KR101219731B1 - 치수 안정성을 갖는 도자기 용기 조성물 및 이를 이용한 도자기 용기 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부; 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및 희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 포함하는 도자기 용기 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부; 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및 희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 혼합하여 소지를 제조하는 소지 제조단계; 상기 소지를 성형하여 도자기 용기 형태로 제조하는 도자기 용기 성형단계; 상기 성형단계가 종료된 도자기 용기를 700 내지 1,200℃에서 소성하는 소성단계를 포함하는 도자기 용기 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부; 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및 희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 혼합하여 소지를 제조하는 소지 제조단계; 상기 소지를 성형하여 도자기 용기 형태로 제조하는 도자기 용기 성형단계; 상기 성형단계가 종료된 도자기 용기를 700 내지 1,200℃에서 소성하는 소성단계를 포함하는 도자기 용기 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 치수 안정성을 갖는 도자기 용기 조성물 및 이를 이용한 도자기 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 뚜껑 등의 덮개를 구비한 도자기 용기의 기밀성을 향상시키기 위해 제조되는 도자기의 치수가 일정하게 유지되도록 치수 안정성을 갖는 도자기 용기 조성물 및 이를 이용한 도자기 용기 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도자기는 도자기 표면에서의 흡수를 방지하고 청결을 유지하기 위하여 유리질의 유약을 코팅하여 제조된다.
이러한 도자기는 주로 음식물, 용액, 물건 등을 수용하기 위해 사용되며, 필요에 따라 용기를 덮개 등으로 막아 용기 내부의 내용물을 외부로부터 보호할 수 있도록 사용된다.
하지만, 고온으로 열처리(소성)하여 제조되는 도자기의 특성상 도자기 성형체의 크기가 열처리를 통해 변화되므로 기밀성을 필요로 하는 도자기 용기를 제조하기 곤란하다는 문제점이 있다.
이에, 전술한 문제점을 극복하기 위하여 도가기로 제조된 용기의 입구 및/또는 뚜껑에 플라스틱제 밀봉캡을 부가함으로써, 도자기 용기와 뚜껑의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
이러한 일례로서, 대한민국 특허 제10-1073079호에는 도자기 용기 입구부 내측면에 형성된 나사부와 나사결합이 가능하여, 도자기 용기의 내부공간을 밀폐하거나 개방할 수 있도록 그 내측면에 나사부를 구비한 도자기 스크류 캡이 개시되어 있고, 대한민국 특허공개 제2008-0053238호에는 도자기 용기 뚜껑의 홈 내부에 구조물들을 구조로 이탈하지 못하도록 조립형성하고, 경화 시 일정 강도를 갖는 액상의 플라스틱 재료를 경화시켜, 상기 구조물들을 구조로 이탈하지 못하도록 결합구조물을 형성하는 영구적인 도자기 용기 밀폐장치가 개시되어 있고, 대한민국 특허 제10-0914751호에는 석고형틀에 흙덩어리인 소지를 넣은 후 회전시켜가며 성형압을 밀착시켜 석고형틀의 내측에 도자기 용기를 형성시킬 때 상기 도자기 용기가 석고형틀에 끼워진 상태에서 회전시켜가며 입구부의 내측을 압착하거나 깍아주어 나사를 형성시키는 방법이 개시되어 있다.
하지만, 일반적인 도자기 용기는 그 제조과정에서 치수가 용이하게 변화되므로 치수가 고정되어 있는 플라스틱제 밀봉캡을 치수가 변화되는 도자기 용기에 정확하게 맞물리도록 하기 곤란한 문제점이 있다.
더욱이, 통상적인 도자기 용기는 도자기 용기 성형 후 건조과정 및/또는 고온의 소성 과정에서 수축 및/또는 팽창에 의한 변형율을 측정하기 곤란하여 안정적인 정밀 성형이 용이하지 않다.
본 발명은 치수 안정성을 갖는 도자기 용기 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 치수 안정성을 갖는 도자기 용기 조성물을 이용한 도자기 용기 제조방법을 제공한다.
본 발명은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부;
알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부;
석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및
희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 포함하는 도자기 용기 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부;
알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부;
석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및
희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 혼합하여 소지를 제조하는 소지 제조단계;
상기 소지를 성형하여 도자기 용기 형태로 제조하는 도자기 용기 성형단계;
상기 성형단계가 종료된 도자기 용기를 700 내지 1,200℃에서 소성하는 소성단계를 포함하는 도자기 용기 제조방법을 제공한다.
필요에 따라, 본 발명은 소성이 종료된 도자기 용기의 외부에 유약을 바르는 유약 처리단계; 및
상기 유약 처리단계가 종료된 도자기 용기를 600 내지 900℃에서 소성하는 소성단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 도자기 용기 조성물은 도자기 용기를 제조하기 위해 고온에서 소성하여도 치수 변화가 안정적으로 일정하게 유지되어 미리 제조된 플라스틱제 밀봉 캡이 용이하게 맞물려 체결될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 도자기 용기로서, 뚜껑이 결합된 상태의 참고사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 도자기 용기로서, 뚜껑이 분리된 상태의 참고사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 도자기 용기로서, 뚜껑이 분리된 상태의 참고사진이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부; 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및 희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 포함하는 도자기 용기 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부; 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및 희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 혼합하여 소지를 제조하는 소지 제조단계; 상기 소지를 성형하여 도자기 용기 형태로 제조하는 도자기 용기 성형단계; 상기 성형단계가 종료된 도자기 용기를 700 내지 1,200℃에서 소성하는 소성단계를 포함하는 도자기 용기 제조방법을 제공한다.
특정적으로, 본 발명에 따른 도자기 용기 제조방법은 소성이 종료된 도자기 용기의 외부에 유약을 바르는 유약 처리단계; 및 상기 유약 처리단계가 종료된 도자기 용기를 600 내지 900℃에서 소성하는 소성단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 도자기 용기 조성물은 도자기 용기를 제조하기 위한 베이스 물질로서, 무기물을 포함한다.
상기 무기물은 도자기 용기를 구성하는 주요 구성 물질로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 무기물이라면 특별히 한정되지 않지만, 천연적으로 수득 가능한 흙을 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 도자기 용기 조성물을 구성하는 베이스 물질인 무기물은 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 50 내지 80중량부를 포함한다.
여기서, 상기 점토는 불순물이 다량 함유되어 있는 저급점토를 사용하기 보다는 불순물이 적은 점토를 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 베이스 물질인 무기물을 구성하는 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영은 단독으로 사용될 수도 있지만, 사용자의 선택에 따라 점토를 주성분으로 하여 고령석, 장석, 규석, 도석 또는 석영을 적절히 배합하여 도자기 용기 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 베이스 물질을 구성하는 무기물들의 혼합비는 특별히 한정되지 않지만, 점토의 혼합비율이 다른 구성성분과 비교하여 적어도 50중량% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물은 도자기 용기 조성물에 포함되어 도자기 용기 조성물의 소결 보조체로서 작용함으로써 고온 분해에 대한 안정성을 향상시킨다.
여기서, 상기 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물은 알루미늄, 철분, 티타늄, 규소, 벤토나이트 등이 포함된 도자기 용기 제조용 소지를 소결할 경우, 알루미나, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 등으로 산화되어 형성될 수도 있지만, 상기 도자기 용기 제조용 소지 자체에 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 또는 산화규소 형태로 존재하여도 무방하다.
특히, 전술한 물질들은 고온에서 낮은 열팽창율을 나타내어, 소지를 성형한 후 소결하여 제조한 도자기 용기 조성물의 치수변화를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
특정적으로, 본 발명에 따른 도자기 용기 조성물에 포함되어 치수 안정성을 제공하는 물질들, 예를 들면 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물에는 부가적으로 희토류 금속산화물을 추가로 더 혼입시켜 사용할 수 있으며, 이러한 경우, 상기 부가물인 희토류 금속산화물이 고온 분해에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 희토류 금속산화물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 희토류 금속산화물, 예를 들면 산화세륨, 산화지르코늄 또는 이들의 혼합물이라면 특별히 한정되지 않는다.
여기서, 상기 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물의 사용량은 전체 도자기 용기 중량 기준으로 10 내지 30중량부인 것이 바람직하고, 상기 희토류 금속산화물은 전체 도자기 조성물 중량 기준으로 3 내지 5중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물은 도자기 용기로 제조되는 도자기 용기 성형체를 미리 일부 경화시키거나 도자기 용기 조성물의 결합력을 향상시킴으로써 도자기 용기 성형체가 고온에서 소결되며 변화되는 치수의 폭을 감소시킨다.
상기 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물의 사용량은 전체 도자기 조성물 중량 기준으로 7 내지 15중량부를 포함하는 것이 좋다.
한편, 본 발명에 따른 도자기 용기 조성물은 전술한 도자기 용기 조성물을 서로 혼합하여 제조한다.
본 발명에 따른 도자기 용기 제조방법을 살펴보면, 다음과 같다.
먼저, 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부; 석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및 희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 혼합하여 소지를 제조하는 소지 제조단계;
상기 소지를 성형하여 도자기 용기 형태로 제조하는 도자기 용기 성형단계; 및
상기 성형단계가 종료된 도자기 용기를 700 내지 1,200℃에서 소성하는 소성단계를 포함한다.
여기서, 상기 소성단계의 소성시간은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 2 내지 24시간 일 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 도자기 용기 제조방법은 상기 도자기 용기 성형단계의 후단계로서, 성형된 도자기 용기의 외면에 유약을 바르는 유약 처리단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 유약은 당업계에서 통상적으로 사용되는 유약이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 고화도 유약을 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 규석, 알루미나, 산화철, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화칼륨, 산화나트륨, 티탄, 산화바륨, 산화아연, 산화지르코늄 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고화도 유약인 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 도자기 용기 제조방법은 상기 소성이 종료된 도자기 용기의 외부에 다시 유약을 바르는 유약 처리단계; 및 상기 유약 처리단계가 종료된 도자기 용기를 600 내지 900℃에서 소성하는 소성단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 유약은 당업계에서 통상적으로 사용되는 유약이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 저화도 유약을 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 붕사, 산화철, 규산, 산화칼슘, 산화칼륨, 산화나트륨, 토르마린 또는 이들의 혼합물로 이루어진 저화도 유약인 것이 좋다.
또한, 상기 소성단계(2차 소성)는 600 내지 900℃에서 5 내지 10시간, 바람직하게는 6 내지 9시간, 보다 바람직하게는 약 8시간 동안 소성하는 것이 좋다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
점토, 장석 및 규석을 5:3:2의 중량비로 혼합한 혼합물 60중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화철 및 이산화티타늄을 4:3:3의 중량비로 혼합한 혼합물 20중량부; 석고 및 회분을 5:5의 중량비로 혼합한 혼합물 10중량부; 및 희토류 금속 산화물로서 산화세륨 10중량부를 혼합하여 소지를 제조하였다.
그 다음, 상기 소지를 이용하여 1리터 부피를 갖는 도자기 용기 성형체를 제조하였다.
그 다음, 상기 도자기 용기 성형체를 800℃에서 약 3시간 동안 소성하여 도자기 용기를 제조하였다.
실시예 1과 동일하게 실시하되, 도자기 용기 성형체의 소성 전에 도자기 용기 성형체의 외주면을 규석 60부피%, 알루미나 17부피%, 산화칼슘 4부피%, 산화마그네슘 4부피%, 산화아연 5부피% 및 용제 10부피%로 이루어진 유약으로 처리한 후 800℃에서 약 3시간 동안 소성하여 도자기 용기를 제조하였다.
실시예 2에 따라 제조된 도자기 용기의 외주면을 붕사 60부피%, 산화철 17부피%, 규산 4부피%, 산화칼슘 4부피%, 산화칼륨 5부피% 및 용제 10부피%로 이루어진 유약으로 처리한 후 약 700℃에서 약 8시간 동안 소성하여 도자기 용기를 제조하였다.
점토, 고령석 및 장석을 6:3:1의 중량비로 혼합한 혼합물 60중량부; 알루미나, 벤토나이트, 산화규소 및 이산화티타늄을 4:3:3의 중량비로 혼합한 혼합물 20중량부; 석고, 회분 및 섬유를 6:2:2의 중량비로 혼합한 혼합물 10중량부; 및 희토류 금속 산화물로서 산화지르코늄 10중량부를 혼합하여 소지를 제조하였다.
그 다음, 상기 소지를 이용하여 1리터 부피를 갖는 도자기 용기 성형체를 제조하였다.
그 다음, 상기 도자기 용기 성형체를 900℃에서 약 3시간 동안 소성하여 도자기 용기를 제조하였다.
실시예 4와 동일하게 실시하되, 도자기 용기 성형체의 소성 전에 도자기 용기 성형체의 외주면을 규석 60부피%, 알루미나 17부피%, 산화칼슘 4부피%, 산화마그네슘 4부피%, 산화아연 5부피% 및 용제 10부피%로 이루어진 유약으로 처리한 후 900℃에서 약 3시간 동안 소성하여 도자기 용기를 제조하였다.
실시예 5에 따라 제조된 도자기 용기의 외주면을 붕사 60부피%, 산화철 17부피%, 규산 4부피%, 산화칼슘 4부피%, 산화칼륨 5부피% 및 용제 10부피%로 이루어진 유약으로 처리한 후 약 700℃에서 약 8시간 동안 소성하여 도자기 용기를 제조하였다.
[결과]
실시예 1 내지 실시예 6에 따라 제조된 도자기 용기 성형체와 이를 소성하여 제조한 도자기 용기의 치수를 측정하여 치수변화를 측정하였다.
이를 표 1로 나타냈다.
여기서 치수 변화율은 도자기 용기 성형체와 최종적으로 제조된 도자기 용기의 치수 증감을 %로 표시한 것이다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | |
| 치수 변화율 | 1.4% | 1.54% | 1.56% | 1.5% | 1.52% | 1.53% |
표 1에 나타난 바와 같이, 도자기 용기 성형체를 소성하여 제조한 도자기 용기의 치수가 안정적으로 일정하게 변화되는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부;
알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부;
석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부; 및
희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 포함하는 도자기 용기 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 희토류 금속 산화물이 산화세륨, 산화지르코늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도자기 용기 조성물.
- 도자기 용기 조성물 전체 중량 기준으로 점토, 고령석, 장석, 규석, 도석, 석영 또는 이들의 혼합물 50 내지 80중량부;
알루미나, 벤토나이트, 산화철, 이산화티타늄, 산화규소 또는 이들의 혼합물 10 내지 30중량부;
석고, 회분, 섬유 또는 이들의 혼합물 7 내지 15중량부;
희토류 금속 산화물 3 내지 5중량부를 혼합하여 소지를 제조하는 소지 제조단계;
상기 소지를 성형하여 도자기 용기 형태로 제조하는 도자기 용기 성형단계; 및
상기 성형단계가 종료된 도자기 용기를 700 내지 1,200℃에서 소성하는 소성단계를 포함하는 도자기 용기 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 도자기 용기 성형단계의 후단계로서, 성형된 도자기 용기의 외면에 유약을 바르는 유약 처리단계를 더 포함하는 도자기 용기 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 소성이 종료된 도자기 용기의 외부에 유약을 바르는 유약 처리단계; 및
상기 유약 처리단계가 종료된 도자기 용기를 600 내지 900℃에서 소성하는 소성단계를 더 포함하는 도자기 용기 제조방법.
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