KR102404242B1

KR102404242B1 - 일라이트를 이용한 요업제품의 제조방법

Info

Publication number: KR102404242B1
Application number: KR1020220010978A
Authority: KR
Inventors: 김경동
Original assignee: (주)메덱스
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2022-06-02

Abstract

일라이트를 이용한 요업제품 및 이의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일라이트를 이용한 항균, 공기 정화 및 수질 정화 기능을 갖는 요업제품의 제조방법은, 요업제품의 성형물 표면에 도포하는 유약을 포함하고, 유약은 유약 원료, 천연인산광물 나노 파우더, 이산화티탄 아나타제 분산 결정액 및 일라이트 분말을 포함하고, 유약 원료는 장석, 규석, 석회석 및 카오린의 금속재료와 산화물인 규산 지르콘, 아연화, 프리트를 포함하고, 천연인산광물 나노 파우더는 마그네슘(Mg), 붕소(B), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 알루미늄(Al), 인(P), 칼슘(Ca), 철(Fe), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 란탄(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd) 및 토륨(Th)을 포함하고, 일라이트 분말은 일라이트를 건조한 후 분쇄날을 갖는 제1 분쇄 장치에 의해 1차로 분쇄한 이후 한 쌍의 가압 롤러를 갖는 제2 분쇄 장치에 의해 2차로 분쇄되어 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

일라이트를 이용한 요업제품의 제조방법{CERAMIC PRODUCT AND ITS MANUFACTURING METHOD USING ILLITE}

본 발명은, 요업제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일라이트를 이용한요업제품에 관한 것이다.

점토나 비금속 무기재료를 원료로 열처리공정을 거쳐 도자기·벽돌·기와 등 생활에 필요한 물품을 만드는 제조업이다.

요업은 고전요업과 신요업으로 분류할 수 있다. 고전요업이란 천연자원에서 얻어지는 암석 및 점토 등을 기본원료로 한 비금속광물 자원과 여러 가지 산화물인 규산염을 결합하여 만든 성형체를 전통적인 방법에 의거, 고온에서 소결(燒結)시키거나 이들을 고온에서 용융(鎔融)한 다음 성형화하는 제조업을 뜻한다.

이의 대표적인 것은 도자기, 유리, 법랑, 보온기재 및 단열재와 같은 내화물, 석회 및 석고 등 시멘트, 연마재, 점토제품, 탄소제품 및 비금속 발열체 등이다.

한편, 요업에 관련된 제품이 구성하는 물질이 규산(SiO₂)을 주원료로 하고 있기 때문에 요업을 규산염공업이라고도 한다. 이들은 규산염이 뜻하듯이 산화규소가 주가 되어 있다. 신요업 또는 정밀요업이란 고순도의 원료 또는 이에 적당한 첨가물을 넣은 원료를 사용하여 잘 제어된 과정을 거쳐 그 미세구조를 제어함으로써 만든 고도의 기능을 가진 세라믹(ceramics)이라고 할 수 있다.

좁은 의미에서의 요업 제품은 옛날에는 모두 사기(沙器)라 하였다. 사기는 현재의 도자기를 말하는 것으로 도기(陶器)는 흡수율이 있는 것, 자기(瓷器, 磁器)는 흡수율이 없고 투광성이 있는 것을 말한다. 그리고 이 두 가지는 대개 유약(釉藥)이 입혀져 있다. 유약이란 함은 태토(胎土) 위에 입힌 유리를 말한다.

자기와 유사한 것에 석기가 있는데, 이것은 흡수율이 없고 투광성이 없는 것을 말하며, 고려청자나 조선백자는 투광성이 없기 때문에 엄밀히 말해서 모두 석기에 속한다. 토기라 함은 저온에서 소성(燒成)하여 흡수율이 많고 유약을 입히지 않은 것이 대부분이다.

일반적으로 사기라고 하면 우리 나라에서는 예로부터 자기와 도기를 총칭해서 사용한 도자기를 가리켰다. 고려 이래 도자류를 청자·백자·녹자·청화자기(靑花磁器)·화사기·화자기·청화자기(靑華磁器) 등으로 필요에 따라 세분하여 사용한 예도 있지만, 대체로 이를 구분하지 않고 자기·사기·도기 등으로 표기한 예가 많다.

사옹원(司饔院)에서 관장하는 관요(官窯)에서 번조(燔造)하는 모든 도자기를 거의 사기라고 하였고, 자기라는 용어가 약간 보일 뿐이다. 그리고 대개는 자기는 백자를, 도기는 분청사기를, 옹기는 김칫독과 같은 옹기와 질그릇을 지칭한 것으로 생각된다.

한편, 유리는 성분상으로 규산염유리·붕산염유리·인산염유리로 3대별하고 있으나, 제품상으로는 판유리·병유리·의료용유리·장식용유리·조명용유리·건축용유리·광학용유리·유리섬유 등으로 나눌 수 있다. 또, 법랑은 금속 표면에 특수한 유리를 엷게 입혀서 구운 것으로, 특히 동이나 금 또는 은판에 유리를 입힌 것은 칠보라 하고 기타는 법랑이라 한다. 그 밖에 기와·벽돌·시멘트 등의 제조도 전통요업에 속한다.

신요업 또는 정밀요업은 기능별로 전자기·기계·광학·열·생화학 및 핵 관련 분야로 나눌 수 있다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국등록특허공보 제10-0204204호(김장원) 1999. 03. 26.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 일라이트를 이용한 요업제품을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 요업제품의 성형물 표면에 도포하는 유약을 포함하고, 상기 유약은 유약 원료, 천연인산광물 나노 파우더, 이산화티탄 아나타제 분산 결정액 및 일라이트 분말을 포함하고, 상기 유약 원료는 장석, 규석, 석회석 및 카오린의 금속재료와 산화물인 규산 지르콘, 아연화, 프리트를 포함하고, 상기 천연인산광물 나노 파우더는 마그네슘(Mg), 붕소(B), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 알루미늄(Al), 인(P), 칼슘(Ca), 철(Fe), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 란탄(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd) 및 토륨(Th)을 포함하고, 상기 일라이트 분말은 일라이트를 건조한 후 분쇄날을 갖는 제1 분쇄 장치에 의해 1차로 분쇄한 이후 한 쌍의 가압 롤러를 갖는 제2 분쇄 장치에 의해 2차로 분쇄되어 마련되는 요업제품의 제조 방법이 제공될 수 있다.

상기 일라이트의 건조는 실외에서 2 내지 3일 동안 건조된 후 건조 장치에 의해 추가적으로 건조가 이루어지고, 상기 건조 장치는, 투입구와 배출구가 마련된 베이스 챔버; 외기를 상기 베이스 챔버의 내부로 공급하는 외기 공급 라인에 마련되어 상기 베이스 챔버로 유입되는 공기를 가열시키는 가열부; 상기 베이스 챔버의 내부에 마련되어 상기 투입구를 통해서 유입되는 일라이트를 분쇄하는 분쇄부; 및 상기 베이스 챔버에서 건조된 상기 일라이트를 상기 베이스 챔버의 외부로 배출시키는 배출부를 포함하고, 상기 가열부는, 상기 외기 공급 라인에 마련되어 외기를 상기 외기 공급 라인으로 유입시키는 제1 흡입구; 상기 외기 공급 라인에 마련되어 상기 제1 흡입구를 통해 유입되는 공기를 상기 베이스 챔버의 내부로 공급시키는 제1 블로워; 및 상기 외기 공급 라인에 마련되어 상기 제1 블로워를 통해서 공급되는 공기를 가열시키는 가열 히터를 포함하고, 상기 분쇄부는, 상기 베이스 챔버의 내벽에 브래킷에 의해 연결되는 제1 구동 모터; 및 상기 제1 구동 모터에 연결되어 회전되며 상기 투입구를 통해서 유입되는 일라이트를 분쇄시키는 분쇄팬을 포함하고, 상기 분쇄부는 상기 투입구와 동일 선상에 마련되며 한 쌍이 상기 베이스 챔버의 높이 방향으로 이격 마련되고, 상기 제1 분쇄 장치는, 상기 건조 장치에서 건조 및 분쇄된 일라이트가 투입도는 제1 바디; 상기 제1 바디의 일측부에 마련되는 하우징; 상기 하우징에 결합되는 제2 구동 모터; 상기 제2 구동 모터에 연결되어 회전되는 회전축; 상기 회전축에 마련되어 상기 제1 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 1차적으로 분쇄하는 복수의 제1 분쇄 날개; 및 상기 회전축의 하단부에 마련되어 상기 제1 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 2차적으로 분쇄하는 복수의 제2 분쇄 날개를 포함하고, 상기 복수의 제1 분쇄 날개는 상기 회전축에 수직됨과 아울러 일정 간격을 두고 다단으로 마련되고, 상기 복수의 제2 분쇄 날개는 하방으로 경사지게 마련되고, 상기 제2 분쇄 장치는, 상기 제1 분쇄 장치에서 분쇄된 일라이트가 투입되는 제2 바디; 상기 제2 바디의 내부에 회전되게 마련되어 상기 제2 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 분쇄하는 한 쌍의 롤 부재; 상기 한 쌍의 롤 부재의 상부에 배치되도록 상기 제2 바디에 마련되어 상기 제2 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 상기 한 쌍의 롤 부재로 안내하는 유입 가이드; 및 상기 한 쌍의 롤 부재의 하부에 배치되도록 상기 제2 바디에 마련되어 상기 한 쌍의 롤 부재에 의해 분쇄된 상기 일라이트를 상기 제2 바디의 내부로 배출되도록 가이드하는 배출 가이드를 포함하는 요업제품의 제조 방법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 요업 제품으로서, 전술한 제조 방법에 의해 제조되는 요업제품이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 유약이 유약 원료, 천연인산광물 나노 파우더, 이산화티탄 아나타제 분산 결정액 및 일라이트 분말을 포함하고, 일라이트 분말은 일라이트를 건조한 후 분쇄날을 갖는 제1 분쇄 장치에 의해 1차로 분쇄한 이후 한 쌍의 가압 롤러를 갖는 제2 분쇄 장치에 의해 2차로 분쇄되어 마련될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일라이트를 이용한 요업제품의 제조방법에 사용되는 건조 장치와 분쇄 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 일라이트를 이용한 요업제품의 제조방법은, 요업제품의 성형물 표면에 도포하는 유약을 포함하고, 유약은 유약 원료, 천연인산광물 나노 파우더, 이산화티탄 아나타제 분산 결정액 및 일라이트 분말을 구비한다.

본 실시 예에서 유약 원료는 42 내지 55중량%, 천연인산광물 나노 파우더는 8 내지 10중량%, 이산화티탄 아나타제 분산 결정액은 20 내지 30중량%, 일라이트 분말은 15 내지 20중량%를 포함할 수 있다.

유약 원료는 장석(35~40중량%), 규석(22~25중량%), 석회석(12~15중량%) 및 카오린(12~15중량%)의 금속재료와 산화물인 규산 지르콘(10중량%), 아연화(3중량%), 프리트(3중량%)를 포함하는 구성이고, 천연인산광물 나노 파우더는 마그네슘(magnesium;Mg), 붕소(boron;B), 게르마늄(germanium;Ge), 규소(silicon;Si), 알루미늄(Aluminum;Al), 인(phosphorus;P), 칼슘(calcium;Ca), 철(ferrum;Fe), 이트륨(yttrium;Y), 지르코늄(Zirconium;Zr), 란탄(Lanthanum;La), 세륨(Cerium;Ce), 네오디뮴(Neodymium;Nd) 및 토륨(Thorium;Th)을 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예는 전술한 구성에 이산화티탄 아나타제 분산 결정액을 더 포함하며, 전술한 유약 중 천연인산광물 나노 파우더는 8 내지 10중량%를 포함하고, 이산화티탄 아나타제 분산 결정액은 20 내지 30중량%를 포함할 수 있다.

나아가, 유약 원료에 포함된 이산화티탄 아나타제 분산 결정액의 입자크기는 평균 5nm 이하를 유지할 수 있다.

본 실시 예는 제품 표면에 완전 무기질의 고밀도 세라믹 도막이 입혀지고, 미끄럼성이 좋은 친수성으로 부유물의 분리작용이 뛰어나 장식용이나 생활 도자기류의 제품 표면이 항상 깨끗하게 유지될 수 있다.

특히, 본 실시 예는 일라이트 분말을 15 내지 20중량% 포함할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 요업제품의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 실시예는 실내 장식용외, 건자재 및 생활 요업제품을 제공하는 것으로서, 요업 제품의 성형물 표면에 천연인산광물과 일라이트 분말을 기존 유약 원료와 혼합하여 제조한 유약을 요업제품의 표면에 도포하여 고밀도 세라믹 도막을 형성할 수 있다.

전술한 유약 원료라 함은 장석(35~40중량%), 규석(22~25중량%), 석회석(12~15중량%) 및 카오린(12~15중량%)의 금속재료와, 산화물인 규산 지르콘(10중량%), 아연화(3중량%) 및 프리트(3중량%) 등을 포함할 수 있다.

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천연인산광물의 성분구성은 마그네슘(magnesium;Mg), 붕소(boron;B), 게르마늄(germanium;Ge), 규소(Si), 알루미늄(Al), 인(P), 칼슘(Ca), 철(Fe), 이트륨(yttrium;Y), 지르코늄(zirconium;Zr), 란탄(lanthanum;La), 세륨(cerium;Ce), 네오디뮴(neodymium;Nd), 토륨(thorium;Th)이 주성분을 이루고, 그 외 다수의 미량원소를 포함할 수 있다.

이러한 천연인산광물은 위의 유약 원료들과의 혼합이 용이하도록 나노(nano) 크기의 미세한 입자로 제공될 수 있고, 분말인 파우더(powder) 형태로 제공될 수 있다.

또한, 본 실시예는 요업제품의 표면에 고밀도 세라믹 도막을 형성하는 유약 성분에 산화물 반도체인 액상의 이산화티탄(TiO2)을 추가할 수 있다. 이산화티탄(산화티탄; TiO2)은 천연으로는 광물로서 존재하며 구조가 다른 3개의 변종이 알려져 있는데. 고온에서 안정한 형을 루틸형, 저온에서 안정한 형을 예추형, 중간온도에서 안정한 형을 브루카이형이라고 한다.

루틸형의 것은 각종 무기산·유기산·알칼리·가스 등에 침식되지 않으며, 열에 대해서도 1,800℃ 까지 용해하지 않는다. 금속티탄을 공기속에서 강열하면 생기는데, 공업적으로는 일메나이트 등의 광물을 분쇄·건조시켜 진한 황산을 가하고, 여과액에 쇠부스러기를 가하여 위에 뜬 액체를 냉각시킨 후 물을 가해서 침전시켜 800∼900℃에서 배소하여 얻는다.

이산화티탄(TiO2)은 내산성과 내알카리성이 좋고 인체에 무해한 산화물로서, 내산(耐酸)·내알칼리 도료, 은폐력이 강한 백색 안료, 인조견·스테이플파이버·화학섬유 등의 광택을 없애는데 사용되며, 무해하므로 특히 화장품이나 그림물감, 크레파스, 완구의 도료, 페인트나 잉크의 원료, 그리고 식품의 포장용지 등에 사용된다. 또한, 금속제품의 연마, 유기 티탄화합물의 원료, 티탄콘덴서, 치과용 재료 외에, 비누, 날염 및 인조피혁 등에도 사용되며, 흙의 성분 중에도 소량의 이산화티탄(TiO2)이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.

본 실시예에서 이산화티탄(TiO2)은 나노 크기의 미세한 입자로 이루어지며, 특히 바람직하게는 이산화티탄 아나타제(TiO2Anatase) 분산 결정액으로 제공된다. 이산화티탄 아나타제(TiO2 Anatase)는 환원력이 -10 eV 이상, 산화력이 약 30eV 이상의 고환원성 및 고산화성을 가지는 광촉매제로서, 태양광이나 형광등 등의 광원에서 나오는 빛 에너지와 접촉하여 공기중의 수분과 산소에 의해 요업제품의 표면에 강력한 산화 분해력을 발생시킴으로써 유기물질 등의 부착오염물을 효율적으로 분해하고, 각종 세균을 죽이는 살균 및 항균기능과 유해물질의 악취를 제거하는데 탁월한 효과를 제공한다. 잘 알려진 바와 같이, 광촉매는 빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질로서, 그의 기능으로는 자체 정화(Self-cleaning)작용, 김서림과 같은 흐림방지 작용, 탈취 및 항균작용, 오염된 유기물을 분해하는 초친수성, 자외선 차단작용 등이 있으며, 이러한 광촉매 중 특히 이산화티탄 아나타제(TiO2 Anatase)는 광여기 반응을 일으키는데 필요한 에너지가 3875㎚(이론적인 값) 정도로 태양광으로부터 충분한 에너지를 받을 수 있고 화학적으로 안정되며 광활성이 우수하고 인체에 무해한 점 등 그 물성이 뛰어나다.

광촉매인 이산화티탄 아나타제(TiO2 Anatase) 분산 결정액은 발암물질의 하나로서 아토피 피부염 등을 유발할 수 있는 포름알데히드나, 두통·구토·중추신경계 장애 등을 유발하는 총휘발성 유기화합물에 대한 분해효과가 뛰어나서 새집증후군을 예방하기 위한 기술로도 적용되는 등 산업 전분야에 걸쳐 매우 유용하게 이용되고 있다.

또한, 본 실시예에서 이산화티탄 아나타제(TiO2 Anatase)는 나노크기의 미세한 입자로 구성되며, 특히 바람직하게는 전술한 바와 같은 액상의 분산 결정액으로 상기 유약 원료, 천연인산광물 나노 파우더 및 일라이트 분말과 혼합된다.

본 실시예에 따른 요업제품의 제조방법을 공정별로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유약 혼합물을 제조한다. 유약 혼합물은 각종 유약 원료에 이산화티탄 아나타제 분산 결정액과 천연인산광물 나노 파우더와 일라이트 분말을 혼합하여 물 용량 대비 4:6의 비율로 혼합하여 형성한다. 여기서, 유약을 구성하는 성분들의 상태를 보다 자세히 설명하면, 기존의 유약 원료인 장석(형틀 구조, 35~40중량%), 규석(뼈대 역할, 22~25중량%), 석회석(굳힘 역할, 12~15중량%), 카오린(점도를 높임, 12~15중량%) 등의 금속재료와 산화물인 규산 지르콘(백색도를 높임, 10중량%), 아연화(소성시 녹는점 강화, 3중량%), 프리트(광택 강화, 3 중량%) 및 기타 산화물을 첨가한 혼합 분말을 기본으로 하고, 여기에 이산화티탄 아나타제(TiO2 Anatase) 분산 결정액과 천연인산광물 나노 파우더와 일라이트 분말을 첨가하여 구성하게 된다.

여기서, 일라이트는, 도 1에 도시된 건조 장치(100)와 제1 분쇄 장치(200)와 제2 분쇄 장치(300)를 통해 일라이트 분말로 마련될 수 있다.

건조 장치(100)는, 점토 재질인 일라이트의 분쇄가 용이하도록 건조하는 것으로서, 일라이트는 건조 장치(100)에 투입되기 전에 실외에서 2 내지 3일 동안 먼저 건조될 수 있다.

본 실시 예에서 건조 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일라이트가 투입되는 투입구(111)와 건조 및 분쇄된 일라이트가 배출되는 배출구(112)가 마련된 베이스 챔버(110)와, 외기를 베이스 챔버(110)의 내부로 공급하는 외기 공급 라인에 마련되어 베이스 챔버(110)로 유입되는 공기를 가열시키는 가열부(120)와, 베이스 챔버(110)의 내부에 마련되어 투입구(111)를 통해서 유입되는 일라이트를 분쇄하는 분쇄부(130)와, 베이스 챔버(110)에서 건조된 일라이트를 베이스 챔버(110)의 외부로 배출시키는 배출부(140)를 포함한다.

건조 장치(100)의 가열부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외기 공급 라인에 마련되어 외기를 외기 공급 라인으로 유입시키는 제1 흡입구(121)와, 외기 공급 라인에 마련되어 제1 흡입구(121)를 통해 유입되는 공기를 베이스 챔버(110)의 내부로 공급시키는 제1 블로워(122)와, 외기 공급 라인에 마련되어 제1 블로워(122)를 통해서 공급되는 공기를 가열시키는 가열 히터(123)를 포함할 수 있다.

건조 장치(100)의 분쇄부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 챔버(110)의 내벽에 브래킷에 의해 연결되는 제1 구동 모터(131)와, 제1 구동 모터(131)에 연결되어 회전되며 투입구(111)를 통해서 유입되는 일라이트를 분쇄시키는 분쇄팬(132)을 포함한다.

본 실시 예에서 분쇄부(130)는 투입구(111)와 동일 선상에 마련되며 한 쌍이 베이스 챔버(110)의 높이 방향으로 이격 마련되어 투입구(111)를 통해서 유입되는 일라이트를 분쇄팬(132)에 의해 분쇄할 수 있다. 이 경우 일라이트의 투입과 동시에 분쇄할 수 있는 이점이 있다.

건조 장치(100)의 배출부(140)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외기를 베이스 챔버(110)의 하부로 유입시키는 외기 흡입 라인에 마련되는 제2 흡입구(141)와, 외기 흡입 라인에 마련되어 제2 흡입구(141)로 유입되는 외기를 베이스 챔버(110)의 내부로 유입시켜 베이스 챔버(110)의 내부에 있는 일라이트를 배출구(112)로 배출시키는 제2 블로워(142)와, 배출구(112)에 마련되어 배출구(112)를 개폐시키는 개폐 밸브(143)를 포함한다.

제1 분쇄 장치(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 건조 장치(100)에서 건조 및 분쇄된 일라이트가 투입도는 제1 바디(210)와, 제1 바디(210)의 일측부에 마련되는 하우징(220)과, 하우징(220)에 결합되는 제2 구동 모터(230)와, 제2 구동 모터(230)에 연결되어 회전되는 회전축(240)과, 회전축(240)에 마련되어 제1 바디(210)의 내부로 투입되는 일라이트를 1차적으로 분쇄하는 복수의 제1 분쇄 날개(250)와, 회전축(240)의 하단부에 마련되어 제1 바디(210)의 내부로 투입되는 일라이트를 2차적으로 분쇄하는 복수의 제2 분쇄 날개(260)를 포함한다.

본 실시 예에서 복수의 제1 분쇄 날개(250)는 회전축(240)에 수직됨과 아울러 일정 간격을 두고 다단으로 마련되어 제1 바디(210)의 내부로 투입되어 제1 바디(210)의 바닥 방향으로 떨어지는 일라이트를 1차적으로 분쇄할 수 있다. 또한, 제1 바디(210)의 내부에 일라이트가 쌓이는 경우 복수의 제1 분쇄 날개(250)는 회전축(240)과 같이 회전하면서 일라이트를 분쇄할 수 있다.

본 실시 예에서 복수의 제2 분쇄 날개(260)는 하방으로 경사지게 마련되어 제1 바디(210)의 중앙부에 있는 일라이트를 분쇄함과 아울러 일라이트를 제1 바디(210)의 내벽 가장자리의 방향으로 밀어낼 수도 있다.

그리고, 본 실시 예에서 제2 분쇄 장치(300)에 의해 분쇄된 일라이트는 공지된 이송 수단 예를 들어 컨베이어 벨트를 통해 제2 분쇄 장치(300)로 공급될 수 있다.

제2 분쇄 장치(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 분쇄 장치(200)에서 분쇄된 일라이트가 투입되는 제2 바디(310)와, 제2 바디(310)의 내부에 회전되게 마련되어 제2 바디(310)의 내부로 투입되는 일라이트를 분쇄하는 한 쌍의 롤 부재(320)와, 한 쌍의 롤 부재(320)의 상부에 배치되도록 제2 바디(310)에 마련되어 제2 바디(310)의 내부로 투입되는 일라이트를 한 쌍의 롤 부재(320)로 안내하는 유입 가이드(330)와, 한 쌍의 롤 부재(320)의 하부에 배치되도록 제2 바디(310)에 마련되어 한 쌍의 롤 부재(320)에 의해 분쇄된 일라이트를 제2 바디(310)의 내부로 배출되도록 가이드하는 배출 가이드(340)를 포함한다.

본 실시 예에서 유입 가이드(330)와 배출 가이드(340)는 채널이나 배관 형태로 마련되어 제2 바디(310)의 내부로 투입되는 일라이트를 비산시키지 않고 한 쌍의 롤 부재(320)로 가이드할 수 있고, 한 쌍의 롤 부재(320)에서 분쇄된 일라이트 분말을 손실없이 제2 바디(310)의 외부로 배출할 수 있다.

이 경우, 유약 혼합물 중에 포함된 이산화티탄 아나타제(TiO2 Anatase)액의 결정입자 크기는 평균 5nm 이하를 유지하도록 함이 바람직한데, 이는 요업제품 표면의 입자밀도를 매우 미세하고 균일하게 처리할 수 있어 제품 표면을 항상 깨끗하게 유지할 수 있고, 미끄럼성과 부유물 분리작용이 더욱 향상될 뿐 아니라, 특히 친수성을 높이게 되어 물과 만날 경우 요업제품 표면에 묻은 유기물질을 물수건이나 행주만으로도 제거할 수 있는 탁월한 세척력을 제공하게 된다.

다음으로, 요업제품의 성형을 위한 재료를 준비한다. 재료 백토나 점토, 사토와 같은 원료를 곱게 분쇄한 후 불순물을 채에 걸러 제거하고 물 속에 침전시켜 미세한 앙금만을 채취하여 일정기간 그늘에서 말린다.

그 다음으로, 잘 말려진 백토나 점토, 사토를 사용하여 요업제품의 초기 성형물을 제작한다.

이후 성형된 제품에 양각, 음각, 투각, 철퇴, 퇴화 등의 여러 기법을 이용하여 기면에 여러가지 문양을 디자인한다.

그 이후에 문양 디자인이 끝난 성형품을 충분히 말린 후 가마(요)에 넣어 800 ~ 900℃에서 약15 ~ 25 시간 동안 가열하여 초벌구이한다.

다음으로, 준비된 액상의 유약 혼합물에 초벌구이된 성형품을 넣고 성형품의 내·외 기면에 유약이 고르게 입혀지도록 도포한다. 이때, 유약을 도포하는 방법으로는 담금법과 분사법 등을 이용할 수 있다.

그 다음으로, 유약 혼합물이 입혀진 성형품을 다시 가마(요)에 넣고 1,200 ~ 1,300℃에서 약20 ~ 30 시간 동안 가열하여 두벌구이한다.

마지막으로, 두벌구이된 성형품을 상온에서 자연 냉각하여 소성시킨다.

전술한 공정을 통해 제조된 요업제품의 내·외 표면에는 유약층인 완전 무기질의 고밀도 세라믹 도막이 입혀지게 된다. 이 유약층은 통상 사용하는 유약 원료에 천연인산광물 나노 파우더를 추가한 것이다.

또한, 본 실시예에서 유약층은 천연인산광물 나노 파우더가 포함된 유약원료에 결정입자의 크기가 5㎚ 이하인 이산화티탄 아나타제(TiO2 Anatase)액을 추가하게 된다.

특히, 이산화티탄(TiO2)은 산화되지 않아 요업 제품의 표면에 부착되어 있는 한 끊임없이 광촉매 작용을 할 수 있다.

본 실시예에서 유약층은 상온화(이산화티탄(TiO2)의 녹는점: 1,800℃)에서 도막의 고경도화 실현이 가능하여 내구성이 좋으면서도 미끄럼성이 좋은 친수성으로 부유물의 분리 작용이 뛰어나 이물질이 잘 떨어지고, 각종 도자기류나 건물 외벽의 외장 타일 등에 적용할 시에도 제품 표면에 묻은 유기물질을 세제없이도 물만으로 물만으로 깨끗이 세척할 수가 있어 세척 비용의 절감 뿐만 아니라 세제로 인한 수질오염과 같은 환경오염을 대폭 줄일 수 있다.

아울러, 본 실시예의 요업제품을 식기에 이용하는 경우에는 음식점에서 식기의 세척·보관에 따른 유지 비용을 상당히 줄일 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 통상 사용되는 유약 성분에 천연인산광물 나노 파우더와 광촉매인 이산화티탄 아나타제액을 추가함으로써 종래의 요업제품, 좁게는 도자기류 제품(식기, 장식용 자기, 건자재인 세면기·타일·양변기·욕조·액세서리 등)이 가지고 있는 전술한 종래의 문제점들을 해결할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 건조 장치 110 : 베이스 챔버
111 : 투입구 112 : 배출구
120 : 가열부 121 : 제1 흡입구
122 : 제1 블로워 123 : 가열 히터
130 : 분쇄부 131 : 제1 구동 모터
132 : 분쇄팬 140 : 배출부
141 : 제2 흡입구 142 : 제2 블로워
143 : 개폐 밸브 200 : 제1 분쇄 장치
210 : 제1 바디 220 : 하우징
230 : 제2 구동 모터 240 : 회전축
250 : 제1 분쇄 날개 260 : 제2 분쇄 날개
300 : 제2 분쇄 장치 310 : 제2 바디
320 : 롤 부재 330 : 유입 가이드
340 : 배출 가이드

Claims

요업제품의 성형물 표면에 도포하는 유약을 포함하고,
상기 유약은 유약 원료, 천연인산광물 나노 파우더, 이산화티탄 아나타제 분산 결정액 및 일라이트 분말을 포함하고,
상기 유약 원료는 장석, 규석, 석회석 및 카오린의 금속재료와 산화물인 규산 지르콘, 아연화, 프리트를 포함하고,
상기 천연인산광물 나노 파우더는 마그네슘(Mg), 붕소(B), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 알루미늄(Al), 인(P), 칼슘(Ca), 철(Fe), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 란탄(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd) 및 토륨(Th)을 포함하고,
상기 일라이트 분말은 일라이트를 건조한 후 분쇄날을 갖는 제1 분쇄 장치에 의해 1차로 분쇄한 이후 한 쌍의 가압 롤러를 갖는 제2 분쇄 장치에 의해 2차로 분쇄되어 마련되고,
상기 일라이트의 건조는 실외에서 2 내지 3일 동안 건조된 후 건조 장치에 의해 추가적으로 건조가 이루어지고,
상기 건조 장치는,
투입구와 배출구가 마련된 베이스 챔버;
외기를 상기 베이스 챔버의 내부로 공급하는 외기 공급 라인에 마련되어 상기 베이스 챔버로 유입되는 공기를 가열시키는 가열부;
상기 베이스 챔버의 내부에 마련되어 상기 투입구를 통해서 유입되는 일라이트를 분쇄하는 분쇄부; 및
상기 베이스 챔버에서 건조된 상기 일라이트를 상기 베이스 챔버의 외부로 배출시키는 배출부를 포함하고,
상기 가열부는,
상기 외기 공급 라인에 마련되어 외기를 상기 외기 공급 라인으로 유입시키는 제1 흡입구;
상기 외기 공급 라인에 마련되어 상기 제1 흡입구를 통해 유입되는 공기를 상기 베이스 챔버의 내부로 공급시키는 제1 블로워; 및
상기 외기 공급 라인에 마련되어 상기 제1 블로워를 통해서 공급되는 공기를 가열시키는 가열 히터를 포함하고,
상기 분쇄부는,
상기 베이스 챔버의 내벽에 브래킷에 의해 연결되는 제1 구동 모터; 및
상기 제1 구동 모터에 연결되어 회전되며 상기 투입구를 통해서 유입되는 일라이트를 분쇄시키는 분쇄팬을 포함하고,
상기 분쇄부는 상기 투입구와 동일 선상에 마련되며 한 쌍이 상기 베이스 챔버의 높이 방향으로 이격 마련되고,
상기 제1 분쇄 장치는,
상기 건조 장치에서 건조 및 분쇄된 일라이트가 투입도는 제1 바디;
상기 제1 바디의 일측부에 마련되는 하우징;
상기 하우징에 결합되는 제2 구동 모터;
상기 제2 구동 모터에 연결되어 회전되는 회전축;
상기 회전축에 마련되어 상기 제1 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 1차적으로 분쇄하는 복수의 제1 분쇄 날개; 및
상기 회전축의 하단부에 마련되어 상기 제1 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 2차적으로 분쇄하는 복수의 제2 분쇄 날개를 포함하고,
상기 복수의 제1 분쇄 날개는 상기 회전축에 수직됨과 아울러 일정 간격을 두고 다단으로 마련되고,
상기 복수의 제2 분쇄 날개는 하방으로 경사지게 마련되고,
상기 제2 분쇄 장치는,
상기 제1 분쇄 장치에서 분쇄된 일라이트가 투입되는 제2 바디;
상기 제2 바디의 내부에 회전되게 마련되어 상기 제2 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 분쇄하는 한 쌍의 롤 부재;
상기 한 쌍의 롤 부재의 상부에 배치되도록 상기 제2 바디에 마련되어 상기 제2 바디의 내부로 투입되는 상기 일라이트를 상기 한 쌍의 롤 부재로 안내하는 유입 가이드; 및
상기 한 쌍의 롤 부재의 하부에 배치되도록 상기 제2 바디에 마련되어 상기 한 쌍의 롤 부재에 의해 분쇄된 상기 일라이트를 상기 제2 바디의 내부로 배출되도록 가이드하는 배출 가이드를 포함하고,
상기 유약 원료는 42 내지 55중량%, 상기 천연인산광물 나노 파우더는 8 내지 10중량%, 상기 이산화티탄 아나타제 분산 결정액은 20 내지 30중량%, 상기 일라이트 분말은 15 내지 20중량%를 포함하는 요업제품의 제조 방법.
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