KR102234769B1 - 호랑이콩 껍질 재를 포함하는 도자기용 유약 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 호랑이콩 껍질을 태운 재의 분말인 호랑이콩 껍질 재; 및 석회석, 규석 및 고령토를 포함하는 유약원료를 포함하는 호랑이콩 껍질 재를 포함하는 도자기용 유약 조성물을 제공한다.

Description

호랑이콩 껍질 재를 포함하는 도자기용 유약 조성물 및 이의 제조방법{Glace Composition for Ceramic Ware Comprising Ashes from Bean and Preparation Method thereof}

본 발명은 호랑이콩 껍질 재를 포함하는 도자기용 유약 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

일반적으로 유약이란, 도자기의 표면에 점착되는 얇은 유리층으로서 도자기의 흡수성을 저하시키고 심미감을 표출시키며 도자기를 튼튼하게 하는 역할을 한다.

즉, 유약은 도자기나 옹기류 등의 표면에 칠해지고 열처리 융착되어 그 표면에 광택 또는 무광택의 표면층을 형성시키기 위하여 사용되는 제제로서 투수성을 없애고 미적 효과를 증가시키며 도자기의 강도를 향상시킬 수 있다.

도자기에 표면에 칠해져서 소성에 의해 광택을 띄게 하는 유약은 통상 장석, 규석, 고령토, 석회석, 활석, 형석, 골분을 주성분으로 구성될 수 있다.

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.

종래기술인 등록특허 제 10-1079706호의 솔잎, 콩깍지재, 장석, 대합조개 껍질 등을 사용한 유약 조성물, 등록특허 제 10-0387920호의 산화철, 코발트 등을 사용한 유약 조성물 등은 발색력이 좋지 못해 역시 고급스러운 자연미를 살리지 못하는 단점이 있었다.

이에 본 발명자는 따뜻하고 부드러운 느낌을 주는 고급스러운 자연미를 살릴 수 있는 도자기용 유약을 개발하고자 예의 연구를 거듭하였고, 그 결과 호랑이콩 껍질의 재가 첨가된 유약을 도자기에 적용하는 경우, 부드럽고 따뜻한 느낌을 발현할 수 있으며 나아가 자연발생적인 독특한 심미감을 갖는 무늬를 띄는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 일 목적은 따뜻하고 부드러운 느낌을 발현시켜 고급스러운 자연미를 살릴 수 있으며 자연발생적인 독특한 심미감을 갖는 무늬를 띄는 환경 친화적인 도자기용 유약 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 호랑이콩 껍질을 태운 재의 분말인 호랑이콩 껍질 재 및 통상의 유약 원료를 포함하는 유약 조성물을 제공한다.

호랑이콩은 콩과에 속하는 덩굴성 식물로 알이 굵고 콩껍질의 무늬가 호랑이를 닮았다고 하여 호랑이콩이라 불린다. 호랑이콩은 강낭콩의 일종으로 다른 콩에 비하여 크기가 큰 것이 특징이다. 이 호랑이콩은 여러 개의 열매가 하나의 길쭉한 껍질에 의하여 감싸져 생장을 한다. 본 발명에 따른 호랑이콩껍질재를 포함하는 유약 조성물은 이 호랑이콩 열매를 감싸는 호랑이콩의 껍질을 한 데 모아 태우고 남은 재의 분말을 사용할 수 있다. 호랑이콩 열매의 겉 껍질은 쓸모 없이 폐기되는 폐기물로서, 이러한 폐기물을 재활용하여 도자기용 유약의 재료로 사용할 수 있는 것이다. 이러한 호랑이콩 껍질 재를 도자기용 유약의 원료로 사용하는 경우, 환경 친화적이고 고급스러운 자연미를 나타내는 도자기를 제공할 수 있다.

호랑이콩 껍질 재는 다른 콩, 다른 열매의 껍질과는 달리 산화칼륨(K₂O)을 월등하게 다량 함유할 수 있다. 산화칼륨(K₂O)은 유약에 함유되는 경우 융제의 역할을 할 수 있으므로 이 호랑이콩 껍질 재를 이용하여 도자기용 유약을 제조하는 경우 흐름성이 높은 이라보 유약을 제조할 수 있다. 특히 호랑이콩 껍질 재는 다른 콩, 열매 등의 껍질의 재와는 달리 산화칼륨(K₂O)을 월등히 많이 함유하고 있어 더욱 흐름성이 높은 이라보 유약을 제조하는 데 적합할 수 있다.

또한, 호랑이콩 껍질 재는 산화칼슘(CaO)을 다량 함유할 수 있다. 산화칼슘(CaO)은 유약 혼합물의 용융온도를 낮출 수 있고 이에 의해 유약 조성물의 용융도가 높아질 수 있다. 즉, 산화칼슘(CaO)이 많이 함유되면 유약 조성물이 비교적 낮은 온도에서 용융되기 시작하므로 잘 녹는 도자기용 유약을 제조할 수 있는 것이다. 도자기용 유약의 용융온도가 높아 잘 녹지 않으면, 더 높은 온도와 더 긴 소성시간이 요구되므로, 산화칼슘(CaO)의 역할이 중요할 수 있다. 또한, 산화칼슘(CaO)은 유약 조성물에 포함된 원료들을 서로 잘 섞이도록 하는 매용제의 역할을 할 수 있다. 또한, 산화칼슘(CaO)은 유약의 색을 부드럽게 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 산화칼슘(CaO)은 유약의 표면 광택도를 높일 수 있다. 즉, 도자기의 외면에 적용되어 도자기의 표면의 광택도를 높일 수 있는 것이다. 다만, 과량 함유되면, 그 유약의 표면은, 갈라진 틈, 내부에서 터져 형성되는 분화구와 같은 형상의 홈 등을 포함하도록 형성될 수 있고, 매끄럽지 않고 울퉁불퉁한 표면으로 형성될 수 있다.

또한, 호랑이콩 껍질 재는 산화마그네슘(MgO)을 함유할 수 있다. 산화마그네슘(MgO)은 위에서 언급한 산화칼슘(CaO)과 유사한 역할을 할 수 있다.

또한, 호랑이콩 껍질 재는 산화망간(MnO)을 함유할 수 있다. 산화망간(MnO)은 유약에서 갈색(brown)계통의 색깔이 발현되는 데 영향을 줄 수 있다.

또한, 호랑이콩 껍질 재는 산화인(P₂O₅)을 함유할 수 있다. 이를 이용하여 도자기용 유약을 제조하는 경우 부드러운 유백색이 발현되므로, 맑고 따뜻한 느낌을 발현할 수 있다. 호랑이콩 껍질 재를 도자기용 유약에 첨가하는 경우 유백 유약, 투명 유약에 적용할 수 있으며, 특히 유백 유약에 적용하는 것이 바람직하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 공지의 어떠한 유약에도 적용될 수 있다.

통상의 도자기용 유약 원료에는 이 기술분야에서 널리 사용되는 도자기 유약 원료 성분이 모두 포함될 수 있으며, 구체적으로 장석과 도석, 백운석, 석회석, 규석, 고령토 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

통상의 유약 원료의 성분 중 장석이나 도석의 알카리 성분은 유약 원료 중 규석 성분과 반응하며 유리질을 만드는 융제 역할을 하며, 석회석과 석회석의 일종인 백운석은 유약을 더 잘 녹게 하며 경도를 높게 하는 역할을 한다. 이들의 혼합 비율은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도자기용 유약 조성물은 호랑이콩 껍질 재 50∼80 중량%, 석회석 10~40 중량%, 규석 5~35 중량% 및 고령토 5중량%를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도자기용 유약 조성물은 고령토, 점토, 탄산바륨, 도석, 활석, 백운석, 골회, 황토, 벤토 나이트, 산화동, 산화코발트, 산화망간, 산화니켈, 산화티타늄, 산화주석, 산화아연 등을 제조하고자 하는 유약의 종류에 따라 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도자기용 유약 조성물은 도자기에 적용되는 경우 산화동, 산화코발트, 산화망간, 산화니켈, 산화티타늄, 산화주석 등의 발색 원료를 첨가하여 비취색, 올리브 그린색, 브라운 색 등을 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명은 호랑이콩 껍질 재를 포함하는 도자기용 유약 조성물의 제조방법을 제공할 수 있다. 도자기용 유약 조성물의 제조방법은 호랑이콩 껍질 재를 준비하는 단계 및 호랑이콩 껍질 재와 통상의 유약 원료를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

호랑이콩 껍질 재를 준비하는 단계는, 먼저, 호랑이콩 껍질을 재로 만드는 제1단계, 이 타고 남은 재를 물과 섞고 분쇄 과정을 거친 다음 체를 이용하여 재 이외의 이물질을 걸러 주는 제2단계가 수행될 수 있다. 다음으로 체로 걸러 낸 호랑이콩 껍질의 재가 침전되어 가라앉으면 침전된 재로부터 잿물을 분리해 내는(여러번 반복) 제3단계 및 남아 있는 재를 건조시켜 분말 상태로 만드는 제4단계가 수행될 수 있다.

제1단계는 호랑이콩 껍질을 여러 번에 걸쳐 태워 재로 만들 수 있다. 단순히 껍질을 한 번에 모두 태워 재로 만드는 것보다 여러 번에 걸쳐 태우면 재의 각 구성성분들 끼리 잘 응집하는 것을 파악할 수 있다. 따라서 구성성분들 간 응집을 위하여 호랑이콩 껍질을 총 세 차례에 걸쳐 태울 수 있다. 먼저, 호랑이콩 껍질을 한 데 모아 100-120℃ 에서 60분 내지 70분 간 예비 가열 단계를 거칠 수 있다. 이 후 300-350℃에서 껍질들에 골고루 열이 전달되도록 껍질들을 교반시키면서 4시간 내지 4시간 30분 간 중간 가열 단계를 거치고, 500-550℃에서 껍질들이 담긴 용기를 진동시키면서 6시간 내지 7시간의 최종 가열 단계를 거쳐 재로 만들 수 있다.

제4단계에 있어, 호랑이콩 껍질 재는 아래와 같은 방법에 의해 건조될 수 있다. 수분을 머금은 호랑이콩 껍질 재를 평평한 곳에 펴 바르듯이 원형으로 펼쳐놓은 후 원의 가장자리에 위치한 재부터 시작하여 중앙으로 순차적으로 가면서 열풍 가열을 할 수 있다. 열풍 가열기구를 원의 가장자리에서부터 원의 둘레를 따라 이동시켜 가열한 후 중앙에 가까운 부분에서 다시 원의 둘레를 따라 이동시켜 가열하는 과정을 거쳐 건조시킬 수 있다. 이 과정이 수행된 후 통풍이 잘되는 평평한 곳에 재를 펴 바르듯이 펼쳐지도록 하여 30-40℃에서 8시간 내지 10시간의 건조 과정을 추가로 거칠 수 있다. 재는 매우 쉽게 바스라져 공기중으로 날아갈 수 있을 만큼 가볍고 작은 입자로 이루어지므로 보다 섬세한 건조과정을 거쳐야 하므로 순차적으로 재의 손상을 최소화할 수 있는 상기와 같은 건조 방법에 의해 건조될 수 있다.

이와 같이 제조된 호랑이콩 껍질 재를 통상의 유약 원료와 혼합하여 본 발명의 일 실시예에 따른 도자기용 유약 조성물을 제조할 수 있다.

본 발명의 추가적인 해결수단은 아래에서 이어지는 설명에서 일부 설명될 것이고, 그 설명으로부터 부분적으로 용이하게 확인할 수 있거나, 또는 본 발명의 실시에 의해 지득될 수 있다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명을 위한 것이며 청구범위에 기재된 본 발명을 제한하지 않는다.

본 발명에 따른 호랑이콩 껍질 재를 포함하는 도자기용 유약 조성물은 고급스러운 자연미를 살릴 수 있으며, 청자 유약, 투명 유약, 매트 유약, 이라보 유약, 천목 유약 등 각종 색 유약의 제조에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 환원분위기로 제조된 도자기 시험편이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태에 대하여 상세하게 서술하도록 한다.

다만, 본 발명의 구체적 일 실시 형태를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

시험예: 호랑이콩 껍질 재 성분 분석

아래의 표 1은 XRF로 분석한 호랑이콩 껍질 재의 성분분석표이다. 표 1을 참조하면, 호랑이콩 껍질 재를 XRF를 사용하여 성분 분석한 결과를 파악할 수 있다.

호랑이콩 껍질 재는 산화칼륨(K₂O), 산화칼슘(CaO), 산화규소(SiO₂) 및 산화마그네슘(MgO)을 포함할 수 있다. 호랑이콩 껍질 재는 산화칼륨(K₂O)을 51.54중량%, 산화칼슘(CaO)을 15.87중량%, 산화규소(SiO₂)를 12.43중량% 및 산화마그네슘(MgO)을 10.21 중량% 포함할 수 있다. 산화칼슘(CaO) 및 산화마그네슘(MgO)은 앞서 언급했듯이 유약의 조성물의 용융온도를 낮출 수 있고, 유약 조성물에 혼합된 여러 성분을 잘 혼합되게 하는 매용제의 역할을 할 수 있다. 또한, 산화칼륨(K₂O)은 역시 앞서 언급했듯이 유약에 포함되어 융제의 역할을 할 수 있다.

또한, 호랑이콩 껍질 재는 산화인(P₂O₅)을 포함할 수 있다. 호랑이콩 껍질재는 산화인(P₂O₅)을 약 4.94중량% 함유할 수 있다. 산화인(P₂O₅)은 앞서 언급했듯이, 유약을 맑고 따뜻한 느낌이 발현되도록 할 수 있고, 유약의 느낌을 부드럽게 할 수 있다.

또한, 호랑이콩 껍질 재는 기타 성분을 0.74중량% 함유할 수 있다. 기타 성분은 그 성분 함량이 작아 유약의 특징에 큰 영향을 미치지 않는 요소를 '기타'라는 하나의 카테고리로 묶은 것으로, Fe₂O₃, ZnO, MnO, Na₂O, SrO 등을 포함할 수 있다.

성분	K2O	CaO	SiO2	MgO	P2O5	Cl	Al2O3	SO3	기타
단위(w t%)	51.54	15.87	12.43	10.21	4.94	2.33	1.01	0.93	0.74

실시예

호랑이콩 껍질 재를 석회석, 규석 및 고령토와 혼합하되, 아래 표 1에 나타난 성분들의 조성비(유약 조성물 전체중량을 기준으로 한 중량비율)에 따라 혼합하여 10가지 종류의 유약을 제조하였다. 도 1에 첨부된 시험편은 표 2에 나타난 조성비에 따라 제조된 10가지의 유약을 10개의 초벌구이한 시험편들에 시유한 후 가마에 넣어 환원분위기로 1230℃ 내지 1250℃에서 8 시간 내지 10시간 동안 소성하는 과정을 거쳐 제조되었다.

구분	호랑이콩 껍질 재	석회석	규석	고령토
1	80	10	5	5
2	70	10	15	5
3	70	20	5	5
4	60	10	25	5
5	60	20	15	5
6	60	30	5	5
7	50	10	35	5
8	50	20	25	5
9	50	30	15	5
10	50	40	5	5

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 환원분위기로 제조된 도자기 시험편이다. 도 1의 1번 내지 10번의 도자기 시험편을 참조하여 각 성분의 함량비율 변화에 따른 유약의 색상 및 표면을 관찰해보면 다음과 같다.

전체적으로 흰색 계열, 미색, 베이지색 계열의 색깔이 나타나는 것을 파악할 수 있다. 1번 시험편은 투명유와 매트(matt)유의 느낌이 동시에 발현된 것으로흐름성이 좋아 도자기의 표면에 골고루 도포되지 않고 유약끼리 뭉쳐서 군데군데 존재한 상태로 소성되고 결정이 생긴 것을 파악할 수 있다. 1번 유약의 경우 흐름성이 좋은 이라보 유약으로 사용할 수 있으며 도자기의 표면에 독특하고 생소한 무늬를 표현하고자 할 때 사용될 수 있을 것이다. 2번, 3번, 6번 시험편은 매트유의 느낌으로 결정이 생긴 것을 파악할 수 있다. 그리고 10번 시험편의 경우 보다 더 매트한 느낌으로 다수의 울퉁불퉁한 결정이 생긴 것을 파악할 수 있다.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

1. 호랑이콩 껍질을 태운 재의 분말인 호랑이콩 껍질 재; 및
   석회석, 규석 및 고령토를 포함하는 유약원료
   를 포함하고,
   유약 조성물 전체 중량을 기준으로 상기 호랑이콩 껍질 재는 50중량%, 상기 석회석은 40중량%, 규석은 5중량% 및 고령토는 5중량%이며,
   상기 호랑이콩 껍질 재는 상기 호랑이콩 껍질 재 전체 중량을 기준으로 산화칼륨(K₂O) 51.54중량%, 산화칼슘(CaO) 15.87중량%, 산화규소(SiO₂) 12.43중량%, 산화마그네슘(MgO) 10.21중량%, 산화인(P₂O₅) 4.94중량%를 포함하는 호랑이콩 껍질 재를 포함하며,
   도자기에 적용되었을 때 그 입자가 뭉쳐 군데군데 존재한 상태로 소성되어 도자기 표면에 다수의 울퉁불퉁한 결정이 형성되며 매트(matt)한 느낌이 나는 베이지색 계열의 색깔이 발현되는 것
   을 특징으로 하는 호랑이콩 껍질 재를 포함하는 도자기용 유약 조성물.
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