KR101384968B1 - Composite for porous ceramic ware and manufacturing method of porous ceramic ware using the composite - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물로서, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 물을 흡수하게 되면 팽창하는 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 통기성 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 다수의 기공이 형성되게 하여 통기성을 부여할 수 있어 음식맛을 좋게 하는 숨쉬는 용기로 사용될 수 있으며, 내열성이 뛰어나고, 강도가 우수한 통기성 자기를 제조할 수 있다.The present invention provides 20 to 50% by weight of quartzite having particles smaller than 100 μm, 15 to 40% by weight of feldspar, 25 to 55% by weight of clay, 0.1 to 15% by weight of silica sand having coarse particles of 200 μm to 2 mm and porous A breathable porcelain composition comprising 0.1 to 10% by weight of zeolite as a crystal, wherein the clay is made of swellable clay that expands when 2 to 50% by weight of water is absorbed relative to the total content of clay, and the swellable clay is It consists of a layered clay containing water molecules between the layers, the porcelain relates to a breathable porcelain holding composition which is a white porcelain, celadon or powder blue dust and a method for producing a breathable porcelain using the same. According to the present invention, a plurality of pores can be formed to impart breathability, can be used as a breathing container to improve the taste of food, it is possible to manufacture a breathable porcelain excellent in heat resistance and excellent strength.
Description
본 발명은 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 자기의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 기공이 형성되어 통기성을 나타낼 수 있는 자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic holding composition and a method of manufacturing porcelain using the same, and more particularly, to a magnetic holding composition and a method of manufacturing a breathable porcelain using a plurality of pores are formed to exhibit breathability.
근래에 들어 친환경 소재에 관한 관심이 폭발적으로 증가하면서 자연스럽게 예로부터 전승되어온 우리 전통 소재에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.Recently, with the explosive interest in eco-friendly materials, the interest in Korean traditional materials, which have been handed down from ancient times, has increased greatly.
도자기는 도기(陶器)와 자기(磁器)를 포함하는 용어이다. 도자기에는 점토, 장석, 규석, 납석, 도석 등의 원료가 주로 사용되며, 도자기는 이들 원료를 일정 비율로 혼합하여 성형한 다음 소성하여 경화시킨 제품을 말한다. 도기는 흡수율이 크므로 두드려 보았을 때 탁한 음을 내고 내구성이 비교적 약하다. 자기는 흡수율이 거의 없어 두드려 보았을 때 맑은 음을 내고 내구성이 뛰어나다. Pottery is a term that includes pottery and porcelain. Ceramics are mainly made of materials such as clay, feldspar, silica, pyrophyllite, and stonite. Ceramics are products obtained by mixing and molding these materials at a certain ratio, followed by firing and curing. Pottery has a high absorption rate, so it produces a dull sound when tapped and has a relatively low durability. It has a low absorption rate and gives a clear sound when touched and has excellent durability.
근래에는 도자기 제품의 물성 증진 및 특성 부여를 위하여 사용되는 원료를 물리적/화학적으로 정제하거나 다른 원료로 대치하는 연구가 활발하게 진행 중이다.In recent years, research is being actively conducted on physically and chemically refining raw materials used for improving properties and characterizing ceramic products or replacing them with other raw materials.
근래에는 생활식기 분야는 가볍고 얇으며 대형의 새로운 물성을 갖는 제품이 요구되고 있다. In recent years, the field of the lifestyle device is required to have a product with light, thin and large new physical properties.
특히 우리 고유의 음식문화를 발전시켜온 옹기는 생활식기로서 저장용기 등의 용도로 오래전부터 사용되어 왔다. 이러한 옹기를 사용하여 조리한 음식물의 맛의 우수성에 대한 논의가 활발하다. 옹기는 특유의 기공 구조로 인하여 숨을 쉬는 도기라고 알려져 있다. In particular, Onggi, which has developed our own food culture, has been used for a long time as a storage container as a living tableware. There is an active discussion about the excellence of the taste of foods cooked using such an Onggi. Onggi is known as a pottery breathing due to its unique pore structure.
그러나, 생활식기로서 백자, 청자 혹은 분청사기와 자기가 더욱더 보편적으로 사용되고 있고, 이들이 숨쉬는 용기로 만들어진다면 생활식기용 자기의 파급효과가 클 것으로 기대된다.
However, white porcelain, celadon or bonsai fructose and porcelain are more commonly used as a tableware, and if they are made of breathing containers, the ripple effect of the tableware is expected to be great.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 기공이 형성되게 하여 통기성을 부여할 수 있어 음식맛을 좋게 하는 숨쉬는 용기로 사용될 수 있으며, 내열성이 뛰어나고, 강도가 우수한 통기성 자기의 소지 조성물 및 이를 이용한 통기성 자기의 제조방법을 제공함에 있다.
The problem to be solved by the present invention is that it can be used as a breathing container to improve the taste of food can be given a plurality of pores are formed breathability, excellent heat resistance, excellent strength of the porcelain holding composition and breathable porcelain using the same To provide a method of manufacturing.
본 발명은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물로서, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 통기성 자기용 소지 조성물을 제공한다.The present invention provides 20 to 50% by weight of quartzite having particles smaller than 100 μm, 15 to 40% by weight of feldspar, 25 to 55% by weight of clay, 0.1 to 15% by weight of silica sand having coarse particles of 200 μm to 2 mm and porous A breathable porcelain composition comprising 0.1 to 10% by weight of zeolite as a crystal, wherein the clay comprises 2 to 50% by weight of swellable clay with respect to the total content of clay, and the swellable clay contains water molecules between layers. Consisting of layered clay, the porcelain provides a porcelain composition for breathable porcelain, which is white porcelain, celadon or powder dust.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다. The swellable clay may be composed of layered clay containing exchangeable cations together with water molecules between layers.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of a layered clay in which water molecules in the layers are partially exchanged with an organic material to form a clay-organic complex.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of one or more layered clays selected from bentonite, montmorillonite, saponite, hectorite, Weidelite, halosite, vermiculite, soconite and nontronite.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.The zeolite may contain an exchangeable cation in a crystal structure and a part of the cation is substituted with an anion to exhibit antimicrobial activity.
상기 통기성 자기용 소지 조성물은 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.The breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of feldspar.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic base material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of cordierite having heat resistance.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable porcelain holding composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of mullite (mullite).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of zirconia (ZrO 2 ).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic holding composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of petalite.
또한, 본 발명은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 출발원료를 분쇄하는 단계와, 분쇄된 상기 출발원료에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 혼합하는 단계와, 상기 규사가 혼합된 출발원료를 원하는 형태로 성형하고 건조하는 단계 및 성형된 출발원료를 900∼1200℃의 온도에서 소성하여 통기성 자기를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기의 제조방법을 제공한다. The present invention also pulverizes a starting material comprising 20-50% by weight of silica with particles smaller than 100 μm, 15-40% by weight of feldspar, 25-55% by weight of clay and 0.1-10% by weight of zeolite as a porous crystal. And mixing 0.1 to 15% by weight of the silica sand having coarse particles of 200 μm to 2 mm to the pulverized starting material, shaping and drying the starting material mixed with the silica sand to a desired shape and forming Calcining the starting material at a temperature of 900 to 1200 ° C. to form a breathable porcelain, wherein the clay is composed of 2 to 50 wt% of swellable clay with respect to the total content of clay, and the swellable clay is interlayered. Comprising a layered clay containing water molecules, the porcelain is a white porcelain, celadon or powder blue dust provides a method for producing a breathable porcelain characterized in that.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다. The swellable clay may be composed of layered clay containing exchangeable cations together with water molecules between layers.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of a layered clay in which water molecules in the layers are partially exchanged with an organic material to form a clay-organic complex.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of one or more layered clays selected from bentonite, montmorillonite, saponite, hectorite, Weidelite, halosite, vermiculite, soconite and nontronite.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.The zeolite may contain an exchangeable cation in a crystal structure and a part of the cation is substituted with an anion to exhibit antimicrobial activity.
상기 출발원료는 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.The starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of feldspar.
또한, 상기 출발원료는 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of cordierite having heat resistance.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable porcelain holding composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of mullite (mullite).
또한, 상기 출발원료는 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of zirconia (ZrO 2 ).
또한, 상기 출발원료는 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
In addition, the starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of petalite.
본 발명의 통기성 자기용 소지 조성물에 의하면, 자기에 다수의 기공이 형성되어 통기성을 나타내며, 따라서 생활식기로서 통기성 자기는 숨쉬는 용기로 사용될 수 있어 음식맛을 좋게 하는 효과를 기대할 수 있다. According to the breathable porcelain holding composition of the present invention, a number of pores are formed on the porcelain to exhibit breathability, and thus, as a living table, the breathable porcelain can be used as a breathing container, and the effect of improving food taste can be expected.
또한, 본 발명에 의하면, 통기성 자기용 소지 조성물에 내열성과 열충격 저항성이 우수한 코디어라이트(cordierite) 또는 페탈라이트(petalite)가 함유됨으로써 내열성이 우수한 통기성 자기를 제조할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to manufacture a breathable porcelain having excellent heat resistance by containing cordierite or petalite having excellent heat resistance and heat shock resistance in the breathable porcelain holding composition.
또한, 본 발명에 의하면, 통기성 자기용 소지 조성물에 강도가 우수한 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4), 뮬라이트(mullite) 또는 지르코니아(ZrO2)가 함유됨으로써 강도가 우수한 통기성 자기를 제조할 수 있다.
In addition, according to the present invention, a breathable porcelain having excellent strength can be manufactured by containing magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ), mullite, or zirconia (ZrO 2 ) having excellent strength in the breathable porcelain composition.
도 1은 투과도 측정 그래프의 예이다.
도 2는 투과도 측정을 위한 장치의 개략도이다.
도 3은 투과도 측정을 위한 장치의 실제 모습을 보여주는 사진이다.
도 4는 청자 시편의 소성 온도에 따른 사진이다.
도 5는 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 사진이다.
도 6은 백자 시편의 소성 온도에 따른 사진이다.
도 7a는 1200℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이고, 도 7b는 1300℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이ㄷ다.
도 8a는 1200℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 8b는 1300℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 9a는 1200℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 9b는 1300℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 10은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 청자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 11은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 12는 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 13은 실시예 2에 따라 1200℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 주사전자현미경 사진이다.
도 14는 실험예 2에 따라 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.1 is an example of a transmittance measurement graph.
2 is a schematic diagram of an apparatus for measuring transmittance.
Figure 3 is a photograph showing the actual appearance of the device for measuring the transmittance.
4 is a photograph according to the firing temperature of the celadon specimen.
5 is a photograph according to the firing temperature of the powder sprayer specimens.
6 is a photograph according to the firing temperature of the white porcelain specimen.
7A is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing pores of a celadon specimen prepared by firing at 1200 ° C., and FIG. 7B is a scanning electron microscope showing a pore of celadon specimen prepared by firing at 1300 ° C. FIG. (SEM) This is a picture.
Figure 8a is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the pore state of the powder sprayer specimen prepared by firing at 1200 ℃, Figure 8b is a scanning electron microscope (SEM) showing the pore state of the powder sprayer specimen prepared by firing at 1300 ℃ ) Photo.
9A is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the pores of the white porcelain specimen prepared by firing at 1200 ℃, Figure 9b is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the pores of the white porcelain specimen prepared by firing at 1300 ℃ to be.
10 is a graph showing the transmittance according to the firing temperature of the celadon specimen prepared by firing at 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, 1300 ℃.
11 is a graph showing the transmittance according to the firing temperature of the powder sprayer specimens prepared by firing at 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, 1300 ℃.
12 is a graph showing the transmittance according to the firing temperature of the white porcelain specimen prepared by firing at 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, 1300 ℃.
FIG. 13 is a scanning electron micrograph of a white porcelain specimen prepared by firing at 1200 ° C. according to Example 2. FIG.
14 is a graph showing the transmittance according to the firing temperature of the white porcelain specimen prepared by firing at 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, 1300 ℃ according to Experimental Example 2.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
이하에서 자기라 함은 일상 생활에서 주로 사용되는 백자, 청자, 분청사기를 포함하는 의미로 사용한다. Hereinafter, the term "self" means used to include white porcelain, celadon and buncheongsa, which are mainly used in daily life.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기성 자기용 소지 조성물은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 통기성 자기용 소지 조성물로서, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.Breathable porcelain holding composition according to a preferred embodiment of the present invention, 20 to 50% by weight of silica, 15 to 40% by weight feldspar, 25 to 55% by weight of clay having particles smaller than 100㎛ A breathable porcelain composition comprising 0.1 to 15% by weight of silica sand with particles and 0.1 to 10% by weight of zeolite, which is a porous crystal, wherein the clay comprises 2 to 50% by weight of swellable clay with respect to the total content of clay, The swellable clay may be made of layered clay containing water molecules between layers.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다. The swellable clay may be composed of layered clay containing exchangeable cations together with water molecules between layers.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of a layered clay in which water molecules in the layers are partially exchanged with an organic material to form a clay-organic complex.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of one or more layered clays selected from bentonite, montmorillonite, saponite, hectorite, Weidelite, halosite, vermiculite, soconite and nontronite.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.The zeolite may contain an exchangeable cation in a crystal structure and a part of the cation is substituted with an anion to exhibit antimicrobial activity.
상기 통기성 자기용 소지 조성물은 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.The breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of feldspar.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic base material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of cordierite having heat resistance.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable porcelain holding composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of mullite (mullite).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of zirconia (ZrO 2 ).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 내열성을 갖는 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable porcelain holding composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of Petalite having heat resistance.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기성 자기의 제조방법은, 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함하는 출발원료를 분쇄하는 단계와, 분쇄된 상기 출발원료에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 혼합하는 단계와, 상기 규사가 혼합된 출발원료를 원하는 형태로 성형하고 건조하는 단계 및 성형된 출발원료를 900∼1200℃의 온도에서 소성하여 통기성 자기를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기의 제조방법을 제공한다. In the method of manufacturing a breathable porcelain according to a preferred embodiment of the present invention, 20 to 50% by weight of silica, 15 to 40% by weight of feldspar, 25 to 55% by weight of clay and particles of zeolite 0.1 to 10 having particles smaller than 100 μm Pulverizing a starting material comprising a weight%, mixing 0.1 to 15% by weight of silica sand having coarse particles of 200 μm to 2 mm to the ground starting material; Shaping and drying in the form and calcining the starting material at a temperature of 900 ~ 1200 ℃ to form a breathable porcelain, the clay is 2 to 50% by weight relative to the total content of the clay as swellable clay The swellable clay is made of a layered clay containing water molecules between layers, and the porcelain is a white porcelain, blue porcelain, or powdered blue yarn.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다. The swellable clay may be composed of layered clay containing exchangeable cations together with water molecules between layers.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of a layered clay in which water molecules in the layers are partially exchanged with an organic material to form a clay-organic complex.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 버미큘라이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.In addition, the swellable clay may be made of one or more layered clays selected from bentonite, montmorillonite, saponite, hectorite, Weidelite, halosite, vermiculite, soconite and nontronite.
상기 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온이 함유되고 상기 양이온의 일부가 음이온으로 치환되어 항균성을 나타내는 것일 수 있다.The zeolite may contain an exchangeable cation in a crystal structure and a part of the cation is substituted with an anion to exhibit antimicrobial activity.
상기 출발원료는 납석 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.The starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of feldspar.
또한, 상기 출발원료는 내열성을 갖는 코디어라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of cordierite having heat resistance.
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable magnetic material composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ).
또한, 상기 통기성 자기용 소지 조성물은 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the breathable porcelain holding composition may further comprise 0.1 to 5% by weight of mullite (mullite).
또한, 상기 출발원료는 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.In addition, the starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of zirconia (ZrO 2 ).
또한, 상기 출발원료는 페탈라이트 0.1∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
In addition, the starting material may further comprise 0.1 to 5% by weight of petalite.
이하에서, 본 발명의 통기성 자기용 소지 조성물에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the breathable magnetic holding composition of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기성 자기용 소지 조성물의 출발원료로는 100㎛ 보다 작은 입자를 갖는 규석 20∼50중량%, 장석 15∼40중량%, 점토 25∼55중량%, 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량% 및 다공성 결정인 제올라이트 0.1∼10중량%를 포함한다. 상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 물을 흡수하게 되면 팽창하는 팽윤성 점토로 이루어지고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.As a starting material of the breathable porcelain composition according to a preferred embodiment of the present invention, 20 to 50% by weight of silica, 15 to 40% by weight of feldspar, 25 to 55% by weight of clay, and 200 μm to 2 having particles smaller than 100 μm. 0.1 to 15% by weight of silica sand with mm thick particles and 0.1 to 10% by weight of zeolite as a porous crystal. The clay is made of swellable clay that expands when 2 to 50% by weight of water is absorbed based on the total content of clay, and the swellable clay may be made of layered clay containing water molecules between layers.
규석은 통기성 자기 소지에서 백색도를 높이고 자기의 골격을 유지하는 역할을 한다. 규석은 통기성 자기용 소지 조성물에 20∼50중량% 함유되는 것이 바람직하다. 규석의 함량이 15중량% 미만일 경우에는 통기성 자기의 백색도가 저하될 수 있고, 규석의 함량이 50중량%를 초과하는 경우에는 기공율 저하로 원하는 통기성을 얻기가 어려울 수 있다. Quartzite increases the whiteness of the porcelain body and maintains its own skeleton. The silica is preferably contained in the breathable
장석은 비교적 낮은 온도에서 용융을 시작하여 규석 등의 원료를 융해하는 융제로서 작용한다. 장석에는 알칼리성 성분으로서 K2O 및 Na2O를 많이 함유하고 있어 장석의 함량을 증가시키면 용융이 촉진되어 융점이 낮아져 보다 저온에서 소성이 가능하다. 그러나, 장석의 함량을 증가시켰을 경우, 소성 시에 원료의 점성(粘性)이 감소되기 때문에 소성 시에 자중(自重) 등의 응력에 의한 소지의 소성 변형량이 커진다. 즉, 장석 성분을 많이 함유할 경우에는, 통기성 자기 소지의 소성이 진행됨에 따라 소지의 연화에 의한 소성 변형이 증대된다. 이러한 점을 고려하여 장석은 통기성 자기용 소지 조성물에 15∼40중량% 함유되는 것이 바람직하다. Feldspar starts to melt at a relatively low temperature and acts as a flux to melt raw materials such as silica. Feldspar contains a lot of K 2 O and Na 2 O as an alkaline component, and increasing the content of feldspar promotes melting and lowers the melting point so that it can be fired at a lower temperature. However, when the content of feldspar is increased, the viscosity of the raw material at the time of baking decreases, so that the amount of plastic deformation due to stress such as self weight at the time of baking increases. That is, when it contains many feldspar components, plastic deformation by softening of a base material increases as baking of a breathable magnetic base material advances. In view of this point, feldspar is preferably contained in the breathable magnetic holding composition 15 to 40% by weight.
점토는 성형 공정 중 소지에 가소성을 제공하고 성형된 소지의 이동이나 장식 등의 공정에 견딜 수 있는 충분한 성형강도를 유지할 수 있도록 하여준다. 또한, 소성 후 소지 내에 뮬라이트상과 유리상을 형성시켜 사용 환경에서 충분한 강도를 유지하도록 하면서 소지가 백색의 투광성을 띠게 하는데 기여한다. Clay provides plasticity to the body during the molding process and maintains sufficient molding strength to withstand the process of moving and decorating the molded body. In addition, after firing, the mullite phase and the glass phase are formed in the substrate, thereby contributing to making the substrate white light-transmitting while maintaining sufficient strength in the use environment.
팽윤성 점토를 첨가함으로써 가소성이 향상되고, 경량화된 통기성 자기의 제조가 가능하다. 팽윤성 점토는 점토 소판들이 약한 반데르발스 힘에 의해 유지되는 미립자 형상(형태)를 갖는 층상 점토이다. 이러한 팽윤성 점토는 일반적으로 수분을 잘 흡수하고 소성시 흡수된 수분이 증발하면서 수축되어 기공을 형성할 수 있는 요인을 제공할 수 있다. 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지는 것이 바람직하다. By adding swellable clay, plasticity is improved, and it is possible to manufacture lightweight breathable porcelain. Swellable clay is a layered clay having a particulate form (shape) in which the clay platelets are held by weak van der Waals forces. Such swellable clays are generally able to absorb moisture well and provide a factor that can shrink when moisture absorbed evaporates upon firing to form pores. It is preferable that 2-50 weight% consists of swellable clay with respect to the total content of clay.
물을 흡수하여 팽창하게 되는 이러한 팽윤성 점토로는 층간에 물분자가 들어가 있는 층상 점토뿐만 아니라, 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온(일반적으로 알칼리 이온인 Na+, Li+ 등)과 들어간 상태의 층상 점토, 그리고 층간에 있는 물분자가 유기물과 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토 등이 사용될 수 있다. These swellable clays that absorb and expand water include not only layered clays containing water molecules between layers, but also water exchangeable cations (usually alkali ions Na + , Li +, etc.) with water molecules between layers. Layered clays and layered clays in which water molecules between layers are partially exchanged with organics to form clay-organic complexes can be used.
층간에 물분자가 교환성 양이온과 함께 들어간 상태의 팽윤성 점토는, 기본적으로는 물분자가 교환성 양이온에 배위하고 물분자 상호간 및 밑면 산소와의 사이에 수소결합을 하여 규칙적인 배열을 하고 있다. 한편, 이러한 층간수의 양 즉, 물분자의 매수는 주변 습도 및 층간에 들어간 교환성 양이온의 종류에 의해 단계적으로 변하고, 이에 따라 층간 간격이 변하게 된다. 교환성 양이온을 포함하는 이러한 팽윤성 점토는 고유의 양이온교환 특성으로 인해 층간 양이온이 다른 무기 클러스터 양이온이나 양이온성 표면전하를 갖는 콜로이드 입자와 표면치환 반응이 일어나, 소위 가교화 점토(pillared clays)를 형성하는 특징이 있다. 이러한 가교화 점토는 무기산화물이 층간에 가교 역할을 하면서 존재하기 때문에 안정한 기공이 형성될 수 있다. In the swellable clay in which water molecules enter together with exchangeable cations, water molecules are basically coordinated with exchangeable cations, and hydrogen bonds are formed between water molecules and oxygen at the bottom. On the other hand, the amount of such interlayers, that is, the number of water molecules, is changed step by step depending on the ambient humidity and the types of exchangeable cations entered between the layers, thereby changing the interlayer spacing. These swellable clays, which contain exchangeable cations, have a surface-substituted reaction with colloidal particles having different cationic surface charges or inorganic cluster cations due to their intrinsic cation exchange properties, forming so-called crosslinked clays. There is a characteristic to. Since the crosslinked clay exists as an inorganic oxide crosslinks between layers, stable pores may be formed.
층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토는, 층간에 존재하는 교환성 양이온과 유기 양이온 등과의 이온 교환 반응에 의하여, 혹은 극성 유기분자의 흡착에 의하여 층간에 유기물이 혼입되는 것이다. 예를 들면, 에칠렌글리콜 그리세롤 같은 중성분자나 알킬 암모늄과 같은 유기 양이온이 들어갈 수 있다. The layered clay in which water molecules in the layers are partially exchanged with organics to form a clay-organic complex is intercalated by ion exchange reaction between exchangeable cations and organic cations present in the layers, or by adsorption of polar organic molecules. Organic matter is incorporated. For example, a heavy component such as ethylene glycol glycerol or an organic cation such as alkyl ammonium may be added.
이러한 팽윤성 점토는 벤토나이트(bentonite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite), 바이델라이트(beidellite), 할로이사이트(halloysite), 버미큘라이트(vermiculite), 소코나이트(sauconite) 및 논트로나이트(nontronite) 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다. Such swellable clays are bentonite, montmorillonite, saponite, hectorite, beidelite, halloysite, vermiculite, vermiculite, soconite and It may be composed of one or more layered clays selected from nontronite.
벤토나이트(Bentonite)는 점력이 강하고 팽윤성 및 양이온 교환성이 크다.Bentonite is strong in viscous force and has high swelling and cation exchangeability.
몬모릴로나이트는 수용액 중에서 층간이온의 수화반응에 의하여 특유의 팽윤 특성을 나타낸다. 몬모릴로나이트는 양이온 교환능이 커서 수용액 중에서 팽윤에 의한 격자박리화가 용이하게 일어난다. Na+ 또는 Li+을 교환성 양이온으로 가진 몬모릴로나이트의 경우에는, 수중에서 40∼140Å 정도까지 층간거리가 측정되고 있고, 이는 점토가 수중에서 층간에 물을 흡착하여 팽창(팽윤(swelling))되는 현상이다. Montmorillonite exhibits unique swelling characteristics by hydration of interlayer ions in aqueous solution. Montmorillonite has a high cation exchange capacity, so that lattice peeling is easily caused by swelling in an aqueous solution. In the case of montmorillonite having Na + or Li + as an exchangeable cation, the interlaminar distance is measured in water up to about 40 ~ 140Å, which causes the clay to adsorb water between layers in water and expand (swelling). to be.
할로이사이트(halloysite)는 습윤한 상태에서 층간에 물분자가 층간수로 들어가 있으나, 교환성 양이온은 포함되어 있지 않다. 이러한 할로이사이트의 층간수는 건조시키면 쉽게 탈수되어, 층간 간격은 10Å 정도에서 7.4∼7.5Å 정도로 축소된다. Haloysite (halloysite) is a water molecule in the interlaminar water in the wet state, but does not contain exchangeable cations. The interlayer number of these halosites is easily dehydrated when dried, and the interlayer spacing is reduced to about 7.4 to 7.5 kPa from about 10 kPa.
제올라이트(zeolite)는 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)으로 이뤄진 다공성 결정으로 그 결정구조 내에 있는 양이온의 작용에 의해 불포화 탄화수소나 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착하는 성질을 갖는다. 제올라이트는 일정한 크기의 세공경(細孔經)을 갖고 있기 때문에 이것보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착하는 특성을 가지며, 결정구조 내에 교환가능한 양이온을 함유하고 있기 때문에 용이하게 다른 양이온과 자유롭게 교환된다. 제올라이트를 구성하고 있는 양이온의 일부를 음이온으로 치환한 것이 항균성을 갖기 때문에 항균성을 갖는 통기성 자기로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 제올라이트는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. Zeolite is a porous crystal made of silicon (Si) and aluminum (Al) and has a property of selectively and strongly adsorbing unsaturated hydrocarbons or polar substances by the action of cations in its crystal structure. Since zeolites have a fixed pore size, they have a characteristic of selectively passing small molecules and adsorbing them, and because they contain exchangeable cations in the crystal structure, they are easily exchanged freely with other cations. . Substituting anions for some of the cations constituting the zeolite is expected to be able to be utilized as a breathable porcelain having antimicrobial properties. The zeolite is preferably contained in an amount of 0.1 to 10% by weight in the breathable porcelain base material composition.
납석은 팽윤성 물질로서 자기의 표면에 기공을 형성하는 역할을 한다. 납석은 층상 구조를 갖는 광물로서 화학식은 (MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O 이며, 소성 중에 수증기로 인한 층분리에 의하여 200㎛~2㎜ 크기의 기공을 형성하는 요인으로 작용한다. 상기 납석은 통기성 소지 조성물에 대하여 0.1∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 납석의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 기공에 의한 원하는 정도의 기공율을 얻기가 어렵고, 납석의 함량이 5중량%를 초과하면 기공의 크기 및 기공율이 너무 커질 수 있다. Pyrophyllite is a swellable material that serves to form pores on its surface. Pyrite is a mineral having a layered structure, and the chemical formula is (MgFe, Al) 3 (Al, Si) 4 O 10 (OH) 2 · 4H 2 O, and has a size of 200 μm to 2 mm by layer separation due to water vapor during firing. It acts as a factor in forming pores. The feldspar is preferably contained in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the air permeable composition. If the content of the feldspar is less than 0.1% by weight, it is difficult to obtain the desired porosity by the pores, and if the content of the feldspar exceeds 5% by weight, the pore size and porosity may be too large.
코디어라이트(cordierite)는 2MgO-2Al2O3-5SiO2의 화학식을 가지며, 내열성이 우수한 재료이다. 코디어라이트(cordierite)는 열팽창계수가 작고 열충격 저항성이 우수하며 내식성이 뛰어난 물질이다. 이러한 코디어라이트는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼5중량%를 함유되는 것이 바람직하다. Cordierite has a chemical formula of 2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 , and is a material having excellent heat resistance. Cordierite is a material with a low coefficient of thermal expansion, excellent thermal shock resistance and excellent corrosion resistance. Such cordierite is preferably contained in an amount of 0.1 to 5% by weight in the breathable porcelain holding composition.
내열성이 우수한 재료인 코디어라이트는 낮은 열팽창계수를 갖고 있어서 열충격 저항성은 우수한 반면에 기계적 성질은 좋지 못하다. 높은 강도의 재료를 얻기 위해 소성 온도와 경질재료(hard material)의 종류와 양에 따른 첨가로 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 상기 경질재료(hard material)로는 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4), 뮬라이트(mullite) 또는 지르코니아(ZrO2)를 사용할 수 있으며, 코디어라이트 주위에 미세한 MgAl2O5, 뮬라이트, ZrO2 등이 균일하게 분포되게 되므로 코디어라이트의 입자성장 억제와 미세균열을 감소시켜 강도를 증진시킬 수 있다. Cordierite, a material having excellent heat resistance, has a low coefficient of thermal expansion, and thus has excellent thermal shock resistance, but poor mechanical properties. This problem can be solved by addition according to the firing temperature and the type and amount of hard material in order to obtain a high strength material. As the hard material, magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ), mullite (mullite) or zirconia (ZrO 2 ) may be used, and fine MgAl 2 O 5 , mullite, ZrO 2, etc. around cordierite may be used. Since it is uniformly distributed, it is possible to increase the strength by reducing the particle growth of cordierite and reducing microcracks.
자기의 경우 유리상의 기지(matrix)와 그 안에 분포되어 있는 결정상들의 열팽창계수의 차이로 인하여 유리상에 강한 압축력(compressive force)이 작용하게 되어 소지의 강도 증진으로 이어진다. 자기의 강도는 소성 후 형성되는 유리상의 기지(matrix)와 유리상의 기지 안에 존재하는 결정상들의 종류와 특성(크기, 형태 등)에 의하여 영향을 받는다. 통기성 자기 소지에서 경질재료(hard materials)를 추가함으로써 고강도 통기성 자기를 제조할 수 있다. 상기 경질재료는 소성 공정 시에 용융된 소지의 점도를 증가시키고, 액상의 결정화를 촉진하여 열변형을 낮추며 소성체(소성된 통기성 자기)의 강도를 증진시킨다. 경질재료의 첨가량이 증가됨에 따라 높은 강도가 얻어지고 소성 변형량은 작아지지만, 소성온도가 다소 높아지게 된다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 경질재료는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼5중량% 범위 내에서 함유되는 것이 바람직하다. 예컨대, 경질재료로 마그네슘알루미네이트(MgAl2O4) 0.1∼5중량%, 뮬라이트(mullite) 0.1∼5중량% 또는 지르코니아(ZrO2) 0.1∼5중량%를 첨가한다. In the case of porcelain, due to the difference in the thermal expansion coefficient of the matrix of the glass phase and the crystal phases distributed therein, a strong compressive force is applied to the glass phase, leading to an increase in the strength of the base. Magnetic strength is influenced by the matrix of the glass phase formed after firing and the type and characteristics (size, shape, etc.) of the crystal phases present in the glass matrix. High-strength breathable porcelain can be produced by adding hard materials from the breathable porcelain. The hard material increases the viscosity of the molten body in the firing process, promotes crystallization of the liquid phase, lowers the heat deformation and enhances the strength of the fired body (fired breathable magnetic). As the addition amount of the hard material is increased, high strength is obtained and the plastic deformation amount is small, but the firing temperature is somewhat higher. Therefore, in consideration of this point, it is preferable that the hard material is contained in the breathable porcelain holding composition within the range of 0.1 to 5% by weight. For example, 0.1-5% by weight of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ), 0.1-5% by weight of mullite, or 0.1-5% by weight of zirconia (ZrO 2 ) is added as a hard material.
페탈라이트(petalite)는 내열성이 우수한 재료이다. 고온과 상온에서 사용되는 경우에 재료 내에 온도구배가 생기고, 이러한 온도 변화에서 생성된 열응력이 재료를 파괴시킬 수 있으나, 페탈라이트의 첨가에 의해 이러한 현상을 억제할 수 있는 장점이 있다. 이러한 페탈라이트는 통기성 자기용 소지 조성물에 0.1∼5중량%를 함유되는 것이 바람직하다.
Petalite is a material with excellent heat resistance. When used at high temperature and room temperature, a temperature gradient occurs in the material, and the thermal stress generated at such a temperature change may destroy the material, but there is an advantage of suppressing this phenomenon by the addition of petalite. It is preferable that such a petalite contains 0.1 to 5 weight% in a breathable porcelain holding composition.
이하에서, 상술한 통기성 자기용 소지 조성물을 이용하여 자기를 제조하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing porcelain using the above-mentioned breathable porcelain holding composition will be described.
본 발명의 통기성 자기용 소지 조성물의 출발원료를 원하는 비율로 배합하여 혼합한다. 상기 혼합시에 용매와 분산제를 더 첨가할 수 있으며, 상기 용매로는 증류수, 에탄올, 메탄올 등을 사용할 수 있다. 상기 분산제는 원료 입자의 응집을 억제하고 분산성을 높이기 위해 첨가되는 것이다. 상기 분산제는 통기성 자기용 소지 조성물의 출발원료 고형분 대비 0.1∼5중량부 첨가하는 것이 바람직하다. The starting materials of the breathable porcelain base material composition of the present invention are blended and mixed at a desired ratio. A solvent and a dispersant may be further added during the mixing, and distilled water, ethanol, methanol, or the like may be used as the solvent. The dispersant is added to suppress aggregation of raw material particles and to increase dispersibility. The dispersant is preferably added 0.1 to 5 parts by weight relative to the starting material solids of the breathable porcelain holding composition.
출발원료를 미분화하기 위하여 분쇄한다. 일반적으로 통기성 자기의 원료로 사용되는 장석, 규석 등은 수 ㎜ 까지의 크기를 갖는 굵은 암석질로 이루어진다. 일반적으로 이들 암석질 원료들을 그대로 사용할 경우 소성 온도를 낮추는데 한계가 있다. 따라서, 이들 원료를 사용하여 열변형이 적은 통기성 자기를 제조하기 위하여 장석, 규석 등의 원료를 100 마이크로미터(㎛) 이하(예컨대, 1∼100㎛)로 미분화한다. 소성 변형량을 작게 하기 위해 원료 분말을 미분화(미세화)할 경우 소성 시의 변형은 적어진다. 이들 원료를 미분화하면, 열변형뿐 아니라 소성 온도를 낮출 수 있어 에너지 절감에도 유리하다. 통기성 자기의 출발원료를 분쇄하여 미분화하고 분별 충전하면, 성형체 단계에서 밀도가 상승하고, 소성 밀도를 높일 수 있으며, 흡수율은 감소되고, 소성 온도는 낮아지게 된다. 통기성 자기의 출발원료로서 사용되는 장석, 규석 등을 미분화하는 방법은 건식 또는 습식 볼 밀링(ball milling), 밀링 미디어(milling media) 등 다양한 분쇄 방법을 사용할 수 있다. The starting material is ground in order to micronize. In general, feldspar, silica, etc., used as a raw material for breathable porcelain, is made of coarse rock material having a size of up to several mm. In general, when these rocky raw materials are used as they are, there is a limit in lowering the firing temperature. Therefore, raw materials such as feldspar and silica are micronized to 100 micrometers (µm) or less (for example, 1 to 100 µm) in order to produce breathable porcelain with less thermal deformation using these materials. When the raw material powder is micronized (micronized) in order to reduce the plastic deformation amount, the deformation during firing is small. By micronizing these raw materials, not only thermal deformation but also the firing temperature can be lowered, which is advantageous for energy saving. When the starting material of the porcelain porcelain is pulverized, finely divided and fractionally charged, the density increases in the molded body stage, the firing density can be increased, the absorption rate is decreased, and the firing temperature is lowered. As a method for micronizing feldspar, silica and the like used as starting materials for breathable porcelain, various grinding methods such as dry or wet ball milling and milling media can be used.
이하 볼밀링법에 의한 분쇄 공정을 구체적으로 설명한다. 출발원료를 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 용매와 함께 습식 혼합한다. 상기 용매는 물, 알코올 등일 수 있다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 출발원료를 기계화학적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 0.1㎜∼50㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 10∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼72시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 출발원료는 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다. Hereinafter, the grinding process by the ball milling method will be described in detail. The starting materials are charged into a ball milling machine and wet mixed with the solvent. The solvent may be water, alcohol, or the like. Rotate at a constant speed using a ball mill to mechanically grind and uniformly mix the starting materials. The ball used for ball milling may be a ball made of ceramics such as alumina or zirconia, and the balls may be all the same size or may be used together with balls having two or more sizes. The size of the balls, the milling time, and the rotation speed per minute of the ball miller are adjusted so as to be crushed to the target particle size. For example, in consideration of the size of the particles, the size of the ball can be set in the range of about 0.1 mm to 50 mm, and the rotational speed of the ball mill can be set in the range of about 10 to 500 rpm. Ball milling is performed for 1 to 72 hours in consideration of the target particle size and the like. The ball mill causes the starting material to be ground into particles of fine size, to have a uniform particle size distribution, and to be mixed uniformly.
슬러리 상태의 출발원료에 대하여 탈수 공정을 수행한다. 압출 여과기(filter press)를 이용하여 탈수 처리한 후, 토련기로 혼합한다. 탈수 공정 전에 출발원료에 포함된 철(Fe) 성분 등을 제거하기 위하여 탈철기로 탈철하는 공정을 수행할 수도 있다. 탈철 공정은 일반적으로 알려진 방법을 이용할 수 있으며, 여기서는 그 설명을 생략한다. 토련기로 혼합 시에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.A dehydration process is performed on the starting materials in the slurry state. After dehydration using an extrusion filter, the mixture is mixed with a refiner. In order to remove iron (Fe) components, etc. contained in the starting material before the dehydration process may be carried out a step of de-ironing with a degasser. A known method can be used for the de-ironing process, and a description thereof will be omitted here. It is preferable to add 0.1-15 weight% of the silica sand which has 200 micrometers-2 mm thick particle at the time of mixing with a refiner.
상술한 공정을 거친 통기성 자기용 소지 조성물은 후술하는 성형, 건조 및 소성 공정을 통하여 통기성 자기를 형성할 수 있다. 상기 성형은 주입 성형, 압출 성형 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다. The breathable porcelain holding composition that has undergone the above-described process may form breathable porcelain through a molding, drying, and baking process described later. The molding may use various methods such as injection molding and extrusion molding.
더욱 구체적으로 설명하면, 분쇄된 결과물을 원하는 형태로 성형하고, 건조 공정을 실시한다. 상기 건조 공정은 80∼150℃ 오븐에서 2∼24시간 동안 건조시킬 수 있으며, 분무 건조(spray drying) 방식을 이용할 수도 있다. 분무 건조 방식은 노즐을 통해 열풍을 분사하여 건조하는 방식으로 80∼150℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 건조 공정에 의해 용매 성분은 대부분 제거되게 된다. In more detail, the pulverized product is molded into a desired shape, and a drying process is performed. The drying process may be dried for 2 to 24 hours in an 80 to 150 ℃ oven, spray spray method may be used. Spray drying may be carried out at a temperature of 80 to 150 ℃ by spraying hot air through the nozzle to dry. Most of the solvent components are removed by the drying process.
건조된 시편을 소성하여 통기성 자기를 제조한다. 상기 소성은 900∼1200℃의 온도에서 1∼48시간 동안 실시한다. 상기 소성 공정은 소성 온도(900∼1200℃)까지는 일정 승온 속도(예컨대, 2∼50℃/min)로 승온시킨 후, 일정 시간(1∼48시간)을 유지하여 소성하고, 상온까지 로냉하여 실시할 수 있다. 상기 소성은 산화 분위기(예컨대, 산소(O2) 또는 공기(air) 분위기)에서 실시하는 것이 바람직하다. The dried specimen is fired to produce a breathable porcelain. The firing is carried out for 1 to 48 hours at a temperature of 900 ~ 1200 ℃. The firing step is performed by heating up to a firing temperature (900-1200 ° C.) at a constant heating rate (for example, 2-50 ° C./min), maintaining the baking for a predetermined time (1 to 48 hours), and cooling to room temperature. can do. The firing is preferably performed in an oxidizing atmosphere (for example, oxygen (O 2 ) or air atmosphere).
상기 소성 공정은 다음과 같은 공정으로 이루어질 수도 있다. 제1 온도(예컨대, 상온)에서 제2 온도(700∼900℃)로 승온하여 초벌 소성을 실시하고, 제3 온도(예컨대, 900∼1200℃)에서 일정 시간(1∼48시간) 유지하는 재벌 소성을 실시한 후, 상온까지 냉각하는 공정으로 이루어질 수도 있다. 상기 초벌 소성을 실시한 후에는 상온까지 냉각하고 제3 온도(예컨대, 900∼1200℃)로 승온하여 재벌 소성을 실시할 수도 있다. The firing process may be performed as follows. The conglomerate is heated to a second temperature (700 to 900 ° C) at a first temperature (for example, room temperature) to carry out firing, and to maintain a predetermined time (1 to 48 hours) at a third temperature (for example, 900 to 1200 ° C). After firing, the process may be performed to cool to room temperature. After performing the above-mentioned firing, the chaebol firing may be performed by cooling to room temperature and raising the temperature to a third temperature (eg, 900 to 1200 ° C).
공정 중에 분산제가 첨가된 경우에, 분산제는 유기물 성분으로 이루어져 있으므로 300∼400℃의 온도가 되면 태워져 없어지게 되며, 소성 온도는 유기물 성분이 타는 온도보다 높은 온도에서 이루어지므로 소성 공정이 완료되면 분산제 성분은 모두 제거되게 되며, 분산제가 위치하는 공간은 기공을 이루게 된다. 또한, 팽윤성 점토의 층간에 함유된 물분자는 상기 소성 공정에서 증발되게 되어 소성 수축이 일어나면서 물분자가 위치했던 공간은 기공을 이루게 되며, 소성 공정을 거친 자기는 다공성을 가져 통기성을 띠게 된다. 또한, 팽윤성 점토가 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어진 경우, 유기물은 상기 소성 공정 동안에 태워져 없어지게 되고 유기물이 위치했던 공간은 기공을 이루게 되며, 소성 공정을 거친 자기는 다공성을 가져 통기성을 띠게 되는 장점이 있다.
When the dispersant is added during the process, the dispersant is composed of the organic component and thus burns away when it reaches a temperature of 300 to 400 ° C. The firing temperature is higher than the burning temperature of the organic component. The components are all removed, and the space in which the dispersant is located forms pores. In addition, the water molecules contained between the layers of the swellable clay are evaporated in the firing process, so that the space in which the water molecules are located becomes a pore as the plastic shrinkage occurs, and the pores of the calcining process have porosity and are breathable. In addition, when the swellable clay consists of layered clay in which water molecules in the interlayer are partially exchanged with organics to form a clay-organic complex, the organics are burned away during the firing process and the space where the organics are located forms pores. In addition, porcelain, which has undergone a calcination process, has the advantage of being porous and breathable.
이하에서 통기성 자기용 소지 조성물을 이용하여 제조된 통기성 자기의 투과도를 측정하는 장치 및 이를 이용하여 투과도를 측정하는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a device for measuring the permeability of a breathable porcelain manufactured using the composition for breathable porcelain and a method for measuring the permeability using the same will be described.
투과도 측정 원리Permeability Measurement Principle
기체가 즉, 유체가 고압에서 저압으로 흐르는 원리를 이용한다. 고압의 기체가 통기성 자기의 기공을 통과하여 저압으로 빠져나가는 시간의 변화를 측정하는 원리이다.
It uses the principle that the gas flows from the high pressure to the low pressure. It is a principle to measure the change in the time that the high-pressure gas passes through the pores of the breathable porcelain to the low pressure.
투과도 측정방법Permeability Measurement Method
아래의 실험예들에서 투과도 측정은 다음과 같은 방법으로 이루어졌다. In the following experimental examples, the transmittance was measured in the following manner.
투과도 측정은 시편을 장착한 후 진공상태에서 가스를 1000torr로 투입시킨 뒤 시작하고, 1회 측정 시간은 90분이며, 가스가 시편의 기공을 통과하여 빠져나가고(도 1의 (b) 참조) 다시 가스가 채워지는 것(도 1의 (a) 참조)으로 도 1의 그래프에서 (a)와 (b)가 만나는 시점이 가스가 완전히 투과하기까지의 과정이다.
The measurement of permeability begins after loading the specimen into a 1000torr gas under vacuum, one measurement time is 90 minutes, and the gas passes through the pores of the specimen (see Fig. 1 (b)) again. As the gas is filled (see (a) of FIG. 1), the point where (a) and (b) meet in the graph of FIG. 1 is a process until the gas is completely transmitted.
투과도 측정장치Permeability Measuring Device
도 2는 투과도 측정을 위한 장치의 개략도이고, 도 3은 투과도 측정을 위한 장치의 실제 모습을 보여주는 사진이다. Figure 2 is a schematic diagram of a device for measuring the transmittance, Figure 3 is a photograph showing the actual appearance of the device for measuring the transmittance.
도 2 및 도 3을 참조하면, 투과도 측정 장치는 고압 제공 장치(200), 진공 제공 장치(300), 고압 챔버(50), 진공 챔버(70) 및 고정 장치(400)를 포함한다. 2 and 3, the transmittance measuring device includes a high
고압 제공 장치(200)는 가스 용기(10), 밸브들(12 내지 18), 버퍼 챔버(20), 바라트론 게이지(22), 디지털 게이지(24), 및 이들 간을 연결하는 배관을 포함한다. The high
진공 제공 장치(300)는 진공 펌프(30), 밸브들(32 내지 36), 버퍼 챔버(40), 바라트론 게이지(42), 디지털 게이지(44), 및 이들 간을 연결하는 배관을 포함한다. The
상술한 구성에서 고압 챔버(50)로 가스를 공급하기 위해서는 밸브(12, 16, 18)가 모두 열린 상태가 유지되어야 하고, 고압 챔버(50)가 고압으로 설정된 상태에서 센싱을 위해서는 밸브(18)는 열리고 밸브(16)는 닫힌 상태가 유지되어야 한다.In the above-described configuration, all of the
그리고, 진공 챔버(70) 내의 가스를 펌핑하기 위해서는 밸브(32, 34, 25)가 모두 열린 상태가 유지되어야 하고, 진공 챔버(70)가 진공으로 설정된 상태에서 센싱을 위해서는 밸브(36)는 열리고 밸브(34)는 닫힌 상태가 유지되어야 한다.
And, in order to pump the gas in the
투과도 측정 방법Permeability Measurement Method
세라믹 시편(100)의 테두리에 에폭시 수지로 캡을 형성한다. 그리고 캡이 형성된 자기 시편은 개방된 면이 서로 바라보게 배치되는 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 배치된다.A cap is formed of an epoxy resin on the edge of the
자기 시편(100)이 배치된 후 상기 고압 챔버(50)를 구동시켜서 직선 방향으로 이동시키고 고압 챔버(50)의 구동에 의하여 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 사이에 자기 시편(100)이 압착된다. 이때 기밀성을 높이기 위하여 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)의 개방된 면은 자기 시편(100)과 직접 맞닿지 않고 캡(102)의 양쪽에 압착되며, 그에 따라 고압 챔버(50)의 개방된 면과 진공 챔버(70)의 개방된 면은 자기 시편(100)에 의하여 기밀 상태를 유지한다.After the
그 후, 자기 시편(100)의 일면 즉 고압 챔버(50)가 밀착된 면 쪽에 미리 정해진 수준의 고압이 형성되도록 고압 챔버(50) 내부에 가스가 공급된다. 이와 동시에 자기 시편(100)의 다른 일면 즉 진공 챔버(70)가 밀착된 면 쪽에 미리 정해진 수준의 진공이 형성되도록 진공 챔버(70) 내부의 가스가 펌핑된다.Thereafter, gas is supplied into the
고압 챔버(50)와 진공 챔버(70)가 미리 정해진 수준의 고압과 진공에 도달하면 가스의 공급과 펌핑이 중지되고, 고압 챔버(50) 내의 가스가 자기 시편(100)을 투과하여 진공 챔버(70)로 이동함에 따른 고압 챔버(50)와 진공 챔버(70) 내의 압력 변화를 정해진 시간동안 센싱한다.When the
고압을 제공하기 위하여 공급되는 가스는 공기, 질소 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 적어도 하나 이상이 선택될 수 있으며, 고압을 이루는 압력은 1000 Torr로 형성될 수 있다.The gas supplied to provide the high pressure may be selected from at least one of air, nitrogen gas, argon gas, and hydrogen gas, and the pressure forming the high pressure may be formed at 1000 Torr.
그리고, 진공은 0.1 Torr 내지 0.05 Torr의 범위의 압력으로 형성될 수 있다.And, the vacuum may be formed at a pressure in the range of 0.1 Torr to 0.05 Torr.
상술한 고압과 진공은 통상적으로 압력을 측정하는데 이용되는 바라트론 게이지(22, 42)를 이용하여 측정될 수 있다.
The high pressures and vacuums described above can be measured using baratron gauges 22 and 42 which are typically used to measure pressure.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the experimental examples according to the present invention will be more specifically shown, and the present invention is not limited to the following experimental examples.
<실험예 1><Experimental Example 1>
청자, 분청사기 및 백자를 다양한 온도에서 제작하고, 투과도(통기성)를 측정하였다. Celadon, powder duster and white porcelain were prepared at various temperatures and the permeability (breathability) was measured.
자기를 제조하기 위한 출발원료의 배합비는 아래의 표 1과 같다. 아래의 표 1에서 청자와 분청사기를 제조하기 위하여 사용한 점토는 전라남도 강진 지역에서 생산되는 카올린(kaolin)계 점토를 사용하였고, 백자를 제조하기 위하여 사용한 점토는 뉴질랜드에서 생산되는 카올린계 점토를 사용하였다.The blending ratio of starting materials for producing porcelain is shown in Table 1 below. In Table 1 below, the kaolin-based clay produced in Gangjin, Jeollanam-do, was used for the manufacture of the celadon and buncheongsa, and the kaolin-based clay produced in New Zealand was used.
상기 표 1에 나타낸 출발원료 100중량부에 대하여 평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사 5중량부를 추가적으로 첨가하여 청자, 분청사기 및 백자를 제조하였다.To add 100 parts by weight of the starting material shown in Table 1, 5 parts by weight of silica sand consisting of coarse particles having an average particle diameter of 200 μm was added to prepare celadon, powdered blue dust, and white porcelain.
제조 공정을 구체적으로 살펴보면, 표 1에 나타낸 각각의 배치(batch) 조성에 해당하는 출발원료를 볼 밀링으로 분쇄하였다. 볼 밀링 공정을 구체적으로 살펴보면, 출발원료를 볼 밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물과 함께 습식 혼합하고, 볼 밀링기를 이용하여 200rpm의 속도로 회전시켜 출발원료를 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나(Al2O3)로 이루어진 10㎜ 크기의 볼을 사용하였고, 볼 밀링은 2시간 동안 실시하였다. Looking specifically at the manufacturing process, the starting material corresponding to each batch composition shown in Table 1 was ground by ball milling. Looking specifically at the ball milling process, the starting materials were charged into a ball milling machine and wet-mixed with water, and the starting materials were mechanically ground and uniformly mixed by rotating at a speed of 200 rpm using a ball milling machine. . The ball used for ball milling used a 10 mm size ball made of alumina (Al 2 O 3 ), and ball milling was performed for 2 hours.
출발원료의 분쇄가 이루어진 후, 압출여과기로 탈수 처리하고, 토련기로 혼합하였다. 토련기로 혼합 시에 평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사 5중량부를 추가적으로 첨가하였다. After the starting material was pulverized, the resultant was dehydrated with an extruder and mixed with a refiner. 5 parts by weight of silica sand consisting of coarse particles having an average particle diameter of 200 µm was additionally added when mixing with a refining machine.
평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사가 혼합된 소지 조성물을 디스크 모양의 시편으로 만들기 위해 가압 성형하였다. 상기 성형은 금속 몰드에 4톤(ton)의 하중을 가하면서 30초간 유지하여 이루어졌다. The base material composition containing the silica sand which consists of coarse particle whose average particle diameter is 200 micrometers was press-molded in order to make the disk shaped specimen. The molding was performed for 30 seconds while applying a load of 4 tons to the metal mold.
위와 같이 성형한 시편을 110℃의 건조오븐(drying oven)에서 10분간 다시 건조시킨 다음, 900∼1300℃에서 2시간 동안 소성하였다. The specimen thus formed was dried again for 10 minutes in a drying oven at 110 ° C., and then fired at 900˜1300 ° C. for 2 hours.
이렇게 제조된 각각의 자기의 성분은 아래의 표 2와 같다.The components of each porcelain thus prepared are shown in Table 2 below.
도 4는 청자 시편의 소성 온도에 따른 사진이고, 도 5는 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 사진이며, 도 6은 백자 시편의 소성 온도에 따른 사진이다. 도 4 내지 도 6에서 (a)는 900℃에서 소성한 경우이고, (b)는 1000℃에서 소성한 경우이며, (c)는 1100℃에서 소성한 경우이고, (d)는 1200℃에서 소성한 경우이며, (e)는 1300℃에서 소성한 경우이다. 4 is a photograph according to the firing temperature of the celadon specimen, FIG. 5 is a photograph according to the firing temperature of the powder sprayer specimen, and FIG. 6 is a photograph according to the firing temperature of the white porcelain specimen. 4 to 6, (a) is the case of firing at 900 ° C, (b) is the case of firing at 1000 ° C, (c) is the case of firing at 1100 ° C, and (d) is firing at 1200 ° C. (E) is the case where it baked at 1300 degreeC.
도 7a는 1200℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이고, 도 7b는 1300℃에서 소성하여 제조된 청자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이며, 도 8a는 1200℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 8b는 1300℃에서 소성하여 제조된 분청사기 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이며, 도 9a는 1200℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 9b는 1300℃에서 소성하여 제조된 백자 시편의 기공 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 7A is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing pores of a celadon specimen prepared by firing at 1200 ° C., and FIG. 7B is a scanning electron microscope showing a pore of celadon specimen prepared by firing at 1300 ° C. FIG. (SEM) is a photograph, Figure 8a is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the pore state of the powdered spinneret specimen prepared by firing at 1200 ℃, Figure 8b is a pore of the powdered spinneret specimen prepared by firing at 1300 ℃. 9 shows a scanning electron microscope (SEM) picture, Figure 9a is a scanning electron microscope (SEM) picture showing the pores of the white porcelain specimen prepared by firing at 1200 ℃, Figure 9b is a pore of the white porcelain specimen prepared by firing at 1300 ℃ A scanning electron microscope (SEM) image showing the appearance.
도 7a 내지 도 9b를 참조하면, 주사전자현미경을 관찰하였을 때 기공 형성이 뚜렷하게 나타나는 것을 볼 수 있다. 청자, 분청사기, 백자 모두에서 1200℃의 온도로 소성된 경우에서 기공이 형성되어 있음을 볼 수 있고, 1300℃에서 소성된 경우에는 20~150㎛의 다양한 크기의 기공들이 나타나는 것을 볼 수 있다.
7A to 9B, it can be seen that the pore formation is clearly observed when the scanning electron microscope is observed. It can be seen that pores are formed when fired at a temperature of 1200 ° C. in all of the celadon, blue dust, and white porcelain, and when pores are fired at 1300 ° C., pores having various sizes of 20 to 150 μm appear.
도 10은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 청자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이고, 도 11은 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 분청사기 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이며, 도 12는 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.10 is a graph showing the transmittance according to the firing temperature of the celadon specimen prepared by firing at 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, 1300 ℃, Figure 11 is 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, It is a graph showing the permeability according to the firing temperature of the powder sprayer specimen prepared by firing at 1300 ℃, Figure 12 according to the firing temperature of the white porcelain specimen prepared by firing at 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, 1300 ℃ It is a graph showing the transmittance.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 소성 온도가 높아질수록 가스가 시편의 기공을 투과하는 시간이 빨라지는 경향이 나타났으며, 이는 소성 후 표면의 미세조직 관찰 결과와 일치한다.
Referring to FIGS. 10 to 12, as the firing temperature is increased, the time for the gas to penetrate the pores of the specimen is faster, which is consistent with the observation of the microstructure of the surface after firing.
<실험예 2><Experimental Example 2>
팽윤성 점토는 일반적으로 수분을 잘 흡수하고 소성시 흡수된 수분이 증발하면서 수축되어 기공을 형성할 수 있는 요인을 제공할 수 있다. 따라서, 팽윤성 점토를 첨가하여 통기성 자기 제작의 가능성을 검토하였다. 이 영향을 확인하기 위하여 표 1에 나타낸 백자의 원료와 팽윤성 점토인 벤토나이트(Bentonite)를 혼합하여 소성하였다. 벤토나이트는 표 1에 나타낸 백자의 출발원료 100중량부에 대하여 5중량부 첨가하여 혼합하였다. 실험예 2에 따른 백자의 제조는 평균 입경이 200㎛인 굵은 입자로 이루어진 규사를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실험예 1에서와 동일하게 진행하였다. Swellable clays generally can absorb moisture well and provide a factor that allows water absorbed upon firing to evaporate and shrink to form pores. Therefore, the possibility of breathable self-manufacturing was examined by adding swellable clay. In order to confirm this effect, the raw material of white porcelain shown in Table 1 and bentonite, which is swellable clay, were mixed and fired. Bentonite was mixed by adding 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the starting material of white porcelain shown in Table 1. Production of white porcelain according to Experimental Example 2 was performed in the same manner as in Experimental Example 1, except that silica sand consisting of coarse particles having an average particle diameter of 200 µm was not added.
도 13은 실시예 2에 따라 1200℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 주사전자현미경 사진이고, 도 14는 실험예 2에 따라 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃에서 소성되어 제조된 백자 시편의 소성 온도에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.13 is a scanning electron micrograph of a white porcelain specimen prepared by firing at 1200 ℃ according to Example 2, Figure 14 is prepared by firing at 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃, 1300 ℃ according to Experimental Example 2 A graph showing the permeability according to the firing temperature of the white porcelain specimen.
도 13 및 도 14를 참조하면, 팽윤성 점토인 벤토나이트 첨가 시 소성 온도가 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃인 경우에는 가스가 투과하였으나, 소성 온도가 높아짐에 따라 점차 투과 시간이 길어지는 결과를 볼 수 있었고, 1300℃에서 소성된 경우에는 가스의 투과가 일어나지 않았다. 따라서, 팽윤성 점토인 벤토나이트를 첨가한 경우에 1200℃ 이하의 저온 소성에서는 통기성을 보여주는 것을 알 수 있다.
Referring to FIGS. 13 and 14, when the sinterable clay bentonite is added at a firing temperature of 900 ° C., 1000 ° C., 1100 ° C., and 1200 ° C., gas permeates, but as the firing temperature increases, the permeation time gradually increases. It could be seen that, when fired at 1300 ℃ gas permeation did not occur. Therefore, it can be seen that the low-temperature firing at 1200 ° C. or lower shows breathability when bentonite as swellable clay is added.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, This is possible.
10: 가스 용기
12, 14, 16, 18, 32, 34, 36: 밸브
20: 버퍼 챔버
22, 42: 바라트론 게이지
24, 44: 디지털 게이지
30: 진공 챔버
40: 버퍼 챔버
50: 고압 챔버
70: 진공 챔버
200: 고압 제공 장치
300: 진공 제공 장치
400: 고정 장치10: gas container
12, 14, 16, 18, 32, 34, 36: valve
20: buffer chamber
22, 42 baratron gauge
24, 44: digital gauge
30: vacuum chamber
40: buffer chamber
50: high pressure chamber
70: vacuum chamber
200: high pressure providing device
300: vacuum providing device
400: fixing device
Claims (12)
상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고,
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며,
상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기용 소지 조성물.
20-50% by weight quartzite with particles smaller than 100 μm, 15-40% by weight feldspar, 25-55% by weight clay, 0.1-15% by weight silica sand with 200 μm-2 mm thick particles, zeolite 0.1 which is a porous crystal -10% by weight, feldspar 0.1-5% by weight, 0.1-5% by weight of cordierite having heat resistance, 0.1-5% by weight of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ), 0.1-5% by weight of mullite, zirconia As a breathable porcelain holding composition comprising 0.1 to 5% by weight of (ZrO 2 ) and 0.1 to 5% by weight of petalite,
The clay is made of 2 to 50% by weight of the swellable clay with respect to the total content of the clay,
The swellable clay is made of a layered clay containing water molecules between the layers,
The porcelain is a porcelain porcelain, blue porcelain or powder duster composition characterized in that the breathable porcelain.
The breathable porcelain holding composition according to claim 1, wherein the swellable clay is made of a layered clay containing an exchange cation together with a water molecule between layers.
The breathable porcelain composition according to claim 1, wherein the swellable clay is made of layered clay in which water molecules in the layer are partially exchanged with organic material to form a clay-organic complex.
According to claim 1, The swellable clay is breathable magnetic, characterized in that made of one or more layered clay selected from bentonite, montmorillonite, saponite, hectorite, Weidelite, halosite, vermiculite, soconite and nontronite Body composition for.
The breathable porcelain composition according to claim 1, wherein the zeolite contains an exchangeable cation in a crystal structure and a part of the cation is substituted with an anion to exhibit antimicrobial properties.
분쇄된 상기 출발원료에 200㎛∼2㎜의 굵은 입자를 갖는 규사 0.1∼15중량%를 혼합하는 단계;
상기 규사가 혼합된 출발원료를 원하는 형태로 성형하고 건조하는 단계; 및
성형된 출발원료를 900∼1200℃의 온도에서 소성하여 통기성 자기를 형성하는 단계를 포함하며,
상기 점토는 점토의 전체 함량에 대하여 2∼50중량%가 팽윤성 점토로 이루어지고,
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며,
상기 자기는 백자, 청자 또는 분청사기인 것을 특징으로 하는 통기성 자기의 제조방법.20-50% by weight of quartzite having particles smaller than 100 μm, 15-40% by weight of feldspar, 25-55% by weight of clay, 0.1-10% by weight of zeolite as a porous crystal, 0.1-5% by weight of feldspar, cordier with heat resistance 0.1 to 5% by weight of light, 0.1 to 5% by weight of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4 ), 0.1 to 5% by weight of mullite, 0.1 to 5% by weight of zirconia (ZrO 2 ) and 0.1 to 5% by weight of petalite Pulverizing a starting material comprising a;
Mixing 0.1 to 15% by weight of silica sand having coarse particles of 200 μm to 2 mm to the pulverized starting material;
Molding and drying the starting material mixed with the silica sand into a desired shape; And
Baking the molded starting material at a temperature of 900-1200 ° C. to form a breathable porcelain,
The clay is made of 2 to 50% by weight of the swellable clay with respect to the total content of the clay,
The swellable clay is made of a layered clay containing water molecules between the layers,
The porcelain is a porcelain porcelain, blue porcelain or powder blue dust manufacturing method, characterized in that the porcelain.
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