KR20190021797A - Glaze composition for high wear resistance and translucency and manufacturing method of porcelain using the composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유약 조성물 및 이를 이용한 도자기의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시유하고 소결 후에, 균열 및 핀홀이 없는 안정적인 유약층 표면을 갖게 하고, 도자기에 매끄러운 표면이 발현될 수 있게 하며, 우수한 광택도를 나타내고, 높은 경도값을 나타내며, 높은 명도를 나타내는 유약 조성물 및 이를 이용한 도자기의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a glaze composition and a method of manufacturing a ceramic using the same. More specifically, the present invention relates to a glaze composition which has a stable glaze layer surface free from cracks and pinholes after sowing and sintering, A high hardness value and a high brightness, and a process for producing ceramics using the glaze composition.
일반적으로, 유약은 도자기의 표면에 얇게 씌워서 광택과 색채 또는 무늬를 내어주는 유리질의 분말을 칭한다. 이러한 유약은 주성분이 SiO2(실리카)로 되어 있다.Generally, a glaze refers to a vitreous powder that is thinly coated on the surface of a ceramic to give luster and color or pattern. This glaze is made of SiO 2 (silica) as its main component.
도자기에 발생하는 균열은 제품에 미적 효과를 주는 장식이 될 수도 있고 중대한 결함이 될 수도 있다. 균열이 결함이 되는 경우는 도자기에 긴 균열이 몇개 발생하여 보기 싫게 되는 경우로서 이와 같은 현상은 사용중에 나타나는 경우도 많다.Cracks that occur in ceramics can be decorations that have aesthetic effects on the product and can be a major defect. In the case of a crack becoming defective, there is a case in which a long crack is generated in the ceramics and it is disliked. Such a phenomenon often occurs during use.
도자기는 세척시 제품들 간의 마찰이나 충돌로 쉽게 깨지지 않을 정도의 제품 강도를 가져야 하며, 나이프와 포크와 같은 금속 식기로 인한 스크래치가 발생하지 않는 내마모성 유약을 필요로 한다.Ceramics must have a product strength that will not break easily due to friction or collision between products during cleaning, and they require a wear resistant glaze that will not scratch due to metal utensils such as knives and forks.
유약의 표면에 발생하는 스크래치는 유약의 일부가 깨져서 떨어지는 파손 현상으로 음식물로 인한 오염이 발생할 수 있다.The scratches on the surface of the glaze may break due to breakage of a part of the glaze and contamination due to the food may occur.
그러므로, 마찰이나 충돌로부터 파손이 일어나지 않아 도자기 원형을 유지하면서 도자기 제품으로서의 심미적 특성(광택도, 표면조도, 색도)을 가지는 내마모 고투광성 유약의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop an abrasion-resistant high-gloss glaze having aesthetic characteristics (gloss, surface roughness, chromaticity) as a porcelain product while maintaining the original shape of the ceramics without breakage due to friction or collision.
현재 시중에서 판매되고 있는 도자기 제품의 유약 경도는 4.6∼6.1GPa 범위를 나타낸다.The glaze hardness of commercially available porcelain products ranges from 4.6 to 6.1 GPa.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 소결 후에, 균열 및 핀홀이 없는 안정적인 유약층 표면을 갖게 하고, 도자기에 매끄러운 표면이 발현될 수 있게 하며, 우수한 광택도를 나타내고, 높은 경도값을 나타내며, 높은 명도를 나타내는 유약 조성물 및 이를 이용한 도자기의 제조방법을 제공함에 있다. A problem to be solved by the present invention is to provide a stable glaze layer surface free from cracks and pinholes after sintering, enabling a smooth surface to be expressed in ceramics, exhibiting excellent glossiness, exhibiting a high hardness value, And a method of manufacturing ceramics using the glaze composition.
본 발명은, 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고, 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루는 것을 특징으로 하는 유약 조성물을 제공한다. The present invention is characterized in that KNaO and CaO have a molar ratio of 0.2 to 0.4: 0.6 to 0.8 as a chemical composition component, and Al 2 O 3 and SiO 2 as a chemical composition constitute a molar ratio of 0.2 to 0.6: 1.5 to 4.5 ≪ / RTI >
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, MnO, P2O5, ZrO2, Li2O, Cr2O3, SrO, ZnO, PbO 및 BaO를 포함할 수 있다.The glaze composition may include at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, K 2 O, Na 2 O, TiO 2 , MnO, P 2 O 5 , ZrO 2 , Li 2 O, Cr 2 O 3 , SrO, ZnO, PbO, and BaO.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 상기 SiO2 60.0∼66.5 중량%, 상기 Al2O3 9.5∼13.5 중량%, 상기 Fe2O3 0.05∼1.0 중량%, 상기 CaO 12.5∼17.5 중량%, 상기 MgO 0.05∼1.5 중량%, 상기 K2O 1.5∼5.5 중량%, 상기 Na2O 2.0∼6.0 중량%, 상기 TiO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 MnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 P2O5 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZrO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 Li2O 0.01∼0.8 중량%, 상기 Cr2O3 0.01∼0.8 중량%, 상기 SrO 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 PbO 0.01∼0.8 중량% 및 상기 BaO 0.01∼0.8 중량%를 포함할 수 있다.Wherein the glaze composition comprises 60.0 to 66.5% by weight of the SiO 2, 9.5 to 13.5% by weight of the Al 2 O 3 , 0.05 to 1.0% by weight of the Fe 2 O 3 , 12.5 to 17.5% by weight of the CaO, 1.5 to 5.5 wt% of K 2 O, 2.0 to 6.0 wt% of Na 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of TiO 2, 0.01 to 0.8 wt% of MnO, 0.01 to 0.8 wt% of P 2 O 5 0.01 to 0.8 wt% of ZrO 2, 0.01 to 0.8 wt% of Li 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of Cr 2 O 3, 0.01 to 0.8 wt% of SrO, 0.01 to 0.8 wt% of ZnO, 0.01 to 0.8 wt% of PbO and 0.01 to 0.8 wt% of BaO.
상기 유약 조성물은 장석, 석회석, 카올린 및 규석을 포함할 수 있으며, 상기 장석, 상기 석회석, 상기 카올린 및 상기 규석의 함량이 조절되어 상기 KNaO와 상기 CaO의 몰비와 상기 Al2O3와 상기 SiO2의 몰비가 조절될 수 있다.The content of the feldspar, the limestone, the kaolin, and the silica is controlled so that the mole ratio of KNaO and CaO to the molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 Can be controlled.
또한, 본 발명은, 초벌 도자기 상부에 유약 조성물을 시유하는 단계 및 상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결하는 단계를 포함하며, 상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루는 것을 특징으로 하는 도자기의 제조방법을 제공한다. The present invention also relates to a method for manufacturing a glaze composition, comprising the steps of: applying a glaze composition on top of a primer ceramic; and sintering the resultant product glaze composition, wherein the glaze composition has a chemical composition of KNaO and CaO in a range of 0.2 to 0.4: 0.8 and a chemical composition of Al 2 O 3 and SiO 2 in a molar ratio of 0.2 to 0.6: 1.5 to 4.5.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, MnO, P2O5, ZrO2, Li2O, Cr2O3, SrO, ZnO, PbO 및 BaO를 포함할 수 있다.The glaze composition may include at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, K 2 O, Na 2 O, TiO 2 , MnO, P 2 O 5 , ZrO 2 , Li 2 O, Cr 2 O 3 , SrO, ZnO, PbO, and BaO.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 상기 SiO2 60.0∼66.5 중량%, 상기 Al2O3 9.5∼13.5 중량%, 상기 Fe2O3 0.05∼1.0 중량%, 상기 CaO 12.5∼17.5 중량%, 상기 MgO 0.05∼1.5 중량%, 상기 K2O 1.5∼5.5 중량%, 상기 Na2O 2.0∼6.0 중량%, 상기 TiO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 MnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 P2O5 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZrO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 Li2O 0.01∼0.8 중량%, 상기 Cr2O3 0.01∼0.8 중량%, 상기 SrO 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 PbO 0.01∼0.8 중량% 및 상기 BaO 0.01∼0.8 중량%를 포함할 수 있다.Wherein the glaze composition comprises 60.0 to 66.5% by weight of the SiO 2, 9.5 to 13.5% by weight of the Al 2 O 3 , 0.05 to 1.0% by weight of the Fe 2 O 3 , 12.5 to 17.5% by weight of the CaO, 1.5 to 5.5 wt% of K 2 O, 2.0 to 6.0 wt% of Na 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of TiO 2, 0.01 to 0.8 wt% of MnO, 0.01 to 0.8 wt% of P 2 O 5 0.01 to 0.8 wt% of ZrO 2, 0.01 to 0.8 wt% of Li 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of Cr 2 O 3, 0.01 to 0.8 wt% of SrO, 0.01 to 0.8 wt% of ZnO, 0.01 to 0.8 wt% of PbO and 0.01 to 0.8 wt% of BaO.
상기 유약 조성물은 장석, 석회석, 카올린 및 규석을 포함할 수 있으며, 상기 장석, 상기 석회석, 상기 카올린 및 상기 규석의 함량을 조절하여 상기 KNaO와 상기 CaO의 몰비와 상기 Al2O3와 상기 SiO2의 몰비를 조절할 수 있다.The glaze composition may include feldspar, limestone, kaolin, and silica. The content of the feldspar, the limestone, the kaolin, and the silica may be controlled so that the molar ratio of KNaO and CaO to the molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 Can be controlled.
상기 소결은, 유리질을 형성하여 유약 장력과 점도를 증가시키기 위하여 1150∼1300℃의 제1 소결온도에서 유지하는 단계 및 형성되는 유약층의 경도 및 강도를 증대시키기 위하여 상기 제1 소결온도보다 높은 제2 소결온도에서 유지하는 단계를 포함할 수 있다.The sintering may be performed at a first sintering temperature of 1150 to 1300 캜 to increase the glaze tension and viscosity by forming a glassy material, and a second sintering temperature higher than the first sintering temperature to increase the hardness and strength of the formed glaze layer. 2 < / RTI > sintering temperature.
상기 제2 소결온도는 1250∼1400℃인 것이 바람직하다.The second sintering temperature is preferably 1250 to 1400 ° C.
본 발명의 내마모 고투광성 유약 조성물을 시유하고 소결하면 균열 및 핀홀이 없는 안정적인 유약 표면을 갖게 하고, 도자기에 매끄러운 표면이 발현되며, 우수한 광택도를 나타내고, 높은 경도값을 나타내며, 높은 명도를 나타낸다.When the abrasion-resistant high-gloss glaze composition of the present invention is sintered and sintered, it has a stable glaze surface free from cracks and pinholes, exhibits a smooth surface on ceramics, exhibits excellent glossiness, exhibits a high hardness value, and exhibits high brightness .
본 발명의 유약 조성물을 시유하고 소결하면 광택도 70.2GU 정도로 우수한 광택을 나타내며, 1.3㎛ 정도의 표면조도로 매끄러운 유약 표면을 갖는다. When the glaze composition of the present invention is sown and sintered, it exhibits excellent gloss of about 70.2GU and has a smooth glaze surface with a surface roughness of about 1.3 mu m.
본 발명의 유약 조성물을 시유하고 소결하면, 기존 유약의 경도가 ~5.5Gpa인 것을 고려할 때, 유약층 경도는 7.14Gpa 정도로 높은 값을 나타낸다. When the glaze composition of the present invention is sown and sintered, considering that the hardness of the existing glaze is ~ 5.5Gpa, the hardness of the glaze layer is as high as about 7.14Gpa.
본 발명의 유약 조성물을 시유하고 소결하면, 명도 92.31 정도로 매우 높은 명도 값을 나타낸다. When the glaze composition of the present invention is sown and sintered, it shows a very high brightness value of about 92.31.
본 발명의 유약 조성물은 유약의 높은 명도와 투명성을 고려할 때, 무기안료 및 발색 산화물 적용으로 다양한 색상 구현이 용이하다.The glaze composition of the present invention is easy to realize various colors by applying an inorganic pigment and a coloring oxide in consideration of high brightness and transparency of glaze.
도 1은 실험예에 따른 소결 조건을 나타낸 그래프이다.
도 2는 KNaO : CaO의 몰비를 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 몰비로 배합하여 형성한 내마모 고투광성 유약층의 X-선회절(XRD; X-ray diffraction) 패턴을 보여주는 도면이다.
도 3은 KNaO : CaO의 몰비를 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 몰비로 배합하여 형성한 내마모 고투광성 유약층의 표면을 보여주는 도면이다.
도 4는 KNaO : CaO의 몰비를 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 몰비로 배합하여 형성한 내마모 고투광성 유약층의 광택도를 보여주는 도면이다. 1 is a graph showing sintering conditions according to an experimental example.
2 shows X-ray diffraction (XRD) of a wear-resistant high-transmission glaze layer formed by mixing a KNaO: CaO molar ratio of 0.3: 0.7 and a molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 in a molar ratio of 0.4: ) Pattern.
3 is a view showing a surface of a wear-resistant high-transmission glaze layer formed by mixing a KNaO: CaO molar ratio of 0.3: 0.7 and a molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 in a molar ratio of 0.4: 4.5.
Fig. 4 is a graph showing the gloss of a wear-resistant high-transmission glaze layer formed by mixing a KNaO: CaO molar ratio of 0.3: 0.7 and a molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 in a molar ratio of 0.4: 4.5.
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 of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내마모 고투광성 유약 조성물은, 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고, 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이룬다.The high wear resistance glaze composition according to a preferred embodiment of the present invention has a chemical composition of KNaO and CaO in a molar ratio of 0.2-0.4: 0.6-0.8, and Al 2 O 3 and SiO 2 in a chemical composition of 0.2 - 0.6: 1.5 to 4.5.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, MnO, P2O5, ZrO2, Li2O, Cr2O3, SrO, ZnO, PbO 및 BaO를 포함할 수 있다.The glaze composition may include at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, K 2 O, Na 2 O, TiO 2 , MnO, P 2 O 5 , ZrO 2 , Li 2 O, Cr 2 O 3 , SrO, ZnO, PbO, and BaO.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 상기 SiO2 60.0∼66.5 중량%, 상기 Al2O3 9.5∼13.5 중량%, 상기 Fe2O3 0.05∼1.0 중량%, 상기 CaO 12.5∼17.5 중량%, 상기 MgO 0.05∼1.5 중량%, 상기 K2O 1.5∼5.5 중량%, 상기 Na2O 2.0∼6.0 중량%, 상기 TiO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 MnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 P2O5 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZrO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 Li2O 0.01∼0.8 중량%, 상기 Cr2O3 0.01∼0.8 중량%, 상기 SrO 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 PbO 0.01∼0.8 중량% 및 상기 BaO 0.01∼0.8 중량%를 포함할 수 있다.Wherein the glaze composition comprises 60.0 to 66.5% by weight of the SiO 2, 9.5 to 13.5% by weight of the Al 2 O 3 , 0.05 to 1.0% by weight of the Fe 2 O 3 , 12.5 to 17.5% by weight of the CaO, 1.5 to 5.5 wt% of K 2 O, 2.0 to 6.0 wt% of Na 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of TiO 2, 0.01 to 0.8 wt% of MnO, 0.01 to 0.8 wt% of P 2 O 5 0.01 to 0.8 wt% of ZrO 2, 0.01 to 0.8 wt% of Li 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of Cr 2 O 3, 0.01 to 0.8 wt% of SrO, 0.01 to 0.8 wt% of ZnO, 0.01 to 0.8 wt% of PbO and 0.01 to 0.8 wt% of BaO.
상기 유약 조성물은 장석, 석회석, 카올린 및 규석을 포함할 수 있으며, 상기 장석, 상기 석회석, 상기 카올린 및 상기 규석의 함량이 조절되어 상기 KNaO와 상기 CaO의 몰비와 상기 Al2O3와 상기 SiO2의 몰비가 조절될 수 있다.The content of the feldspar, the limestone, the kaolin, and the silica is controlled so that the mole ratio of KNaO and CaO to the molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 Can be controlled.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도자기의 제조방법은, 초벌 도자기 상부에 유약 조성물을 시유하는 단계 및 상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결하는 단계를 포함하며, 상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing ceramics according to a preferred embodiment of the present invention includes the steps of sowing a glaze composition on top of a primer ceramic and sintering the resultant product of glaze composition, wherein the glaze composition comprises KNaO CaO has a molar ratio of 0.2 to 0.4: 0.6 to 0.8, and Al 2 O 3 and SiO 2 as chemical composition components have a molar ratio of 0.2 to 0.6: 1.5 to 4.5.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, MnO, P2O5, ZrO2, Li2O, Cr2O3, SrO, ZnO, PbO 및 BaO를 포함할 수 있다.The glaze composition may include at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, K 2 O, Na 2 O, TiO 2 , MnO, P 2 O 5 , ZrO 2 , Li 2 O, Cr 2 O 3 , SrO, ZnO, PbO, and BaO.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 상기 SiO2 60.0∼66.5 중량%, 상기 Al2O3 9.5∼13.5 중량%, 상기 Fe2O3 0.05∼1.0 중량%, 상기 CaO 12.5∼17.5 중량%, 상기 MgO 0.05∼1.5 중량%, 상기 K2O 1.5∼5.5 중량%, 상기 Na2O 2.0∼6.0 중량%, 상기 TiO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 MnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 P2O5 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZrO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 Li2O 0.01∼0.8 중량%, 상기 Cr2O3 0.01∼0.8 중량%, 상기 SrO 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 PbO 0.01∼0.8 중량% 및 상기 BaO 0.01∼0.8 중량%를 포함할 수 있다.Wherein the glaze composition comprises 60.0 to 66.5% by weight of the SiO 2, 9.5 to 13.5% by weight of the Al 2 O 3 , 0.05 to 1.0% by weight of the Fe 2 O 3 , 12.5 to 17.5% by weight of the CaO, 1.5 to 5.5 wt% of K 2 O, 2.0 to 6.0 wt% of Na 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of TiO 2, 0.01 to 0.8 wt% of MnO, 0.01 to 0.8 wt% of P 2 O 5 0.01 to 0.8 wt% of ZrO 2, 0.01 to 0.8 wt% of Li 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of Cr 2 O 3, 0.01 to 0.8 wt% of SrO, 0.01 to 0.8 wt% of ZnO, 0.01 to 0.8 wt% of PbO and 0.01 to 0.8 wt% of BaO.
상기 유약 조성물은 장석, 석회석, 카올린 및 규석을 포함할 수 있으며, 상기 장석, 상기 석회석, 상기 카올린 및 상기 규석의 함량을 조절하여 상기 KNaO와 상기 CaO의 몰비와 상기 Al2O3와 상기 SiO2의 몰비를 조절할 수 있다.The glaze composition may include feldspar, limestone, kaolin, and silica. The content of the feldspar, the limestone, the kaolin, and the silica may be controlled so that the molar ratio of KNaO and CaO to the molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 Can be controlled.
상기 소결은, 유리질을 형성하여 유약 장력과 점도를 증가시키기 위하여 1150∼1300℃의 제1 소결온도에서 유지하는 단계 및 형성되는 유약층의 경도 및 강도를 증대시키기 위하여 상기 제1 소결온도보다 높은 제2 소결온도에서 유지하는 단계를 포함할 수 있다.The sintering may be performed at a first sintering temperature of 1150 to 1300 캜 to increase the glaze tension and viscosity by forming a glassy material, and a second sintering temperature higher than the first sintering temperature to increase the hardness and strength of the formed glaze layer. 2 < / RTI > sintering temperature.
상기 제2 소결온도는 1250∼1400℃인 것이 바람직하다.The second sintering temperature is preferably 1250 to 1400 ° C.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내마모 고투광성 유약 조성물을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the abrasion resistant high gloss glaze composition according to the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
생활식기 등과 같은 도자기 간의 충돌이 외부 충격에도 균열이나 파손 현상이 최소화될 수 있는 높은 강도의 내마모성 유약의 개발이 필요하다. 특히, 마찰, 충격 등으로부터 파손이 일어나지 않고, 도자기 제품의 심미적 특성인 디자인 및 질감을 유지하고 색상을 유지하는 내마모 고투광성 유약의 개발이 필요하다. It is necessary to develop a high strength abrasion resistant glaze which can minimize cracks and breakage even in an external impact. In particular, it is necessary to develop a wear resistant high gloss glaze which maintains the design and texture, which are the aesthetic characteristics of the ceramic product, and maintains the color without causing damage from friction, impact and the like.
유약 조성은 유약의 화학성분에 따라 알카리 산화물, 중성 산화물, 산성 산화물로 분류된다. 융제의 역할을 하는 알카리 산화물은 Na2O, K2O, Li2O 등과 같은 R2O계 알칼리 산화물(여기서, R은 Na, K, Li 등)과, CaO, MgO, SrO, BaO, ZnO, PbO 등과 같은 RO계 알칼리토 산화물(여기서, R은 Ca, Mg, Sr, Ba, Zn, Pb 등)을 포함한다. 상기 중성 산화물은 Fe2O3, Al2O3 등과 같은 R2O3계 산화물(여기서, R은 Fe, Al 등)을 포함하며, 상기 산성 산화물은 SiO2 , TiO2 등과 같은 RO2계 산화물(여기서, R은 Si, Ti 등)을 포함한다. Glaze compositions are classified into alkali oxides, neutral oxides and acidic oxides, depending on the chemical composition of the glaze. Alkali oxides serving as fluxes include R 2 O -based alkali oxides such as Na 2 O, K 2 O and Li 2 O (where R is Na, K, Li and the like) and CaO, MgO, SrO, BaO, ZnO , And RO-based alkaline earth oxides such as PbO (where R is Ca, Mg, Sr, Ba, Zn, Pb and the like). The neutral oxide includes R 2 O 3 -based oxides such as Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 (where R is Fe, Al, etc.), and the acidic oxides include SiO 2 , TiO 2 2 RO-based oxide such as include (wherein, R is Si, Ti, etc.).
RO계 알칼리토 산화물 중에서 CaO는 유약의 표면 장력을 증가시키고, Al2O3와 SiO2의 비율을 조절하여 변형에 대응할 수 있는 유연한 유리 구조가 형성되게 할 수 있다. SiO2의 비율 증가는 고온의 소성 과정에서 용융되면서 크리스토바라이트(cristobalite) 결정화 되어 기계적인 물성인 내마모성을 향상시키고 고투광성 유약층이 형성되게 한다. Of the RO-based alkaline earth oxides, CaO increases the surface tension of the glaze and can control the ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 to form a flexible glass structure capable of deformation. The increase in the ratio of SiO 2 is crystallized as cristobalite is melted in the high-temperature firing process, thereby improving mechanical properties such as abrasion resistance and forming a highly transparent glaze layer.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내마모 고투광성 유약 조성물은, 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고, 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이룬다.The high wear resistance glaze composition according to a preferred embodiment of the present invention has a chemical composition of KNaO and CaO in a molar ratio of 0.2-0.4: 0.6-0.8, and Al 2 O 3 and SiO 2 in a chemical composition of 0.2 - 0.6: 1.5 to 4.5.
상기 KNaO는 K2O와 Na2O를 포함하는 의미이다. R2O 성분인 Na를 K로 대체하여 고온 소결 과정에서 용융 범위를 확대시키고 표면 내구력을 높일 수가 있다. The KNaO means K 2 O and Na 2 O. By replacing Na, which is an R 2 O component, with K, it is possible to increase the melting range and increase the surface durability in the high-temperature sintering process.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, MnO, P2O5, ZrO2, Li2O, Cr2O3, SrO, ZnO, PbO 및 BaO를 포함할 수 있다.The glaze composition may include at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, K 2 O, Na 2 O, TiO 2 , MnO, P 2 O 5 , ZrO 2 , Li 2 O, Cr 2 O 3 , SrO, ZnO, PbO, and BaO.
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 상기 SiO2 60.0∼66.5 중량%, 상기 Al2O3 9.5∼13.5 중량%, 상기 Fe2O3 0.05∼1.0 중량%, 상기 CaO 12.5∼17.5 중량%, 상기 MgO 0.05∼1.5 중량%, 상기 K2O 1.5∼5.5 중량%, 상기 Na2O 2.0∼6.0 중량%, 상기 TiO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 MnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 P2O5 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZrO2 0.01∼0.8 중량%, 상기 Li2O 0.01∼0.8 중량%, 상기 Cr2O3 0.01∼0.8 중량%, 상기 SrO 0.01∼0.8 중량%, 상기 ZnO 0.01∼0.8 중량%, 상기 PbO 0.01∼0.8 중량% 및 상기 BaO 0.01∼0.8 중량%를 포함할 수 있다.Wherein the glaze composition comprises 60.0 to 66.5% by weight of the SiO 2, 9.5 to 13.5% by weight of the Al 2 O 3 , 0.05 to 1.0% by weight of the Fe 2 O 3 , 12.5 to 17.5% by weight of the CaO, 1.5 to 5.5 wt% of K 2 O, 2.0 to 6.0 wt% of Na 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of TiO 2, 0.01 to 0.8 wt% of MnO, 0.01 to 0.8 wt% of P 2 O 5 0.01 to 0.8 wt% of ZrO 2, 0.01 to 0.8 wt% of Li 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of Cr 2 O 3, 0.01 to 0.8 wt% of SrO, 0.01 to 0.8 wt% of ZnO, 0.01 to 0.8 wt% of PbO and 0.01 to 0.8 wt% of BaO.
상기 유약 조성물은 원료로 장석, 석회석, 카올린 및 규석을 포함할 수 있으며, 상기 장석, 상기 석회석, 상기 카올린 및 상기 규석의 함량을 조절하여 상기 KNaO와 상기 CaO의 몰비와 상기 Al2O3와 상기 SiO2의 몰비를 조절할 수 있다. 상기 유약 조성물은 장석, 석회석, 카올린 및 규석을 혼합하여 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루게 하여 제조할 수 있다.The glaze composition can contain feldspar, limestone, kaolin and silica as a raw material, the feldspars, the limestone, the kaolin and wherein by controlling the amount of the silica and the KNaO and the CaO molar ratio and the Al 2 O 3 of The molar ratio of SiO 2 can be controlled. The glaze composition is a mixture of feldspar, limestone, kaolin and silica. KNaO and CaO have a molar ratio of 0.2-0.4: 0.6-0.8, and chemical compositions of Al 2 O 3 and SiO 2 are 0.2-0.6: 1.5 To about 4.5 molar ratio.
화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루게 함으로써 유약의 강도와 경도를 높여줄 수가 있다. 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루게 함으로써 유약의 변형에 대응할 수 있는 유연한 유리구조를 형성할 수가 있다. As a chemical composition component, the molar ratio of KNaO and CaO is 0.2-0.4: 0.6-0.8, thereby increasing the strength and hardness of the glaze. As a chemical composition component, Al 2 O 3 and SiO 2 have a molar ratio of 0.2 to 0.6: 1.5 to 4.5, whereby a flexible glass structure capable of coping with the deformation of the glaze can be formed.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도자기의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a ceramics according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
상술한 유약 조성물을 준비한다. 상기 유약 조성물은 원료로 장석, 석회석, 카올린 및 규석을 혼합하여 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루게 하여 제조할 수 있다. The above glaze composition is prepared. The glaze composition is prepared by mixing feldspar, limestone, kaolin, and silica as raw materials, and has a chemical composition of KNaO and CaO in a molar ratio of 0.2-0.4: 0.6-0.8, and Al 2 O 3 and SiO 2 in a chemical composition of 0.2-0.6 : 1.5 to 4.5.
상기 혼합은 볼밀링 등의 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 여기서는 습식 볼밀링 공정을 이용하는 예를 설명한다. The mixing may be performed by various methods such as ball milling, and here, an example using a wet ball milling process will be described.
상기 볼 밀링 공정에 대하여 설명하면, 유약 조성물의 원료를 볼 밀링기(ball milling machine)에 장입하여 용매인 물(증류수)과 함께 습식 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 상기 유약 조성물의 원료를 기계적으로 혼합한다. 상기 볼 밀링에 사용되는 볼은 불순물의 생성을 억제하기 위하여 알루미나, 지르코니아 등의 세라믹 재질의 볼을 사용하는 것이 바람직하며, 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 조절한다. 예를 들면, 볼의 크기는 1㎜∼50㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 1∼48시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 볼 밀링에 의해 유약 조성물의 원료는 혼합되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 된다. 상기와 같이 습식 혼합 공정을 거치면 미분화되어 슬러리(slurry) 상태를 이루며, 이러한 슬러리 상태의 물질을 유약 조성물로 사용할 수 있다. 슬러리 상태의 유약 조성물은 원료의 함량(고형분 함량)이 45∼65 중량%를 이루고, 용매인 물의 함량이 35∼55 중량%를 이루게 하는 것이 바람직하다. The ball milling process will be described. A raw material of the glaze composition is charged into a ball milling machine and wet-mixed with water (distilled water) as a solvent. And the raw material of the glaze composition is mechanically mixed by rotating at a constant speed using a ball miller. In order to suppress the generation of impurities, the balls used for the ball milling preferably use ceramic balls such as alumina and zirconia. The balls may be of the same size or may be used together with balls having two or more sizes. It is possible. The size of the ball, the milling time, and the rotation speed per minute of the ball miller. For example, 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 miller may be set in the range of about 50 to 500 rpm. The ball milling is preferably performed for 1 to 48 hours. By ball milling, the raw materials of the glaze composition are mixed and have a uniform particle size distribution. When the wet mixing process is performed as described above, the material is pulverized to form a slurry state, and such a slurry material can be used as a glaze composition. The glaze composition in the slurry state preferably has a content (solid content) of the raw material of 45 to 65% by weight and a content of water as a solvent of 35 to 55% by weight.
상기와 같이 얻어진 유약 조성물은 원하는 형태로 성형되어 있는 초벌 도자기에 원하는 형태로 시유하여 내마모 고투광성 도자기를 제조하는데 사용할 수 있다. The glaze composition obtained as described above can be used to produce highly wear resistant high-transmittance ceramics by sowing in a desired form into a basic ceramics molded in a desired shape.
초벌 도자기 상부에 상기 유약 조성물을 시유한다. 유약은 미세기공이 존재하는 초벌 도자기 표면에 유리질 막을 형성하여 강도 증진 및 흡수율 감소를 유도하고, 고유의 발색과 질감을 발현한다. 시유하는 방법은 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데, 예컨대 초벌 도자기를 유약 조성물에 담그거나, 유약 조성물을 붓과 같은 도구로 초벌 도자기의 표면에 바르거나, 유약 조성물을 스프레이 장치로 초벌 도자기의 표면에 뿌리는 방식 등을 이용할 수 있다. The above-described glaze composition is sown on top of the basic ceramics. The glaze forms a vitreous membrane on the surface of the porcelain where micropores are present, inducing the strength enhancement and the reduction of the absorptivity, and revealing the inherent color and texture. The glaze composition can be applied in various ways, for example, by immersing a primer in a glaze composition, applying the glaze composition to the surface of the primer with a brush, or spraying the glaze composition onto the surface of the primer with a spray device Method or the like can be used.
상기 초벌 도자기는 장석, 점토 등의 도자기 원료를 혼합하고, 원하는 형태로 성형하며, 성형된 결과물을 초벌 소성하여 제조할 수 있다. 상기 성형은 일반적으로 알려져 있는 주입 성형, 압출 성형 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다. 초벌 소성은 공기(air), 산소와 같은 산화 분위기 등에서 수행할 수 있으며, 바람직하게는 800∼1000℃ 정도의 온도에서 수행한다.The above-mentioned basic ceramics can be produced by mixing ceramics materials such as feldspar, clay, etc., molding them into a desired shape, and preliminarily firing the resultant. The molding can be carried out by various known methods such as injection molding, extrusion molding, and the like. The preliminary firing may be performed in an oxidizing atmosphere such as air or oxygen, and preferably at a temperature of about 800 to 1000 ° C.
상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결(재벌 소성)한다. 유약은 소지와의 계면으로 인하여 유약층에 기공을 형성하게 되는데, 이는 유약의 파괴를 일으키는 원인으로 작용하게 되므로, 소결 공정의 최적화를 통하여 기공 발생을 최소화함으로써 유약층의 경도를 높이는 것이 바람직하다. The resulting glaze composition is sintered (sintered). The glaze forms pores in the glaze layer due to the interface with the substrate, which causes destruction of the glaze. Therefore, it is preferable to increase the hardness of the glaze layer by minimizing pore generation through optimization of the sintering process.
상기 소결은, 유리질을 형성하여 유약 장력과 점도를 증가시키기 위하여 1150∼1300℃의 제1 소결온도에서 유지하는 단계와, 유약층의 경도 및 강도를 증대시키기 위하여 상기 제1 소결온도보다 높은 제2 소결온도에서 유지하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제2 소결온도는 1250∼1400℃인 것이 바람직하다.Wherein the sintering is performed at a first sintering temperature of 1150 to 1300 占 폚 to increase the glaze tension and viscosity by forming a vitreous material; maintaining the second sintering temperature higher than the first sintering temperature to increase hardness and strength of the glaze layer; At a sintering temperature. The second sintering temperature is preferably 1250 to 1400 ° C.
이하에서, 소결 공정을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the sintering process will be described more specifically.
유약 조성물이 시유된 결과물을 전기로와 같은 퍼니스(furnace)에 장입하고 소결(재벌) 공정을 수행한다. The resultant product of the glaze composition is charged into a furnace such as an electric furnace, and a sintering (chaebol) process is performed.
퍼니스의 온도를 제1 소결온도(예컨대, 1150∼1300℃의 온도)로 상승시키고, 제1 소결온도에서 소정 시간(예컨대, 1∼120분) 정도 유지시킨다. 유리질을 형성하여 유약 장력과 점도를 증가시키기 위하여 제1 소결온도에서 유지한다. 승온 속도는 1∼50℃/min 정도인 것이 바람직하다. 승온 속도가 너무 낮은 경우에는 소결 시간이 오래 걸려서 경제적이지 못하고, 승온 속도가 너무 높은 경우에는 급격한 온도 상승으로 인해 도자기 유면이 매끄럽지 못할 수 있다. The temperature of the furnace is raised to a first sintering temperature (for example, a temperature of 1150 to 1300 캜) and maintained at a first sintering temperature for a predetermined time (for example, 1 to 120 minutes). It is held at the first sintering temperature to increase the glaze tension and viscosity by forming vitreous. The temperature raising rate is preferably about 1 to 50 占 폚 / min. If the heating rate is too low, sintering takes a long time and is not economical. If the heating rate is too high, the surface temperature of ceramics may not be smooth due to rapid temperature rise.
퍼니스의 온도를 제1 소결온도 보다 높은 제2 소결온도(예컨대, 1250∼1400℃)로 상승시키고, 제2 소결온도에서 소정 시간(예컨대, 10분∼24시간) 정도 유지시킨다. 유약의 경도 및 강도를 증대시키기 이하여 상기 제1 소결온도보다 높은 제2 소결온도에서 유지한다. 승온 속도는 1∼20℃/min 정도인 것이 바람직하다. 승온 속도가 너무 느린 경우에는 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지고 승온 속도가 너무 빠른 경우에는 급격한 온도 상승에 의해 열적 스트레스가 가해질 수 있으므로 상기 범위의 승온 속도로 온도를 올리는 것이 바람직하다. 상기 제2 소결온도에서의 유지시간은 10분∼24시간 정도인 것이 바람직하다. The temperature of the furnace is raised to a second sintering temperature (for example, 1250 to 1400 ° C) higher than the first sintering temperature and maintained at a second sintering temperature for a predetermined time (for example, 10 minutes to 24 hours). Increasing the hardness and strength of the glaze, and maintaining the second sintering temperature higher than the first sintering temperature. The temperature raising rate is preferably about 1 to 20 占 폚 / min. If the temperature raising rate is too slow, it takes a long time to decrease the productivity. If the temperature raising rate is too high, the thermal stress may be applied due to the rapid temperature rise. The holding time at the second sintering temperature is preferably about 10 minutes to 24 hours.
소결하는 동안에 퍼니스 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 소결은 공기(air), 산소(O2) 등의 산화 분위기에서 수행할 수도 있고, 환원 분위기(예컨대, 액화석유가스(liquefied petroleum gas; LPG) 분위기 또는 액화석유가스(liquefied petroleum gas; LPG) 분위기와 공기가 혼합된 분위기)에서 수행할 수도 있다. It is desirable to keep the pressure inside the furnace constant during sintering. The sintering may be performed in an oxidizing atmosphere such as air, oxygen (O 2 ), or in a reducing atmosphere (for example, a liquefied petroleum gas (LPG) atmosphere or a liquefied petroleum gas (LPG) LPG) atmosphere and air mixed).
소결 공정을 수행한 후, 퍼니스 온도를 하강시켜 도자기를 언로딩한다. 상기 퍼니스 냉각은 퍼니스 전원을 차단하여 자연적인 상태로 냉각되게 하거나, 임의적으로 온도 하강률(예컨대, 1∼10℃/min)을 설정하여 냉각되게 할 수도 있다. 퍼니스 온도를 하강시키는 동안에도 퍼니스 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. After the sintering process is performed, the furnace temperature is lowered to unload the ceramics. The furnace cooling may be effected by shutting down the furnace power source to be cooled in a natural state, or by setting a temperature lowering rate (for example, 1 to 10 DEG C / min) arbitrarily. It is preferable to keep the pressure inside the furnace constant even while the furnace temperature is lowered.
상기 소결 후에 도자기 표면에 형성된 유약층에는 크리스토바라이트(cristobalite), 쿼츠(Quartz), 칼슘실리케이트(Calcium Silicat) 결정상이 존재한다. 상기 유약층은 균열 및 핀홀이 없고 안정적인 표면을 가지며, 이에 의해 도자기에 매끄러운 표면이 발현되고, 우수한 광택도를 나타내며, 높은 경도값을 나타내고, 높은 명도를 나타낸다.After the sintering, cristobalite, quartz, and calcium silicate crystal phases exist in the glaze layer formed on the surface of the ceramics. The glaze layer has a surface free from cracks and pinholes and has a stable surface, whereby a smooth surface is exhibited in the ceramics, excellent gloss is exhibited, high hardness value is exhibited, and high brightness is exhibited.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예를 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, experimental examples according to the present invention will be specifically shown, and the present invention is not limited to the following experimental examples.
생활식기 등과 같은 도자기 간의 충돌이 외부 충격에도 균열이나 파손 현상이 최소화될 수 있는 높은 강도의 내마모성 유약의 개발이 필요하다. 특히, 마찰, 충격 등으로부터 파손이 일어나지 않고, 도자기 제품의 심미적 특성인 디자인 및 질감을 유지하고 색상을 유지하는 내마모 고투광성 유약의 개발이 필요하다. It is necessary to develop a high strength abrasion resistant glaze which can minimize cracks and breakage even in an external impact. In particular, it is necessary to develop a wear resistant high gloss glaze which maintains the design and texture, which are the aesthetic characteristics of the ceramic product, and maintains the color without causing damage from friction, impact and the like.
도자기 유약은 알칼리성, 중성, 산성 산화물들의 혼합물로 이루어지는데, 산성 산화물인 SiO2의 비율을 높이고자 하였다.Ceramic glaze is through interaction of the mixture alkaline, neutral, acidic oxide, the acidic oxide was eager to improve the ratio of SiO 2.
유약 조성은 유약의 화학성분에 따라 알카리 산화물, 중성 산화물, 산성 산화물로 분류된다. 융제의 역할을 하는 알카리 산화물은 Na2O, K2O, Li2O 등과 같은 R2O계 알칼리 산화물(여기서, R은 Na, K, Li 등)과, CaO, MgO, SrO, BaO, ZnO, PbO 등과 같은 RO계 알칼리토 산화물(여기서, R은 Ca, Mg, Sr, Ba, Zn, Pb 등)을 포함한다. 상기 중성 산화물은 Fe2O3, Al2O3 등과 같은 R2O3계 산화물(여기서, R은 Fe, Al 등)을 포함하며, 상기 산성 산화물은 SiO2 , TiO2 등과 같은 RO2계 산화물(여기서, R은 Si, Ti 등)을 포함한다. Glaze compositions are classified into alkali oxides, neutral oxides and acidic oxides, depending on the chemical composition of the glaze. Alkali oxides serving as fluxes include R 2 O -based alkali oxides such as Na 2 O, K 2 O and Li 2 O (where R is Na, K, Li and the like) and CaO, MgO, SrO, BaO, ZnO , And RO-based alkaline earth oxides such as PbO (where R is Ca, Mg, Sr, Ba, Zn, Pb and the like). The neutral oxide includes R 2 O 3 -based oxides such as Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 (where R is Fe, Al, etc.), and the acidic oxides include SiO 2 , TiO 2 2 RO-based oxide such as include (wherein, R is Si, Ti, etc.).
RO계 알칼리토 산화물 중에서 CaO는 유약의 표면 장력을 증가시키고, Al2O3와 SiO2의 비율을 조절하여 변형에 대응할 수 있는 유연한 유리 구조가 형성되게 할 수 있다. SiO2의 비율 증가는 고온의 소성 과정에서 용융되면서 크리스토바라이트(cristobalite) 결정화 되어 기계적인 물성인 내마모성을 향상시키고 고투광성 유약층이 형성되게 한다. Of the RO-based alkaline earth oxides, CaO increases the surface tension of the glaze and can control the ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 to form a flexible glass structure capable of deformation. The increase in the ratio of SiO 2 is crystallized as cristobalite is melted in the high-temperature firing process, thereby improving mechanical properties such as abrasion resistance and forming a highly transparent glaze layer.
유약의 특성을 구현하기 위해서 유약의 조성과 소결 공정, 분위기에 대한 이해, 소재 간의 반응 및 차이를 제어하였다.In order to realize the properties of glaze, the composition of glaze, the sintering process, understanding of atmosphere, reaction between materials and difference were controlled.
스털(Stull)의 UMF(Unity Molecular Formula)를 이용하여 유약의 조성과 경도와의 상관관계를 정의하였다. 모든 산화물을 몰(mole) 수로 전환하고, 이중 알카리 산화물들의 합으로 중성과 산성 산화물을 나누게 되면 UMF 조성식을 얻게 된다.The correlation between the composition and the hardness of the glaze was defined using the UMF (Unity Molecular Formula) of Stull. By converting all the oxides to the number of moles and dividing the neutral and acidic oxides by the sum of the double alkali oxides, the UMF composition formula is obtained.
내마모 고투광성 유약 실험을 위해 KNaO : CaO의 비율(몰비)을 0.3 : 0.7로 고정하였고, Al2O3 0.2∼0.6과 SiO2 1.5∼4.5 범위로 변화시켜 내마모 고투광성 유약의 최적화 조성을 확인하였다. 아래의 조성식에 최적화 조성 범위(몰비)를 나타내었다.KNaO for abrasion struggling light-glazed experiment: the ratio (molar ratio) of 0.3 CaO: was fixed to 0.7, Al 2 O 3 and SiO 2 0.2~0.6 The range of 1.5 to 4.5 was changed so as to confirm the optimum composition of the wear-resistant highly transparent glaze. The compositional formula shown below shows the optimum composition range (molar ratio).
0.3KNaO·0.7CaO·0.2∼0.6Al2O3·1.5∼4.5SiO2 0.3KNaO · 0.7CaO · 0.2~0.6Al 2 O 3 · 1.5~4.5
아래의 표 1에 일 예에 따른 내마모 고투광성 유약 조성물의 배합비를 나타내었다.Table 1 below shows the compounding ratio of the high wear resistance glaze composition according to one example.
아래의 표 2에 일 예에 따른 내마모 고투광성 유약 조성물의 화학 조성 성분을 분석하여 나타내었다.Table 2 below shows the chemical composition of the high wear resistance glaze composition according to one example.
유약 원료에 물을 배합하고 볼밀로 48시간 동안 미분쇄를 진행하여 유약 원료의 입자를 균일하게 분포할 수 있도록 혼합하였다. 이때, 유약 원료인 고형분 55 중량%와 물 45 중량%를 배합하였다. Water was added to the glaze raw material, and the glaze raw material was milled for 48 hours by a ball mill to mix the glaze raw material particles uniformly. At this time, 55% by weight of the solid component and 45% by weight of water were mixed.
초벌 백자 시편에 유약을 시유하여 소결을 진행하였다.The glaze was sintered on the early white porcelain specimens.
유약의 내마모성 및 투광성을 증대시키기 위한 소결 조건은 2.5℃/m으로 승온시키고 1250℃에서 3시간 동안 유지한 후, 1300℃로 온도를 상승시켜 1.5시간 유지하여 조건으로 수행하였다. 도 1에 소결 조건을 나타내었다. The sintering conditions for increasing the abrasion resistance and light transmittance of the glaze were as follows: the temperature was raised to 2.5 ° C / m and maintained at 1250 ° C for 3 hours and then the temperature was increased to 1300 ° C for 1.5 hours. Fig. 1 shows sintering conditions.
도 2는 KNaO : CaO의 비율(몰비)을 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 비율(몰비)로 배합하여 형성한 내마모 고투광성 유약층의 X-선회절(XRD; X-ray diffraction) 패턴을 보여주는 도면이다. Figure 2 is a KNaO: the ratio (molar ratio) of the 0.3 CaO: 0.7 and Al 2 O 3 and the SiO 2 0.4: light-abrasion struggling formed by mixing at a ratio of 4.5 (molar ratio) of the glaze layer X- ray diffraction ( X-ray diffraction (XRD) pattern.
도 2를 참조하면, 크리스토바라이트(cristobalite), 쿼츠(Quartz), 칼슘실리케이트(Calcium Silicat) 결정상이 존재한다. SiO2의 비율 증가는 고온의 소성 과정에서 용융되면서 크리스토바라이트(cristobalite) 결정화 되어 기계적인 물성인 내마모성을 향상시키고 고투광성 유약층이 형성되게 된다. Referring to FIG. 2, there is a crystal phase of cristobalite, quartz, and calcium silicate. The increase in the ratio of SiO 2 is crystallized as cristobalite is melted in the high-temperature firing process to improve the mechanical property, abrasion resistance, and a highly transparent glaze layer is formed.
도 3은 KNaO : CaO의 몰비를 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 몰비로 배합하여 형성한 내마모 고투광성 유약층의 표면을 보여주는 도면이다. 3 is a view showing a surface of a wear-resistant high-transmission glaze layer formed by mixing a KNaO: CaO molar ratio of 0.3: 0.7 and a molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 in a molar ratio of 0.4: 4.5.
도 3을 참조하면, 내마모 고투광성 유약층은 표면에 균열이 없으며, 소재와 안정적인 반응으로 매끄러운 표면이 관찰되었다. 유약 표면에 결정이 없는 고투광성 유약으로 확인되었다. Referring to FIG. 3, the wear-resistant high-permeability glaze layer had no cracks on its surface, and a smooth surface was observed due to a stable reaction with the material. It was identified as a highly transparent glaze with no crystals on the glaze surface.
KNaO : CaO의 비율(몰비)을 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 비율(몰비)로 배합하여 형성한 유약층의 물성을 분석하여 아래의 표 3에 나타내었다. 도 4는 KNaO : CaO의 몰비를 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 몰비로 배합하여 형성한 유약층의 광택도를 보여주는 도면이다. The properties of the glaze layer formed by combining the ratio of KNaO: CaO (molar ratio) of 0.3: 0.7 and the ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 at a ratio of 0.4: 4.5 (molar ratio) were analyzed and shown in Table 3 below. 4 is a graph showing the gloss of a glaze layer formed by mixing a KNaO: CaO molar ratio of 0.3: 0.7 and a molar ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 in a molar ratio of 0.4: 4.5.
유약층의 광택도는 70.2GU로 우수한 광택을 나타냈으며, 1.3㎛의 표면조도로 매끄러운 유약 표면이 확인되었다. The gloss of the glaze layer was excellent at 70.2GU, and the smooth glaze surface was confirmed with a surface roughness of 1.3 mu m.
기존 유약의 경도가 5.5GPa인 것을 고려할 때, 7.14GPa로 높게 나타났으며, 상대적으로 내마모성인 Britteness 86.62㎛-1/2로 높게 나타났다. Considering that the hardness of the existing glaze was 5.5 GPa, it was high as 7.14 GPa and Britteness 86.62 ㎛ -1/2 which is relatively abrasion resistance was high.
KNaO : CaO의 비율(몰비)을 0.3 : 0.7로 하고 Al2O3와 SiO2를 0.4 : 4.5의 비율(몰비)로 배합하여 형성한 유약층의 백색도를 분석하여 아래의 표 4에 나타내었다.The whiteness of the glaze layer formed by combining the ratio of KNaO: CaO (molar ratio) of 0.3: 0.7 and the ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 at a ratio of 0.4: 4.5 (molar ratio) was analyzed and shown in Table 4 below.
유약층의 명도가 92.31 정도로 매우 높은 명도 값을 나타내었다. 유약층의 높은 명도와 투명성을 고려할 때, 생활도자기에 적용하는 디자인의 질감이 잘 나타나며, 안료 및 발색 산화물의 색상 구현 용이하다.The brightness of the glaze layer was 92.31, which is very high. Considering the high brightness and transparency of the glaze layer, the texture of the design applied to the living ceramics appears well and it is easy to realize the color of the pigment and the coloring oxide.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, This is possible.
Claims (10)
화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루는 것을 특징으로 하는 유약 조성물.
The chemical composition of KNaO and CaO is 0.2-0.4: 0.6-0.8,
Wherein the composition of Al 2 O 3 and SiO 2 has a chemical composition of 0.2 to 0.6: 1.5 to 4.5.
The method of claim 1 wherein said glaze composition to the chemical composition components SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, CaO, MgO, K 2 O, Na 2 O, TiO 2, MnO, P 2 O 5, ZrO 2 , Li 2 O, Cr 2 O 3 , SrO, ZnO, PbO, and BaO.
The glaze composition according to claim 2, wherein the glaze composition comprises 60.0 to 66.5% by weight of SiO 2, 9.5 to 13.5% by weight of Al 2 O 3 , 0.05 to 1.0% by weight of Fe 2 O 3 , 0.05 to 1.5 wt% of MgO, 1.5 to 5.5 wt% of K 2 O, 2.0 to 6.0 wt% of Na 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of TiO 2, 0.01 to 0.8 wt% of MnO, 2 O 5 0.01~0.8 weight%, the ZrO 2 0.01~0.8 weight%, wherein the Li 2 O 0.01~0.8 weight%, the Cr 2 O 3 0.01~0.8% by weight, the SrO 0.01~0.8% by weight, the ZnO 0.01 To 0.8% by weight of the PbO, 0.01 to 0.8% by weight of the PbO and 0.01 to 0.8% by weight of the BaO.
상기 장석, 상기 석회석, 상기 카올린 및 상기 규석의 함량이 조절되어 상기 KNaO와 상기 CaO의 몰비와 상기 Al2O3와 상기 SiO2의 몰비가 조절되는 것을 특징으로 하는 유약 조성물.
The glaze composition of claim 1, wherein the glaze composition comprises feldspar, limestone, kaolin and silica,
Wherein the molar ratio of KNaO to CaO and the molar ratio of Al 2 O 3 to SiO 2 are controlled by adjusting the content of the feldspar, the limestone, the kaolin, and the silica.
상기 유약 조성물이 시유된 결과물을 소결하는 단계를 포함하며,
상기 유약 조성물은 화학 조성 성분으로 KNaO와 CaO가 0.2∼0.4 : 0.6∼0.8의 몰비를 이루고 화학 조성 성분으로 Al2O3와 SiO2가 0.2∼0.6 : 1.5∼4.5의 몰비를 이루는 것을 특징으로 하는 도자기의 제조방법.
Squeezing the glaze composition on top of the basic ceramics; And
And sintering the resultant product of the glaze composition,
The glaze composition as the chemical composition and the components KNaO CaO is 0.2 to 0.4: characterized in that forming the molar ratio of 1.5 to 4.5: a molar ratio of 0.6 to 0.8 constitute the Al 2 O 3 and SiO 2 in chemical composition ingredient 0.2 to 0.6 Method of manufacturing ceramics.
The method of claim 5, wherein the glaze composition is a chemical composition components SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, CaO, MgO, K 2 O, Na 2 O, TiO 2, MnO, P 2 O 5, ZrO 2 , Li 2 O, Cr 2 O 3 , SrO, ZnO, PbO and BaO.
The glaze composition according to claim 6, wherein the glaze composition comprises 60.0 to 66.5% by weight of SiO 2, 9.5 to 13.5% by weight of Al 2 O 3 , 0.05 to 1.0% by weight of Fe 2 O 3 , 0.05 to 1.5 wt% of MgO, 1.5 to 5.5 wt% of K 2 O, 2.0 to 6.0 wt% of Na 2 O, 0.01 to 0.8 wt% of TiO 2, 0.01 to 0.8 wt% of MnO, 2 O 5 0.01~0.8 weight%, the ZrO 2 0.01~0.8 weight%, wherein the Li 2 O 0.01~0.8 weight%, the Cr 2 O 3 0.01~0.8% by weight, the SrO 0.01~0.8% by weight, the ZnO 0.01 By weight of PbO, 0.01 to 0.8% by weight of PbO and 0.01 to 0.8% by weight of BaO.
상기 장석, 상기 석회석, 상기 카올린 및 상기 규석의 함량을 조절하여 상기 KNaO와 상기 CaO의 몰비와 상기 Al2O3와 상기 SiO2의 몰비를 조절하는 것을 특징으로 하는 도자기의 제조방법.
6. The composition of claim 5, wherein the glaze composition comprises feldspar, limestone, kaolin and silica,
Wherein the molar ratio of KNaO to CaO and the molar ratio of Al 2 O 3 to SiO 2 are controlled by controlling the content of the feldspar, the limestone, the kaolin, and the silica.
유리질을 형성하여 유약 장력과 점도를 증가시키기 위하여 1150∼1300℃의 제1 소결온도에서 유지하는 단계; 및
형성되는 유약층의 경도 및 강도를 증대시키기 위하여 상기 제1 소결온도보다 높은 제2 소결온도에서 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도자기의 제조방법.
6. The method according to claim 5,
Maintaining a first sintering temperature of from 1150 to 1300 ° C to form a vitreous and increase glaze tension and viscosity; And
And maintaining a second sintering temperature higher than the first sintering temperature in order to increase hardness and strength of the formed glaze layer.
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