KR20050097241A

KR20050097241A - 시유 및 무유 자기질 타일의 제조방법 및 그에 따른자기질 타일

Info

Publication number: KR20050097241A
Application number: KR1020040022480A
Authority: KR
Inventors: 조성각
Original assignee: 대림요업 주식회사
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-10-07
Also published as: KR100718750B1

Abstract

본 발명은 시유 및 무유 자기질 타일의 제조방법 및 그에 따른 자기질 타일에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 장석 38~47중량%, 바람직하게는 40~45중량%, 도석 또는 도토 12~32중량%, 바람직하게는 15~30중량%, 점토 22~48중량%, 바람직하게는 25~45중량%로 구성되는 혼합물을 제공하는 단계, 상기한 혼합물을 타일로 성형하는 단계 및, 성형된 타일을 1280~1300℃의 온도에서 30~70분간 소성하는 단계로 구성되는 자기질 타일의 제조방법 및 이에 따른 자기질 타일이 제공되며, 선택적으로는 상기한 혼합물 100중량부에 대하여 안료 0.001~15중량부, 바람직하게는 0.01~11중량부를 첨가할 수도 있고, 본 발명에 따른 제조방법은 양호한 성형성과 경제성을 가지며, 그에 따라 제조되는 자기질 타일은 기공률이 낮아 수분 흡수율이 매우 적고 내마모성이 우수하며 마찰력이 크고 청결성이 우수하여 욕실 바닥, 베란다, 주방 바닥 등의 바닥 마감재로서 특히 적합하며, 안료를 이용하여 그래나이트 자기질 타일로 제작하는 경우에는 표면이 마모되더라도 동일 색상 및 문양이 원상태 그대로 유지된다.

Description

시유 및 무유 자기질 타일의 제조방법 및 그에 따른 자기질 타일{PREPARING METHOD FOR GLAZING AND NON-GLAZING PORCELAINOUS TILE AND PORCELAINOUS TILE THEREBY}

본 발명은 시유(施釉) 및 무유(無油) 자기질(磁器質) 타일의 제조방법 및 그에 따른 자기질 타일에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 기공률이 낮아 수분 흡수율이 매우 적고 내마모성이 우수하며 마찰력이 크고 청결성이 우수하며 안료를 이용하여 그래나이트 자기질 타일로 제작하는 경우에는 표면이 마모되더라도 동일 색상 및 문양이 원상태 그대로 유지되는 한편, 양호한 성형성과 높은 경제성을 갖고 있어서 욕실 바닥, 베란다, 주방 바닥 등의 바닥 마감재로서 특히 적합한 시유 및 무유 자기질 타일의 제조방법 및 그에 따라 제조되는 자기질 타일에 관한 것이다.

일반적으로 타일은 점토 및 암석 분체를 성형한 다음, 소성하여 제작되는 박판 제품을 총칭하며, 마감면 보호를 위한 실용적인 측면과 패턴 및 채색을 가미한 장식적인 측면을 갖고 있으므로 그 색상, 규격, 무늬가 다양하며, 내수성, 내구성, 방화성, 청결성, 견고성, 장식성 등이 우수한 내장재이다.

타일은 다양한 방법에 의해 분류될 수 있으나, 일반적으로 소성 온도에 따라 토기질(土器質), 도기질(陶器質), 자기질(磁器質) 및 식기질(食器質)로 대별되며, 토기질은 보통의 점토를 서서히 가열하여 저온소성(약 790~1000℃)시킨 것으로서 두드리면 "탁음"이 나며 흡수율 20% 이상이고, 최저급 원료를 사용하므로 깨지기 쉬우므로 근자에 들어서는 타일로 잘 사용되지는 않고 있고, 도기질은 다공성이고 투광성이 없으며 점토를 비교적 저온 소성(1100~1250℃)시킨 것으로서 두드리면 "똑똑"하는 약한 청음이 나며 흡수율이 10% 이상이고 시유 소성하면 방수성이 높고 견고하므로 내장용 타일이나 테라코타로 사용되고 있고, 자기질은 양질의 도석과 장석분 및 점토를 원료로 사용하여 고온소성(1250 ~1450℃)시킨 것으로서 점토의 용화에 의해 기공률이 현저히 적으므로 흡수율이 1% 미만이며 투명 유약을 사용하면 무늬를 살릴 수가 있고 다소의 투화성이 있으며 두드리면 금속성 청음이 나고 내마모성이 높으므로 타일이나 위생도기로서 널리 사용되고 있고, 식기질은 흡수성 및 투광성이 없으며 중온소성(1160~1350℃)시킨 것으로서 도기질 보다는 강도가 높고 흡수율이 10% 미만으로 두드리면 맑은 소리가 나며 시유하면 광택이 나고 방수성이 크므로 바닥용 타일로 광범위하게 사용되고 있다.

한편, 타일은 유약의 적용 여부에 따라 시유 타일과 무유 타일로 분류될 수 있으며, 시유타일은 타일의 표면에 유약을 적용하여 소성한 것으로서 색상이 다양하고 강도가 뛰어나서 관공서, 학교, 공장 등 내장벽체 또는 바닥용으로 많이 사용되고 있으며, 무유 타일은 타일의 표면에 유약을 적용시키지 않고 소성한 것으로서 강도가 뛰어나고 내마모성이 탁월하며 타일표면이 마모되어도 동일한 색상이 유지되므로 다중 이용 시설물의 바닥재로 널리 이용되고 있다.

한편, 종래의 기술로서는 성일요업주식회사에 의한 특허등록 제0150770호(출원일: 1996.03.12.)는 장석 60중량%, 도석 25중량% 및, 점토 15중량%로 혼합된 주원료 분체에 1-20:1의 중량비로 분체상의 흑색 반점을 균질하게 혼합하고, 혼합 분체를 금형에 넣어 소지 타일로 성형한 다음, 1200℃±30℃의 온도에서 소성하는 것으로 구성되는 흑색 반점 문양 자기질 무유 타일의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 흑색 반점 문양 자기질 무유 타일을 개시(開示)하고 있으나, 이 방법은 내마모성 증대를 위하여 상대적으로 고가이며 가소성이 없는 장석을 다량 사용하고 있는 관계로 성형성 및 경제성에 있어 충분히 만족스러운 것은 못되며, 특히 장석은 융제(flux)로서 작용하므로 다량의 장석 첨가는 용융 온도 저하 경향을 나타내게 되므로 비교적 저온에서 소성되고 이에 따라 기공률이 높아져서 내마모성과 강도가 상대적으로 열등하게 될 우려가 있다.

따라서, 본 발명자들은 상기한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 많은 노력을 기울인 결과, 장석의 첨가량은 상대적으로 낮추고 점토의 첨가량은 상대적으로 높임과 아울러, 소성 온도를 높이는 것에 의하여 상기한 종래의 문제점을 효과적으로 해소할 수 있다는 사실을 발견하고 이에 기초하여 연구를 거듭한 결과 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 양호한 성형성, 낮은 기공률, 높은 내마모성 및 강도를 가지면서도 경제적인 시유 및 무유 자기질 타일의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 목적에 따른 시유 및 무유 자기질 타일을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)에 따르면, 장석 38~47중량%, 바람직하게는 40~45중량%, 도석 또는 도토 12~32중량%, 바람직하게는 15~30중량%, 점토 22~48중량%, 바람직하게는 25~45중량%로 구성되는 혼합물을 제공하는 단계, 상기한 혼합물을 타일로 성형하는 단계 및, 성형된 타일을 1280~1300℃의 온도에서 30~70분간 소성하는 단계로 구성되는 자기질 타일의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 일 양태에 따르면, 상기한 혼합물 제공 단계에서 상기한 혼합물 100중량부에 안료 0.001~15중량부, 바람직하게는 0.01~11중량부를 첨가하는 자기질 타일의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 상기한 혼합물 제공 단계에서의 상기한 점토가 1차 점토로서의 백토와 2차 점토로서의 통상의 점토로 구성되며, 상기한 백토와 점토가 1:0.5~1.5의 비율인 자기질 타일의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 양태의 제조방법에 따라 제조되는 자기질 타일이 제공된다.

이하 본 발명에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 자기질 타일에 있어서, 주요 원료의 하나로서 사용되는 장석(長石:feldspar)은 화학조성식 MTO(M은 CaㅇNaㅇKㅇBa, T는 AlㅇSi)로 표시되며, 지각을 구성하는 가장 중요한 조암광물(造岩鑛物)의 하나로서 암석 중 약 60％를 차지한다. 천연적으로 산출되는 장석은 대부분 CaAlSiO(회장석, An), NaAlSiO(조장석, Ab), KAlSiO(칼륨장석, Or)을 단성분(端成分)으로 하는 3성분계에 속한다. 비중은 성분에 따라 다르며 약 2.55~2.76이고 굳기는 6이며, 색깔은 유리광택을 띤 백색, 크림색, 분홍색, 회색 등이 일반적이다.

장석은 후술하는 도석과 점토가 성형성은 양호하나 그 혼련물(混練物)은 소성에 의해서도 그 기계적 강도가 충분치 못하므로 상대적으로 저온역에서 고화되는 소결성분(燒結成分) 또는 융제(flux)로서 점토등을 용화 고정시켜 기계적 강도를 증가시키는 역할을 하며, 알칼리를 포함하고 있기 때문에 다른 광물보다 저온에서 융해한다.

본 발명에 있어서, 상기한 장석의 함량은 안료 제외 혼합물 기준으로 38~47중량%, 바람직하게는 40~45중량%이며, 47중량%를 초과하는 경우에는 성형성 악화, 코스트 증대, 소성온도 저하에 따른 기공률 증가로 인한 기계적 강도 및 내마모성 저하를 초래할 염려가 있으므로 바람직하지 못하며, 역으로 38중량% 미만인 경우에는 소결 작용 불충분으로 인한 기계적 강도 및 내마모성 저하를 초래할 염려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.

본 발명의 자기질 타일에 있어서 주요 원료의 하나인 도석(陶石: pottery stone)은 원석(原石)만으로 도자기 제조가 가능한 무른 광석으로서 이산화규소 SiO₂가 다량 함유된 견운모, 규석, 단백석 등이며, 모양은 치밀한 괴상석(塊狀石)으로 백색이거나 회백색으로서, 화강암, 석영조면암, 안산암 등 장석질 암석이 풍화하는 과정에서 풍화가 충분하지 못하여 조성된 불완전한 점토이다. 내화도 SK 26~29, 굳기 1~3, 비중 2.61~2.74로 도자기 외에, 각종 식기, 위생도기, 타일, 고무 및 합성수지 충진용 등에도 널리 사용되고 있다. 한편 도토(陶土: porcelain clay) 는 도석과 동일한 재료이지만 점토질로서 도토가 수천 년을 지나면 조금 단단한 도석이 되며, 양질의 도토는 백색으로 가소성이 높으며 성형한 경우 건조수축도 적어 도자기 원료로 적합한 양호한 성형성을 나타내며 알칼리성분을 포함하므로 장석과 마찬가지로 소결을 촉진시킨다.

점토(粘土, clay)는 미세한 풍화물의 미립자로 된 가소성과 점성이 풍부한 암석의 풍화물로서 지질학적으로는 입자 지름 1/256㎜ 이하의 해저 토상침전물(土狀沈澱物)이다. 점토는 점토광물인 몬모릴로나이트, 카올린, 운모점토광물, 녹니석광물 등의 입자가 되는 물질로, 물과의 혼합비 제어에 의해 유동성이나 가소성을 갖게 할 수 있고, 건조 및 소성에 의하여 기계적 강도를 향상시킬 수가 있다.

본 발명에 있어서, 상기한 점토의 함량은 안료 제외 혼합물 기준으로 22~48중량%, 바람직하게는 25~45중량%이며, 45중량%를 초과하는 경우에는 소성온도 상승에도 불구하고 기공률 증가로 인한 기계적 강도 및 내마모성 저하를 초래할 염려가 있으므로 바람직하지 못하며, 역으로 22중량% 미만인 경우에는 성형성 악화, 코스트 증대를 초래할 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.

한편, 상기한 점토는 점력은 열등하나 소성 후의 백색도가 양호한 1차 점토로서의 백토와 점력은 양호하나 소성 후의 백색도가 열등한 2차 점토로서의 통상의 점토로 구성될 수도 있으며, 이 경우 상기한 백토와 점토가 1:0.5~1.5의 비율이다.

상기한 혼합물은 타일로 가압 성형한 다음, 성형된 타일을 1280~1300℃의 온도, 바람직하게는 1290~1300℃의 온도에서 30~70분간, 바람직하게는 약 50분간 소성한다.

또한, 선택적으로는 상기한 혼합물 100중량부에 대하여 당업계 공지의 임의의 적어도 1종 이상의 적절한 색상의 안료, 예컨대, 흑색 안료 등을 0.001~15중량부, 바람직하게는 0.01~11중량부를 첨가하여 균질하게 혼합함으로써 화강암 패턴의 그래나이트 자기질 타일을 제조할 수도 있다.

상기한 제조과정에 대하여 약간 더 구체적으로 부연하면 다음과 같다.

상기한 바와 같은 광물원료들과 선택적으로는 안료를 자동 칭량계(auto-weighing system)를 이용하여 상기한 바와 같은 적절한 조성비로 혼합하는 소지 배합 후에, 볼밀과 같은 마쇄 수단을 이용하여 미분쇄한 다음, 스프레이 드라이어 등과 같은 적절한 건조 수단을 이용하여 건조시키고 사일로에 저장한다(제토(製土) 단계).

상기한 제토 단계에서 분쇄된 혼합물의 입도는, 예컨대, 35메시 이하가 2중량%, 35~50메시 범위가 5중량%, 50~80메시 범위가 40중량%, 80~100메시 범위가 40중량%, 100~200메시 범위가 10중량%, 200메시 이상이 3중량% 정도로 할 수 있다.

이어서, 자동 칭량계와 믹서를 이용하여 다시 철저히 혼합하고 프레스와 같은 가압 수단을 이용하여 적절한 형상 및 치수의 타일로 성형한 다음 건조시켜 성형 반제품을 얻고 트레이에 적재한다(성형 단계).

그 다음에는, 예컨대, 롤러 허쓰 킬른(roller hearth kiln)과 같은 요(窯) 중에서 전술한 바와 같은 고온 조건으로 소성한다(소성 단계).

최종적으로, 타일의 외관, 치수, 만곡 여부 등에 대한 검사를 수행한 다음, 합격된 제품만을 선별하여 포장하고, 출하한다(포장 단계).

선택적으로는, 본 발명에 있어서 상기한 소성 단계에 앞서서 성형된 타일의 표면에 통상의 유약을 도포한 후, 소성시킬 수도 있음은 물론이며(시유 단계), 바닥 타일용의 논슬립(non-slip) 유약을 도포 처리하는 것이 낙상 방지를 위해 바람직할 수 있다.

이러한 논슬립 유약의 예로서는, 고화도 프리트(frit), 저화도 프리트, 장석, 석회석, 점토, 카복시메틸셀룰로오스 및, 벤토나이트로 구성되는 논슬립 유약을 들 수 있으며, 선택적 성분으로서의 안료를 유약 중에 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 필요하다면, 바닥 타일의 성형 시 그 외표면에 논슬립 내지 미끄럼 방지용의 다양한 요철 문양을 양각 또는 음각으로 형성시켜 둘 수도 있음은 물론이다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

실시예 1

하기의 조성 및 조성비를 갖는 혼합물을 준비하였다.

도토(풍화형) ------------ 30중량%

장석 -------------------- 45중량%

백토 -------------------- 10중량%

점토 -------------------- 15중량%

100중량%

상기한 혼합물 100중량부에 대하여 착색 안료 11중량%를 혼합하고, 200x200x7mm의 바닥 타일로 가압 성형한 다음, 요(窯) 중에 장입하고 약 1300℃의 온도에서 50분간 소성하여, 무유 그래나이트 자기질 타일을 제조하였다.

실시예 2

하기의 조성 및 조성비를 갖는 혼합물 6톤을 준비하였다.

부여 장석 B급 ----------------- 40중량%(2400kg)

의정부 도석 ------------------- 15중량%(900kg)

여주 백토(수분함량 10%) ------- 20중량%(1200kg/실투입량-1333kg)

영월 점토(수분함량 10%) ------- 10중량%(600kg/실투입량-667kg)

자토(china clay:수분함량 20%)---8중량%(480kg/실투입량-600kg)

무안 점토(수분함량 20%) ------- 7중량%(420kg/실투입량-525kg)

100중량%

상기한 혼합물 100중량부에 대하여 B-10(블랙 반점용 안료) 0.03중량부(180kg)와 해교제로서의 삼인산소다 0.35x10^-2중량부(21kg)을 혼합하고, 볼밀로 분쇄하여 35메시 이하가 2중량%, 35~50메시 범위가 5중량%, 50~80메시 범위가 40중량%, 80~100메시 범위가 40중량%, 100~200메시 범위가 10중량%, 200메시 이상이 3중량%의 입도 분포를 갖는 분체로 파쇄하였다. 여기에 물을 가하여 비중 1.67로 조절하였으며 잔사 1g 이하가 230#이 되도록 하였다.

상기한 혼합물을 200x200x5mm의 바닥 타일로 가압 성형한 다음, 요(窯) 중에 장입하고 약 1300℃의 온도에서 50분간 소성하여, 무유 그래나이트 자기질 타일을 제조하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시유 및 무유 자기질 타일의 제조방법은 양호한 성형성과 경제성을 가지며, 그에 따라 제조되는 자기질 타일은 기공률이 낮아 수분 흡수율이 매우 적고 내마모성이 우수하며, 마찰력이 크고 청결성이 우수하여 욕실 바닥, 베란다, 주방 바닥 등의 바닥 마감재로서 특히 적합하며, 각종 안료를 사용하여 그래나이트 자기질 타일로 제조하는 경우에는 표면이 마모되더라도 동일 색상 및 문양이 그대로 유지된다.

Claims

장석(長石:feldspar) 38~47중량%, 도석(陶石: pottery stone) 또는 도토(陶土: porcelain clay) 12~32중량% 및, 점토(粘土, clay) 22~48중량%로 구성되는 혼합물을 제공하는 단계;

상기한 혼합물을 타일로 성형하는 단계; 및

성형된 타일을 1280~1300℃의 온도에서 30~70분간 소성하는 단계로 구성되는 자기질(磁器質) 타일의 제조방법
제1항에 있어서, 상기한 혼합물 제공 단계에서 상기한 혼합물 100중량부에 대하여 안료 0.001~15중량부가 첨가되는 자기질 타일의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기한 혼합물 제공 단계에서의 상기한 점토가 1차 점토로서의 백토와 2차 점토로서의 통상의 점토로 구성되며, 상기한 백토와 점토가 1:0.5~1.5의 비율인 자기질 타일의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기한 소성 단계에 앞서서 성형된 타일의 표면에 유약을 도포하는 시유(施釉) 단계를 더욱 수행하는 자기질 타일의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기한 시유 단계에서의 유약에 안료가 포함되는 자기질 타일의 제조방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기한 시유 단계에서의 유약이 논슬립(non-slip) 유약인 자기질 타일의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 성형 단계에서 타일의 외표면에 논슬립 내지 미끄럼 방지용의 요철 문양을 양각 또는 음각으로 형성시키는 자기질 타일의 제조방법.
제2항 또는 제4항에 있어서 상기한 자기질 타일이 시유 또는 무유 그래나이트(granite) 타입인 자기질 타일의 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 자기질 타일.