KR101204881B1 - 페로브스카이트계 갈색 안료 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄산칼슘 및 산화티탄을 주원료로 발색제인 산화크롬과 함께 혼합하여 제조된 혼합물을 소성하여 제조된 페로브스카이트계 갈색 안료 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 페로브스카이트계 갈색 안료는 도자기 등의 유약에 포함되어 사용됨으로써 자연스러운 갈색을 발색시킬 수 있으며, 고온 안정성이 우수하다.
Description
본 발명은 페로브스카이트계 갈색 안료 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄산칼슘 및 산화티탄을 주원료로하여 발색제로서 산화크롬과 함께 혼합하여 제조된 혼합물을 소성하여 제조된 페로브스카이트계 갈색 안료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
도자기류의 표면에서 통상 유리질의 분말인 유약을 얇게 입힌다. 유약을 입힌 도자기는 강도가 강해지고, 흡수성이 없어 사용하기에 편리하며, 알카리성이나 산성에 강하다. 또한 도자기 표면이 매끄럽고 깨끗하게 하여 세척이 용이하다는 장점이 있다. 따라서 산업 도자기의 대부분은 유약을 사용하고 있다.
유약을 사용하는 도자기의 색상은 금속산화물을 가마에서 열처리하여 얻을 수 있다. 도자기에 유약을 바른 후 이후의 소성온도가 1000℃ 미만인 경우, 다양하고 풍부한 색깔을 얻을 수 있으나, 1200℃에서는 발색에 제한을 받는다.
도자기의 발색을 위해 사용하는 안료는 CuO, Fe2O3, Cr2O3 등과 같은 발색 산화물을 이용할 수도 있는데 이들이 낼 수 있는 색상에는 한계가 있으며 발색도도 안정하지 못하다. 이 때문에 고온에서 안정한 결정구조를 가지는 화합물에 발색제를 고용시켜 안료를 합성한다. 이 경우 결정 구조에 따라 고용될 수 있는 원소에는 한계가 있으며 또한 고용관계에 따라 색상도 달라진다.
도자기에 표면에 칠해져서 소성에 의해 광택을 띄게 하는 유약은 통상 장석, 규석, 고령토, 석회석, 활석, 형석, 골분을 주성분으로 구성된다.
이와 같이 종래의 도자기용 유약은 흙이나 돌가루만을 사용하여 유약을 만들기 때문에 나무재를 사용하였던 과거 고려, 조선 시대의 청자나 백자와 같은 고급스러운 자연미를 살리지 못하는 한계가 있었다.
이에 본 발명자는 도자기 등에 사용되는 유약에 적용되어 자연스러운 발색 효과를 나타낼 수 있으며, 고온 안정성이 우수한 안료를 개발하기 위해 예의 연구를 거듭하였고, 그 결과 탄산칼슘 및 산화티탄을 주원료로 하고 발색제로서 산화크롬을 사용하여 잘 혼합한 다음 혼합물을 소성하여 안료를 합성하였고, 이와 같이 합성한 안료를 적용한 유약은 자연스러운 갈색이 발색될 수 있으며, 고온 안정성이 우수함을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 도자기 등에 사용되는 유약에 적용되어 자연스러운 갈색이 발색될 수 있으며, 고온에서 안정한 페로브스카이트계 갈색 안료 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 탄산칼슘, 산화티탄 및 산화크롬을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 소성하는 단계를 포함하는 페로브스카이트계 갈색 안료의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 페로브스카이트계 갈색 안료는 탄산칼슘, 산화티탄 및 산화크롬을 1 : 0.96～0.993 : 0.01～0.05 몰비로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 소성하는 단계를 수행하여 제조될 수 있다.
상기 혼합물을 소성하는 단계는 1200～1400℃에서 1 시간 내지 5시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명은 도자기 등의 유약에 포함되어 사용됨으로써 자연스러운 갈색을 발색시킬 수 있으며, 고온 안정성이 우수한 페로브스카이트계 갈색 안료를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 5에서 제조한 페로브스카이트계 갈색 안료가 포함된 프릿 유약을 시유 및 소성하여 제조된 도자기 시험편들의 사진이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 페로브스카이트계 갈색 안료의 제조방법은 탄산칼슘, 산화티탄 및 산화크롬을 일정 조성비로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 소성하는 단계를 포함한다.
우선, 탄산칼슘(CaCO3), 산화티탄(TiO2) 및 산화크롬(Cr2O3)을 혼합하여 혼합물을 제조한다.
본 발명에서는 페로브스카이트(perovskite)계 갈색 안료를 제조하기 위해 탄산칼슘(CaCO3) 및 산화티탄(TiO2)을 주원료로 사용하며, 이에 발색제로서 산화크롬(Cr2O3)을 혼합하여 소성한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 페로브스카이트계 갈색 안료는 탄산칼슘(CaCO3), 산화티탄(TiO2) 및 산화크롬(Cr2O3)은 1 : 0.96～0.995 : 0.01～0.05 몰비로 혼합한 후 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 페로브스카이트계 갈색 안료의 제조시 상기 산화크롬(Cr2O3)이 0.05몰비를 초과하여 포함되어 사용되는 경우 갈색이 아닌 흑색이 발색될 수 있으므로, 0.01～0.05 몰비 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 탄산칼슘(CaCO3), 산화티탄(TiO2) 및 산화크롬(Cr2O3)의 혼합물을 소성한다.
본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서, 상기 탄산칼슘(CaCO3), 산화티탄(TiO2) 및 산화크롬(Cr2O3)의 혼합물을 소성하는 단계는 1200～1400℃에서 1 시간 내지 5시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
상기 탄산칼슘(CaCO3), 산화티탄(TiO2) 및 산화크롬(Cr2O3)의 혼합물을 1400℃ 초과하여 소성하는 경우 상기 혼합물이 융해되는 문제점이 발생될 수 있다.
상술한 조건에 따라 탄산칼슘(CaCO3), 산화티탄(TiO2) 및 산화크롬(Cr2O3)의 혼합물을 소성하는 경우 크롬이 고용된 CaTiO3가 합성된다.
상기 크롬이 고용된 CaTiO3를 40㎛ 이하로 미분쇄하여 안료로서 유약 조성물에 포함시켜 사용하는 경우 자연스런운 갈색(brown)이 발색될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 예들로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
탄산칼슘(CaCO3) 1몰, 산화티탄(TiO2) 0.993몰 및 산화크롬(Cr2O3) 0.01몰을 혼합한 후, 이를 각각 1200℃, 1250℃ 및 1300℃에서 3시간 동안 소성하여 소성 온도별로 3가지의 크롬이 고용된 CaTiO3를 얻었다. 상기 3가지의 크롬이 고용된 CaTiO3계 안료를 40㎛ 이하로 미분쇄하여 프릿 유약(frit glaze)에 대하여 10중량%로 첨가하여 3종류의 유약을 제조하였고, 이를 초벌구이한 백자시험편들에 시유하여 가스가마에 넣어 환원분위기로 1050℃에서 1 시간 동안 소성하였고, 제조된 시험편의 사진을 도 1에 나타내었다.
실시예
2
탄산칼슘(CaCO3) 1몰, 산화티탄(TiO2) 0.985몰 및 산화크롬(Cr2O3) 0.02몰을 혼합한 후, 이를 1300℃에서 3시간 동안 소성하여 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 합성하였다. 상기 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 40㎛ 이하로 미분쇄하여 프릿 유약에 대하여 10중량%로 첨가하였고, 이를 초벌구이한 백자시험편에 시유하여 가스가마에 넣어 환원분위기로 1050℃에서 1 시간 동안 소성하였고, 제조된 시험편의 사진을 도 1에 나타내었다.
실시예
3
탄산칼슘(CaCO3) 1몰, 산화티탄(TiO2) 0.978몰 및 산화크롬(Cr2O3) 0.03몰을 혼합한 후, 이를 각각 1200℃, 1250℃ 및 1300℃에서 3시간 동안 소성하여 소성 온도별로 3가지의 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 합성하였다. 상기 3가지의 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 40㎛ 이하로 미분쇄하여 프릿 유약에 대하여 10중량%로 첨가하여 3종류의 유약을 제조하였고, 이를 초벌구이한 백자시험편들에 시유하여 가스가마에 넣어 환원분위기로 1050℃에서 1 시간 동안 소성하였고, 제조된 시험편의 사진을 도 1에 나타내었다.
실시예
4
탄산칼슘(CaCO3) 1몰, 산화티탄(TiO2) 0.97몰 및 산화크롬(Cr2O3) 0.04몰을 혼합한 후, 이를 1300℃에서 3시간 동안 소성하여 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 합성하였다. 상기 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 40㎛ 이하로 미분쇄하여 프릿 유약에 대하여 10중량%로 첨가하였고, 이를 초벌구이한 백자시험편에 시유하여 가스가마에 넣어 환원분위기로 1050℃에서 1 시간 동안 소성하였고, 제조된 시험편의 사진을 도 1에 나타내었다.
실시예
5
탄산칼슘(CaCO3) 1몰, 산화티탄(TiO2) 0.963몰 및 산화크롬(Cr2O3) 0.05몰을 혼합한 후, 이를 각각 1200℃, 1250℃ 및 1300℃에서 3시간 동안 소성하여 소성 온도별로 3가지의 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 합성하였다. 상기 3가지의 크롬이 고용된 CaTiO3 안료를 40㎛ 이하로 미분쇄하여 프릿 유약에 대하여 10중량%로 첨가하여 3종류의 유약을 제조하였고, 이를 초벌구이한 백자시험편들에 시유하여 가스가마에 넣어 환원분위기로 1050℃에서 1 시간 동안 소성하였고, 제조된 시험편의 사진을 도 1에 나타내었다.
도 1을 참조하면, 크롬이 고용된 CaTiO3 안료의 합성시 사용되는 산화크롬의 함량이 많을수록 그리고 소성 온도가 높을수록 보다 짙은 갈색이 발현되는 것을 알 수 있다.
Claims (6)
- 탄산칼슘, 산화티탄 및 산화크롬을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합물을 소성하여 크롬이 고용된 CaTiO3구조의 물질을 제조하는 단계를 포함하는 페로브스카이트계 갈색 안료의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 탄산칼슘, 산화티탄 및 산화크롬을 1 : 0.96～0.993 : 0.01～0.05 몰비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트계 갈색 안료의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 혼합물을 소성하는 단계는 1200～1400℃에서 1 시간 내지 5시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트계 갈색 안료의 제조방법.
- 삭제
- 도자기용 갈색 안료로서,
상기 갈색 안료는 크롬이 고용된 CaTiO3인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트계 갈색 안료.
- 제5항에 있어서,
상기 크롬이 고용된 CaTiO3는 탄산칼슘, 산화티탄 및 산화크롬을 1 : 0.96～0.993 : 0.01～0.05 몰비로 혼합된 혼합물을 1200～1400℃에서 1 시간 내지 5시간 동안 소성하여 제조된 것임을 특징으로 하는 페로브스카이트계 갈색 안료.
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| KR100635689B1 (ko) | 2004-06-24 | 2006-10-17 | 요업기술원 | 도판용 투명유약 조성물 |
| JP2010280763A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Okutama Kogyo Co Ltd | 塗料用顔料組成物 |
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2010
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