100 중량부를 기준으로, 다음 단계들을 포함한다:

- 볼밀을 사용하여 조성물의 1～5 중량부를 입도 177 ㎛이상으로 분쇄하고, 조성물의 20～30 중량부는 입도 177㎛～44㎛ 로 분쇄하고, 그리고 조성물의 65～75 중량부는 44㎛ 미만으로 분쇄한 것을 혼합하는 단계,

- 상기에서 얻어진 분말을 80 메쉬 체를 통과시켜 여과 및 탈수하는 단계,

- 여과 케익을 진공토련기로 토련한 후 24 시간 이상 보온 보습하여 성형하는 단계,

- 상기 성형물을 110℃에서 항량이 되도록(즉, 무게 변화가 없도록) 1～3시간 동안 건조하는 단계,

- 850℃에서 2～3시간 1차 소성하여 상온(25℃)까지 냉각시키는 단계,

- 유약을 도포하고 1,150℃～1,250℃에서 1시간 동안 2차 소성하여 다시 상온(25℃)까지 냉각하는 단계.

내열 도자기를 제조하는 데 있어서, 열의 보유율을 높이기 위해서 소지 조성물 중 철분 함량은, 조성물 총 100 중량부를 기준으로, 1～5 중량부 함유되는 것이 좋다.

소지 조성물 중에 함유된 CaO는 소지의 열팽창 계수를 크게 할 뿐만 아니라 유약 표면의 손상을 초래하기 때문에 가급적 CaO의 양이 0.5% 이하의 적은 것을 사용하여야 한다.

내열 도자기용 소지 조성물의 입자 중 거친 입자의 양은 80～325 메쉬의 것이 20～30 중량% 이어야 열충격에 견딜 수 있다. 그러나 소지의 가소성 등을 감안하면 그 범위는 달라질 수 있다. 80 메쉬 보다 굵은 입자를 소지 속에 보유하게 되면 성형 과정에서 갈라짐 등의 문제가 발생한다. 참고로, 원료별로 보유하고 있는 거친 입자의 양(중량%)은 대략 다음 표1에서와 같다.

	오부점토 (세점토)	오부점토 (생초)	일반점토
+ 80 메쉬	7.5	19.8	-
+ 80～325 메쉬	11.3	20.4	9.0
+325 메쉬합계	18.8	40.2	9.0

내열 도자기용 소지 조성물의 성분비는 다음 표 2에서 나타낸 바와 같다.

내열 소지 원재료 조합비

구성 광물의 조성	범위(중량 %)
점토 광물	45～55
고령토 광물	15～20
활석 광물	5～15
규석 광물	5～10
철분(Fe₂O₃)	1～5

본 발명에서 사용하기 위한 천연 광물질의 화학성분과 조성은 다음 표3에서 나타낸 바와 같다.

내열 소지 조성물에 사용된 천연 광물질의 화학 성분 분석결과

화학성분 (중량%)	구 분	SiO₂	Al₂O₃	Na₂O	K₂O	CaO	MgO	Fe₂O₃	TiO₂	Ig. loss
	오부점토	49.9	30.5	1.72	0.73	5.07	0.66	2.08	0.22	9.09
	산청 고령토	51.6	30.0	3.72	0.42	11.1	0.30	0.91	0.13	1.74
	하동 고령토	45.0	32.5	0.08	0.66	0.89	1.43	4.75	0.50	14.2
	활석	49.1	8.09	0.53	1.77	2.13	23.3	6.17	0.17	8.34
	규석	93.0	5.2	0.1	0.2	0.2	0.4	0.9	-	-

상기 표 3에서 “Ig. loss”는 가열 중에 탄화 및 증발로 날아가거나 소멸되는 양을 나타낸 것이다.

본 발명에서 사용하기 위한 천연 광물질은, X-선 회절분석에 의한 분석 결과, 주광물과 부수 광물이 다음 표4의 구조 상을 갖는 것들을 사용하여야 한다.

내열소지 조성물에 사용된 천연광물질의 X-선 회절분석에 의한 구조 상 분석

원광 XRD	구분	주광물	부수광물
	오부점토	Halloysite	Anorthite, a-Quartz
	산청 고령토	Anorthite	Albite
	하동 고령토	Halloysite	a-Quartz
	활석	Talc	Chlorite
	규석	silica, a-Quartz	Anorthite

본 발명에서 사용하기 위한 천연 광물질은, 1,250 ℃에서의 XRD 분석 결과, 주광물과 부수 광물이 다음 표5의 결정구조 상을 갖는 것들을 사용하여야 한다.

내열소지 조성물에 사용된 원재료의 1,250℃ 소성 결정구조 상 분석 결과

1250 ℃ 소성 XRD	구분	주광물	부수광물
	오부점토	Mullite	Anorthite, a-Quartz
	산청 고령토	Anorthite	a-Quartz
	하동 고령토	Mullite	Cristobalite, a-Quartz
	활석	Forsterite	Maghemite, a-Quartz
	규석	silica, a-Quartz	Anorthite

본 발명에서 사용하기 위한 천연 광물질은, 1,200℃, 1,250℃ 및 1,300℃에서의 소성 수축율이 다음 표6에 나타낸 것들을 사용하여야 한다.

내열소지 조성물에 사용된 소성 수축율 분석 결과

소성 수축율 (%)	구 분	1,200℃	1,250℃	1,300℃
	오부점토	3.29	3.99	5.01
	산청 고령토	0.09	0.33	0.61
	하동 고령토	8.93	9.46	10.41
	활석	4.11	4.78	6.02

본 발명에서 사용하기 위한 천연 광물질은, 1,200℃, 1,250℃ 및 1,300℃에서의 소성 흡수율이 다음 표7에 나타낸 것들을 사용하여야 한다.

내열소지 조성물에 사용된 원재료의 소성 수축율 분석 결과

소성 흡수율 (%)	구분	1,200℃	1,250℃	1,300℃
	오부점토	13.22	11.07	8.84
	산청 고령토	17.43	16.96	15.7
	하동 고령토	11.21	9.86	9.59
	활석	6.47	0.47	0.38
	규석	-	-	-

실시예

상기 표 3～7의 조건을 만족하는 오부점토 500 g, 고령토 200 g, 활석 100 g, 규석 100 g, 및 철분 100 g을 볼밀(ball mill) 혼합기에서 균일하게 혼합분쇄를 실시하여 분쇄 혼합물 1,000 g을 얻은 후, 분쇄 입도분포가 혼합물 중 5%가 180 ㎛의 이상 남는 입도로 분쇄하고, 혼합물 중 25%는 60 ㎛ 이상 남는 입도분포로 분쇄하고, 그리고 혼합물 중 7%는 40 ㎛의 입도분포로 분쇄하고, 나머지 65%는 40㎛이하(체를 통과한) 입도분포로 확인한 다음, 80 메쉬 체를 통과시켜 여과 및 탈수하고, 그 결과 얻어진 여과 케익을 진공토련기로 토련한 후, 24 시간 이상 보온 보습하여 도자기로 성형한 후, 상기 도자기를 110℃에서 항량이 될 때가지 2 시간 동안 건조한 다음, 850℃에서 2 시간 동안 1차 소성하여 상온까지 냉각시킨 후, 유약을 도포하고, 1,200℃에서 1시간 동안 2차 소성한 후 다시 상온으로 냉각하여 도자기를 제조하였다.

실험예 (내열성 및 내균열성 실험)

상기 실시예에서 제조된 도자기에 대한 내열성 및 내균열성 실험을 다음과 같이 실시하였다. 실시예1에서 제조된 내열도자기를 실험실에서 가스렌지에서 5분 동안 직화로 300℃로 가열한다. 이때 종이가 탄화되는 것을 확인한다. 가열된 도자기를 23℃의 수돗물 수조에 바로 담구는 과정을 5회 반복하여 균열 상태를 확인하였다.

이때 생산된 도자기의 열팽창계수를 열팽창계수 측정기로 1,000℃에서 측정한 결과 1.8*10^-6W/m-K이었다. 이 수치는 corderite 자기의 열팽창계수와 근접하여 안정적인 내열자기임이 판명되었다.

Claims

삭제
조성물 총 100 중량부를 기준으로, 점토 45～55 중량부, 고령토 15～20 중량부, 활석 5～15 중량부, 규석 5～10 중량부, 및 철분(Fe₂O₃) 1～5 중량부 포함하는 내열 도자기용 소지 조성물에 있어서, 조성물의 1～5 중량부가 입도 177 ㎛보다 크고, 조성물의 20～30 중량부는 입도 177㎛～44㎛ 이고, 그리고 조성물의 65～75 중량부는 입도 44㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 내열 도자기용 소지 조성물.
제 2항에 있어서, 80 메쉬～325 메쉬의 입도를 갖는 거친 입자의 양이, 조성물의 총 중량비를 기준으로, 20～30% 인 것을 특징으로 하는 내열 도자기용 소지 조성물.
소지 조성물의 총 100 중량부를 기준으로, 다음 단계들을 포함하는 내열 도자기의 제조 방법:
- 볼밀을 사용하여 조성물의 1～5 중량부를 입도 177 ㎛이상으로 분쇄하고, 조성물의 20～30 중량부는 입도 177㎛～44㎛ 로 분쇄하고, 그리고 조성물의 65～75 중량부는 44㎛ 미만으로 분쇄한 것을 혼합하는 단계,
- 상기에서 얻어진 분말을 80 메쉬 체를 통과시켜 여과 및 탈수하는 단계,
- 여과 케익을 진공토련기로 토련한 후 24 시간 이상 보온 보습함으로써 성형물을 얻는 단계,
- 상기 성형물을 110℃에서 항량이 되도록 1～3시간 동안 건조하는 단계,
- 850℃에서 2～3시간 1차 소성하여 상온(25℃)까지 냉각시키는 단계, 및
- 유약을 도포하고 1,150℃～1,250℃에서 1시간 동안 2차 소성하여 다시 상온(25℃)까지 냉각하는 단계.
제 4항에 있어서, 80 메쉬～325 메쉬의 입도를 갖는 거친 입자의 양이, 조성물의 총 중량비를 기준으로, 20～30% 인 것을 특징으로 하는, 내열 도자기의 제조 방법.