KR19990078466A - 세라믹타일용 건식유약의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹타일용 건식유약(dry granular)의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 건식유약의 제조방법에 있어서, 통상의 프릿조성물을 내면이 알루미나로 코팅된 롤러분쇄기에서 수분공급없이 원하는 다양한 입자의 크기로 분쇄한 후, 상기 입자를 크기별로 혼합하고, 상기 혼합된 프릿입자 100중량부에 대하여 각색상의 안료, 석영(Quartz), 카올린(Kaolin), 알루미나, 유약파우더 및 점토(Clay)로 이루어진 군으로부터 둘 또는 그 이상 선택된 첨가제 또는 코팅제 5∼40중량부, 및 PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스 8∼15중량부를 혼합시키는 세라믹타일용 건식유약의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 건조유약을 사용하여 제조한 타일은 수분이 없어 연료비가 절감되며, 그 동안 습식 유약으로 표현이 불가능 하였던 여러 가지 요철효과를 부여할 수 있다. 또한, 기존의 건식유약에 비해서는 배토성형체와의 표면접착력이 우수하였다.

Description

세라믹타일용 건식유약의 제조방법
본 발명은 세라믹타일용 건식유약(dry granular)의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 타일 유약용 프릿(frit)을 롤러(roller) 분쇄기를 이용하여 건식으로 분쇄하고 코팅제 및 기타 첨가제를 첨가하여 배토성형체의 표면과의 접착력이 우수한 세라믹타일용 건식유약의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 세라믹체는 점토, 고령토, 장석, 규회석, 활석, 탄산칼슘, 백운석 등의 천연물질 또는 하소된 고령토(grog), 순수 산화물 등과 같은 합성물질의 혼합물에 결합제 등을 첨가하지 않고 임의로 제조한 것이다.
상기 세라믹체는 가열처리하여 화학적 및 구조적으로 변화되어 단단하고 깨지기 어려운 상태의 세라믹타일로 변하게 된다. 이러한 세라믹타일에 다양한 형태의 디자인을 부여하기 위해 일반적으로 습식유약이 사용되어 오고 있다.
이러한 습식유약을 이용하여 세라믹타일을 제조하는 방법을 살펴보면, 대한민국 특허공고 제 91-3251호에서는 장석, 규석, 석회석 등을 이용하여 배토성형체를 제조하고, SiO2, Al2O3, CaO, 알카리금속산화물, ZrO2, B2O3, 하나 또는 그 이상의 MgO, BaO, SrO 및 ZnO의 산화물로 이루어진 프릿 및 안료를 물, 알콜 및 기타 적당한 액체 및 분산제와 함께 볼밀(ball mill)로 분쇄하여 제조된 유약을 바른후 건조시켜 가열처리하고 냉각하여 타일을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법은 수분을 함유하는 유약으로 인해 배토성형체에 수분이 흡수되면 성형체가 팽윤되어 변형되는 단점이 있다.
또한, 대한민국 특허공고 제 90-8985호에는 습식유약의 사용에 의해 발생하는 성형체가 휘는 문제점을 해결하고, 유약을 바를 때 발포에 의해 발생하는 문제를 해결하고자 상기 특허 제 91-3251호와 같은 방법으로 제조된 배토성형체를 먼저 건조시킨후, 상기 방법에 의해 제조된 습식유약을 바르기 전에 물을 고압하에서 성형체에 골고루 분무하여 표면의 흡수성을 균일하게 한 후 유약을 바르고 가열하여 평활도가 높은 유약면을 갖는 타일을 제조하는 방법을 개시하고 있고, 상기 특허는 1회 소성의 방법으로 가열에 따른 공정을 간소화시킬 수 있었지만, 배토성형체에 물을 분무하는 등의 또 다른 공정이 추가되면서 원가상승의 원인이 되었다.
대한민국 특허공고 제 93-12000호에는 세라믹체를 1차 가열처리하는 단계와 2차 가열처리하는 단계 사이에 무수유약을 습식처리하여 살포하여 타일을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 상기와 같은 이중 소성 공정은 많은 열에너지, 시간등이 소요되고, 많은 장치를 요구하는 문제점을 갖는다.
또한, 상기 습식유약은 타일의 다양한 디자인을 적용하는데 있어서 한계를 나타내고 있어 생활의 진보와 함께 다양해진 소비자의 요구를 충족시키기에 부족한 문제를 갖는다. 이러한 습식유약의 문제점을 해결하기 위해 타일제조에 있어서 습식유약을 건식유약으로 대체하는 방법이 연구되어 오고 있다. 건식유약은 습식유약과 같이 볼밀에서 24시간분쇄를 하지 않고 전처리없이 바로 사용할 수 있고, 열처리시 유약중에 함유된 수분이 없어 연료비를 절감시킬 수 있으며, 습식유약으로 표현이 불가능하였던 여러 가지 요철효과 등의 3차원적인 디자인을 표현할 수 있는 등 탁월한 효과를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 현재 개발되어 있는 건식유약의 제조방법은 특정히 공지되어 있는 방법이 없고, 또한 건식유약을 사용할 때 배토성형체의 표면과의 접착력이 저하되는 등의 문제점을 해결하지 못하고 있다. 또한 국내에서는 아직 건식유약의 생산이 미비하여, 타일업체에서는 거의 모든 건식유약을 해외로부터 수입하여 사용하고 있어 막대한 외화의 낭비를 초래하고 있으며 제조원가를 상승시키는 요인이 되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명자는 광범위한 연구를 수행한 결과, 유약의 제조에 있어서 볼밀 분쇄를 이용하지 않고, 내면이 알루미나로 코팅처리된 롤러 분쇄기를 이용하며, 건식유약의 녹는점을 낮출 수 있는 첨가제를 첨가한 건조유약이 배토성형체와의 표면접착력이 우수하다는 점을 발견하였고, 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 습식유약에 따른 문제점을 해결하고, 경제적으로 종래의 건식유약의 특성을 보완할 수 있는 건식유약의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은 통상의 프릿조성물을 내면이 알루미나로 코팅된 롤러분쇄기에서 수분공급없이 원하는 다양한 입자의 크기로 분쇄한 후, 상기 입자를 크기별로 혼합하고, 상기 혼합된 프릿입자 100중량부에 대하여 각색상의 안료, 석영(Quartz), 카올린(Kaolin), 알루미나, 유약파우더 및 점토(Clay)로 이루어진 군으로부터 둘 또는 그 이상 선택된 첨가제 또는 코팅제 5∼40중량부, 및 PbO와 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스(flux) 8∼15중량부를 혼합시키는 것으로 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹타일용 건식유약을 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹타일용 건식유약을 사용하여 타일을 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 프릿조성물을 볼밀에 투입하여 물과 함께 24시간가량 분쇄시키는 것이 아니라, 내면이 알루미나로 코팅된 롤러 분쇄기를 이용하여 상기 프릿조성물을 분쇄시킨다. 이때, 롤러 분쇄기의 내면, 특히 파쇄롤(roll)를 알루미나로 코팅하지 않으면, 분쇄시 철분이 조성물에 혼입될 수 있어 얻고자 하는 품질의 세라믹타일을 제조할 수 없다. 이와 같이, 롤러 분쇄기의 내면을 알루미나로 코팅 처리함으로써 건식 분쇄가 가능할 수 있다.
본 발명의 건식유약 제조방법에서 사용할 수 있는 프릿조성물은 공지된 바와 같이, SiO255∼65중량%, Al2O310∼18중량%, CaO 18∼25중량%, 알카리금속 산화물 0.5∼4중량%, ZrO20∼10중량%, B2O30∼2중량%의 화학조성을 갖는다.
전술한 바와 같이, 상기 프릿조성물을 롤러 분쇄기에 주입하여 분쇄한다. 여기서, 상기 롤러 분쇄기를 조절하여 입자의 크기를, 예를 들어 100㎛, 200㎛, 300㎛ 등으로 임의로 조정할 수 있다. 이렇게 다양한 입자 크기의 프릿조성물을 이용하여 건식유약을 제조함으로써 타일에 요철효과 및 다양한 디자인을 부여할 수 있다.
상기 분쇄기에서 분쇄된 다양한 입자를 분리하여 원하는 입자크기가 되도록 재조합하여 혼합하는데, 예를 들어 100㎛의 입자 50중량%, 200㎛의 입자 30중량%, 300㎛의 입자 20중량%와 같이 재조합한다. 또한, 선택적으로 상기 입자들을 분리하고 재조합하는 단계에서 코팅제를 첨가할 수도 있다. 상기 코팅제로는 각색상 안료, 유약파우더, 또는 점토 등을 들 수 있다.
상기 방법으로 재조합된 분쇄 프릿에 첨가제 또는 코팅제를 첨가시켜 건식유약을 제조한다. 상기 첨가제로는 각색상의 안료, 석영(Quartz), 카올린(Kaolin), 또는 알루미나(Alumina) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 코팅제로는 전술한 바와 같은 각색상 안료, 유약파우더, 또는 점토(Clay) 등을 들 수 있다.
상기 혼합된 프릿입자 100중량부에 대하여 각색상의 안료, 석영(Quartz), 카올린(Kaolin), 알루미나, 유약파우더 및 점토(Clay)로 이루어진 군으로부터 둘 또는 그 이상 선택된 첨가제 또는 코팅제를 5∼40중량부로 첨가한다. 이러한 첨가제 및 코팅제는 본 발명의 관련 분야에서는 통상적인 것으로, 특별히 제한받지 않고 다양하게 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스를 상기 혼합된 프릿입자 100중량부에 대하여 8∼15중량부의 범위로 첨가시킨다. 상기 플럭스는 5:4:1의 SiO2:B2O3:CaO 의 삼성분계이며, 본 발명을 위한 다양한 PbO와 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스의 조합비를 변화시키며 실시한 결과, 첨가량이 증가될수록 배토성형체와의 표면 접착력이 증가하지만, 요철효과가 감소되는 결과를 얻을 수 있으며, 첨가량이 적을 경우 배토성형체와의 표면접착력이 떨어지고, 아주 적은 미량 첨가시에는 전혀 건식유약이 녹지않아 타일표면에 거친 돌기가 생기는 경우도 발생한다. 따라서, 상기 PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스의 첨가량이 8중량부 미만이면 배토성형체와의 표면접착력이 떨어지고, 15중량부를 초과하면 과용융되어 요철효과가 발생되지 않는 단점이 있다.
상기 PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스는 본 발명의 건식유약의 녹는점을 낮추어, 타일을 제조하기 위해 1000∼1200℃에서 열처리시 배토성형제의 표면과의 접착력을 향상시킨다. PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스의 혼합비는 1 : 1이 바람직하나, 특별히 제한받지 않는다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
장석, 규석, 석회석을 사용하여 건조 및 분쇄 조합하여 도가니에서 1400℃에서 1시간동안 용융시킨 다음 급냉시켜 SiO2, Al2O3, CaO, 알카리금속 산화물, ZrO2, 및 B2O3과 같은 화학조성을 갖는 통상의 프릿을 제조하였다.
상기 프릿을 알루미나로 내면이 코팅된 롤러 분쇄기에 의해 100㎛, 200㎛, 300㎛로 각각 분쇄하여 분리하여 두었다. 분리된 프릿입자를 입자크기(100㎛:200㎛:300㎛)별로 5 : 3 : 2로 재혼합시킨 후, 상기 프릿입자 100중량부에 대하여 각색상의 안료 5중량부, 석영(Quartz) 2중량부, 카올린(Kaolin) 2중량부, 알루미나(Alumina) 3중량부, 유약파우더 3중량부, 및 점토(Clay) 2중량부와 PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스(1 : 1의 무게비) 10중량부를 혼합하여 건조유약을 제조하였다.
상기 실시예 1로 제조된 건식유약을 사용하여 도 2에 도시된 공정에 따라 타일을 제조한 후, 통상의 건조유약 및 습식유약으로 제조된 타일과 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 일반 습식유약
꺽임강도(kg/cm) 1.85 1.81
유약경도(Mohr's) 3 3
수화팽창* 6회시 균열 5회시 균열
*KS기준상 10kg/㎠의 증기압하에서 1시간 유지후 유면균열을 측정하는 것으로 되어 있으나, 품질개선을 위하여 12kg/㎠의 증기압하로 실험조건을 가혹하게 시행함.
상기 표 1과 같이 본 발명의 타일은 일반 타일에서 요구되는 물성(꺽임강도, 유약경도, 수화팽창 등)이 습식유약과 비교하여 동등하거나 우수한 효과를 얻었다.
상기 실시예 및 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 건조유약을 사용한 타일은 수분이 없어 연료비가 절감되며, 그 동안 습식 유약으로 표현이 불가능하였던 여러 가지 요철효과를 부여할 수 있게 되었다. 또한, 기존의 건식유약에 비해서는 배토성형체와의 표면접착력이 우수하였다.

Claims (2)

  1. 세라믹타일용 건식유약의 제조방법에 있어서, 통상의 프릿조성물을 내면이 알루미나로 코팅된 롤러분쇄기에서 수분공급없이 원하는 다양한 입자의 크기로 분쇄한 후, 상기 입자 크기별로 혼합하고, 상기 혼합된 프릿입자 100중량부에 대하여 각색상의 안료, 석영(Quartz), 카올린(Kaolin), 알루미나, 유약파우더 및 점토(Clay)로 이루어진 군으로부터 둘 또는 그 이상 선택된 첨가제 또는 코팅제 5∼40중량부, 및 PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스 8∼15중량부를 혼합시키는 것을 특징으로 하는 세라믹타일용 건식유약의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 PbO 및 SiO2-B2O3-CaO 의 삼성분계 플럭스의 혼합비가 1 : 1임을 특징으로 하는 세라믹타일용 건식유약의 제조방법.
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