KR102352357B1 - Manufacturing method of ceramic tile using the glaze composition for forming glaze layer having high contact angle and excellent hardness properties - Google Patents

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KR102352357B1 KR1020190139185A KR20190139185A KR102352357B1 KR 102352357 B1 KR102352357 B1 KR 102352357B1 KR 1020190139185 A KR1020190139185 A KR 1020190139185A KR 20190139185 A KR20190139185 A KR 20190139185A KR 102352357 B1 KR102352357 B1 KR 102352357B1
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Abstract

본 발명은, 소지층, 상기 소지층 상부에 구비된 엔고베층 및 상기 엔고베층 상부에 구비된 유약층을 포함하는 도자타일에서 상기 유약층을 형성하기 위한 유약 조성물로서, 세리아(CeO2) 및 네오디뮴산화물(Nd2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함하는 유약 조성물 및 이를 이용한 도자타일의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 높은 접촉각 특성에 의해 셀프클리닝(self-cleaning)이 가능한 유약층을 형성할 수 있고 경도 특성이 우수한 유약층을 형성할 수 있다.The present invention provides a glaze composition for forming the glaze layer in a porcelain tile including a base layer, an engobe layer provided on the base layer, and a glaze layer provided on the engobe layer, ceria (CeO 2 ) and neodymium A glaze composition comprising 0.1 to 10% by weight of at least one oxide powder selected from the group consisting of oxides (Nd 2 O 3 ), 88 to 98% by weight of a glass frit powder, and 1 to 10% by weight of a kaolin powder; It relates to a method of manufacturing a ceramic tile using the same. According to the present invention, a glaze layer capable of self-cleaning can be formed due to a high contact angle characteristic and a glaze layer having excellent hardness characteristics can be formed.

Description

접촉각 및 경도 특성이 우수한 유약층 형성을 위한 유약 조성물을 이용한 도자타일의 제조방법{Manufacturing method of ceramic tile using the glaze composition for forming glaze layer having high contact angle and excellent hardness properties}The manufacturing method of ceramic tile using the glaze composition for forming a glaze layer having high contact angle and excellent hardness properties

본 발명은 유약 조성물 및 이를 이용한 도자타일의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 접촉각 특성에 의해 셀프클리닝(self-cleaning)이 가능한 유약층을 형성할 수 있고 경도 특성이 우수한 유약층을 형성할 수 있는 유약 조성물 및 이를 이용한 셀프클리닝이 가능한 도자타일의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a glaze composition and a method for manufacturing a porcelain tile using the same, and more particularly, to form a glaze layer capable of self-cleaning due to a high contact angle characteristic and to form a glaze layer having excellent hardness characteristics The present invention relates to a glaze composition that can be used and a method for manufacturing self-cleaning ceramic tiles using the same.

도자타일(Ceramic Tile)은 우수한 내구성과 표면제어를 통한 심미성으로 건축물의 내외장재로 널리 사용되고 있다. Ceramic tiles are widely used as interior and exterior materials for buildings due to their excellent durability and aesthetics through surface control.

표면에 유약(Glaze) 층이 존재하는 시유 도자타일(Glazed ceramic tile)은 유약의 조성 및 미세구조 제어를 통하여 다양한 기능성 도자타일로 제조가 가능하다.Glazed ceramic tiles with a glaze layer on the surface can be manufactured into various functional ceramic tiles by controlling the composition and microstructure of the glaze.

도자타일은 건축물의 내외장재로 사용되기 때문에 청결성이 매우 중요한 지표가 되며, 따라서 셀프크리닝(self-cleaning)의 기능성 타일 개발이 꾸준히 요구되고 있다. Since ceramic tiles are used as interior and exterior materials of buildings, cleanliness is a very important indicator, and therefore, self-cleaning functional tiles are constantly in demand.

도자타일의 셀프크리닝은 기존에는 TiO2 코팅을 통한 친수성 표면을 확보하여 표면의 이물질을 제거하는 연구가 많이 진행되었다. 그러나, TiO2 친수성 코팅의 경우에는 제품 소성 후 추가 공정을 통하여 코팅층이 제조되고, UV 조사(Ultraviolet ray irradiation)가 필요한 단점이 있다. 특히, TiO2 친수성 코팅층의 내구성이 취약하다는 것이 큰 문제이다. In self-cleaning of ceramic tiles, many studies have been conducted in the past to secure a hydrophilic surface through TiO 2 coating to remove foreign substances from the surface. However, in the case of the TiO 2 hydrophilic coating, a coating layer is prepared through an additional process after product firing, and there is a disadvantage in that UV irradiation (Ultraviolet ray irradiation) is required. In particular, it is a big problem that the durability of the TiO 2 hydrophilic coating layer is weak.

셀프클리닝의 또 다른 전략은 소수성(hydrophobicity) 표면에서 물방울 흐름을 통하여 편리하게 먼지와 같은 이물질을 제거하는 것으로 자동차의 앞유리 등에 불소계 발수코팅제를 코팅하는 것이 한 예시이다. Another strategy for self-cleaning is to conveniently remove foreign substances such as dust from the hydrophobicity surface through the flow of water droplets.

실리카(SiO2)가 주성분인 건축용 도자타일의 표면 유약은 친수성을 가지며, 또한 불소계 발수코팅제 처리를 통한 발수성은 건축물의 외장재(outdoor ceramic tile)로서 내구성을 갖지 못한다. 또한, 코팅 공정이 추가됨에 따른 비용상승 문제점이 있다. The surface glaze of architectural ceramic tiles containing silica (SiO2) as the main component has hydrophilicity, and the water repellency through fluorine-based water-repellent coating agent treatment does not have durability as an outdoor ceramic tile. In addition, there is a problem of cost increase due to the addition of the coating process.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0030733호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0030733

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 접촉각 특성에 의해 셀프클리닝(self-cleaning)이 가능한 유약층을 형성할 수 있고 경도 특성이 우수한 유약층을 형성할 수 있는 유약 조성물 및 이를 이용한 셀프클리닝이 가능한 도자타일의 제조방법을 제공함에 있다. The problem to be solved by the present invention is a glaze composition capable of forming a glaze layer capable of self-cleaning due to a high contact angle characteristic and a glaze layer having excellent hardness characteristics, and self-cleaning ceramic using the same To provide a method for manufacturing a tile.

본 발명은, 소지층, 상기 소지층 상부에 구비된 엔고베층 및 상기 엔고베층 상부에 구비된 유약층을 포함하는 도자타일에서 상기 유약층을 형성하기 위한 유약 조성물로서, 세리아(CeO2) 및 네오디뮴산화물(Nd2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함하는 유약 조성물을 제공한다. The present invention provides a glaze composition for forming the glaze layer in a porcelain tile including a base layer, an engobe layer provided on the base layer, and a glaze layer provided on the engobe layer, ceria (CeO 2 ) and neodymium A glaze composition comprising 0.1 to 10% by weight of at least one oxide powder selected from the group consisting of oxides (Nd 2 O 3 ), 88 to 98% by weight of glass frit powder, and 1 to 10% by weight of kaolin powder to provide.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Zn 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Zn powder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Ni powder coated with Cu nanopowder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 카올린 분말은 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말로 이루어질 수 있다.The kaolin powder may be formed of a kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported.

또한, 본 발명은, 성형되어 1차 소성된 소지층 상부에 엔고베층을 형성하는 단계와, 상기 엔고베층 상부에 유약 조성물을 시유하고 건조하여 유약층을 형성하는 단계 및 상기 유약층이 형성된 결과물을 2차 소성하는 단계를 포함하며, 상기 유약 조성물은, 세리아(CeO2) 및 네오디뮴산화물(Nd2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함하는 것을 특징으로 하는 도자타일의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides the steps of forming an engobe layer on the upper part of the molded and primary fired base layer, applying and drying a glaze composition on the upper engobe layer to form a glaze layer, and the resultant of the glaze layer being formed. and a second firing step, wherein the glaze composition comprises 0.1 to 10% by weight of at least one oxide powder selected from the group consisting of ceria (CeO 2 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ), and 88 to 98 glass frit powder It provides a method for producing a ceramic tile, characterized in that it comprises a glaze raw material containing 1 to 10% by weight of kaolin powder and by weight.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Zn 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Zn powder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Ni powder coated with Cu nanopowder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 카올린 분말은 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말로 이루어질 수 있다.The kaolin powder may be formed of a kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported.

상기 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말은, 제1 용매에 카올린(Kaolin) 원료분말과 산(acid)을 첨가하여 pH 0.1∼2.5 사이로 조절하여 카올린 혼합용액을 형성하는 단계와, 금속 전구체를 제2 용매에 녹여 금속 전구체 혼합용액을 형성하는 단계와, 상기 금속 전구체 혼합용액과 상기 카올린 혼합용액을 혼합하고, 염기성 물질을 첨가하여 pH 4.0 ∼ 8.0 사이로 조절하여 금속 전구체-카올린 혼합용액을 형성하는 단계와, 상기 금속 전구체-카올린 혼합용액을 증발기(Evaporator)를 이용하여 용매를 제거하고 세척하여 분말(powders) 수득하는 단계와, 세척된 분말(Powders)를 건조하는 단계 및 건조된 분말에 대하여 환원 가스 분위기에서 열처리하여 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말을 수득하는 단계를 통해 제조될 수 있다.The kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported is a kaolin mixed solution by adding kaolin raw powder and acid to a first solvent to adjust the pH to between 0.1 and 2.5. Forming a metal precursor, dissolving a metal precursor in a second solvent to form a metal precursor mixed solution, mixing the metal precursor mixed solution and the kaolin mixed solution, and adding a basic material to adjust the pH between 4.0 and 8.0 Forming a metal precursor-kaolin mixed solution, removing the solvent and washing the metal precursor-kaolin mixed solution using an evaporator to obtain powders, and drying the washed powders and heat-treating the dried powder in a reducing gas atmosphere to obtain a kaolin powder on which metal nanoparticles are supported.

상기 금속 전구체는 Cu 질산염(Cu nitrate), Cu 황산염(Cu sulfate), Ni 질산염(Ni nitrate) 및 Ni 황산염(Ni sulfate)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 염을 포함할 수 있다.The metal precursor may include at least one salt selected from the group consisting of Cu nitrate, Cu sulfate, Ni nitrate, and Ni sulfate.

상기 금속 전구체가 상기 카올린 원료분말 100중량부에 대하여 5∼20중량부를 이루도록 상기 Cu 전구체 혼합용액을 상기 카올린 혼합용액에 혼합하는 것이 바람직하다.Preferably, the Cu precursor mixed solution is mixed with the kaolin mixed solution so that the metal precursor comprises 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the kaolin raw material powder.

본 발명의 유약 조성물에 의하면, 높은 접촉각 특성을 갖고 내구성이 우수하며 UV 조사(Ultraviolet ray irradiation) 등의 과정이 필요없이 유약층을 형성할 수 있고, 유약층은 높은 접촉각 특성에 의해 셀프클리닝(self-cleaning)이 가능할 수 있다. According to the glaze composition of the present invention, it has a high contact angle property, has excellent durability, and can form a glaze layer without the need for a process such as UV irradiation (ultraviolet ray irradiation), and the glaze layer is self-cleaning due to the high contact angle property -cleaning) may be possible.

또한, 본 발명의 유약 조성물에 의하면, 경도 특성이 우수한 유약층을 형성할 수 있다.Further, according to the glaze composition of the present invention, a glaze layer having excellent hardness properties can be formed.

본 발명의 도자타일의 제조방법에 의하면, 표면에 높은 접촉각 특성을 갖는 유약층이 형성되므로 셀프클리닝이 가능하다. According to the method for manufacturing a porcelain tile of the present invention, a glaze layer having a high contact angle characteristic is formed on the surface, so that self-cleaning is possible.

도 1은 일 예에 따른 도자타일의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 실험예 2에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대한 접촉각 특성을 보여주는 사진이다.
도 3은 실험예 3에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대한 접촉각 특성을 보여주는 사진이다.
도 4는 실험예 1에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대한 접촉각 특성을 보여주는 사진이다.
1 is a diagram illustrating a structure of a ceramic tile according to an example.
2 is a photograph showing the contact angle characteristics with respect to the glaze layer of the porcelain tile prepared according to Experimental Example 2.
3 is a photograph showing the contact angle characteristics with respect to the glaze layer of the porcelain tile prepared according to Experimental Example 3. Referring to FIG.
4 is a photograph showing the contact angle characteristics with respect to the glaze layer of the porcelain tile prepared according to Experimental Example 1. Referring to FIG.

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. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are provided so that those of ordinary skill in the art can fully understand the present invention, and can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the examples described below it is not going to be

발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.When it is said that any one component "includes" another component in the detailed description or claims of the invention, it is not construed as being limited to only the component, unless otherwise stated, and other components are further added. It should be understood as being able to include

이하에서, 나노라 함은 나노미터 단위의 크기로서 1∼1000nm의 크기를 의미하는 것으로 사용하고, 나노분말이라 함은 1∼1000nm의 크기를 갖는 분말을 의미하는 것으로 사용한다. Hereinafter, nano is used to mean a size of 1 to 1000 nm as a size in nanometers, and nanopowder is used to mean a powder having a size of 1 to 1000 nm.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유약 조성물은, 소지층, 상기 소지층 상부에 구비된 엔고베층 및 상기 엔고베층 상부에 구비된 유약층을 포함하는 도자타일에서 상기 유약층을 형성하기 위한 유약 조성물로서, 세리아(CeO2) 및 네오디뮴산화물(Nd2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함한다. A glaze composition according to a preferred embodiment of the present invention is a glaze composition for forming the glaze layer on a porcelain tile including a base layer, an engobe layer provided on the base layer, and a glaze layer provided on the engobe layer. , ceria (CeO 2 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) 0.1 to 10% by weight of at least one oxide powder selected from the group consisting of, 88 to 98% by weight of glass frit powder and 1 to 10% by weight of kaolin powder Contains glaze raw materials.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Zn 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Zn powder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Ni powder coated with Cu nanopowder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 카올린 분말은 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말로 이루어질 수 있다.The kaolin powder may be formed of a kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도자타일의 제조방법은, 성형되어 1차 소성된 소지층 상부에 엔고베층을 형성하는 단계와, 상기 엔고베층 상부에 유약 조성물을 시유하고 건조하여 유약층을 형성하는 단계 및 상기 유약층이 형성된 결과물을 2차 소성하는 단계를 포함하며, 상기 유약 조성물은, 세리아(CeO2) 및 네오디뮴산화물(Nd2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함한다.A method of manufacturing a porcelain tile according to a preferred embodiment of the present invention comprises the steps of forming an engobe layer on an upper portion of a molded and primary fired base layer, and lubricating and drying a glaze composition on the upper portion of the engobe layer to form a glaze layer. and secondary firing of the resultant glaze layer formed thereon, wherein the glaze composition is at least one oxide powder selected from the group consisting of ceria (CeO 2 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) 0.1 to 10 % by weight, glass frit powder in an amount of 88 to 98 wt%, and kaolin powder in an amount of 1 to 10 wt%.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Zn 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Zn powder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Ni powder coated with Cu nanopowder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.

상기 카올린 분말은 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말로 이루어질 수 있다.The kaolin powder may be formed of a kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported.

상기 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말은, 제1 용매에 카올린(Kaolin) 원료분말과 산(acid)을 첨가하여 pH 0.1∼2.5 사이로 조절하여 카올린 혼합용액을 형성하는 단계와, 금속 전구체를 제2 용매에 녹여 금속 전구체 혼합용액을 형성하는 단계와, 상기 금속 전구체 혼합용액과 상기 카올린 혼합용액을 혼합하고, 염기성 물질을 첨가하여 pH 4.0 ∼ 8.0 사이로 조절하여 금속 전구체-카올린 혼합용액을 형성하는 단계와, 상기 금속 전구체-카올린 혼합용액을 증발기(Evaporator)를 이용하여 용매를 제거하고 세척하여 분말(powders) 수득하는 단계와, 세척된 분말(Powders)를 건조하는 단계 및 건조된 분말에 대하여 환원 가스 분위기에서 열처리하여 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말을 수득하는 단계를 통해 제조될 수 있다.The kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported is a kaolin mixed solution by adding kaolin raw powder and acid to a first solvent to adjust the pH to between 0.1 and 2.5. Forming a metal precursor, dissolving a metal precursor in a second solvent to form a metal precursor mixed solution, mixing the metal precursor mixed solution and the kaolin mixed solution, and adding a basic material to adjust the pH between 4.0 and 8.0 Forming a metal precursor-kaolin mixed solution, removing the solvent and washing the metal precursor-kaolin mixed solution using an evaporator to obtain powders, and drying the washed powders and heat-treating the dried powder in a reducing gas atmosphere to obtain a kaolin powder on which metal nanoparticles are supported.

상기 금속 전구체는 Cu 질산염(Cu nitrate), Cu 황산염(Cu sulfate), Ni 질산염(Ni nitrate) 및 Ni 황산염(Ni sulfate)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 염을 포함할 수 있다.The metal precursor may include at least one salt selected from the group consisting of Cu nitrate, Cu sulfate, Ni nitrate, and Ni sulfate.

상기 금속 전구체가 상기 카올린 원료분말 100중량부에 대하여 5∼20중량부를 이루도록 상기 Cu 전구체 혼합용액을 상기 카올린 혼합용액에 혼합하는 것이 바람직하다.Preferably, the Cu precursor mixed solution is mixed with the kaolin mixed solution so that the metal precursor comprises 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the kaolin raw material powder.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유약 조성물을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a glaze composition according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도자타일은 일반적으로 건축물 내장용으로 사용되며, 벽타일(Wall Tile)과 바닥타일(Floor Tile)로 구분된다. Porcelain tiles are generally used for building interiors, and are divided into wall tiles and floor tiles.

도자타일은 흙을 소재로 하는 친환경 건축재이며, 1000℃ 이상의 고온 소성으로 우수한 강도 및 내구성을 갖추고 있다. Porcelain tile is an eco-friendly building material made of soil, and has excellent strength and durability by firing at a high temperature of 1000℃ or higher.

도자타일 중에서 벽타일은 유약 조성물의 시유에 의해 유약층이 표면에 형성됨으로써 오염 방지를 통한 청결함을 유지시킬 뿐만 아니라 심미성 및 다양한 기능을 부가할 수 있다. 이에 따라 벽타일은 화장실뿐만 아니라 부엌, 마루 등 주거환경의 내장재로서 널리 사용되고 있다. Among porcelain tiles, wall tiles can not only maintain cleanliness by preventing contamination, but also add aesthetics and various functions by forming a glaze layer on the surface by applying the glaze composition. Accordingly, wall tiles are widely used as interior materials for living environments such as kitchens and floors as well as bathrooms.

도 1은 도자타일의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the structure of a ceramic tile.

도 1을 참조하면, 도자타일은 소지층(110), 엔고베층(120) 및 유약층(130)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유약 조성물은 도자타일에서 유약층(130)을 형성하기 위한 유약 조성물이다. Referring to FIG. 1 , the ceramic tile has a structure in which a base layer 110 , an engobe layer 120 , and a glaze layer 130 are sequentially stacked. A glaze composition according to a preferred embodiment of the present invention is a glaze composition for forming the glaze layer 130 on a ceramic tile.

도자타일은 점토 등의 소지 원료가 혼합되고 성형되어 1차 소성된 소지층(110) 위에 엔고베 조성물을 시유하여 엔고베층(120)을 형성하고 엔고베층(120) 상부에 유약 조성물을 시유하여 유약층(130)을 형성한 다음에 2차 소성을 거쳐서 제작된다. 도자타일 중에서 바닥타일을 제조하는 경우에는 상기 1차 소성 공정을 수행하지 않을 수 있다. Porcelain tile is glazed by mixing and molding a base material such as clay, and applying the engobe composition on the first fired base layer 110 to form the engobe layer 120, and apply the glaze composition on the engobe layer 120 to apply the glaze. After forming the layer 130, it is manufactured through secondary firing. In the case of manufacturing floor tiles from among ceramic tiles, the first firing process may not be performed.

엔고베(Engobe)층(120)은 소지층(110)의 컬러를 감추고 소지층(110)과 유약층(130)의 열팽창을 제어할 수 있는 중간층 역할을 한다. 엔고베층(120)은 50∼300㎛ 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다. The engobe layer 120 serves as an intermediate layer that can hide the color of the base layer 110 and control the thermal expansion of the base layer 110 and the glaze layer 130 . The engobe layer 120 preferably has a thickness of about 50 to 300 μm.

유약층(130)은 도자타일의 표면 강화(보호), 장식(Decoration) 등의 역할을 한다. 유약층(130)은 100∼200㎛ 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 유약층(130)이 높은 접촉각 특성을 갖도록 함으로써 셀프클리닝(self-cleaning)이 가능하게 할 수 있다. 도자타일의 유약층(130) 형성에 있어서 조성 제어를 통해 높은 접촉각 특성을 갖는 유약층(130)의 형성이 가능하다. The glaze layer 130 serves to strengthen (protect) the surface of the porcelain tile, and to decorate (Decoration). The glaze layer 130 preferably has a thickness of about 100 to 200 μm. By making the glaze layer 130 have a high contact angle characteristic, self-cleaning may be possible. In the formation of the glaze layer 130 of the ceramic tile, it is possible to form the glaze layer 130 having a high contact angle characteristic by controlling the composition.

도자타일은 건축물의 내외장재로 사용되기 때문에 청결성이 매우 중요한 지표가 되며, 따라서 셀프크리닝(self-cleaning)의 기능성 타일 개발이 꾸준히 요구되고 있다. Since ceramic tiles are used as interior and exterior materials of buildings, cleanliness is a very important indicator, and therefore, self-cleaning functional tiles are constantly in demand.

도자타일의 셀프크리닝은 기존에는 TiO2 코팅을 통한 친수성 표면을 확보하여 표면의 이물질을 제거하는 연구가 많이 진행되었다. 그러나, TiO2 친수성 코팅의 경우에는 제품 소성(2차 소성) 후 추가 공정을 통하여 TiO2 친수성 코팅층이 제조되어야 하고, UV 조사(Ultraviolet ray irradiation)가 필요한 단점이 있다. 특히, TiO2 친수성 코팅층의 내구성이 취약하다는 것이 큰 문제이다. In self-cleaning of ceramic tiles, many studies have been conducted in the past to secure a hydrophilic surface through TiO 2 coating to remove foreign substances from the surface. However, there is a drawback that requires plastic products (secondary firing) be a hydrophilic coating TiO 2 prepared by further processing and then, irradiated UV (Ultraviolet ray irradiation) In the case of TiO 2, a hydrophilic coating. In particular, it is a big problem that the durability of the TiO 2 hydrophilic coating layer is weak.

최근에는 연꽃잎의 소수성(Hydrophobic) 코팅층 구현 및 이를 통한 셀프크리닝 특성 확보에 대한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 도자타일의 유약 표면에 고분자 물질을 코팅하여 소수성을 구현하는 제품이 발표되고 있으나 이러한 제품은 내구성에 문제가 있다.Recently, research on the implementation of a hydrophobic coating layer of lotus petals and securing self-cleaning properties through this is being conducted. In general, products that realize hydrophobicity by coating a polymer material on the glaze surface of ceramic tiles have been published, but these products have a problem in durability.

따라서 도자타일 표면유약의 미세구조를 제어함으로서 추가공정 없이 소수성을 극대화시키고, 특히 이와 같은 소수성 유약층의 형성을 도자타일 양산공정(신속 소성 공정)을 그대로 적용하여 구현하는 것이 매우 중요하다.Therefore, it is very important to maximize the hydrophobicity without additional processing by controlling the microstructure of the porcelain tile surface glaze, and to implement the formation of such a hydrophobic glaze layer by applying the porcelain tile mass production process (rapid firing process) as it is.

본 발명의 발명자들은 희토류계 산화물인 세리아(CeO2)와 네오디뮴산화물(Nd2O3)을 건축 도자타일의 표면 유약에 첨가함으로써, 1000℃ 이상의 도자타일 제조를 위한 고온 소결 공정 이후에도 소수성을 가지면서 추가적으로 높은 표면 경도(hardness)를 갖는 도자타일 유약을 개발하였다. The inventors of the present invention added ceria (CeO 2 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ), which are rare earth oxides, to the surface glaze of building porcelain tile, so as to have hydrophobicity even after high-temperature sintering process for porcelain tile production of 1000°C or higher. Additionally, a porcelain tile glaze with high surface hardness was developed.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유약 조성물은, 소지층, 상기 소지층 상부에 구비된 엔고베층 및 상기 엔고베층 상부에 구비된 유약층을 포함하는 도자타일에서 상기 유약층을 형성하기 위한 유약 조성물로서, 세리아(CeO2) 및 네오디뮴산화물(Nd2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함한다. A glaze composition according to a preferred embodiment of the present invention is a glaze composition for forming the glaze layer on a porcelain tile including a base layer, an engobe layer provided on the base layer, and a glaze layer provided on the engobe layer. , ceria (CeO 2 ) and neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) 0.1 to 10% by weight of at least one oxide powder selected from the group consisting of, 88 to 98% by weight of glass frit powder and 1 to 10% by weight of kaolin powder Contains glaze raw materials.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Zn 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 Zn 분말은 30㎚∼10㎛, 더욱 바람직하게는 50㎚∼5㎛의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 유약 원료에 Zn 분말을 첨가하게 되면, 유약의 소수성을 확보하여 접촉각을 높일 수 있고 또한 백색도(L*)를 높일 수 있는 효과도 있다. Cu 분말이나 Ni 분말을 첨가하게 되면 유약층의 컬러가 녹색, 갈색 등의 금속성 광택을 나타냄으로써, 유약층의 백색(white color)을 유지하지 못하지만, Zn 분말을 첨가하게 되면 유약층의 백색을 유지하면서 백색도가 높아질 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Zn powder based on 100 parts by weight of the glaze raw material. The Zn powder preferably has an average particle diameter of 30 nm to 10 μm, more preferably 50 nm to 5 μm. When Zn powder is added to the glaze raw material, the contact angle can be increased by securing the hydrophobicity of the glaze, and also the whiteness (L * ) can be increased. When Cu powder or Ni powder is added, the color of the glaze layer shows metallic luster such as green or brown, so the white color of the glaze layer cannot be maintained. However, when Zn powder is added, the white color of the glaze layer is maintained. while increasing the whiteness.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 Cu 나노분말은 10∼300㎚의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 상기 Ni 분말은 1∼10㎛의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 상기 Cu 나노분말은 상기 Ni 분말 100중량부에 대하여 0.1∼25중량부를 이루는 것이 바람직하다. Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층(130)을 형성할 경우에 높은 접촉각 특성을 나타낼 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Ni powder coated with Cu nanopowder based on 100 parts by weight of the glaze raw material. The Cu nanopowder preferably has an average particle diameter of 10 to 300 nm. The Ni powder preferably has an average particle diameter of 1 to 10 μm. Preferably, the Cu nanopowder constitutes 0.1 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the Ni powder. When the glaze layer 130 is formed using a glaze composition in which Cu nanopowder-coated Ni powder is mixed, a high contact angle characteristic may be exhibited.

상기 카올린 분말은 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말로 이루어질 수 있다. Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자를 유약 원료인 카올린에 담지(imprenation) 함으로써 표면 유약의 평탄도, 즉 거칠기(roughness)를 제어하고 표면 경도를 향상시킬 수 있으며, 동시에 방오 특성을 유지시킬 수 있다. 또한, 기존 유약원료와 비중 차이가 커서 유약 제조 과정에서 발생하는 분산안정성 문제를 향상시켜 도자타일 성형체(green) 표면에 유약 시유 공정의 작업성을 향상시킬 수 있다.The kaolin powder may be formed of a kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported. By impregnating one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni in kaolin, which is a raw material for the glaze, it is possible to control the flatness, that is, roughness, and improve the surface hardness of the surface glaze, and at the same time, antifouling properties can be maintained. In addition, it is possible to improve the workability of the glaze application process on the green surface of the ceramic tile by improving the dispersion stability problem that occurs during the glaze manufacturing process due to the large difference in specific gravity from the existing glaze raw material.

본 발명의 유약 조성물에 의하면, 높은 접촉각 특성을 갖고 내구성 및 경도 특성이 우수하며 UV 조사(Ultraviolet ray irradiation) 등의 과정이 필요없이 유약층(130)을 형성할 수 있고, 유약층(130)은 높은 접촉각 특성에 의해 셀프클리닝(self-cleaning)이 가능할 수 있다. According to the glaze composition of the present invention, it has a high contact angle property, has excellent durability and hardness properties, and can form the glaze layer 130 without the need for UV irradiation (ultraviolet ray irradiation), and the glaze layer 130 is Self-cleaning may be possible due to a high contact angle characteristic.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도자타일의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a ceramic tile according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도자타일은 소지층(110), 엔고체층(120) 및 유약층(130)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 도자타일은 점토 등의 소지 원료가 혼합되고 성형되어 1차 소성된 소지층(110) 위에 엔고베 조성물을 시유하여 엔고베층(120)을 형성하고 엔고베층(120) 상부에 유약 조성물을 시유하여 유약층(130)을 형성한 다음에 2차 소성을 거쳐서 제작된다. 도자타일 중에서 바닥타일을 제조하는 경우에는 상기 1차 소성 공정이 필요하지 않을 수 있다. The ceramic tile has a structure in which a base layer 110 , an N solid layer 120 , and a glaze layer 130 are sequentially stacked. Porcelain tile is glazed by mixing and molding a base material such as clay, and applying the engobe composition on the first fired base layer 110 to form the engobe layer 120, and apply the glaze composition on the engobe layer 120 to apply the glaze. After forming the layer 130, it is manufactured through secondary firing. In the case of manufacturing floor tiles from among ceramic tiles, the first firing process may not be necessary.

상술한 구조의 도자타일을 제조하기 위하여 먼저, 소지 원료를 혼합하여 소지 조성물을 형성한다. 상기 소지 원료는 도자타일의 기본 뼈대를 이루는 것이다. 예컨대, 상기 소지 원료로는 석회석 8∼15중량%, 점토 20∼25중량%, 도석 40∼45중량%, 납석 10∼15중량% 및 카올린 5∼15중량%를 포함할 수 있다. 상기 혼합은 볼밀(ball mill), 유성밀(planetary mill), 어트리션밀(attrition mill) 등과 같은 다양한 방법을 사용할 수 있다. In order to manufacture the porcelain tile having the above-described structure, first, a base material is mixed to form a base composition. The base material constitutes the basic skeleton of the ceramic tile. For example, the base material may include 8 to 15% by weight of limestone, 20 to 25% by weight of clay, 40 to 45% by weight of ceramics, 10 to 15% by weight of pyrophyllite, and 5 to 15% by weight of kaolin. For the mixing, various methods such as a ball mill, a planetary mill, and an attrition mill may be used.

이하, 볼밀법에 의한 혼합 공정을 구체적으로 설명한다. 상기 소지 원료를 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 상기 소지 원료를 균일하게 혼합한다. 볼 밀에 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 분쇄하면서 혼합한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼50㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 100∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. Hereinafter, the mixing process by the ball mill method is demonstrated concretely. The base material is charged and mixed in a ball milling machine. The raw material is uniformly mixed by rotating it at a constant speed using a ball mill. The balls used in the ball mill may be made of ceramics such as alumina or zirconia, and all of the balls may be of the same size or may be used together with balls having two or more sizes. The size of the ball, the milling time, the rotation speed per minute of the ball mill, etc. are adjusted and mixed while grinding to the desired particle size. For example, in consideration of the particle size, the size of the ball may be set in the range of about 1 mm to 50 mm, and the rotational speed of the ball mill may be set in the range of about 100 to 500 rpm. The ball mill is preferably carried out for 1 to 48 hours in consideration of the size of the target particles.

상기 소지 조성물은 슬러리(slurry) 형태를 이룰 수도 있으며, 상기 소지 조성물에서 상기 소지 원료가 용매에 분산되어 고형분을 이루고 있다. 이 경우에 상기 용매는 상기 소지 조성물에 상기 고형분 100중량부에 대하여 30∼80중량부 함유되게 하는 것이 바람직하다. The body composition may form a slurry (slurry), and in the body composition, the base material is dispersed in a solvent to form a solid content. In this case, it is preferable to contain 30 to 80 parts by weight of the solvent based on 100 parts by weight of the solid content in the body composition.

상기 소지 조성물은 석회석 8∼15중량%, 점토 20∼25중량%, 도석 40∼45중량%, 납석 10∼15중량% 및 카올린 5∼15중량%를 포함하는 소지용 과립분말로 제작된 것일 수도 있다. The body composition may be made of a granular powder for the body comprising 8 to 15% by weight of limestone, 20 to 25% by weight of clay, 40 to 45% by weight of ceramic stone, 10 to 15% by weight of pyrophyllite, and 5 to 15% by weight of kaolin have.

상술한 방법에 의해 얻어진 소지 조성물을 원하는 형태로 성형한다. 상기 성형은 일반적으로 알려져 있는 가압 성형, 주입성형 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다. 또한, 상기 성형 전에 소지 조성물에 대하여 탈철하는 공정, 분급하여 여과하는 공정 등을 추가로 수행할 수도 있다. The body composition obtained by the above-described method is molded into a desired shape. The molding may use various methods, such as generally known pressure molding, injection molding, and the like. In addition, before the molding, a process of de-ironizing the base composition, a process of classifying and filtering, etc. may be additionally performed.

성형된 결과물을 1차 소성한다. 성형된 결과물을 전기로와 같은 로(furnace)에 장입하고 1차 소성 공정을 수행한다. 1차 소성하는 동안에 로(furnace) 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 상기 1차 소성은 1000∼1250℃ 정도의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 1차 소성 온도가 1000℃ 미만인 경우에는 불완전한 소성으로 인해 도자타일의 열적 또는 기계적 특성이 좋지 않을 수 있고, 1250℃를 초과하는 경우에는 에너지의 소모가 많아 비경제적이다. 상기 1차 소성은 산화 분위기(예컨대, 산소(O2) 또는 공기(air) 분위기)에서 실시하는 것이 바람직하다. 도자타일 중에서 바닥타일을 제조하는 경우에는 상기 1차 소성 공정을 수행하지 않는다. The molded result is first fired. The molded result is charged into a furnace such as an electric furnace, and a primary firing process is performed. It is preferable to keep the pressure inside the furnace constant during the primary firing. The primary firing is preferably made at a temperature of about 1000 to 1250 ℃. If the primary firing temperature is less than 1000°C, the thermal or mechanical properties of the ceramic tile may be poor due to incomplete firing, and if it exceeds 1250°C, energy consumption is high, which is uneconomical. The primary firing is preferably carried out in an oxidizing atmosphere (eg, oxygen (O 2 ) or air (air) atmosphere). In the case of manufacturing floor tiles from among ceramic tiles, the primary firing process is not performed.

1차 소성되어 형성된 소지층(110) 상부에 엔고베 조성물을 시유하고 건조하여 엔고베층(120)을 형성한다. 소지층(110) 표면에 엔고베층(120)을 형성시키기 위해 엔고베 조성물을 제조하고, 성형되어 1차 소성된 소지층(110) 표면에 상기 엔고베 조성물을 도포하고 건조한다. 상기 엔고베 조성물은 점토 등의 고형분과 용매를 포함하는 슬러리 상태이며, 상기 용매는 상기 엔고베 조성물에 상기 고형분 100중량부에 대하여 30∼80중량부 함유되게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 고형분은 유리 프릿(glass frit) 45∼75중량%, 장석 분말 2∼15중량%, 규석 분말 10∼30중량%, 카올린 분말 10∼25중량% 및 지르콘 분말 0.1∼10중량%를 포함할 수 있다. 상기 엔고베 조성물은 비중이 1.4∼1.8 정도인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.5∼1.7 정도이다. 상기 엔고베층(120)은 50∼300㎛ 정도의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 엔고베(Engobe)층(120)은 소지층(110)의 컬러를 감추고 소지층(110)과 유약층(130)의 열팽창을 제어할 수 있는 중간층 역할을 한다. The engobe composition is applied on the upper portion of the base layer 110 formed by primary firing and dried to form the engobe layer 120 . An engobe composition is prepared to form the engobe layer 120 on the surface of the base layer 110 , and the engobe composition is applied to the surface of the molded and first fired base layer 110 and dried. The engobe composition is in a slurry state including a solid content such as clay and a solvent, and it is preferable that the solvent be contained in the engobe composition in an amount of 30 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content. For example, the solid content includes 45 to 75% by weight of glass frit, 2 to 15% by weight of feldspar powder, 10 to 30% by weight of silicate powder, 10 to 25% by weight of kaolin powder, and 0.1 to 10% by weight of zircon powder can do. The specific gravity of the engobe composition is preferably about 1.4 to 1.8, more preferably about 1.5 to 1.7. The engobe layer 120 is preferably formed to a thickness of about 50 to 300 μm. The engobe layer 120 serves as an intermediate layer that can hide the color of the base layer 110 and control the thermal expansion of the base layer 110 and the glaze layer 130 .

상기 엔고베층(120) 상부에 유약 조성물을 시유하고 건조하여 유약층(130)을 형성한다. 엔고베층(120) 상부에 유약층(130)을 형성시키기 위해 유약 조성물을 제조하고, 상기 유약 조성물을 엔고베층(120)의 표면에 도포하고 건조한다. 상기 유약 조성물은 고형분과 용매를 포함하는 슬러리 상태이며, 상기 용매는 상기 유약 조성물에 상기 고형분 100중량부에 대하여 30∼80중량부 함유되게 하는 것이 바람직하다. 상기 유약 조성물은, 소지층, 상기 소지층 상부에 구비된 엔고베층 및 상기 엔고베층 상부에 구비된 유약층을 포함하는 도자타일에서 상기 유약층을 형성하기 위한 유약 조성물로서, 세리아(CeO2) 및 네오디뮴산화물(Nd2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함한다. The glaze composition is applied on the engobe layer 120 and dried to form the glaze layer 130 . A glaze composition is prepared to form the glaze layer 130 on the engobe layer 120 , and the glaze composition is applied to the surface of the engobe layer 120 and dried. The glaze composition is in a slurry state including a solid content and a solvent, and it is preferable that the solvent be contained in the glaze composition in an amount of 30 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content. The glaze composition is a glaze composition for forming the glaze layer in a porcelain tile including a base layer, an engobe layer provided on the base layer, and a glaze layer provided on the engobe layer, ceria (CeO 2 ) and Neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) Contains 0.1 to 10% by weight of at least one oxide powder selected from the group consisting of, 88 to 98% by weight of glass frit powder, and 1 to 10% by weight of kaolin powder.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Zn 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 Zn 분말은 30㎚∼10㎛, 더욱 바람직하게는 50㎚∼5㎛의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 유약 원료에 Zn 분말을 첨가하게 되면, 유약의 소수성을 확보하여 접촉각을 높일 수 있고 또한 백색도(L*)를 높일 수 있는 효과도 있다. Cu 분말이나 Ni 분말을 첨가하게 되면 유약층의 컬러가 녹색, 갈색 등의 금속성 광택을 나타냄으로써, 유약층의 백색(white color)을 유지하지 못하지만, 유약 원료에 Zn 분말을 첨가하게 되면 유약층의 백색을 유지하면서 백색도가 높아질 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Zn powder based on 100 parts by weight of the glaze raw material. The Zn powder preferably has an average particle diameter of 30 nm to 10 μm, more preferably 50 nm to 5 μm. When Zn powder is added to the glaze raw material, the contact angle can be increased by securing the hydrophobicity of the glaze, and also the whiteness (L * ) can be increased. When Cu powder or Ni powder is added, the color of the glaze layer exhibits metallic luster such as green or brown, and thus the white color of the glaze layer cannot be maintained. Whiteness can be increased while maintaining whiteness.

상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말 0.01∼10중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 Cu 나노분말은 10∼300㎚의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 상기 Ni 분말은 1∼10㎛의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 상기 Cu 나노분말은 상기 Ni 분말 100중량부에 대하여 0.1∼25중량부를 이루는 것이 바람직하다. Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층(130)을 형성할 경우에 높은 접촉각 특성을 나타낼 수 있다.The glaze composition may further include 0.01 to 10 parts by weight of Ni powder coated with Cu nanopowder based on 100 parts by weight of the glaze raw material. The Cu nanopowder preferably has an average particle diameter of 10 to 300 nm. The Ni powder preferably has an average particle diameter of 1 to 10 μm. Preferably, the Cu nanopowder constitutes 0.1 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the Ni powder. When the glaze layer 130 is formed using a glaze composition in which Cu nanopowder-coated Ni powder is mixed, a high contact angle characteristic may be exhibited.

상기 카올린 분말은 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말로 이루어질 수 있다. The kaolin powder may be formed of a kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported.

상기 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말은 다음과 같이 제조할 수 있다. The kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported may be prepared as follows.

제1 용매에 카올린(Kaolin) 원료분말과 산(acid)을 첨가하여 pH 0.1∼2.5 사이로 조절하여 카올린 혼합용액을 형성한다. 상기 산(acid)은 질산, 염산, 황산, 아세트산, 이들의 혼합물 등일 수 있다. 상기 제1 용매는 물(H2O) 등일 수 있다.A kaolin mixed solution is formed by adding kaolin raw material powder and acid to the first solvent to adjust the pH to between 0.1 and 2.5. The acid may be nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, a mixture thereof, or the like. The first solvent may be water (H 2 O) or the like.

금속 전구체를 제2 용매에 녹여 금속 전구체 혼합용액을 형성한다. 상기 금속 전구체는 Cu 질산염(Cu nitrate), Cu 황산염(Cu sulfate), Ni 질산염(Ni nitrate) 및 Ni 황산염(Ni sulfate)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 염을 포함할 수 있다. 상기 제2 용매는 물(H2O) 등일 수 있다.The metal precursor is dissolved in a second solvent to form a metal precursor mixed solution. The metal precursor may include at least one salt selected from the group consisting of Cu nitrate, Cu sulfate, Ni nitrate, and Ni sulfate. The second solvent may be water (H 2 O) or the like.

상기 금속 전구체 혼합용액과 상기 카올린 혼합용액에 혼합하고, 염기성 물질을 첨가하여 pH 4.0 ∼ 8.0 사이로 조절하여 금속 전구체-카올린 혼합용액을 형성한다. 상기 금속 전구체가 상기 카올린 원료분말 100중량부에 대하여 5∼20중량부를 이루도록 상기 Cu 전구체 혼합용액을 상기 카올린 혼합용액에 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 염기성 물질은 NaOH, KOH, 이들의 혼합물 등일 수 있다. The metal precursor mixed solution and the kaolin mixed solution are mixed, and a basic material is added to adjust the pH to between 4.0 and 8.0 to form a metal precursor-kaolin mixed solution. Preferably, the Cu precursor mixed solution is mixed with the kaolin mixed solution so that the metal precursor comprises 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the kaolin raw material powder. The basic material may be NaOH, KOH, a mixture thereof, or the like.

상기 금속 전구체-카올린 혼합용액을 증발기(Evaporator)를 이용하여 용매를 제거하고 세척하여 분말(powders) 수득한다. 상기 세척은 물(H2O) 등을 이용할 수 있다.The metal precursor-kaolin mixed solution is removed by using an evaporator to remove the solvent and washed to obtain powders. The washing may be performed using water (H 2 O) or the like.

세척된 분말(Powders)를 건조한다. 상기 건조는 40∼150℃ 정도의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. Dry the washed powders. The drying is preferably performed at a temperature of about 40 to 150 ℃.

건조된 분말에 대하여 환원 가스 분위기에서 열처리하여 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말을 수득한다. 상기 환원 가스 분위기는 H2 가스 분위기이거나, Ar 가스에 H2 가스가 혼합된 가스 분위기 등일 수 있다. 상기 열처리는 300∼550℃ 정도의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 금속 전구체인 금속 나노입자 형성을 위한 소스(source)로 작용하며, 상기 열처리에 의해 금속 전구체는 금속 나노입자로 변화되게 된다.The dried powder is heat-treated in a reducing gas atmosphere to obtain a kaolin powder on which metal nanoparticles are supported. The reducing gas atmosphere may be an H 2 gas atmosphere or a gas atmosphere in which Ar gas and H 2 gas are mixed. The heat treatment is preferably performed at a temperature of about 300 to 550 °C. It serves as a source for the formation of metal nanoparticles, which are metal precursors, and the metal precursor is changed into metal nanoparticles by the heat treatment.

Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자를 유약 원료인 카올린에 담지(imprenation) 함으로써 표면 유약의 평탄도, 즉 거칠기(roughness)를 제어하고 표면 경도를 향상시킬 수 있으며, 동시에 방오 특성을 유지시킬 수 있다. 또한, 기존 유약원료와 비중 차이가 커서 유약 제조 과정에서 발생하는 분산안정성 문제를 향상시켜 도자타일 성형체(green) 표면에 유약 시유 공정의 작업성을 향상시킬 수 있다.By impregnating one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni in kaolin, which is a raw material for the glaze, it is possible to control the flatness, that is, roughness, and improve the surface hardness of the surface glaze, and at the same time, antifouling properties can be maintained. In addition, it is possible to improve the workability of the glaze application process on the green surface of the ceramic tile by improving the dispersion stability problem that occurs during the glaze manufacturing process due to the large difference in specific gravity from the existing glaze raw material.

유약층(130)은 미세기공이 존재하는 도자타일 표면에서 유리질 막을 형성하여 강도 증진 및 흡수율 감소를 유도하고, 고유의 발색과 질감을 발현한다. 시유하는 방법은 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데, 예컨대 엔고베층(120)이 형성된 결과물을 유약 조성물에 담그거나, 유약 조성물을 붓과 같은 도구로 바르거나, 유약 조성물을 스프레이 장치로 뿌리는 방식 등을 이용할 수 있다. The glaze layer 130 forms a vitreous film on the surface of the porcelain tile where micropores are present, thereby inducing enhancement of strength and reduction of absorption, and expressing unique color and texture. The lubrication method can be performed in various ways, for example, dipping the resultant product on which the engobe layer 120 is formed in the glaze composition, applying the glaze composition with a tool such as a brush, or spraying the glaze composition with a spray device, etc. may be used. can

상기 유약층(130)은 100∼200㎛, 더욱 바람직하게는 120∼150㎛ 정도의 두께로 형성되게 하는 것이 바람직하다. 유약 조성물의 시유 시간, 시유 횟수 등을 조절하여 유약층(130)의 두께를 제어할 수가 있다. 실험예에 의하면, 유약층(130)의 두께에 따라서도 접촉각 특성의 변화가 나타났으며, 특히 유약층(130)이 100∼150㎛ 정도의 두께를 갖는 경우에 접촉각 특성이 매우 우수하게 나타났다. The glaze layer 130 is preferably formed to a thickness of about 100 to 200㎛, more preferably about 120 to 150㎛. The thickness of the glaze layer 130 can be controlled by adjusting the glazing time, the number of lubrication, and the like of the glaze composition. According to the experimental example, the contact angle characteristics were also changed depending on the thickness of the glaze layer 130 , and in particular, when the glaze layer 130 had a thickness of about 100 to 150 μm, the contact angle characteristics were very excellent.

상기 유약층(130)이 형성된 결과물을 2차 소성하여 소지층(110), 소지층(110) 상부에 구비된 엔고베층(120) 및 엔고베층(120) 상부에 구비된 유약층(130)을 포함하는 도자타일을 수득한다. 유약층(130)이 형성된 결과물을 전기로와 같은 로(furnace)에 장입하고 2차 소성 공정을 수행한다. 2차 소성하는 동안에 로(furnace) 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 상기 2차 소성은 1000∼1200℃ 정도의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 2차 소성 온도가 1000℃ 미만인 경우에는 불완전한 소성으로 인해 도자타일의 열적 또는 기계적 특성이 좋지 않을 수 있고, 1200℃를 초과하는 경우에는 에너지의 소모가 많아 비경제적이다. 상기 2차 소성은 산화 분위기(예컨대, 산소(O2) 또는 공기(air) 분위기)에서 실시하는 것이 바람직하다. The resultant glaze layer 130 is formed by secondary firing to prepare the base layer 110, the engobe layer 120 provided on the base layer 110, and the glaze layer 130 provided on the engobe layer 120. To obtain a ceramic tile containing The resulting glaze layer 130 is charged into a furnace such as an electric furnace, and a secondary firing process is performed. It is preferable to keep the pressure inside the furnace constant during the secondary firing. The secondary firing is preferably made at a temperature of about 1000 to 1200 ℃. If the secondary firing temperature is less than 1000°C, the thermal or mechanical properties of the ceramic tile may be poor due to incomplete firing, and if it exceeds 1200°C, energy consumption is high, which is uneconomical. The secondary firing is preferably performed in an oxidizing atmosphere (eg, oxygen (O 2 ) or air (air) atmosphere).

이렇게 제조된 도자타일의 유약층은 높은 접촉각 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 유약층은 7.0 GPa보다 높은 경도를 나타낼 수 있다.The glaze layer of the porcelain tile manufactured in this way may exhibit high contact angle characteristics. In addition, the glaze layer may exhibit a hardness higher than 7.0 GPa.

이하에서, 본 발명에 따른 실험예를 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, experimental examples according to the present invention are specifically presented, and the present invention is not limited to the experimental examples presented below.

<실험예 1><Experimental Example 1>

세라믹 바닥타일의 소지층을 제조하기 위해 소지 원료로서 석회석 12중량%, 점토 23중량%, 도석 42중량%, 납석 13중량% 및 카올린 10중량%를 배합하고, 금속몰드에 장입한 후, 250kgf/㎠의 압력으로 일축 가압성형하여 디스크 형태의 성형 시편을 제조하였다. 상기 성형 시편은 지름 30mm 크기로 제조하였다. 성형 시편을 1차 소성하였다. 송차 방식으로 로(furnace)를 지나가게 하는 신속 소성 공정으로 1차 소성을 수행하였다. 1차 소성의 최고 온도는 1150℃ 였고, 송차 시간은 50분으로 하였다. 상기 1차 소성은 공기(air) 분위기에서 실시하였다. In order to manufacture the base layer of ceramic floor tiles, 12 wt% of limestone, 23 wt% of clay, 42 wt% of ceramics, 13 wt% of pyrophyllite and 10 wt% of kaolin are mixed as raw materials, and after loading into a metal mold, 250 kgf/ A disk-shaped molded specimen was prepared by uniaxial pressing under a pressure of cm 2 . The molded specimen was prepared to have a diameter of 30 mm. The molded specimen was first fired. The primary firing was performed as a rapid firing process in which a furnace was passed in a car-carriing manner. The maximum temperature of the primary firing was 1150° C., and the time of feeding was 50 minutes. The primary firing was performed in an air atmosphere.

엔고베층을 형성하기 위해 유리 프릿 60중량%, 장석 5중량%, 규석 17중량%, 카올린 15중량% 및 지르콘 3중량%를 원료로 준비하였다. 볼밀(ball mill) 용기에 10mm의 알루미나 볼(alumina ball)을 넣고, 상기 엔고베층 형성을 위한 원료와 증류수(Deionized water)를 장입한 후, 300rpm으로 24시간 동안 볼밀링(ball milling)하여 습식 혼합한 후, 기포 제거를 위하여 상온에서 3시간 동안 숙성하여(방치하여) 엔고베 조성물을 형성하였다. 상기 엔고베 조성물은 고형분이 60%를 이루도록 상기 증류수와 배합하여 형성하였다. 벨시유를 이용하여 상기 1차 소성된 시편 위에 상기 엔고베 조성물을 시유하고 6시간 동안 건조하였다. In order to form the engobe layer, 60 wt% of glass frit, 5 wt% of feldspar, 17 wt% of silica, 15 wt% of kaolin and 3 wt% of zircon were prepared as raw materials. A 10 mm alumina ball is put in a ball mill container, and the raw material for forming the engobe layer and deionized water are charged, and then ball milling is performed at 300 rpm for 24 hours to wet mixing. After that, it was aged for 3 hours at room temperature to remove air bubbles (and left to stand) to form an engobe composition. The engobe composition was formed by mixing with the distilled water to form a solid content of 60%. The Ngobe composition was lubricated on the first calcined specimen using Belsee oil and dried for 6 hours.

엔고베층 상부에 유약층을 형성하기 위해 유약 원료로 유리 프릿 95중량%와 카올린 5중량%를 혼합하여 유약 조성물을 제조하였다. 볼밀(ball mill) 용기에 10mm의 알루미나 볼(alumina ball)을 넣고, 고형분(프릿, 카올린 및 CeO2 분말)이 60중량%를 이루도록 상기 유약 원료와 증류수(Deionized water)를 장입한 후, 300rpm으로 24시간 동안 볼밀링(ball milling)하여 습식 혼합한 후, 기포 제거를 위하여 상온에서 3시간 동안 숙성하여(방치하여) 상기 유약 조성물을 형성하였다.A glaze composition was prepared by mixing 95% by weight of glass frit and 5% by weight of kaolin as glaze raw materials to form a glaze layer on the engobe layer. Put an alumina ball of 10 mm in a ball mill container, and charge the glaze raw material and deionized water so that the solid content (frit, kaolin and CeO 2 powder) is 60% by weight, then at 300rpm After wet mixing by ball milling for 24 hours, the glaze composition was formed by aging (leaving it alone) at room temperature for 3 hours to remove air bubbles.

유약층을 형성하기 위해 유약 원료로 사용된 유리 프릿의 조성을 아래의 표 1에 나타내었다.The composition of the glass frit used as a raw material for the glaze to form the glaze layer is shown in Table 1 below.

SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCaO Na2ONa 2 O K2OK 2 O MgOMgO TiO2 TiO 2 SrOSrO B2O3 B 2 O 3 기타Etc wt%wt% 57.7957.79 8.308.30 11.4011.40 3.303.30 2.462.46 0.670.67 8.288.28 1.721.72 5.865.86 0.220.22

상기 유약 조성물을 엔고베 조성물이 도포된 표면에 스프레이 시유하고 6시간 동안 건조하였다. 유약 조성물의 스프레이 시유 시간 및 횟수를 조절하여 유약층의 두께를 제어하였다.The glaze composition was spray-applied on the surface to which the Engobe composition was applied and dried for 6 hours. The thickness of the glaze layer was controlled by controlling the time and frequency of spray application of the glaze composition.

유약 조성물이 시유된 결과물에 대하여 2차 소성을 진행하여 도자타일을 수득하였다. 유약 조성물이 시유된 결과물이 송차 방식으로 로(furnace)를 지나가게 하는 신속 소성 공정을 수행하여 도자타일을 수득하였다. 2차 소성의 최고 온도는 1050℃ 였고, 송차 시간은 40분으로 하였다. 상기 2차 소성은 공기(air) 분위기에서 실시하였다. Secondary firing was performed on the resultant glaze composition applied to obtain ceramic tiles. A porcelain tile was obtained by performing a rapid firing process in which the resultant glaze composition was applied through a furnace in a car-carrier manner. The maximum temperature of the secondary firing was 1050 ℃, and the time of feeding was 40 minutes. The secondary firing was performed in an air atmosphere.

<실험예 2><Experimental Example 2>

세라믹 바닥타일의 소지층을 제조하기 위해 소지 원료로서 석회석 12중량%, 점토 23중량%, 도석 42중량%, 납석 13중량% 및 카올린 10중량%를 배합하고, 금속몰드에 장입한 후, 250kgf/㎠의 압력으로 일축 가압성형하여 디스크 형태의 성형 시편을 제조하였다. 상기 성형 시편은 지름 30mm 크기로 제조하였다. 성형 시편을 1차 소성하였다. 송차 방식으로 로(furnace)를 지나가게 하는 신속 소성 공정으로 1차 소성을 수행하였다. 1차 소성의 최고 온도는 1150℃ 였고, 송차 시간은 50분으로 하였다. 상기 1차 소성은 공기(air) 분위기에서 실시하였다. In order to manufacture the base layer of ceramic floor tiles, 12 wt% of limestone, 23 wt% of clay, 42 wt% of ceramics, 13 wt% of pyrophyllite and 10 wt% of kaolin are mixed as raw materials, and after loading into a metal mold, 250 kgf/ A disk-shaped molded specimen was prepared by uniaxial pressing under a pressure of cm 2 . The molded specimen was prepared to have a diameter of 30 mm. The molded specimen was first fired. The primary firing was performed as a rapid firing process in which a furnace was passed in a car-carriing manner. The maximum temperature of the primary firing was 1150° C., and the time of feeding was 50 minutes. The primary firing was performed in an air atmosphere.

엔고베층을 형성하기 위해 유리 프릿 60중량%, 장석 5중량%, 규석 17중량%, 카올린 15중량% 및 지르콘 3중량%를 원료로 준비하였다. 볼밀(ball mill) 용기에 10mm의 알루미나 볼(alumina ball)을 넣고, 상기 엔고베층 형성을 위한 원료와 증류수(Deionized water)를 장입한 후, 300rpm으로 24시간 동안 볼밀링(ball milling)하여 습식 혼합한 후, 기포 제거를 위하여 상온에서 3시간 동안 숙성하여(방치하여) 엔고베 조성물을 형성하였다. 상기 엔고베 조성물은 고형분이 60%를 이루도록 상기 증류수와 배합하여 형성하였다. 벨시유를 이용하여 상기 1차 소성된 시편 위에 상기 엔고베 조성물을 시유하고 6시간 동안 건조하였다. In order to form the engobe layer, 60 wt% of glass frit, 5 wt% of feldspar, 17 wt% of silica, 15 wt% of kaolin and 3 wt% of zircon were prepared as raw materials. A 10 mm alumina ball is put in a ball mill container, and the raw material for forming the engobe layer and deionized water are charged, and then ball milling at 300 rpm for 24 hours to wet mixing. After that, it was aged for 3 hours at room temperature to remove air bubbles (and left to stand) to form an engobe composition. The engobe composition was formed by mixing with the distilled water to form a solid content of 60%. The Ngobe composition was lubricated on the first calcined specimen using Belsee oil and dried for 6 hours.

엔고베층 상부에 유약층을 형성하기 위해 유약 원료로 표 1에 나타낸 조성의 유리 프릿 90중량%, 카올린 5중량% 및 CeO2 분말 5중량%를 혼합하여 유약 조성물을 제조하였다. 상기 CeO2 분말은 평균 입경이 2.1㎛인 것을 사용하였다. 볼밀(ball mill) 용기에 10mm의 알루미나 볼(alumina ball)을 넣고, 고형분(프릿, 카올린 및 CeO2 분말)이 60중량%를 이루도록 상기 유약 원료와 증류수(Deionized water)를 장입한 후, 300rpm으로 24시간 동안 볼밀링(ball milling)하여 습식 혼합한 후, 기포 제거를 위하여 상온에서 3시간 동안 숙성하여(방치하여) 상기 유약 조성물을 형성하였다.A glaze composition was prepared by mixing 90% by weight of glass frit having the composition shown in Table 1, 5% by weight of kaolin, and 5% by weight of CeO 2 powder as raw materials for glaze to form a glaze layer on the engobe layer. The CeO 2 powder had an average particle size of 2.1 μm. Put an alumina ball of 10 mm in a ball mill container, and charge the glaze raw material and deionized water so that the solid content (frit, kaolin and CeO 2 powder) is 60% by weight, then at 300rpm After wet mixing by ball milling for 24 hours, the glaze composition was formed by aging (leaving it alone) at room temperature for 3 hours to remove air bubbles.

상기 유약 조성물을 엔고베 조성물이 도포된 표면에 스프레이 시유하고 6시간 동안 건조하였다. 유약 조성물의 스프레이 시유 시간 및 횟수를 조절하여 유약층의 두께를 제어하였다.The glaze composition was spray-applied on the surface to which the Engobe composition was applied and dried for 6 hours. The thickness of the glaze layer was controlled by controlling the time and frequency of spray application of the glaze composition.

유약 조성물이 시유된 결과물에 대하여 2차 소성을 진행하여 도자타일을 수득하였다. 유약 조성물이 시유된 결과물이 송차 방식으로 로(furnace)를 지나가게 하는 신속 소성 공정을 수행하여 도자타일을 수득하였다. 2차 소성의 최고 온도는 1050℃ 였고, 송차 시간은 40분으로 하였다. 상기 2차 소성은 공기(air) 분위기에서 실시하였다. Secondary firing was performed on the resultant glaze composition applied to obtain ceramic tiles. A porcelain tile was obtained by performing a rapid firing process in which the resultant glaze composition was applied through a furnace in a car-carrier manner. The maximum temperature of the secondary firing was 1050 ℃, and the time of feeding was 40 minutes. The secondary firing was performed in an air atmosphere.

<실험예 3><Experimental Example 3>

세라믹 바닥타일의 소지층을 제조하기 위해 소지 원료로서 석회석 12중량%, 점토 23중량%, 도석 42중량%, 납석 13중량% 및 카올린 10중량%를 배합하고, 금속몰드에 장입한 후, 250kgf/㎠의 압력으로 일축 가압성형하여 디스크 형태의 성형 시편을 제조하였다. 상기 성형 시편은 지름 30mm 크기로 제조하였다. 성형 시편을 1차 소성하였다. 송차 방식으로 로(furnace)를 지나가게 하는 신속 소성 공정으로 1차 소성을 수행하였다. 1차 소성의 최고 온도는 1150℃ 였고, 송차 시간은 50분으로 하였다. 상기 1차 소성은 공기(air) 분위기에서 실시하였다. In order to manufacture the base layer of ceramic floor tiles, 12 wt% of limestone, 23 wt% of clay, 42 wt% of ceramics, 13 wt% of pyrophyllite and 10 wt% of kaolin are blended as raw materials, and after loading into a metal mold, 250 kgf/ A disk-shaped molded specimen was prepared by uniaxial pressing under a pressure of cm 2 . The molded specimen was prepared to have a diameter of 30 mm. The molded specimen was first fired. The primary firing was performed in a rapid firing process in which a furnace was passed in a car-carriing manner. The maximum temperature of the primary firing was 1150° C., and the time of feeding was 50 minutes. The primary firing was performed in an air atmosphere.

엔고베층을 형성하기 위해 유리 프릿 60중량%, 장석 5중량%, 규석 17중량%, 카올린 15중량% 및 지르콘 3중량%를 원료로 준비하였다. 볼밀(ball mill) 용기에 10mm의 알루미나 볼(alumina ball)을 넣고, 상기 엔고베층 형성을 위한 원료와 증류수(Deionized water)를 장입한 후, 300rpm으로 24시간 동안 볼밀링(ball milling)하여 습식 혼합한 후, 기포 제거를 위하여 상온에서 3시간 동안 숙성하여(방치하여) 엔고베 조성물을 형성하였다. 상기 엔고베 조성물은 고형분이 60%를 이루도록 상기 증류수와 배합하여 형성하였다. 벨시유를 이용하여 상기 1차 소성된 시편 위에 상기 엔고베 조성물을 시유하고 6시간 동안 건조하였다. In order to form the engobe layer, 60 wt% of glass frit, 5 wt% of feldspar, 17 wt% of silica, 15 wt% of kaolin and 3 wt% of zircon were prepared as raw materials. A 10 mm alumina ball is put in a ball mill container, and the raw material for forming the engobe layer and deionized water are charged, and then ball milling at 300 rpm for 24 hours to wet mixing. After that, the engobe composition was formed by aging (leaving it) for 3 hours at room temperature to remove air bubbles. The engobe composition was formed by mixing with the distilled water to form a solid content of 60%. The Ngobe composition was lubricated on the first calcined specimen using Belsee oil and dried for 6 hours.

엔고베층 상부에 유약층을 형성하기 위해 유약 원료로 표 1에 나타낸 조성의 유리 프릿 90중량%, 카올린 5중량% 및 Nd2O3 분말 5중량%를 혼합하여 유약 조성물을 제조하였다. 상기 Nd2O3 분말은 평균 입경이 2.6㎛인 것을 사용하였다. 볼밀(ball mill) 용기에 10mm의 알루미나 볼(alumina ball)을 넣고, 고형분(프릿, 카올린 및 CeO2 분말)이 60중량%를 이루도록 상기 유약 원료와 증류수(Deionized water)를 장입한 후, 300rpm으로 24시간 동안 볼밀링(ball milling)하여 습식 혼합한 후, 기포 제거를 위하여 상온에서 3시간 동안 숙성하여(방치하여) 상기 유약 조성물을 형성하였다.A glaze composition was prepared by mixing 90% by weight of glass frit having the composition shown in Table 1, 5% by weight of kaolin, and 5% by weight of Nd 2 O 3 powder as glaze raw materials to form a glaze layer on top of the engobe layer. As the Nd 2 O 3 powder, an average particle diameter of 2.6 μm was used. Put an alumina ball of 10 mm in a ball mill container, and charge the glaze raw material and deionized water so that the solid content (frit, kaolin and CeO 2 powder) is 60% by weight, then at 300rpm After wet mixing by ball milling for 24 hours, the glaze composition was formed by aging (leaving it alone) at room temperature for 3 hours to remove air bubbles.

상기 유약 조성물을 엔고베 조성물이 도포된 표면에 스프레이 시유하고 6시간 동안 건조하였다. 유약 조성물의 스프레이 시유 시간 및 횟수를 조절하여 유약층의 두께를 제어하였다.The glaze composition was spray-applied on the surface to which the Engobe composition was applied and dried for 6 hours. The thickness of the glaze layer was controlled by controlling the time and frequency of spray application of the glaze composition.

유약 조성물이 시유된 결과물에 대하여 2차 소성을 진행하여 도자타일을 수득하였다. 유약 조성물이 시유된 결과물이 송차 방식으로 로(furnace)를 지나가게 하는 신속 소성 공정을 수행하여 도자타일을 수득하였다. 2차 소성의 최고 온도는 1050℃ 였고, 송차 시간은 40분으로 하였다. 상기 2차 소성은 공기(air) 분위기에서 실시하였다. Secondary firing was performed on the resultant glaze composition applied to obtain ceramic tiles. A porcelain tile was obtained by performing a rapid firing process in which the resultant glaze composition was applied through a furnace in a car-carrier manner. The maximum temperature of the secondary firing was 1050 ℃, and the time of feeding was 40 minutes. The secondary firing was performed in an air atmosphere.

실험예 1 내지 실험예 3에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대하여 접촉각을 측정하여 아래의 표 2에 나타내었다. 유약 조성물의 시유 시간과 횟수를 조절하여 2차 소성 후 유약층의 두께가 100∼150㎛ 정도로 한 경우이다. The contact angles of the glaze layers of the ceramic tiles prepared according to Experimental Examples 1 to 3 were measured, and are shown in Table 2 below. This is the case in which the thickness of the glaze layer after secondary firing is about 100 to 150 μm by controlling the time and number of glazing of the glaze composition.

실험예 2
(CeO2 첨가)
Experimental Example 2
(Added CeO 2)
실험예 3
(Nd2O3 첨가)
Experimental Example 3
(Nd 2 O 3 added)
실험예 1
Experimental Example 1
접촉각 (O)contact angle ( O ) 106.5106.5 104.2104.2 32.432.4

도 2는 실험예 2에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대한 접촉각 특성을 보여주는 사진이고, 도 3은 실험예 3에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대한 접촉각 특성을 보여주는 사진이며, 도 4는 실험예 1에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대한 접촉각 특성을 보여주는 사진이다.2 is a photograph showing the contact angle characteristics of the ceramic tile prepared according to Experimental Example 2 with respect to the glaze layer, FIG. 3 is a photograph showing the contact angle characteristics of the ceramic tile prepared according to Experimental Example 3 with respect to the glaze layer, and FIG. 4 is a photograph showing the contact angle characteristics of the glaze layer of the ceramic tile prepared according to Experimental Example 1.

표 2, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 실험예 1에 따라 CeO2 분말이나 Nd2O3 분말이 첨가되지 않고 유리 프릿과 카올린만을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층을 형성한 경우에는 접촉각이 32.4°로서 매우 낮은 값을 나타내었다. 실험예 2에 따라 유리 프릿 및 카올린과 함께 CeO2 분말을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층을 형성한 경우에는 접촉각이 106.5°로서 매우 높은 값을 나타내었다. 또한, 실험예 3에 따라 유리 프릿 및 카올린과 함께 Nd2O3 분말을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층을 형성한 경우에도 접촉각이 104.2°로서 매우 높은 값을 나타내었다.Referring to Table 2 and FIGS. 2 to 4, according to Experimental Example 1, when the glaze layer was formed using a glaze composition in which no CeO 2 powder or Nd 2 O 3 powder was added and only glass frit and kaolin were mixed, the contact angle This was a very low value as 32.4°. According to Experimental Example 2, when the glaze layer was formed using a glaze composition in which CeO 2 powder was mixed with glass frit and kaolin, the contact angle was 106.5°, which was very high. In addition, even when the glaze layer was formed using a glaze composition in which Nd 2 O 3 powder was mixed with glass frit and kaolin according to Experimental Example 3, the contact angle was 104.2°, indicating a very high value.

실험예 1 내지 실험예 3에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대하여 경도, 광택도 및 거칠기를 측정하여 아래의 표 3에 나타내었다. 유약 조성물의 시유 시간과 횟수를 조절하여 2차 소성 후 유약층의 두께가 100∼150㎛ 정도로 한 경우이다. The hardness, glossiness, and roughness of the glazed layers of the ceramic tiles prepared according to Experimental Examples 1 to 3 were measured and shown in Table 3 below. This is the case in which the thickness of the glaze layer after secondary firing is about 100 to 150 μm by controlling the time and number of glazing of the glaze composition.

실험예 2
(CeO2 첨가)
Experimental Example 2
(Added CeO2)
실험예 3
(Nd2O3 첨가)
Experimental Example 3
(Added Nd2O3)
실험예 1
Experimental Example 1
경도
(GPa)
Hardness
(GPa)
7.917.91 7.227.22 4.204.20
광택도(GU60)Glossiness (GU60) 45.2545.25 43.0843.08 45.0145.01 거칠기(mm)Roughness (mm) 0.1360.136 0.1480.148 0.1400.140

표 3을 참조하면, 실험예 1에 따라 CeO2 분말이나 Nd2O3 분말이 첨가되지 않고 유리 프릿과 카올린만을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층을 형성한 경우에는 경도가 4.20GPa로서 낮은 값을 나타내었다. 실험예 2에 따라 유리 프릿 및 카올린과 함께 CeO2 분말을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층을 형성한 경우에는 경도가 7.91GPa로서 매우 높은 값을 나타내었다. 또한, 실험예 3에 따라 유리 프릿 및 카올린과 함께 Nd2O3 분말을 혼합한 유약 조성물을 사용하여 유약층을 형성한 경우에도 경도가 7.22GPa로서 매우 높은 값을 나타내었다.Referring to Table 3, when the glaze layer was formed using a glaze composition in which only glass frit and kaolin were mixed without adding CeO 2 powder or Nd 2 O 3 powder according to Experimental Example 1, the hardness was 4.20 GPa, which was a low value. was shown. According to Experimental Example 2, when the glaze layer was formed using a glaze composition in which CeO 2 powder was mixed with glass frit and kaolin, the hardness was 7.91 GPa, which was very high. In addition, even when the glaze layer was formed using the glaze composition in which Nd 2 O 3 powder was mixed with glass frit and kaolin according to Experimental Example 3, the hardness was 7.22 GPa, which was very high.

실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3에 따라 제조된 도자타일의 유약층에 대한 광택도와 거칠기는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. It was found that there was no significant difference in glossiness and roughness of the glaze layers of the ceramic tiles prepared according to Experimental Examples 1, 2 and 3, respectively.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those skilled in the art.

110: 소지층
120: 엔고베층
130: 유약층
110: possession layer
120: Enkobe layer
130: glaze layer

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 성형되어 1차 소성된 소지층 상부에 엔고베층을 형성하는 단계;
상기 엔고베층 상부에 유약 조성물을 시유하고 건조하여 유약층을 형성하는 단계; 및
상기 유약층이 형성된 결과물을 2차 소성하는 단계를 포함하며,
상기 유약 조성물은,
세리아(CeO2) 분말 0.1∼10중량%, 유리 프릿 분말 88∼98중량% 및 카올린 분말 1∼10중량%를 포함하는 유약 원료를 포함하며,
상기 카올린 분말은 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말로 이루어지고,
상기 Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말은,
제1 용매에 카올린(Kaolin) 원료분말과 산(acid)을 첨가하여 pH 0.1∼2.5 사이로 조절하여 카올린 혼합용액을 형성하는 단계;
금속 전구체를 제2 용매에 녹여 금속 전구체 혼합용액을 형성하는 단계;
상기 금속 전구체 혼합용액과 상기 카올린 혼합용액을 혼합하고, 염기성 물질을 첨가하여 pH 4.0 ∼ 8.0 사이로 조절하여 금속 전구체-카올린 혼합용액을 형성하는 단계;
상기 금속 전구체-카올린 혼합용액을 증발기(Evaporator)를 이용하여 용매를 제거하고 세척하여 분말(powders) 수득하는 단계;
세척된 분말(Powders)를 건조하는 단계; 및
건조된 분말에 대하여 환원 가스 분위기에서 열처리하여 금속 나노입자가 담지된 카올린 분말을 수득하는 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 도자타일의 제조방법.
forming an engobe layer on the formed and primary fired base layer;
forming a glaze layer by applying and drying a glaze composition on the engobe layer; and
Secondary firing the resultant glaze layer is formed,
The glaze composition comprises:
Ceria (CeO 2 ) comprising 0.1 to 10% by weight of powder, 88 to 98% by weight of glass frit powder, and 1 to 10% by weight of kaolin powder;
The kaolin powder consists of a kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported,
The kaolin powder on which one or more metal nanoparticles selected from the group consisting of Cu and Ni are supported,
forming a kaolin mixed solution by adding kaolin raw material powder and acid to the first solvent to adjust the pH to between 0.1 and 2.5;
dissolving a metal precursor in a second solvent to form a metal precursor mixed solution;
forming a metal precursor-kaolin mixed solution by mixing the metal precursor mixed solution and the kaolin mixed solution, and adjusting the pH between 4.0 and 8.0 by adding a basic material;
removing the solvent and washing the metal precursor-kaolin mixed solution using an evaporator to obtain powders;
drying the washed powders; and
A method of manufacturing a porcelain tile, characterized in that the dried powder is heat-treated in a reducing gas atmosphere to obtain a kaolin powder on which metal nanoparticles are supported.
제5항에 있어서, 상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Zn 분말 0.01∼10중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도자타일의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the glaze composition further comprises 0.01 to 10 parts by weight of Zn powder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.
제5항에 있어서, 상기 유약 조성물은 상기 유약 원료 100중량부에 대하여 Cu 나노분말이 코팅된 Ni 분말 0.01∼10중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도자타일의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the glaze composition further comprises 0.01 to 10 parts by weight of Ni powder coated with Cu nanopowder based on 100 parts by weight of the glaze raw material.
삭제delete 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 금속 전구체는 Cu 질산염(Cu nitrate), Cu 황산염(Cu sulfate), Ni 질산염(Ni nitrate) 및 Ni 황산염(Ni sulfate)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 도자타일의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the metal precursor comprises at least one salt selected from the group consisting of Cu nitrate, Cu sulfate, Ni nitrate, and Ni sulfate. A method of manufacturing a ceramic tile, characterized in that
제5항에 있어서, 상기 금속 전구체가 상기 카올린 원료분말 100중량부에 대하여 5∼20중량부를 이루도록 상기 Cu 전구체 혼합용액을 상기 카올린 혼합용액에 혼합하는 것을 특징으로 하는 도자타일의 제조방법.The method according to claim 5, wherein the Cu precursor mixed solution is mixed with the kaolin mixed solution so that the metal precursor comprises 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the kaolin raw material powder.
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